Способ селекции многих объектов, одновременно находящихся в поле зрения

 

Изобретение относится преимущественно к области наведения самодвижущихся снарядов, в том числе при наличии ложных целей (светотепловых ловушек и др.), имитирующих излучение истинной цели. Технический результат - селекция истинных и ложных целей, обеспечивающая условия формирования управляющих сигналов для вывода самодвижущегося снаряда на истинную цель. Сущность изобретения состоит в том, что получают спектрально разложенное изображение сцены (картину) с объектами (целями) в широком спектральном диапазоне и осуществляют селекцию объектов (целей) на основе особенностей их индивидуальных спектральных характеристик. 1 ил.

Изобретение относится преимущественно к области наведения самодвижущихся снарядов, в том числе при наличии ложных целей (светотепловых ловушек и др.), имитирующих излучение истинной цели.

Задачей изобретения является повышение помехоустойчивости систем наведения (самонаведения) и создание возможности выделения истинной цели среди многочисленных ложных целей, одновременно находящихся в поле зрения.

Технический результат - селекция истинных и ложных целей, обеспечивающая условия формирования управляющих сигналов для вывода самодвижущегося снаряда на истинную цель.

Сущность изобретения состоит в том, что получают спектрально разложенное изображение сцены (картину) с объектами (целями) в широком спектральном диапазоне и осуществляют селекцию объектов (целей) на основе особенностей их индивидуальных спектральных характеристик.

Наибольшее распространение имеют системы самонаведения, интегрально воспринимающие оптическое излучение объекта, чаще всего тепловое излучение объектов (целей) в ИК-диапазоне. При этом основным критерием выбора истинной цели является интегральная яркость объекта, то есть единственная характеристическая величина. Однако эта величина может быть имитирована ложными целями с применением сравнительно простых технических средств. В результате их применения система самонаведения утрачивает возможность сделать безошибочный выбор истинной цели.

Известен способ одновременного наблюдения нескольких целей с наведением ракет для их поражения [1]. Предусмотрено получение картины одновременно в двух спектральных диапазонах (видимом и ИК) для разделения изображений целей и ракет, запускаемых для их поражения. Существенным недостатком этого способа является отсутствие селекции истинных целей от ложных, поскольку при наблюдении целей совокупность их свойств характеризуется только пространственными координатами их местонахождения. Какие-либо специальные меры для различения истинных и ложных целей в [1] не предусмотрены.

В альтернативном предыдущему изобретении [2] изложен способ многоспектрального выделения полезного сигнала на фоне шумов изображения. Рассматривается трехканальная система, в которой два канала предназначены для работы с двумя целями, а третий для обработки сигнала от фона. Каналы идентичны, каждый из них включает не менее двух выделяемых спектральных полос, однако как более предпочтительное указано выделение 6-7 (до дюжины) полос. К недостаткам предложенного в [2] способа следует отнести: 1) необходимость наличия отдельного канала для каждой из целей; 2) интегральную регистрацию излучения объекта в пределах каждой из выделяемых спектральных полос, вследствие чего спектр истинной цели может быть имитирован сравнительно простыми техническими средствами.

Предлагаемый в настоящем изобретении способ основан на формировании спектрально разложенного изображения сцены с многими объектами, одновременно находящимися в поле зрения. Дальнейший анализ изображения с использованием систем распознавания образов предназначен для селекции целей на основе индивидуальных особенностей их спектральных характеристик с последующим разделением истинных и ложных целей по установленным критериям. Критерии могут быть заданы в виде набора численных характеристик, аналитического выражения, эталонного спектра и т.д.

Структурная схема реализации предложенного способа представлена на чертеже. Излучение оптического диапазона, испускаемое сценой 1 со многими объектами, поступает в систему построения изображения сцены 2, содержащую диспергирующий элемент. Изображение сцены (картина) совмещается с рабочей поверхностью преобразователя оптического изображения в электронный сигнал 3. На различных участках оптического спектра могут использоваться преобразователи различного типа, оптимальные по совокупности рабочих характеристик для регистрации оптического излучения того или иного конкретного спектрального диапазона (видиконы, пировидиконы, матричные приемники излучения и т.д.). Электронный сигнал с выхода преобразователя поступает в систему предварительной обработки электронного сигнала 4, где проводятся первичные операции по обработке сигнала (усиление, отделение от шумов и т.п.). Основная задача системы предварительной обработки - приведение сигнала к форме, оптимальной для работы системы распознавания образов и идентификации спектров 5. Результаты анализа спектральных образов целей поступают в систему формирования командных сигналов 6. Командные сигналы воздействуют на систему управления ракетой 7 и обеспечивают поражение ракетой 8 выбранной цели. При этом для выбора цели используются все особенности ее индивидуальной спектральной характеристики, что значительно увеличивает вероятность распознавания истинных и ложных целей и затрудняет возможности имитации истинной цели.

В зависимости от решаемых задач и совокупности условий их решения предлагаемый способ может быть реализован в двух конструктивных вариантах: 1) система распознавания истинных и ложных целей находится у оператора запуска и обеспечивает наведение нескольких запускаемых ракет с помощью телеуправления; 2) система распознавания истинных и ложных целей устанавливается на каждой из запускаемых ракет. Первый вариант имеет экономические преимущества, однако его применение ограничено возможностью непосредственного наблюдения целей с места нахождения оператора запуска. Второй вариант является более дорогостоящим, однако он обеспечивает самонаведение ракеты в отсутствие прямой видимости целей с места запуска, а также поражение цели на больших расстояниях, когда значительная часть траектории может преодолеваться ракетой до обнаружения целей.

Предлагаемый способ позволяет повысить помехозащищенность устройств наведения (самонаведения), поскольку выбор цели осуществляется на основе полной информации о спектральном распределении излучения объекта, а не на основе интегральных или усредненных характеристик. Для дополнительного повышения помехозащищенности может быть использован анализ поляризации излучения, позволяющий, в частности, разделить собственное излучение объекта и отраженное излучение (блики).

Использованные источники

1. Патент США 5042743, кл. F 41 G 7 (244 - 3.11,16), опубл. 27.08.1991 г. (прототип).

2. Патент США 5479255, кл. F 41 G 7 (244 - 3.11,16), опубл. 26.12.1995 г.

Формула изобретения

Способ селекции многих объектов, одновременно находящихся в поле зрения, включающий формирование спектрально разложенных изображений сцены с селектируемыми объектами, отличающийся тем, что получают спектрально разложенные изображения объектов и сцены и осуществляют селекцию объектов на основе индивидуальных особенностей их спектральных характеристик.

РИСУНКИ

Рисунок 1