Устройство видеонаблюдения за подрывом боевого снаряда

Изобретение относится к области оптических измерений и может быть использовано в системах видеонаблюдения, ИК-локации, горном деле при подземных и открытых взрывных работах, а также в военном деле. Технический результат состоит в повышении точности регистрации момента подрыва боевого заряда при сохранении режима длительной регистрации. Устройство видеонаблюдения за подрывом боевого снаряда содержит видеокамеру, выход которой подключен к входу первого блока обработки информации, накопитель видеоинформации, матрицу инфракрасных приемников, второй блок обработки информации, мультиплексор и блок формирования синхросигналов. Первый выход блока формирования синхросигналов соединен с синхровходами видеокамеры и первого блока обработки информации, второй выход - с синхровходом второго блока обработки информации, а третий выход - с синхровходом мультиплексора, выход которого подключен к входу накопителя видеоинформации, первый вход - к выходу первого блока обработки информации, а второй вход - к выходу второго блока обработки информации, вход которого соединен с выходом матрицы инфракрасных приемников. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области оптических измерений и может быть использовано в системах видеонаблюдения, ИК-локации, горном деле при подземных и открытых взрывных работах, а также в военном деле.

Известно устройство подсчета числа взорвавшихся зарядов, содержащее датчик электромагнитных сигналов, блок обработки, задатчик временных интервалов и счетчик (SU 1799460 А1). В известном устройстве определяется момент времени, в который происходит подрыв заряда. Однако точность определения этого времени достаточно низкая.

Наиболее близкой к предлагаемому устройству является известная система видеонаблюдения, содержащая видеокамеру, выход которой подключен к входу первого блока обработки информации, а также накопитель видеоинформации (RU 2268497 С2, 20.01.06). Известная система видеонаблюдения имеет следующие недостатки:

1. Если используется скоростная видеокамера, то скорость регистрации видеоинформации не превышает 5000 кадров в секунду при заданном разрешении, что соответствует точности определения момента подрыва боевого заряда 200 мкс. При этом время регистрации зависит от объема памяти и в известных образцах скоростных камер не превышает 10...20 секунд.

2. Если используется видеокамера с матрицей повышенного разрешения (1...4 мегапиксела с частотой кадров 25, 50 или 100 Гц), то время записи на жесткий диск объемом 120 Гб может достигать 1 часа. Но при этом точность определения момента подрыва боевого заряда недостаточна, так как интервалы регистрации событий определяются частотой кадров (40, 20 или 10 мс соответственно).

Технический результат состоит в обеспечении возможности повышения точности регистрации момента подрыва боевого заряда при сохранении режима длительной регистрации.

Для достижения указанного технического результата в устройство видеонаблюдения за подрывом боевого снаряда, содержащее видеокамеру, выход которой подключен к входу первого блока обработки информации, а также накопитель видеоинформации, введены матрица инфракрасных приемников, второй блок обработки информации, мультиплексор и блок формирования синхросигналов, первый выход которого соединен с синхровходами видеокамеры и первого блока обработки информации, второй выход - с синхровходом второго блока обработки информации, а третий выход - с синхровходом мультиплексора, выход которого подключен к входу накопителя видеоинформации, первый вход - к выходу первого блока обработки информации, а второй вход - к выходу второго блока обработки информации, вход которого соединен с выходом матрицы инфракрасных приемников.

В предпочтительном варианте исполнения в устройстве видеонаблюдения за подрывом боевого снаряда применена видеокамера высокого разрешения.

Предлагаемое устройство видеонаблюдения за подрывом боевого снаряда обеспечивает возможность определения времени подрыва боевого заряда на интервале времени между двумя последовательными кадрами видеоизображения, формируемыми видеокамерой высокого разрешения.

При этом достигается положительный технический результат - обеспечивается возможность повышения точности регистрации момента подрыва боевого заряда при сохранении режима длительной регистрации.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включая поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного технического решения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам заявленного технического решения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволило установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков заявленного устройства видеонаблюдения за подрывом боевого снаряда, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное техническое решение соответствует критерию "новизна".

Проведенный заявителем дополнительный поиск не выявил известные решения, содержащие признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства видеонаблюдения за подрывом боевого снаряда. Следовательно, заявленное техническое решение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного технического решения преобразований для достижения технического результата. Заявленное техническое решение не основано на изменении количественного признака (признаков), представлении таких признаков во взаимосвязи, либо изменении ее вида. Следовательно, заявленное техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Предлагаемое устройство видеонаблюдения за подрывом боевого снаряда может быть реализовано с помощью известных функциональных элементов.

На фиг.1 приведена функциональная схема заявленного устройства видеонаблюдения за подрывом боевого снаряда, а на фиг.2 и фиг.3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства. На фиг.2 показаны два последовательных фиксируемых видеокамерой высокого разрешения кадра, между которыми произошел подрыв боевого заряда. На фиг.3 показан возможный результат обработки выходных сигналов матрицы инфракрасных приемников.

Устройство видеонаблюдения за подрывом боевого снаряда в предпочтительном варианте исполнения содержит видеокамеру 1 высокого разрешения, первый блок 2 обработки информации, мультиплексор 3, накопитель 4 видеоинформации, матрицу 5 инфракрасных приемников, второй блок 6 обработки информации и блок 7 формирования синхросигналов. Выход видеокамеры 1 высокого разрешения подключен к входу первого блока 2 обработки информации, первый выход блока 7 формирования синхросигналов соединен с синхровходами видеокамеры 1 высокого разрешения и первого блока 2 обработки информации, второй выход - с синхровходом второго блока 6 обработки информации, а третий выход - с синхровходом мультиплексора 3. Выход мультиплексора 3 подключен к входу накопителя 4 видеоинформации, первый вход - к выходу первого блока 2 обработки информации, а второй вход - к выходу второго блока 6 обработки информации, вход которого соединен с выходом матрицы 5 инфракрасных приемников.

Предлагаемое устройство видеонаблюдения за подрывом боевого снаряда обеспечивает возможность определения времени подрыва боевого заряда на интервале времени между двумя последовательными кадрами видеоизображения, формируемыми видеокамерой высокого разрешения, что позволяет повысить точность регистрации момента подрыва боевого заряда при сохранении режима длительной регистрации.

Устройство видеонаблюдения за подрывом боевого снаряда работает следующим образом.

Поток цифровой информации с выхода видеокамеры 1 высокого разрешения поступает на вход первого блока 2 обработки информации, в котором он преобразуется в поток данных, удобный для записи в накопитель 4 видеоинформации. Например, последовательный поток стандарта LVDS преобразуется в параллельный поток шины АТА, который поступает на первый вход мультиплексора 3.

Блок 7 формирования синхросигналов формирует следующие синхросигналы: - на первом выходе - синхросигналы кадровой частоты (25, 50 или 100 Гц), которые подают на синхровходы видеокамеры 1 высокого разрешения и первого блока 2 обработки информации, на втором выходе - жестко привязанные к сетке синхросигналов кадровой частоты синхросигналы частоты опроса (например, 10 кГц), которые подают на синхровход второго блока 6 обработки информации, на третьем выходе - сигналы управления, которые подают на синхровход мультиплексора 3. При этом частота синхросигналов кадровой частоты (25, 50 или 100 Гц) в заданное число раз (400, 200 или 100) больше частоты синхросигналов частоты опроса, что и обеспечивает ее постоянство (например, 10 кГц).

Синхросигналы частоты опроса (например, 10 кГц), поступающие на синхровход второго блока 6 обработки информации, определяют частоту оцифровки аналоговой информации, поступающей с матрицы 5 инфракрасных приемников размером (k×k)-элементов (обычно k=3).

Поток цифровой информации с выхода второго блока 6 обработки информации поступает на второй вход мультиплексора 3 и представляет собой последовательность посылок, содержащих (k×k×R) бит, где R - разрядность кода на выходе второго блока 6 обработки информации. Например, при k=3, R=16 посылки на выходе второго блока 6 обработки информации содержат 144 бит. При частоте синхросигналов частоты опроса 10 кГц и кадровой частоте 25 Гц длина посылки будет 57600 бит или 7200 байт, в других случаях длина посылки будет меньше. Для матрицы видеокамеры 1 высокого разрешения 1024×1024 пикселей такую информацию можно разместить в пределах восьми строк одного кадра изображения.

Поступающий на второй вход мультиплексора 3 поток цифровой информации от матрицы 5 инфракрасных приемников записывается в кадр изображения видеокамеры 1 высокого разрешения вместо заранее определенных строк этого кадра, например, вместо 1, 2, 3, 4, 1021, 1022, 1023 и 1024 строк, т.е. в первые 4 и последние 4 строки кадра. Замена этих строк в кадре изображения видеокамеры 1 высокого разрешения на информацию от матрицы 5 инфракрасных приемников практически не влияет на качество изображения.

Информация о полете изделия и его подрыве, записанная на накопитель 4 видеоинформации, хранится на одном носителе (жестком диске) и в дальнейшем совместно обрабатывается на ПЭВМ. При этом точность определения момента подрыва боевого заряда может быть повышена следующим образом.

Любые два последовательных кадра изображений фиксируются видеокамерой 1 высокого разрешения через определяемые частотой кадров (25, 50 или 100 Гц) интервалы времени 40, 20 или 10 мс. Если между кадрами произошел подрыв боевого заряда (см. фиг.2), то время такого события можно определить по этим кадрам лишь с соответствующей погрешностью 40, 20 или 10 мс. Точность определения момента подрыва боевого заряда повышают за счет обработки информации, поступившей с матрицы 5 инфракрасных приемников и обновляемой с частотой опроса 10 кГц. При этом формируют суммарный сигнал U_ИК=ΣU_i/(k×k), где U_i - амплитуды сигналов с выходов матрицы 5 инфракрасных приемников, сравнивают этот сигнал с порогом U_порога и считают точным временем t подрыва боевого заряда момент времени превышения суммарным сигналом U_ИК порога U_порога. Обработка информации, поступившей с частотой опроса 10 кГц с матрицы 5 инфракрасных приемников, эквивалентна переходу от временной шкалы с дискретом 40, 20 или 10 мс к временной шкале с дискретом 100 мкс, что и позволяет более точно определить момент подрыва боевого снаряда.

Изложенные выше сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:

- средства, воплощающие заявленное устройство видеонаблюдения за подрывом боевого снаряда при его осуществлении, предназначены для использования в промышленности, а именно в системах видеонаблюдения, ИК-локации, горном деле при подземных и открытых взрывных работах, а также в военном деле;

- для заявленного устройства видеонаблюдения за подрывом боевого снаряда в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов.

Следовательно, заявленное техническое решение соответствует критерию "промышленная применимость".

При использовании предлагаемого устройства видеонаблюдения за подрывом боевого снаряда обеспечивается возможность определения времени подрыва боевого заряда на интервале времени между двумя формируемыми видеокамерой 1 высокого разрешения последовательными кадрами видеоизображения, что и позволяет повысить точность регистрации момента подрыва боевого заряда при сохранении режима длительной регистрации.

1. Устройство видеонаблюдения за подрывом боевого снаряда, содержащее видеокамеру, выход которой подключен к входу первого блока обработки информации, а также накопитель видеоинформации, отличающееся тем, что введены матрица инфракрасных приемников, второй блок обработки информации, мультиплексор и блок формирования синхросигналов, первый выход которого соединен с синхровходами видеокамеры и первого блока обработки информации, второй выход - с синхровходом второго блока обработки информации, а третий выход - с синхровходом мультиплексора, выход которого подключен к входу накопителя видеоинформации, первый вход - к выходу первого блока обработки информации, а второй вход - к выходу второго блока обработки информации, вход которого соединен с выходом матрицы инфракрасных приемников.

2. Устройство видеонаблюдения за подрывом боевого снаряда по п.1, отличающееся тем, что применена видеокамера высокого разрешения.