Устройство для моделирования процесса обнаружения подвижного объекта

Авторы патента:

Тацышин Николай Николаевич (RU)

Касьянов Владислав Витальевич (RU)

Колодько Юрий Викторович (RU)

G06N7/06 - моделирование на компьютерах общего назначения

G06F17/16 - матричные или векторные вычисления

Владельцы патента RU 2701077:

Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" Министерства обороны Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники. Технический результат заключается в обеспечении возможности моделирования процесса обнаружения космическим аппаратом подвижного объекта. Технический результат достигается за счет устройства для моделирования процесса обнаружения подвижного объекта, содержащего блок хранения векторов, блок расчета сферического линейного расстояния на местности, блок расчета высоты орбиты КА, блок расчета угла отклонения проецирующего луча от местной вертикали, блок расчета предельного линейного разрешения и блок расчета вероятности обнаружения подвижного объекта, блок обработки результата процесса обнаружения подвижного объекта, блок подсчета временных показателей цикла обнаружения, блок индикации результатов обнаружения, регистр. 1 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в специализированных устройствах вычислительной техники для моделирования процесса обнаружения подвижного объекта космическим аппаратом (КА).

Известны своим практическим использованием устройства, моделирующие процесс обнаружения подвижных объектов, космическими аппаратами.

Недостатком устройства, моделирующего процесс обнаружения подвижных объектов космическими аппаратами, являются:

невозможность представления данных с результатами моделирования в формализованном виде;

отсутствие возможности оформления каталога для проведения последующих исследований;

Наиболее близким по технической сущности является (RU №2320013 С1) принцип работы которого основан на использовании математического аппарата при распределении ошибок, а именно нормального закона распределения, а также кругового закона в процессе обнаружения.

Применение подобных устройств ограничивается отсутствием интерфейса, позволяющего пользователю обрабатывать и анализировать данные полученные в ходе работы устройства

Задачей изобретения является создание блоков, позволяющих формировать каталог с выходными данными, а также позволяющие пользователю взаимодействовать с данными полученными в результате работы устройства.

Требуемый технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее, блок хранения векторов, введены блок расчета сферического линейного расстояния на местности, блок расчета высоты орбиты КА, блок расчета угла отклонения проецирующего луча от местной вертикали, блок расчета предельного линейного разрешения и блок расчета вероятности обнаружения подвижного объекта, блок обработки результата процесса обнаружения подвижного объекта, блок подсчета временных показателей цикла обнаружения, блок индикации результатов обнаружения, регистр при этом, первый выход блока хранения векторов соединен с первым входом блока расчета сферического линейного расстояния на местности и вторым входом блока расчета высоты орбиты КА, а второй выход блока хранения векторов соединен с третьем входом блока расчета сферического линейного расстояния на местности, выход блока расчета высоты орбиты КА соединен с первым входом блока расчета угла отклонения проецирующего луча от местной вертикали и пятым входом блока расчета предельного линейного разрешения, выход блока расчета сферического линейного расстояния на местности соединен с третьим входом блока расчета угла отклонения проецирующего луча от местной вертикали и вторым входом блока расчета предельного линейного разрешения, выход блока расчета угла отклонения проецирующего луча от местной вертикали соединен с первым входом блока расчета предельного линейного разрешения, выход которого соединен с первым входом блока расчета вероятности обнаружения подвижного объекта, выход которого соединен с первым входом блока обработки результата процесса обнаружения подвижного объекта, первый выход которого соединен с регистром, второй выход блока обработки процесса обнаружения подвижного объекта соединен с блоком индикации результатов обнаружения, а третий выход соединен с блоком подсчета временных показателей цикла обнаружения объекта, выход которого соединен с регистром.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен возможный вариант построения устройства, который содержит:

1 - блок хранения векторов;

2 - блок расчета сферического линейного расстояния на местности;

3 - блок расчета высоты орбиты КА;

4 - блок расчета угла отклонения проецирующего луча от местной вертикали;

5 - блок расчета предельного линейного разрешения;

6 - блок расчета вероятности обнаружения подвижного объекта;

7 - блок обработки результата процесса обнаружения подвижного объекта;

8 - блок подсчета временных показателей цикла обнаружения;

9 - блок индикации результатов обнаружения;

10 - регистр.

Устройство для моделирования процесса обнаружения подвижного объекта работает следующим образом: Предполагается, что имеется РЛС регистрирующая координаты КА на момент времени t в геостационарной системе координат - и имеется датчик на подвижном объекте, который определяет его координаты в той же системе координат - В блоке хранения векторов 1 находятся вектора на момент времени t.

Затем, на первый и третий вход блока расчета сферического линейного расстояния на местности 2, передаются данные из первого и второго выхода блока хранения векторов 1 о местоположении КА и подвижного объекта в геоцентрической системе координат, соответственно. На второй вход блока расчета сферического линейного расстояния на местности 2 подано значение R_z - радиус Земли. В блоке расчета сферического линейного расстояния на местности 2 по формуле (1) рассчитывается значение L - сферическое линейное расстояние на местности от подспутниковой точки до подвижного объекта.

где - вектор характеризующий положение КА в геоцентрической системе координат на момент времени t;

- вектор характеризующий положение подвижного объекта на местности в геоцентрической системе координат на момент времени t. Так же на второй вход блока расчета высоты орбиты КА 3 передается из первого выхода блока хранения векторов 1 значение и на первый вход блок расчета высоты орбиты КА подано значение R_z. В данном блоке по формуле (2) рассчитывается значение Н - высоты орбиты КА над поверхностью Земли.

Далее, на первый и третий входы блока расчета угла отклонения проецирующего луча от местной вертикали 4 из выходов блоков расчета высоты орбиты КА 3 и расчета сферического линейного расстояния на местности 2 передаются значения Н и L соответственно. На второй вход блока расчета угла отклонения проецирующего луча от местной вертикали 4 подано значение R_z. В блоке расчета угла отклонения проецирующего луча от местной вертикали 4 по формуле (3) осуществляется расчет ϕ - угол отклонения проецирующего луча от местной вертикали.

После расчета ϕ, данное значение из выхода блока расчета угла отклонения проецирующего луча от местной вертикали 4 передается на первый вход блока расчета предельного линейного разрешения 5. Так же на третий вход данного блока передаются значения α - половина угла мгновенного поля зрения аппаратуры разведки установленной на КА (характеристика аппаратуры разведки установленной на КА), а на четвертый вход блока расчета предельного линейного разрешения 5 подано значение R_z. Из выходов блока расчета сферического линейного расстояния на местности 2 и блока расчета высоты орбиты КА 3 на второй и пятый вход блока расчета предельного линейного разрешения 5 передаются значения L и Н соответственно. В блоке расчета предельного линейного разрешения 5 по формуле (4) осуществляется расчет Δl_p - предельного линейного разрешения.

Вероятность обнаружения подвижного объекта Р_об зависит от соотношения размеров обнаруживаемого объекта и предельного разрешения в изображении подвижного объекта на снимке, таким образом, после расчета значения Δl_p из выхода блока расчета предельного линейного разрешения 5 данное значение передается на первый вход блока расчета вероятности обнаружения подвижного объекта 6, так же на второй и третий входы данного блока передается значения S - ширина подвижного объекта и D - длина подвижного объекта, соответственно. В блоке расчета вероятности обнаружения подвижного объекта 6 по формуле (5) осуществляется расчет Р_об - вероятности обнаружения подвижного объекта.

После расчета Р_об из выхода блока расчета вероятности обнаружения подвижного объекта 6, данное значение передается, на первый вход блока обработки результата процесса обнаружения подвижного объекта 7.

В блоке обработки результата процесса обнаружения подвижного объекта 7 происходит сравнение значений ζ и Р_об. Если ζ≤Р_об то считается, что подвижный объект обнаружен, где ζ=0.8 - заданное значение вероятности при котором объект считается обнаруженным, после, данный результат подается на второй вход регистра 9 и на вход блока индикации результатов обнаружения 10.

В блоке подсчета временных показателей цикла обнаружения объекта 8 происходит суммирование времени выполнения всех блоков по формуле t₁+t₂+…+t_n=Т где n - номер блока, после расчета данное значение подается на первый вход регистра 9.

В блоке индикации результатов обнаружения 10 происходит подача сигнала на индикаторы, зеленого - если объект обнаружен и красного, если не обнаружен.

Указанный алгоритм расчета вероятности обнаружения подвижного объекта реализуется следующим образом.

При запуске устройства от внешнего источника, не показанного на чертеже, в блок хранения векторов 1 передаются координаты КА в геоцентрической системе координат - и текущие координаты подвижного объекта в геоцентрической системе координат - на момент времени t.

На первый и третий вход блока расчета сферического линейного расстояния на местности 2, передаются данные из первого и второго выхода блока хранения векторов 1 о местоположении КА - и подвижного объекта в геоцентрической системе координат - соответственно. На второй вход блока расчета сферического линейного расстояния на местности 2 подано значение R_z - радиус Земли. В блоке расчета сферического линейного расстояния на местности 2 по формуле (1) рассчитывается значение L - сферическое линейное расстояние на местности от подспутниковой точки до подвижного объекта.

На второй вход блока расчета высоты орбиты КА 3 передается из первого выхода блока хранения векторов 1 значение и на первый вход блок расчета высоты орбиты КА подано значение R_z. В данном блоке по формуле (2) рассчитывается значение Н - высоты орбиты КА над поверхностью Земли.

На первый и третий входы блока расчета угла отклонения проецирующего луча от местной вертикали 4 из выходов блоков расчета высоты орбиты КА 3 и расчета сферического линейного расстояния на местности 2 передаются значения Н и L соответственно. На второй вход блока расчета угла отклонения проецирующего луча от местной вертикали 4 подано значение R_z. В блоке расчета угла отклонения проецирующего луча от местной вертикали 4 по формуле (3) осуществляется расчет ϕ - угол отклонения проецирующего луча от местной вертикали.

После расчета ϕ, данное значение из выхода блока расчета угла отклонения проецирующего луча от местной вертикали 4 передается на первый вход блока расчета предельного линейного разрешения 5. Так же на третий вход данного блока передаются значения α - половина угла мгновенного поля зрения аппаратуры разведки, установленной на КА (характеристика аппаратуры разведки, установленной на КА), а на четвертый вход блока расчета предельного линейного разрешения 5 подано значение R_z. Из выходов блока расчета сферического линейного расстояния на местности 2 и блока расчета высоты орбиты КА 3 на второй и пятый вход блока расчета предельного линейного разрешения 5 передаются значения L и Н соответственно. В блоке расчета предельного линейного разрешения 5 по формуле (4) осуществляется расчет Δl_p -предельного линейного разрешения.

В блоке обработки результата процесса обнаружения подвижного объекта 7 происходит сравнение значений ζ и Р_об. Если ζ≤Р_об то считается, что подвижный объект обнаружен, данный результат подается на второй вход регистра 9 и на вход блока индикации результатов обнаружения 10.

В блоке подсчета временных показателей цикла обнаружения объекта 8 происходит суммирование времени выполнения всех блоков по формуле t₁+t₂+…+t_n=Т и данное значение подается на первый вход регистра 9,

Источники информации, принятые во внимание

1. RU №2214624 2003 г.

2. RU №1809436 1993 г.

3. RU №2320013 2006 г.

Устройство для моделирования процесса обнаружения подвижного объекта, содержащее блок хранения векторов, отличающееся тем, что в него дополнительно введены блок расчета сферического линейного расстояния на местности, блок расчета высоты орбиты КА, блок расчета угла отклонения проецирующего луча от местной вертикали, блок расчета предельного линейного разрешения и блок расчета вероятности обнаружения подвижного объекта, блок обработки результата процесса обнаружения подвижного объекта, блок подсчета временных показателей цикла обнаружения, блок индикации результатов обнаружения, регистр, при этом первый выход блока хранения векторов соединен с первым входом блока расчета сферического линейного расстояния на местности и вторым входом блока расчета высоты орбиты КА, а второй выход блока хранения векторов соединен с третьем входом блока расчета сферического линейного расстояния на местности, выход блока расчета высоты орбиты КА соединен с первым входом блока расчета угла отклонения проецирующего луча от местной вертикали и пятым входом блока расчета предельного линейного разрешения, выход блока расчета сферического линейного расстояния на местности соединен с третьим входом блока расчета угла отклонения проецирующего луча от местной вертикали и вторым входом блока расчета предельного линейного разрешения, выход блока расчета угла отклонения проецирующего луча от местной вертикали соединен с первым входом блока расчета предельного линейного разрешения, выход которого соединен с первым входом блока расчета вероятности обнаружения подвижного объекта, выход которого соединен с первым входом блока обработки результата процесса обнаружения подвижного объекта, первый выход которого соединен с регистром, второй выход блока обработки процесса обнаружения подвижного объекта соединен с блоком индикации результатов обнаружения, а третий выход соединен с блоком подсчета временных показателей цикла обнаружения объекта, выход которого соединен с регистром, на второй вход расчета сферического линейного расстояния на местности и первый вход блока расчета высоты орбиты КА и на второй вход блока расчета угла отклонения проецирующего луча от местной вертикали и четвертый вход блока расчета предельного линейного разрешения подано значение Rz - радиуса Земли, а на второй и третий входы блока расчета вероятности обнаружения подвижного объекта подаются значения S - ширины подвижного объекта, и D - длины подвижного объекта, соответственно, а на третий вход блока расчета предельного линейного разрешения подано значение α - половина угла мгновенного поля зрения аппаратуры разведки, установленной на КА, на первый вход блока обработки результата процесса обнаружения подвижного объекта подано значение Роб - вероятности обнаружения подвижного объекта, а на первый и второй выходы подается значение О - результат процесса обнаружения, на второй и на третий выходы подается , где t_n - время обработки блока n, на выход блока подсчета временных показателей цикла обнаружения объекта подается значение Т - время цикла обнаружения.

Изобретение относится к области гидроакустики. Технический результат заключается в обеспечении оперативной автоматической идентификации морских целей, обнаруженных в режиме шумопеленгования.

Формирование моделированных данных датчиков для обучения и проверки достоверности моделей обнаружения // 2694154

Изобретение относится к системам автономного управления транспортным средством. Технический результат заключается в расширении арсенала средств того же назначения.

Способ оценки прочности и определения ресурса барабанов и коллекторов котла // 2692438

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано при оценке прочности и определении проектного и остаточного ресурса работающих под давлением барабанов и коллекторов котлов.

Способ моделирования двусторонних воздействий при использовании конфликтующими системами управления общего технологического ресурса // 2692423

Изобретение относится к области моделирования двусторонних воздействий при использовании конфликтующими системами управления общего технологического ресурса. Техническим результатом изобретения является определение среднего времени деградации потенциала конфликтующих систем управления с заданной точностью и достоверностью.

Экспресс-способ прогнозирования пожароопасных свойств антрахинона и красителей на его основе с использованием молекулярных дескрипторов и искусственных нейронных сетей // 2692241

Изобретение относится к области пожарной и промышленной безопасности (разработка методов и способов исследования взрывопожароопасных свойств веществ и материалов) и может быть применено для определения группы взрывоопасной смеси для выбора типа взрывозащищенного электрооборудования, при разработке мероприятий по обеспечению пожаровзрывобезопасности технологических процессов в различных отраслях промышленности.

Территориально-распределенный испытательный комплекс (трикс) // 2691831

Изобретение относится к системам испытания оборудования. Технический результат заключается в обеспечении достаточного тестового покрытия, гарантирующего максимально возможную полноту проведения испытаний.

Способ выбора эффективной стратегии в боевых действиях разнородных группировок // 2682374

Изобретение относится к области цифровых вычислительных систем для обработки входной информации о характеристиках боевых средств противоборствующих сторон. Техническим результатом является обеспечение двухэтапного моделирования одновременного боя с группировками противника с учетом разнородности характеристик боевых средств группировок.

Способ автоматизированного сбора и подготовки данных для мониторинга и моделирования сложной технической системы // 2680869

Изобретение относится к области техники и информатики, а более конкретно - к способу автоматизированного сбора и подготовки данных для мониторинга и моделирования сложной технической системы.

Способ обработки информации по выбору эффективной стратегии в боевых действиях разнородных группировок // 2677386

Изобретение относится к области цифровых вычислительных систем для обработки входной информации о характеристиках боевых средств противоборствующих сторон. Техническим результатом является обеспечение двухэтапного моделирования одновременного боя с разнородными группировками противника с учетом возможности поражения соседних боевых средств.

Экспресс-способ прогнозирования пожароопасных свойств предельных альдегидов с использованием молекулярных дескрипторов и искусственных нейронных сетей // 2672268

Изобретение относится к экспресс-способу прогнозирования пожароопасных свойств как температуры самовоспламенения предельных альдегидов. Способ характеризуется использованием молекулярных дескрипторов и искусственных нейронных сетей, реализация которого осуществляется путем применения алгоритма обучения «с учителем», обеспечивая анализ пожароопасных свойств веществ.

Система комбинирования сигналов для передачи информации посредством постоянной огибающей // 2691587

аИзобретение относится к средствам для осуществления передачи (256) постоянной огибающей посредством несущего сигнала (207). Технический результат заключается в повышении энергетической эффективности тона несущего сигнала при модуляции для передачи составной последовательности бит информации.

Векторный мультиформатный умножитель // 2689819

Изобретение относится к области вычислительной техники. Техническим результатом является обеспечение вычисления произведений чисел с фиксированной точкой, чисел с плавающей точкой двойной точности, вычисления сумм произведений чисел с плавающей точкой половинной и одинарной точности, а также уменьшение занимаемой площади устройства.

Способ и система удалённой идентификации и прогнозирования развития зарождающихся дефектов объектов // 2686257

Изобретение относится к удаленному мониторингу объектов. В способе идентификации зарождающихся дефектов технологических объектов получают данные объекта контроля; формируют эталонную выборку показателей работы объекта; строят матрицы состояния и эмпирические модели прогностики состояния объекта контроля.

Асинхронное устройство векторного поворота // 2683182

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифросигнальных процессорах. Техническим результатом является снижение потребляемой мощности, упрощение конструкции и повышение быстродействия.

Способ определения типа биологической ткани // 2676647

Изобретение относится к медицине, а именно к медицинской технике, и предназначено для определения типа биологической ткани на основе метода лазерной флюоресцентной спектроскопии.

Система управления объектом с управляющим интерфейсом // 2669449

Изобретение относится к устройству дистанционного управления, интерфейсному устройству и датчикам. Технический результат - устранение необходимости иерархизации существующих интерфейсов - пультов управления, персональных компьютеров и планшетных терминалов для уменьшения ошибочной работы при использовании существующих систем управления объектами.

Способ организации выполнения операции умножения двух чисел в модулярно-логарифмическом формате представления с плавающей точкой на гибридных многоядерных процессорах // 2666285

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для выполнения операции умножения двух чисел в модулярно-логарифмическом формате с плавающей точкой.

Система моделирования ситуаций, относящихся к конфликтам и/или конкуренции // 2665045

Изобретение относится к системам моделирования. Технический результат заключается в обеспечении проведения имитационных экспериментов, связанных с моделированием взаимодействия крупномасштабных социально-технических систем с оценкой ресурсных потенциалов и условий конкурентного взаимодействия, анализа, выделения наиболее рационального сценария.

Способ автоматической реконструкции фотопортретов из скетчей и система для его осуществления // 2628125

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Технический результат – повышение быстродействия реконструкции фотопортретов из скетчей.

Устройство оптимизации алгоритмов адаптации и стабилизации летательного аппарата операторным методом // 2620280

Устройство оптимизации алгоритмов адаптации и стабилизации летательного аппарата операторным методом содержит блоки ввода данных продольного канала, бокового канала и канала крена, систему стабилизации, содержащую продольный канал, боковой канал и канал крена, модуль расчета перекрестных связей, модуль оптимизации системы стабилизации, модуль формирования критериев, модуль формирования результатов, модуль хранения данных, соединенные определенным образом.

Устройство нечетко-случайного моделирования сценариев развития ситуации // 2701093

Изобретение относится к области автоматизации систем и автоматического управления. Технический результат заключается в обеспечении возможности моделирования сценария развития текущей ситуации с учетом нечетких критериев оценки прогнозируемых ситуаций. Технический результат достигается за счет устройства нечетко-случайного моделирования сценариев развития ситуации, содержащее элемент ИЛИ, регистр ввода текущей ситуации, блок памяти сценария развития ситуации, генератор тактовых импульсов, блок памяти вариантов решений, первый счетчик, блок оценивания результатов принятия решения, первый блок сравнения, блок буферной памяти ситуаций, блок моделирования результатов принятия решения, второй счетчик, второй блок сравнения, регистр ввода длины сценария, блок вывода сценария развития ситуации, отличающееся тем, что введены блок памяти нечетких критериев оценки ситуаций, блок расчета шансов нечетко-случайного события, блок буферной памяти шансов классов ситуации, блок моделирования выбора решения. 1 ил.