[go: up one dir, main page]

RU2242770C2 - Method of guiding optical device to detected objected - Google Patents

Method of guiding optical device to detected objected Download PDF

Info

Publication number
RU2242770C2
RU2242770C2 RU2001111733/09A RU2001111733A RU2242770C2 RU 2242770 C2 RU2242770 C2 RU 2242770C2 RU 2001111733/09 A RU2001111733/09 A RU 2001111733/09A RU 2001111733 A RU2001111733 A RU 2001111733A RU 2242770 C2 RU2242770 C2 RU 2242770C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
optical device
height
detected object
center
sea level
Prior art date
Application number
RU2001111733/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001111733A (en
Inventor
Н.А. Зайцев (RU)
Н.А. Зайцев
В.В. Сидоров (RU)
В.В. Сидоров
Original Assignee
ФГУП "Научно-исследовательский институт "Стрела"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ФГУП "Научно-исследовательский институт "Стрела" filed Critical ФГУП "Научно-исследовательский институт "Стрела"
Priority to RU2001111733/09A priority Critical patent/RU2242770C2/en
Publication of RU2001111733A publication Critical patent/RU2001111733A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2242770C2 publication Critical patent/RU2242770C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

FIELD: radio location; electro-optical survey.
SUBSTANCE: method can be used in electro-optical systems for conducting survey in on-ground and on-water, as well as in guided area watching systems. According to proposed method the optic device is guided onto detected object by using azimuth data and knowing distance of two-coordinate radar installation and known orthogonal coordinates of points where radar installation and optical device. Height of earth surface above sea level is defined by means of digital map of area. Then add expected height of center of detected object and height of optical device objective center above sea level to received values of height above sea level and calculate height s of centers of detected object and optical device above sea level. Three-dimensional coordinates of object center and objective of optical device are used to calculate azimuth angle and angle of sight which values are used for automatic guidance of optical device to detected object.
EFFECT: availability of automatic guidance.
4 dwg

Description

Изобретение относится к области разведки движущихся объектов с помощью радиолокационных и электронно-оптических средств, а именно к способам наведения оптического прибора на обнаруженный объект, и может быть использовано в скомплексированных радиолокационно-оптоэлектронных системах при разведке наземных и надводных объектов, а также в системах наблюдения за охраняемой территорией, акваторией в пограничной зоне и др.The invention relates to the field of reconnaissance of moving objects using radar and electron-optical means, and in particular to methods of pointing an optical device at a detected object, and can be used in integrated radar-optoelectronic systems for reconnaissance of ground and surface objects, as well as in surveillance systems for protected area, water area in the border zone, etc.

Известны автоматизированные радиолокационно-оптоэлектронные комплексы охраны территорий и акваторий, например комплекс "Страж" (см.: Зайцев Н. Российские радары на поле боя и охране рубежей /Военный парад. 1998. № май-июнь, с.61; а также: Современные технические средства охраны морских границ/ Пограничник содружества. 1997. №2, с.54-55).Automated radar-optoelectronic complexes for protecting territories and water areas are known, for example, the Strazh complex (see: Zaitsev N. Russian radars on the battlefield and border protection / Military Parade. 1998. No. May-June, p.61; and also: Modern technical means of protecting maritime borders / Border Guard of the Commonwealth, 1997. No. 2, pp. 54-55).

Комплекс "Страж" обеспечивает автоматическое обнаружение с помощью двухкоординатной радиолокационной станции (РЛС) вторжения нарушителей в охраняемую зону по земле или по воде, а также визуальное наблюдение за обнаруженными объектами, документирование радиолокационной и видеоинформации. Данные на один пульт управления могут поступать от нескольких радиолокационных и телевизионных постов.The Strazh complex provides automatic detection, using a two-coordinate radar station (RLS), of intruders breaking into a protected area by land or water, as well as visual monitoring of detected objects, documentation of radar and video information. Data on one control panel can come from several radar and television stations.

Такие комплексы реализуют известный способ наведения оптических средств по данным целеуказания двухкоординатной РЛС.Such complexes implement a known method of guidance of optical means according to the target designation of a two-coordinate radar.

В состав комплекса входят радиолокационные и оптоэлектронные, например телевизионные посты наблюдения, центральный пульт управления (ЦПУ), программные средства которого обеспечивают формирование на экране видеомонитора радиолокационного изображения наблюдаемого участка, отображение на экране видеомонитора телевизионного изображения, прием и документирование радиолокационной и телевизионной информации, автоматическое наведение оптического средства на выбранный объект в азимутальной плоскости, формирование команд управления и др.The complex includes radar and optoelectronic, for example, television observation posts, a central control panel (CPU), the software of which provides the formation on the screen of the video monitor of the radar image of the observed area, the display on the screen of the video monitor of the television image, the reception and documentation of radar and television information, automatic guidance optical means on the selected object in the azimuthal plane, the formation of control commands and .

Автоматический поиск и обнаружение объектов производится двухкоординатной РЛС, а распознавание обнаруженных объектов ведется с помощью оптических средств, например телевизионной камеры.Automatic search and detection of objects is performed by a two-coordinate radar, and the detection of detected objects is carried out using optical means, such as a television camera.

Входящая в состав таких систем двухкоординатная, как правило недорогая, РЛС обеспечивает автоматическое обнаружение объекта-нарушителя в любое время суток, сложных метеоусловиях и определение дальности до объекта и азимута, однако получить точный пеленг в угломестной плоскости с помощью такой РЛС затруднительно (наличие зеркальных отражений от земли и др.).The two-coordinate radar that is part of such systems, as a rule, is inexpensive; it automatically detects an intruder at any time of the day, in difficult weather conditions, and determines the distance to the object and azimuth, but it is difficult to obtain an accurate bearing in the elevation plane using such radars land, etc.).

Двухкоординатная РЛС производит автоматическое обнаружение движущихся объектов на фоне подстилающей поверхности. Полярные координаты (R - дальность и α - азимут) поступают на центральный пульт управления ЦПУ. По известным прямоугольным координатам местоположения РЛС (Хрлс, Yрлс) и полярным координатам объекта (R, α) определяются прямоугольные координаты обнаруженного объекта (Хц, Yц). По известным прямоугольным координатам точки местоположения оптического средства (Хопт, Yoпт) и координатам обнаруженного объекта (Хц, Yц) определяется угол визирования αопт в азимутальной плоскости оптического средства на объект. Наведение на объект по азимуту осуществляется в соответствии с полученным значением угла визирования αопт, которое подается на привод оптического средства. Наведение оптического средства, например TV камеры, в угломестной плоскости осуществляется вручную, т.е. окончательное местоположение объекта по углу места приходится определять доводя оптическое средство вручную.The two-coordinate radar automatically detects moving objects against the background of the underlying surface. Polar coordinates (R - range and α - azimuth) arrive at the central control panel of the CPU. The known rectangular coordinates of the location of the radar (X radar , Y radar ) and the polar coordinates of the object (R, α) determine the rectangular coordinates of the detected object (X c , Y c ). Using the known rectangular coordinates of the location of the optical means (X opt , Y opt ) and the coordinates of the detected object (X c , Y c ), the angle of sight α opt in the azimuthal plane of the optical tool to the object is determined. Guidance on the object in azimuth is carried out in accordance with the obtained value of the viewing angle α opt , which is fed to the optical drive. The guidance of an optical device, for example a TV camera, in the elevation plane is carried out manually, i.e. the final location of the object by elevation has to be determined by manually bringing the optical tool.

Целью и техническим результатом данного изобретения является обеспечение возможности автоматического наведения оптического прибора по углу места с использованием косвенных данных - высоты земной поверхности над уровнем моря в точках местоположения цели и оптического прибора наблюдения.The purpose and technical result of this invention is to enable automatic pointing of the optical device in elevation using indirect data - the height of the earth's surface above sea level at the location points of the target and the optical observation device.

Поставленная цель достигается тем, что в отличии от известного способа, по которому по данным радиолокационного обзора двухкоординатной РЛС осуществляют наведение на объект оптического прибора наблюдения по азимуту, предлагается, используя цифровую карту местности, определять высоты земной поверхности над уровнем моря в точках с прямоугольными координатами обнаруженного объекта, измеренными с помощью РЛС, и с известными прямоугольными координатами оптического прибора наблюдения, затем, добавляя к полученным значениям высот над уровнем моря ожидаемую высоту центра обнаруженного объекта и высоту центра объектива оптического прибора над уровнем земли соответственно, автоматически определяют третью координату - угол визирования на объект оптического прибора в вертикальной плоскости и по полученным трехмерным координатам центра объекта и оптического прибора осуществляют автоматическое управление приводом наведения оптического прибора на обнаруженный объект.This goal is achieved in that, in contrast to the known method according to which, according to a radar survey of a two-coordinate radar, they aim at an object of an optical observation device in azimuth, it is proposed, using a digital map of the area, to determine the height of the earth's surface above sea level at points with rectangular coordinates of the detected object, measured using radar, and with the known rectangular coordinates of the optical observation device, then, adding to the obtained values of heights above the level sea, the expected height of the center of the detected object and the height of the center of the lens of the optical device above ground level, respectively, automatically determine the third coordinate - the viewing angle on the object of the optical device in the vertical plane and the three-dimensional coordinates of the center of the object and the optical device automatically control the drive of pointing the optical device to detected object.

На фиг.1 изображено взаимное расположение средств, входящих в систему, реализующую заявляемый способ: а) в горизонтальной плоскости, б) в вертикальной плоскости; на фиг.2 изображена структурная схема, реализующая известный комплекс "Страж", где 1 - двухкоординатная РЛС, 2 - оптический прибор, 3 - центральный пульт управления (ЦПУ), 4 - устройство определения прямоугольных координат координат объекта в горизонтальном положении, 5 - устройство определения угла визирования по азимуту, 6 - устройство ручного наведения, 7 - привод оптического прибора, на фиг.3 изображена структурная схема, реализующая заявляемый способ, где 1 - двухкоординатная РЛС, 2 - оптический прибор, 3 - ЦПУ, 4 - устройство определения прямоугольных координат координат объекта в горизонтальном положении, 5 - устройство определения угла визирования по азимуту, 7 - привод оптического прибор, 8 - устройство определения высоты, 9 - устройство определения угла визирования по углу места.Figure 1 shows the relative position of the funds included in the system that implements the inventive method: a) in a horizontal plane, b) in a vertical plane; figure 2 shows a structural diagram that implements the well-known complex "Sentinel", where 1 is a two-coordinate radar, 2 is an optical device, 3 is a central control panel (CPU), 4 is a device for determining the rectangular coordinates of the coordinates of an object in a horizontal position, 5 is a device determining the viewing angle in azimuth, 6 - manual guidance device, 7 - optical device drive, figure 3 shows a structural diagram that implements the inventive method, where 1 is a two-coordinate radar, 2 is an optical device, 3 is a CPU, 4 is a rectangular determination device coordinates of the object's coordinate in the horizontal position, 5 - a device for determining the angle of sight azimuth, 7 - an optical drive unit, 8 - a device for determining the height 9 - a device for determining the angle of sight in elevation.

Для реализации заявляемого способа в ЭВМ ЦПУ 3 вводится цифровая карта местности (ЦКМ) (устройство определения высоты 8).To implement the proposed method in the computer CPU 3 is introduced a digital map of the terrain (CCM) (device for determining the height of 8).

С помощью двухкоординатной РЛС 1 осуществляют обзор в заданном секторе и автоматическое обнаружение движущихся объектов на фоне подстилающей поверхности.Using a two-coordinate radar 1, a survey in a given sector and automatic detection of moving objects against the underlying surface are carried out.

Полярные координаты обнаруженных объектов (R, α) поступают на устройство определения координат объектов 4 ЦПУ 3.The polar coordinates of the detected objects (R, α) arrive at the device for determining the coordinates of objects 4 of the CPU 3.

По известным прямоугольным координатам точки местоположения РЛС (Хрлс, Ypлc) и полярным координатам обнаруженных объектов (R, α) в устройстве 4 определяют их прямоугольные координаты (Хц, Yц).The known rectangular coordinates of the radar location point (X radar , Y pls ) and the polar coordinates of the detected objects (R, α) in the device 4 determine their rectangular coordinates (X c , Y c ).

По известным прямоугольным координатам точки местоположения оптического средства (Xoпт, Yoпт) и вычисленным координатам объектов (Хц, Yц) в устройстве 5 определяется угол визирования оптического средства по азимуту (αопт), полученное значение угла визирования используется для выдачи команды на привод наведения 7. Using the known rectangular coordinates of the location of the optical tool (X opt , Y opt ) and the calculated coordinates of the objects (X c , Y c ) in the device 5, the viewing angle of the optical tool in azimuth (α opt ) is determined, the obtained value of the viewing angle is used to issue a command to guidance drive 7.

В устройстве 8, реализованом с использованием цифровой карты местности по известным прямоугольным координатам (Хопт, Yoпт) точки местоположения оптического прибора 2 и прямоугольным координатам объекта (Хц, Yц), определяют высоты этих точек над уровнем моря (Zoпт 1, Zц 1), добавляют к ним значение высоты центра объектива оптического прибора Zопт 2 и ожидаемое значение высоты центра объекта над уровнем подстилающей поверхности Zц 2 и определяют истинное значение высот:In the device 8, implemented using a digital map of the area according to the known rectangular coordinates (X opt , Y opt ) of the location point of the optical device 2 and the rectangular coordinates of the object (X c , Y c ), determine the heights of these points above sea level (Z opt 1 , Z c 1 ), add to them the value of the height of the center of the lens of the optical device Z opt 2 and the expected value of the height of the center of the object above the level of the underlying surface Z c 2 and determine the true value of the heights:

Zц=Zц 1+Zц 2 Z c = Z c 1 + Z c 2

Zопт=Zопт 1+Zопт 2.Z opt = Z opt 1 + Z opt 2 .

По полученным значениям высот Zц, Zoпт и прямоугольным координатам местоположения оптического прибора Хопт, Yопт и уточненным прямоугольным координатам обнаруженного объекта Хц, Yц в устройстве 9 определяют угол визирования βопт на цель для наведения оптического средства в угломестной плоскости, например, по формуле:The obtained values of the heights Z c , Z opt and the rectangular coordinates of the location of the optical device X opt , Y opt and the specified rectangular coordinates of the detected object X c , Y c in the device 9 determine the viewing angle β opt at the target for pointing the optical tool in the elevation plane, for example , according to the formula:

Figure 00000002
Figure 00000002

Значение угла визирования βопт используют для выдачи команды на привод 7, в соответствии с которой осуществляют автоматическое наведение оптического средства 2 на обнаруженный объект в угломестной плоскости.The value of the viewing angle β opt is used to issue a command to the drive 7, in accordance with which the optical means 2 are automatically guided to the detected object in the elevation plane.

Применение заявляемого способа позволит обеспечить автоматическое обнаружение, а также визуальное наблюдение за обнаруженными объектами. Особое значение это приобретает в протяженных системах охраны (например границы), где наблюдение за объектом осуществляется с удаленного центрального пункта управления.The application of the proposed method will allow automatic detection, as well as visual observation of detected objects. This is of particular importance in extended security systems (for example, borders), where the object is monitored from a remote central control center.

Связанные в протяженные системы отдельные комплексы типа "Страж" обеспечивают дистанционный сбор информации, распознавание типа нарушителя, слежения за ним на достаточно протяженной территории, при необходимости встраивание в систему охраны средств физической защиты.Separate complexes of the Sentinel type connected into extended systems provide remote information collection, recognition of the type of intruder, tracking them over a sufficiently long territory, and, if necessary, embedding physical protection equipment in the security system.

Применение заявляемого способа позволяет с помощью малочисленного персонала обеспечить обнаружение вторжения нарушителей в охраняемую зону по земле или по воде на обширных территориях.The application of the proposed method allows using a small number of personnel to ensure the detection of intruders in the protected area by land or by water in large areas.

Claims (1)

Способ наведения оптического прибора на обнаруженный объект по данным азимута и дальности двухкоординатной РЛС и известным прямоугольным координатам мест установки РЛС и оптического прибора, отличающийся тем, что, используя цифровую карту местности, определяют высоты земной поверхности над уровнем моря в точках обнаруженного с помощью РЛС объекта и установки оптического прибора, затем, добавляя к полученным значениям высот над уровнем моря ожидаемую высоту центра обнаруженного объекта и высоту центра объектива оптического прибора над уровнем земли соответственно, вычисляют высоту над уровнем моря центров обнаруженного объекта и оптического прибора и по полученным трехмерным координатам центра объекта и объектива оптического прибора вычисляют азимутальный угол и угол визирования на цель, которые используют для автоматического наведения оптического прибора на обнаруженный объект, при этом упомянутое вычисление азимутального угла объекта производят по известным прямоугольным координатам точки местоположения оптического прибора и вычисленным координатам объекта, а вычисление угла визирования на цель производят в соответствии с математическим выражениемA method of pointing an optical device at a detected object according to the azimuth and range of a two-coordinate radar and the known rectangular coordinates of the radar and optical device installation locations, characterized in that, using a digital map of the area, the heights of the earth's surface above sea level are determined at the points of the object detected by the radar and installation of the optical device, then, adding to the obtained heights above sea level the expected height of the center of the detected object and the height of the center of the lens of the optical device n d ground level, respectively, calculate the height above sea level of the centers of the detected object and the optical device and the obtained three-dimensional coordinates of the center of the object and the lens of the optical device calculate the azimuthal angle and viewing angle to the target, which are used to automatically point the optical device to the detected object, while the azimuthal angle of the object is calculated using the known rectangular coordinates of the optical device location point and the calculated object coordinates that, as the calculation of the angle of sight at the target is carried out in accordance with a mathematical expression
Figure 00000003
Figure 00000003
где Хопт, Yопт, Zопт - трехмерные координаты центра объектива оптического прибора;where X opt , Y opt , Z opt - three-dimensional coordinates of the center of the lens of the optical device; Хц, Yц, Zц - трехмерные координаты объекта.X n, Y n, Z n - three-dimensional coordinates of the object.
RU2001111733/09A 2001-04-28 2001-04-28 Method of guiding optical device to detected objected RU2242770C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001111733/09A RU2242770C2 (en) 2001-04-28 2001-04-28 Method of guiding optical device to detected objected

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001111733/09A RU2242770C2 (en) 2001-04-28 2001-04-28 Method of guiding optical device to detected objected

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001111733A RU2001111733A (en) 2004-02-10
RU2242770C2 true RU2242770C2 (en) 2004-12-20

Family

ID=34386955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001111733/09A RU2242770C2 (en) 2001-04-28 2001-04-28 Method of guiding optical device to detected objected

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2242770C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12430868B2 (en) 2020-07-14 2025-09-30 International Business Machines Corporation Guided multi-spectral inspection

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1605209A (en) * 1969-06-04 1983-11-02 Emi Ltd Weapon locating apparatus
US4710773A (en) * 1982-07-09 1987-12-01 Hollandse Signaalapparaten B.V. Data converter for a pulse radar apparatus
EP0276530A1 (en) * 1987-01-28 1988-08-03 Hercules Incorporated Millimeter wave length guidance system
RU2131106C1 (en) * 1995-02-16 1999-05-27 Холландсе Сигнаалаппаратен Б.В. Fire controlling system
US6072571A (en) * 1996-04-22 2000-06-06 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Computer controlled optical tracking system
RU2172010C1 (en) * 2000-04-05 2001-08-10 Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" Opto-electronic control system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1605209A (en) * 1969-06-04 1983-11-02 Emi Ltd Weapon locating apparatus
US4710773A (en) * 1982-07-09 1987-12-01 Hollandse Signaalapparaten B.V. Data converter for a pulse radar apparatus
EP0276530A1 (en) * 1987-01-28 1988-08-03 Hercules Incorporated Millimeter wave length guidance system
RU2131106C1 (en) * 1995-02-16 1999-05-27 Холландсе Сигнаалаппаратен Б.В. Fire controlling system
US6072571A (en) * 1996-04-22 2000-06-06 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Computer controlled optical tracking system
RU2172010C1 (en) * 2000-04-05 2001-08-10 Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" Opto-electronic control system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЗАЙЦЕВ Н. Российские радары: на поле боя и охране рубежей. Военный парад. - 1998, № май-июнь, с.60 и 61. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12430868B2 (en) 2020-07-14 2025-09-30 International Business Machines Corporation Guided multi-spectral inspection

Also Published As

Publication number Publication date
RU2001111733A (en) 2004-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112799051B (en) Automatic capturing and tracking method and system for low-speed small target
US20220244019A1 (en) Devices with network-connected scopes for allowing a target to be simultaneously tracked by multiple devices
US8577083B2 (en) Geolocating objects of interest in an area of interest with an imaging system
US11555671B2 (en) Devices with network-connected scopes for allowing a target to be simultaneously tracked by multiple other devices
CN106405540A (en) Radar and photoelectric device complementation-based detection and identification device and method
WO2014209473A2 (en) Systems and methods for mapping sensor feedback onto virtual representations of detection surfaces
McFee et al. Multisensor vehicle-mounted teleoperated mine detector with data fusion
CN104166137A (en) Target comprehensive parameter tracking measurement method based on display of radar warning situation map
US10964055B2 (en) Methods and systems for silent object positioning with image sensors
Müller et al. Drone detection, recognition, and assistance system for counter-UAV with VIS, radar, and radio sensors
CN113138382A (en) Fully-automatic approach landing monitoring method for civil and military airport
Bhanu et al. Inertial navigation sensor integrated motion analysis for obstacle detection
RU2242770C2 (en) Method of guiding optical device to detected objected
EP3584536B1 (en) Terrestrial observation apparatus with pose determining functionality
RU2523446C2 (en) Method for automated determination of coordinates of unmanned aerial vehicles
Sweet et al. Image processing and fusion for landing guidance
US20140267704A1 (en) System and Method For Audio Source Localization Using Multiple Audio Sensors
KR20020024745A (en) Apparatus for monitoring woodfire and position pursuit and a method for operating the same
CN205384519U (en) Device that aims is trailed in infrared thermal imaging search
CN112164196B (en) Intrusion target alert positioning device and method based on photoelectric imaging technology
RU2563557C2 (en) Multispectral system and method for electro-optical surveillance of protected area
CN107843893A (en) A kind of circumference intrusion detection method
Wathen et al. Real-time 3D change detection of IEDs
RU2809177C1 (en) Method for applying robotic tacheometer and unmanned aircraft for determining coordinates of ground object
Ma et al. A Method of Photoelectric Capture of UAV Under Rough Guidance

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100429

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20130620

PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200429