Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Спосіб розпізнавання підводних об'єктів, який полягає в тому, що аналізують частотно-контрастну характеристику гідросередовища, а також аналізують спектр відеосигналу на виході адаптивного передспотворюючого фільтра, при цьому на основні вихідних сигналів аналізаторів частотно-контрастної характеристики гідросередовища і передспотвореного відеосигналу формують керуючий сигнал для адаптивного регулювання АЧХ корегуючого фільтра, який відрізняється тим, що заздалегідь визначають порогове значення сигналу з виходу магнітометричного датчика щодо певного класу підводних об'єктів, причому у випадку розпізнавання об'єкта вихідним сигналом блока визначення порога керують блоком комутації, за допомогою якого підключають до інформаційного входу передспотворюючого фільтра смуговий фільтр низькочастотної частини відеоспектра сигналу зображення і розпізнають на приймачі сигналу зображення загальний вигляд підводного об'єкта, після чого за допомогою блока комутації підключають до входу передспотворюючого фільтра смуговий фільтр високочастотної частини відеоспектра сигналу зображення і розпізнають на приймачі сигналу зображення дрібні деталі об'єкта, а також визначають характер його пошкоджень.

Текст

Спосіб розпізнавання підводних об'єктів, який полягає в тому, що аналізують частотноконтрастну характеристику гідросередовища, а також аналізують спектр відеосигналу на виході адаптивного передспотворюючого фільтра, при цьому на основні вихідних сигналів аналізаторів C2 1 3 середовища) не зможе розпізнати підводний об'єкт, особливо характер його пошкодження; - у прототипі не реалізовано такий режим роботи телевізійної системи, коли є змога спостерігати на екрані кінескопу телевізійного приймача зображення підводного об'єкта в загальному вигляді (в цілому), а також досконально розглядати досить дрібні деталі (фрагменти) об'єкта, або характер пошкодження яких-небудь конкретних частин об'єкта. Таким чином, прототип запропонованого винаходу в складних умовах, що виникають при великому ступені мутності гідросередовища, та при однокритеріальному способі розпізнавання підводних об'єктів, а також при неможливості спостереження дрібних фрагментів підводних об'єктів, має низьку ефективність розпізнавання. В основу винаходу поставлена задача підвищення ефективності розпізнавання підводних об'єктів шляхом введення можливості розпізнавання на основі двох критеріїв: магнітометричного і телевізійного. Магнітометричне розпізнавання підводних об'єктів засновано на застосуванні магнітометричного датчика, який забезпечує розпізнавання металевих об'єктів. Це обумовлено тим, що значна більшість підводних об'єктів має металеву поверхність, наприклад, кораблі, підводні човни, міни, торпеди та інше. Телевізійна система включається тільки тоді, коли сигнал на виході магнітометричного датчика інформує, що знайдено об'єкт. Телевізійна система, яка є адаптивною відносно частотно-контрастної характеристики гідросередовища, функціонує у двох режимах: розпізнавання об'єкта в цілому, розпізнавання окремих фрагментів об'єкта, тобто дрібних деталей, де можна одержати інформацію щодо характеру пошкодження об'єкта. Розв'язання цієї технічної задачі здійснюється тим, що згідно зі способом, який полягає в тому, що для підвищення ефективності розпізнавання підводних об'єктів аналізують частотно-контрастну характеристику гідросередовища, а також аналізують спектр відеосигналу на виході адаптивного передспотворюючого фільтра, при цьому на основі вихідних сигналів аналізаторів частотноконтрастної характеристики гідросередовища і передспотворенного відеосигналу формують керуючий сигнал для адаптивного регулювання АЧХ корегуючого фільтра, заздалегідь визначають порогове значення сигналу з виходу магнітометричного датчика щодо певного класу підводних об'єктів, причому у випадку розпізнавання об'єкта вихідним сигналом блока визначення порогу керують блоком комутації, за допомогою якого підключають до інформаційного входу передспотворюючого фільтра смуговий фільтр низькочастотної частини відеоспектра сигналу зображення і розпізнають на приймачі сигналу зображення загальний вигляд підводного об'єкта, після чого за допомогою блока комутації підключають до входу передспотворюючого фільтра смуговий фільтр високочастотної частини відеоспектра сигналу зображення і розпізнають на приймачі сигналу зображення дрібні деталі об'єкта, а також визначають характер його пошкоджень. 93126 4 При порівнянні з прототипом запропонований спосіб забезпечує більшу ефективність розпізнавання підводних об'єктів за рахунок того, що зображення об'єкта на приймачі (екрані кінескопу) виникає тільки тоді, коли магнітометричний датчик розпізнав об'єкт заздалегідь заданого класу. Це пояснюється тим, що у випадку значного ступеня мутності гідросередовища прототип не може забезпечити розпізнавання об'єкта за допомогою лише телевізійного методу відображення, а в запропонованому способі магнітометричний датчик, розрахований на порогове значення напруженості магнітного поля для певного класу підводних об'єктів, розпізнає об'єкт. Крім того, телевізійна частина запропонованого винаходу дає змогу аналізувати як зображення об'єкта в загальному вигляді, так і окремі фрагменти об'єкта, тобто його дрібні деталі. Останнє дозволяє оператору системи визначити і класифікувати характер пошкоджень об'єкта. Структурна схема системи розпізнавання, яка пояснює запропонований спосіб, зображена на кресленні (Фіг.). Схема містить в собі: послідовно сполучені джерело сигналу 1, блок комутації 2, смуговий фільтр низькочастотної частини відеоспектра зображення 3 і смуговий фільтр високочастотної частини відеоспектра зображення 8, адаптивний передспотворюючий фільтр 4, канал зв'язку 5, адаптивний корегуючий фільтр 6 і приймач сигналу зображення 7, а також аналізатор миттєвого спектра передспотворенного сигналу 9, магнітометричний датчик 10, блок визначення порогу 11, аналізатор частотно-контрастної характеристики гідросередовища 12, блок керування 13, канал керування 14 і блок віднімання 15. Схема, зображена на фігурі, працює таким чином. Джерело сигналу (телевізійна передавальна камера) 1 і магнітометричний датчик конструктивно розташовані разом з джерелом світла на загальній платформі, яка на спеціальному кабелі-тросі сполучена з надводною частиною системи, зокрема зі входом блока комутації 2. У тому випадку, коли магнітометричний датчик 10 у режимі, що заданий блоком визначення порогу 11, розпізнає підводний об'єкт певного класу пошуку, сигнал на виході блока визначення порогу керує режимом роботи блока комутації 2 таким чином, щоб сигнал з виходу джерела сигналу 1 надходив до входу смугового фільтра низькочастотної частини відеоспектра 3. З виходу останнього сигнал подається до інформаційного входу адаптивного передспотворюючого фільтра 4, а з виходу його - через канал зв'язку 5 і адаптивний корегуючий фільтр 6 до входу приймача сигналу зображення 7. Оптимально передспотворений сигнал з виходу адаптивного передспотворюючого фільтра 4 подається до входу аналізатора миттєвого спектра сигналу 9, з виходу якого керуючий сигнал надходить до керуючого входу адаптивного передспотворюючого фільтра 4 і через канал керування 14 і блок віднімання 15 - до керуючого входу адаптивного корегуючого фільтра 6. Одночасово з виходу джерела сигналу 1 сигнал подається до входу аналізатора частотно-контрастної характеристики гідросередовища 12, а з виходу останнього сигнал аналізу 5 через блок керування 13 подається до другого входу (Вхід 2) блок віднімання 15, на перший вхід якого (Вхід 1) подається керуючий сигнал для адаптивного регулювання АЧХ адаптивного корегуючого фільтра з виходу канала керування 14. Блок віднімання 15 призначений для того, щоб на його виході формувався керуючий сигнал для адаптивного регулювання АЧХ корегуючого фільтра 6, який не тільки відтворює сигнал на вході передспотворюючого фільтра, а й компенсує в ньому спотворення, що обумовлені неідеальністю контрастно-частотних характеристик мутного гідросередовища. У тому випадку, коли необхідно розпізнавати окремі фрагменти зображення підводного об'єкта, оператор системи має змогу за допомогою блока комутації 2 підключити до входу адаптивного передспотворюючого фільтра 4 смуговий фільтр високочастотної частини відеоспектра 8. Практично можна, наприклад, рекомендувати робочий діапазон смуги частот для фільтра 3 0-1,5МГц, а для фільтра 8 відповідно 1,5-6,5МГц. Запропонований спосіб забезпечує більшу ефективність розпізнавання підводник об'єктів при порівнянні з прототипом завдяки тому, що в ньому здійснюється двохкритеріальний режим розпізнавання певного класу об'єктів (магнітометричний і телевізійний). Крім того, в запропонованому способі реалізовано такий режим функціонування телевізійної системи, коли можна розпізнавати об'єкт у загальному вигляді та його окремі фрагменти (дрібні деталі). Останнє дозволяє визначати характер пошкодження або зруйнування об'єкта. Наведемо розрахунок виграшу в ефективності розпізнавання, який може бути одержаним від використання запропонованого способу. Сучасна телевізійна камера, наприклад, "ПТУ-90" у робочому режимі потребує 90Вт/год електроенергії. Джерело освітлення підводного об'єкта потребує 15кВт/год електроенергії. Таким чином, у такій ситуації, коли пошук об'єкта під час буксировки на кабелі-тросі телевізійної камери з джерелом освітлення триває одну годину, потрібна затрата електроенергії 15,09кВт. Цей розрахунок є справедливим для прототипу. У запропонованому способі розпізнавання об'єкта виконується магнітрометричним датчиком, а телевізійна система з джерелом освітлення в цей час не функціонує. Вона включається тільки тоді, коли магнітометричний датчик розпізнає об'єкт. Отже, за той же час пошуку при запропонованому способі можна одержати економію електроенергії приблизно 15 кВт/год. Крім того, пошук об'єкта за допомогою магнітометричного датчика дає можливість значно зменшити час його пошуку. Розрахуємо виграш, який можна одержати в запропонованому способі за рахунок значного зменшення смути частот у фільтрах 3 і 8. Відносна 93126 6 2 на виході середньоквадратична помилка приймача сигналу зображення в системі з адаптивними передспотвореннями і корегуванням визначається виразом [Маригодов В.К., Бабуров Е.Ф. "Синтез оптимальных радиосистем с адаптивным предыскажением и корректированием сигналов». М.: Радио и связь, 1985. - с.79-80] k 2 0,5 m2 0 2 (1) 2 q 1 m2 де =2 f - ефективна смуга частот каналу; k20 1 - коефіцієнт, який характеризує затухання сигналу в каналі зв’язку; q - величина відношення сигнал-завада на вході приймача; - коефіцієнт, який визначає швидкість експоненційного спаду автокореляційної функції телевізійного сигналу; m - коефіцієнт амплітудної модуляції сигналу. Якщо прийняти k20=0,01, m=0,3, q=104 (відмінна якість зображення), =1 (відносно великий ступень кореляційного зв'язку у сигналі)уто одержимо 2 (2) 5,4 10 8 f За виразом (2) для прототипу, в якому використовується широкосмуговий канал ( f=6,5МГц) 2 0,35 . П Для запропонованого способу при використанні смугового фільтра низькочастотної частини маємо 2 спектра ( f=1,5МГц) одержуємо с 0,081. Якщо в запропонованому способі застосовується смуговий фільтр високочастотної частини спектра ( f=6,5-1,5=5МГц), то за виразом (2) одержуємо 2 с 0,27 . Виграш запропонованого способу при порівнянні з прототипом для розглянутих вище фільтрів складає відповідно; 1 2 П 2 с 0,35 0,081 4,3 або 6,3 дБ; 2 П 0,35 1,3 або 1,13 дБ. 2 0,27 2 с Техніко-економічна ефективність запропонованого способу полягає в економії затрат електроенергії 15кВт/год., в зменшенні часу пошуку підводного об'єкту, а також в зменшенні відносної середньоквадратичної помилки на виході приймача сигналу зображення на 1,13-6,3дБ. 7 Комп’ютерна верстка Т. Чепелева 93126 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method of recognition of underwater objects

Автори англійською

Marihodov Volodymyr Kostiantynovych, Kyseliov Oleksii Oleksandrovych

Назва патенту російською

Способ распознавания подводных объектов

Автори російською

Маригодов Владимир Константинович, Киселев Алексей Александрович

МПК / Мітки

МПК: G01V 3/11, B63C 7/26

Мітки: розпізнавання, підводних, спосіб, об'єктів

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/4-93126-sposib-rozpiznavannya-pidvodnikh-obehktiv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб розпізнавання підводних об’єктів</a>

Подібні патенти