Візирний пристрій

Візирний пристрій, що містить два об'єктиви, який відрізняється тим, що дані об'єктиви мають різні фокусні відстані і у фокальній площині об'єктивів установлені ПЗС-матриці, виходи яких через перетворювачі аналог-код підключені до першого та другого входів блока обробки та формування кадру зображення, до третього входу якого підключено пульт управління, а до виходу - відеоконтрольний пристрій. (19) (21) 99116459 (22) 29.11.1999 (24) 16.04.2001 (33) UA (46) 16.04.2001, Бюл. № 3, 2001 р. (72) Белінський Борис Олексійович, Каравашкін Борис Михайлович, Павленко Анатолій Володимирович (73) Державний науково-технічний центр артилерійсько-стрілецького озброєння 36284 дублер конструктивно і оптично суміщені в одному візирному пристрої, який являє собою силуміновий коробчастий корпус, всередині якого змонтовані всі оптичні деталі, електричні елементи, вузли та механізми. На зовнішній поверхні корпуса розташовані окуляр, рукоятки керування, вхідні вали механічного зв'язку з радіолокатором та гарматою. Довжина корпуса візирного пристрою - близько 1000 мм. Розташування на рухомому об'єкті (танк, ЗСУ, БМП та ін.) такого громіздкого приладу серйозна проблема; візирний пристрій містить велику кількість механічних вузлів, приводів, високоточних рухомих і нерухомих оптичних деталей, до яких висуваються дуже жорсткі вимоги, особливо, якщо візир установлюється на рухомих військових об'єктах; під час роботи з візирним пристроєм необхідно весь час притискати око до окуляра. Хоча окуляр візирного пристрою і оснащений налобником, оператор відчуває дискомфорт, особливо під час руху. Крім того, коли оператор дивиться в окуляр, то він уже більше нічого на своєму робочому місці не бачить, а там багато різноманітних приладів контролю та керування; під час зміни збільшення 32х на 6х в три рази зменшується поле зору, і перед очима оператора постає не вся панорама, а лише її маленька частина у великому масштабі. В цей проміжок часу оператор не бачить тих змін, які відбуваються в полі воєнних дій. Тому було б дуже бажано бачити одночасно зображення панорами зі збільшенням 2х, а в центрі поля зору частину панорами у великому масштабі зі збільшенням 6х. В основу винаходу поставлено завдання створити такий оптичний візирний пристрій, у якому застосування нових систем і конструкторських рішень дозволять: позбутися жорсткої системи каналізації зображення, зменшити габарити і вагу приладу; істотно зменшити кількість механічних вузлів та приводів; відмовитися від високоточних рухомих оптико-механічних вузлів; відмовитись від окуляра і мати можливість весь час мати в полі зору прилади контролю та керування, розміщені на робочому місці оператора; бачити всю панораму при збільшенні 2х, частину панорами у великому масштабі при збільшенні 6х, а також зображення панорами зі збільшенням 2х, а в центрі поля зору частину панорами у великому масштабі зі збільшенням 6х. Вказане завдання вирішується тим, що у запропонованому візирному пристрої об'єктиви мають різні фокусні відстані, а у фокальній площині об'єктивів установлені ПЗС-матриці, виходи яких через перетворювачі аналог-код підключені до першого і другого входів блоку обробки та формування кадру зображення, до третього входу якого підключено пульт керування, а до виходу відеоконтрольний пристрій. Порівняльний аналіз пристрою за даним винаходом з прототипом показує відмінність пристрою за даним винаходом в тому, що об'єктиви мають різні фокусні відстані (що відповідають збільшенню 2х та 6х і розташовані на одному поворотному пристрої) і у фокальній площині кожного з об'єктивів установлена ПЗС-матриця, а повний телевізійний сигнал з виходів ПЗС-матриць через перетворювачі аналог-код подаються на перший та другий входи блоку обробки та формування кадру зображення, до другого входу якого підключено пульт керування, а до виходу відеоконтрольний пристрій. Сутть винаходу пояснюється кресленням фіг. 2. Пристрій містить два об'єктиви 1 та 2, дві ПЗСматриці 3 та 4, два перетворювачі аналог-код (ПАК) 5 та б, блок обробки та формування кадру зображення 7, пульт керування 8 та відеоконтрольний пристрій (ВКП) 9. Об'єктиви 1 і 2 мають різні фокусні відстані, які відповідають збільшенню 2х та 6х, установлюються на одному поворотному пристрої. пов'язаному з радіолокатором таким чином, щоб їх оптичні осі були паралельні. Об'єктиви установлюються у міцному герметичному корпусі із захисним склом. ПЗС-матриці 3 і 4 - це безкорпусні передавальні телевізійні камери з роздільністю в районі 600 твл і чутливістю порядку 0,02 лк, на виході яких формується повний телевізійний сигнал (ПТС). Блок обробки та формування кадру зображення 7 приймає сигнали ТВ-зображення від обох ПЗС-матриць у вигляді 8 розрядних кодів, сформованих ПАК 5 та 6, формує за програмою необхідний масив даних і видає його у вигляді кадру зображення на вихід ВКП 9. ВКП 9 являє собою дисплей, який має по вертикалі 600 елементів розділення, по горизонталі порядку 800. Пульт керування 8 - це пристрій, який дозволяє здійснювати вмикання-вимкнення візирного пристрою, установку режимів та підрежимів роботи візирного пристрою (основний візир, приціл-дублер, широке поле зору, вузьке коло зору, суміщене зображення, установку прицільних та дистанційних сіток). Зовнішня панель пульту керування може бути виконана у вигляді окремого пристрою або суміщена з панеллю керування ВКП 9. Візирний пристрій працює таким чином. Зображення місцевості у відповідності з полем зору об'єктивів 1 і 2 проектується на світлочутливу поверхню ПЗС-матриць 3 і 4. З виходів ПЗСматриць 3 і 4 повний телевізійний сигнал зображення (відеосигнал) передається по гнучких кабелях у блок обробки та формування кадру зображення 7. ПТС з виходу обох ПЗС-матриць подається на інформаційні входи блоку, попередньо перетворених у двоїчні коди перетворювачами аналог-код 5 і 6. Блок обробки та формування кадру зображення 7 приймає інформацію про те, що "бачать" об'єктиви 1 і 2, запам'ятовує її і формує масиви даних, які створюють кадр зображення на екрані відеоконтрольного пристрою 9. При поновленні вхідної інформації здійснюється поновлення масивів даних, а отже, і кадрів зображення. За бажанням оператора кадри зображення, що виводяться на ВКП 9, можуть бути сформовані по різному, залежно від режиму, установленого на пульті керування 8. На пульті керування 8 установлено кнопки (органи) управління, які дозволяють установити різні режими та підрежими роботи візирного пристрою (основний візир, приціл-дублер, широке поле зору, вузьке поле зору, суміщене зображення та ін.). Під час роботи в режимі "основний візир" на екрані ВКП можна спостерігати зображення місцевості при широкому полі зору (панорама), при вузькому полі зору, а також виводити 2 36284 частину зображення у широкому полі зору, а частину - у вузькому (наприклад, в центрі екрану), тобто у режимі суміщення зображення. Режим суміщення зображення має переваги в тому, що оператор, знайшовши ціль у режимі панорами, може здійснювати прицілювання (для цього потрібне вузьке поле зору) і одночасно слідкувати за ситуацією у режимі панорами. Під час прицілювання з пам'яті блоку обробки та формування кадру зображення 7 одночасно із зображенням цілі можна вивести на екран ВКП 9 відповідну прицільну або дистанційну сітку. У режимі "приціл-дублер" інформація про зображення подається на інформаційні входи блоку обробки та формування кадру зображення 7, подається від другої пари таких же об'єктивів, як 1 і 2 (на фіг. 2 не показано), установлених на поворотному пристрої, механічно пов'язаному з гарматою. Як і в режимі "основний візир", тут можна установлювати всі перераховані вище підрежими. На рис. фіг. 3 приведена блок система алгоритму програмного керування роботою візирного пристрою. Роботою алгоритму керує операційна система блоку обробки та формування зображення. Функціонування розпочинається з аналізу слова керування (блок 1), набраного оператором на клавіатурі пульту керування і введеного в пам'ять машини програмою вводу, яка входить до складу операційної системи. За результатами аналізу формується масив керівних ознак (команд). Після закінчення формування керівних ознак здійснюється опитування "Чи є ознака режиму "Пуск". Ознака "Пуск" вводиться в контролер блоку обробки і формування кадру зображення окремо і формується сигналом, що надходить від кнопки з однойменною назвою, розташованою на пульті оператора. При наявності цієї ознаки здійснюється онулення всіх робочих масивів контролера, в тому числі масивів керівних ознак, відеокадрів та ін. Онулення масивів необхідне для встановлення контролера і його програми в нульовий (початковий) стан. Після відпрацювання команди "Пуск" контролер готовий до виконання робочих команд. Блок 4 здійснює введення кодованого відео зображення широкого поля зору (ШПЗ). Введене відеозображення запам'ятовується в буферному масиві ШПЗ. Далі здійснюється введення інформаційних даних (повідомлень), що надходять від взаємодіючих систем (наприклад, системи зовнішнього цілевказування та ін.) і формується буферний масив інформаційних повідомлень (блок 5). Блоком 6 здійснюється введення кодованого відео зображення вузького поля зору (ВПЗ). Відео зображення, яке вводиться, запам'ятовується у буферному масиві ВПЗ. Далі здійснюється формування суміщеного масиву ШПЗ та ВПЗ. При цьому є можливість змінювати масштаб ВПЗ, робити зображення вибраного фрагменту оптимальних розмірів (блок 7). Після закінчення формування масивів зображень вибирається режим роботи візирного пристрою. Якщо вибирається режим "основний візир", то виконується передача керування блоку 13. Цей блок забезпечує завантаження масиву відео зображення у масив відеокадру в одному з підрежимів: "Широке поле зору", "Вузьке поле зору", або "Суміщене поле зору". Дані з масивів відео кадру передаються на екран відеоконтрольного пристрою. У режимі "Приціл-дублер" у керівному слові оператор вказує номер ракурсного кільця або дистанційної сітки, залежно від якого в одному з блоків 8, 9, 10 або 11 вибираються дані для формування трафарету необхідного ракурсного кільця або сітки і накладаються на вміщене у масиві відео кадру (блок 12). Таким чином, як витікає із наведеного вище опису, у випадку даного технічного рішення забезпечується можливість позбавитись від жорсткої системи каналізації оптичного зображення (зображення поля зору передається у вигляді ПТС по гнучких радіочастотних кабелях), зменшити габарити і вагу приладу, виключити механічні вузли і приводи, які забезпечують функціонування приладу (їх функції виконує програмним шляхом блок обробки та формування кадру зображення), відмовитись від окуляра (зображення виводиться на екран відеоконтрольного пристрою, який установлюється у зручному для оператора місці) та мати можливість весь час тримати у полі зору прилади контролю і керування, розташовані на робочому місці оператора; бачити всю панораму місцевості (збільшення 2х) і частини панорами у великому масштабі (збільшення 6х) у центрі поля зору. Експериментальна перевірка заявленого технічного рішення проводилась на макеті візирного пристрою, виготовленого в КП НТЦ АСО. Результати перевірки підтвердили правильність запропонованих науково-технічних рішень. Джерела інформації 1. ЗСУ-23-4М. Визирное устройство. Техническое описание. 1А7-11.00.000TО. Фіг. 1а 3 36284 Фіг. 1б Фіг. 1в Фіг. 2 4 36284 начало 1 да Анализ слова управления. Формирование управляющих признаков Есть признак «Начало работы?» нет 2 3 Обнуление массива управляющих признаков Обнуление массива видеокадра 4 Ввод и запись ПТС широкого поля зрения в буферный массив Занесение в буферный массив ин5 формационных даннях (сообщений). 6 Ввод и запись ПТС узкого поля зрения в буферный массив 7 Формирование совершенного мас сива широкого и уз кого полей зрения. Режим работы? визир Прицельные сетки 8 Ракурсное кольцо № 1 9 Ракурсное кольцо № 2 10 Ракурсное кольцо № 3 12 Наложение массива прицельной сетки на содержимое буферного массива 13 Загрузка массива видеокадра содержимым буферного массива нет Есть признак «Начало работы?» да Конец Фіг. 3 5 11 Ракурсное кольцо № 4 36284 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 6