RU2712108C1

RU2712108C1 - Mobile alarm system

Info

Publication number: RU2712108C1
Application number: RU2019106554A
Authority: RU
Inventors: Владимир Эристович Иванов; Сергей Борисович Андреев; Николай Николаевич Хвесько
Priority date: 2019-03-07
Filing date: 2019-03-07
Publication date: 2020-01-24

Abstract

FIELD: security systems.SUBSTANCE: invention relates to security alarms. Technical result is achieved by a mobile alarm system comprising an infrared radiation source, an infrared receiver, angled reflectors configured to be placed in a protected territory in protective camouflage shells, which do not prevent passage of infrared radiation through them, and with the possibility of providing their remote and arbitrary installation in the protected territory, electronic unit configured to generate an alarm signal when response signals disappeared in a certain time interval from at least one corner reflector.EFFECT: providing fast reconfiguration of an alarm system and remote installation of angle reflectors.1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области охранной сигнализации, в частности к средствам охраны территорий, предназначенным для обнаружения с помощью технических средств нарушителей, проникающих на охраняемую территорию и вызывающих срабатывания технических средств обнаружения.The invention relates to the field of burglar alarms, in particular, to means for protecting territories intended for detecting, with the help of technical means, intruders penetrating into the protected territory and causing triggering of technical means of detection.

Известны способ и система «Интеллектуальные датчики для защиты периметра и границы» (Smart sensors for perimeter and border security), описанные в патенте US №7893960, МПК H04N 7/12, опубл. 2011 г. Система содержит источник ИК-излучения, приемник ИК-излучения (чувствительную камеру) и множество наземных сенсорных частиц, каждая из которых состоит из двух склеенных между собой шариков, причем один из них содержит флуоресцентную область. Эти частицы размещаются («высеваются») на охраняемой территории и активируются специальными уровнями давления, характерными для веса нарушителя, пересекающего охраняемую территорию. Например, под действием человека, наступающего ногами на сенсорные частицы, они будут разрываться и в результате этого излучать характерные оптические сигналы под воздействием подсветки источником ИК-излучения. Приемник ИК-излучения принимает отраженные от сенсорных частиц сигналы, отображает сигнатуру профиля охраняемой территории и при изменении ее структуры вследствие воздействия нарушителя формирует сигнал тревоги. Сенсорные частицы имеют малые размеры (предпочтительно от 1 до 3 мм), и требуют малых затрат при изготовлении. Однако, для подготовки территории для охраны с помощью указанной системы требуется очень большое количество сенсорных частиц и определенное время для их размещения («засевания») на этой территории.A known method and system of "Intelligent sensors for protecting the perimeter and border" (Smart sensors for perimeter and border security), described in US patent No. 7893960, IPC H04N 7/12, publ. 2011. The system contains a source of infrared radiation, a receiver of infrared radiation (sensitive camera) and many ground-based sensor particles, each of which consists of two balls glued together, and one of them contains a fluorescent region. These particles are placed (“sown”) in the protected area and activated by special pressure levels characteristic of the weight of the intruder crossing the protected area. For example, under the influence of a person stepping on the sensor particles with their feet, they will burst and, as a result, emit characteristic optical signals under the influence of illumination by an infrared radiation source. The infrared radiation receiver receives signals reflected from the sensor particles, displays the profile signature of the protected area, and when its structure changes due to the influence of the intruder, it generates an alarm. Sensor particles are small in size (preferably 1 to 3 mm), and are low cost to manufacture. However, to prepare the territory for protection with the help of this system, a very large number of sensor particles and a certain time for their placement ("sowing") in this territory are required.

Сходными признаками описанной и заявленной системы являются источник ИК-излучения, приемник ИК-излучения и сенсорные частицы, размещенные на охраняемой территории.Similar features of the described and claimed system are a source of infrared radiation, a receiver of infrared radiation and sensor particles located in a protected area.

Недостатком системы, описанной в патенте, является отсутствие возможности использования ее в мобильном (быстроразвертываемом) варианте исполнения. Кроме того, в процессе эксплуатации системы после обнаружения нарушителя или прохождения по охраняемой территории животных, остается много «следов» разрушения сенсорных частиц. Для подготовки системы к рабочему режиму необходимо очищать охраняемую территорию от разрушенных сенсорных частиц, вплоть до того, что подготавливать территорию заново.The disadvantage of the system described in the patent is the inability to use it in a mobile (quick-deploy) embodiment. In addition, during the operation of the system after detecting the intruder or passing through the protected area of animals, there are many “traces” of the destruction of sensor particles. To prepare the system for the operating mode, it is necessary to clean the protected area from destroyed sensor particles, up to the point that the territory should be prepared again.

Известна «Система охраны периметра и территории», описанная в патенте RU №2447495, МПК G01S 13/00, G08B 17/06, опубл. 2012 г., которая выбрана в качестве прототипа. Система содержит систему телевизионного наблюдения (телевизионную камеру) с приемником ИК-излучения, центральный пост с анализатором изображения (блок электронный), источник электромагнитного излучения (источник ИК-излучения), направленный на охраняемую зону, и ретрорефлекторы электромагнитного излучения (уголковые отражатели), установленные вдоль охраняемой зоны. Уголковые отражатели размещены в поле зрения телевизионной камеры, а диаграмма направленности источника электромагнитного излучения охватывает все уголковые отражатели. Анализатор изображения (блок электронный) решает задачи обнаружения, локализации и опознавания посторонних предметов, проникших в охраняемую зону. Если посторонний предмет перекрывает ось между уголковым отражателем и источником ИК-излучения, то блок электронный обнаруживает его и фиксирует факт проникновения постороннего предмета в охраняемую зону. Указанная система охраны периметра и территории рассчитана на использовании в стационарном варианте исполнения с упорядоченным расположением уголковых отражателей вдоль охраняемой зоны.The well-known "system of perimeter and territory protection" described in patent RU No. 2447495, IPC G01S 13/00, G08B 17/06, publ. 2012, which is selected as a prototype. The system includes a television surveillance system (television camera) with an infrared radiation receiver, a central post with an image analyzer (electronic unit), an electromagnetic radiation source (infrared radiation source) directed to the protected area, and electromagnetic radiation retroreflectors (corner reflectors) installed along the protected area. Corner reflectors are placed in the field of view of the television camera, and the radiation pattern of the source of electromagnetic radiation covers all corner reflectors. The image analyzer (electronic unit) solves the problem of detecting, localizing and recognizing foreign objects that have entered the protected area. If a foreign object overlaps the axis between the corner reflector and the source of infrared radiation, the electronic unit detects it and fixes the fact of penetration of a foreign object into the protected area. The specified system of perimeter and territory protection is designed for use in a stationary version with an ordered arrangement of corner reflectors along the protected area.

Сходными признаками описанной и заявленной системы являются источник ИК-излучения, приемник ИК-излучения, уголковые отражатели и блок электронный.Similar features of the described and claimed system are a source of infrared radiation, a receiver of infrared radiation, corner reflectors and an electronic unit.

Недостатком системы, описанной в патенте, является отсутствие возможности использования ее в мобильном (быстроразвертываемом) варианте исполнения с дистанционной и произвольной установкой уголковых отражателей на охраняемой территории.The disadvantage of the system described in the patent is the lack of the possibility of using it in a mobile (quickly deployable) embodiment with remote and arbitrary installation of corner reflectors in a protected area.

Целью настоящего изобретения является создание мобильной системы тревожной сигнализации, обеспечивающей быстроразвертывание системы с дистанционной и произвольной установкой уголковых отражателей на охраняемой территории, возможность быстрого переконфигурирования системы в процессе эксплуатации и быстрое ее свертывание.The aim of the present invention is the creation of a mobile alarm system that provides quick deployment of the system with remote and arbitrary installation of corner reflectors in a protected area, the ability to quickly reconfigure the system during operation and its rapid folding.

Поставленная цель достигается за счет того, что мобильная система тревожной сигнализации, содержит источник ИК-излучения, приемник ИК-излучения, уголковые отражатели и блок электронный, причем источник и приемник ИК-излучения обеспечивают широкоугольные излучение и прием, установлены рядом друг с другом на определенной высоте так, чтобы излучать и принимать ответные сигналы от всех уголковых отражателей, установленных на охраняемой территории, блок электронный подключен ко входу источника ИК-излучения и к выходу приемника ИК-излучения, и выполнен с возможностью формирования сигнала тревоги при пропадании ответных сигналов в определенном временном интервале как минимум от одного уголкового отражателя, а уголковые отражатели выполнены с возможностью размещения на охраняемой территории в защитных маскировочных оболочках, не препятствующих прохождению через них ИК-излучения, а также с возможностью обеспечения их дистанционной и произвольной установки на охраняемой территории.This goal is achieved due to the fact that the mobile alarm system contains an infrared radiation source, an infrared radiation receiver, corner reflectors and an electronic unit, and the infrared radiation source and receiver provide wide-angle radiation and reception, are installed next to each other on a certain height so as to radiate and receive response signals from all corner reflectors installed in the protected area, the electronic unit is connected to the input of the IR radiation source and to the output of the IR radiation receiver , and is configured to generate an alarm signal when response signals disappear in a certain time interval from at least one corner reflector, and corner reflectors are made with the possibility of placement in a protected area in protective camouflage shells that do not impede the passage of infrared radiation through them, as well as the possibility of ensuring their remote and arbitrary installation in a protected area.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1-3.The invention is illustrated in FIG. 1-3.

На фиг. 1 приведена горизонтальная проекция системы, где введены следующие обозначения: 1 - источник ИК-излучения, 2 - приемник ИК-излучения, 3 - блок электронный, 4 - тренога, 5 - уголковые отражатели, 6 - охраняемая территория, 7 - прямой и ответный ИК-лучи, 8 - человек-нарушитель. Угол α - угол места диаграмм направленности источника и приемника ИК-излучения.In FIG. 1 shows a horizontal projection of the system, where the following notation is introduced: 1 - IR radiation source, 2 - IR radiation receiver, 3 - electronic unit, 4 - tripod, 5 - corner reflectors, 6 - guarded territory, 7 - direct and return IR -rays, 8 - a person-offender. Angle α is the elevation angle of the radiation patterns of the source and receiver of infrared radiation.

На фиг. 2 приведена вертикальная проекция системы. Угол β - угол азимута диаграмм направленности источника и приемника ИК-излучения. Человек-нарушитель 8 движется по направлению стрелок через охраняемую территорию.In FIG. 2 shows a vertical projection of the system. Angle β is the azimuth angle of the radiation patterns of the source and receiver of infrared radiation. Intruder 8 moves in the direction of the shooter through the protected area.

На фиг. 3 изображен пример реализации уголкового отражателя 5, расположенного внутри шарообразной защитной маскировочной оболочки - 9.In FIG. 3 shows an example implementation of a corner reflector 5 located inside a spherical protective camouflage shell - 9.

Предложенная система работает следующим образом.The proposed system works as follows.

Источник ИК-излучения 1 и приемник ИК-излучения 2 на этапе подготовки к охране территории размещаются на местности на треноге 4 высотой Н для обеспечения широкоугольных излучения и приема (углы (α, β), направленных на охраняемую территорию 6. Блок электронный 3 расположен в непосредственной близости к треноге 4 или удален от нее на некоторое расстояние. Уголковые отражатели 5 размещаются на охраняемой территории 6 на поверхности грунта в произвольном порядке и выполнены с возможностью обеспечения шарообразных отражающих зон, то есть с возможностью отражения падающих на них ИК-лучей с любого направления. Пример такого уголкового отражателя 5 приведен на фиг. 3, который имеет простейшую конструкцию из трех ортогонально расположенных друг к другу отражающих плоскостей. На фиг. 1, позиция 7, приведен пример прямого и ответного ИК-луча, отраженного от одного из уголковых отражателей 5. Количество уголковых отражателей 5 определяется размером охраняемой территории и частотой (плотностью) их размещения на ней. Для придания уголковым отражателям 5 повышенной прочности и маскировочного эффекта, они выполняются с возможностью размещения на охраняемой территории в защитных маскировочных оболочках, не препятствующих прохождению через них ИК-излучения. Защитная маскировочная оболочка может быть выполнена в любом приемлемом виде: шар, куб, призма, поверхностная пленка и др. На фиг. 3 уголковый отражатель 5 размещен, в качестве примера, в шарообразной защитной маскировочной оборочке 9. Мобильность предложенной системы тревожной сигнализации достигается за счет возможности обеспечения дистанционной и произвольной установки уголковых отражателей на охраняемой территории. Дистанционная установка уголковых отражателей 5 может производиться на удаленных от треноги 4 расстояниях путем забрасывания уголковых отражателей на охраняемую территорию вручную или с помощью использования технических средств для метания (например, катапульты, арбалета и др.). Преимущество дистанционной установки заключается в том, что не нужно выдвигаться непосредственно на охраняемую территорию, что особенно важно, если эта территория труднодоступна (склоны оврагов, болотистая местность, ледяные торосы, кустарники и др.) или опасна (минные поля, радиоактивные или химические заражения). Предлагаемая система может найти применение также для охраны участков государственной границы Российской Федерации при размещении, например, уголковых отражателей на нейтральной полосе границы, или при проведении рекогносцировочных операций или спасательных работ. Мобильная дистанционная установка уголковых отражателей 5 характеризуется еще тем, что не требуется применения в местах размещения уголковых отражателей никаких дополнительных средств для их закрепления на местности.The source of infrared radiation 1 and the receiver of infrared radiation 2 at the stage of preparation for the protection of the territory are placed on the ground on a tripod 4 of height H to provide wide-angle radiation and reception (angles (α, β) directed to the protected area 6. Electronic unit 3 is located in in close proximity to the tripod 4 or at some distance from it .. Corner reflectors 5 are placed in the protected area 6 on the soil surface in an arbitrary order and are configured to provide spherical reflective zones, that is, with the reflection of the incident infrared rays from any direction. An example of such an angular reflector 5 is shown in Fig. 3, which has the simplest design of three orthogonally located to each other reflective planes. In Fig. 1, position 7, an example of direct and reciprocal IR beam reflected from one of the corner reflectors 5. The number of corner reflectors 5 is determined by the size of the protected area and the frequency (density) of their placement on it. To give the corner reflectors 5 increased strength and camouflage effect, they are designed to be placed in a protected area in protective camouflage shells that do not impede the passage of infrared radiation through them. The protective camouflage shell can be made in any suitable form: ball, cube, prism, surface film, etc. In FIG. 3, the corner reflector 5 is placed, as an example, in a spherical protective camouflage frill 9. The mobility of the proposed alarm system is achieved due to the possibility of providing remote and arbitrary installation of corner reflectors in a protected area. Remote installation of corner reflectors 5 can be carried out at a distance 4 from the tripod by throwing the corner reflectors onto the protected area manually or using technical means for throwing (for example, catapults, crossbow, etc.). The advantage of the remote installation is that you do not need to move directly to the protected area, which is especially important if this area is difficult to access (ravine slopes, marshy terrain, ice hummocks, shrubs, etc.) or dangerous (minefields, radioactive or chemical infections) . The proposed system can also be used to protect sections of the state border of the Russian Federation when placing, for example, corner reflectors on the neutral border, or during reconnaissance or rescue operations. Mobile remote installation of corner reflectors 5 is also characterized by the fact that it does not require the use of any additional means in the locations of corner reflectors to fix them on the ground.

В рабочем режиме источник ИК-излучения 1 облучает все уголковые отражатели 5, установленные на охраняемой территории. Ответные от уголковых отражателей 5 ИК-лучи поступают в приемник ИК-излучения 2, где определяется их суммарный энергетический уровень в виде ответного сигнала. Ответный сигнал поступает в блок электронный 3, который осуществляет слежение за изменением уровня ответного сигнала и формирует сигнал тревоги при уменьшении данного уровня ниже определенного заданного порогового значения в определенном временном интервале. Критерием определения порогового значения может послужить уменьшение уровня ответного сигнала при пропадании ответного ИК-луча как минимум от одного уголкового отражателя 5 в определенном временном интервале.In operating mode, the source of infrared radiation 1 irradiates all of the corner reflectors 5 installed in the protected area. The IR rays that are returned from the corner reflectors 5 enter the infrared radiation receiver 2, where their total energy level is determined in the form of a response signal. The response signal enters the electronic unit 3, which monitors the change in the level of the response signal and generates an alarm when this level decreases below a certain predetermined threshold value in a certain time interval. The criterion for determining the threshold value can be a decrease in the level of the response signal when the response IR beam disappears from at least one corner reflector 5 in a certain time interval.

При движении человека-нарушителя 8 через охраняемую территорию 6 будут перекрываться его телом ответные ИК-лучи от некоторых уголковых отражателей 5, что приведет к уменьшению уровня ответного сигнала в блоке электронном 3 в определенном временном интервале и формированию блоком электронным сигнала тревоги. Блок электронный 3 также обеспечивает управление источником ИК-излучения, формируя длительность и скважность излучаемых ИК-лучей. Использование определенного временного интервала при формировании сигнала тревоги необходимо для повышения помехоустойчивости системы путем устранения кратковременных помех и кратковременных прерываний ИК-лучей, например, при пролетах птиц.When a human-intruder 8 moves through a protected area 6, his body will be blocked by infrared response rays from some corner reflectors 5, which will lead to a decrease in the level of the response signal in the electronic unit 3 in a certain time interval and the formation of an electronic alarm signal. The electronic unit 3 also provides control of the source of infrared radiation, forming the duration and duty cycle of the emitted infrared rays. The use of a certain time interval during the formation of an alarm is necessary to increase the noise immunity of the system by eliminating short-term interference and short-term interruptions of infrared rays, for example, when flying birds.

Переконфигурирование системы в процессе эксплуатации возможно выполнить за небольшое время. Например, при образовании снежного покрова на охраняемой территории можно повторно разместить новые уголковые отражатели поверх снежного наста, не используя засыпанные снегом ранее установленные уголковые отражатели. Свертывание системы можно выполнить еще быстрее - взять треногу вместе с подключенной аппаратурой и перенести, например, в другое место. Уголковые отражатели, учитывая их простоту и дешевизну, можно оставить на месте и о них просто забыть.It is possible to reconfigure the system during operation in a short time. For example, when snow forms in a protected area, it is possible to re-place new corner reflectors on top of the snow floor without using the previously installed corner reflectors covered in snow. Minimizing the system can be done even faster - take the tripod together with the connected equipment and transfer, for example, to another place. Corner reflectors, given their simplicity and cheapness, can be left in place and simply forgot about them.

Испытания лабораторного макета предлагаемой системы подтвердили возможность ее использование в мобильном варианте применения.Tests of the laboratory layout of the proposed system confirmed the possibility of its use in a mobile version of the application.

Таким образом, при реализации заявленной системы с использованием перечисленных признаков, возможно создание мобильной системы тревожной сигнализации для охраны территорий.Thus, when implementing the claimed system using the listed features, it is possible to create a mobile alarm system for the protection of territories.

Claims

Мобильная система тревожной сигнализации, содержащая источник ИК-излучения, приемник ИК-излучения, уголковые отражатели и блок электронный, причем источник и приемник ИК-излучения обеспечивают широкоугольные излучение и прием, установлены рядом друг с другом на определенной высоте так, чтобы излучать и принимать ответные сигналы от всех уголковых отражателей, установленных на охраняемой территории, отличающаяся тем, что блок электронный подключен ко входу источника ИК-излучения и к выходу приемника ИК-излучения и выполнен с возможностью формирования сигнала тревоги при пропадании ответных сигналов в определенном временном интервале как минимум от одного уголкового отражателя, а уголковые отражатели выполнены с возможностью размещения на охраняемой территории в защитных маскировочных оболочках, не препятствующих прохождению через них ИК-излучения, а также с возможностью обеспечения их дистанционной и произвольной установки на охраняемой территории.A mobile alarm system comprising an infrared radiation source, an infrared radiation receiver, corner reflectors and an electronic unit, the infrared radiation source and receiver providing wide-angle radiation and reception, mounted next to each other at a certain height so as to radiate and receive response signals signals from all corner reflectors installed in the protected area, characterized in that the electronic unit is connected to the input of the IR radiation source and to the output of the IR radiation receiver and is made with the possibility of to generate an alarm signal when response signals disappear in a certain time interval from at least one corner reflector, and the corner reflectors are made with the possibility of placement in a protected area in protective camouflage shells that do not impede the passage of infrared radiation through them, as well as with the possibility of providing them with remote and arbitrary installation in a protected area.