SE462999B - Anordning foer selektiv detektering av foeremaal - Google Patents
Anordning foer selektiv detektering av foeremaalInfo
- Publication number
- SE462999B SE462999B SE8702247A SE8702247A SE462999B SE 462999 B SE462999 B SE 462999B SE 8702247 A SE8702247 A SE 8702247A SE 8702247 A SE8702247 A SE 8702247A SE 462999 B SE462999 B SE 462999B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- objects
- sensor unit
- signals
- optical
- azimuth
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/78—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using electromagnetic waves other than radio waves
- G01S3/782—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
- G01S3/783—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using amplitude comparison of signals derived from static detectors or detector systems
- G01S3/784—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using amplitude comparison of signals derived from static detectors or detector systems using a mosaic of detectors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
- F41G5/00—Elevating or traversing control systems for guns
- F41G5/08—Ground-based tracking-systems for aerial targets
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/78—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using electromagnetic waves other than radio waves
- G01S3/781—Details
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/78—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using electromagnetic waves other than radio waves
- G01S3/782—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
- G01S3/789—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using rotating or oscillating beam systems, e.g. using mirrors, prisms
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V8/00—Prospecting or detecting by optical means
- G01V8/10—Detecting, e.g. by using light barriers
- G01V8/20—Detecting, e.g. by using light barriers using multiple transmitters or receivers
- G01V8/26—Detecting, e.g. by using light barriers using multiple transmitters or receivers using mechanical scanning systems
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Control And Other Processes For Unpacking Of Materials (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
Description
462 999 dvs anger mål som uppträder inom sensorenhetens avsökningsområde, och indikera när sådana mål uppträder, och i regel även ange deras koordinater. Utvärderingsenheten arbetar sålunda efter på förhand valda och inprogrammerade kriterier av vad som skall anses vara signifikanta föremål, dvs mål,.
Ett sätt att betrakta utvärderingsenhetens funktioner är att indela dessa i filter och beslutsfunktion. Filtret arbetar utgående från de signaler, som emottages från sensorenheten (uppmätt intensitet som funktion av riktning) och utformas för att framhäva signaler, som är typiska för mål. Vid filtre- ringen bibehålles riktningsinformationen. Man kan säga, att filtrets utsignal för en viss riktning är ett mått på sanno- likheten, att ett mål befinner sig i den aktuella riktningen.
Ett konkret exempel utgöres av ett filter, som för varje riktning bildar skillnaden mellan uppmätt intensitet i aktuell riktning och medelintensiteten i ett tvådimensionellt intervall av om- givande riktningar. Typiskt för ett filter i denna tillämpning är just att utsignalen för en viss riktning är en viktad summa av filtrets insignaler i ett vinkelområde i och omkring den aktuella riktningen.
I en spanare med uppgift att urskilja signifikanta föremål, dvs mål krävs förutom filtret även en beslutsfunktion. Denna behövs för att avgöra, om ett signifikant föremål förekommer eller ej. Den vanligaste beslutsfunktionen är trösklingen.
Denna jämför filtrets utsignal med en tröskelnivå. Om denna överskrids, indikeras signifikant föremål, lika med mål. Till beslutsfunktionen bör även räknas in den mekanism, som väljer tröskelnivån. Denna bestäms ofta genom någon form av statistisk utvärdering av filtrets utsignaler inom ett större område, eventuellt hela avsökningsområdet. Avsikten är att finna en nivå, som med acceptabelt låg frekvens överskrids i frånvaro av signifikanta föremål, dvs mål (falsklarmfrekvens) men som ändå inte är för hög för att uppträdande mål med säkerhet skall kunna indikeras. 462 999 Spanare av den typ som nu beskrivits arbetar företrädesvis inom IRspektralområdena 3-5 resp 7-13 mikrometer, vilka repre- senterar "fönster" med tanke på atmosfärens transmissionsspektra för IR-strålning. Detta betyder, att sensorenhetens fokuserings- organ, vilket i och för sig kan bestå av lins eller spegel, vanligen utgöres av en kisellins för området 3-5 mikrometer och en germaniumlins för området 7-13 mikrometer, dvs väljes med hänsyn till det aktuella spektralområdet. Med tanke på hittills förekommande motsvarande strålningskänsliga detektor- element måste en sådan lins göras relativt stor, för att sen- sorenheten skall avge sådana signaler, att utvärderingsenheten förmår detektera signifikanta föremål med någon nämnvärd preci- sion.
En sådan spanare förmår ej skilja mellan fåglar (= insignifikanta föremål) på relativt nära avstånd och flygplan (= signifikanta föremål) på större avstånd, vilket innebär att sådana fåglar kan ge upphov till falskt larm vilket innebär en stor nackdel med hittills kända spanare av det slag som beskrivs inlednings- vis. Ändamålet med föreliggande uppfinning är därför att så utforma en anordning av det inledningsvis nämnda slaget, att man därmed kan skilja mellan relativt närbelägna föremål varifrån utgår strålning, och sådana, vilka befinner sig på större avstånd, men som vid betraktande upptar liknande rymdvinkel.
Enligt uppfinningen utmärkes en sådan anordning av att den är inrättad att emottaga från de nämnda föremålen utgående strålar genom åtminstone två optiska ingångar (10), vilka är anordnade på inbördes avstånd tvärs en syftningslinje från anordningen till föremålet, varvid de optiska ingångarnas optiska axlar är parallella, och att utvärderíngsenheten (2) är anordnad att periodvis lagra de från de optiska ingångarna härrörande signalerna och därigenom selektera föremål, vilka synes uppvisa liknande storlek¿i vinkelmått räknat sett från anordningen, 462 999 dels i sådana föremål, som är större och befinner sig på längre avstånd, såsom flygplan etc, och dels i sådana föremål, som är mindre och befinner sig på kortare avstånd, såsom fåglar etc, genom att undertrycka signaler, vilkas amplitud som funktion av den avsökta azimut- eller elevationsvinkeln uppvisar relativt stor utbredning jämfört med signaler som uppvisar relativt liten utbredning.
Det är givet, att man allt efter omständigheterna måste definiera vad som skall avses med "väsentligen parallella" resp "diver- gerande". Dessa begrepp kommer att förklaras närmare i samband med ett utföringsexempel av en anordning enligt uppfinningen.
I en fördelaktíg utföringsform av uppfinningen, varvid anord- ningen innefattar en sensorenhet, är denna försedd med åtminstone två optiska ingångar för de från föremålen utgående strålarna, vilka ingångar är anordnade på inbördes avstånd tvärs den nämnda syftningslinjen. Genom denna utformning uppnår man stor apertur- utbredning utan att fokuseringsorganet, dvs en lins eller krökt spegel behöver uppvisa särskilt stor utbredning, vilket skulle stöta på tekniska och ekonomiska svårigheter, vid gällande krav på spanarens förmåga att skilja mellan signifikanta och icke signifikanta föremål, dvs i praktiken bl a mellan flygplan på relativt stort avstånd och fåglar på relativt kort avstånd.
I en alternativ utföringsform av anordningen enligt uppfin- ningen innefattar denna åtminstone två sensorenheter, anordnade med sina optiska ingångar för de från föremålen utgående strå- larna på inbördes avstånd tvärs den nämnda syftningslinjen.
I detta fall uppträder varje sensorenhet i och för sig som en komplett enhet. Givetvis krävs en motsvarande signalbehandling i utvärderingsenheten. Det är lämpligt att utforma en sensorenhet så, att varje optisk ingång innefattar ett avlänkningsorgan, företrädesvis en spegel, anordnad att avlänka ingångens inkom- mande strålar till det motsvarande fokuseringsorganet. Dm man använder en spegel per optisk ingång som avlänkningsorgan, måste de använda speglarna naturligtvis arrangeras så, att strålningen från varje spegel, vanligen ställd i princip 450 462 999 vinkel mot de inkommande strålarna, verkligen kan nå fram till fokuseringsorganet. Detta kan ske genom att de optiska ingång- arnas aperturer är så förskjutna inte bara i en dimension i förhållande till den nämnda syftningslínjen, vilket ju är en förutsättning för anordningens funktion, utan även i en andra dimension vinkelrätt mot den förstnämnda dimensionen. Det är även tänkbart att använda speglar som är delvis transparenta för den aktuella strålningen. Ûm man önskar placera de optiska ingångarna t ex i två grupper, en på varadera sidan om fokuse- ringsorganet, kan man placera en extra spegel per grupp, som leder den från gruppen kommande strålningen till fokuserings- organet. Detta är vanligen en lins, i fallet IR-strålning av t ex germanium, men även konkava speglar kan komma ifråga, exempelvis enligt Cassegrain-systemet. Andra avlänkningsorgan, såsom prismor anordnade att totalreflektera de inkommande strål- arna kan även användas.
Anordningen enligt uppfinningen kan under vissa förutsättningar tillämpas med ett enda diskret detektorelement, men det torde vara lämpligt att använda en s k array, som består av ett antal detektorelement, anordnade i en rad. Sådana detektorelement kan även anordnas i ett plan, dvs tvådimensionellt.
Anordningen kan utformas så, att den förmår avsöka en mindre eller större rymdvinkel, i azimut och elevation. Sensorenhetens detektorelement, enstaka, anordnad som en endimensionell array, eller tvådimentionellt ställer olika krav på arrangemang för att utöka anordningens synvinkel i azimut och elevation.
I en lämplig utformning av anordningen enligt uppfinningen är denna i sin helhet roterbar kring en väsentligen vertikal axel, varvid ett antal optiska ingångar är anordnade på avstånd från denna axel, tvärs syftlinjen mot ett tänkt föremål. Anord- ningen är därtill rörlig i elevation, t ex stegvis, så att den t ex roterar ett varv i varje valt elevationsläge. Rörelsen i elevation kan alternativt vara kontinuerlig. 462 999 Avsökningsområdet kan vara godtyckligt stort eller litet, under förutsättning att avsökningen kan ske över föremålet i minst en riktning, som någorlunda väl ligger inom det plan, i vilket föremålet och minst två optiska ingångar är placerade.
Givetvis krävs ett vinkellägesorgan för azimut och elevation, som avger lägessignal till utvärderingsenheten för varje momentan mätriktning.
Istället för att anordningen roteras kan den även bringas att utföra någon annan rörelse, t ex fram- och återgående.
Det är för övrigt möjligt att låta anordningen i dess helhet vara stillastående och istället låta sensorenheten eller i förekommande fall sensorenheterna innefatta ett optiskt avsök- ningsorgan, anordnat att variabelt avsöka en synvinkel utöver den av motsvarande detekterelement avsökbara, i azimut och/eller elevation. Ett sätt att åstadkomma detta är att låta de nämnda avlänkningsorganen, t ex speglarna vara rörliga. I ett extremt fall kan man utforma en sensorenhet med ett enda detektorelement, med avsökningsorgan, såsom en spegel fungerande som avlänknings- organ, rörlig kring två mot varandra vinkelräta axlar. Ett sådant arrangemang torde dock, även med en motsvarande utvärde- ringsenhet, ha begränsad praktisk användbarhet. Bättre prestanda kan uppnås i en sådan anordning om detektorelementen är anordnade som en ytarray, dvs tvådimensionellt.
Uppfinningen skall nu beskrivas närmare med hänvisning till de bifogade figurerna, vilka hänför sig till ett utföringsexempel av anordningen, dvs en spanare, avsedd för militär användning med användning av IR-teknik. På ritningarna visar: figur 1 ett blockschema av spanaren, figur 2 en perspektivvy av sensorenheten i spanaren, figur 3 sensorenhetens optiska arrangemang figur 4 fokuseringsorgan + detektorelement figur 5 array av detektorelement, linjär 462 999 figur 6 en principskiss av anordningens avsökningsmetodik figur 7 ett blockschema av sensorenheten figur 8 ett blockschema av utvärderingsenheten figur 9 ett sensorhuvud, schematiskt sett uppifrån figur 10 signalamplitud via de fyra optiska ingångarna i figur 9 som funktion av azimutvinkeln figur 11 detektorutsignal med fyra resp en optisk ingång figur 12, 13, 14 detektor- och filterutsignal med fyra resp en optisk ingång med avstånd 500 m, 130 m resp 10 km.
I figur 1 betecknar 1 en sensorenhet, 2 en utvärderingsenhet och 3 en presentations- och manöverenhet. Från föremål i avsök- ningsområdet emottagna IR-strålar betecknas med 4, motsvarande signaler från sensorenheten till utvärderingsenheten med 5 och utvärderade signaler för signifikanta föremål med 6, över- förda till presentations- och manöverenheten 3. 7 betecknar denna enhets samlade utdata, vilka kan ha formen av en synlig bild på en bildskärm och även signaler för t ex invisning av ett eldledningssystem för luftvärn. Förbindelsen betecknad med B överför kommandon för start och stopp m m.
Sensorenheten i figur 2 innefattar ett sensorhuvud med aperturer 10 till fyra optiska ingångar. Sensorhuvudet är upphängt i ett elevationsservo 11, för stegvis inställning i olika eleva- tionsvinklar genom vridning kring en horisontell axel. Eleva- tionsservot 11 är fast förbundet med en vertikal axel 12, lagrad i ett stativ 13. I detta stativ finns en motor som är anordnad att driva axeln 12 med konstant varvtal. Dessutom finns en vinkelgivare och erforderliga släpringar för signalöverföring genom en kabel 14 till övriga enheter.
Det optiska arrangemanget i sensorhuvudet 9 framgår av figur 3, i denna betecknar 15 ett fokuseringsorgan i form av en lins.
I dennas fokalplan är ett antal detektorelement arrangerade till en array 16 med sin axel 17 vinkelrät mot linsens hori- sontella principalaxel 18. På linsens 15 andra sida är fyra plana rektangulära speglar 19 anordnade, vilkas med deras kort- 462 999 sidor parallella symmetriaxlar 20 skär linsens principalaxel 18 och är parallella med detektorarrayens 16 axel 17. Speglarna är inbördes parallella och spegelplanet bildar 450 vinkel mot det plan som definieras av axlarna 17, 18. Speglarna 19 är inbördes så förskjutna längs symmetriaxeln 20, och har sådan storlek att dels blir sensorenhetens effektiva aperturarea i huvudsak lika med linsens area, och dels ger alla speglarna i huvudsak lika stort bidrag till de nämnda aperturerna. Som sensorhuvudets optiska axel 21 definieras här den axel som vinkelrätt träffar axlarna 18, 20 vid den spegel som ligger närmast linsen. Det inses att ett föremål, beläget på den optiska axeln 21 på långt avstånd kommer att avbildas som en punkt på detektorarrayens 16 mittpunkt.
I figur 4 återges fokuseringsorganet, d.v.s. linsen 15 och detektorarrayen 16 med realistiska storleksrelationer. Detektor- arrayen har längden l och linsen fokallängden f. I figuren har inritats strålgången från tre olika små objekt belägna på långt avstånd och så, att de avbildas i detektorarrayens respektive ändpunkter och mittpunkt. Det inses att sensoren- hetens 1 synfält de i det visade planet är Q u -nllfl I detta exempel är ae = 0,16 radian eller 160 milliradianer. 1 figur 5 visas detektorarrayens utseende mer i detalj. I detta exempel förekommer 60 st likadana separata detektorelement med storleken a x b. I detta exempel är a = 0,2 mm och b = 0,5 mm. Således är detekorarrayens längd 64 x 0,5 mm = 32 mm.
Därav följer att linsens fokallängd är 200 m. Varje detektor- element täcker en rymdvinkel av 2,5 mrad x 1 mrad.
Av vad som sagts i anslutning till figurerna 2 till 5 framgår, att sensorenheten samtidigt kan mäta infallande strålningsinten- sitet i 64 riktningar 2,5 mrad från varandra inom en sektor 462 999 av 160 mrad i vertikalplanet, varvid upplösningsförmågan är 2,5 mrad i elevationsled. Genom rotation av sensorhuvudet kring den vertikala axeln 12 i fig. 2 kan mätningar utföras för azimut- vinklar varvet runt med en vinkelupplösning av 1,0 mrad. Mellan olika varv ändras sensorhuvudets elevation med hjälp av eleva- tionsservot 11. En komplett avsökning kan t ex innefatta tre varv, dvs en avsökning av ett elevationsområde av 540 mrad eller ca 310. En sådan avsökningscykel visas i figur 6.
Ett blockschema av sensorenheten visas i figur 7. Här betecknar 9 sensorhuvudet, medan en azimutmotor betecknas med 22, ett elevationsservo med 11, en azimutvinkelgivare med 23, speglarna med 19, linsen med 15, detektorarrayen med 16, förstärkare med 24, en multiplexer med 25 och en A/D-omvandlare med 26.
Sensorenheten avger utsignalerna 27, 28.
Signalen 27 är sålunda en digital signal i serieform som i viss följd och med viss skalfaktor anger den via respektive detektorelement uppmätta infallande strålningsintensiteten.
Signalen 28 visar azimutriktningen av sensorhuvudets optiska axel. Elevationsservot 11 styrs av en signal 29. Under en komplett avsökningscykel om tre varv beskriver signalerna 27,28 och 29 uppmätt strålningsintensitet som funktion av riktning över hela det avsökta rymdvinkelområdet, vilket som ovan sagts i detta fall täcker 540 mrad i elevation och hela varvet i azimut.
Signalen från varje enskilt detektorelement avläses med ett mellanrum i azimut som är lika med detektorelementets halva vinkelbredd, dvs 0,5 mrad. Totalt utgår sålunda ett stort antal mätvärden från detektorelement i form av digitala signaler till utvärderingsenheten, där de lagras i minne, och kan visua- liseras på exempelvis ett katodstrålerör på sådant sätt, att bilden visar en plan bild av den scen, som täcks av det avsökta området. I denna bild är ljusintensiteten i en viss punkt ett mått på den uppmätta infallande IR-strålningens intensitet. i den mot punktens läge svarande mätriktningen. 462 999 10 Utvärderingsenheten 2 återges i figur 8 i form av ett block- schema. I densamma ingår ett minne 30, vilket i detta sammanhang benämnes bildminne, ett Filter 31, en tröskelberäknare 32, _ en jämförare 33 samt ett målminne 34. Via sensorenheten är de digitala signalerna från detektorelementen tillgängliga.
I bildminnet 30 lagras enligt en viss sekvens temporärt olika kombinationer av digitala signaler från detektorelementen, sålunda representerande olika delar av det avsökta området, på ett sådant sätt, att under en avsökningscykel samtliga de- lar av avsökningsområdets signaler kan behandlas av filtret 31, vilket på i och för sig känt sätt område För område av det avsökta området beräknar skillnaden mellan signalintensiteten i en vald riktning och signalintensiteten i omgivningen av denna.
För att avgöra om ett signifikant föremål har inmätts eller ej används nu en beslutsfunktion, innefattande tröskelberäknaren 32 och jämföraren 33, varvid jämföraren även har direkt förbin- delse med filtret 31.
Funktionen kommer att visas med ett par tillämpningsexempel.
I Figur 9 visas vertikalt uppifrån speglarna 1, linsen 15, detektorelement 16, ett föremål 36, de optiska ingångarnas optiska axlar 37-40 samt strålar från föremålet till de optiska ingångarna 41-44. I figuren visas spanaren i avsökningsläget B = U, dvs azimutläget Ü. Avsökningen innebär vridning medurs, dvs enligt pilen 45. Linsens diameter Dopt, samt avståndet mellan speglarna d12, d23, d3a. Föremålets vinkelavstånd från resp optiska axel är 61, BZ, B3 och BA och avståndet till föremålet är R. Föremålets utbredning är Dobj.
Som exempel på mätresultat ges i fortsättningen några diagram, som visar anordningens Funktion. 462 999 11 Anordningen har därvid följande dimensioner: D : Û,2Û m opt d12 = 0,25 m d23 : 0,50 m du; : 0,25 III ß1 = 2,00 mrad Gm man så varierar R från 90 m till 10 km erhålles ett antal diagram, där den vertikala axeln i samtliga fall är relaterad till signalamplituden.
Såsom framgår av valet av d12, d23 och dja är speglarna i detta exempel avståndsmässigt ordnade i två par. Avståndet inom vardera paret är 0,25 m. Avståndet mellan paren är 0,50 m, mätt som avståndet mellan de två mellersta av de fyra. Avsikten är att påvisa effekten av att speglarna ordnas på just detta sätt.
Avsikten vid valet av parametervärden, liksom vid val av utfö- ringsexempel för spanaren i övrigt, har inte varit att beskriva en optimal lösning utan endast att ge en lösning som illustrerar uppfinningen.
I de följande exemplen, figur 10-14, avses föremål som från anordningen, dvs sensorenhetens optiska ingångar, sett företer lika stor rymdvinkelutbredning och lika stor strålningsintensi- tet, exempelvis fåglar på relativt sett kortare avstånd och flygplan på längre avstånd.
I fig 10 visas inledningsvis, för 90 m avstånd, de fyra optiska signalerna 1-4 som når detektorn via de fyra speglarna. Numre- ringen av signalerna i fig 10 motsvarar numreringen av speglarna i fig 9. Observera att detektorns utsignal är lika med summan av dessa fyra optiska signaler. Detektorns utsignal visas i fig 11 a). I figur 11 b) visas detektorsignalen i fallet en enda optisk ingång. Fig 11 avser liksom fig 10 avståndet 90 m. 462 999 12 Av fig 11 framgår att, för avståndet 90 m detektorsignalens amplitud blir avsevärt mindre med fyra ingångar än med en enda ingång. Den strålningsenergi som detektorn mottar är densamma i de två fallen men i fallet fyra ingångar mottages energin inom ett större vinkelområde, dvs vid viss avsökningshastighet, under en längre tid och alltså vid en lägre effektnivå. Detektorns utsignal eller närmare bestämt utspänning i volt är i varje ögonblick proportionell mot infallande effekt i watt. Den mot- tagna energin representeras i figur 11 av arean under respektive kurva.
Man kan också säga att fig 11 illustrerar det förhållandet att användningen av fyra parallella och i sidled separerade optiska ingångar medför en undertryckning av signalen från ett föremål på sådant avstånd från spanaren att strålar från objektet når spanarens ingångar divergerande. Med divergerande strålar avses därvid strålar med en inbördes vinkelskillnad som är lika med eller större än en inte alltför liten bråkdel av sensorns vinkelupplösning, som i detta exempel är 1 mrad.
I fig 12 visas, för avståndet 500 m, dels detektorsignal 1, dels filtrets utsignal 2. Fig 12 a) avser fallet fyra ingångar och fig 12 b) avser en enda ingång. Fig 12 illustrerar verkan av kombinationen av å ena sidan de fyra optiska ingångarna och å andra sidan filtret. Av figuren framgår att filret reduce- rar signalnivån betydligt mera i fallet fyra ingångar än i fallet en enda ingång. Orsaken är att de fyra i sidled separerade ingångarna ger en breddning av signalpulsen och att filtret är utformat att ge längre utsignal ju bredare filtrets insignal- puls är.
I figur 13 visas, för avståndet 130 m, motsvarande signaler som i figur 12. Här fås, i fallet fyra ingångar, två signalpulser, en för vardera paret av speglar. Fig 13 illustrerar verkan av att speglarna avståndsmässigt är ordnade som två par på det sätt som tidigare beskrivits. Genom att speglarna ordnats på detta sätt fås på detta avstånd två breda pulser som filtret 13 därmed tenderar att undertrycka.
I figur 14 visas, för avståndet 10 km, motsvarande signaler som i figur 12. Av fig 14 framgår att utsignalen från filtret är i det närmaste lika stor med fyra ingångar som med en enda.
Orsaken är att avståndet är så stort i förhållande till den sträcka inom vilken speglarna är utplacerade, att strålar från föremålet når spanaren i huvudsak parallella. Mål kan således på långa avstånd detekteras lika effektivt med fyra i sidled separerade ingångar som med en enda ingång.
Det bör betonas, att den beskrivna utföringsformen av en anordning enligt uppfinningen endast är ett exempel. Som framgår av de bifogade patentkraven och ovanstående beskrivning finns en mångfald varianter av anordningar enligt uppfinningen. Så kan t ex sensorenhetens eller sensorenheternas optiska ingångar t ex vara placerade i en rad i vertikal led. Även om digital teknik är fördelaktig kan man även tänka sig, att signalerna ej behöver samplas och ej ha digital form. Filtret kan vara utformad på olika sätt, det kan t ex vara ett analogt filter och arbeta i tid istället för i vinkel.
Filtrets överföringsfunktion kan vara en annan än den som be- skrivits i utförandeexemplet, bara det är utformat för att relativt sett framhäva signaler från föremål eller delar av föremål som, betraktade från sensorns läge och i sensorns spekt- ralområde, företer en vinkelutbredning mindre än ett valt värde, men undertrycka eller i mindre grad framhäva signaler från föremål som företer en vinkelutbredning större än den valda.
Filtrets överföringsfunktion behöver inte vara fix utan kan vara variabel för anpassning efter aktuella omständigheter ifråga om exempelvis föremål.
Spektralområdet kan vara ett annat än IR-området exempelvis UV-området, synliga området eller mm-vågsområdet.
Claims (1)
1. 46 P1 ¿ 0 J 99 14 Patentkrav 1. Anordning för selektiv detektering av föremål, såsom flygplan, robotar, helikoptrar och liknande medelst från föremålen ut- gående strålar, företrädesvis IR-strålar, innefattande åtmin- stone en sensorenhet (1), varvid sensorenheten (1) innefattar åtminstone ett fokuseringsorgan (15), anordnat att fokusera de nämnda strålarna till åtminstone ett motsvarande fokalplan, varvid sensorenheten är försedd med åtminstone ett strålnings- känsligt detektorelement (16), befintligt i fokalplan, vilket detektorelement är inrättat att avge mot inkommande strålning svarande signaler, varvid anordningen är inrättad att regel- bundet avsöka en synvinkel i azimut och/eller elevation, varvid anordningen vidare innefattar en utvärderingsenhet (2), in- rättad att emottaga de nämnda signalerna, k ä n n e t e c k- n a d av att anordningen är inrättad att emottaga från de nämnda föremålen utgående strålar genom åtminstone två optiska ingångar (10), vilka är anordnade på inbördes avstånd tvärs en syftningslinje från anordningen till föremålet, varvid de optiska ingångarnas optiska axlar är parallella, och att ut- värderingsenheten (2) är anordnad att periodvis lagra de från de optiska ingångarna härrörande signalerna och därigenom selek- tera föremål, vilka synes uppvisa liknande storlek i vinkel- mått räknat sett från anordningen, dels i sådana föremål, som är större och befinner sig på längre avstånd, såsom flygplan etc, och dels i sådana föremål, som är mindre och befinner sig på kortare avstånd, såsom fåglar etc, genom att undertrycka signaler, vilkas amplitud som funktion av den avsökta azimut- eller elevationsvinkeln uppvisar relativt stor utbredning jäm- fört med signaler som uppvisar relativt liten utbredning. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av åtminstone två sensorenheter (1), anordnade med sina optiska ingångar (10) för de från föremålen utgående strålarna på in- bördes avstånd tvärs den nämnda syftningslinjen. 10. . Anordning enligt något av patentkraven 1 till 4, . Anordning enligt något av patentkraven 1 till 5, 462 999 15 Anordning enligt något av patentkraven 1 eller 2, k ä n n e- t e c k n a d av att varje optisk ingång (10) innefattar ett avlänkningsorgan, företrädesvis en spegel (19), anordnad att avlänka ingångens inkommande strålar till det motsvarande foku- seringsorganet (15). Anordning enligt något av patentkraven 1 till 3, k ä n n e- t e c k n a d detektorelement (16), anordnade i en dimension. av att en sensorenhet (1) innefattar ett flertal k ä n n e- t e c k n a d av att en sensorenhet (1) innefattar ett flertal detektorelemsnt (16), anordnade i två dimensioner. k ä n n e- t e c k n a d av att anordningen för avsökning i azimut ut- över de optiska ingångarnas egen synvinkel är inrättad rörlig, företrädesvis roterbar (12). Anordning enligt något av patentkraven 1 till 6, k ä n n e- t e c k n a d av att anordningen för avsökning i elevation är inrättad rörlig, exempelvis stegvis. Anordning enligt något av patentkraven 1 till 7, k ä n n e- t e c k n a d av att en sensorenhet (1) innefattar åtminstone ett optiskt avsökningsorgan, anordnat att variabelt avsöka en synvinkel utöver den av motsvarande detektorelement avsökbara, i azimut och/eller elevation. Anordning enligt patentkrav 8, k ä n n e t e c k n a d av att det nämnda avsökningsorganet utgöres av det nämnda avlänk- ningsorganet, anordnat rörligt. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e- t e c k n a d av att åtminstone en sensorenhet (1) innefat- tar ett enda fokuseringsorgan. 462 999 11. 12. 13. 16 Anordning enligt patentkrav 11, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar ett enda Fokuseríngsorgan. Anordning enligt något av Föregående patentkrav, k ä n n e- t e c k n a d av att anordningen innefattar optiska ingångar, ordnade i grupper. Anordning enligt patentkravet 13, k ä n n e t e c k n a d av att grupperna omfattar två optiska ingångar vardera.
Priority Applications (13)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8702247A SE462999B (sv) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | Anordning foer selektiv detektering av foeremaal |
DE88850189T DE3885017T2 (de) | 1987-05-29 | 1988-05-27 | Einrichtung zur selektiven Detektion von Objekten. |
EP88905251A EP0362276A1 (en) | 1987-05-29 | 1988-05-27 | Device for the selective detection of objects |
AU19353/88A AU610202B2 (en) | 1987-05-29 | 1988-05-27 | Device for selective detection of objects |
JP63504893A JPH0731238B2 (ja) | 1987-05-29 | 1988-05-27 | 目標物体の選別検出装置 |
PCT/SE1988/000291 WO1988009513A1 (en) | 1987-05-29 | 1988-05-27 | Device for the selective detection of objects |
EP88850189A EP0298059B1 (en) | 1987-05-29 | 1988-05-27 | Device for the selective detection of objects |
ES88850189T ES2045188T3 (es) | 1987-05-29 | 1988-05-27 | Dispositivo para la deteccion selectiva de objetos. |
AT88850189T ATE96232T1 (de) | 1987-05-29 | 1988-05-27 | Einrichtung zur selektiven detektion von objekten. |
US07/378,514 US5008522A (en) | 1987-05-29 | 1988-05-27 | Device for the selective detection of objects |
NO890101A NO172709C (no) | 1987-05-29 | 1989-01-10 | Anordning for selektiv detektering av gjenstander |
FI895620A FI97915C (sv) | 1987-05-29 | 1989-11-24 | Anordning för selektiv detektion av objekt |
DK598289A DK168501B1 (da) | 1987-05-29 | 1989-11-28 | Apparat til selektiv detektering af genstande |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8702247A SE462999B (sv) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | Anordning foer selektiv detektering av foeremaal |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE8702247D0 SE8702247D0 (sv) | 1987-05-29 |
SE8702247L SE8702247L (sv) | 1988-11-30 |
SE462999B true SE462999B (sv) | 1990-09-24 |
Family
ID=20368692
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE8702247A SE462999B (sv) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | Anordning foer selektiv detektering av foeremaal |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5008522A (sv) |
EP (2) | EP0298059B1 (sv) |
JP (1) | JPH0731238B2 (sv) |
AT (1) | ATE96232T1 (sv) |
AU (1) | AU610202B2 (sv) |
DE (1) | DE3885017T2 (sv) |
ES (1) | ES2045188T3 (sv) |
FI (1) | FI97915C (sv) |
SE (1) | SE462999B (sv) |
WO (1) | WO1988009513A1 (sv) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5528038A (en) * | 1991-05-07 | 1996-06-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Temperature distribution measurement apparatus and its application to a human body detecting system |
US5283551A (en) * | 1991-12-31 | 1994-02-01 | Aritech Corporation | Intrusion alarm system |
JP3010459B2 (ja) * | 1992-08-03 | 2000-02-21 | 松下電器産業株式会社 | 温度分布測定装置および人体検知システム |
FR2695731B1 (fr) * | 1992-09-11 | 1994-10-28 | Thomson Csf | Dispositif de poursuite optronique multicible. |
US5660471A (en) * | 1993-02-26 | 1997-08-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Temperature distribution measuring device and measuring method |
EP0737869A3 (en) * | 1995-04-12 | 1997-08-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Apparatus for thermal measurement of an object, system for estimating the audience of viewers, rangefinder, method and thermal device for detecting an object |
FR2805350B1 (fr) * | 2000-02-18 | 2003-07-11 | Scertab Soc Civ Ile D Etudes E | Equipement de telemetrie pour la cartographie bi- ou tri-dimensionnelle d'un volume |
JP4136858B2 (ja) * | 2003-09-12 | 2008-08-20 | キヤノン株式会社 | 位置検出装置、及び情報入力装置 |
US7498576B2 (en) * | 2005-12-12 | 2009-03-03 | Suren Systems, Ltd. | Temperature detecting system and method |
KR101304244B1 (ko) * | 2012-02-23 | 2013-09-06 | 한국표준과학연구원 | 이중 적외선 센서를 이용한 시각 장애인용 안내 장치 |
RU2676856C2 (ru) * | 2016-06-07 | 2019-01-11 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Способ поиска оптических и оптико-электронных приборов |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4312326A (en) * | 1980-05-30 | 1982-01-26 | Lajet Energy Company | Electro-magnetic radiation reflective concentrator |
US1343393A (en) * | 1919-04-08 | 1920-06-15 | Albert Abrams | Method of and apparatus for detecting and observing objects in the dark |
US2972924A (en) * | 1958-02-26 | 1961-02-28 | John E Clemens | Optical comparator and range finder |
US3736057A (en) * | 1971-04-12 | 1973-05-29 | Eastman Kodak Co | Zone range finder apparatus |
US4004852A (en) * | 1975-06-30 | 1977-01-25 | Rockwell International Corporation | Integrated automatic ranging device for optical instruments |
JPS5385454A (en) * | 1977-01-06 | 1978-07-27 | Canon Inc | Distance detecting method |
DE2904654A1 (de) * | 1979-02-07 | 1980-08-14 | Heimann Gmbh | Optische anordnung fuer einen passiven infrarot-bewegungsmelder |
JPS5669606A (en) * | 1979-11-09 | 1981-06-11 | Seiko Koki Kk | Focus detector |
GB2213019B (en) * | 1980-08-19 | 1989-10-25 | Elliott Brothers London Ltd | Head-up display systems |
FR2554612B1 (fr) * | 1983-11-04 | 1988-07-08 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | Procede et dispositif de guidage automatique de mobiles en particulier de chariots automoteurs sans conducteur |
US4667090A (en) * | 1985-06-10 | 1987-05-19 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Synthetic aperture multi-telescope tracker apparatus |
US4675532A (en) * | 1985-11-06 | 1987-06-23 | Irvine Sensors Corporation | Combined staring and scanning photodetector sensing system having both temporal and spatial filtering |
US4719350A (en) * | 1986-01-30 | 1988-01-12 | Hughes Aircraft Co. | Radiation imaging enhancement |
-
1987
- 1987-05-29 SE SE8702247A patent/SE462999B/sv not_active IP Right Cessation
-
1988
- 1988-05-27 AT AT88850189T patent/ATE96232T1/de not_active IP Right Cessation
- 1988-05-27 JP JP63504893A patent/JPH0731238B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1988-05-27 EP EP88850189A patent/EP0298059B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-05-27 US US07/378,514 patent/US5008522A/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-05-27 ES ES88850189T patent/ES2045188T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1988-05-27 EP EP88905251A patent/EP0362276A1/en active Pending
- 1988-05-27 AU AU19353/88A patent/AU610202B2/en not_active Ceased
- 1988-05-27 DE DE88850189T patent/DE3885017T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-05-27 WO PCT/SE1988/000291 patent/WO1988009513A1/en active IP Right Grant
-
1989
- 1989-11-24 FI FI895620A patent/FI97915C/sv not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ES2045188T3 (es) | 1994-01-16 |
FI895620A0 (sv) | 1989-11-24 |
AU1935388A (en) | 1988-12-21 |
FI97915C (sv) | 1997-03-10 |
AU610202B2 (en) | 1991-05-16 |
DE3885017T2 (de) | 1994-02-24 |
EP0298059A1 (en) | 1989-01-04 |
SE8702247D0 (sv) | 1987-05-29 |
FI97915B (sv) | 1996-11-29 |
DE3885017D1 (de) | 1993-11-25 |
WO1988009513A1 (en) | 1988-12-01 |
EP0298059B1 (en) | 1993-10-20 |
SE8702247L (sv) | 1988-11-30 |
EP0362276A1 (en) | 1990-04-11 |
US5008522A (en) | 1991-04-16 |
JPH0731238B2 (ja) | 1995-04-10 |
ATE96232T1 (de) | 1993-11-15 |
JPH02503824A (ja) | 1990-11-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5134409A (en) | Surveillance sensor which is provided with at least one surveillance radar antenna rotatable about at least one first axis of rotation | |
US6163372A (en) | Fiber optic laser detection and ranging system | |
SE462999B (sv) | Anordning foer selektiv detektering av foeremaal | |
US5319188A (en) | Collinated light direction sensor system | |
CN113340279B (zh) | 具有同轴射束偏转元件的勘测装置 | |
EP3077768A2 (en) | Distance measurement instrument with scanning function | |
US3277772A (en) | Optical scanning system | |
US4065860A (en) | Weapon training simulator | |
GB2071957A (en) | Panoramic locating apparatus | |
IT9067936A1 (it) | Sistema optoelettrico di acquisizione di bersaglio a larghissimo campo | |
US4300160A (en) | Thermal imaging device for detecting and identifying a thermal object | |
US3554628A (en) | Infrared optical system utilizing circular scanning | |
US3069546A (en) | Radiant-energy translation system | |
US3234845A (en) | Apparatus for optically correlating the alignment of a transparency and an object | |
DK168501B1 (da) | Apparat til selektiv detektering af genstande | |
USH412H (en) | Coordinate position detector | |
CA1308179C (en) | Device for the selective detection of objects | |
US3977760A (en) | Device for optical-mechanical scanning | |
RU162322U1 (ru) | Теплопеленгатор | |
NL9500432A (nl) | Inrichting voor het detecteren van doelen. | |
GB1605012A (en) | Range responsive apparatus | |
EP0256651A2 (en) | Optical radiation sensitive apparatus | |
GB2070879A (en) | Range finding apparatus | |
GB2082015A (en) | Method and apparatus for scanning an object field from a movable carrier | |
RU1768964C (ru) | Способ измерени параметров морской поверхности |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NAL | Patent in force |
Ref document number: 8702247-1 Format of ref document f/p: F |
|
NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 8702247-1 Format of ref document f/p: F |