UA136600U - METHOD OF TARGETING - Google Patents

Abstract

Спосіб цілевказування, при якому на шолом льотчика встановлюють реперний вузол так, що вектор його орієнтації визначає одну із осей координат шолома, і прилад нічного бачення так, що вісь його поля зору колінеарна вектору орієнтації реперного вузла, вводять в поле зору льотчика зображення оточуючого простору, яке сформоване приладом нічного бачення, шукають обертанням голови ціль в оточуючому просторі, вимірюють кутове положення елементів реперного вузла за допомогою бортового сенсора кутового положення, розраховують кутове положення вектора орієнтації реперного вузла і передають виміряні кути до керованого озброєння носія. На шолом льотчика додатково встановлюють візир так, що лінія візування, що сформована перехрестям його сітки, колінеарна вектору орієнтації реперного вузла, після чого вводять зображення цієї сітки в одне око льотчика, а зображення оточуючого простору вводять в інше око льотчика і поворотом голови суміщають лінію візування із зображенням цілі, виявленої в зображенні оточуючого простору.A method of targeting in which a reference node is mounted on the pilot's helmet so that its orientation vector defines one of the helmet's coordinate axes, and a night vision device so that its field of view is collinear with the reference node's orientation vector is introduced into the pilot's field of view. which is formed by the night vision device, looking for the target in the surrounding space by rotating the head, measuring the angular position of the elements of the reference node using the onboard angular sensor, calculate the angular position of the orientation vector of the reference node and transmit the measured angles to the controlled weapon. A visor is additionally mounted on the pilot's helmet so that the line of sight formed by the intersection of its grid is collinear with the orientation vector of the reference node, after which the image of this grid is inserted into one eye of the pilot, and the image of the surrounding space is inserted into the other eye of the pilot. with the image of the target found in the image of the surrounding space.

Description

Корисна модель належить до галузі спеціального приладобудування, зокрема до авіаційних систем, а саме до способів цілевказування, і може бути використана при створенні нашоломних систем цілевказування керованому обладнанню літального апарата в умовах низької освітленості закабінного простору.The useful model belongs to the field of special instrumentation, in particular to aviation systems, namely to targeting methods, and can be used in the creation of helmet-mounted targeting systems for controlled aircraft equipment in low-light conditions of the cockpit space.

Відомий спосіб цілевказування, що реалізовано у вітчизняній нашоломній системі цілевказування типу "Цель-2УМ", при якому льотчик обертанням голови суміщає перехрестя прицільної марки, сформованої нашоломним коліматорним візиром, з ціллю, при цьому вимірюється кутове положення шолома, і зазначена інформація, тобто кутове положення лінії візування, надходить до бортового комплексу носія (11.There is a known method of target designation, which is implemented in the domestic helmet-mounted target designation system of the "Target-2UM" type, in which the pilot rotates his head to align the crosshairs of the aiming mark formed by the helmet-mounted collimator visor with the target, while the angular position of the helmet is measured, and the specified information, i.e., the angular position line of sight, enters the on-board complex of the carrier (11.

Недоліком відомого способу цілевказування є те, що він забезпечує цілевказування лише в денних умовах.The disadvantage of the known targeting method is that it provides targeting only in daytime conditions.

Відомий спосіб цілевказування на вертольоті, при якому управляння ширококутовою камерою переднього огляду, яка встановлена на стабілізованій платформі у верхній частині носу вертоліту, здійснюється обертанням шолома льотчика, а зображення з камери передається до нашоломного індикатора (2). Спосіб передбачає використання як телевізійної, так і тепловізійної камери, що забезпечує цілевказування у денних і нічних умовах.A known method of targeting on a helicopter, in which the control of the wide-angle front view camera, which is installed on a stabilized platform in the upper part of the nose of the helicopter, is carried out by rotating the pilot's helmet, and the image from the camera is transmitted to the helmet-mounted indicator (2). The method involves the use of both a television and a thermal imaging camera, which provides targeting in day and night conditions.

Недоліком відомого способу є низька швидкодія, пов'язана із проходженням і опрацюванням сигналу від сенсора кутового положення шолома до камери переднього огляду і від неї до нашоломного індикатора.The disadvantage of the known method is the low speed associated with the passage and processing of the signal from the sensor of the angular position of the helmet to the front view camera and from it to the helmet indicator.

Відомий спосіб високоточного цілевказування |З), при якому шолом керує камерами огляду у верхній і нижній напівсферах вертольота.There is a known method of high-precision targeting |Z), in which the helmet controls the viewing cameras in the upper and lower hemispheres of the helicopter.

Недоліком відомого способу є низька швидкодія.The disadvantage of the known method is low speed.

Найбільш близьким технічним рішенням як за суттю, так і за задачею, що вирішується, яке вибране за найближчий аналог (прототип), є спосіб цілевказування, при якому на шолом льотчика встановлюють реперний вузол так, що вектор його орієнтації визначає одну із осей координат шолома, і прилад нічного бачення (ПНБ) так, що вісь його поля зору колінеарна вектору орієнтації реперного вузла, вводять в поле зору льотчика зображення оточуючого простору, яке сформоване приладом нічного бачення, шукають обертанням голови ціль в оточуючому просторі, вимірюють кутове положення елементів реперного вузла за допомогоюThe closest technical solution, both in essence and in terms of the problem to be solved, which is chosen as the closest analogue (prototype), is the targeting method, in which a reference node is installed on the pilot's helmet so that its orientation vector determines one of the helmet's coordinate axes, and the night vision device (PNB) so that the axis of its field of vision is collinear with the orientation vector of the reference node, enter into the pilot's field of vision the image of the surrounding space formed by the night vision device, search for a target in the surrounding space by turning the head, measure the angular position of the elements of the reference node according to help

Зо бортового сенсора кутового положення, розраховують кутове положення вектора орієнтації реперного вузла і передають виміряні кути до керованого озброєння носія |4|.From the on-board angular position sensor, the angular position of the orientation vector of the reference node is calculated and the measured angles are transmitted to the controlled armament of the carrier |4|.

До недоліків відомого способу огляду та цілевказування, який вибрано за найближчий аналог (прототип), належить те, що по-перше, він не забезпечує високу точність цілевказування, оскільки оптична вісь ПНБ (тобто центр поля зору) не відображається в полі зору льотчика, то похибка може становити половину поля зору ПНБ. Якщо врахувати, що поле зору сучасних ПНБ становить не менше 20", то ця похибка може сягати 5". По-друге, при реалізації цього способу ускладнюються умови огляду приладної панелі носія в нічних умовах: конструкція окулярів перекриває поле зору льотчика знизу. Збільшення відстані окулярів від очей веде до збільшення габаритів нашоломної частини системи і до зменшення поля зору самих окулярів.The disadvantages of the known method of inspection and targeting, which was chosen as the closest analogue (prototype), include the fact that, firstly, it does not provide high targeting accuracy, since the optical axis of the PNB (ie, the center of the field of view) is not displayed in the pilot’s field of vision, then the error can be half of the PNB's field of view. If we take into account that the field of view of modern PNBs is at least 20", then this error can reach 5". Secondly, when implementing this method, the conditions for viewing the carrier's dashboard at night are complicated: the design of the glasses blocks the pilot's field of vision from below. Increasing the distance of the glasses from the eyes leads to an increase in the dimensions of the helmet part of the system and to a decrease in the field of view of the glasses themselves.

В основу корисної моделі поставлено задачу шляхом введення в одне око льотчика зображення оточуючого простору із застосуванням монокулярного ПНБ, а в інше око - колімованого зображення сітки, лінія візування перехрестя якої відображає оптичну вісь ПНБ, забезпечення підвищення точності цілевказування і комфортних умов огляду приладної панелі носія.The useful model is based on the task of introducing into one eye of the pilot an image of the surrounding space with the use of a monocular PNB, and into the other eye - a collimated image of the grid, the line of sight of the intersection of which reflects the optical axis of the PNB, to ensure increased targeting accuracy and comfortable conditions for viewing the carrier's dashboard.

Суть корисної моделі в способі цілевказування, що заявляється, при якому на шолом льотчика встановлюють реперний вузол так, що вектор його орієнтації визначає одну із осей координат шолома, і ПНБ так, що вісь його поля зору колінеарна вектору орієнтації реперного вузла, вводять в поле зору льотчика зображення оточуючого простору, яке сформоване приладом нічного бачення, шукають обертанням голови ціль в оточуючому просторі, вимірюють кутове положення елементів реперного вузла за допомогою бортового сенсора кутового положення, розраховують кутове положення вектора орієнтації реперного вузла і передають виміряні кути до керованого озброєння носія, полягає в тому, що на шолом додатково встановлюють візир так, що лінія візування, що сформована перехрестям його сітки, колінеарна вектору орієнтації реперного вузла, після чого вводять зображення цієї сітки в одне око льотчика, а зображення оточуючого простору вводять в інше око льотчика і поворотом голови суміщають лінію візування із зображенням цілі, виявленої в зображенні оточуючого простору.The essence of the useful model is in the proposed targeting method, in which a reference node is installed on the pilot's helmet in such a way that its orientation vector determines one of the helmet's coordinate axes, and the PNB so that the axis of its field of view is collinear with the orientation vector of the reference node is introduced into the field of view the pilot's image of the surrounding space, which is formed by the night vision device, searches for a target in the surrounding space by turning the head, measures the angular position of the elements of the reference node using the on-board angular position sensor, calculates the angular position of the orientation vector of the reference node, and transmits the measured angles to the guided weapons of the carrier, consists of because a visor is additionally installed on the helmet so that the line of sight formed by the intersection of its grid is collinear with the orientation vector of the reference node, after which the image of this grid is entered into one eye of the pilot, and the image of the surrounding space is entered into the other eye of the pilot and combined by turning the head line of sight from the image pits of the target detected in the image of the surrounding space.

Порівняльний аналіз технічного рішення з прототипом дозволяє зробити висновок, що спосіб цілевказування. що заявляється, відрізняється тим, що на шолом додатково встановлюють візир так, що лінія візування, сформована перехрестям його сітки, колінеарна бо вектору орієнтації реперного вузла, після чого вводять зображення цієї сітки в одне око льотчика, а зображення оточуючого простору вводять в інше око льотчика і поворотом голови суміщають лінію візування із зображенням цілі, виявленої в зображенні оточуючого простору.A comparative analysis of the technical solution with the prototype allows us to conclude that the targeting method. which is claimed, differs in that a visor is additionally installed on the helmet so that the line of vision formed by the intersection of its grid is collinear with the orientation vector of the reference node, after which the image of this grid is entered into one eye of the pilot, and the image of the surrounding space is entered into the other eye of the pilot and by turning the head, they combine the line of sight with the image of the target detected in the image of the surrounding space.

Сукупність цих відмінностей разом із ознаками, які притаманні прототипу, дозволяє створити високоточний спосіб цілевказування в умовах низької освітленості закабінного простору з високими ергономічними показниками якості.The combination of these differences, together with the features inherent in the prototype, allows for the creation of a highly accurate targeting method in conditions of low illumination of the cabin space with high ergonomic quality indicators.

Таким чином, спосіб цілевказування, що заявляється, відповідає критерію корисної моделі "новизна".Thus, the proposed method of targeting meets the criterion of a useful model of "novelty".

Суть корисної моделі в способі цілевказування пояснюється за допомогою креслень, де наThe essence of a useful model in the method of targeting is explained with the help of drawings, where on

Фіг. 1 показано шолом із встановленим обладнанням на виді збоку; на Фіг. 2 показано шолом із встановленим обладнанням на вигляді зверху.Fig. 1 shows a side view of the helmet with the equipment installed; in Fig. 2 shows a top view of the helmet with the equipment installed.

Способ цілевказування, що заявляється, реалізується таким чином. 1. Встановлюють на шолом 1 льотчика реперний вузол 2 так, що вектор його орієнтації В визначає одну із осей Х координат шолому 1.The proposed targeting method is implemented as follows. 1. Set the reference node 2 on the pilot's helmet 1 so that its orientation vector B determines one of the axes X coordinates of the helmet 1.

Конструктивно ця операція здійснюється льотчиком, який закріплює на своєму шоломі 1 оптичний вузол 2: два світлодіоди З і 4 збоку шолома 1 так, що лінія В, яка сформована світлодіодами З і 4, або три світлодіоди 3, 4 і 5 в лобовій чи тильній частині шолома)! так, що нормаль А до площини, яка сформована світлодіодами 3, 4 і 5, визначають одну із осей Х координат шолома 1. 2. Встановлюють на шолом 1 ПНБ 6 так, що вісь М його поля зору колінеарна вектору орієнтації А реперного вузла 2, і вводять в поле зору одного ока льотчика (на фіг. 2 - правого) зображення оточуючого простору.Structurally, this operation is carried out by the pilot, who fixes an optical unit 2 on his helmet 1: two LEDs C and 4 on the side of the helmet 1 so that the line B, which is formed by LEDs C and 4, or three LEDs 3, 4 and 5 in the frontal or rear part helmet)! so that the normal A to the plane formed by the LEDs 3, 4 and 5 determine one of the axes X of the coordinates of the helmet 1. 2. Install the PNB 6 on the helmet 1 so that the axis M of its field of view is collinear with the orientation vector A of the reference node 2, and enter into the field of vision of one eye of the pilot (on the right in Fig. 2) the image of the surrounding space.

Конструктивно ця операція здійснюється льотчиком, який закріплює на своєму шоломі 1 монокулярний ПНБ б перед вильотом в нічних умовах або вводить прилад б в робоче положення при стаціонарному кріпленні. Посадочне місце для приладу б прив'язане до визначеної осі Х координат шолома 1 таким чином, що при базуванні на нього приладу 6 вісь М його поля зору становиться колінеарною вектору В орієнтації реперного вузла 2. 3. Встановлюють на шолом 1 візир 7 так, що лінія візування У, яка сформована перехрестям його сітки 8 і колімуючим об'єктивом 9, колінеарна вектору В орієнтації реперного вузла 2 і вводять в поле зору другого ока льотчика (на фіг. 2 лівого) зображення сітки за допомогоюStructurally, this operation is carried out by the pilot, who fixes 1 monocular PNB b on his helmet before taking off in night conditions or puts the device b into the working position with stationary mounting. The landing place for the device b is tied to the determined axis X of the coordinates of the helmet 1 in such a way that when the device 6 is based on it, the M axis of its field of vision becomes collinear with the vector B in the orientation of the reference node 2. 3. The visor 7 is installed on the helmet 1 so that the sighting line U, which is formed by the intersection of its grid 8 and the collimating lens 9, is collinear with the vector B of the orientation of the reference node 2 and the image of the grid is introduced into the field of vision of the second eye of the pilot (left in Fig. 2) using

Зо світпоподілювача 10 (елементи 8, 9 і 10 зображені на Фіг. 1).From the world divider 10 (elements 8, 9 and 10 are shown in Fig. 1).

Конструктивно ця операція реалізується льотчиком, який закріплює на своєму шоломі 1 візир 7 коліматорного типу. Посадочне місце для візира 7 прив'язане до визначеної осі Х координат шолома так, що при базуванні на нього візира 7 лінія візування М становиться колінеарною вектору орієнтації А реперного вузла 2 і осі М поля зору ПНБ 6. 4. Обертанням голови льотчик суміщає лінію візування М із зображенням цілі, виявленої в зображенні оточуючого простору. 5. Вимірюють кутове положення елементів 3, 4, 5 реперного вузла 2 за допомогою бортового сенсора 11 (показаний на Фіг. 2), розраховують кутове положення вектора орієнтаціїStructurally, this operation is implemented by the pilot, who fixes 1 visor 7 collimator type on his helmet. The seat for the visor 7 is tied to the specified X axis of the helmet coordinates so that when the visor 7 is based on it, the line of sight M becomes collinear to the orientation vector A of the reference node 2 and the axis M of the field of vision of the PNB 6. 4. By rotating the head, the pilot aligns the line of sight M with the image of the target detected in the image of the surrounding space. 5. Measure the angular position of elements 3, 4, 5 of the reference node 2 using the on-board sensor 11 (shown in Fig. 2), calculate the angular position of the orientation vector

А реперного вузла 2 в системі координат носія і передають виміряні кути його керованому озброєнню.And reference node 2 in the coordinate system of the carrier and transmit the measured angles to its guided weapons.

Конструктивно ця операція реалізується вимірювальним пристроєм 11 на базі внутрішньобазового далекоміра, який вимірює кутове положення світлодіодів 3, 4 і 5, і бортовим процесором, який розраховує кутове положення вектора орієнтації А реперного вузла 2 з урахуванням відомих параметрів реперного вузла (відстані між світлодіодами), вимірювального пристрою (бази далекоміра) і виміряних кутів положення світлодіодів.Structurally, this operation is implemented by the measuring device 11 based on the internal rangefinder, which measures the angular position of the LEDs 3, 4 and 5, and by the on-board processor, which calculates the angular position of the orientation vector A of the reference node 2, taking into account the known parameters of the reference node (distance between the LEDs), the measuring device (rangefinder base) and the measured angles of the position of the LEDs.

При такій послідовності операцій цілевказування похибка визначається похибкою льотчика при суміщенні лінії візування М із зображенням цілі і похибкою вимірювального пристрою 11. За критерієм Штампфера І5)| похибка суміщення при використанні коліматорного візира становить у середньому 0,01", похибка вимірювальних пристроїв, які використовуються у сучасних системах цілевказування, становить до 1" (1). Таким чином спосіб цілевказування, що заявляється, у порівнянні з найближчим аналогом в декілька разів підвищує точність наведення керованого озброєння вертольота в нічних умовах.With such a sequence of targeting operations, the error is determined by the pilot's error when aligning the line of sight M with the image of the target and the error of the measuring device 11. According to Stampfer's criterion I5)| the alignment error when using a collimator sight is on average 0.01", the error of measuring devices used in modern targeting systems is up to 1" (1). In this way, the proposed targeting method, in comparison with the nearest analog, increases the accuracy of aiming the helicopter's guided weapons in night conditions several times.

При огляді обладнання на приладній дошці льотчик бачить його скрізь світлоподілювач 10.When inspecting the equipment on the dashboard, the pilot sees it everywhere with a light splitter 10.

Це дозволяє приблизити монокулярний ПНБ 6 до ока льотчика і збільшити поле зору ПНБ до 40".This allows you to bring the monocular PNB 6 closer to the pilot's eye and increase the field of view of the PNB to 40".

Таким чином, у порівнянні з пропотипом, спосіб цілевказування, що заявляється, підвищує точність цілевказування і зручність льотчику виконувати бойову задачу в нічних умовах за рахунок того, що на шолом льотчика встановлюють візир, лінія візування якого колінеарна вектору орієнтації нашоломного реперного вузла, зображення сітки вводиться в одне око 60 льотчика, а в інше око льотчика вводиться зображення оточуючого простору, сформоване монокулярним ПНБ; при цілевказуванні льотчик поворотом голови суміщає лінію візування із зображенням цілі, виявленої в зображенні оточуючого простору.Thus, in comparison with the prototype, the proposed targeting method increases the accuracy of targeting and the convenience of the pilot to perform a combat mission in night conditions due to the fact that a visor is installed on the pilot's helmet, the line of sight of which is collinear with the orientation vector of the helmet reference node, the image of the grid is entered in one eye 60 of the pilot, and in the other eye of the pilot, an image of the surrounding space, formed by a monocular PNB, is introduced; during target designation, the pilot, by turning his head, combines the line of sight with the image of the target detected in the image of the surrounding space.

Джерела інформації: 1. Глущенко В.Т. Устройство и применениеє нашлемньїх систем целеуказания./ ГлущенкоSources of information: 1. Hlushchenko V.T. Device and application of advanced targeting systems./ Hlushchenko

В.Т., Борисюк А.А., Михайлик А.К.// -М.: ЦНИЙ информации, 1986.- 160 с. - аналог. 2. Пат. США Мо 5483865 від 16.01.1996 р. Аїгсгай віднііпуд зувіет. М.кл. 412 3/22 - аналог. 3. Пат. РФ Мо 2165062 від 10.04.2001, Способ вьісокоточного целеуказания. М.кл. Б41С 3/22 - аналог. 4. Пат. України Ме35913. Оптико-електронна система огляду і цілевказування. М.кл. АТС 3/22. Бюл. Мо 3. 2001 - прототип. 5. Ананьев И.Н. Основьі устройства прицелов./ Ананьев И.Н.// -М.: Военное издательство министерства вооруженньїх сил Союза ССР, 1947. - 440 с.V.T., Borysyuk A.A., Mykhailyk A.K.// - Moscow: TsNY information, 1986.- 160 p. - analogue 2. Pat. USA Mo 5483865 dated 16.01.1996. M.cl. 412 3/22 - analogue. 3. Pat. RF Mo 2165062 dated 10.04.2001, Method of high-point targeting. M.cl. B41C 3/22 - analog. 4. Pat. of Ukraine Me35913. Optical-electronic system of inspection and targeting. M.cl. ATS 3/22. Bul. Mo 3. 2001 - prototype. 5. Ananiev I.N. Basic sighting devices./ I.N. Ananyev// - M.: Military Publishing House of the Ministry of the Armed Forces of the USSR, 1947. - 440 p.

Claims (1)

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб цілевказування, при якому на шолом льотчика встановлюють реперний вузол так, що вектор його орієнтації визначає одну із осей координат шолома, і прилад нічного бачення так, що вісь його поля зору колінеарна вектору орієнтації реперного вузла, вводять в поле зору льотчика зображення оточуючого простору, яке сформоване приладом нічного бачення, шукають обертанням голови ціль в оточуючому просторі, вимірюють кутове положення елементів реперного вузла за допомогою бортового сенсора кутового положення, розраховують кутове положення вектора орієнтації реперного вузла і передають виміряні кути до керованого озброєння носія, який відрізняється тим, що на шолом льотчика додатково встановлюють візир так, що лінія візування, що сформована перехрестям його сітки, колінеарна вектору орієнтації реперного вузла, після чого вводять зображення цієї сітки в одне око льотчика, а зображення оточуючого простору вводять в інше око льотчика і поворотом голови суміщають лінію візування із зображенням цілі, виявленої в зображенні оточуючого простору. же ГУ ї З ; ; де Ей дже деко кр я Ї Її ї Я жк ї Ку ї ї ге «ке ї Ме Її ов Ї ї з ї С ХК й ті Ї і ї ї ї м Її Її КУ З сх. 7 Я В КЗ ГУ Ї ї ж Мох хе Й Її КУ ж Ї ї ю ск З щи чо г ин и (й й КЗ У Х Й Щ с У ї ІЗ Ше дн ин НИ Мен ть | виш м Вч й що Іжа ШЕ Ж у С дих ох З КУ ПОС КК, ех ее Ком з» хе Й в І дО : ще й в. М Ж К шин й Її Вібокненацінннн т й їі х, і щи ше З я м Ка КУ ОХ ЗвукUSEFUL MODEL FORMULA A method of targeting in which a reference node is installed on the pilot's helmet so that its orientation vector determines one of the helmet's coordinate axes, and the night vision device so that the axis of its field of view is collinear with the orientation vector of the reference node, images are introduced into the pilot's field of vision of the surrounding space, which is formed by the night vision device, search for a target in the surrounding space by rotating the head, measure the angular position of the elements of the reference node with the help of an on-board angular position sensor, calculate the angular position of the orientation vector of the reference node, and transmit the measured angles to the guided armament of the carrier, which differs in that that a visor is additionally installed on the pilot's helmet so that the line of sight formed by the intersection of its grid is collinear with the orientation vector of the reference node, after which the image of this grid is entered into one eye of the pilot, and the image of the surrounding space is entered into the other eye of the pilot and the line is combined by turning the head you gazing with the image of the target detected in the image of the surrounding space. same GU and Z; ; de Ejje deko kry Я Her і Ya zhk і Ku і і ge "ke і Me Her ov І і з і S ХK y ti І і і і і і m Her Her KU Z skh. 7. Zh u S dyh oh Z KU POS KK, eh ee Kom z» he Y v I dO: also v. M Zh K shin y Her Viboknenatsinnn t y ii kh, and shshe she Z i m Ka KU OH Sound Фіг. 1Fig. 1