5 Диплом. Глава 1 (1089180), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Рис. 1.9 Стационарный пост СП-2

1.5 Мобильный лидарный комплекс МЛК

Аппаратура МЛК позволяет определять:
1. границы и объем зоны аварии
2. концентрацию газов, выброшенных в атмосферу в процессе аварии
3. ветровой и температурный профили в зоне аварии.

Комплекс смонтирован на автомобильном носителе ЗИЛ-131 и содержит следующие приборы:
1. ИК-гетеродинный лидар;
2. лидар на основе перестраиваемого Ti:Sp лазера;
3. видеокамеры видимого диапазона;
4. электронную аппаратуру обработки информации и связи с ЦМП.

Рис. 1.10 Мобильный лидарный комплекс МЛК

Сравним аппаратно-коммуникационные возможности описанных систем.

Главными из которых являются: Электропитание, способ передачи данных и типы визирующих видеокамер.

Таблица 1.2 Таблица аппаратно-коммуникационных возможностей описанных систем

Выше описанные системы имеют конкретное назначение и используются для обнаружения лесных пожаров. На сегодняшний день существуют так же готовые модули и комплексы, которые продаются для внедрения в создаваемые сети наблюдения. Видеонаблюдение сегодня используется практически в любые сферах деятельности человека. Ниже будут описаны два комплекса: оптико-электронный модуль «Фокус-Д» и разработка кафедры ТООЭ оптико-электронная система «СОТА». Данные продукты являются наглядным примером того что разработки систем подобного типа ведутся многими учеными как в россии так и за рубежом.

1.6 ОЭМ «Фокус-Д»

Оптико-электронный модуль содержит приборный блок, установленный на платформе. Платформа закреплена на опорно-поворотном устройстве, выполненном с возможностью вращения в азимутальной и угломестной плоскостях. В корпусе приборного блока расположены охлаждаемый тепловизор большой дальности действия и цветная видеокамера. Тепловизор имеет

чувствительность 0,025К и узкое поле зрения 0,45x0,6 градуса. Опорно-поворотное устройство соединено с приборным блоком посредством кабеля и включает связанные с контроллером азимут альный и угломестный приводы.

Рис. 1.10 Схематичное изображение ОЭМ

Рис. 1.11 Схема ОЭМ «Фокус-Д»

Рис. 1.12 ОЭМ «Фокус-Д»

Оптико-электронный модуль (ОЭМ) содержит приборный блок (ПБ), установленный на платформе, закрепленной на опорно-поворотном устройстве (ОПУ), выполненном с возможностью вращения в двух плоскостях: азимутальной и угломестной. В корпусе ПБ расположены охлаждаемый тепловизор для обнаружения и распознавания объектов ночью и цветная видеокамера для обнаружения и распознавания объектов днем. ОПУ соединено с ПБ посредством кабеля и включает связанные с контроллером азимутальный и угломестный приводы.

Большая дальность действия тепловизора достигается за счет применения охлаждаемого матричного детектора с высокой чувствительностью (0,025К) и узкопольной оптики (узкое поле зрения 0,45×0,6 градуса).

ОЭМ выполнен с обеспечением возможности вращения подвижной части опорно-поворотного устройства по азимуту - вкруговую, по углу места - в диапазоне ±35 градусов со скоростями до 60 градусов в секунду.

Охлаждаемый тепловизор и цветная видеокамера установлены на опорной площадке, под которой может быть расположен нагревательный элемент.

ОЭМ выполнен с возможностью работы в режиме непрерывного кругового обзора.

Корпус ПБ снабжен защитным козырьком.

Модуль выполнен с возможностью подключения по меньшей мере к одному процессорному блоку, имеющему на входе устройство преобразования аналогового видеосигнала в цифровой.

Сочетание в одной системе оптико-электронных средств (тепловизора и видеокамеры), работающих в различных диапазонах спектра, позволяет обнаруживать и распознавать объекты (цели) как днем, так и ночью.

Поле зрения - одна из основных характеристик ОЭМ. Оно характеризует угловые размеры того участка местности, в пределах которого одновременно можно наблюдать цели, не перестраивая изделие и не вращая его модуль. Чем меньше поле зрения, тем больше дальность обнаружения и распознавания целей (при других аналогичных характеристиках прибора). Увеличенная по сравнению с аналогом дальность обнаружения объектов достигнута применением в тепловизоре узкопольной оптики (поле зрения до 0,45×0,6 градуса) совместно с высокочувствительным матричным детектором.

ОЭМ позволяет осуществлять автономную работу при подключении его к процессорным блокам (компьютерам), имеющим на входе устройства преобразования аналогового видеосигнала в цифровой при помощи загруженного в него программного средства «АРМ Фаворит ОЭМ» версии 1.2.

Программное обеспечение ОЭМ позволяет осуществлять совокупность следующих режимов работы:

- управление в ручном режиме с помощью стандартных органов управления компьютера (клавиатура, манипулятор «Мышь», манипулятор «трек-бол», манипулятор «джойстик»);

- режим автоматизированного создания панорамных изображений с 10 контрольными точками и работы в данном режиме по контрольным точкам;

- режим программного сканирования местности по заранее задаваемым оператором траекториям;

- режим детектора движения с выдачей сигнала тревоги при появлении движущегося объекта либо во всем поле зрения модуля, либо в нескольких (до пяти) специальных зонах повышенного внимания;

- режим автоматического или ручного документирования обстановки в виде записей одиночных стоп-кадров или непрерывных видеороликов;

- режим подстройки тепловизора под температурные особенности наблюдаемой местности;

- режим автоматического сопровождения движущихся объектов по видеоизображению.

Конструктивно и электрически модуль может сопрягаться с другими средствами наблюдения, например радиолокационными станциями, и осуществлять совместную работу с ними путем приема по сети Ethernet команд целеуказания.

Нормальное функционирование ОЭМ возможно в пределах прямой видимости. Наиболее эффективное применение указанного модуля обеспечивается на открытой, преимущественно равнинной местности (на суше) или на морском побережье. Чем сложнее рельеф местности, тем меньше величина такого параметра, как коэффициент вскрытия обстановки, и менее эффективным становится применение модуля.

Предложенный модуль имеет следующие дальности обнаружения и распознавания объектов в нормальной прозрачности атмосферы:

- обнаружение цели типа «человек» днем и ночью - 5-7,5 км;

- обнаружение цели типа «автомобиль» днем и ночью - 6-9 км;

дальность распознавания больших целей (строения, крупные корабли, самолеты) - не менее 20 км.

Примечание. Под нормальной прозрачностью атмосферы понимается воздушная среда, состояние которой на уровне моря характеризуется давлением 1,033 кг/см ², плотностью 0,125 кг × с²/м⁴ , температурой 15°С и средним коэффициентом прозрачности, равным 0,85, определенным по методу Бугера.

ОПУ модуля позволяет изменять положение оптической оси в пределах:

- по азимуту - круговое (n × 360°) или секторное, задаваемое программным путем;

- по углу места ±35 градусов.

Точность сопряжения оптических осей приборов модуля составляет не хуже 0,1 градуса.

Аппаратура ОЭМ потребляет мощность не более 100 W при напряжении питания 24 V при положительных температурах окружающей среды и не более 350 W при отрицательных температурах (с учетом работы системы подогрева).

Масса модуля (без кабеля снижения) - не более 45 кг.

Время подготовки к работе при положительных температурах окружающей среды:

- для наблюдения днем с помощью видеокамеры - не более 1 мин;

- для наблюдения ночью с помощью тепловизора - не более 8 мин.

1.7 ОЭС «СОТА»

Мониторинг КС/ЧС в Москве имеет две особенности:

• Быстрое изменение высотного профиля городской застройки и как следствие появление зон «архитектурного закрытия»

• Наличие в городе большого количества пожароопасных и химически опасных объектов, требующих детального круглосуточного контроля

Для преодоления этих факторов разработчики и исследователи МГТУ МИРЭА предложили и реализовали на уровне опытного образца проект создания распределенной сети оптико-электронного мониторинга состоящей из малогабаритных постов контроля, архитектура которых подобна асдм «Лидар».

Радиус действия состовляет 2-3 км. Образец изображен на рисунке 1.12

Рис. 1.13 ОЭС «СОТА»

ОЭС «СОТА» оснащена тепловизором «СКАТ», видеокамерой и панорамной системой наблюдения состоящий из фотоаппаратов Canon Power Shot.

Ниже приведена таблица основных параметров системы.

1.8 Анализ и постановка задачи.

Проанализируем заявленные характеристики систем «Лесной Дозор» и «Хранитель». В обеих системах для мониторинга используются купольные видеокамеры. Характеристики обеих камер очень близки друг к друг. Для анализа возьмем купольную камеру Pelco SureVision IM10LW-V системы «Хранитель» которая немного выигрывает по характеристикам.

Фокусное расстояние данной камеры калибруется от 2,8 мм до 10 мм. Максимальное разрешение камер данной серии 1280*960 точек (пикселей). Чувствительный элемент: 1/3" КМОП-сенсор, прогрессивная развертка. Ширина ПЗС-матрицы для данной камеры 4,8 мм.

Существует простая формула для определения фокусного расстояния:

F=C*D/W

где F – фокусное расстояние объектива, С – ширина ПЗС-матрицы, D – расстояние от камеры до объекта и W – это ширина объекта, который мы собираемся наблюдать.

Преобразуем формулу к следующему виду:

W=C*D/F

Характеристики

Список файлов ВКР