Тема 2. Многоцелевая оптико-электронная стабилизированная система. Занятие 2. Электронная оптическая система

1. Старший преподаватель: майор Кутузов Андрей Станиславович

Цикл: Подготовки специалистов на комплексы с беспилотными
летательными аппаратами средней дальности и
большой продолжительности полета.
Дисциплина: Конструкция и эксплуатация комплекса с БПЛА
средней дальности «Форпост».
Тема 2.
Многоцелевая оптико-электронная
стабилизированная система.
Занятие 2.
Электронная оптическая система.
Старший преподаватель: майор Кутузов Андрей Станиславович

2. Цели занятия

Перечислить состав и назначение компонентов
ТВ камеры.
Перечислить состав и назначение компонентов
ИК камеры.
Описать принцип функционирования блока
управления и логических схем полезной нагрузки
(PCL).

3.

Вопрос 1. Описание и состав телевизионной
камеры.
Вопрос 2. Описание и состав инфракрасной
камеры.
Вопрос 3. Блок управления и логических схем
полезной нагрузки.

4.

Вопрос 1.
Описание и состав
телевизионной камеры
(CLA).

5.

Описание и состав телевизионной камеры (CLA).
Телевизионная камера (CLA)
дневной съемки преобразует
световые волны видимого
диапазона в аналоговое
видеоизображение для
дальнейшей передачи на УНСУ.
5

6.

Описание и состав телевизионной камеры (CLA).
6
Объектив камеры дневной съемки
выполняет сбор световых волн,
отраженных от различных
предметов, и фокусирует эти волны
на приборе с зарядовой связью
(ПЗС-матрице), который является
световым датчиком.

7.

Описание и состав телевизионной камеры (CLA).
ПЗС-матрица
7

8.

Описание и состав телевизионной камеры (CLA).
8
ПЗС прибор – представляет собой
светочувствительную панель,
содержащая плотный массив ячеек
размером 768 x 494 (высота x ширина)
элементов изображения (пикселов).

9.

Описание и состав телевизионной камеры (CLA).
9
Телевизионная камера (CLA)
состоит из:
объектив с переменным
фокусным расстоянием 20-120 мм
(Zoom)

10.

Описание и состав телевизионной камеры (CLA).
1
0

11.

Описание и состав телевизионной камеры (CLA).
Телевизионная камера (CLA)
состоит из:
фокусирующий объектив с
двигателем и потенциометром
(Focus)
1
1

12.

Описание и состав телевизионной камеры (CLA).
12
Телевизионная камера (CLA)
состоит из:
диафрагма и двигатель
диафрагмы,
светочувствительность (Iris)

13.

Описание и состав телевизионной камеры (CLA).
13

14.

Описание и состав телевизионной камеры (CLA).
14
Телевизионная камера (CLA)
состоит из:
светочувствительный прибор с
зарядовой связью (ПЗС)

15.

Описание и состав телевизионной камеры (CLA).
15
Телевизионная камера (CLA)
состоит из:
электронный блок ПЗС
преобразует выходной сигнал в
формат NTSC

16.

Описание и состав телевизионной камеры (CLA).
16
Телевизионная камера (CLA)
состоит из:
экстендер – линза для
двукратного приближения

17. Общий вид TV камеры

17
Плата улучшения
качества изображения
Видеовыход
Электронный блок ПЗС
Диафрагма
IRIS
Светочувствительный
ПЗС-прибор
2-х кратный
Телескопический
объектив
Объектив
управления
масштабированием
ZOOM
Объектив с
переменным
фокусным
расстоянием
FOCUS

18.

Описание и состав телевизионной камеры (CLA).
18
Дальность распознавания
TV камерой:
обнаружение (цели типа танк)
- 35 км
распознавание (цели типа танк)
- 25 км
распознавание движущегося человека
- 8.5 км

19.

Вопрос 2.
Описание и состав
инфракрасной системы
(FLIR).

20.

Описание и состав инфракрасной системы (FLIR).
ИК система предназначена
для обнаружения и
распознавания целей в ночных
условиях и условиях
недостаточной видимости.
20

21.

Описание и состав инфракрасной системы (FLIR).
21
Объектив системы
ИК-диапазона изготовляется из
германия, который прозрачен
для ИК-излучения в диапазоне
длин волн 1-20 мкм.

22.

Описание и состав инфракрасной системы (FLIR).
22
Дальность распознавания
ИК датчиком (FLIR):
обнаружение (цели типа танк)
- 20 км
распознавание (цели типа танк)
- 10 км
распознавание движущегося человека
- 5.5 км

23.

Описание и состав инфракрасной системы (FLIR).
23
Система FLIR состоит из:
датчика температуры (TSU)
электронного блока (YEU)

24. Общий вид ИК-камеры

24
Узел
фокусировки
Сосуд
Дьюара
Узел отражателя
Узел изменения
поля зрения
(FOV)
Объектив

25. Блок – схема FLIR

ВИДЕОВХОД
ВИДЕО
ИК-СИГНАЛЫ
25

26.

Описание и состав инфракрасной системы (FLIR).
Блок датчика температуры (TSU)
устанавливается на
гиростабилизированной
платформе и
преобразовывает ИК-излучение в
электрический сигнал
и передает его в электронный блок YEU.
26

27.

Описание и состав инфракрасной системы (FLIR).
27
После этого сигнал
обрабатывается электронным
блоком YEU и преобразовывается
в стандартное видеоизображение.

28.

Описание и состав инфракрасной системы (FLIR).
28
Чувствительный элемент входит в
состав датчика охладителя.
Блок датчиков TSU снабжен системой
охлаждения с замкнутым контуром с
применением жидкого азота
(примерно 73 К.)

29.

Описание и состав инфракрасной системы (FLIR).
Возможности блока датчика
температуры TSU:
выбор поля зрения;
фокусировка;
полярность черная/ белая;
стоп-кадр текущего изображения;
коррекция неоднородностей.
29

30.

Описание и состав инфракрасной системы (FLIR).
30
Блок датчика температуры (TSU)
имеет три дискретных фокусных
расстояния
(обладает тремя оптическими
полями зрения (FOV)) и
электронным масштабированием.

31.

Описание и состав инфракрасной системы (FLIR).
31
Блок YEU выполняет следующие функции:
- Прием команд и напряжения электропитания от
блока (PCL);
- Передача ответных сообщений в блок PCL.
- Преобразование видеоканалов блока датчика
температуры (TSU) в стандартный видеосигнал и
его передача в блок PCL.

32.

Вопрос 3.
Блок управления и
логических схем полезной
нагрузки (PCL).

33.

Блок управления и логических схем
полезной нагрузки (PCL).
33
Блок управления и логических схем
полезной нагрузки (PCL)
взаимодействует с каналами связи
БПЛА посредством
усовершенствованного миниатюрного
модуля авионики (UMAM) и
обеспечивает формирование команд
управления и отчетов полезной
нагрузкой.

34.

Блок управления и логических схем
полезной нагрузки (PCL).
34
Команды от UMAM к PCL :
Команды управления подвесными
механизмами – в ручном режиме;
Включение режима управления системой
сопровождения и всех его подрежимов;
Управление масштабированием и
диафрагмой камеры;
Команды калибровки и самодиагностики.

35.

Блок управления и логических схем
полезной нагрузки (PCL).
35
Данные от PCL к UMAM:
Направление линии визирования
(значения угла места и азимута подвесов);
Положение полезной нагрузки
относительно БПЛА;
Состояние прибора сопровождения,
включая отказы;
Сообщения состояния телекамеры.

36. Блок-схема PCL

36
Блок-схема PCL
CLA
ВИДЕО
IN
YEU
ВИДЕО
OUT
UMAM
CMD
RPT
Tx
PCL
CMD
RPT
подвесы

37. Состав полезной нагрузки

37
Состав полезной нагрузки
AVDM
MOSP
AVT
VIDEO
ПЛАТА
СОПРОВОЖДЕНИЯ
COMMAND
VIDEO
REPORT
PCL
-Платформа
-Подвесы
-Гироскоп
SPA
COMMAND
LREO
UMAM
REPORT
COMMAND
COMMAND
REPORT
VIDEO
COMMAND
REPORT
VIDEO
FLIR – ИК-камера:
- Объектив; - YEU
- Узел FOV; - TSU;
- Отражатель
CLA – ТВ-камера:
- Объективы focus,
zoom, iris, extender
- ПЗС + плата улучш

38. Схема соединений полезной нагрузки

УНСУ
БПЛА
НТПД
ВИДЕО
ВИДЕОМАТРИЦА
AVDM
ADT
Полезная нагрузка
ВИДЕО
ОТЧЕТ DNL
TLS
GVDM
+ ВИДЕО
RX
ОТЧЕТЫ
ОТЧЕТЫ
TX
ОТЧЕТ
OPBY
MCPA
КОМАНДА
TX
PCL
UMAM
КОМАНДЫ
RX
ВИДЕО
X2
UPL-1
КОМАНДЫ
TX
RX
UPL-2
EPS
SPA

39. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Опишите назначение и состав телевизионной
камеры.
2. Опишите назначение и состав
ИК-камеры.
3. Опишите назначение
и функции электронного
блока YEU.

40. Задание на самоподготовку:

1. Конспект лекций.
2. Руководство по описанию системы
TM_(RU)SR-00-1, глава 6 стр.13-17.
3. Доп. Руководство по летной
эксплуатации ТМ_(RU)SR-05-2 глава 3
стр. 8, глава 5 стр. 24-30, стр. 37-41