|
DOI: 10.14489/vkit.2017.12.pp.012-022
Себряков Г. Г., Обросов К. В., Ким В. Я., Лисицын В. М.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ТЕПЛОВИДЕНИЯ И ЛАЗЕРНОЙ ЛОКАЦИИ ПРИ ОБЕСПЕЧЕНИИ БЕЗОПАСНОСТИ МАЛОВЫСОТНОГО ПОЛЕТА ВЕРТОЛЕТОВ В ОГРАНИЧЕННО-СЛОЖНЫХ ПОГОДНЫХ УСЛОВИЯХ
(c. 12-22)
Аннотация. Изложены результаты сравнительного анализа лазерной локации (ЛЛ) и тепловидения (ТП) как методов обеспечения безопасности при полете на предельно малых высотах в целях выбора способа комплексирования систем ЛЛ и ТП. Показано, что при комплексном применении систем ЛЛ и ТП для обеспечения безопасности полетов вертолетов в ограниченно-сложных погодных условиях задачи поиска и обнаружения препятствий всех типов должны решаться с помощью лазерного локатора, а не тепловизионной системы.
Ключевые слова: лазерный локатор; тепловидение; маловысотный полет; безопасность; препятствия; статистическая обработка.
Sebryakov G. G., Obrosov K. V., Kim V. Ya., Lisitsyn V. M.
HELICOPTERS LOW-ALTITUDE FLIGHT SAFETY IN LIMITED COMPLEX WEATHER CONDITIONS THERMOVISION AND LASER LOCATION COMPARATIVE ANALYSIS
(pp. 12-22)
Abstract. The article represents the Laser-Location (LL) and infrared (IR) systems comparative analysis results as an ensuring safety means during the extremely low altitude helicopter flight. The comparison purpose is to choose a complexation method of IR and LL systems. The obstacles detection probability in the 0.5...0.8 km range was estimated. Obstacles detection at such ranges provides the opportunity to avoid a collision. LL and IR systems forms various physical nature information fields. The ability of LL and IR systems to detect obstacles is characterized by the formed images contours allocation possibility. Based on the experimental data theoretical generalization, the characteristic fragments selection probabilities calculated on the external conditions parameters set are estimated. The experimental data included a limited set of critical external conditions, when the true temperatures of the objects are mainly determined by the convective exchange processes. It is proved that, at low temperature contrasts of the object-background, the laser location better allocates the objects contours than IR systems, in the entire range of air temperature possible deviations from the objects temperature. A multifactorial statistical analysis of the laser location possibilities and IR systems is carried out. This analysis proved that at complex application of LL and IR systems to ensure the safety of helicopter flights at extremely low altitudes, the obstacles searching and detecting problems of all types should be solved by a laser locator, but not an IR system.
Keywords: Laser locator; Thermovision; Low-altitude flight; Safety; Obstacles; Statistical treatment.
Г. Г. Себряков, К. В. Обросов, В. Я. Ким, В. М. Лисицын (ФГУП «Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем» ГНЦ РФ, Москва, Россия) E-mail:
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
G. G. Sebryakov, K. V. Obrosov, V. Ya. Kim, V. M. Lisitsyn (State Research Institute of Aviation Systems State Scientific Center of Russian Federation, Moscow, Russia) E-mail:
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
1. Enhanced / Synthetic Vision Systems: Human Factors Research and Implications for Future Systems / D. C. Foyl et al. // SAE Transactions: Journal of Aerospace. 1992. V. 101-1. P. 1734 – 1741.
2. Бабаев С. И., Никифоров М. Б. Совместная обработка информации от систем технического зрения летательного аппарата // Вестник Рязанского гос. радиотехн. ун-та. 2012. № 39-1. С. 14 – 18.
3. Лисицын В. М., Обросов К. В., Себряков Г. Г. Использование лазерных локаторов в перспективных информационных системах летательных аппаратов // Лазеры в науке, технике, медицине: сб. науч. тр. / под ред. В. А. Петрова. М., 2010. Т. 21. С. 16 – 20.
4. Сравнение возможностей радиолокации и лазерной локации как методов информационного обеспечения безопасности маловысотного полета / В. Н. Дановский и др. // Изв. РАН. Теория и системы управления. 2007. № 4. С. 153 – 165.
5. Schulz K. R., Scherbarth S., Fabry U. Hellas: Obstacle Warning System for Helicopters // Laser Radar Technology and Applications VII / Proc. SPIE. Orlando, FL. 2002. V. 4723. P. 1 – 8.
6. Экспериментальная оценка зависимости вероятности обнаружения проводов лазерным локатором от угловой скорости сканирования диаграммы направленности лазерного луча / Мужичек С. М. и др. // Лазеры в науке, технике, медицине: сб. науч. тр. / под ред. В. А. Петрова. М., 2016. Т. 27. С. 72 – 76.
7. Дальность действия лазерного локатора в режиме информационного обеспечения маловысотного полета / Мужичек С. М. и др. // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2017. № 2. С. 3 – 10.
8. Зависимость дальности действия лазерного локатора от состояния атмосферы в режиме информационного обеспечения маловысотного полета / Мужичек С. М. и др. // ХXVII Всерос. науч.-техн. конф. школы-семинара «Передача, прием, обработка и отображение информации о быстропротекающих процессах: сб. ст. Сочи, окт. 2016 г. М., 2016. С. 399 – 405.
9. Шипунов А. Г., Семашкин Е. Н. Дальность действия, всесуточность и всепогодность телевизионных и тепловизионных приборов наблюдения. М.: Машиностроение, 2011. 218 с.
10. Семашкин Е. Н., Артюшкина Т. В., Гарбузова Т. В. Всепогодность телевизионных и тепловизионных (3 – 5 и 8 – 12 мкм) каналов наблюдения в различных климатических зонах // Оптический журнал. 2015. Т. 82, № 7. С. 10 – 14.
11. Оценка предельно малых высот безопасного полета по лазерно-локационной и телевизионной информации / В. Я. Ким и др. // III Всерос. науч.-техн. конф. «Навигация, наведение и управление летательными аппаратами»: сб. тезисов докл. 21–22 сент. 2017 г. М., 2017. Т. 2. С. 129 – 131.
12. Филиппов В. Л., Макаров А. С., Иванов В. П. Оптическая погода в нижней тропосфере: науч.-техн. сб. / под ред. В. Л. Филиппова. Казань: Дом печати, 1998. 183 с.
13. Реализация адаптивного сканирования в лазерно-локационной системе / С. И. Липанов и др. // III Всерос. науч.-техн. конф. «Навигация, наведение и управление летательными аппаратами»: сб. тезисов докл. 21–22 сент. 2017 г. М., 2017. Т. 2. С. 119 – 122.
14. Криксунов Л. З. Справочник по основам инфракрасной техники. М.: Сов. радио, 1978. 400 с.
15. Щелканов Н. Н. Двухпараметрическая модель аэрозольного ослабления в области спектра 0,4 – 12 мкм для горизонтальных и наклонных трасс // Оптика атмосферы и океана. 2002. Т. 15, № 12. С. 1114 – 1117.
16. О наиболее вероятных значениях коэффициента аэрозольного ослабления атмосферной дымки по долговременным рядам наблюдений на приземной горизонтальной трассе / Р. Ф. Рахимов и др. // Оптика атмосферы и океана. 2005. Т. 18, № 7. С. 566 – 573.
17. Овсянников В. А., Овсянников Я. В., Филиппов В. Л. Оценка и повышение эффективности применения тепловизионных приборов наземного базирования в динамическом режиме работы // Оборонная техника. 2015. № 7. С. 49 – 63.
18. Балоев В. А., Овсянников В. А., Филиппов В. Л. Методика оценки предельной вероятности обнаружения объектов по тепловизионному изображению // Оборонная техника. 2014. № 10. С. 56 – 62.
1. Foyl D. C. et al. (1992). Enhanced / synthetic vision systems: human factors research and implications for future systems. SAE Transactions: Journal of Aerospace, 101-1, pp. 1734-1741.
2. Babaev S. I., Nikiforov M. B. (2012). Joint processing of information from aircraft vision systems. Vestnik Riazanskogo gosudarstvennogo radiotekhnicheskogo universiteta, 39-1, pp. 14-18. [in Russian language]
3. Petrov V. A. (Ed.), Lisitsyn V. M., Obrosov K. V., Sebriakov G. G. (2010). Using laser locators in advanced information systems of aircrafts. Lasers in science, technology, medicine: proceedings. Vol. 21. (pp. 16-20). Moscow. [in Russian language]
4. Danovskii V. N. et al. (2007). Comparison of radar and laser ranging capabilities as the methods of information security of low-altitude flight. Izvestiia RAN. Teoriia i sistemy upravleniia, (4), pp. 153-165. [in Russian language]
5. Schulz K. R., Scherbarth S., Fabry U. (2002). Hellas: obstacle warning system for helicopters. Laser Radar Technology and Applications VII. Proc. SPIE. Orlando, FL. 2002, 4723, pp. 1-8.
6. Petrov V. A. (Ed.), Muzhichek S. M. et al. (2016). Experimental estimate of the dependence of the probability of detecting wires by a laser locator on the angular velocity of scanning the beam pattern of a laser beam. Lasers in science, technology, medicine: proceedings. Vol. 27. (pp. 72-76). Moscow. [in Russian language]
7. Muzhichek S. M. et al. (2017). Laser locator action range in information support mode of low-altitude flight. Vestnik komp'iuternykh i informatsionnykh tekhnologii, (2), pp. 3-10. [in Russian language]
8. Muzhichek S. M. et al. (2016). Dependence of the action range of the laser locator on the state of the atmosphere in the mode of information support of low-altitude flight. ХXVII All-Russian scientific and technical conference of the school-seminar «Transmission, reception, processing and display of information about fast processes»: proceedings, (pp. 399-405). Sochi, October 2016. [in Russian language]
9. Shipunov A. G., Semashkin E. I. (2011). Range, all day and night and all-weather capability of television and thermal observation devices. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
10. Semashkin E. N., Artiushkina T. V., Garbuzova T. V. (2015). All-weather television and thermalfocal (3 - 5 and 8 - 12 microns) observation channels in different climatic zones. Opticheskii zhurnal, 82(7), pp. 10-14. [in Russian language]
11. Kim V. Ia. et al. (2017). Assessment of extremely low altitudes of safe flight by laser-location and television information. III All-Russian scientific and technical conference «Navigation, guidance and control of the aircraft»: proceedings, Vol. 2. (pp. 129-131). 21–22 September 2017. Moscow. [in Russian language]
12. Filippov V. L. (Ed.), Makarov A. S., Ivanov V. P. (1998). Optical weather in the lower troposphere: proceedings. Kazan': Dom pechati. [in Russian language]
13. Lipanov S. I. et al. (2017). Implementation of adaptive scanning in a laser-location system. III All-Russian scientific and technical conference «Navigation, guidance and control of aircraft devices»: proceedings. Vol. 2, (pp. 119-122). 21–22 September 2017. Moscow. [in Russian language]
14. Kriksunov L. Z. (1978). Handbook of the basics of infrared technology. Moscow: Sovetskoe radio. [in Russian language]
15. Shchelkanov N. N. (2002). Two-parameter model of aerosol attenuation in the spectral region of 0.4 - 12 μm for horizontal and inclined traces. Optika atmosfery i okeana, 15(12), pp. 1114-1117. [in Russian language]
16. Rakhimov R. F. (2005). Most probable values of the coefficient of aerosol attenuation of atmospheric haze from longterm series of observations at the surface horizontal path. Optika atmosfery i okeana, 18(7), pp. 566-573. [in Russian language]
17. Ovsiannikov V. A., Ovsiannikov Ia. V., Filippov V. L. (2015). Estimation and increase of efficiency of application of thermal imaging devices of ground basing in a dynamic mode of operation. Oboronnaia tekhnika, (7), pp. 49-63. [in Russian language]
18. Baloev V. A., Ovsiannikov V. A., Filippov V. L. (2014). Method for estimating the maximum probability of detecting objects by a thermal imaging image. Oboronnaia tekhnika, (10), pp. 56-62. [in Russian language].
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/vkit.2017.12.pp.012-022
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/vkit.2017.12.pp.012-022
and fill out the form
.
|
Архив номеров
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»