[RU]

Система прицеливания прицеливаемого устройства содержит пользовательский дисплей, систему формирования изображений, пользовательские органы управления, прибор сопровождения и дальномер, такой как лазерный дальномер (LRF). Система формирования изображений отображает на пользовательском дисплее индикатор направления, в котором наведено устройство. Пользователь использует пользовательские органы управления для захвата цели, на которую наведено устройство, в соответствии с указанным индикатором. Затем прибор сопровождения осуществляет сопровождение цели и дальномер измеряет дальность до цели. Прибор сопровождения наводит дальномер на цель или, в альтернативном варианте, осуществляет одномерное или двумерное сканирование цели и ее фона.

(57) Реферат / Формула:

Система прицеливания прицеливаемого устройства содержит пользовательский дисплей, систему формирования изображений, пользовательские органы управления, прибор сопровождения и дальномер, такой как лазерный дальномер (LRF). Система формирования изображений отображает на пользовательском дисплее индикатор направления, в котором наведено устройство. Пользователь использует пользовательские органы управления для захвата цели, на которую наведено устройство, в соответствии с указанным индикатором. Затем прибор сопровождения осуществляет сопровождение цели и дальномер измеряет дальность до цели. Прибор сопровождения наводит дальномер на цель или, в альтернативном варианте, осуществляет одномерное или двумерное сканирование цели и ее фона.

---

СИСТЕМА ПРИЦЕЛИВАНИЯ С ДАЛЬНОМЕРОМ ДЛЯ ОГНЕСТРЕЛЬНОГО ОРУЖИЯ И СПОСОБ ЗАХВАТА ЦЕЛИ
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[001] Настоящее изобретение относится к огнестрельному оружию и, в частности, к его системе прицеливания.
УРОВЕНЬТЕХНИКИ
[002] Огнестрельное оружие имеет низкую эффективность по ряду причин, даже в случае использования высококачественного огнестрельного оружия. В число проблем входят движение (колебание) оружия под действием пользователя (основной фактор); движение цели (например, живой цели, такой как военнослужащий или преступник); относительное прицеливание, такое как прицеливание с учетом дальности до цели и угла наклона (баллистика); динамические факторы огнестрельного оружия (например, нагрев ствола во время использования); атмосферные/окружающие условия (например, ветер, туман, возвышение и т.д.) и визуализация цели (т.е. цель может быть временно скрыта и не находиться на линии прицеливания для прицеливания). В полиции обычной является ситуация, когда практически все выстрелы приводят к промаху, и в бою значительная часть выстрелов приводят к промаху. Кроме того, нередки случаи, когда свои же военнослужащие гибнут или получают ранения от так называемого "дружественного огня".
[003] По меньшей мере некоторые из вышеупомянутых проблем решены в US 2006/005,447 "Стрельба из стрелкового оружия с процессорной поддержкой" (Lenner и др.); в ЕР 0,605,290 "Оптико-электронное устройство для поддержки стрельбы из ручного оружия и его применение для продвижения в неблагоприятных окружающих условиях"
(Fertala) и в US 5,822,713 "Дистанционная система управления стрельбой" (Profeta).
[004] US 2006/005,447 раскрывает средство вооружения, содержащее: огнестрельное оружие, имеющее ствол и пользовательский интерфейс; ствольный вибратор, который сообщает стволу вибрации предварительно заданного вида; устройство получения изображений, закрепленное на огнестрельном оружии с целью получения множества (видео) кадров цели и формирования соответствующих видеоданных; по меньшей мере один датчик движения ствола, закрепленный на огнестрельном оружии с целью контроля движения ствола и формирования соответствующих данных о движении; и процессор, соединенный с пользовательским интерфейсом, устройством получения изображений и по меньшей мере одним датчиком движения ствола. Процессор обеспечивает возможность селекции цели пользователем путем фиксации одного из видеокадров, показывающего цель, в результате чего инициируется получение множества изображений устройством получения изображений и формирование видеоданных, которые, в сочетании с данными о движении, используются для определения предсказанного местоположения цели и точки наведения, в которой ствол наводится на цель, после чего процессор может приводить в действие огнестрельное оружие с целью стрельбы пулями. Оружие требует по меньшей мере одного датчика движения ствола в случае нестатических целей.
[005] ЕР 0,605,290 относится к сфере поддержки стрельбы из ручного оружия и основан на соединении широкого и узкого полей обзора для распознавания и маркировки цели, в сочетании с автоматическим сопровождением цели и условным инициированием стрельбы. Шлем пехотинца оснащен широкообзорным датчиком, выходной сигнал которого подается на монитор, встроенный в шлем. Оружие пехотинца оснащено оптической системой с узкообзорным датчиком, соединенным с прибором сопровождения и группой средств управления. Группа средств управления управляет двухпозиционным переключателем видеосигнала, который
передает видеосигнал, полученный с помощью широкообзорного датчика или узкообзорного датчика, на монитор, прибор сопровождения для захвата цели и на компаратор для приведения в действие средств ведения огня, когда координаты цели, вычисленные с помощью устройства измерения углового отклонения, совпали с предварительно заданными опорными координатами.
[006] US 5,822,713 раскрывает систему управления стрельбой, содержащую прицеливаемое вручную огнестрельное оружие, имеющее прицельное устройство и устройство захвата цели. Устройство захвата цели (например, инфракрасное устройство формирования изображений или инфракрасное устройство переднего обзора (FLJR-устройство)) расположено в месте, удаленном от огнестрельного оружия. Система управления стрельбой также содержит устройство определения траектории цели относительно огнестрельного оружия и для подачи информации, относящейся к цели, на прицельное устройство огнестрельного оружия таким образом, чтобы оператор огнестрельного оружия мог осуществлять прицеливание огнестрельного оружия относительно прицельного устройства для поражения цели, когда из огнестрельного оружия будет произведена стрельба. Устройство определения траектории связано с устройством захвата цели и прицельным устройством. Profeta и др. также раскрыли способ управления стрельбой для мелкокалиберного огнестрельного оружия, включающий в себя шаги, на которых: осуществляют захват цели из пункта, который удален от огнестрельного оружия; определяют траекторию цели относительно огнестрельного оружия; обеспечивают информацию, относящуюся к цели, для прицельного устройства огнестрельного оружия; и вручную осуществляют прицеливание огнестрельного оружия в соответствии с информацией, появляющейся на прицельном устройстве, таким образом, чтобы обеспечить точное попадание в цель при стрельбе. Тем не менее, дистанционное устройство прицеливания является проблематичным с точки зрения проверки точности возможной стрельбы по наблюдаемой цели.
[007] Другие родственные публикации включают: US 2006/201,047 "Оружейный прицел со стабилизацией изображения" (Lowrey); US 7,421,816 "Оружейный прицел" (Conescu); US 7,089,845 "Прицеливание оружейного ствола" (Firedli); WO 98/051,987 "Видео-прицельный модуль для нарезного оружия" (Becker); US 2008/039962 "Система сбора данных и управления для огнестрельного оружия" (McRae); US 3,659,494 "Система управления стрельбой для использования совместно с электронными системами стабилизации движения изображения" (Philbrick и др.) и US 5,392,688 "Спусковой механизм для огнестрельного оружия" (Boutet и др.).
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[008] Настоящее изобретение относится к огнестрельному оружию, содержащему систему прицеливания для повышения эффективности стрельбы, и к способу управления огнестрельным оружием. Огнестрельное оружие обычно является ручным или по меньшей мере прицеливается человеком.
[009] Согласно вариантам одного из аспектов настоящего изобретения, обеспечена система прицеливания огнестрельного оружия.
[010] В настоящем раскрытии и формуле изобретения термин "огнестрельное оружие" будет означать персональное, прицеливаемое человеком или ручное огнестрельное оружие, предназначенное для прицеливания и стрельбы единственным пользователем, включая пистолеты; винтовки; автоматы и пулеметы; гранатометы; переносные ракетные комплексы; а также их комбинации, например комбинацию М-16 и М-203.
[Oil] Система прицеливания может быть выполнена в качестве средства модернизации для известного огнестрельного оружия или в качестве встроенного средства для нового огнестрельного оружия.
[012] Согласно вариантам еще одного аспекта настоящего изобретения, обеспечено персональное огнестрельное оружие, содержащее указанную систему прицеливания.
[013] Согласно вариантам еще одного аспекта настоящего изобретения, обеспечен способ управления огнестрельным оружием, как определено в п. 27 и в зависимых от него пунктах формулы изобретения.
[014] Согласно вариантам еще одного аспекта настоящего изобретения, обеспечен способ уменьшения вероятности промаха мимо цели, как определено в п. 33 и зависимых от него пунктах формулы изобретения.
[015] В некоторых вариантах огнестрельное оружие может быть размещено на платформе и быть выполнено в виде дистанционно управляемого нестабилизируемого огнестрельного оружия, робота или БПЛА, который захватывает цель по командам из удаленного пункта с помощью видеосигнала и осуществляет стрельбу по цели, если последняя гарантированно будет поражена.
[016] В некоторых вариантах система формирования и обработки изображений может быть реализована в виде ручного лазерного дальномера (Laser Range Finder, LRF) для точного измерения дальности до цели; эта система может быть реализована в виде бинокулярного оптического прибора с лазерным дальномером для захвата цели, и не обязательно - в самом оружии. Например, лазерный дальномер будет измерять расстояние (дальность до цели), когда визирные нити бинокулярного оптического прибора находятся на захваченной цели, обеспечивая таким образом возможность точного измерения дальности.
Некоторые варианты практической реализации измерения дальности до цели дополнительно содержат GPS, цифровой компас и инклинометр для выделения местоположения динамической цели, что, в дополнение к возможности измерения дальности до статической цели, обеспечивает возможность сопровождения движущейся цели и непрерывного обновления ее координат.
[017] В некоторых вариантах процессор управления стрельбой приспособлен таким образом, чтобы модуль эпсилон-допуска или логики использовал предварительно заданные настройки, в то время как в других вариантах модуль эпсилон-допуска или логики использует внешние факторы, т.е. допуск на точность является динамическим и подверженным влиянию внешних факторов в полевых условиях (рассмотрены ниже), которые воздействуют на эпсилон-алгоритмы.
[018] Что касается движения фона, то особым отличительным признаком настоящего изобретения является то, что система формирования изображений приспособлена для определения движения потенциальной цели на основе движения относительно одного или более статических характеристических элементов фона (например, объектов или структур, таких как здание, валун, дерево и т.п.) в поле съемки. В этом случае огнестрельное оружие не нуждается в датчике движения ствола, и один или более статических характеристических элементов ("привязочных" элементов) могут быть использованы для определения движения и угловой скорости цели, благодаря чему обеспечиваются "упреждающие" данные для использования в процессорном алгоритме стрельбы. Кроме того, статические характеристические элементы фона могут использоваться для определения движения ствола. Неограничительный перечень иллюстративных датчиков движения ствола включает: датчики на основе гироскопа и компаса, инклинометры и акселерометры. В некоторых вариантах система формирования изображений приспособлена для определения движения потенциальной
цели на основе движения относительно одного или более динамических характеристических элементов фона.
[019] Согласно соответствующим отличительным признакам, система формирования изображений также приспособлена для определения движения потенциальной цели во время движения пользователя. В этом случае объект (объекты) статического фона кажутся движущимися, обычно с различными скоростями и/или в различных направлениях в поле обзора, и возникает проблема сопровождения фона. Система формирования изображений может быть приспособлена для включения в нее функции под названием "анализ оптического потока", которая обеспечивает возможность вычисления скорости динамической цели, не являющейся частью картины оптического потока, и относится к ситуации, когда цели/объекты на различных дальностях кажутся движущимися с различными скоростями и/или в различных направлениях.
[020] Еще одной функцией для вычисления движения/скорости цели (целей) и/или собственного движения, которая может быть включена в состав системы формирования изображений, является функция под названием "многоярусная триангуляция", которая часто применяется в морской навигации.
[021] Некоторые варианты включают функцию оценки дальности до цели на основе обработки изображений, которая может входить в число настроек по умолчанию в системе формирования и обработки изображений. Наряду с другими факторами, такими как движение цели и движение ствола, оценочная дальность является одним из наиболее важных входных параметров эпсилон-логического модуля, а также важным входным параметром компьютера управления стрельбой и вычислений для упреждения цели. Один из вариантов оценки дальности включает использование известного или ожидаемого размера цели как функции дальности. Иначе говоря, чем больше цель (т.е. чем больше количество пикселей, присутствующих на дисплее), тем меньше дальность
до цели, и наоборот. Этот вариант предпочтительно может комбинироваться с распознаванием цели. Например, если цель идентифицирована, ее размер можно сравнить с ожидаемым размером этой цели. Таким образом, например если цель определена как человек или танк с использованием автоматического распознавания цели (ATR), размер изображения цели (т.е. количество пикселей, присутствующих на дисплее) может быть сравнен с типовым размером человека или танка с целью оценки дальности. Еще один способ оценки дальности, применяемый при быстром прицеливании, представляет собой перспективный анализ и/или фокусировку.
[022] Обнаружение лица / распознавание лица: В некоторых вариантах распознавание цели осуществляется путем распознавания лица - способом обнаружения человека-цели. Этот способ может также использоваться для определения местоположения туловища человека-цели, поскольку туловище располагается ниже обнаруженного лица. Распознавание лица может использоваться в определенных ситуациях, таких как следующие:
[023] (а) Автоматический повторный захват цели (например, цели, которая вышла из поля обзора и затем снова вошла в него; цели, которая пересекается с другой целью; или цели, которая ранее находилась за укрытием, например повторно появилась в окне);
[024] (Ь) Абсолютная идентификация - идентификация друга и врага, например в ситуации с заложниками/террористами (например, с использованием предварительно загруженных изображений лиц для маркировки в качестве "друзей" или "врагов" в определенной ситуации, и/или для обозначения личности в данной ситуации, например "лидера"); и
[025] (с) Обеспечение возможности передачи изображения определенной личности другим участникам, включая других
пользователей на месте событий, и/или командиру/на командный пункт - обычно включая прием ответной информации о личности и/или прием команд.
[026] Еще один вариант оценки дальности использует скорость цели, поскольку чем быстрее цель перемещается по дисплею, тем ближе должна быть цель, и наоборот. Также, как и предыдущий, данный вариант тоже может быть предпочтительно объединен с распознаванием цели. Например, если цель идентифицирована, то фактическая скорость движения цели может быть сравнена с известным типовым диапазоном скорости такой цели.
[027] Еще один вариант оценки дальности использует относительное местоположение цели - т.е. датчик изображения определяет местоположение цели относительно фонового элемента (дальность до которого процессор может определить с помощью любой методики, использующей лазерный дальномер, или путем оценки известного размера объекта); иначе говоря, если цель находится спереди от фонового элемента (или спереди от воображаемой горизонтальной линии в полевых условиях), сзади, выше или ниже фонового элемента (который не обязательно является статическим), имеющего известную или оценочную дальность.
[028] В некоторых вариантах измерение дальности осуществляется с помощью лазерного дальномера, автоматически включаемого в момент захвата цели. Тем не менее, иногда стрелок не хочет использовать лазерный дальномер, чтобы исключить возможность раскрытия своего местоположения. С этой целью огнестрельное оружие использует одну из следующих функций: (1) предварительно заданная дальность (устанавливается пользователем или системой по умолчанию); (2) обработка изображений на основе оценки дальности (пассивная, как описано здесь); (3) автоматическое измерение с помощью лазерного дальномера только после того, как произведен выстрел (в этот момент
местоположение стрелка раскрывается в любом случае); или (4) ручная команда активации лазера, т.е. лазерный луч будет излучен только после того, как система прицеливания определит оптимальное время для излучения лазерного луча.
[029] Особый отличительный признак некоторых вариантов реализации настоящего изобретения состоит в том, что огнестрельное оружие приспособлено к выделению и сопровождению множества целей одновременно, в результате чего обеспечивается возможность стрельбы по множеству целей без необходимости в захвате каждой цели между выстрелами. В некоторых вариантах пользователь может захватывать объект / потенциальную цель даже в том случае, если система формирования изображений не оснащена функцией выделения целей.
[030] Преимущества настоящего изобретения состоят в том, что оно: обеспечивает возможность точной стрельбы при различных условиях (например, даже на большой дальности; или после того, как пользователем предприняты физические усилия, приведшие к затрудненному дыханию; или во время движения пользователя, например во время бега или из автомобиля или вертолета; или во время движения цели); минимизирует инциденты с гражданскими лицами и своими войсками; уменьшает сопутствующие потери; повышает безопасность и эффективность боёв и учений; обеспечивает возможность поддержки стрельбы по конкретным частям тела (например, смертельную или несмертельную стрельбу); обеспечивает возможность поддержки стрельбы по конкретным частям других объектов (например, по колесам автомобиля); обеспечивает возможность документирования огневых эпизодов для определения того, правильно ли велась стрельба; обеспечивает возможность поддержки тренировок и разбора операций; и экономит боеприпасы. Кроме того, настоящее изобретение обеспечивает возможность получения вышеупомянутых преимуществ без помощи датчиков движения ствола.
[031] Дополнительно, согласно настоящему изобретению обеспечена система прицеливания для прицеливаемого устройства, содержащая: (а) пользовательский дисплей; (Ь) систему формирования изображений, которая приспособлена для отображения, на пользовательском дисплее, индикатора направления, в котором наведено устройство; (с) пользовательские органы управления для захвата цели, на которую наведено устройство, в соответствии с индикатором; (d) прибор сопровождения для сопровождения цели после ее захвата с помощью указанных пользовательских органов управления; и (е) дальномер для измерения дальности до цели во время сопровождения цели прибором сопровождения.
[032] Также, согласно настоящему изобретению, обеспечен способ захвата цели, включающий в себя шаги, на которых: (а) осуществляют прицеливание прицеливаемого устройства, которое содержит: (i) пользовательский дисплей, (И) прибор сопровождения и (Ш) дальномер, таким образом, чтобы индикатор на пользовательском дисплее, указывающий направление, в котором наведено устройство, был наложен на цель; (Ь) захватывают цель прибором сопровождения; (с) с помощью прибора сопровождения наводят дальномер на цель и (d) измеряют дальность до цели с помощью дальномера.
[033] Другая система прицеливания согласно настоящему изобретению предназначена не только для огнестрельного оружия, но и для любого прицеливаемого устройства, т.е. любого ручного или установленного на штативе устройства, такого как камера или бинокулярный оптический прибор, которое предназначено для наведения на цель. В базовом варианте такая система прицеливания содержит пользовательский дисплей, систему формирования изображений, пользовательские органы управления, прибор сопровождения и дальномер. Система формирования изображений приспособлена для отображения, на пользовательском дисплее, индикатора направления, в котором наведено устройство. Пользовательские органы управления
предназначены для захвата цели, на которую наведено устройство согласно индикатору. После того, как цель захвачена с помощью пользовательских органов управления, прибор сопровождения осуществляет сопровождение цели. Дальномер, который может представлять собой, например, лазерный дальномер или источник структурированного света, измеряет дальность до цели в то время, когда цель сопровождается прибором сопровождения.
[034] В одном из вариантов, использующих лазерный дальномер, этот лазерный дальномер содержит лазер, зеркало, которое управляется с помощью прибора сопровождения таким образом, чтобы отражать свет (обычно - световые импульсы, поскольку лазерный дальномер измеряет дальность путем измерения времени прохождения импульсов до и от цели) от лазера в направлении цели, и приемник света, отраженного от цели. В другом варианте, использующем лазерный дальномер, этот лазерный дальномер содержит лазер, приемник и карданный подвес, управляемый с помощью прибора сопровождения таким образом, чтобы лазерный свет, отраженный от цели, принимался приемником.
[035] В вариантах, использующих лазерный дальномер, прибор сопровождения может быть выполнен лишь с возможностью наведения дальномера на цель (например, как показано на фиг. НА ниже) или с возможностью сканирования цели с помощью лазерного дальномера для измерения как дальности до цели, так и дальности до фона цели. Приведенный ниже фиг. 11В показывает пример одномерного сканирования. Приведенный ниже фиг. НС показывает пример двумерного сканирования.
[036] Пользовательские органы управления могут быть приспособлены для обеспечения возможности захвата цели автоматически или вручную.
[037] Предпочтительно, в число пользовательских органов управления входит механизм захвата цели, который содержит спусковой крючок, клавишу и/или сенсорный экран.
[038] Предпочтительно, система формирования изображений приспособлена для обнаружения цели на основе характеристических признаков цели. Наиболее предпочтительно, система формирования изображений обнаруживает цель путем распознавания контура. Кроме того, наиболее предпочтительно, чтобы система формирования изображений выделяла цель на дисплее. В число предпочтительных характеристических признаков цели входят движение цели, форма цели, относящееся к цели дульное пламя, дальность до цели, ИК-сигнатура цели и "обнаружение изменений", как будет раскрыто ниже.
[039] В соответствующем способе захвата цели, прицеливаемое устройство, которое содержит пользовательский дисплей, прибор сопровождения и дальномер, наводят на цель таким образом, чтобы индикатор на пользовательском дисплее, показывающий направление, в котором наведено устройство, был наложен на цель. Прибор сопровождения захватывает цель и используется для наведения дальномера на цель. После этого дальномер используется для измерения дальности до цели. Предпочтительно, на основе измеренной дальности вычисляются географические координаты цели, которые затем передаются в удаленный пункт.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[040] Настоящее изобретение станет понятнее из последующего подробного раскрытия в сочетании с сопроводительными чертежами, в которых:
[041] Фиг. 1 показывает схематичное изображение системы прицеливания согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения;
[042] Фиг. 2 показывает диаграмму, иллюстрирующую варианты процессора обработки изображений в системе прицеливания согласно настоящему изобретению;
[043] Фиг. 3 схематично показывает пример поля обзора (FOV) системы формирования изображений согласно настоящему изобретению;
[044] Фиг. 4 показывает пример поддержки прицеливания в системе прицеливания согласно настоящему изобретению;
[045] Фиг. 5 схематично показывает пример цели, иллюстрирующий допуски на точность стрельбы в вариантах системы прицеливания согласно настоящему изобретению;
[046] Фиг. 6 схематично иллюстрирует примеры режимов определения точки прицеливания в системе прицеливания согласно настоящему изобретению;
[047] Фиг. 7 схематично показывает вариант реализации системы прицеливания согласно настоящему изобретению для альтернативного применения;
[048] Фиг. 8 схематично иллюстрирует вариант системы прицеливания согласно настоящему изобретению, приспособленный для воздействия на заблаговременно вычисляемый разлет пуль;
[049] Фиг. 9 иллюстрирует общую идею использования прибора сопровождения для наведения дальномера на цель;
[050] Фиг.ЮА-ЮС иллюстрируют три различных варианта дальномера, наводимого вышеуказанным образом;
[051] Фиг. НА иллюстрирует наведение дальномера на заданную точку на цели;
[052] Фиг. 11В иллюстрирует одномерное сканирование цели;
[053] Фиг. НС иллюстрирует двумерное сканирование цел и.
[054] Нижеследующее подробное раскрытие вариантов настоящего изобретения дано со ссылками на сопроводительные чертежи, перечисленные выше. Размеры компонентов и отличительных признаков, показанных на чертежах, выбраны в целях удобства и наглядности пояснения и не обязательно вычерчены в масштабе. По мере возможности, одинаковые ссылочные номера, которые будут использоваться по всем чертежам и всему описанию, относятся к одинаковым элементам.
РАСКРЫТИЕ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[055] Иллюстративные варианты реализации настоящего изобретения раскрыты ниже. Для большей понятности, в раскрытие не обязательно включены все отличительные признаки/компоненты практической реализации.
[056] Фиг. 1 схематично показывает вариант огнестрельного оружия 10, содержащий систему 11 прицеливания, которая обеспечивает возможность захвата одной или более целей пользователем и разрешает стрельбу только тогда, когда система прицеливания определила, что цель будет поражена. С этой целью система 11 прицеливания содержит систему 12 формирования изображений; пользовательский дисплей 14; пользовательские органы управления 16 для захвата/отпускания цели или целей; процессор 18 управления стрельбой (будет раскрыт более
подробно со ссылками на фиг. 2); и привод 20 стрельбы, предназначенный для активации стрельбы. Привод 20 стрельбы может быть механическим, электрическим или электро-механическим и активирует или деактивирует стрельбу, когда нажат спусковой крючок огнестрельного оружия или используются электронные средства управления стрельбой. Тем не менее, обычно система 11 прицеливания имеет функцию перехода в режим ручного управления для того, чтобы обеспечить возможность "беспрепятственной" (обычной) стрельбы. В этой связи, согласно некоторым вариантам, система прицеливания огнестрельного оружия может быть приспособлена для использования в "обычном" огнестрельном оружии, имеющем возможность механической стрельбы, например, в случае, если аккумуляторы системы прицеливания слишком сильно разряжены или если эта система неисправна.
[057] Выбираемый режим: В варианте, относящемся к указанной функции перехода в режим ручного управления, система 11 прицеливания может иметь выбираемую функцию перехода в ручной режим. Иначе говоря, обычная стрельба представляет собой режим, выбираемый пользователем. Этот режим (или свойство) может быть активирован путем приложения большего усилия к спусковому крючку, путем изменения скорости нажатия спускового крючка (быстрого нажатия на спусковой крючок вместо половинного и затем полного нажатия) или в зависимости от дальности (стрельба по целям на малой дальности будет возможна в любом случае, независимо оттого, захвачены они или нет).
[058] Система 12 формирования изображений содержит датчик изображений или камеру 22 и процессор 24 обработки изображений. Камера 22 может представлять собой видеокамеру "день/ночь", например на приборе с зарядовой связью (ПЗС) или КМОП; инфракрасный датчик переднего обзора (FLIR); многоспектральную или гиперспектральную камеру, или любой другой датчик, который обеспечивает возможность сопровождения местоположения цели в своем поле обзора (FOV), включая комбинации вышеперечисленных. В этой связи, система 12 формирования
изображений может объединять данные от более чем одного датчика в одну или более структур или использовать различные входные данные параллельно.
[059] Пользовательский дисплей 14 обычно представляет собой видеодисплей для отображения видеосигнала или поля обзора, визирных нитей, виртуальных изображений (например, ИК-изображений) и других элементов системы 11 прицеливания, которые более подробно будут раскрыты ниже, таких как указания по прицеливанию (фиг. 4), индикатор допуска и маркеры/выделение. Тем не менее, в некоторых вариантах пользовательский дисплей 14 может иметь функцию звукового ввода/вывода и/или сенсорного экрана и т.п. В некоторых вариантах пользовательский дисплей 14 отображает только маркеры в верхней части просвечивающей оптики.
[060] В число пользовательских органов управления 16 входит механизм захвата/отпускания цели системой 11 прицеливания. Механизм захвата/отпускания может быть активирован, например, путем частичного нажатия спускового крючка, что опционально может потребовать времени задержки при нажатии; например, быстрое нажатие обеспечивает возможность обычной стрельбы, а половинное нажатие с последующим полным нажатием активирует систему 11 прицеливания. Кроме того, в число пользовательских органов управления 16 входит также механизм обновления захвата для обновления (регулирования) позиции захвата (позиции в области цели, которая захвачена системой 11 прицеливания). Как известно, эти механизмы могут представлять собой любые походящие средства, например 4-ходовую клавишу, 5-ходовую клавишу и т.д. или миниатюрную рукоятку управления. Пользовательские органы управления 16 могут опционально иметь возможность ввода информации, такой как дальность до цели, скорость/направление ветра и других подобных данных. Тем не менее, входные данные, такие как скорость ветра, дальность до цели и т.п., могут быть оценены или измерены с помощью системы 11 прицеливания. Как будет более подробно раскрыто далее,
использование определенных технологий для оценки дальности до цели является особым отличительным признаком огнестрельного оружия 10 и его системы 11 прицеливания.
[061] Хотя особым отличительным признаком некоторых вариантов системы 11 прицеливания огнестрельного оружия является отсутствие необходимости в датчиках движения ствола, вместо чего система может использовать характеристические элементы фона для вычисления/предсказания как движения цели, так и движения ствола огнестрельного оружия 10 (как будет более подробно раскрыто ниже), система прицеливания может, тем не менее, содержать датчики 32 движения ствола для поддержки вычисления и предсказания позиции ствола и движения пользователя, например колебаний во время стрельбы. В частности, в вариантах, не содержащих датчиков 32 движения ствола, используются характеристические элементы фона в поле обзора, которые облегчают вычисление и предсказание движения. Для того, чтобы это подчеркнуть, датчик (датчики) движения ствола показаны пунктирными линиями в виде блока 34 дополнительных датчиков.
[062] Кроме того, в некоторых вариантах система 11 прицеливания может содержать дополнительные датчики 34, в частности следующие компоненты: микрофон; инклинометр; акселерометр/инерционный датчик; компас; GPS; лазерный дальномер (LRF); прибор для измерения температуры (например, термометр, термопару); барометр; анемометр; и т.д. Эти компоненты могут быть добавлены в систему 11 прицеливания для: повышения точности стрельбы и компенсации факторов окружающей среды, влияющих на точность стрельбы; обеспечения информации, например, с помощью Географической информационной системы (Geographical information system, GIS) и базы данных GIS, которые могут обеспечить возможность определения абсолютного местоположения пользователя и его местоположения относительно своих и вражеских войск; и с целью регистрации событий.
[063] Процессор 18 управления стрельбой в системе 11 прицеливания содержит компьютер 26 управления стрельбой; в предпочтительных вариантах - эпсилон-логический модуль 28; и модуль 30 принятия решения о стрельбе. Компьютер управления стрельбой представляет собой типовой компонент специализированных систем прицеливания и осуществляет такие действия, как вычисление точки прицеливания, отрегулированной по требуемой дальности, ветру, углу наклона и т.д.; и обычно использует баллистические таблицы и/или уравнения для конкретного оружия и боеприпасов. Модуль 30 принятия решения о стрельбе отвечает за прием сигналов от других систем/модулей/процессоров и принятия решения, на основе этих сигналов, о том, может ли быть поражена цель. В предпочтительных вариантах данное решение или, точнее, оценка вероятности фактического попадания (или производные от этого термина), принимается с использованием области цели, именуемой "областью эпсилон-допуска", как будет более подробно раскрыто ниже.
[064] На фиг. 2 показана структура иллюстративного процессора 24 обработки изображений, содержащего: модуль 36 повышения качества изображения; модуль 38 сопровождения фона; модуль 39 вычисления движения ствола (следует отметить, что особым отличительным признаком настоящего изобретения является то, что движение ствола может быть определено на основе характеристических элементов фона, без необходимости в датчиках движения ствола); модуль 40 обнаружения/идентификации цели; прибор 42 сопровождения цели (процессор сопровождения); и модуль 44 оценки дальности. Несмотря на это, в некоторых вариантах процессор 24 обработки изображений не содержит одного или более из следующих элементов: модуль 38 сопровождения фона; модуль 39 вычисления движения ствола; и модуль 44 оценки дальности; все эти компоненты не являются абсолютно необходимыми в большинстве вариантов. Модуль 36 повышения качества изображения отвечает за улучшение качества исходного изображения с
помощью любых известных средств, таких как регулирование усиления и/или технологии сверхвысокого разрешения.
[065] Согласно некоторым вариантам, процессор 24 обработки
изображений может автоматически определять характеристические
элементы в поле обзора (которыми могут быть одна или более
потенциальных целей) на основе предварительно
заданных/автоматических настроек (например, если потенциальная цель движется; похожа на человека, танк и т.п.); в этом случае процессор обработки изображений выделяет цель (например, путем подчеркивания контурной линии или с помощью цвета) на основе различия контуров между потенциальной целью и ее окружением/фоном, или другими средствами. Пользователь может затем выбрать обнаруженную потенциальную цель путем селекции цели (путем указания и захвата потенциальной цели или ее "области" (такой как захватываемая область 56 цели, как будет раскрыто более подробно со ссылками на фиг. 5). Эта область обычно больше, чем область внутри фактических границ цели, что делает цель "больше" и облегчает ее селекцию. В другом варианте пользователь может продолжить сканирование поля, обеспеченного датчиком 22 изображений. В некоторых вариантах селекция цели или области цели может быть осуществлена, если ствол направлен по меньшей мере в точку, находящуюся вблизи цели/области цели, обычно после того, как захват будет "привязан" к центру цели или к другой предварительно заданной точке. Заключение о селекции области цели может быть сделано путем "захвата" точки на (позиции внутри или в окрестности) цели, на которую в данный момент направлено огнестрельное оружие 10. В некоторых предпочтительных вариантах имеется опция захвата цели, состоящая в том, что захваченная точка перемещается в центральную позицию выделенного изображения цели, или захваченная точка может быть перемещена в другую позицию пользователем (т.е. захваченная точка может быть обновлена). В некоторых вариантах система имеет функцию автоматического распознавания цели (ATR), с помощью которой производится распознавание цели, и захваченная точка перемещается в
выбранную или предварительно заданную позицию цели (например, на колесо транспортного средства, ногу военнослужащего и т.п.). В некоторых вариантах система приспособлена для обеспечения возможности селекции частей цели пользователем. В некоторых опциях данного варианта функция автоматического распознавания целей в системе 12 формирования изображений может предлагать пользователю части мишени для селекции.
[066] Согласно фиг. 3, модуль 38 сопровождения фона может идентифицировать отдельные характеристические элементы 46 в поле обзора или, более предпочтительно, группы таких элементов, например одноэтажные дома, многоэтажные дома и деревья, как показано на фиг. 3. Эти статические характеристические элементы 46, идентифицируемые с помощью модуля 38 сопровождения фона, обеспечивают возможность осуществления серии особо важных вычислений для системы 11 прицеливания. Прежде всего, с помощью статических характеристических элементов 46 модуль 38 сопровождения фона может определять относительное движение цели или захваченной цели 48, и таким образом обеспечивается возможность вычисления скорости цели 48, при этом важно, что не требуется датчик (датчики) 32 движения ствола. В дополнение, с помощью статических характеристических элементов 46 обеспечивается возможность вычисления движения ствола, как углового так и поступательного, модулем 39 вычисления движения ствола. В некоторых вариантах, в качестве части указанных вычислений модуль 38 сопровождения фона может осуществлять стабилизацию фона в поле обзора. Еще один важный отличительный признак настоящего изобретения состоит в том, что упреждение цели может быть вычислено без необходимости в каких-либо датчиках движения ствола; вместо этого используются статические характеристические элементы 46 фона, определенные с помощью модуля 38 сопровождения фона. Модуль 38 сопровождения фона определяет позицию статических характеристических элементов 46 фона для модуля 39 вычисления движения ствола с тем, чтобы обеспечить возможность вычисления
движения (и направления) ствола и экстраполяции, относительно местоположения захваченной цели 48, путем сравнения с этими статическими характеристическими элементами. Местоположение захваченной цели 48 также экстраполируется, т.е. вычисляется упреждение, как раскрыто здесь. Как и в предыдущих случаях, если система 11 прицеливания содержит датчик (датчики) 32 движения ствола, модуль 38 сопровождения фона может использовать информацию от этих датчиков для вычисления позиции/направления ствола.
[067] Еще один важный отличительный признак тех вариантов настоящего изобретения, в которых используется датчик (датчики) 32 движения ствола, состоит в том, что модуль 38 сопровождения фона обеспечивает возможность сведения к нулю "блуждания" (датчики движения ствола имеют тенденцию к дрейфу с течением времени), независимо от того, является цель 48 статической или динамической. Система 11 прицеливания может устанавливать "на ноль" или калибровать себя относительно одного или более статических характеристических элементов 46, а не только относительно цели 48, так что даже отсутствует необходимость в захвате цели. Таким образом, упреждение цели может быть вычислено путем вычисления движения цели с использованием статических характеристических элементов 46 (и/или с использованием датчика (датчиков) 32 движения ствола, в случае их наличия) в сочетании с оценкой дальности, баллистическими вычислениями и т.п., осуществляемыми с помощью компьютера 26 управления стрельбой.
[068] Режим калибровки: В некоторых вариантах система приспособлена для обеспечения возможности автоматической калибровки, например путем стрельбы по калибровочной мишени, при которой система идентифицирует позицию попадания и автоматически калибрует себя таким образом, чтобы ожидаемая позиция попадания совпала с фактической позицией попадания; или, согласно еще одной опции, пользователь идентифицирует позицию попадания и маркирует эту
позицию таким образом, чтобы могла быть осуществлена калибровка. Система 12 формирования изображений может осуществлять увеличение в случае, если наблюдение системой позиции попадания затруднено.
[069] В других вариантах система приспособлена для боевой калибровки путем выстрела по цели (при измеренной/известной дальности), фиксации изображения выстрела и маркировки (автоматической или ручной) позиции попадания. Система автоматически калибрует себя соответствующим образом.
[070] Возвращаясь к фиг. 2, отметим, что особый отличительный признак модуля 40 обнаружения/идентификации цели состоит в том, что этот модуль может идентифицировать потенциальную цель на основе движения, поскольку любое движение характеристического элемента в поле обзора является хорошим индикатором потенциальной цели, при этом идентификация движения потенциальной цели осуществляется путем сравнения сопровождаемых статических характеристических элементов 46 фона. Могут также использоваться другие технологии обнаружения цели, например FLIR (обнаружение с помощью ИК-датчика переднего обзора), ATR (автоматическое распознавание цели), на основе дульного пламени, акустические технологии, обнаружение посредством дистанционных систем, "обнаружение изменений" и т.д.
[071] Под термином "обнаружение изменений" имеется в виду сравнение с записанной базой данных. Например, известная система 12 формирования изображений может быть использована, например, для видеозаписи изображения интересующей области (области сканирования потенциального поля боя); или используется другое устройство видеозаписи, и данные от этого устройства загружаются в систему 12 формирования изображений. После возврата к той же самой области, на основе различий или изменений между двумя сценами может быть обеспечена информация для определения потенциальных угроз, которые выделяются на пользовательском дисплее 14. Этот режим определения
изменений обычно требует таких компонентов как GPS, компас или инклинометр, а также компаратор изображений.
[072] Модуль 40 обнаружения/идентификации целей также выделяет потенциальные цели для их выбора пользователем (захвата). Это обычно происходит тогда, когда пользователь сканирует поле обзора, результатом чего является выделение потенциальной цели (например, путем подчеркивания контура, с помощью цвета и т.п.) Важный отличительный признак настоящего изобретения состоит в том, что селекция целей может быть осуществлена на основе видеосигнала в реальном времени путем наведения огнестрельного оружия на область цели; при этом отсутствует необходимость в фиксации кадров с последующей селекцией цели. Таким образом, может быть осуществлена быстрая селекция цели.
[073] В некоторых вариантах выделение может происходить даже в том случае, когда огнестрельное оружие 10 не направлено непосредственно на потенциальную цель, просто в результате перемещения этой потенциальной цели, что обычно показывает, что данная потенциальная цель выбрана правильно. Система 12 формирования изображений будет определять движение цели, выделять цель и, в некоторых вариантах, инициировать автоматический захват, согласно предварительному программированию системы или выбору пользователя. В некоторых вариантах система 11 прицеливания приспособлена для индикации иерархии желательных целей; например, близкую движущуюся цель "ранжируют" выше (что по существу означает более желательную и/или более опасную цель), чем дальнюю движущуюся цель, которую, в свою очередь, ранжируют выше, чем статическую цель, а конкретного живого противника ранжируют выше, чем остальные цели; при этом система прицеливания обычно приспособлена для обеспечения индикации (с помощью символов, цвета, мигания и т.п.). Соответственно, система 11 прицеливания имеет алгоритм, обеспечивающий возможность индикации приоритета для
селекции (путем выделения и, в некоторых случаях, автоматического захвата) конкретных потенциальных целей.
[074] Что касается идентификации целей с использованием движения, то в некоторых вариантах система 11 прицеливания использует информацию о движении потенциальных целей в поле обзора для идентификации целей. Например, скорость потенциальной цели может помочь в ее идентификации; в частности, цель, перемещающаяся быстрее, чем в состоянии перемещаться человек, может показывать, что данный объект представляет собой моторизованное транспортное средство. Еще раз отметим, что особый отличительный признак настоящего изобретения состоит в том, что движение цели, включая скорость, может быть определено с использованием статических характеристических элементов и, следовательно, для этого не требуется датчик (датчики) 32 движения ствола. Таким образом, согласно некоторым вариантам, статические характеристические элементы могут быть использованы для поддержки идентификации движущейся цели и облегчения ее выделения и автоматического захвата.
[075] В некоторых вариантах прибор 42 сопровождения цели в процессоре 24 обработки изображений приспособлен таким образом, чтобы после того, как пользователь осуществил селекцию цели путем ее захвата, он имел затем возможность обновления позиции захвата с помощью пользовательских органов управления 16 (например, с помощью 4-ходовой клавиши, рукоятки управления или шарового координатного указателя). Данный вариант можно считать ручной модификацией или альтернативой вариантов (или вариантом, используемым в сочетании с вариантами), в которых после шага захвата огнестрельное оружие (т.е. система 12 прицеливания) будет автоматически перемещать позицию захвата к центру цели или в иную предварительно заданную позицию. 4-ходовая клавиша может обеспечивать возможность селекции различных целей (например, близкой цели или одного террориста из нескольких) или
различных частей одной и той же цели, таких как ноги цели, вместо торса или головы.
[076] Термин "другая предварительно заданная позиция", например в случае, если цель является человеком, может означать, что в качестве "центра цели" может быть выбран центр груди, а не геометрический центр цели. Следует отметить, что под термином "центр" может пониматься (обычно малая) область или, в активном смысле, селекция такой области. Обычно для определения того, является ли цель человеком, необходимо наличие в процессоре обработки изображений функции автоматического распознавания целей (ATR) или функции обнаружения лица. В этой связи система 11 прицеливания может быть приспособлена для включения в нее базы данных о формах, объектах, моделях, людях и т.п. с целью осуществления надлежащего определения нескольких общих потенциальных целей.
[077] Пользовательские органы управления 16 также могут быть приспособлены для обеспечения возможности селекции альтернативной цели путем выбора конкретной части цели или воздействия на размер эпсилон-области (цель/допуск).
[078] Прибор 42 сопровождения обычно представляет собой электрооптический прибор. Прибор 42 сопровождения принимает изображение одной или более захваченных целей от датчика 22 изображений после обнаружения целей с помощью модуля 40 обнаружения/идентификации, и осуществляет сопровождение цели (целей). Это сопровождение может продолжаться даже вне поля обзора пользовательского дисплея 14 при условии, что цели еще находятся в поле обзора датчика изображений; тем не менее, в некоторых вариантах сопровождение может включать экстраполяцию ожидаемого движения цели и повторный захват цели, когда она снова входит в поле обзора датчика изображений (пример: военнослужащий, который перемещается вне поля обзора датчика изображений или временно перемещается сзади
от закрывающего объекта). В некоторых вариантах система 12 формирования изображений приспособлена к включению в нее функции "приема" цели, которая иначе была бы невидимой, идентифицированной другим огнестрельным оружием, например, от системы прицеливания другого солдата, который видит эту цель. В некоторых вариантах система 12 формирования изображений приспособлена для включения в нее функции сопровождения "призрачного" изображения (цели), например противника, скрывающегося за стеной, который "виден" с помощью другого датчика.
[079] Сопровождение всей сцены: согласно некоторым вариантам, система 11 прицеливания приспособлена для идентификации движения любого объекта в поле обзора и сопровождения некоторых или всех объектов. Пользователь может, хотя и не обязательно, знать об этом сопровождении, однако это сопровождение может быть использовано:
[080] (а) Для управления высокоуровневым сопровождением целей (т.е. сохранения в памяти позиций и движений всех объектов) для ожидания и идентификации пересечения целей и т.д.;
[081] (Ь) Для обеспечения возможности лучшего обнаружения (ранее) движущихся целей, которые затем остановились;
[082] (с) Для изменения уровня безопасности (например, путем уменьшения эпсилон-области) с целью предотвращения попадания в другие движущиеся объекты или в находящиеся поблизости свои войска;
[083] (d) Для обеспечения возможности селекции движущихся целей путем сопряжения движения ствола с движением цели (например, путем выбора ближайшей цели, которая движется в том же направлении, что и ствол), и для предотвращения селекции цели, пересекающейся с ближайшей целью;
[084] (е) Для обеспечения возможности оценки дальности относительно других статических или динамических объектов с известной дальностью (измеренной, вычисленной или оцененной);
[085] В некоторых вариантах система 11 прицеливания содержит дальномер 50, такой как лазерный дальномер (LRF), который может быть использован для ввода добавочной информации в модуль 40 обнаружения/идентификации целей, в частности если функция идентификации в этом модуле обеспечивает предсказание размера объекта.
[086] Прибор 42 сопровождения в процессоре 24 обработки изображений принимает информацию от модуля 38 сопровождения фона и модуля 40 обнаружения/идентификации (или от датчика (датчиков) 32 движения ствола, в случае их наличия) и осуществляет сопровождение цели 48 после ее захвата на основе статических характеристических элементов 46 (или выходных сигналов датчика (датчиков) 32 движения ствола, в случае их наличия).
[087] Модуль 44 оценки дальности "пассивно" оценивает дальность до цели, т.е. без использования дальномера 50. Способы оценки дальности до цели включают в себя использование известного или ожидаемого размера цели в качестве функции дальности; скорости цели; относительного местоположения; фокуса (использование оптического фокуса линз для оценки дальности) и т.д., как было отмечено выше. Как и в предыдущих случаях, если система 11 прицеливания содержит дальномер 50, может быть использована дальность, измеренная с помощью этого дальномера 50.
[088] Указанная информация, независимо от того, получена она в результате оценки, измерения или вычисления с помощью процессора 24 обработки изображений, или поступила через информационные входы (этими входами могут быть пользовательские входы, входы от системных
компонентов, другие информационные входы от дополнительных датчиков 34 и/или внешние информационные входы для приема информации по каналам связи от другой аналогичной системы или внешней системы управления), поступает на процессор 18 управления стрельбой; эта информация, в частности, содержит: (а) информацию об обнаруженных и захваченных целях, такую как местоположение цели, тип цели (например, определенный с помощью функции автоматического распознавания цели), размер цели, форма цели, скорость цели, дальность до цели; (Ь) информацию о движении ствола; и (с) информацию о ближайших своих войсках, гражданских лицах и т.п.
[089] Согласно фиг. 4, в некоторых вариантах пользовательский дисплей 14 содержит указатель прицеливания, показанный на чертеже в виде индикатора позиции цели или прицельной стрелки 52, указывающей на предпочтительную точку прицеливания 53 захваченной цели (даже если цель находится вне поля обзора дисплея 14). Предпочтительная точка прицеливания 53 может по существу представлять собой эпсилон-область 54, подробно раскрытую ниже. Этот указатель прицеливания представляет собой предпочтительный отличительный признак, поскольку стрелок знает, как регулировать прицел, т.е. благодаря ему центр перекрестия прицельных нитей 55 может быть перемещен вдоль прицельной стрелки 52 в направлении точки прицеливания 53. Точка прицеливания 53 может находиться внутри цели и/или области цели, определяемой с помощью эпсилон-логического модуля 28, который будет более подробно раскрыт ниже.
[090] Как было отмечено выше, в предпочтительных вариантах процессор 18 управления стрельбой содержит эпсилон-логический модуль 28. Эпсилон-логический модуль 28 отвечает за вычисление точки/области прицеливания на цели или эпсилон-области 54 (см. фиг. 5 и 6) цели 48. Эпсилон-область 54 используется в модуле 30 принятия решения о стрельбе для принятия решения о стрельбе. Известные из уровня техники системы прицеливания имеют предварительно заданные требования к
точности прицеливания (например, в угловых минутах, МОА), которая не вычисляется автоматически и имеет предварительно заданную форму (точка, круг и т.д.). В отличие от этого, в некоторых вариантах система быстрого прицеливания приспособлена для вычисления динамической эпсилон-области, и размер этой эпсилон-области определяется автоматически, например, дальностью до цели, размерами цели, состоянием огнестрельного оружия и окружающей среды, колебаниями огнестрельного оружия и т.д., а форма эпсилон-области определяется автоматически в соответствии с формой цели.
[091] Эпсилон-логический модуль 28 согласно настоящему изобретению отвечает за вычисление допуска или неточности, которая будет разрешена в системе; в данном случае - допуска на точность стрельбы или прицеливания. Поясним вышесказанное на конкретном примере. Огнестрельное оружие 10 или его система 11 прицеливания может осуществить захват позиции цели 48 (пикселя изображения), а система 12 формирования изображений и процессор 18 управления стрельбой будут определять, внутри какой области вокруг этой позиции/пикселя будет разрешена или инициирована стрельба. В типовых случаях, после захвата точки/пикселя цели 48 система 12 формирования изображений производит регулирование точки/позиции захвата путем ее перемещения в желательную (предпочтительную) позицию, такую как центр цели 48. В этой связи, в результате того, что обеспечена возможность автоматического или ручного регулирования точки захвата, система 11 способна обеспечить возможность захвата цели даже в том случае, когда точка прицеливания просто находится в окрестности цели 48, и не требует, чтобы точка прицеливания находилась внутри физического/определяемого контура цели. Пример этой функции "захвата в окрестности" показан пунктирной линией, задающей область 56 захвата цели (фиг. 5), которая больше, чем область реальной цели. Таким образом, термин "захват" и его производные в настоящем описании и формуле изобретения должны пониматься как захват точки на цели или в ее окрестности.
[092] Фиг. 5 графически иллюстрирует пример эпсилон-допуска (области) с помощью верхней части корпуса цели 48. После захвата цели 48 система 11 прицеливания и, в главным образом, система 12 формирования изображений использует такую информацию как дальность до цели и т.д., описанную выше, для определения эпсилон-области 54, которая может представлять собой сравнительно большую эпсилон-область 54а, если условия это позволяют (например, имеет место слабый ветер или его отсутствие, пользователь остается неподвижным, и дальность до цели мала). С другой стороны, при менее благоприятных условиях с помощью эпсилон-логического модуля 28 может быть вычислена сравнительно малая эпсилон-область 54Ь. В некоторых вариантах эпсилон-область 54 предварительно задается или выбирается пользователем, а не вычисляется.
[093] Эпсилон-допуск (область) может быть вычислен на основе таких факторов как дальность до цели; иначе говоря, поскольку дальность до цели влияет на вероятность точного прицеливания огнестрельного оружия 10, требуемый допуск (допустимая область) для стрельбы может быть отрегулирован соответствующим образом. Еще один иллюстративный фактор представляет собой размер цели; например, если цель велика, то может потребоваться/быть разрешен больший допуск (область), поскольку вероятность точной стрельбы по такой цели выше. Еще один иллюстративный фактор представляет собой тип цели, который может быть определен пользователем или, предпочтительно, системой 12 формирования изображений, содержащей алгоритм распознавания целей, в частности алгоритм автоматического распознавания целей (ATR) для идентификации типа цели. В иллюстративном варианте реализации настоящего изобретения, если цель представляет собой человека или животное, указанный алгоритм может не принимать во внимание руки и/или ноги цели, которые имеют тенденцию к быстрому движению и, следовательно, в них труднее попасть.
[094] Еще один иллюстративный фактор может представлять собой движение цели; иначе говоря, если система 12 формирования изображений определила, что цель движется, в особенности если она движется быстро, алгоритм обработки данных может отрегулировать требуемый допуск на стрельбу и обеспечить возможность быстрой стрельбы для поддержки повышения вероятности попадания и, соответственно, снижения вероятности промаха. Еще один иллюстративный фактор может представлять собой стабильность пользователя; иначе говоря, если пользователь интенсивно движется (например, раскачивается) или быстро перемещается, что обычно определяется путем вычисления движения ствола, алгоритм эпсилон-допуска (области) может отрегулировать требуемый допуск (допустимую область) для стрельбы и в дальнейшем может обеспечить возможность многократной и быстрой стрельбы для поддержки повышения вероятности попадания и, соответственно, снижения вероятности промаха. С другой стороны, если пользователь стабилен, алгоритм обработки данных также может соответствующим образом отрегулировать требуемый допуск (допустимую область) для стрельбы.
[095] Еще один иллюстративный фактор может представлять собой движение фона; данный фактор имеет место при наличии более чем одного движущегося объекта. Это может быть следствием наличия гражданских лиц или своих войск, и эпсилон-допуск может быть отрегулирован соответствующим образом для снижения опасности попадания в такие объекты, не являющиеся целями. С другой стороны, в случае отсутствия движения фона или в случае, если может быть определено, что цель находится далеко от своих войск, система обработки данных может обеспечить возможность менее жесткого допуска.
[096] Согласно указанным примерам допуска, особый отличительный признак настоящего изобретения состоит в том, что для определения допуска может быть использован относительный размер в % области цели (задаваемой контуром цели, сформированным с помощью
системы 12 формирования изображений и отображаемым на пользовательском дисплее 14). Этот относительный размер в % области внутри контура может быть пояснен на следующих примерах: 100% означает, что эпсилон-область 54 имеет такой же размер, что и область цели (область внутри контура); 50% означает, что эпсилон-логический модуль определил, что размер эпсилон-области, разрешенной для стрельбы, составляет половину от области цели; 150% означает, что эпсилон-логический модуль разрешает стрельбу по области, на 50% превышающей фактическую область цели; эта же идея может быть пояснена с использованием количества пикселей вместо размера области.
[097] В некоторых вариантах указанные факторы могут не учитываться, и пользователь может осуществлять выбор допуска/точности, которые должны быть реализованы с помощью данного огнестрельного оружия.
[098] Фиг. 6 графически иллюстрирует примеры режимов обнаружения потенциальной цели в системе 11 прицеливания. В первом режиме обнаружение потенциальной цели осуществляется путем обнаружения контуров (внешних линий, границ), результатом чего является область 58 на основе контура; в другом примере используется направление движения, результатом чего является область 60 на основе направления движения; и в третьем режиме используется порог ИК-излучения, результатом чего является область 62 на основе порога ИК-излучения (например, выше определенной температуры объект будет рассматриваться как потенциальная цель). Эти способы обнаружения цели могут быть использованы по отдельности или в комбинации (в зависимости от конкретной конструкции системы 11 прицеливания, т.е. набора содержащихся в ней компонентов) с целью обнаружения потенциальной цели. Результат указанного обнаружения может быть использован в качестве входной информации эпсилон-логического модуля 28 (модуля определения допуска), и иллюстративное графическое изображение эффективной области цели показано на основе эпсилон
логики, т.е. в виде контура 64 эпсилон-допуска. Результат указанного обнаружения может также быть использован в качестве входной информации прибора 42 сопровождения цели, который выделяет потенциальные цели для их селекции (захвата) пользователем. Дополнительные иллюстративные режимы селекции целей, которые также могут быть использованы по отдельности или в комбинации, включают в себя: общее движение; автоматическое распознавание целей (ATR); соединенные компоненты; обнаружение стрельбы противника (например, по дульному пламени, звуку); обнаружение своих/чужих и т.д. Система 12 формирования изображений может отображать свои войска (например, с использованием ИК-мигания, через каналы связи, GPS и т.д.) или запрещенную область (например, с использованием GIS (географической информационной системы)) и блокировать стрельбу по ним.
[099] Таим образом, система 11 прицеливания в целом выполнена с возможностью обнаружения, выделения и сопровождения целей (например, с помощью электрооптического прибора сопровождения), для определения того, направлено ли оружие 10 таким образом, чтобы цель, согласно ожиданию/расчету, была поражена, и для обеспечения возможности стрельбы в случае, если модуль 30 принятия решения о стрельбе определил, что цель будет поражена (или для предотвращения/блокировки стрельбы в случае, если модуль 30 принятия решения о стрельбе определил, что цель не будет поражена).
[0100] Модуль 30 принятия решения о стрельбе использует входную информацию от системы 12 формирования изображений (например, информацию о движении цели и ствола, оценочную или измеренную дальность и т.д.), компьютер 26 управления стрельбой и эпсилон-логический модуль 28 для определения того, ожидается ли поражение цели, и, следовательно, для принятия решения о том, будет (или нет) произведена стрельба. В результате принятия положительного решения о стрельбе инициируется или разрешается стрельба посредством огневого привода 20 (например, путем передачи сигнала в случае электронного
оружия или путем разрешения стрельбы нажатием на спусковой крючок в случае оружия, приводимого в действие с помощью спускового крючка).
[0101] Возвращаясь к фиг. 1, отметим, что согласно некоторым вариантам система 11 прицеливания может быть выполнена с возможностью включения в нее режима, приспособленного для стрельбы по обнаруженным целям без необходимости в захвате этих целей - "режима без захвата". Здесь система 11 прицеливания не нуждается в пользовательском дисплее 14, приборе 42 сопровождения целей или эпсилон-логическом модуле 28, поскольку селекция целей осуществляется автоматически, без использования или в дополнение к селекции, осуществляемой пользователем; тем не менее, использование эпсилон-логики обычно является предпочтительным. В частности, это может быть предпочтительным в том случае, когда пользователь хочет вести стрельбу во время движения, например, когда солдат осуществляет заряжание, и захват цели (целей) затруднен и/или неэффективен. В этом случае модуль 30 принятия решения о стрельбе разрешит стрельбу только по "серьезным" или "подозрительным" потенциальным целям, например на основе движения цели, температуры, отображаемой ИК-датчиком, с помощью функции автоматического распознавания целей, на основе дульного пламени и т.д.; но не путем детектирования статических контуров. В дополнение во время движения пользователя данный режим может быть также предпочтительным в случаях, когда противник ведет стрельбу из окна или из-за укрытия и затем прячется. В этом "режиме без захвата" алгоритм эпсилон-допуска может быть применен для увеличения допустимой области стрельбы, поскольку это обычно полезно для стрельбы, даже при нахождении рядом с целью. Данный режим не предотвращает стрельбу по захваченным целям (захваченным до или во время этого "режима без захвата"), независимо оттого, была захваченная цель выбрана пользователем или она была выбрана дистанционно.
[0102] Некоторые варианты реализации настоящего изобретения обеспечивают режим стрельбы для подавления противника (режим
"стрельбы на подавление" или "огневого прикрытия") - стрельба для предотвращения/ограничения стрельбы/перемещения противника или, наоборот, для того, чтобы вынудить противника двигаться и тем самым раскрыться. Этот режим является модификацией "режима без захвата" и обеспечивает возможность стрельбы в каждом предварительно заданном периоде времени (обычно порядка сотен миллисекунд), если нажат спусковой крючок, даже если не определена цель или перемещение. Отсчет времени возобновляется в момент выстрела по реальной цели, независимо от того, захвачена или нет цель до перехода в данный режим. Данный вариант обеспечивает возможность использования обнаруженных целей без потери возможности стрельбы на подавление.
[0103] Фиг. 7 показывает альтернативный вариант реализации системы прицеливания согласно настоящему изобретению в виде модифицированной системы На прицеливания для использования в монокулярном или бинокулярном оптическом приборе 10а, имеющем функцию измерения дальности, например, посредством лазерного дальномера. В отличие от системы 11 прицеливания, система На передает информацию от системы 12 формирования изображений на процессор 18а управления активацией лазера, содержащий эпсилон-логический модуль 28 и модуль 30а принятия решения об активации лазера. Процессор 18а управления активацией лазера определяет, упадет ли лазерный луч от лазерного дальномера бинокулярного оптического прибора на желаемую цель, и таким образом обеспечивает точное измерение дальности; в этом случае разрешается подача сигнала 20а активации лазера. Данный вариант реализации особенно подходит для разведчиков, которые хотят передать информацию о местоположении цели в удаленный пункт, например с целью сообщения координат для стрельбы. Для этого в состав системы могут быть включены дополнительные компоненты, такие как система связи 70; GPS 72; компас 74; и инклинометр 76, что поможет в измерении местоположения цели и передаче этой информации в другое место.
[0104] В некоторых вариантах система 11 прицеливания приспособлена для распознавания фактической позиции попадания и момента времени попадания, например, на основе рикошета, пыли или движения в определенный ожидаемый момент времени в определенном ожидаемом месте. На основе распознанной позиции попадания может быть осуществлена автоматическая калибровка путем сравнения ожидаемой и фактической позиций попадания.
[0105] В некоторых вариантах система 11 прицеливания приспособлена для распознавания выстрела из огнестрельного оружия 10, например, на основе вспышки света, наличия и уровня специфического шума, специфических движений огнестрельного оружия (отдача при стрельбе) и т.д. В некоторых вариантах система 11 прицеливания приспособлена для подсчета выстрелов/боеприпасов. В некоторых вариантах датчик 22 изображений содержит датчики вспышек во время стрельбы, т.е. прибор 42 сопровождения будет игнорировать видеокадры от датчика 22 изображений, которые могут прервать нормальное наблюдение поля обзора из-за наличия дульного пламени и резких движений огнестрельного оружия. Таким образом, работа прибора 42 сопровождения может быть приостановлена на несколько миллисекунд и возобновлена после стрельбы.
[0106] В некоторых вариантах система 11 прицеливания приспособлена для распознавания лазерного маркера (красной точки), который может быть образован кодированным лазерным лучом, видимым или невидимым, от огнестрельного оружия или от дистанционного лазера. Этот лазерный маркер отображается на пользовательском дисплее 14 (для связи между пользователями или между пользователем и удаленным пунктом) и может автоматически захватывать обнаруженный лазерный маркер.
[0107] В некоторых вариантах система 11 прицеливания приспособлена для видеозаписи, сбора данных и статистики и обеспечивает возможность воспроизведения видеозаписи.
[0108] В некоторых вариантах система 11 прицеливания приспособлена для приема дистанционно обнаруженных и захваченных целей (с использованием видеосигнала от датчика 22 изображений), при этом дистанционный оператор/пользователь может осуществлять селекцию/захват цели, после чего стрел о к/пользователь может стрелять по дистанционно захваченным целям. Это требует наличия средств связи между дистанционным оператором и системой 11 прицеливания.
[0109] В некоторых вариантах система 11 прицеливания приспособлена для приема внешних/дистанционных команд (что также требует наличия средств связи), например, для прекращения стрельбы. Такие команды могут предпочтительно игнорироваться с тем, чтобы обеспечить возможность стрельбы каждый раз, когда в этом возникает необходимость. Данная модификация может быть полезна в засаде, когда стрельба предпочтительно синхронизируется.
[ОНО] В некоторых вариантах система 11 прицеливания приспособлена для синхронизации стрельбы по целям с другими пользователями. Эта синхронизация стрельбы может быть предпочтительной между такими пользователями как снайперы в ситуации с захватом заложников. Например, только тогда, когда все снайперы нацелились на захваченные цели таким образом, чтобы модуль 30 принятия решения о стрельбе в процессоре 18 управления стрельбой определил, что все снайперы попадут в свои цели, всем снайперам будет дана команда разрешения стрельбы
[0111] В некоторых вариантах огнестрельное оружие 10 с системой 11 прицеливания может быть приспособлено для целей тренировки, стрельбы холостыми патронами или вообще ни к чему из вышеуказанного,
при этом система 11 прицеливания производит подсчет попаданий/промахов. Система 12 формирования изображений может регистрировать всю сессию или только изображения моментов попадания. В другом, тренировочном, варианте система 11 прицеливания содержит цели дополненной реальности (встроенный тренажер) и генерирует графические картинки (такие, как бегущий солдат) на пользовательском дисплее 14. Генерируемая компьютером цель может быть динамической и может определять относительное местоположение пользователя, действия пользователя - такие как стрельбу по цели, а также может имитировать ответную стрельбу по стажеру или попадания в цель. Система 11 прицеливания может подсчитывать попадания/промахи во время тренировки таким же образом, что и в случае стрельбы настоящими боеприпасами. Этот "тренировочный" режим может также использоваться для имитации стрельбы в реальном времени до того, как будет дана реальная команда на стрельбу, что обеспечивает возможность для системы вычислять количество целей, которые могут быть обстреляны (поражены) одновременно, и информировать об этом снайперов (пользователей). Тренировочный режим может также обеспечивать статистику по времени поражения целей, оценку коэффициента успешности стрельбы и т.д., и все эти данные могут вычисляться и отображаться для пользователей и, потенциально, для других лиц, например командиров.
[0112] В некоторых вариантах система 11 прицеливания приспособлена для использования измерения или оценки дальности для: (а) Обеспечения возможности стрельбы без каких-либо ограничений или обеспечения возможности стрельбы по близким целям, даже если захвачена другая цель (поскольку близкая цель обычно более опасна, чем дальняя цель); (Ь) Блокировки стрельбы/сигнализации о стрельбе по цели, находящейся за пределами эффективной дальности для данного огнестрельного оружия; (с) Сигнализации о том, что приближение к данным целям будет бесполезно (поскольку цели, находящиеся на
большой дальности, часто ошибочно оцениваются солдатами, особенно ночью).
[0113] В некоторых вариантах система 11 прицеливания содержит
мультиспектральные или гиперспектральные датчики. Эти датчики
обеспечивают возможность обнаружения и/или идентификации и/или
классификации конкретных целей (или своих войск), например
конкретных униформ (например, по ткани). Эта функция может
использоваться в логическом блоке для "повторного захвата" той же
самой цели (имеющей ту же самую
мультиспектральную/гиперспектральную характеристику) после того, как цель была промаркирована, но затем вышла из поля обзора системы (или скрылась за преградой), после чего снова вошла в поле обзора (или появилась из-за преграды) и т.д.
[0114] Селекция целей на основе траектории движения: В некоторых вариантах система 11 прицеливания приспособлена к обеспечению возможности селекции (захвата) цели в соответствии с траекторией ее движения. Захват движущейся цели может оказаться затруднительным, особенно если пользователь сам движется. В данном варианте обеспечена возможность создания ситуации, при которой путем перемещения ствола, повторяющего перемещение цели (причем эти перемещения могут до некоторой степени не совпадать друг с другом), будет происходить селекция (захват) цели. Например, если цель, перемещающуюся вправо, "сопровождать" путем общего перемещения ствола также вправо, то будет обеспечена возможность селекции этой цели, в отличие от статических целей и целей, перемещающихся в других направлениях. Аналогичный механизм может быть использован для принятия решения о том, стрелять или нет, в отношении цели с аналогичной траекторией движения, даже без захвата этой цели (например, в "режиме приближения", в котором пользователь (пользовател и)/солдат (солдаты) приближаются к цели (целям). Например, это обеспечивает возможность предотвращения стрельбы по
объектам (таким как люди), которые движутся в ином направлении, чем цель, даже если цель была не захвачена, а "выбрана" путем перемещения по одинаковой с нею траектории.
[0115] Режим второй пули: В некоторых вариантах система 11 прицеливания приспособлена для начала работы только после того, как вручную выпущена первая пуля (или несколько пуль). Ручная стрельба сообщает системе о намерениях пользователя, и система может автоматически (или при нажатии клавиши) осуществить захват ближайшей вероятной цели (по точке прицеливания при первом выстреле), благодаря чему будет обеспечена возможность повышения вероятности попадания в цель.
[0116] Заблаговременно вычисленный разлет пуль: Фиг. 8 показывает вариант, в котором система 11 прицеливания приспособлена для инициирования предварительной стрельбы с вычисленным разлетом пуль (путем перемещения перекрестия в различных направлениях относительно 48). Ниже приведен иллюстративный пример такой стрельбы. Первый выстрел направляется на цель 48 и затем имеет место разлет пуль, а именно: первая пуля разлета пуль направляется ниже цели; следующая, вторая пуля разлета пуль направляется с правой стороны от цели; следующая, третья пуля разлета пуль направляется с левой стороны от цели; и следующая, четвертая пуля разлета пуль направляется сверху от цели. Этот разлет пуль осуществляется для того, чтобы повысить вероятность поражения цели (хотя он также увеличивает и вероятность промаха мимо цели). Данный вариант/способ может быть весьма эффективным в случае баллистических проблем, обусловленных ошибками в вычислении поправки на ветер, ошибками в измерении дальности, ошибками в калибровке и т.д., и особенно подходит в случае, когда попадание в цель важнее, чем промах мимо цели. Вычисленный разлет может быть лучше, чем "случайный" разлет при ручной стрельбе. Порядок разлета пуль может быть произвольным, иначе говоря, пользователь осуществляет прицеливание в каком угодно порядке.
[0117] Виртуальный лазерный маркер и передача цели: В некоторых вариантах система 11 прицеливания приспособлена для включения в свой состав и/или использования устройства связи (опционально - системы C4I) для передачи поля обзора каждого солдата и/или передачи целей и для создания "виртуального лазерного маркера" (который является пассивным). Пассивный виртуальный лазерный маркер аналогичен обычному лазерному маркеру; тем не менее, он может использоваться только для индикации или для дополнительного захвата цели (т.е. для автоматического захвата этого виртуального маркера). Данная опция обеспечивает возможность простого распределения целей и превосходной поддержки общего языка (общих виртуальных устройств наведения). Пассивный виртуальный лазерный маркер может также быть использован для приема множества индикаторов захвата цели от внешней системы без необходимости в раскрытии местоположения пользователей/солдат (как это имеет место при маркировке с помощью активных лазерных маркеров).
[0118] Режим/функция безопасности при тренировке: В некоторых вариантах система 11 прицеливания приспособлена для включения в нее режима или функции безопасности при тренировке для повышения (практической дальности) безопасности при тренировке. Здесь система обеспечивает возможность стрельбы только в направлении области цели, например, заданном с помощью угла относительно направления на север (например, с помощью цифрового компаса) или с помощью распознаваемых границ дальности, таких как флаги/визуальные маркеры, при исключении возможности стрельбы по людям. Это аналогично наличию одной большой эпсилон-области, занимающей всю тренировочную зону. GPS может активировать этот режим автоматически.
[0119] Сложная эпсилон-логика: Согласно некоторым вариантам, в одном из режимов системы 11 прицеливания имеет место один или более "эпсилон-комплектов". Поясним это на следующем примере. Может иметь
место конкретный "эпсилон-комплект" для приближения (например, приближения солдат к позициям противника); еще один эпсилон-комплект - для высокоточной стрельбы (снайперской стрельбы); еще один эпсилон-комплект - для прикрывающей стрельбы; и еще один эпсилон-комплект - для режима ответной стрельбы (например, эпсилон может измениться, как только система обнаружила "нахождение под обстрелом", например для того, чтобы пользователь открыл ответный огонь как можно быстрее). В качестве еще одного примера сложной эпсилон-логики можно привести логику, которая требует, чтобы первые несколько выстрелов были сделаны с высокой точностью (малая эпсилон-область 54) и затем разрешает менее точную стрельбу (эпсилон-область большего размера).
[0120] Следует понимать, что настоящее изобретение может быть реализовано как для стандартных, так и для управляемых боеприпасов.
[0121] Еще один отличительный признак настоящего изобретения состоит в том, что устройство прицеливания для огнестрельного оружия (или для любого прицеливаемого устройства, такого как камера или бинокулярный оптический прибор на фиг. 7) оснащено процессором 24 обработки изображений на фиг. 2 и лазерным дальномером 50, в качестве которого используется лазерный дальномер.
[0122] В случае обычного прицеливаемого устройства, лазерный дальномер в качестве автономного устройства или в качестве встроенного компонента прицеливаемого устройства измеряет дальность по линии прицеливания прицеливаемого устройства. Ввиду того, что огнестрельное оружие со встроенным лазерным дальномером или с автономным лазерным дальномером обычно представляет собой ручное устройство, и пользователь обычно совершает колебания, когда он/она наводит это устройство на цель, измеренная дальность может оказаться дальностью до фона или до другой цели, а не дальностью до желаемой цели. Данная проблема усугубляется, если цель движется. Лазерный дальномер может
показать совершенно неправильную дальность или сразу несколько значений дальности.
[0123] Прибор 42 сопровождения, сопровождающий захваченную цель, обеспечивает возможность наведения дальномера 50, такого как лазерный дальномер, на цель, а не вдоль линии прицеливания (line-of-sight, LOS) прицеливаемого устройства, предпочтительно с помощью самого прибора 42 сопровождения, когда он осуществляет сопровождение цели. В приборе 42 сопровождения используется зеркало с двумерным наклоном для наведения импульсного лазерного луча от лазерного дальномера 50 на цель, находящуюся вне линии прицеливания огнестрельного оружия. (Угловое отклонение линии прицеливания от цели увеличено на фиг. 9 для наглядности; обычно угловое отклонение линии прицеливания от цели намного меньше, чем показано на фиг. 9). Из-за вычислительных задержек в приборе 42 сопровождения 42, вслед за захватом цели фактическая точка прицеливания лазерного дальномера 50 располагается в предварительно заданной позиции цели относительно линии прицеливания огнестрельного оружия согласно истории сопровождения цели, например, с помощью фильтра Калмана, как известно из уровня техники.
[0124] Фиг. 10А-10С иллюстрируют три различных варианта дальномера 50, наводимого с помощью прибора 42 сопровождения цели. В варианте на фиг. 10А лазерный луч от лазерного источника дальномера 50 отражается зеркалом в направлении цели. Приемник дальномера 50 зафиксирован относительно огнестрельного оружия и имеет относительно широкое поле обзора для приема лазерного света, который отражается от цели. В варианте на фиг. 10В приемник лазерного дальномера 50 также зафиксирован, однако он имеет более узкое поле обзора, чем приемник на фиг. 10А; соответственно, зеркало выполнено более широким с целью отражения на приемник узкого лазерного луча, отражающегося от цели. В варианте на фиг. ЮС, вместо конструкции с зеркалом, отражающим в направлении цели узкий луч от дальномера 50, применена конструкция, в
которой как лазерный источник, так и приемник смонтированы на карданном подвесе, который наклоняется в двух направлениях, и они наводятся посредством прибора 42 сопровождения на (предсказанное) угловое местоположение цели.
[0125] В одной из групп вариантов, как показано на фиг. НА, прибор 42 сопровождения цели нацеливает дальномер 50 на заданную точку цели, например на центр цели. Предпочтительно, значение, которое фактически используется в качестве измеренной дальности до цели, представляет собой среднее нескольких результатов измерения, полученных с помощью дальномера 50. Еще в одной группе вариантов прибор 42 сопровождения цели сканирует цель и ее ближайшую окрестность с помощью дальномера 50 в одном направлении (вдоль линии, которая пересекается с целью), как показано на фиг. 11В, или в двух направлениях, как показано на фиг. НС. Линейное сканирование, показанное на фиг. 11В, обеспечивает измерение дальности как до цели, так и до фона, и помогает в определении границ цели. В результате локального сканирования, показанного на фиг. НС, формируется цифровая "карта глубины" цели и ее ближайшей окрестности, и таким образом обеспечивается возможность отделения цели от фона.
[0126] Вернемся к фиг. 7. Соединение прибора 42 сопровождения цели (фиг. 2) процессора 24 обработки изображений с дальномером монокулярного/бинокулярного оптического прибора 10а, как было раскрыто выше, обеспечивает систему, которая через систему связи 70 передает географические координаты непрерывно сопровождаемой цели в удаленный пункт, например в контексте системы C4I (Command, Control, Communications, Computers and Information (Команды, Управление, Связь, Компьютеры и Информация)). (Дополнительно или в качестве альтернативного варианта, лазерный луч от дальномера может быть использован при указании цели для ее атаки посредством отдельной оружейной системы, такой как ракета, оснащенная самонаводящейся боеголовкой).
[0127] В альтернативном варианте дальность до цели определяется с использованием структурированного света для освещения области, содержащей цель. Система 12 формирования изображений производит съемку изображения освещенной области, а процессор 24 обработки изображений использует известные способы для вычисления глубины (т.е. дальности) пикселей в снимаемой области.
[0128] Следует понимать, что вышеуказанное раскрытие является лишь иллюстративным; могут быть разработаны другие варианты реализации настоящего изобретении и в него могут быть внесены различные изменения, при этом отличительные признаки, как раскрытые, так и не раскрытые в вышеуказанных вариантах, могут быть использованы по отдельности или в подходящих комбинациях, и настоящее изобретение может быть представлено вариантами, не обязательно раскрытыми здесь.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Система прицеливания для прицеливаемого устройства, содержащая:
(a) пользовательский дисплей;
(b) систему формирования изображений, которая приспособлена для отображения, на указанном пользовательском дисплее, индикатора направления, в котором наведено устройство;
(c) пользовательские органы управления для захвата цели, на которую наведено устройство, в соответствии с указанным индикатором;
(d) прибор сопровождения для сопровождения указанной цели вслед за указанным захватом указанной цели посредством указанных пользовательских органов управления и
(e) дальномер для измерения дальности до указанной цели, когда указанная цель сопровождается указанным прибором сопровождения.
2. Система прицеливания по п. 1, в которой прибор сопровождения содержит лазерный дальномер.
3. Система прицеливания по п. 2, в которой лазерный дальномер содержит:
О) лазер;
(И) зеркало, управляемое с помощью указанного прибора сопровождения таким образом чтобы отражать свет от указанного лазера в направлении указанной цели; и
(Ш) приемник указанного света, отраженного от указанной цели.
4. Система прицеливания по п. 2, в которой лазерный дальномер содержит:
О) лазер;
(И) приемник и
(iii) карданный подвес, управляемый с помощью указанного прибора сопровождения таким образом, чтобы наводить указанный лазер и указанный приемник на указанную цель с тем, чтобы свет от указанного лазера, отраженный указанной целью, принимался указанным приемником.
5. Система прицеливания по п. 2, в которой прибор сопровождения выполнен с возможностью наведения указанного дальномера на указанную цель.
6. Система прицеливания по п. 2, в которой прибор сопровождения выполнен с возможностью сканирования указанной цели с помощью указанного лазерного дальномера с измерением при этом как дальности до указанной цели, так и дальности до фона указанной цели.
7. Система прицеливания по п. 6, в которой сканирование представляет собой одномерное сканирование.
8. Система прицеливания по п. 6, в которой сканирование представляет собой двумерное сканирование.
9. Система прицеливания по п. 1, в которой лазерный дальномер содержит источник структурированного света.
10. Система прицеливания по п. 1, в которой пользовательские органы управления приспособлены для обеспечения возможности автоматического захвата указанной цели.
11. Система прицеливания по п. 1, в которой пользовательские органы управления приспособлены для обеспечения возможности ручного захвата указанной цели.
5.
12. Система прицеливания по п. 1, в которой пользовательские органы управления включают в себя механизм захвата цели, содержащий элемент, выбираемый из группы: спусковой крючок, клавиша и сенсорный экран.
13. Система прицеливания по п. 1, в которой система формирования изображений дополнительно приспособлена для обнаружения указанной цели на основе характеристических признаков цели.
14. Система прицеливания по п. 13, в которой система формирования изображений обнаруживает указанную цель путем детектирования контура.
15. Система прицеливания по п. 13, в которой система формирования изображений выделяет указанную цель на указанном пользовательском дисплее.
16. Система прицеливания по п. 13, в которой характеристические признаки цели включают в себя по меньшей мере один признак, выбираемый из группы: движение указанной цели, форма указанной цели, относящееся к цели дульное пламя, дальность до указанной цели, инфракрасная сигнатура указанной цели и обнаруживаемые изменения.
17. Способ захвата цели, включающий в себя шаги, на которых:
(а) осуществляют прицеливание прицеливаемого устройства,
которое содержит:
(i) пользовательский дисплей, (И) прибор сопровождения и (iii) дальномер,
таким образом, чтобы индикатор на указанном пользовательском дисплее, который показывает направление, в котором наведено
указанное устройство, был достаточно близок к цели для ее захвата указанным прибором сопровождения;
(b) захватывают цель с помощью указанного прибора сопровождения;
(c) используют указанный прибор сопровождения для наведения дальномера на цель и
(d) измеряют дальность до цели с использованием указанного дальномера.
18. Способ по п. 17, дополнительно включающий в себя шаги, на которых:
(d) на основе указанной измеренной дальности вычисляют географические координаты цели и
(e) передают указанные географические координаты в удаленный пункт.
(d)
34 Дополнительные датчики
Пользовательский дисплей
32 Датчик (датчики) движения
12 Система формирования изображений
26 Компьютер управления стрельбой
28 Эпсилон -логический модуль
30 Модуль принятия
решения о стрельбе 24 Процессор обработки изображений
Фиг. 1
24 Процессор обработки изображений
36 Модуль повышения качества изображения
32 Датчик движения
38 Модуль сопровождения фона
39 Модуль вычисления движения ствола
50 Дальномер
40 Модуль обнаружения /идентификации целей
Фиг. 2
42 Прибор сопровождения цели (процессор управления сопровождением)
44 Модуль оценки дальности
70 Связь
14 Пользовательский дисплей
72 GPS
Монокулярный/бинокулярный оптический прибор с лазерным дальномером
10а
16 Пользовательские органы управления
74 Компас 76 Инклинометр
32 Датчик (-и) движения
20а Сигнал управления лазером
18а Процессор управления лазером
12 Система формирования изображений
22 Датчик изображений (камера)
28 Эпсилон -логичекский модуль
30а Модуль принятия решения о работе лазера
24 Процессор обработки изображений
Фиг. 7
Линия прицеливания огнестрельного оружия
Линия прицеливания
Приемник лазерного излучения в лазерном дальномере
Возвратное лазерное излучение (отраженное от цели)
ФИГУРА 10А
Приемник лазерного излучения в лазерном дальномере
Приемник лазерного излучения в лазерном дальномере
Возвратное лазерное излучение (отраженное от цели)
ФИГУРА ЮС
7-я позиция измерения дальности (фон)
ФИГУРА 11В
Направление лазерного дальномера в зависимости от времени
1-я позиция измерения дальности (фон)
19-я позиция измерения дальности (цель)
16-я позиция измерения дальности (цель)
ФИГУРА 11С
К заявке № 201591458
К заявке № 201591458
WO 2014/125471
1/10
PCT/IL2014/050040
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
WO 2014/125471
1/10
PCT/IL2014/050040
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
WO 2014/125471
1/10
PCT/IL2014/050040
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
WO 2014/125471
1/10
PCT/IL2014/050040
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
WO 2014/125471
2/10
PCT/IL2014/050040
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
WO 2014/125471
2/10
PCT/IL2014/050040
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
3/10
PCT7IL2014/050040
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
4/10
PCT/IL2014/050040
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
WO 2014/125471
5/10
PCT/IL2014/050040
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
WO 2014/125471
5/10
PCT/IL2014/050040
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
WO 2014/125471
5/10
PCT/IL2014/050040
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
WO 2014/125471
5/10
PCT/IL2014/050040
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
WO 2014/125471
5/10
PCT/IL2014/050040
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
WO 2014/125471
5/10
PCT/IL2014/050040
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
WO 2014/125471
7/10
PCT/IL2014/050040
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
WO 2014/125471
7/10
PCT/IL2014/050040
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
WO 2014/125471
8/10
PCT/IL2014/050040
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
WO 2014/125471
8/10
PCT/IL2014/050040
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
WO 2014/125471
9/10
PCT/IL2014/050040
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
WO 2014/125471
9/10
PCT/IL2014/050040
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)