Лазерная локационная система обнаружения и распознавания малоразмерных объек-тов

А. И. Калугин; М. Р. Зарипов; Е. А. Антонов

doi:10.22213/2410-9304-2020-1-9-14

Авторы

А. И. Калугин
М. Р. Зарипов
Е. А. Антонов

DOI:

https://doi.org/10.22213/2410-9304-2020-1-9-14

Ключевые слова:

лазерная локационная система, сканирующее устройство, дальность зондирования, лазерный источник, распознавание объектов, обнаружение объектов

Аннотация

При проектировании современных локационных комплексов помимо поиска крупных летательных аппаратов типа самолетов или вертолетов также возникает задача быстрого обнаружения малоразмерных воздушных объектов, что в свою очередь вынуждает разработчиков данных систем применять в их составе лазерные источники для зондирования воздушного пространства. Целью работы является исследование возможности применения источников лазерного излучения для локации малоразмерных объектов, а также требований к лазерным локационным системам и проблем, связанных с переходом от радиоволнового диапазона к оптическому. В работе рассмотрены проблема обнаружения малоразмерных воздушных объектов и связанный с ней вопрос построения лазерных локационных систем кругового обзора. Описаны методы определения расстояний до объектов и измерения их угловых координат, которые применяются в данных системах. Приведен предполагаемый состав разрабатываемой системы и отмечены основные функции ее частей, а также их взаимодействие. Представлены оценка необходимой мощности лазерного излучения и количество применяемых в системе лазерных источников в зависимости от предельной дальности зондирования. Предложен способ решения поставленной проблемы за счет разделения системы на блок определения угловых координат и блок определения дальности.

Работа выполнена в рамках темы НИР УдмФИЦ УрО РАН «Искусственный интеллект в разработке, обучении и сопровождении экспертных систем представления и использования знаний в естественно-научных, технических и социогуманитарных направлениях» АААА-А19-119092690104-4.

Библиографические ссылки

Zubiaga C.J., Belcour L., Bosch C., Muñoz A., Barla P. Statistical analysis of bidirectional reflectance distribution functions // Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering. 2015. V. 9398. P. 939808 (14). DOI 10.1117/12.2083007.

Zhang H., Wang B. Three-dimensional laser radar range imagery of complex target with rough surfaces // Progress In Electromagnetics Research M. 2018. V. 73, P. 17-24. DOI 10.2528/PIERM18050902.

Li D., Xu L., Xie X., Li X., Chen J., Chen J. Co-path full-waveform LiDAR for detection of multiple along-path objects // Optics and Lasers in Engineering. 2018. V. 111. P. 211-221. DOI 10.1016/

j.optlaseng.2018.08.009.

Carrea D., Abellan A., Humair F., Matasci B., Derron M.-H., Jaboyedoff M. Correction of terrestrial LiDAR intensity channel using Oren–Nayar reﬂectance model: An application to lithological differentiation // Journal of Photogrammetry and Remote Sensing. 2016. V. 113. P. 17-29. DOI 10.1016/j.isprsjprs.2015.12.004.

Сверхбыстрое сканирование пространства импульсным чирпированным лазерным излучением / В. А. Малинов, Н. И. Павлов, А. В. Чарухчев // Оптический журнал. 2019. Т. 86, № 8. С. 83-89. DOI 10.17586/1023-5086-2019-86-08-83-89.

Васильев В. П. Современное состояние высокоточной лазерной дальнометрии // Успехи физических наук. 2018. Т. 188, № 7. С. 790–797. DOI 10.3367/UFNr.2017.04.038147.

Germer T.A. Full four-dimensional and reciprocal Mueller matrix bidirectional reflectance distribution function of sintered polytetrafluoroethylene // Applied Optics. 2017. V. 56, № 33. P. 9333-9340. DOI 10.1364/

AO.56.009333.

Wang K., Zhu J.-P., Liu H., Hou X. Model of bidirectional reflectance distribution function for metallic materials // Chinese Physics B. 2016. V. 25. № 9. P. 094201. DOI 10.1088/1674-1056/25/9/094201.

Yang M., Xu W., Li J., Zhou Z., Lu Y. A modified version of BRDF model based on Kubelka-Munk theory for coating materials // Optik. 2019. V. 193. P. 162982. DOI 10.1016/j.ijleo.2019.162982.

Chen L., Ren Z., Ma C., Chen G. Modeling and simulating the bidirectional reﬂectance distribution function (BRDF) of seawater polluted by oil emulsion // Optik. 2017. V. 140. P. 878-886. DOI 10.1016/

j.ijleo.2017.05.022.

Лабунец Л. В., Борзов А. Б., Ахметов И. М. Регуляризованная параметрическая модель индикатрисы коэффициента яркости шероховатой поверхности // Оптический журнал. 2019. Т. 86, № 10. С. 20–29. DOI 10.17586/1023-5086-2019-86-10-20-29.

Медведев Е. М., Данилин И. М., Мельников С. Р. Лазерная локация земли и леса : учеб. пособие. М. : Геолидар, Геокосмос, 2007. 230 с.

Козинцев В. И., Белов М. Л., Орлов В. М. Основы импульсной лазерной локации. М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2010. 571 с.

Военные применения лазеров: учебное пособие / В. А. Борейшо, Д. В. Клочков, М. А. Коняев, Е. Н. Никулин. СПб. : Балт. гос. тех. ун-т, 2015. 103 с.

Мусьяков М. П., Миценко И. Д., Ванеев Г. Г. Проблемы ближней лазерной локации. М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2000. 296 с.

Харкевич А. А. Спектры и анализ. М.: URSS: ЛКИ, 2009. 240 с.

Высокопроизводительный метод измерений координат объектов в условиях космического пространства / Н. А. Грязнов, С. М. Панталеев, А. Е. Иванов, Д. А. Кочкарев, Д. С. Куликов // Научно-технические ведомости СПбПУ. 2013. Т. 2. С. 197–202.

Карасик В. Е., Орлов В. М. Локационные лазерные системы видения. М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2013. 478 с.