Открытая архитектура комплекса; управляется многоцелевой системой команд и управления UMAS. Технические характеристики платформы: общая длина - 11 м; общая ширина - 3,5 м; вес платформы - 6000 кг; крейсерская скорость - 45 узлов; двигатели - морские дизельные 2 х 470 л. с.; движитель - водоструйный; боевой радиус действия - 300 морских миль; запас топлива - 1000 литров; вес полезного груза - 2500 кг. Варианты полезного груза и оружия: датчики дневного/ночного видения (электронно-оптические/ИК); приборы обнаружения и захвата цели; ESM/ECM ELINT/COMINT; звуковой эхолокатор; система громкого оповещения; системы несмертельного оружия; пушка с автоматической системой стабилизации; противопожарная система.
Тема подводного зрения на XII конференции «Современное телевидение». Доклады ВМА им. Н. Г. Кузнецова (Санкт-Петербург), 15 ЦНИЛ ВМФ (Санкт-Петербург), ФГУП НИИТ (Санкт-Петербург).
I.
Некоторые выводы по использованию поисковых радиоэлектронных средств при проведении поисково-спасательных операций по подъёму вертолёта Ка-27ПС Тихоокеанского флота потерпевшего с четырьмя членами экипажа на борту 26.03.03 г. катастрофу в Уссурийском заливе.
Сложность условий проведения операции была обусловлена тем, что место крушения точно определить не удалось и поиск вёлся в квадрате 2 х 2 км. Наличие сильных течений и ограниченная видимость затрудняли использование обитаемых подводных аппаратов (ПА), а применение штатных гидроакустических средств поиска, в том числе гидролокаторов бокового обзора и эхолотов, не дало желаемых результатов из-за сильного физического и морального износа аппаратуры. Работа водолазов сдерживалась фактором глубины – 74 м. Таким образом, акцент был сделан на использование телеуправляемых ПА, оборудованных видеокамерами и современной гидроакустической аппаратурой. Непосредственно в операции по поиску и подъёму вертолёта участвовали операторы малогабаритного телеуправляемого ПА «Тайгер» и экипаж обитаемого ПА «АС-30». Всю операцию можно условно разбить на четыре этапа:
- поиск вертолёта с помощью гидроакустических средств и МТПА «Тайгер»;
- обследование фрагментов вертолёта с МТПА «Тайгер»;
- остропка и подъём вертолёта штатным СПУ килекторного судна при постоянном видеоконтроле с МТПА «Тайгер»;
- сбор и подъём наиболее важных фрагментов вертолёта, оставшихся на дне, и тел членов экипажа с помощью МТПА «Тайгер».
Район поиска был разбит на квадраты 300 х 300 м, последовательно обследовавшихся эхолотом, обитаемым ПА и МТПРА «Тайгер». Основным недостатком, делавшим невозможной точную навигацию ПА, было отсутствие в районе поиска каких-либо средств гидроакустического позиционирования под водой, что приводило к чрезмерным затратам времени. В первую очередь визуально обследовались сектора, в которых эхолот обнаружил крупные цели. Выход на цели осуществлялся с помощью гидролокатора ПА, работавшего в секторном режиме.
Движение под водой осуществлялось на высоте около полуметра от дна для уменьшения поднятия илистых осадков со дна потоком движителей при поиске вертолёта, а при решении задачи по подъёму на поверхность тел членов экипажа «Тайгер» буквально полз по дну и нередко операторы ориентировались по оставленным в иле следам от рамы аппарата. Анализ поисковых действий привёл к следующим выводам:
- использование двух прожекторных осветителей мощностью по 150 Вт каждый оказалось неэффективным, вследствие чего МТПА вынужден был более 90% поискового времени находиться на отстоянии от дна до 1,5 м – что могло привести к потере аппарата;
- невозможность визуального наблюдения объектов поиска на больших дальностях резко снизила поисковые возможности гидролокатора кругового обзора и, как следствие – снижение поисковой производительности МТПА;
- поднятие илистых осадков при посадке на дно МТПА затрудняло визуальное обследование объектов – в данном случае была бы незаменима ч/б камера с повышенной светочувствительностью, позволяющая различать и визуально классифицировать объекты в воде с практически нулевой видимостью.
Присутствовал разрыв в возможностях средств дальнего гидроакустического обнаружения и ближнего ТВ-вооружения. Этот разрыв, обусловленный слабыми возможностями прожекторных осветителей, сделал невозможным формирование единой системы подводного поиска подводными аппаратами.
Эксперименты, проведённые в целях оптимизации ТВ-средств подводного поиска в ФГУП НИИТ показали, что прожекторные осветители на галогеновых лампах мощностью 150 Вт в ближней зоне поиска имеют такие же возможности, как и лазерные осветители, однако, в дальней значительно уступают им. Использование импульсных лазерных ТВ-систем, работающих в режиме стробированного приёма, значительно повысит поисковые возможности ПА. Использование рассеянной составляющей лазерного излучения позволит получить в водной среде эффект объёмного свечения. Применение данного эффекта представляется исключительно важным в интересах обеспечения навигационной безопасности придонного плавания ПА. Выход в дальнюю зону визуального наблюдения делает предпочтительным использование черно-белого телевидения для поисковых целей. По докладу Зеленского В. В., Курбатова С. П., Мартынова В. Л.
II.
Исследована возможность создания автоматических алгоритмов классификации целей по информации от импульсных лазерных систем подводного видения.
Известно, что основную часть информации, заложенной в изображении, содержат контура, выделение которых на изображении позволяет решить задачу распознавания объектов. Есть предложения использовать для выделения контуров масочные методы, под которыми подразумеваются такие алгоритмы обнаружения контура, когда на участке изображения накладывается маска с некоторыми весовыми коэффициентами, и по отклику на маску судят о наличии или отсутствии контура. Масочные методы могут, в свою очередь, быть реализованы через аппроксимирующие методы (операторы сравнения с эталоном, которые указывают не только на факт наличия или отсутствия контура, но и на направление контура, что позволяет повысить достоверность распознавания изображений.
Известен подход к описанию структуры оптического изображения (СОИ), опирающийся на теорию вероятностей. Применение вероятностных представлений закономерно, поскольку, в силу дискретности и хаотичности распределения в пространстве и во времени световых квантов и фотоэлектронов, процессы формирования изображения по своей природе являются случайными, и значение отклонения единичного кванта от геометрического центра изображения элемента СОИ (точки, линии, края) является случайной величиной. Отсюда возникают аналогии в математическом описании структурообразующих функций теории оптического изображения (а также и теории электрических цепей) и теории вероятности.
Из всех радиоэлектронных средств, устанавливаемых на обитаемых и необитаемых ПА, предназначенных для обзора подводной обстановки, телевизионные – в числе основных. Важное свойство ТВ-средств – возможность получать изображения дна и объектов в виде, наиболее привычном для глаза оператора. Такой недостаток ТВ-систем подводного видения, как малая дальность действия в водной среде (по сравнению, например, с гидроакустическими РЭС) возможно компенсировать применением лазерных осветителей. С другой стороны, повысить эффективность ТВ-системы с лазерной подсветкой можно за счет применения методов цифровой обработки видеоизображений. Представляется вероятным, что алгоритмическое обеспечение канала визуализации блока цифровой обработки позволяет решить задачи:
- расширения динамического диапазона аналогового сигнала;
- - ограничения помех тракту формирования и передачи изображений на видеосмотровое устройство (ВСУ);
- - усиления контрастности изображения (или фрагмента изображения) при оптимальном яркостном распределении;
- усиления контурного препарата изображения, вносящего наибольший вклад в «разборчивость» элементов сцены.
Критерием оценки эффективности алгоритма цифровой обработки видеоинформации, повышающего качество изображения, предъявляемого оператору, специалисты называют прирост вероятности правильного обнаружения (распознавания) в конкретной фоноцелевой обстановке при заданном уровне ложной тревоги.
Представляют интерес алгоритмы автоматической классификации целей по информации от импульсных лазерных ТВ-систем подводного видения, решающих в рамках системы освещения подводной обстановки (СОПО) триединую задачу: обнаружение, классификацию, определение пространственного положения объекта. Структурирование алгоритмов автоматической классификации целей по информации от импульсных лазерных ТВ-систем подводного видения целесообразно осуществлять по направлениям, включающим учет взаимной зависимости хранящихся в видеоизображении используемых классификационных признаков, использование статических характеристик канала распространения сигналов, оптимальные процедуры принятия решения на одном цикле обнаружения и накопления информации о классе цели, унификацию с алгоритмами классификации целей, работающими по информации, получаемыми от других РЭС СОПО.
Известно, что для информационных систем, к которым относится ТВ-система подводного видения, синтез такой процедуры (алгоритма классификации) наиболее целесообразно осуществлять по критерию максимального правдоподобия. Следствием применения этого критерия является алгоритм максимального правдоподобия (МП-алгоритм), сущность которого состоит в вычислении функций правдоподобия для каждого класса алфавита распознаваемых классов и сравнении их между собой. В результате этого сравнения принимается решение о классе цели и вычисляется мера его достоверности. Анализ МП-алгоритма классификации приводит к выводу, что возможность упрощения его модернизации обусловлена простотой корректировки баз данных статистических характеристик классификационных признаков, лежащих в основе функционирования алгоритмов.
III.
Необходимое условие проведения научно-исследовательских и аварийно-спасательных работ на обитаемых ПА в придонном режиме – подсветка. Штатные прожекторные осветители активных ТВ-систем подводного наблюдения обеспечивают возможность визуального обзора пространства оператором на дальностях, не превышающих 0,7Zb. Для среды с показателем ослабления, равным (0,2-0,3) м – 1 это составляет 15-17 м. Из-за больших затуханий прожекторные осветители могут быть использованы только в ближней зоне поиска ПА, которая, исходя из практики эксплуатации, составляет примерно (0,5-0,7)Zb.
Такие небольшие дальности не позволяют применять обитаемые аппараты для поиска аварийных подводных объектов на скоростях, превышающих 1-2 узла. Это вызвано требованием безопасности экипажа, а также малым временем нахождения объекта поиска на экране монитора. Учитывая инерционности зрения глаз оператор должен успеть в условиях дефицита времени выявить искомые объекты на фоне ложных целей. Таким образом, малые отстояния от грунта, вызванные слабой эффективностью прожекторных осветителей активных ТВ-систем, и низкая поисковая скорость ведут к снижению поисковой производительности обитаемых ПА.
При проведении практических экспериментов в бассейне НИИ Телевидения была предложена подсветка подводного пространства лазерными осветителями. Смысл этой идеи – небольшие по сравнению с прожекторными затухания в воде вследствие монохроматичности (длина волны – 532 нм) и использования зелёно-голубой части спектра. При средней мощности импульсного лазерного осветителя на алюмоиттриевом гранате, легированном трёхвалентным неодимом, равной 2 Вт и показателе ослабления в воде, равном 0,2 м – 1, дальность подсветки возросла почти в три раза и составила 40-44 м.
При проведении эксперимента наблюдался эффект объёмного свечения, который заключался в образовании вокруг лазерного пучка «светового ореола». Это стало возможным в результате процесса многократного рассеяния носителей света – фотонов, испускаемых лазерным осветителем. При анализе результатов эксперимента применялась теория переноса излучения. Получено решение уравнения, описывающего перенос излучения в общем случае нестационарного светового поля без учета состояния поляризации светового пучка.
Таким образом, полученный эффект даёт возможность наблюдать объекты и навигационные препятствия аварийно-спасательными ПА в дальней зоне поиска (свыше 0,7 Zb) по всей длине сформированного лазерным осветителем светового потока. А. Барсуков, журнал "ТКТ", № 6, 2004 г.
Серия сообщений "Плавсредства":корабли, подлодки, аквароботы
Часть 1 - Судовой морг - необходимая деталь круизного лайнера
Часть 2 - "Бутылочная почта" способна вызвать экологическую катастрофу
...
Часть 4 - Базовые и корабельные противолодочные самолеты и вертолеты
Часть 5 - Движители плавающих объектов.
Часть 6 - Беспилотное надводное транспортное средство (сторожевой катер) SeaStar
Часть 7 - Плавающий дворец
Часть 8 - ПЛАВАЮЩИЙ ТРАКТОР
...
Часть 11 - ПОСАДКА НА МОРСКУЮ ПОВЕРХНОСТЬ
Часть 12 - Как использовать круизные лайнеры, оставшиеся из-за пандемии без туристов?
Часть 13 - Газогенераторному автотранспорту понадобятся кочегары из числа безработных
Открытая архитектура комплекса; управляется многоцелевой системой команд и управления UMAS. Технические характеристики платформы: общая длина - 11 м; общая ширина - 3,5 м; вес платформы - 6000 кг; крейсерская скорость - 45 узлов; двигатели - морские дизельные 2 х 470 л. с.; движитель - водоструйный; боевой радиус действия - 300 морских миль; запас топлива - 1000 литров; вес полезного груза - 2500 кг. Варианты полезного груза и оружия: датчики дневного/ночного видения (электронно-оптические/ИК); приборы обнаружения и захвата цели; ESM/ECM ELINT/COMINT; звуковой эхолокатор; система громкого оповещения; системы несмертельного оружия; пушка с автоматической системой стабилизации; противопожарная система.
