CS238024B1

CS238024B1 - Space guarding equipment

Info

Publication number: CS238024B1
Application number: CS871082A
Authority: CS
Inventors: Pavel Panek; Frantisek Rohlicek
Original assignee: Pavel Panek; Frantisek Rohlicek
Priority date: 1982-12-03
Filing date: 1982-12-03
Publication date: 1985-11-13

Abstract

Zařízení podle vynálezu identifikuje přítomnost cizí osoby ve střeženém prostoru tak, že použití vhodného typu laserového dálkoměru umožní zaměřit v libovolném okamžiku souřadnice polohy cíle s takovou přesností > že z následných měření lze rekonstruovat dráhu pohybu cíle a provést analýzu jeho pohybu. Zařízení sestává z laserového ozařovače tvořeného impulsním laserem, jehož svazek je Válcovou čočkou rozprostřen do střeženého prostoru optického přijímače detektujícího odraz laserového svazku od cílů z jednotlivých směrů tvořeného řadou fotodetektorů a vícenásobného dálkoměru o vyhodnocovací částí. Zařízení pracuje s kadencí záblesků 0,1 Hz až 1 000 Hz a informaci o pohybu cílů vyhodnocuje přirovnáním po sobě následující měření jako rozdílový signál.The device according to the invention identifies the presence of a foreign person in a guarded area in such a way that the use of a suitable type of laser rangefinder allows the target position coordinates to be measured at any time with such accuracy that the target's movement path can be reconstructed from subsequent measurements and its movement analyzed. The device consists of a laser irradiator formed by a pulsed laser, the beam of which is spread into the guarded area by a cylindrical lens, an optical receiver detecting the reflection of the laser beam from targets from individual directions formed by a series of photodetectors, and a multiple rangefinder with an evaluation part. The device operates with a flash rate of 0.1 Hz to 1,000 Hz and evaluates information about the target's movement by comparing successive measurements as a difference signal.

Description

Vynález se týká zařízení pro střežení prostoru.The invention relates to a device for guarding a space.

Dosud známá zařízení pro střežení prostoru jsou konstruována tak, že identifikují přítomnost, cizí osoby - narušitele ve střeženém prostoru. Většinou pracují aktivně, to znamená, že vysílají do střeženého prostoru signál ve formě ultrazvukových vln, infračerveného záření nebo mikrovlnného záření a indikují odrazy od překážek, respektive změny v odrazech způsobené přítomností osoby.The previously known space security devices are designed to identify the presence of intruders in the security area. They mostly work actively, that is, they send a signal to the guarded space in the form of ultrasonic waves, infrared radiation or microwave radiation and indicate reflections from obstacles or changes in reflections caused by the presence of a person.

Systémy tohoto typu, aplikované ve střeženém prostoru ve volném terénu, nejsou schopné rozlišit náhodné cíle jako jsou větrem unášené předměty, padající listí, pasoucí se zvěř apod.Systems of this type, applied in a guarded area in open terrain, are unable to distinguish random targets such as windborne objects, falling leaves, grazing game, etc.

Tyto nevýhody odstraňuje zařízení pro střežení prostoru vyznačené tím, že impulsy infračerveného záření vytvářené laserem jsou válcovou čočkou rozprostřeny do prostoru o tvaru kruhové výseče a po odrazu od cílů jsou snímány optickým přijímačem tvořeným objektivem a detekovány v řadě fotodetektorů, z nichž každý je optickým zobrazením přiřazen příslušnému dílu výseče a výskyt cíle a jeho vzdálenosti v něm od zařízení jsou indikovány pomocí vyhodnocovací části.These disadvantages are overcome by the space-monitoring device characterized by the fact that laser pulses of infrared radiation are spread by a cylindrical lens into a circular-sector space and, after reflection from targets, are scanned by an optical receiver formed by a lens and detected in a series of photodetectors, and the occurrence of the target and its distance therefrom from the device are indicated by the evaluation part.

Výhoda zařízení pro střežení prostoru podle vynálezu proti dosud známým systémům spočívá v rozlišení'cílů - osob záměrně narušujících střežený prostor od jiných náhodných cílů.The advantage of the space-guarding device according to the invention over previously known systems lies in distinguishing the targets of persons deliberately disrupting the guarded area from other random targets.

Zařízení podle vynálezu schopné provádět tuto činnost je znázorněno na obr. 1. Impulsní Ed:YAG laser pracující s výkonem cca MW v impulsu o šířce 15 ns a s kadencí 1 Hz, je napájen ze zdroje 2·The device according to the invention capable of performing this activity is shown in Fig. 1. The pulsed Ed: YAG laser operating at a power of about MW in a pulse of 15 ns and with a cadence of 1 Hz, is supplied from power supply 2 ·

Výstupní svazek laseru o divergenci 4 mrad je válcovou čočkou 2 rozprostřen do vějíře s šířkou divergencí 400 mrad. Ve vzdálenosti 300 m je ozařována plocha o výšce 1,2 m a šířce 120 m.The 4 mrad laser output beam is spread by a cylindrical lens 2 into a fan having a 400 mrad divergence width. At a distance of 300 m is irradiated area with a height of 1.2 m and a width of 120 m.

Dolní hranice vějíře je přitom například 40 cm nad porostem terénu. Přijímací objektiv 2 s ohniskovou vzdáleností 15 cm zobrazuje ozářenou plochu na řadu dvanácti fotodetektorů' 5 o rozměru 50 mm x 0,6 mm.The lower limit of the fan is for example 40 cm above the ground. The receiving lens 2 with a focal length of 15 cm shows the irradiated area on a series of twelve photodetectors 5 of 50 mm x 0.6 mm.

Každý člen řady fotodetektorů má tedy plochu 3 mm x 0,6 mm. Dvanáctinásobný dálkoměr £ provede změření doby mezi vysláním laserového impulsu a dopadu odraženého signálu na jednotlivé detektory s rozlišením vzdálenosti 10 m.Thus, each member of the array of photodetectors has an area of 3 mm x 0.6 mm. The 12x rangefinder 6 measures the time between the laser pulse and the reflected signal impact on each detector with a 10 m distance resolution.

Tím je získána informace o okamžité poloze cílů v některém ze segmentů střeženého prostoru. Půdorys střeženého prostoru je nakreslen schematicky na obr. 2. Při prvním měření je zaznamenáno rozložení pevných cílů ohraničujících střežený prostor _7.This obtains information about the immediate position of targets in any of the segments of the guarded area. The plan of the guarded space is shown schematically in Fig. 2. In the first measurement, the distribution of fixed targets bounding the guarded space 7 is recorded.

Tato Informace je vložena dopaměti vyhodnocovací části £. Při dalším měření, které následuje za dobu 1 s, je nově získaná informace porovnána s předcházející a odchylka od prvního měření je identifikována jako cíl se souřadnicí polohy v síti podle obr. 2, například v segmetnu B 9, a to v čase t^.This information is entered by memory of the evaluation part £. In the next measurement, which takes 1 second, the newly acquired information is compared to the previous one, and the deviation from the first measurement is identified as a target with the network coordinate of FIG. 2, for example in Segment B9, at time t1.

Při dalším měření se postup opakuje s tím, že cíl má případně novou polohu. Informace o poloze pohyblivého cíle 9 se předává řídicímu středisku, kde se pohyb cíle bu9 zobrazuje na displeji, nebo se početně zpracovává.The next measurement is repeated with the target possibly having a new position. The location information of the movable target 9 is transmitted to the control center, where the movement of the target is either displayed on the display or processed in a numerical manner.

Početním zpracováním lze vyloučit jako falešné ty cíle, které byly zaznamenány jen jednou nebo ty, jejichž rychlost a charaketr dráhy neodpovídá pohybu člověka ve střeženém prostoru.Numerical processing can exclude as false those targets that were recorded only once or those whose speed and characteristics of the path does not correspond to the movement of a person in the guarded area.

Podle rozlohy a charaketru střeženého prostoru lze namísto impulsního NDsYAG laseru použít i méně výkonného polovodičového laseru nebo jiného typu impulsního laseru. Také počet segmentů ve vějíři a způsob vyhodnocení je možno podřídit konkrétním podmínkám. V rozlehlejším nebo členitém prostoru je výhodné několik systémů popsaného typu spolu kombinovat. Kombinace několika systémů umožňuje získat informaci o poloze narušitele s vyloučením měření vzdáleností.Depending on the size and characteristics of the guarded area, a less powerful semiconductor laser or other type of pulsed laser can be used instead of a pulsed NDsYAG laser. Also the number of segments in the fan and the method of evaluation can be subject to specific conditions. In a larger or articulated space, it is advantageous to combine several systems of the type described. The combination of several systems allows to obtain information about the position of the intruder excluding distance measurement.

Na obr. 3 je schematicky nakreslen případ kombinace dvou systémů. Systém A 10 dává úhlovou souřadnici cíle a*, systém B 11, pracující s časovým fázovým zpožděním za systémem A, dává úhlovou, souřadnici cíle bj. Poloha cíle je potom jednoznačně určena těmito souřadnicemi /a_x, ^/.Fig. 3 schematically illustrates a case of a combination of two systems. System A 10 gives the angular coordinate of the target a *, system B 11, operating with a time phase delay after system A, gives the angular coordinate of the target bj. The position of the target is then unambiguously determined by these coordinates / and _x , ^ /.

Zařízení podle vynálezu se s výhodou využije zejména při střežení rozsáhlých prostorů ve volném terénu diskrétním způsobem.The device according to the invention is advantageously used in particular for guarding large areas in open terrain in a discreet manner.

Claims

SUBJECT MATTERS FROM

Space guarding device, characterized in that the infrared pulse laser (1) is fed by a source (2) and directed through a cylindrical lens (3) to a sector (7) in the shape of a circular sector, which is sensed by an optical receiver an objective (4), behind which a series of photodetectors (5) are arranged, each of which is assigned by optical representation to a respective segment of the sector and whereas the occurrence of the target and its distance is indicated by the evaluation portion (8).