Меню

Главная
Случайная статья
Настройки
Средства обнаружения
Материал из https://ru.wikipedia.org

Средства обнаружения, обнаружители — устройства, в которых совмещены функции получения информации о внешней среде, обработки, распознавания полученной информации для выделения сигналов, характерных для объектов определенного класса.[1] Выделенный сигнал может использоваться для автоматического обнаружения объекта.[2] При обнаружении допустимы только два решения: сигнал есть или сигнала нет. Любые промежуточные решения исключаются.[3]:119 Проблема обнаружения возникает в случае, если сигналы принимаются на фоне помех естественного или искусственного происхождения.[3]:118 Обнаружение при наличии помех происходит в условиях неопределенности, когда человек или автоматическое устройство не располагает полной информацией.[4] Также возможна дальнейшая обработка выделенного сигнала для получения дополнительной информации.[5]

Содержание

Технические средства

На практике в технических средствах решается задача связанная с приемом слабых сигналов с учётом внутренних шумов и внешних помех[6]:4 при ограниченном времени или числе наблюдений.[6]:155 Минимальная величина энергии сигнала, которая позволяет определить и различить сигнал на фоне шума при заданной вероятности обнаружения и вероятности ложной тревоги называется пороговым сигналом.[7]

Датчики тревоги (извещатели) формируют тревожный сигнал при обнаружении объекта.[8][9][10]:7 СССР и России исторически сложилось использование (в зависимости от отрасли) двух разных терминов для датчиков тревоги: извещатели и средства обнаружения.[11]:53

Локаторы дополнительно к обнаружению объекта определяют его координаты или распознают его форму с использованием электромагнитных или звуковых волн.[12]

Детекторы обнаруживают энергию, физические поля, излучения с последующим использованием обнаруженного сигнала.[13]

Обнаружение

Обнаружение объекта — установление наличия объекта в определённом районе пространства путем приема и обработки сигналов и помех[14]. Принятие решения об обнаружении объекта происходит по определённому правилу оценки сигналов после выделения сигналов из помех[15]. Факт наличия цели устанавливается с вероятностью не ниже заданной[16]. Обнаружение производится в результате выделения объекта на окружающем фоне. Выделяемые объекты по одному или нескольким признакам относятся к интересующему типу целей.[17]

К процессу обнаружения может быть применен теоретический анализ в случаях когда процесс связан с измерением или счётом.[6]:154

Физические являения, составляющие объективную основу обнаружения объектов:[18]:68
  • отражение энергии
    • радиоволн;
    • света;
    • звука;
    • других видов;
  • излучение энергии
    • ИК диапазона;
    • радиоволн;
    • света;
    • звука;
  • возмущение среды объектом.[18]:71


При наличии поля зрения, его качественные или количественные различия двух частей, видимых одновременно или последовательно, называются контрастом.[19] Контрастность объектов бывает оптическая, тепловая (инфракрасная), радиолокационная, магнитная.[20] Возможность обнаружения и сопровождения объекта средствами обнаружения зависит от контрастности отраженного или испускаемого объектом сигнала, для определения вида и типа цели необходима констрастность также по фазовым и поляризационным характеристикам сигнала. Контрастность цели определяется степенью отличия сигнала от фона собственных шумов средства обнаружения, естественных и искусственных помех.[21]

Теория средств обнаружения в математике рассматривается рамках теории поиска,[22]:4 которая занимается задачами определения положения объекта (задачами поиска) с учётом несовершенства реальных средств обнаружения и наблюдателей.[23]:9

Обнаружение отличается от распознавания, при котором определяется класс объекта[24]. При этом поиск, как правило, организуют, чтобы обнаружить объекты определённого класса (косяки рыбы, воздушные объекты и т.п.), скорость движения которых лежит в определённых пределах[22]:17.

Степень автоматизации:
  • визуальное или зрительное — обнаружение в результате наблюдения невооружённым глазом или с применением оптических приборов[14][25];
  • автоматизированное — обнаружение производится оператором, а дальнейшее сопровождение объекта и определение его координат выполняется техническим средством[26];
  • автоматическое — техническим средством вырабатывается решение о наличии объекта и его параметрах[2].


Объекты обнаружения

Объектами могут являться различные предметы, расположеные в разных средах, например: летательные аппараты, предметы на поверхности Земли, промысловая рыба и морские животные и т.д.[22]:6 Процесс поиска в значительной степени зависит от свойств объекта обнаружения и параметров технических средств обнаружения.[22]:7 Методами радолокации изучаются метеорологические объекты: области выпадения осадков и связанные с ними явления (облака, грозы).[27] С помощью лазерной локации можно исследовать облака и аэрозоли в атмосфере.[28]

Объект должен иметь характерные особенности:
  • свойства объекта отличаются от свойств среды, в которой осуществляется поиск;
  • информация о расположении объекта до начала поиска и в его процессе носит неопределённый характер.[22]:6


Обзор пространства

Процесс исследования среды для обнаружения объектов называется обзор пространства,[29] в том числе при использовании средств обнаружения без движущихся частей.[30]

Слежение за неподвижной областью

Сигнальные средства обнаруживают объект в заданной области. Это может производится при достижении заданной величины одним из параметров сигнала, поступающего от объекта.[31]:7

Датчики цели в результате взаимодействия с целью выдают сигнал, приводящий в действие огневую цепь взрывателей.[32]

Реле механические перемещения подают сигнал при приближении объекта к заданной точке, пересечении линии, поверхности объектом.[33]

В нестационарных параметрических полях (температур, давлений, скоростей и прочих) можно выделить зоны имеющие определённые значения. Задачей поиска является обнаружение таких зон поля, задачей слежения — контроль за перемещением таких зон поля. Просмотр поля может быть осуществлен двумя способами: сканированием лучом и опросом комплекса точечных датчиков.[34]

Технические средства обнаружения пожара: пожарный извещатель, спринклер.[35]

Слежение за движущимся объектом

Координатор — блок приборов, предназначенный для определения положения и параметров движения цели при наведении (самонаведении) на объект.[36] Сопровождение объекта координатором в автоматическом режиме возможно только после захвата.[37] Например, координатор может быть закреплен в передней части ракеты и измерять угловые отклонения объекта от оси ракеты. Величина угла может быть пропорциональна напряжению или току на выходе координатора,[38]:9 которые являются параметрами рассогласования. Иногда координаторы отождествляют с головками самонаведения.[39] Коордианторы следят за положением одного или нескольких объектов.[31]:13

В астрономии следящие системы с оптико-электронными координаторами ведут (гидируют) трубу телескопа вслед за объектом[40]:6.

Сканирование

Сканирование — анализ исследуемого пространства путем последовательного передвижения поля зрения устройства;[41] разложение изображения на отдельные элементы.[42]

При поиске объекта узкий луч радиолокатора последовательно проходит все точки пространства в заданом секторе. Последовательный обзор пространства осуществляется по одному из законов двухмерной развертки.[43] Развертывающим устройством осуществляется однозначное преобразование пространственной величины в зависимость от времени. Развертывающим устройством может быть: световой луч; небольшое отверстие в движущемся экране; электронно-лучевой прибор и т.п.[44]

Разложение изображения на отдельные элементы производится растровой системой (растром) из однотипных элементов (отверстий, линз, призм и т.д.). Растр производит структурное преобразование направленного пучка света. Если элементы растровой системы обладают фокусирующим действием, то такие системы называют оптическими.[45]

Локатор — устройство для определения расположения объекта в заданой системе коордиант.[46] Локаторы определяют положение объектов с использованием шкал.[31]:10 Радиолокаторы, гидролокаторы и оптические локаторы решают задачи по определению местоположения объектов, слежению за объектами, распознаванию объектов.[47]

Телевизионная система — поисковая сканирующая система без функционального преобразования изображения.[34] Телевизионные системы обнаружения и визулизации используются в дефектоскопии, ориентации летательных аппаратов, медицинской диагностике и других областях.[48] Технические средства, использующие телевидение, могут обеспечивать визуальное опознавание объектов, которые не обнаруживаются в радио и инфракрасных диапазонах. Для использования необходима соответствующая освещённость и световая контрастность объекта.[49]

Ручные, грунтовые металлоискатели имеют конструкцию в виде антенны на ручке. Место расположения металлического объекта определяется путём движения антенны вблизи объекта.

Примечания
  1. Средство обнаружения (СО) // Магауенов Р. Г. (ред.) Толковый словарь терминов по системам физической защиты. Второе переиздание —М.: Секьюрити Фокус, 2012.
  2. 1 2 Автоматическое обнаружение цели // Вержиковский А.П. и др. Краткий словарь по радиоэлектронике —М.: Воениздат, 1980.
  3. 1 2 Васин В.В., Степанов Б.М. Справочник-задачник по радиолокации —М.: Советское радио, 1977.
  4. Статистических решений теория // Энциклопедия современной техники. Автоматизация производства и промышленная электроника. Том 3 (Погрешность решения — Телеизмерительная система частотная) —М.: Советская энциклопедия, 1964.
  5. Выделение сигнала из шума // Энциклопедия современной техники. Автоматизация производства и промышленная электроника. Том 1 (А – И) —М.: Советская энциклопедия, 1962.
  6. 1 2 3 Сиверс А.П. (ред.) Пороговые сигналы —М.: Советское радио, 1952.
  7. Пороговый сигнал // Вержиковский А.П. и др. Краткий словарь по радиоэлектронике —М.: Воениздат, 1980.
  8. Средство обнаружения (СО) // Магауенов Р. Г. (ред.) Толковый словарь терминов по системам физической защиты. Второе переиздание —М.: Секьюрити Фокус, 2012.
  9. Извещатель охранный (пожарный) // Магауенов Р. Г. (ред.) Толковый словарь терминов по системам физической защиты. Второе переиздание —М.: Секьюрити Фокус, 2012.
  10. Нестеров О.Н., Свиридюк П.К., Яхнис Л.Н. Справочник проектировщика производственной связи —М.: Радио и связь, 1981.
  11. Магауенов Р.Г. Системы охранной сигнализации: основы теории и принципы построения —М.:Горячая линия-Телеком, 2004.
  12. Локатор // Горохов П.К. Толковый словарь по радиоэлектронике. Основные термины: около 6 000 терминов —М.: Русский язык, 1993.
  13. Детектор // Корнеева Т.В. Толковый словарь по метрологии, измерительной технике и управлению качеством. Основные термины: около 7000 терминов —М.:Рус.яз., 1990.
  14. 1 2 Обнаружение цели // Военный энциклопедический словарь. Том II —М.: Большая российская энциклопедия, 2001.
  15. Первичная обработка радиолокационной информации // Вержиковский А.П. и др. Краткий словарь по радиоэлектронике —М.: Воениздат, 1980.
  16. Обнаружение цели // Вержиковский А.П. и др. Краткий словарь по радиоэлектронике —М.: Воениздат, 1980.
  17. Обнаружение цели // Авиация: Энциклопедия —М.: Большая Российская энциклопедия, 1994.
  18. 1 2 Справочник офицера противовоздушной обороны —М.: Воениздат, 1978.
  19. Контраст // Горохов П.К. Толковый словарь по радиоэлектронике. Основные термины: около 6 000 терминов —М.: Русский язык, 1993.
  20. Контрастность цели (объекта) // Словарь ракетных и артиллерийских терминов. — М.: Воениздат, 1988.
  21. Контрастность цели // Авиация: Энциклопедия —М.: Большая Российская энциклопедия, 1994.
  22. 1 2 3 4 5 Абчук В.А., Суздаль В.Г. Поиск объектов —М.: Советское радио, 1977.
  23. Хеллман О. Введение в теорию оптимального поиска —М.: Наука, 1985.
  24. ГОСТ Р 59971-2021 Средства наблюдения, навигации, связи и автоматизации организации воздушного движения гражданской авиации Российской Федерации. Тактико-технические требования пп. 2.1.13, 2.1.17
  25. Наблюдение // Военный энциклопедический словарь. Том II —М.: Большая российская энциклопедия, 2001.
  26. Автоматизированная радиолокационная станция // Вержиковский А.П. и др. Краткий словарь по радиоэлектронике —М.: Воениздат, 1980.
  27. Радиолокация // Метеорологический словарь —Л.: Гидрометеоиздат, 1974.
  28. Лазерная локация // Метеорологический словарь —Л.: Гидрометеоиздат, 1974.
  29. Обзор пространства // Гидроакустическая энциклопедия. Под общ. ред. В.И. Тимошенко —Таганрог: Издательство ТРТУ, 1999.
  30. Одновременный обзор пространства / Обзор // Горохов П.К. Толковый словарь по радиоэлектронике. Основные термины: около 6 000 терминов —М.: Русский язык, 1993.
  31. 1 2 3 Коростелев А.А. Автоматическое измерение координат —М.: Военное издательство министерства обороны СССР, 1961.
  32. Датчик цели взрывателя // Словарь ракетных и артиллерийских терминов. — М.: Воениздат, 1988.
  33. Реле механическое//Энциклопедия современной техники. Автоматизация производства и промышленная электроника. Том 3 (Погрешность решения — Телеизмерительная система частотная) —М.: Советская энциклопедия, 1964.
  34. 1 2 Нестационарных полей контроль // Энциклопедия современной техники. Автоматизация производства и промышленная электроника. Том 2 (К – Погрешность измерения) —М.: Советская энциклопедия, 1962.
  35. ТР ЕАЭС 043/2017 Технический регламент Евразийского экономического союза "О требованиях к средствам обеспечения пожарной безопасности и пожаротушения" п.6
  36. Координатор//Военно-морской словарь —М.: Военное издательство, 1990.
  37. Захват цели // Вержиковский А.П. и др. Краткий словарь по радиоэлектронике —М.: Воениздат, 1980.
  38. Куркоткин В.И., Стерлигов В.Л. Самонаведение ракет —М.: Военное издательство министерства обороны, 1963.
  39. Координатор//Словарь ракетных и артиллерийских терминов. — М.: Воениздат, 1988.
  40. Криксунов Л. Следящие системы с оптико-электронными координаторами — М.:Техника, 1991.
  41. Сканирование // Корнеева Т.В. Толковый словарь по метрологии, измерительной технике и управлению качеством. Основные термины: около 7000 терминов —М.:Рус.яз., 1990.
  42. Сканирование // Корнеева Т.В. Толковый словарь по метрологии, измерительной технике и управлению качеством. Основные термины: около 7000 терминов —М.:Рус.яз., 1990.
  43. Сканирование // Энциклопедия современной техники. Автоматизация производства и промышленная электроника. Том 3 (Погрешность решения — Телеизмерительная система частотная) —М.: Советская энциклопедия, 1964.
  44. Развертка во времени // Новый политехнический словарь/ Гл. ред. А. Ю. Ишлинский. — М.: Большая Российская энциклопедия, 2000.
  45. Растр // Фотокинотехника —М.: Советская энциклопедия, 1981.
  46. Локатор // Словарь ракетных и артиллерийских терминов. — М.: Воениздат, 1988.
  47. Локатор // Авиация: Энциклопедия —М.: Большая Российская энциклопедия, 1994.
  48. Телевидение // Физическая энциклопедия, т.5. Стробоскопические приборы —Яркость —М.: Большая Российская энциклопедия, 1998.
  49. Телевизионная головка самонаведения // Вержиковский А.П. и др. Краткий словарь по радиоэлектронике —М.: Воениздат, 1980.
Downgrade Counter