БОРТОВАЯ АКТИВНО-ИМПУЛЬСНАЯ СИСТЕМА ПОДВОДНОГО ВИДЕНИЯ ЧЕРЕЗ ГРАНИЦУ РАЗДЕЛА «ВОЗДУХ-ВОДА»
Аннотация
Целью данной работы является создание системы обнаружения подводных объектов, пред- назначенная для установки на надводные платформы (летательные аппараты или дистанционно пилотируемые летательные аппараты). Системы такого типа могут применяться для решения широкого спектра задач в различных областях народного хозяйства: поиск редких рыб и морских млекопитающих, определение путей их миграции, диагностика и прокладка подводных трубопро- водов и сетей волоконных кабелей, контроль загрязнения толщи морских вод, поиск затонувших кораблей и археологических ценностей, проведение спасательных работ. Для решения данной за- дачи был описан процесс распространения лазерного излучения до объекта через границу раздела «воздух-вода», смоделирована взволнованная морская поверхность, предложен ряд математиче- ских допущений и приближений. В практической части была разработана структурная схема лазерной оптико-телевизионной активно-импульсной системы подводного видения, включающая в себя приемный и передающий каналы, а также устройство управления, состоящее из блока обра- ботки изображений и контроллера управления. В состав приемного канала вошел электронно- оптический преобразователь III+ поколения, высокочувствительный в спектральном диапазоне прозрачности морской воды. Основным элементом передающего канала является высокоэффек- тивный импульсный лазер, излучающий в спектральном диапазоне прозрачности морской воды. Собранный прибор прошел полевые испытания, в результате которых стало понятно, что обна- ружение и распознавание подводных целей с борта летательного аппарата через границу раздела «воздух-вода» по сформированному изображению возможно, предельная дальность обнаружения и распознавание подводных целей активно-импульсной системы подводного видения с борта ле- тательного аппарата через границу раздела «воздух-вода» в основном определяется: затуханием оптического излучения в морской воде и мощностью подсвечивающего лазерного импульсного из- лучения, При этом, отличительной особенностью работы активно-импульсной системы подвод- ного видения является то, что увеличение дальности обнаружения и распознавания практически прямо пропорционально до определенного уровня мощности лазерного излучения, а дальнейшее увеличение мощности приводит к незначительному увеличению дальности
Список литературы
1. Tan Y.Z. et al. Overview of Chinese and American marine airborne LiDAR // The International Archives
of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. – 2020. – Vol. 42.
– P. 111-115.
2. Mariani P. Range-Gated Imaging System for Underwater Monitoring in Ocean Environment
Quincoces // Sustainability. – 2019. – 11, 162. – P. 1-13.
3. Tulldahl H.M., Pettersson M. Lidar for shallow underwater target detection // Electro-optical remote sensing,
detection, and photonic technologies and their applications. – SPIE, 2007. – Vol. 6739. – P. 55-66.
4. Rumbaugh L.K. et al. A 532 nm chaotic lidar transmitter for high resolution underwater ranging and
imaging // 2013 OCEANS-San Diego. – IEEE, 2013. – P. 1-6.
5. DeWeerts M.J. Detection of Underwater Military Munitions by a Synoptic Airborne Multi-Sensor
System // BAE Systems Spectral Solutions, Honolulu (HI). – 2010.
6. Birkeland j. The potential of lidar as an antisubmarine warfare sensor: diss. – University of Glasgow,
2009.
7. Swain R., Easton R. Sea mines: the low-end threat in the high-end fight // Proceedings Products, August.
– 2021. – Vol. 147/8/1,422.
8. Карасик В.Е., Орлов В.М. Локационные лазерные системы видения. – М.: Изд-во МГТУ им.
Н.Э. Баумана, 2013. – 480 с. – ISBN 978-5-7038-3667-5.
9. Грузевич Ю.К., Альков П.С., Балясный Л.М., Чистов О.В. Лазерная оптико-телевизионная ак-
тивно-импульсная система подводного видения // Подводные исследования и робототехника.
– 2024. – № 3 (49). – С. 62-75.
10. Maccarone А. Submerged single-photon lidar imaging sensor used for real-time 3d scene reconstruction
in scattering underwater environments // School of Engineering and Physical Sciences, Heriot-
Watt University, Edinburgh EH14 4AS, UK.
11. Лучинин А.Г., Сергиевская И.А. О флуктуациях светового поля под взволнованной поверхно-
стью моря // Известия АН СССР. Физика атмосферы и океана. – 1982. – Т. 18, № 8. – С. 850-858.
12. Лучинин А.Г. О некоторых свойствах сигнала обратного рассеяния при лазерном зондировании
верхнего слоя океана через взволнованную поверхность // Известия АН СССР. Физика атмо-
сферы и океана. – 1987. – Т. 23, № 9. – С. 976-983.
13. Вебер В.Л. О влиянии волнения на качество изображения подводного объекта, полученного при
наблюдении через морскую поверхность // Оптика атмосферы и океана. – 1992. – Т. 5, № 8.
– С. 869-875.
14. Вебер В.Л., Лучинин А.Г. Влияние корреляционных эффектов на характеристики изображения
дна водоема, наблюдаемого через взволнованную поверхность // Известия АН СССР. Физика
атмосферы и океана. – 2001. – Т. 37, № 2. – С. 257-264.
15. Вебер В.Л., Лучинин А.Г. О дисперсии флуктуации изображений при наблюдении через взвол-
нованную поверхность // Известия АН СССР. Физика атмосферы и океана. – 1983. – Т. 19, № 6.
– С. 631-638.
16. Лучинин А.Г. Отношение сигнал/шум в изображении дна водоема, наблюдаемого через взвол-
нованную поверхность // Известия АН СССР. Физика атмосферы и океана. – 1986. – Т. 22, № 2.
– С. 195-201.
17. Лучинин А.Г. Об основных принципах формирования изображения подводных объектов при
наблюдении через взволнованную поверхность // Известия АН СССР. Физика атмосферы и
океана. – 1996. – Т. 32, № 2. – С. 296-302.
18. Лучинин А.Г. Функции распределения сигнала в изображениях самосветящихся подводных
тест-объектов, наблюдаемых через взволнованную поверхность // Известия АН СССР. Физика
атмосферы и океана. – 2002. – Т. 38, № 3. – С. 419-425.
19. Лучинин А.Г. Вероятностная трактовка расщепления изображений подводных объектов.
– Н. Новгород: Ин-т прикладной физики РАН, 2002.
20. Долин Л.С., Левин И.М. Справочник по теории подводного видения. – Л.: Гидрометеоиздат,
1991. – 229 с.
21. Оптика океана. Т. 2 Прикладная оптика океана / под ред. А.С. Монина. – М.: Наука, 1983. – 236 с.
