автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Разработка и исследование оптико-электронных преобразователей координат для стрелковых тренажеров

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ОБЪЕКТ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Обзор стрелковых тренажеров и формулирование цели и задач исследований.

1.2. Анализ испытаний (упражнений), связанных со стрельбой

1.3. Определение требуемого быстродействия оптико-электронных преобразователей координат.

1.4. Анализ оптико-электронных преобразователей координат для стрелковых тренажеров.

1.5. Оптико-электронные преобразователи координат.

1 1.6. Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2. ОБОСНОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ.

2.1. Общие соображения.

2.2. Методологические аспекты обоснования точности измерений.

2.2.1. Законы распределения координат и погрешностей измерений.

2.2.2. Критерии обоснования точности измерений.

2.2.3. Выбор типовой цели.

2.3. Анализ критериев допустимой точности измерений. 2.3.1. Определение допустимой погрешности измерений.

2.3.2. Анализ и сравнение оценок допустимой погрешности измерении

2.4. Оценка допустимой погрешности квантования и ее коррекция при цифровых измерениях. ^

2.5. Выводы по главе

ГЛАВА 3. ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ МОДЕЛИ ОПТИКО

ЭЛЕКТРОННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

3.1. Общие соображения о разновидностях моделей и геометрических преобразованиях

3.2. Модель блока развертки лазерного луча

3.3. Модель стационарного ОЭП с фоконами и четырьмя фотоприемниками.

3.4. Модель лазерного излучателя, установленного на оружии

3.5. Модель ОЭП с бегущими лучами, установленного на оружии

3.6. Модель ОЭП с двумя бегущими лучами. 3.7. Модель датчика координат на основе четырехсекционного фотоприемника, установленного на оружии

Большой интерес к разработке стрелковых тренажеров объясняется тем обстоятельством, что при их использовании в учебном процессе резко возрастает эффективность обучения, сокращаются сроки обучения, может быть достигнута значительная экономия материальных и денежных ресурсов, обеспечивается безопасность в процессе обучения без пулевой стрельбы. Переход от пулевой стрельбы с выбросом химических продуктов сгорания пороха и загрязнением окружающей местности свинцом к ее имитации полностью снимает I проблемы экологии и защиты окружающей среды. I

В современных условиях в связи со сложившейся экономической ситуацией в России удешевление обучения приобрело еще большую актуальность. Кроме того, стала актуальной задача предотвращения хищения оружия и боеприпасов, которое абсолютно исключено при обучении и тренировках на тренажерах без применения боевого оружия.

Патентно-информационный анализ показывает, что в мире идет процесс совершенствования тренажеров, процесс появления тренажеров нового поколения с имитацией местности, местных предметов, подвижных и неподвижных целей, с имитацией отдачи и звуковых эффектов при "выстреле". С другой стороны, из-за сложившейся экономической ситуации в России в на! стоящее время тренажеры практически не изготавливаются. Следует отметить, например, что ОАО "Ижмаш" и ИПМ УрО РАН являются исполнителями темы "Ингибитор" по созданию оптико-электронного стрелкового тренажера, предназначенного для обучения и тренировки военнослужащих [157].

Для формулирования цели и задач исследований необходимо провести анализ существующих тренажеров, чтобы определить объект исследований, в данном случае - какие измерения производятся для определения результатов выстрела, какова требуемая точность измерений, каков диапазон измеряемых величин, каковы критерии оценки результата "выстрела" (достоинства выстрела) и т.д. Так как с помощью тренажеров моделируются реальные объекты и | процессы, то для понимания тренажеров (моделей) и их классификации необходимо начать с реальных объектов и процессов. Понимание факта, что тренажер является моделью реальных объектов и процессов приводит к мысли об адекватности модели, что, в свою очередь, - к мысли об использовании тех же 8 самых критериев оценки достоинства "выстрела", аналогичных требований к допустимой погрешности измерений и т.д. Этот перенос с реального объекта на модель, с другой стороны, не должен быть механистическим. Необходимо, при I условии сохранения адекватности, учитывать различие последствий от действий в боевой обстановке и на модели, например, последствия от поражения (попадания) или не поражения (промаха) цели.

Мы выделяем виды испытаний (стрельб):

- стрельба в реальных условиях (боевой обстановке, на полигоне, в тире) с фиксацией факта поражения (попадания-промаха);

- стрельба в производственных условиях для приведения оружия к нормальному бою и контроля точности (меткости и кучности) стрельбы с измерением координат точек попадания для вычисления оценок меткости и кучности стрельбы, а также поправок для корректировки положения мушки (приведения к нормальному бою);

I - учебная стрельба в открытом или закрытом тирах по трафаретным ми-■ шеням с определением количества выбитых очков;

- спортивная стрельба по трафаретным мишеням с определением количества выбитых очков.

Эти четыре вида стрельб подразумевают три разновидности измерений:

- измерение-фиксация факта попадания в фигурную мишень;

- измерение-фиксация факта попадания или промаха в зоны трафаретной мишени, оцениваемое соответствующим количеством очков;

- измерение координат точек попадания с последующим вычислением координат средней точки попадания (оценка меткости стрельбы), кругов Я100, Я80, Я50 относительно контрольной точки (оценки точности стрельбы, т.е. интегральные оценки меткости и кучности стрельбы), кругов Ы100, 1180, Я50 относительно средней точки или с плавающим центром, поперечника П100, сердцевинных отклонений Сб, Св, срединных отклонений Вб, Вв, размахов по боку и верху \¥х, \¥у (оценки кучности стрельбы) [153].

В случае бесконтактной автоматической мишени второй вид измерений-фиксации можно заменить измерением координат точек попадания с последующим расчетным определением зон трафарета и количества выбитых очков.

В соответствии с видами испытаний стрельбой можно выделить следующие виды стрелковых тренажеров [171]:

- тренажеры для огневой и тактической подготовки в полевых условиях (полигона, открытого тира);

- тренажеры для огневой и тактической подготовки в классных условиях с имитацией местности, местных предметов и целей на экранах видео-проекторов, мониторов компьютеров, телевизоров и т.д.;

- тренажеры для обучения навыкам начальной стрелковой подготовки в классе;

- спортивные тренажеры.

Первый вид тренажеров предполагает фиксацию факта попадания-про ■ „ ; маха, второй - также, но через измерение координат точек попадания, третии и четвертый - измерение координат. При этом для обучения навыкам стрельбы можно использовать как тренажеры с изображением местности и целей, так и с изображением трафаретных мишеней. Спортивные тренажеры отличаются меньшими габаритами трафаретной мишени и более высокими требованиями к точности определения координат точек попадания (или попадания в соответствующие баллам зоны). В спортивных тренажерах при высоких требованиях к точности углы обзора по вертикали (по высоте) и по горизонтали (по боку) относительно невелики (порядка 0.05°).

В соответствии с Наставлениями по стрелковому делу [153] тренажер должен обеспечивать обучение и тренировку личного состава подразделений 'родов войск стрельбе из автоматов АКМ, АК-74, пулеметов РПК-74, ПКМ, винтовки СВД (с ПСО-1). Максимальное число учебных мест при выполнении упражнений может составлять 6 (для АКМ, АК-74, РПК, ПКМ, СВД), 3 при фронтальном и 1 при фланговом движении целей. Сектор отображаемой местности с мишенной обстановкой должен составлять до 25° по высоте и до 90° по боку. Мишени с большим углом обзора по боку следует отнести к панорамным. Существующие оптико-электронные преобразователи (датчики) и используемые в них фотоприемники не могут обеспечить с требуемой разрешающей способностью панорамные углы обзора. Для решения задачи необходима регистрация (обзор) в узком угле поля зрения в окрестности цели при нахождении ее в любом месте экрана, что приводит к необходимости разработки ! соответствующих преобразователей.

В оптико-электронных тренажерах с имитацией стрельбы отсутствует физический носитель - пуля. Поэтому измерение координат точки попадания невозможно. Вместо него производится измерение координат точки наведения оружия в момент выстрела, а затем координаты точки попадания определяются расчетным путем по уравнениям Внешней баллистики [116, 119] или с помощью таблиц стрельбы [132, 153] по известным параметрам (условиям стрельбы): дальности, скорости и направлению движения цели, атмосферным условиям, баллистическому коэффициенту, начальной скорости пули и положению прицельной планки (установленной стрелком дальности стрельбы). Следовательно, в приборном плане определение результатов выстрела сводится к определению координат точки наведения оружия.

Цель работы заключается в теоретическом и экспериментальном исследовании оптико-электронных преобразователей (ОЭП) для стрелковых тренажеров, удовлетворяющих по основным техническим характеристикам - быстродействию, размерам поля регистрации и точности измерения координат.

Для достижения поставленной цели решаются задачи:

- разработка критериев допустимой точности измерений координат в ми-| шенях оптико-электронных стрелковых тренажеров;

- разработка новых оптико-электронных преобразователей координат с оптимизацией их параметров;

- разработка, исследование и идентификация параметров физических и регрессионных моделей преобразователей координат в мишенях тренажеров, инвариантных к дальности "стрельбы";

- экспериментальная проверка разработанных оптико-электронных преобразователей и алгоритмов, определение точностных характеристик (оптико-электронного преобразователя на основе мультискана для спортивного тренажера, стационарного оптико-электронного преобразователя с фоконами и четырьмя фотоприемниками, панорамных оптико-электронных преобразователей |на основе четырехсекционного фотоприемника и с бегущими лучами, панорамного ОЭП с линейками излучающих ИК-диодов).

Объектом исследования являются оптико-электронные преобразователи координат для стрелковых тренажеров стрелковых тренажеров.

Предметом исследования являются методы анализа и синтеза оптико-электронных преобразователей, теории погрешностей и идентификации моделей мишеней стрелковых тренажеров.

Методика исследования

В работе для теоретических исследований применены, главным образом, методы теории вероятностей и математической статистики, теории информационно-измерительных систем и погрешностей измерений. При разработке мишеней и алгоритмов использовались методы теории цифровых вычислительных систем, измерительной техники, схемотехники, теории оптико-электронных приборов и программирования. Для проверки моделей и теоретических зависимостей использованы методы статистического моделирования и результаты натурных испытаний.

Научная новизна и личный вклад автора состоят в следующем:

- разработан критерии допустимой точности измерений координат в оптико-^ электронных стрелковых тренажерах, получены зависимости для выбора до! пустимой погрешности измерений в случае различных сочетаний законов распределения рассеивания оружия и ошибок измерения, проведено сопоставление результатов для различных законов и критериев допустимой точности измерений;

- обоснована частота замеров координат точки наведения в тренажере;

- исследована зависимость вероятности ошибочного решения "попадание-промах" от погрешности квантования и разработан алгоритм коррекции результата для уменьшения ошибки при разных законах распределения рассеивания оружия;

- исследованы варианты кодовых масок датчиков координат, определены погрешности и диапазон варьирования дальности "стрельбы", доказана оптимальность двоичных однопереходных кодов типа кода Грея;

- разработана теория координатно-чувствительного панорамного ОЭП аналогового типа на основе четырехсекционного фотодиода, обоснован метод измерения, инвариантный к дальности стрельбы;

- разработана теория панорамного ОЭП координат с бегущими лучами, обоснованы выбор параметров датчика и алгоритм определения координат, обеспечивающий инвариантность к дальности стрельбы и положению позиции;

- разработана теория координатно-чувствительного ОЭП аналогового типа с фоконами и четырьмя фотоприемниками, обоснован метод измерения, инвариантный к дальности стрельбы;

- разработана теория ОЭП на основе сканистора и мультискана; - предложены методы определения свала оружия с помощью оптико; электронных преобразователей координат мишеней стрелковых тренажеров.

Практическая ценность и внедрение результатов работы

1. Аналитические зависимости и таблицы для оценки погрешности определения координат в мишенях оптико-электронных тренажеров.

2. Модели и алгоритмы функционирования мишеней оптико-электронных стрелковых тренажеров.

3. Теория, изготовленные и исследованные ОЭП (панорамные преобразователи с бегущим лучом и линейками излучающих ПК-диодов на основе четырехсекционного фотоприемника, а также стационарный преобразователь с фоконами и четырьмя фотоприемниками и мультисканный ОЭП для спортивного Iтренажера повышенной точности). 4. Результаты испытаний и внедрения. Публикации, пакеты программ и патенты.

Результаты диссертационной работы использованы при разработке оптико-электронных стрелковых тренажеров по теме "Ингибитор" с МО РФ, по теме "Разработка и исследование стрелкового тренажера" с ОАО "Ижмаш", при выполнении гос. бюджетной НИР по теме "Конверсия" (проект № 01.09.70 006112, 1997-2000 г.), при выполнении НИР "Создание оптико-электронного (тренажера нового поколения" по ЦФП "Интеграция" (проект № 864, 1997-1998 i г.), а также в учебном процессе в ИжГТУ.

Апробация и публикации

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: ежегодных научно-технических конференциях "Ученые ИжГТУ - производству" в 1990-2000 годах, на семинарах научно-молодежной школы "Информационно-измерительные системы на базе наукоемких технологий" по Целевой Федеральной Программе "Интеграция" (проект № 864) в 1997-2000 годах (г. Ижевск). Макет тренажера с панорамным датчиком координат с линейками излучающих ИК-диодов демонстрировался на курсах "Выстрел" МО РФ в 1995 году (г. Кубинка). Материалы работы обсуждались и использовались при выполнении НИР по программе "Конверсия" (проект № 01.9.70 006112) и по Целевой Федеральной Программе "Интеграция" (проект № 864).

Основной материал диссертации отражен в 20-ти печатных работах, отчетах КИР. Получено 4 положительных решения по заявкам на патенты.

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы (199 наименований) и приложения, содержащего описание мишеней тренажеров с различными ОЭП и документы о внедрении. Работа содержит 185 страниц машинописного текста, включая 105 иллюстраций, 10 таблиц и приложения.

6. Результаты работы внедрены в учебный процесс в ИжГТУ по дисциплинам "Моделирование" (спец. 22.01 - вычислительные машины, комплексы, системы и сети, и "Теория управления" (спец. 353000Б -системный анализ). Используются пространственные модели и их идентификация, осваюиваются символьные вычисления в среде "МаШсасГ на примерах матричных преобразований координат. Изданы 2 методических указания по проведению лабораторных работ (на магнитном носителе).

7. Результаты исследований подтвердили правильность сформулированной и примененной концепции проектирования датчиков: полная физическая модель - нулевая модель - исследование модели - поиск инвариантной модели - оптимизация параметров модели - натурный эксперимент.

Выводы научно-технического порядка сформулированы по главам. В дополнение к выводам, приведенным в каждой главе, по результатам выполненных исследований можно сделать следующее заключение.

1. На основании анализа стрелковых тренажеров и экспериментальных исследований определены требования к оптико-электронным преобразователям координат для стрелковых тренажеров по точности, размерам поля регистрации и быстродействию.

2. На основании существующих критериев точности для обоснования допустимой погрешности измерений координат в стрелковом тренажере выбраны известный критерий, основанный на ограничении вероятности противоположных решений (по реальным измерениям по сравнению с идеальными), и разработанный критерий, основанный на допустимом изменении вероятности попадания-промаха. Обоснованы законы распределения погрешностей и измеряемых величин (координат), найдены законы распределения композиции, определены области интегрирования и выполнено численное интегрирование, в результате которого установлена связь между относительной погрешностью измерений и величинами выбранных критериев.

3. Модернизирован известный ОЭП координат с линейками излучателей на экране тренажера и кодовой маской в фокальной плоскости объектива, разработаны новые ОЭП (получено 4 положительных решения на патенты): с излучающими ИК-диодами на экране и четырехсекционным фотоприемником на оружии, с бегущими по экрану лазерными лучами и ОЭП с щелевыми диафрагмами на оружии, с лазерным излучателем на оружии и стационарным ОЭП с четырьмя фотоприемниками, с лазерным излучателем на оружии и ОЭП на основе мультискана в плоскости экрана за изображением мишени с концентрическими окружностями. Для разработанных ОЭП получены пол

154 ные и нулевые физические модели, а также инвариантные регрессионные модели. Методом математического моделирования исследованы алгоритмы идентификации моделей, выявлены работоспособные модели и даны соответствующие рекомендации по их применению.

4. Проведена оптимизация параметров моделей, в частности дискретных ОЭП нониусного типа и с двоичным однопереходным кодом, ОЭП координат с четырехсекционным фотоприемником, ОЭП с четырьмя фотоприемниками и оптическим усилением сигнала. Произведена оценка допустимой погрешности квантования в дискретных ОЭП и предложен алгоритм ее коррекции при цифровых измерениях.

5. Проведено макетирование и осуществлена экспериментальная проверка разработанных ОЭП и алгоритмов их идентификации. Использование результатов отражено в соответствующих актах (Приложение 2).

1. А. с. СССР № 201166, кл. F41/G 3/26.

2. А. с. СССР № 282967, кл. F41/G 3/26.

3. А. с. СССР № 445822, кл. F41/G 3/26.

4. А. с. СССР № 544276, кл. F41/G 3/26.

5. Заявка № 1442658, кл. F41G 5/00, Великобретания

6. Заявка № 2337872, кл. F41G 5/04, Франция.

7. Заявка № 2360061, кл. F41J 5/00, Франция.

8. Заявка № 2414185, кл. F41J 5/00, Франция.

9. Заявка № 51-37719, кл. F41J 5/02, Япония. 0. Заявка № 51-40395, кл. F41G 3/26, Япония, i 1. Заявка № 52-34880, кл. F41J 5/02, Япония.

10. Заявка № 52-40520, кл. F41J 5/02, Япония.

11. Заявка № 52-7877, кл. F41J 5/02, Япония.

12. Заявка № 52-8032 кл. F41J 5/02, Япония.

13. Заявка № 52-8033, кл. F41J 5/02, Япония.

14. Заявка № 52-8034, кл. F41J 5/02, Япония.

15. Заявка № 52-9595, кл. F41J 5/04, Япония.

16. Заявка № 54-1120, кл. F41G 3/26, 5/02, Япония.

17. Патент № 3964178, кл. F41G 3/26, США.

18. Патент № 3838856, кл. F41J 4/02, США, 1979.

19. Патент № 3898747, кл. F41G 3/26, США. р. Патент № 3918714, кл. F41J 5/02, США.

20. Патент №> 3995376, кл. НКИ 6.09 В/900, США.

21. Патент № 3996674, кл. F41G 3/26, США.

22. Патент № 4048489, кл. F41G 3/26, F41 27/00, США.

23. Патент № 4063368, кл. F41G 3/26, США.

24. Патент № 4170077, кл. F41G 3/26, США.

25. Патент № 4223454, кл. F41G 5/02, США.

26. Патент № 4336018, кл. F41G 5/08, США.

27. Патент № 4340370, кл. F41G 3/26, США.

28. Патент № 4349337, кл. F41G 3/26, США.

29. Патент № 4352665, кл. F41G 3/26, США.

30. Патент № 4452458, кл. F41F 27/00, США.

31. Патент № 5930711, кл. F41G 3/26, США, 1976

32. Патент № 612004, кл. F41G 3/30 , Швейцария.

33. Верютин В. Оптико-электронный тренажер, Радио, № 11, 1977.

34. Журнал Electronic Engineering, № 53 , 1972, с. 50-52, Англия.

35. Журнал "Intantrey", 1978 , т. 68, № 1, с. 7-8.

36. Иванов Б. Стрелковый тренажер, Радио, № 8, 1978. с. 17-18.

37. Игровой электронный тир автомат-приставка "Электронный тир", Проспект ВДНХ, 1978. 3 с.

38. Laser Focus, № 9, 1982. с. 44.

39. Проспект фирмы Noptel KY, тренажер ST-1000, Финляндия.

40. Стрелковый тренажер Кудрякова. Патент № 2060437, кл. F41G 3/26, РФ, 1996.

41. Light pen marksmanship trainer. Патент № 4583950, кл. A63F 9/22, США, 1986.

42. Marksmanship expert trainer. Патент № 4923402, кл. F41G 3/26, США, 1990.

43. Projected imaged weapon training apparatus. Патент № 4680012, кл. F41G 3/26, США, 1987.

44. Имитатор стрельбы. Патент № 5194006, кл. F41G 3/00, США, 1997.

45. Target trainer. Патент № 4824374, кл. F41J 5/08, США, 1989.

46. Shooting simulating process and training device. Патент № 5194006, кл. F41G3/00, США, 1993.

47. Machine gun and minor caliber weapons trainer. Патент № 5035622, кл. F41G 3/26, США, 1991.

48. Disapearing target. Патент № 5215463, кл. F41G 3/26, США, 1993.

49. Video target training apparatus for marksmen, and method. Патент № 4955812, класс F41F 27/00, США, 1990.

50. Training aid. Патент № 4820161, кл. F41G 11/00, США, 1989.

51. Мишенное устройство для имитирования стрельбы. Патент № 0443985, кл. F41J5/02, 1991.

52. Weapon aim-training apparatus. Патент № 4619616, кл. F41G 3/00, США, 1986.

53. Мишенное устройство для имитирования стрельбы. Патент № 0443985, кл. F41J5/02, ЕПВ(ЕР), 1991.

54. J>7. Контрольно-тренировочный прибор. Патент № 2138002, кл. 6 F42B 7/08,1 Россия, 1998.

55. Стрелковый тренажер. Патент № 2120100, кл. F41J 5/02, ЕПВ (ЕР), 1991.

56. Способ имитации стрельбы. Патент № 2094738, кл. F41G 3/26, Россия, 1996.

57. А. с. № 225 331 (СССР). Способ слежения за источником светового излучения //В. Д. Зотов, Г. П. Катыс, Н. В. Кравцов, В. Б. Широков, по заявке № 1112698/26-25 от 14.11.66. Бюл. № 27, 1968.

58. А. с. № 213 213 (СССР). Способ слежения за источником светового излучения // Г. П. Катыс, В. Д. Зотов, по заявке № 1069106/26-25 от 24.03.66. -Бюл. № 7, 1969.

59. Адлер Ю. П., Маркова Е. В., Грановский Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. - 279 с.

60. Анисимов Б. В., Четвериков В. Н. Преобразователи информации для ЭЦВМ,

61. М.: Высшая школа, 1968.- 331 с.

62. Баллистические установки и их применение в экспериментальных исследованиях // Под ред. Н. А. Златина и Г. И. Мишина. М.: Наука, 1974.-344 с.

63. Бегунов Б. Н., Заказнов Н. П. Теория оптических систем (учебное пособие для втузов). М.: Машиностроение, 1973. - 488 с.

64. Беклемишев Д. В. Курс аналитической геометрии и линейной алгебры. М.:1.Наука, 1974. -320 с.

65. Берковская К. Ф., Кириллова Н. В., Подласкин Б. Г. Многофункциональный фотоприемник-мультискан // JI: ЛИЯФ, 1983. 24 с.

66. Берковская К. Ф., Кириллова Н. В., Подласкин Б. Г. Многофункциональный фотоприемник-мультискан // ЖТФ.-т. 53, в. 10, 1983. с. 2015-2024.

67. Берковская К. Ф., Кириллова Н. В., Подласкин Б. Г. Особенности конструкции многоэлементного фотоприемннка-мультискана // В сб. Оптическая и цифровая обработка изображений. JL: Наука, 1988.- с. 155-160.

68. Бородачев Н. А. Основные вопросы теории точности производства. М.: Изд. АН СССР, 1950. - 416 с.

69. Бородюк В. П., Лецкий Э. К. Статистическое описание промышленных объектов. М.: Энергия, 1971,- 111 с.

70. Брайэн Уолтере. Новые тактические тренажеры фирмы Simfire. Перевод №

71. ЖЭ-2322, ГНТИ, 1986, журнал Defence, 1984, апрель, т. 15, № 4. с.179.

72. Бронштейн И. Н., Семендяев К. А. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗов. // Под ред. Г. Гроше, В. Циглера. Пер. с нем. -М.: Наука; Лейпциг, Тойбнер, 1981. - 719 с.

73. Бронштейн И. Н., Семендяев К. А. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗов. М.: ГИТТЛ, 1955.- 608 с.

74. Быков В. В. Цифровое моделирование в статистической радиотехнике. М.: Советское радио, 1971. - 328 с.

75. Вахрушева Е. А., Веркиенко Ю. В. Преобразователь время код (ПВК) с высоким разрешением // Инф. листок N23-81. Ижевск: Удм. ЦНТИ, 1981.- 4 с.

76. Вентцель Е. С. Теория вероятностей. М.: Физматгиз, 1962. - 564 с.

77. J8. Веркиенко Ю.В. и др. Создание оптико-электронного тренажера нового по! коления с имитацией отдачи, а также местности, местных предметов и целей с отображением на широкоформатном экране. Отчет НИР по ФЦП "Интеграция", Ижевск: ИПМ УрО РАН, 1997. 63 с.

78. Веркиенко А. Ю., Казаков В. С. Мишень стрелкового тренажера с бегущими лучами // Заявка на патент № 99117088/02, кл. F41G 3/26, 1999. Пол. решение о выдаче патента от 02.08.99.

79. Веркиенко А. Ю., Казаков В. С., Кузьмин А. С. Оптико-электронная мишень стрелкового тренажера с четырехсекционным фотоприемником // Заявка на патент № 99117071, кл. F41G 3/26, 1999. Пол. решение о выдаче патента от0202.2000.

80. Веркиенко А. Ю., Казаков В. С., Пахарь В. К. Оптико-электронная мишень стрелкового тренажера // Заявка на патент № 99117070/02, кл. Б4Ю 3/26, 1999. Пол. решение о выдаче патента от 02.08.99.

81. Веркиенко А. Ю., Осипов Н. И., Шелковников Ю. К. Датчик координат стрелкового тренажера // Заявка на патент № 99117072, кл. Г4Ш 3/26, 1999. Пол. решение о выдаче патента от 14.02.2000.

82. Веркиенко Ю.В. Выбор шага квантования датчика цифровой ИИС. Тезисы доклада НТК, Ижевск: ИжГТУ, 1998 . с. 14.

83. Веркиенко А. Ю. Идентификация оптико-электронного датчика с многосек- ционным фотоприемником // Сб. трудов научно-молодежной школы по ; ФЦП "Интеграция". Ижевск: Изд. ИПМ УрО РАН, 1997. - с.70-73.

84. Веркиенко А. Ю. Точность измерений в тренажере // Сб. трудов научно-молодежной школы по ФЦП "Интеграция". Ижевск: Изд. ИПМ УрО РАН,1997. с.74-78.

85. Веркиенко А. Ю., Кузьмин А. С. О требуемом быстродействии датчика координат тренажера // Сб. трудов научно-молодежной школы по ФЦП "Интеграция". Ижевск: Изд. ИПМ УрО РАН, 1997. - с.84-86.

86. Веркиенко А. Ю. Выбор шага квантования в датчике координат дискретного типа // Деп. в ВИНИТИ, № 2253-В97. 16 с.

87. Веркиенко А. Ю. Идентификация входного сигнала по выходу линейной системы // Деп. в ВИНИТИ, № 2447-В97. 10 с.

88. Веркиенко А. Ю. Методологические аспекты обоснования точности измере-; ния координат в оптико-электронном тренажере // Деп. в ВИНИТИ, № 2698-В97. 18 с.

89. Веркиенко А. Ю., Сидоров Д. Р. Задача восстановления энергетического сигнала по реакции на него линейной системы // Науч. и инф. бюллетень Удм. МАИ, УдГУ, Ижевск: Изд. Персей, 1997. с. 83-89.

90. Веркиенко А. Ю. Исследование критериев допустимой погрешности измерений в стрелковых тренажерах // Деп. в ВИНИТИ, № 1513-В98, 1998.- 28 с.

91. Веркиенко А. Ю. Оценка допустимой погрешности квантования и ее коррекция при цифровых измерениях. Журнал "Измерительная техника", № 10,1998.-с. 5-9.

92. Веркиенко А. Ю. Выбор шага квантования датчика цифровой ИИС // Тезисы | доклада НТК ИжГТУ, 1998 . с. 14.

93. Веркиенко А. Ю., Казаков В. С. Методы научного эксперимента. 4.1. Экспериментальные исследования, теория вероятностей и математическая статистика (Монография) // Деп. в ВИНИТИ, № 1964-В98. 107 с.

94. Веркиенко А. Ю., Казаков В. С. Методы научного эксперимента. 4.2. Измерения, планирование и обработка результатов измерений (Монография) //

95. Деп. в ВИНИТИ, № 1965-В98. 122 с.

96. Веркиенко А. Ю. Идентификация датчика координат тренажера с четырех! секционным приемником и лазерным излучателем // Сб. трудов научномолодежной школы по ФЦП "Интеграция". Ижевск, Изд. ИПМ УрО РАН, 1997.- с. 20-22.

97. Веркиенко А. Ю. Оптимизация и сравнение параметров дискретных датчиков тренажера // Сб. трудов научно-молодежной школы по ФЦП "Интеграция". Ижевск, Изд. ИПМ УрО РАН, 1997. - с. 23-26.

98. Веркиенко А. Ю., Осипов Н. И., Шелковников Ю. К. Экспериментальные исследования характеристик мультискана // Сб. трудов научно-молодежной школы по ФЦП "Интеграция". Ижевск, Изд. ИПМ УрО РАН, 1997. -с.112-118.

99. Веркиенко А. Ю. Оптимизация параметров дискретных датчиков координат стрелкового тренажера// Деп. в ВИНИТИ, № 1056-В98. 14 с.

100. Веркиенко А. Ю. Выбор параметров датчика координат на базе четырех! секционного фотодиода // Деп. в ВИНИТИ, № 2879-В99. 23 с.

101. Веркиенко А. Ю. Пространственные модели оптико-электронных преобразователей координат и их идентификация. Часть 1. Модели // Деп. в ВИНИТИ, № 3531-В99. 24 с.

102. Веркиенко А. Ю. Пространственные модели оптико-электронных преобразователей координат и их идентификация. Часть 2. Идентификация // Деп. в ВИНИТИ, № 3532-В99. 40 с.

103. Веркиенко Ю. В., Вахрушева Е.А. Обоснование точности при контроле качества продукции, элементы последовательного анализа и анализа критических ситуаций // Отчет НИР, гос. per. № 80069998. М.: деп. в ВИНИТИ, инв.№ 0282.Б012402, 1982,- 24 с.

104. Веркиенко Ю. В. Обработка опытных данных, контроль качества : продукции и обеспечение точности измерений при нестабильности условий

105. Отчет НИР, гос. per. № 80069998. М.: деп. в ВИНИТИ, инв.№ Б915006, 1981.-54 с.

106. Вигман Б. А., Дунаев Б. Б. Определение точности допусковых контрольных измерительных устройств // Измерительная техника, № 10, 1963. -с. 11-13.

107. Гитис Э. И., Пискулов В. А. Аналого-цифровые преобразователи. М.: Энергоиздат, 1981. - 360 с.

108. Голенко Д. И. Моделирование и статистический анализ псевдослучайных чисел на электронных вычислительных машинах.- М.: Наука, 1965.-227 с.

109. Госьков П. И., Якунин А. Г. Оптоэлектронные преобразователи для автома-| тизации производственных процессов. Учебное пособие. Барнаул: Изд. ! АлПИ, 1986. - 100 с.

110. Градштейн И. С., Рыжик И. М. Таблица интегралов, сумм, рядов и произведений // Перев. при участии Ю. В. Геранимуса и М. Ю. Цейтлиса; Изд. 5-е, стереотип. М.: Наука, 1971. - 1108 с.

111. Гроп Д. Методы идентификации систем/Пер. с англ М.: Мир, 1979.-302 с

112. Гуревич Н. М. Фотометрия. Теория, методы и приборы. JL: Энергоатомиз-дат, 1993. 340 с.

113. Дейч А. М. Методы идентификации динамических объектов. М.: Энергия, 1979.-240 с.

114. Демиденко Е. 3. Линейная и нелинейная регрессия. М.: Финансы и статистика, 1981. - 302 с.

115. Демидович Б. П., Марон И. А. Основы вычислительной математики. М.: Наука, 1966. - 664 с.

116. Дмитриев В. И. Прикладная теория информации: учебное пособие для ВТУЗ-ов. М.: Высшая школа, 1989. - 320 с.

117. Дмитриевский А. А. Внешняя баллистика.-М.Машиностроение, 1979.-479с

118. Дроздов Е. А., Пятибратов А. П. Автоматическое преобразование и кодирование информации. М.: Советское Радио, 1964. - 541 с.

119. Дунаев Б. Б. Точность измерений при контроле качества, Киев: Техника, 1981. 151 с.

120. Ермолаев С. И., Комаров Л. Б., Чурбанов Е. В. Внешняя баллистика. Л.: ВМАКВ им. А. М. Крылова, 1958. - 715 с.

121. Захаров В. А. Электронно-акустические мишени. М.: Радио, № 5, 1975. -с.13-15.

122. Золотарев В. Ф. Безвакуумные аналоги телевизионных трубок. М.: Энергия, 1972.- 235 с.

123. Ивченко Г. И., Медведев Ю. И. Математическая статистика. М.: Высшая школа, 1984. - 48 с.

124. Ипатов В. П., Казаринов Ю. М. и др. Поиск, обнаружение и измерение параметров сигнала в радионавигационных системах. М.: Советское радио, 1975.- 296 с.

125. Исследование возможности создания оптико-электронного тренажера длябиатлона и пулевой стрельбы. Тренажеры ОЭТ и СТБ-3 // Отчет НИР шифр

126. Мишень-Б". Львов: п/о "Полярой", 1987. - 79 с.

127. Ицхоки Я.С., Овчинников Н.И. Импульсные и цифровые устройства. М.: Сов. Радио, 1972.-592 с.

128. Ишанин Г. Г. Приемники излучения оптических и оптико-электронных приборов. Л.: Машиностроение, 1986. - 231 с.

129. Казаков В. С., Коробейников В. В. Модели и идентификация световых мишеней //Деп. ВИНИТИ, № 3 849-В97, 17 с.

130. Казаков В. С., Коробейников В.В. Модели и идентификация звуковых мишеней // Деп. ВИНИТИ, № 3850-В97. 24 с.

131. Кендалл М. Дж. Стюарт А. Теория распределений.-М.: Наука, 1966.- 587 с.

132. Кнут Д. Искусство программирования для ЭВМ. Том 2. Получисленные алгоритмы. М.: Мир, 1977. - 724 с.

133. Козелкин В. В. Усольцев И. Ф. Основы инфракрасной техники. М.: Машиностроение, 1974. 336 с.

134. Коновалов А. А., Николаев Ю. В. Внешняя баллистика. М.: ЦНИИ информации, 1974. - 228 с.

135. Коробейников В. В., Веркиенко А. Ю., Веркиенко Ю. В. Совершенствоваj ние оптико-электронных преобразователей световых плоскостей // Тезисыдоклада НТК "Ученые ИМИ производству". - Ижевск: ИжГТУ.-1992,- с. 3.

136. Кузьмин A.C., Веркиенко А.Ю. Датчик координат для оптико-электронного тренажера // Тезисы докл. НТК "Ученые ИМИ производству". - Ижевск: ИжГТУ, 1996. С. 68.

137. Коробейников В. В. Анализ моделей звуковых мишеней // Труды по ФЦП "Интеграция". Ижевск: ИПМ-ИжГТУ, 1997. - с.87-90.

138. Коробейников В. В. Требования к алгоритмам идентификации и моделям световых и акустических мишеней // Труды по ФЦП "Интеграция". -Ижевск: ИПМ-ИжГТУ, 1997. с.87-90.

139. Коробейников В. В., Веркиенко А. Ю., Веркиенко Ю. В. Предельные возможности светового клина // Тезисы доклада НТК "Ученые ИМИ произj водству". Ижевск: ИжГТУ, 1992. - с. 8.

140. Кравцов Н. В., Стрельников Ю. В. Позиционно-чувствительные датчики оптических следящих систем. М.: Наука, 1969. - 120 с.

141. Краснов М. JL, Макаренко Г. И., Киселев А. И. Вариационное исчисление. -М.: Наука, 1973. 191 с.

142. Куликовский К. Л., Купер В. Я. Методы и средства измерений. М.: Энер-гоатомиздат, 1986.- 448с.

143. Крамер Г. Математические методы статистики. -М.: Мир, 1975. 648 с.

144. Курс стрельб КС-92, М: 1992. 45 с.

145. Лазарев Л. П. Инфракрасные и световые приборы самонаведения и наведения летательных аппаратов. М.: Машиностроение. 1976. 540 с.

146. Левин Б. Р. Теоретические основы статистической радиотехники. Кн.2.j М.: Советское радио, 1968. 504 с.

147. Ц5. Линник Ю. В. Метод наименьших квадратов и основы теории наблюдений. М.: Физматгиз, 1962. - 352 с.

148. Липанов А. М., Шелковников Ю. К., Осипов Н. И. Формирование видеосигнала с мультискана модулированным напряжением опроса // Современные проблемы внутренней баллистики. Сб. статей, Ижевск: ИПМ УрО РАН, 1996. - с. 268-275.

149. Литвак А. И. Фотоэлектрические датчики в системах контроля, управленияи регулирования. М.: Наука, 1966. - 406 с.

150. Математика и САПР, кн.1. Основные методы и теория полюсов // Пер. с франц. Под ред. Н. Г. Волкова. М.: Мир. 1988. - 206 с.

151. Метод статистических испытаний (Метод Монте-Карло) / Н. П. Бусленко, Д. И. Голенко и др. / Под ред. Ю. А. Шрейдера. М.: Физматгиз, 1962. -331с.

152. Меськин И. В. Фотоэлектрические преобразователи угловой величины в угловой код. Л. Судпромгиз, 1962. - 80 с.

153. Моррисон С. К. Фоточувствительные полупроводниковые приборы нового типа // Зарубежная электроника. 1964. - № 5. - с. 95-108.

154. Мудров В. И., Кушко В. А. Методы обработки измерений. М.: Советское радио, 1976. - 192 с.

155. Наставления по стрелковому делу: Основы стрельбы из стрелковогоiоружия. М.: Воениздат, 1985. - 640 с.

156. Новицкий П. В. Основы информационной теории измерительных устройств. Л.: Энергия, 1968. - 248 с.

157. Пугачев В. С. Теория случайных функций. М.: Физматгиз, 1962. - 883 с.

158. Осипов Н. И. Применение модуляции развертывающего напряжения для формирования видеосигнала в сканисторных структурах // ИИС на базе наукоемких технологий. Труды научно-молод, шк. Ижевск: ИПМ УрО РАН, 1997. - с. 24-28.

159. Отчет по НИР "Изыскание научно-технических путей создания оптико-электронного тренажера для стрелкового оружия", шифр "Ингибитор". -Ижевск: НКТБ Восход, 1993. 113 с.

160. Павлов А. В. Оптико-электронные приборы (основы теории и расчета).- М.:1. Энергия, 1974.- 359 с.

161. Подласкин Б. Г., Токранова Н. А. Оценка точностных параметров кольцевых мультисканов // Письма в ЖТФ. т. 22, в. 3, 1996. - с. 82-85.

162. Подласкин Б. Г., Токранова H .А., Васильев А. В. Технологические возможности повышения точностных параметров фотоприемника мультискан // Письма в ЖТФ. Т. 22, В. 22, 1996 - с. 60-65.

163. Подласкин Б. Г., Токранова Н. А., Чеботарев К. Е. Способ изготовления мультискана. Патент № 2091909. БИ № 27.

164. Полупроводниковые фото приемники: ультрафиолетовый, видимый и ближний инфракрасный диапазоны спектра // И. Д. Анисимова, И. М. Ви-кулин, Ф. Л. Заитов, Ш. Д. Курмашев. Под ред. В. И. Стафеева. М.: Советское радио и связь. 1984. 216 с.

165. Постников M. М. Аналитическая геометрия. М.: Наука, 1973. - 752 с.

166. Правила проведения спортивных стрелковых соревнований и оценки их результатов. М.: Госкомспорт РФ, 1991. - 8789 с.

167. Пулевая стрельба, правила соревнований // Под общ. ред. Д. В. Пуцылови-ча. М.: Рассвет, 1995. - 143 с.

168. Рабинович С. Г. Погрешности измерений. Л.: Энергия, 1978. - 256 с.

169. Разработка тренажера оптико-электронного для стрелкового оружия. Шифр | "Ингибитор", индекс У133. Пояснительная записка технического проектаопытно-конструкторской работы. Ижевск: ОАО "Ижмаш" и ИПМ УрО РАН, 1995.- 105 с.

170. Разработка тренажеров для стрельбы из спортивных винтовок // Технический отчет по ОКР КГ5-270-87. Ижевск: п/о "Ижмаш", 1988. - 112 с.

171. Расчет фотоэлектрических цепей // Под ред. С. Ф. Корндорфа. М.: Энергия, 1967. - 200 с.

172. Розенберг В. Я. Введение в теорию точности измерительных систем. М.: Советское радио, 1975. - 302 с.

173. Сидоров Д. Р. Обзор современного состояния стрелковых тренажеров // Деп. в ВИНИТИ, № 171-В98. 23 с.

174. Смирнов Н.В., Болыпев Л.Н. Таблицы математической статистики. М.:1. Наука, 1983.-416 с.

175. Смирнов В. И. Курс высшей математики. Т.1. М.: Физматгиз, 1961.

176. Способ и устройство для определения координат пули путем измерения временного интервала между пересечением следующих один за другим световых экранов. Патент США № 3487226, кл. 250-222 от 30.12.68.

177. Тейлор Дж. Введение в теорию ошибок. М.: Мир, 1985. - 272 с.

178. Темников Ф. В., Афонин В. А., Дмитриев В. И. Теоретические основы информационной техники//Уч. пособие для ВУЗов.-М.: Энергия, 1979.-512 с.

179. Техническое описание и инструкция по эксплуатации стрелкового тренажера для биатлона БИО-2, п/о "Ижмаш", 1978. 74 с.

180. Техническое описание тренажера ТП-2 " // Отчет по НИР НГ5-442-85"Разработка тренажера для стрелкового спорта: ТП-2 для обучения1.стрельбе из пистолета МЦ-11, спортивных винтовок МЦ-112-1 и Урал-1".

181. Устинов: п/о "Ижмаш", 1986. 67 с.

182. Техническое описание и инструкция по эксплуатации электронно-лазерных тиров ЭЛТ-2, ЭЛТ-6//Технический отчет п/о "Полярон", г.Львов, 1983.-79 с.

183. Тихонов А. Н., Арсенин В. Я. Методы решения некорректных задач. М.: Наука, 1974.-223 с.

184. Тренажеры, средства имитации и моделирования боевых действий сухопутных войск США // Палагута Л., Косик С. Зарубежное военное обозрение, 1993, №4,- с. 31-36.

185. Тренажеры, средства имитации и моделирования боевых действий сухопутных войск США // Палагута Л., Косик С. Зарубежное военное обозре164ние, 1993, № 5. с. 29-34.

186. Уилкс С. Математическая статистика // Пер. с англ.: Под ред. Ю. В. Линни-ка. М.: Наука, 1967. - 632 с.

187. Федоров В. В. Теория планирования эксперимента.-М.: Наука, 1971.- 318 с

188. Физика. Часть 2. Оптика и волны // Перевод с английского под ред. А. С. Ахматова. М.: Наука, 1973. - 300 с.

189. Фотоэлектрические преобразователи информации // Под ред. Л. Н. Пресну-хина. М.: Машиностроение, 1974. - 376 с.

190. Фрумкин В. Д., Рубичев Н. А., Котляр А. Б. Достоверность контроля1.средств радиоизмерений и контрольные допуски. М.: Изд. стандартов, 1975.- 87 с.

191. Хартман К., Лецкий Э., Шефер В. и др. Планирование эксперимента в исследованиях технологических процессов // Под ред. Э. К. Лецкого. М.: Мир, 1977.- 552 с.

192. Цапенко М. П. Измерительные информационные системы. М.: Энергия, 1974.- 319 с.

193. Цлаф Л. Я. Вариационное исчисление и интегральные уравнения. М.: Наука, 1970. - 191 с.

194. Шапиро Я. М. Внешняя баллистика.- М.: Оборонгиз,1951. 379 с.

195. Шахинпур М. Курс робототехники. М.: Мир, 1990. - 527 с.

196. Шелковников Ю. К. Разработка и исследование аппаратуры на основе без; вакуумного аналога передающей телевизионной трубки типа "сканистор" для изучения физико-химических процессов // Канд. дис. Томск: ТПИ, 1974.- 168 с.

197. Шелковников Ю. К., Липанов А. М. Разработка и применение оптико-электронных систем на основе сканистора // Проблемы механики и материаловедения. Сб. научных трудов. Екатеринбург: УрО РАН, 1994, вып. 1. -с. 134-149.

198. Шор Я. Б. Статистические методы анализа и контроля качества и надежности. М.: Советское Радио, 1962. - 552 с.

199. Шор Я. Б. Основы теории обработки и оценки баллистических испытаний. 4.1. М.: НИИГАУ, 1958. - 340 с.

200. Эйкхофф П. Основы идентификации систем управления. М.: Мир, 1975.683 с.

201. Якушенко Ю. Г. Основы теории и расчета оптико-электронных приборов. -М.: Сов. радио, 1971. 336 с.

202. Якушенко Ю. Г. Теория и расчет оптико-электронных приборов. М. : Сов. радио, 1980.- 392 с.165

203. П1. СХЕМЫ ТРЕНАЖЕРОВ С ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ КООРДИНАТ

204. В данном приложении приведены схемы тренажеров с рассмотренными в работе оптико-электронными преобразователями (датчиками) координат.

205. П1.1. ОЭП с излучающими ИК-диодами на экране и установленным на оружии датчиком с кодовой маской в фокальной плоскости объектива

206. Тренажер с ОЭП данного типа был разработан на п/о Ижмаш В. К. Пахарем 167. Схема тренажера показана на рис. П1.1.

207. Экран тренажера и схема кодовой маски изображены на рис. П1.2. Маска состоит из 4-х зон: зоны 9 с чередующимися прозрачными и непрозрачными участками в виде полос, вытянутых в вертикальном направлении, зоны 10 с1

208. Рис. П1.1. Тренажер В. К. Пахаря166

209. Рис. П1.2. Экран тренажера и кодовая маскааналогичными полосами, вытянутыми в горизонтальном направлении, и двух прямоугольных прозрачных зон 11 и 12, ограничивающих рабочую областьдатчика 13.

210. Рис. П1.3. Растр анализатора167

211. П1.2. ОЭП с излучающими ИК-диодами на экране и установленным на оружии датчиком на основе четырехсекционного фотоприемника

212. Рис.П1.4. Тренажер с четырехсекционным фотоприемником168

213. Рис. П1.6. Оптическая головка

214. Рис.П1.7. Щелевая диафрагма1. Л1 (Л2)

215. Рис. П1.9. Схема к расчету .г на 4, С0о угловая скорость вращения луча,модели развертки лазерного лучаравная удвоенной скорости вращения зеркала.

216. Однако, аналогично предыдущему ОЭП реализован косвенный метод измерений, схема пространственная и поэтому справедливы отмеченные ранее соображения о необходимости разработки и исследования инвариантных моделей и методов их идентификации.

217. П1.4. ОЭП с лазерным излучателем на оружии и датчиком с четырьмя фотоприемниками за диафрагмой, установленным напротив экранастационарно

218. Рис.П! .11. Оптическая схема датчика173

219. Рис. П1.13. Схема расположения фоконов для определения вертикальной координаты

220. Согласно схеме рис.П1.11 напряжение и! на выходе фотоприемника пропорционально засвечиваемой площади входного окна фокона Эь т.еи^кукдЕБ 1=кукдЕ -2Нг (Ьу+1^а). (П1.1)174

221. Следовательно, измеряемая координата пропорциональна приборному коэффициенту