Fuente: https://patents.google.com/patent/US20120104282A1/en
Abstracto
En el presente documento se describen generalmente realizaciones de un sistema de seguimiento de objetivos y un método con reducción de fluctuación adecuado para sistemas de energía dirigida. En algunas realizaciones, el sistema de energía dirigida incluye un sistema de seguimiento de objetivos para rastrear uno o más puntos de seguimiento en un objetivo en movimiento, y una unidad de transmisión de haz para mantener un haz de energía dirigida en uno de los puntos de seguimiento seleccionados en respuesta a señales de control de seguimiento. proporcionado por el sistema de seguimiento de objetivos. Los puntos de seguimiento pueden ser más pequeños que el tamaño del punto del haz de energía dirigido mantenido en el objetivo..
Descripción
[0001] Esta solicitud reclama el beneficio de la Solicitud Provisional de EE.UU. N° 61/056,905, presentada el 29 de mayo de 2008, titulada APARATO Y MÉTODOS PARA SISTEMA DE SEGUIMIENTO PARA ARMAS DE ENERGÍA DIRIGIDA.
CAMPO TÉCNICO
[0002] Las realizaciones se refieren a sistemas de seguimiento de objetivos. Algunas realizaciones pertenecen a sistemas de energía dirigida (DES). Algunas realizaciones pertenecen a sistemas de denegación activa (ADS).
FONDO
[0003] Algunos sistemas de energía dirigida utilizan un haz de energía de alta potencia para contrarrestar las amenazas en lugar de la energía química y cinética utilizada por armas más convencionales. Algunos sistemas de energía dirigida, conocidos como sistemas de negación activa, repelen a los agresores con un rayo de energía de alta potencia, evitando la fuerza letal y causando daños colaterales. Un problema con estos sistemas de energía dirigida es apuntar con precisión el haz de energía de alta potencia a un área objetivo en particular durante el tiempo suficiente para causar un efecto disuasorio. Cuanto mayor sea el área del área objetivo que se irradia, más energía se necesitará para provocar un efecto disuasorio. Lograr un efecto disuasorio es particularmente difícil con un objetivo en movimiento porque el movimiento y la inquietud del objetivo propagan efectivamente el haz de energía de alta potencia sobre un área objetivo más grande, aumentando significativamente la cantidad de energía y/o tiempo necesarios para causar un efecto disuasorio..
[0004] Por tanto, existen necesidades generales de sistemas de seguimiento de objetivos que permitan que los sistemas de energía dirigida reduzcan la cantidad de energía y/o tiempo necesarios para provocar un efecto disuasorio sobre un objetivo en movimiento. También existen necesidades generales de sistemas de seguimiento para uso con sistemas de energía dirigida que puedan reducir y/o eliminar los efectos del movimiento y la inquietud del objetivo. También existen necesidades generales de sistemas de energía dirigida que puedan utilizar niveles de energía más bajos, lo que permite el uso de componentes amplificadores de estado sólido rentables..
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
[0005] HIGO. 1 es un diagrama funcional de un sistema de energía dirigida, que incluye un sistema de seguimiento de objetivos, de acuerdo con algunas realizaciones;
[0006] HIGO. 2 ilustra puntos de seguimiento en un objetivo de ejemplo de acuerdo con algunas realizaciones;
[0007] HIGO. 3 es un diagrama ilustrativo de una unidad de transmisión de haz de acuerdo con algunas realizaciones;
[0008] HIGO. 4 es un diagrama de bloques funcional de un rastreador de objetivos de acuerdo con algunas realizaciones; y
[0009] HIGO. 5 ilustra un ejemplo de sistema de energía dirigida portátil que incluye un sistema de seguimiento de objetivos de acuerdo con algunas realizaciones.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
[0010] La siguiente descripción y los dibujos ilustran suficientemente realizaciones específicas para permitir que los expertos en la técnica las practiquen. Otras realizaciones pueden incorporar cambios estructurales, lógicos, eléctricos, de proceso y de otro tipo. Los ejemplos simplemente tipifican posibles variaciones. Las realizaciones expuestas en las reivindicaciones abarcan todos los equivalentes disponibles de esas reivindicaciones..
[0011] HIGO. 1 es un diagrama funcional de un sistema de energía dirigida, que incluye un sistema de seguimiento de objetivos, de acuerdo con algunas realizaciones. Dirigido sistema energético 100 incluye, entre otras cosas, una sistema de seguimiento de objetivos 120 y un unidad de transmisión de haz 108. El sistema de seguimiento de objetivos 120 puede configurarse para rastrear un objetivo 126, incluyendo uno o más puntos de seguimiento en el objetivo 126. El unidad de transmisión de haz 108 puede configurarse para mantener una dirección haz de energía 124 en un punto de seguimiento seleccionado en respuesta a seguimiento de señales de control 107 proporcionado por el sistema de seguimiento de objetivos 120. En estas realizaciones, los puntos de seguimiento pueden ser más pequeños que el tamaño de un punto del punto de seguimiento dirigido. haz de energía 124 que se mantiene en el objetivo 126 cuando el unidad de transmisión de haz 108 esta transmitiendo.
[0012] HIGO. 2 Esto ilustra puntos de seguimiento en un objetivo de ejemplo de acuerdo con algunas realizaciones. Como se ilustra en HIGO. 2, uno o más puntos de seguimiento 202 en objetivo 126 puede ser rastreado por el sistema de seguimiento de objetivos 120 (HIGO. 1). El puntos de seguimiento 202 puede configurarse para que sea más pequeño que un tamaño del punto 204 del dirigido haz de energía 124. A pesar de HIGO. 2 ilustra un objetivo humano, las realizaciones son igualmente adecuadas para casi cualquier tipo de objetivo.
[0013] Refiriéndose a Higos. 1 y 2 juntos, el sistema de seguimiento de objetivos 120 puede incluir un identificador de destino 102, a rastreador de objetivos 104, y un controlador de seguimiento 106. El identificador de destino 102 puede recibir señales de vídeo 109 y puede configurarse para identificar el objetivo 126 desde el fondo. El identificador de destino 102 También se puede configurar para identificar uno o más puntos de seguimiento 202 en el objetivo 126. En algunas realizaciones, el identificador de destino 102 se puede configurar para separar los píxeles de destino de los píxeles de fondo. El identificador de destino 102 Puede configurarse para identificar tipos predeterminados de objetivos, como objetivos humanos..
[0014] El rastreador de objetivos 104 puede rastrear uno o más de los puntos de seguimiento 202 Residencia en salidas 103 del identificador de destino 102 y una tasa-señal del sensor 111. El controlador de seguimiento 106 puede generar el seguimiento de señales de control 107 Residencia en salidas 105 del rastreador de objetivos 104 para controlar el unidad de transmisión de haz 108 para la colocación de un dirigido haz de energía 124 en uno de los puntos de seguimiento 202. El sistema de seguimiento de objetivos 120 Puede utilizar sensores de velocidad en el unidad de transmisión de haz 108 combinado con seguimiento óptico basado en el señales de vídeo 109 para rastrear al menos uno punto de seguimiento 202 como parte de un circuito de control de seguimiento para mantener la dirección haz de energía 124 en uno seleccionado de los puntos de seguimiento 202 durante un período de tiempo para causar un efecto disuasivo en la objetivo 126.
[0015] Mediante seguimiento óptico puntos de seguimiento 202 en el objetivo 126 y utilizando una velocidad de movimiento de la unidad de transmisión de haz 108, El sistema de seguimiento de objetivos 120 puede reducir y/o eliminar los efectos del movimiento y la inquietud del objetivo. Por tanto, se puede reducir la cantidad de energía y/o tiempo necesarios para provocar un efecto disuasorio sobre un objetivo en movimiento, permitiendo el uso de componentes de estado sólido más rentables. Cada uno de los uno o más puntos de seguimiento 202 puede ser una fracción de la tamaño del punto 204 del haz de energía dirigido 124 (por ejemplo, menos de la mitad del diámetro del tamaño del punto 204). Dado que el diámetro de un punto de seguimiento 202 es más pequeño (en algunas realizaciones, mucho más pequeño) que el diámetro de la tamaño del punto 204, seguimiento basado en puntos de seguimiento 202 es más preciso que el tamaño del punto 204. Seguimiento con mayor precisión que el tamaño del punto 204, entre otras cosas, compensa al menos en parte la inquietud y el movimiento del objetivo 126. Esto permite que menos potencia de radiofrecuencia (RF) produzca el efecto deseado (es decir, elevar la temperatura de la piel) y disuada la objetivo 126. Los niveles de potencia de RF más bajos, por ejemplo, permiten utilizar amplificadores de menor costo. El puntos de seguimiento 202 puede tener aproximadamente media pulgada o menos de diámetro y el tamaño del punto 204 puede tener aproximadamente una pulgada o menos de diámetro, aunque el alcance de las realizaciones no está limitado a este respecto..
[0016] En algunas realizaciones, el tamaño mínimo de la dirección haz de energía 124 puede ser de aproximadamente cuatro pulgadas. En algunas realizaciones, la distribución de energía de la dirección haz de energía 124 puede tener un perfil gaussiano con una mayor distribución de energía hacia el centro de la tamaño del punto 204. En estas realizaciones, el tamaño de puntos de seguimiento 202 puede seleccionarse de modo que la dirección haz de energía 124 puede mantenerse dentro de un cuarto del ancho del haz. Por ejemplo, para un tamaño de punto de cuatro pulgadas, los puntos de seguimiento pueden tener aproximadamente tres pulgadas. De esta manera, el seguimiento no necesita ser más preciso que una cuarta parte del ancho del haz, lo que permite menores requisitos de energía del sistema, mayor capacidad de alcance y menor exposición a la energía de otras partes del objetivo..
[0017] En algunas realizaciones, analizadas con más detalle a continuación, la rastreador de objetivos 104 está configurado para rastrear dos o más puntos de seguimiento 202. El seguimiento de dos o más puntos de seguimiento 202 que son más pequeños que el tamaño del haz es particularmente ventajoso para objetivos en movimiento.
[0018] Dirigido sistema energético 100 también puede incluir un elemento de control de incendios 116 configurado para controlar una cantidad de tiempo que la dirección haz de energía 124 se coloca en uno de los seleccionados puntos de seguimiento 202. La cantidad de tiempo puede calcularse para proporcionar un aumento mínimo de la temperatura de la superficie en función de la distancia al objetivo 126 y el tamaño del punto 204 en el objetivo 126. En estas realizaciones, el elemento de control de incendios 116 puede determinar una cantidad de tiempo suficiente para que la energía de haz 124 integrarse y convertirse en un aumento de la temperatura de la piel para disuadir la objetivo 126. Esto es diferente a algunos sistemas de energía dirigida convencionales que cubren áreas más grandes de un objetivo para minimizar los problemas de seguimiento. Estos sistemas convencionales requieren la generación de niveles de potencia más altos para lograr un efecto disuasorio sobre un objetivo. Como resultado, estos sistemas convencionales son más costosos y menos efectivos con objetivos en movimiento. En algunas realizaciones, un amplificador de ondas milimétricas dentro unidad de transmisión de haz 108 Puede configurarse para generar una señal de salida de alta potencia en respuesta a una señal de control de fuente 117 proporcionado por elemento de control de incendios 116.
[0019] el dirigido sistema energético 100 también puede incluir un controlador del sistema 112 para controlar los diversos elementos de la dirección sistema energético 100. En algunas realizaciones, en respuesta a una señal de disparo de haz, el controlador del sistema 112 puede causar el controlador de seguimiento 106 enfocar y dirigir lo dirigido haz de energía 124 en un punto de seguimiento seleccionado y puede causar unidad de transmisión de haz 108 para mantener la dirección haz de energía 124 en el punto de seguimiento seleccionado durante el tiempo determinado por el elemento de control de incendios 116. El elemento de control de incendios 116 puede configurarse para inhibir la dirección haz de energía 124 de centrarse en el punto de seguimiento seleccionado durante períodos de tiempo más largos para evitar un aumento de temperatura por encima de una temperatura máxima predeterminada.
[0020] En algunas realizaciones, dirigido sistema energético 100 puede incluir controles del operador 114 para permitir que un operador opere dirigido sistema energético 100. En algunas realizaciones, el operador puede identificar un objetivo 126 en un visualización de vídeo 110 y puede seleccionar uno de los puntos de seguimiento 202, que puede destacarse en el visualización de vídeo 110. El operador controla 114 También se puede configurar para permitir que el operador dispare el objetivo dirigido. haz de energía 124 en conjunto con las operaciones de elemento de control de incendios 116.
[0021] En algunas realizaciones, el elemento de control de incendios 116 puede configurarse para inhibir la dirección de la dirección haz de energía 124 en porciones predeterminadas de un cuerpo humano (por ejemplo, la cara, los ojos o la cabeza), aunque uno o más de los puntos de seguimiento 202 puede proporcionarse en estas partes del objetivo 126. El identificador de destino 102 Puede configurarse para reconocer imágenes y distinguir entre imágenes humanas y no humanas. El identificador de destino 102 También puede configurarse para identificar partes particulares del cuerpo humano (por ejemplo, la cara, los ojos o la cabeza) utilizando algoritmos de reconocimiento de características para evitar que dichas partes sean disparadas por disparos dirigidos. haz de energía 124.
[0022] En algunas realizaciones, el identificador de destino 102 Puede configurarse para identificar un tipo predeterminado de objetivo (por ejemplo, un ser humano) dentro de las señales de vídeo. 109. El operador puede identificar un objetivo 126 mostrado en el visualización de vídeo 110 y puede seleccionar el objetivo 126 para seguimiento (es decir, mediante el uso de un mouse u otro dispositivo de entrada a través de los controles del operador) 114). El operador también puede seleccionar uno o más puntos de seguimiento. 202 en el objetivo 126 para seguimiento por parte del rastreador de objetivos 104. En algunas realizaciones, el operador puede seleccionar un objetivo 126 de varios objetivos que pueden aparecer en el visualización de vídeo 110. Esto puede permitir al operador identificar a un presunto intruso. En algunas realizaciones, cuando el dirigido haz de energía 124 es despedido, la porción del objetivo 126 que es irradiado por el dirigido haz de energía 124 puede estar resaltado en el visualización de vídeo 110. En algunas realizaciones, el controlador del sistema 112 puede configurarse para proporcionar información sobre el estado del sistema para su visualización en el visualización de vídeo 110.
[0023] En algunas realizaciones, el identificador de destino 102 puede implementar algoritmos para reconocer e identificar humanos, y puede implementar software de reconocimiento facial para identificar rasgos faciales e identificar personas particulares utilizando el software de reconocimiento facial. En estas realizaciones, el identificador de destino 102 Puede acoplarse a una base de datos para permitir identificar y dirigirse a personas concretas..
[0024] En algunas realizaciones opcionales, dirigidas sistema energético 100 también puede incluir circuito de verificación de calibración 128 para inhibir la dirección haz de energía 124 de ser despedido cuando la dirección sistema energético 100 no está en calibración. Sistema de energía dirigida 100 también puede incluir circuito de verificación de ubicación 130 para inhibir la dirección sistema energético 100 de ser operado cuando no está en una ubicación aprobada o autorizada. El circuito de verificación de ubicación 130 puede utilizar datos de ubicación GPS y puede incluir un receptor GPS. En estas realizaciones opcionales, dirigidas sistema energético 100 también puede incluir circuito de autenticación 132 para inhibir la dirección haz de energía 124 de ser despedido por operadores no autorizados. En estas realizaciones opcionales, controlador del sistema 112 puede incluir lógica de decisión para tomar las decisiones sistema energético 100 no operativo y/o no funcional según la verificación de la ubicación, la verificación de la calibración y la verificación del usuario. En algunas de estas realizaciones, controlador del sistema 112 puede incluir una lógica de decisión para verificar que se sigan las pautas legales y operativas e inhibir la operación de acciones dirigidas. sistema energético 100 cuando no se siguen las directrices legales y operativas.
[0025] En algunas realizaciones, un método para operar un sistema de energía dirigida, tal como dirigido sistema energético 100, se proporciona. En estas realizaciones, el funcionamiento del sistema de energía dirigida se puede habilitar cuando se verifican una calibración y una ubicación. El funcionamiento del sistema de energía dirigida podrá inhabilitarse cuando no se verifique la calibración o la ubicación. El funcionamiento del sistema de energía dirigida puede desactivarse después de que se exceda un tiempo de exposición objetivo. El funcionamiento del sistema de energía dirigida puede habilitarse cuando un usuario está autenticado y puede deshabilitarse cuando el usuario no puede autenticarse. En algunas realizaciones, el método puede incluir verificar las reglas operativas de enfrentamiento en función de la calibración y la ubicación, y deshabilitar el funcionamiento del sistema de energía dirigida cuando no se cumplen las reglas operativas de enfrentamiento. En algunas de estas realizaciones, la ubicación puede verificarse basándose en información de ubicación GPS..
[0026] Aunque dirigido sistema energético 100 se ilustra con varios elementos funcionales separados, uno o más de los elementos funcionales pueden combinarse y pueden implementarse mediante combinaciones de elementos configurados por software, tales como elementos de procesamiento que incluyen procesadores de señales digitales (DSP) y/u otros elementos de hardware. Por ejemplo, algunos elementos pueden comprender uno o más microprocesadores, DSP, circuitos integrados de aplicaciones específicas (ASIC) y combinaciones de diversos circuitos lógicos y de hardware para realizar al menos las funciones descritas en el presente documento. En algunas realizaciones, los elementos funcionales de dirección sistema energético 100 puede referirse a uno o más procesos que operan en uno o más elementos de procesamiento.
[0027] HIGO. 3 Es un diagrama ilustrativo de una unidad de transmisión de haz de acuerdo con algunas realizaciones. El unidad de transmisión de haz 108 ilustrado en HIGO. 3 puede ser adecuado para su uso como unidad de transmisión de haz 108 ilustrado en HIGO. 1. unidad de transmisión de haz 108 puede incluir, entre otras cosas, una antena principal 310, un subreflector 306, y sensores de velocidad 314. Las señales de vídeo 109 puede ser generado por un unidad de transmisión de vídeo 312 acoplado al antena principal 310 y dirigido a capturar vídeo en un dirección de transmisión 311 del antena principal 310. El seguimiento de señales de control 107 que son generados por el controlador de seguimiento 106 (HIGO. 1) puede configurarse para controlar el dirección de transmisión 311 del antena principal 310 al rastrear el objetivo 126 (HIGO. 1) para mantener el objetivo 126 en un campo de visión del unidad de transmisión de vídeo 312. El sensores de velocidad 314 puede configurarse para detectar una velocidad de movimiento del unidad de transmisión de haz 108 para proporcionar la tarifa-señal del sensor 111 para uso por parte del rastreador de objetivos 104 en el seguimiento de los puntos de seguimiento 202 en el objetivo 126 como parte de un circuito de control de seguimiento. la tasa-señal del sensor 111 puede ser utilizado por el rastreador de objetivos 104 (HIGO. 1) correlacionar la velocidad de movimiento del unidad de transmisión de haz 108 con movimiento del objetivo 126 y movimiento del fondo dentro de las señales de vídeo 109.
[0028] el seguimiento controlador 106 puede generar el seguimiento de señales de control 107 para controlar el subreflector 306 para la colocación y el enfoque de la dirección haz de energía 124 en uno de los puntos de seguimiento seleccionados 202 (HIGO. 2). El subreflector 306 puede comprender un espejo giratorio de dos ejes cuya posición puede controlarse mediante seguimiento señales de control 107 para dirigir un milímetro de alta potencia-señal de onda 305 a una ubicación en el antena principal 310 seleccionado de modo que la dirección haz de energía 124 se coloca en el seleccionado punto de seguimiento 202. La posición del subreflector. 306 También se puede controlar para enfocar la dirección haz de energía 124 en el objetivo 126 basado en la distancia al objetivo 126. En estas realizaciones, el dirigido haz de energía 124 Puede ser un haz convergente aunque esto no es un requisito. En algunas realizaciones, el unidad de transmisión de haz 108 puede incluir un telémetro láser para determinar la distancia al objetivo 126.
[0029] En algunas realizaciones, el antena principal 310 Puede ser una antena de superficie parabólica. En otras realizaciones, el antena principal 310 Puede ser una antena de superficie parabólica plana (FLAPS) que tiene una superficie geométricamente plana con una serie de elementos que le permiten operar electromagnéticamente como un reflector parabólico para generar un haz enfocado en la superficie. objetivo 126. En algunas realizaciones, antena principal 310 puede configurarse para generar una dirección haz de energía 124 tener un perfil de haz que limita la densidad de potencia a partes del objetivo 126 fuera del punto de seguimiento seleccionado. En estas realizaciones, el perfil del haz se puede seleccionar para una distancia y tamaño de antena particulares..
[0030] El unidad de transmisión de haz 108 También puede incluir un milímetro.-amplificador de onda 302 y transmitir (TX) antena 304 para generar el milímetro de alta potencia-señal de onda 305. En algunas realizaciones, el milímetro-amplificador de onda 302 es un amplificador de estado sólido configurado para generar una señal de ondas milimétricas de alta potencia con una frecuencia entre 94 y 96 GHz. Milímetro-amplificador de onda 302 puede configurarse para generar una señal de salida de alta potencia en respuesta a señal de control de fuente 117, que puede ser proporcionado por un elemento de control de incendios. 116 (HIGO. 1).
[0031] En algunas realizaciones, los diversos elementos de la unidad de transmisión de haz 108 Puede montarse en una sola plataforma y configurarse para moverse como una sola unidad. La plataforma única puede tener un cardán para permitir el seguimiento del objetivo en tres direcciones y la colocación del objetivo dirigido. haz de energía 124.
[0032] HIGO. 4 es un diagrama de bloques funcional de un rastreador de objetivos de acuerdo con algunas realizaciones. En estas realizaciones, rastreador de objetivos 400, ilustrado en HIGO. 4, puede ser adecuado para su uso como rastreador de objetivos 104 (HIGO. 1), aunque también pueden ser adecuados otros rastreadores de objetivos. El rastreador de objetivos 400 puede incluir un elemento de seguimiento de objetivos 402 para rastrear uno o más puntos de seguimiento 202 (HIGO. 2) basado en las características del objetivo 126 (HIGO. 1) identificado por el identificador de destino 102 (HIGO. 1). El rastreador de objetivos 400 también puede incluir un elemento de seguimiento de fondo 404 para rastrear una porción de fondo de un campo de visión de la unidad de transmisión de video 312 (HIGO. 3). El elemento de seguimiento de objetivos 402 puede responder a cambios en la parte de fondo para identificar una parte objetivo del campo de visión. Por ejemplo, el elemento de seguimiento de objetivos 402 puede detectar cambios en los píxeles de fondo para rastrear el objetivo 126 (HIGO. 2). En algunas realizaciones, el elemento de seguimiento de fondo 404 puede ejecutar un algoritmo de reinscripción para distinguir el fondo del objetivo 126.
[0033] En algunas realizaciones, el elemento de seguimiento de objetivos 402 puede ser multipunto elemento de seguimiento de objetivos 402 configurado para rastrear dos o más puntos de seguimiento 202 en el objetivo 126. De esta manera, algunos puntos de seguimiento pueden mantenerse como objetivo 126 se mueve, cambia de posición y gira. Además, el controlador de seguimiento 106 (HIGO. 1) se puede configurar para cambiar rápidamente entre puntos de seguimiento para la colocación del haz de energía 124.
[0034] En algunas realizaciones, rastreador de objetivos 400 puede incluir un objetivo elemento de procesamiento dinámico 406 para procesar el movimiento del objetivo y calcular una señal de error dinámica para el objetivo 126, y un fondo elemento de procesamiento dinámico 408 para procesar el movimiento del fondo y calcular una señal de error dinámica para el fondo. El rastreador de objetivos 400 también puede incluir un filtro de kalman 410 sensible a señales de error dinámicas para generar las salidas para el controlador de seguimiento 106 (HIGO. 1). El rastreador de objetivos 400 también puede incluir un efecto calculado elemento de procesamiento de nivel 412 para calcular un tiempo, una distancia y la cantidad de fluctuación del objetivo para uso del elemento de control de fuego 116 (HIGO. 1). El elemento de control de incendios 116 puede ser una respuesta a las salidas del efecto calculado elemento de procesamiento de nivel 412. Por ejemplo, el tiempo que dirigió haz de energía 124 se coloca en un punto de seguimiento se puede aumentar con mayores cantidades de fluctuación del objetivo para lograr el efecto deseado.
[0035] En algunas realizaciones, el filtro de kalman 410 Puede utilizar las señales de error dinámicas del objetivo y del fondo. elementos de procesamiento dinámico 406 y 408 no sólo para proporcionar una estimación de la ubicación actual del objetivo 126, sino predecir posiciones futuras del objetivo 126 para ayudar en el seguimiento de objetivos. En algunas realizaciones, estas señales de error separadas pueden procesarse por separado para un seguimiento óptimo del objetivo. El rastreador de objetivos 104 utiliza una señal de error de bucle de guía de seguimiento que se envía a un controlador de ángulo de haz como parte del seguimiento. señales de control 107 para mantener ópticamente la dirección haz de energía 124 en un punto de seguimiento seleccionado. El rastreador de objetivos 104 Puede utilizar procesos de seguimiento de guía predictiva y de orden superior para permitir un seguimiento estricto incluso en condiciones de aceleración..
[0036] HIGO. 5 ilustra un ejemplo de sistema de energía dirigida portátil que incluye un sistema de seguimiento de objetivos de acuerdo con algunas realizaciones. Dirigido de mano sistema energético 500 Puede incluir los elementos funcionales del sistema de energía dirigida. 100 (HIGO. 1). El portátil dirigido sistema energético 500 incluye antena principal 310, subreflector 306 y transmitir antena 304 ilustrado por separado. Los otros componentes funcionales del dirigido. sistema energético 100 puede estar ubicado internamente. Dirigido de mano sistema energético 500 puede rastrear uno o más puntos de seguimiento en un objetivo basándose en los resultados de un identificador de objetivo. Dirigido de mano sistema energético 500 También puede generar señales de control de seguimiento basadas en las salidas del rastreador de objetivos para controlar una unidad de transmisión de haz para la colocación de un objetivo dirigido. haz de energía 124 en uno de los puntos del track. En consecuencia, un objetivo puede ser disuadido sin el uso de fuerza letal..
[0037] El Resumen se proporciona para cumplir con 37 CFR Sección 1.72(b, que requiere un resumen que permita al lector determinar la naturaleza y esencia de la divulgación técnica. Se presenta con el entendimiento de que no se utilizará para limitar o interpretar el alcance. o significado de las reivindicaciones. Las siguientes reivindicaciones se incorporan a la descripción detallada, siendo cada reivindicación por sí sola una realización separada..
RECLAMOS (25)
1. Un sistema de seguimiento de objetivos configurado para su uso en un sistema de energía dirigida, comprendiendo el sistema de seguimiento de objetivos: un identificador de objetivo para recibir señales de vídeo y separar un objetivo del fondo; un rastreador de objetivos para rastrear uno o más puntos de seguimiento en el objetivo basándose en las salidas del identificador de objetivo; y un controlador de seguimiento para generar señales de control de seguimiento basadas en las salidas del rastreador de objetivos para controlar una unidad de transmisión de haz para la colocación de un haz de energía dirigido en uno de los puntos de seguimiento seleccionados, en el que uno o más puntos de seguimiento están configurados para ser más pequeños que un tamaño de punto del haz de energía dirigido para permitir que el haz de energía dirigido cubra el punto de seguimiento seleccionado para compensar la fluctuación del objetivo y provocar un efecto deseado dentro del punto de seguimiento seleccionado..
2. (cancelado)
3. El sistema de afirmar 1 en el que la unidad de transmisión de haz comprende uno o más sensores de velocidad configurados para detectar una velocidad de movimiento de la unidad de transmisión de haz y proporcionar una señal de sensor de velocidad para uso por parte del rastreador de objetivos para rastrear uno o más puntos de seguimiento en el objetivo como parte de un circuito de control de seguimiento.
4. El sistema de afirmar 3 en el que la unidad de transmisión de haz comprende una antena reflectora principal, un subreflector y sensores de velocidad.,en donde las señales de video son generadas por una unidad de transmisión de video acoplada a la antena reflectora principal y dirigida para capturar video en una dirección de transmisión de la antena reflectora principal, en el que las señales de control de seguimiento están configuradas además para controlar la dirección de transmisión de la antena reflectora principal cuando se sigue un objetivo para mantener el objetivo en un campo de visión de la unidad de transmisión de vídeo, y en el que el controlador de seguimiento está configurado para generar las señales de control de seguimiento para controlar el subreflector para la colocación y el enfoque del haz de energía dirigido en uno seleccionado de los puntos de seguimiento.
5. El sistema de seguimiento de objetivos de afirmar 4 que comprende además un elemento de control de fuego configurado para controlar la cantidad de tiempo que el haz de energía dirigido se coloca en el punto de seguimiento seleccionado, en el que la cantidad de tiempo se calcula para proporcionar un aumento de la temperatura de la superficie en función de la distancia al objetivo y el tamaño del punto en el objetivo..
6. El sistema de seguimiento de objetivos de afirmar 5 en donde el sistema de energía dirigida comprende además un controlador del sistema, en el que en respuesta a una señal de disparo de haz, el controlador del sistema está configurado para hacer que el controlador de seguimiento enfoque y dirija el haz de energía dirigido sobre el punto de seguimiento seleccionado, y para mantener el haz de energía dirigido sobre el punto de seguimiento seleccionado a medida que el objetivo se mueve durante la cantidad de tiempo determinada por el elemento de control de incendios, y en el que el elemento de control de fuego está configurado para inhibir que el haz de energía dirigido se enfoque en el punto de seguimiento seleccionado durante períodos de tiempo mayores para evitar un aumento de temperatura por encima de una temperatura máxima predeterminada.
7. El sistema de seguimiento de objetivos de afirmar 6 en el que el elemento de control de fuego está configurado además para inhibir la dirección del haz de energía dirigido a partes predeterminadas de un cuerpo humano incluso aunque se puedan proporcionar uno o más puntos de seguimiento en las partes predeterminadas..
8. El sistema de seguimiento de objetivos de afirmar 1 en el que el rastreador de objetivos comprende: un elemento de seguimiento de objetivos para rastrear uno o más puntos de seguimiento basándose en las características del objetivo identificadas por el identificador de objetivo; y un elemento de seguimiento de fondo para rastrear una porción de fondo de un campo de visión de una unidad de transmisión de vídeo, en donde el elemento de seguimiento de objetivos responde a cambios en la porción de fondo para identificar una porción de objetivo del campo de visión.
9. El sistema de seguimiento de objetivos de afirmar 8 en donde el elemento de seguimiento de objetivos es un elemento de seguimiento de objetivos multipunto configurado para rastrear dos o más puntos de seguimiento en el objetivo.
10. El sistema de seguimiento de objetivos de afirmar 8 en el que el rastreador de objetivos comprende además: un elemento de procesamiento de dinámica del objetivo para procesar el movimiento del objetivo y calcular una señal de error dinámica para el objetivo; un elemento de procesamiento de dinámica de fondo para procesar el movimiento de fondo y calcular una señal de error dinámica para el fondo; un filtro de Kalman que responde a las señales de error dinámicas para generar las señales de control de seguimiento; y un elemento de procesamiento de nivel de efecto calculado para calcular un tiempo, una distancia y una cantidad de fluctuación del objetivo para un elemento de control de fuego, en el que el elemento de control de disparo responde a las salidas del elemento de procesamiento de nivel de efecto calculado para aumentar el tiempo con mayores cantidades de fluctuación del objetivo para lograr un efecto deseado..
11. El sistema de seguimiento de objetivos de afirmar 1 en el que el identificador de objetivo está configurado para identificar un objetivo humano dentro de las señales de vídeo y para identificar uno o más puntos de seguimiento en el objetivo humano.
12. Un sistema de energía dirigida que comprende: un sistema de seguimiento de objetivos para rastrear uno o más puntos de seguimiento en un objetivo a medida que el objetivo se mueve; y una unidad de transmisión de haz para mantener un haz de energía dirigido sobre uno de los puntos de seguimiento seleccionados en respuesta a las señales de control de seguimiento proporcionadas por el sistema de seguimiento de objetivos, en donde los puntos de seguimiento son más pequeños que un tamaño de punto del haz de energía dirigido mantenido en el objetivo para permitir que el haz de energía dirigido cubra el punto de seguimiento seleccionado para compensar la fluctuación del objetivo y causar un efecto deseado dentro del punto de seguimiento seleccionado.
13. El sistema de energía dirigida de afirmar 12 en el que el sistema de seguimiento de objetivos comprende: un identificador de objetivo para recibir señales de vídeo y separar el objetivo del fondo; un rastreador de objetivos para rastrear uno o más puntos de seguimiento en el objetivo basándose en las salidas del identificador de objetivos y basándose en una señal del sensor de velocidad procedente de la unidad de transmisión de haz; y un controlador de seguimiento para generar las señales de control de seguimiento basadas en las salidas del rastreador de objetivos para controlar la unidad de transmisión de haz para la colocación de un haz de energía dirigido en el punto de seguimiento seleccionado.
14. El sistema de afirmar 13 en el que la unidad de transmisión de haz comprende uno o más sensores de velocidad configurados para detectar una velocidad de movimiento de la unidad de transmisión de haz y proporcionar la señal del sensor de velocidad para uso por parte del rastreador de objetivos para rastrear uno o más puntos de seguimiento en el objetivo como parte de un circuito de control de seguimiento.
15. El sistema de afirmar 14 en el que la unidad de transmisión de haz comprende una antena reflectora principal, un subreflector y sensores de velocidad., en donde las señales de video son generadas por una unidad de transmisión de video acoplada a la antena reflectora principal y dirigida para capturar video en una dirección de transmisión de la antena reflectora principal, en donde las señales de control de seguimiento están configuradas además para controlar la dirección de transmisión de la antena reflectora principal cuando se rastrea el objetivo para mantener el objetivo en un campo de visión de la unidad de transmisión de vídeo, y en el que el controlador de seguimiento está configurado para generar las señales de control de seguimiento para controlar el subreflector para la colocación y el enfoque del haz de energía dirigido en uno seleccionado de los puntos de seguimiento.
16. El sistema de afirmar 14 en el que la unidad de transmisión de haz comprende además un amplificador de ondas milimétricas, en el que el amplificador de ondas milimétricas es un amplificador de estado sólido configurado para generar una señal de ondas milimétricas de alta potencia que tiene una frecuencia entre 94 y 96 GHz, y en el que la antena reflectora principal comprende una antena de superficie parabólica plana que tiene una superficie geométricamente plana con una serie de elementos para permitir que la antena principal funcione electromagnéticamente como un reflector parabólico para generar un haz enfocado en el objetivo..
17. El sistema de afirmar 15 que comprende además un elemento de control de fuego configurado para controlar una cantidad de tiempo que el haz de energía dirigido se coloca en uno seleccionado de los puntos de seguimiento, en el que la cantidad de tiempo se calcula para proporcionar un aumento de la temperatura de la superficie en función de la distancia al objetivo y el tamaño del punto en el objetivo..
18. El sistema de afirmar 17 en el que el sistema es un arma de energía dirigida de mano.
19. Un método para disuadir a un objetivo que comprende: Seguimiento óptico de uno o más puntos de seguimiento en el objetivo a medida que éste se mueve.; usar una velocidad de movimiento de una unidad de transmisión de haz para mantener un haz de energía dirigido en uno de los puntos de seguimiento seleccionados con un bucle de control de seguimiento; y mantener el haz de energía dirigido en los puntos de seguimiento seleccionados durante un período de tiempo para causar un efecto disuasorio al elevar la temperatura de la superficie dentro del punto de seguimiento seleccionado, en el que uno o más puntos de seguimiento están configurados para ser más pequeños que un tamaño de punto del haz de energía dirigido para permitir que el haz de energía dirigido cubra el punto de seguimiento seleccionado para compensar la fluctuación del objetivo y provocar el efecto disuasorio dentro del punto de seguimiento seleccionado..
20. El método de afirmar 19 en el que la unidad de transmisión de haz está configurada para generar el haz de energía dirigido, y
en el que el método comprende además reducir los efectos de la fluctuación del objetivo y el movimiento del objetivo usando la velocidad de movimiento y rastreando ópticamente puntos de seguimiento seleccionados para que sean más pequeños que el tamaño del punto del haz de energía dirigido mantenido en el objetivo..
21. Un método para operar un sistema de energía dirigida que comprende: permitir el funcionamiento del sistema de energía dirigida cuando se verifica una calibración y una ubicación; y inhabilitar el funcionamiento del sistema de energía dirigida cuando no se verifique la calibración o la ubicación, y en el que el sistema de energía dirigida está configurado para mantener un haz de energía dirigida en un punto de seguimiento seleccionado durante un período de tiempo para provocar un efecto disuasorio al elevar la temperatura de la superficie dentro del punto de seguimiento seleccionado., en el que el punto de seguimiento seleccionado es más pequeño que un tamaño de punto del haz de energía dirigido para permitir que el haz de energía dirigido cubra el punto de seguimiento seleccionado para compensar la fluctuación del objetivo y causar el efecto disuasorio dentro del punto de seguimiento seleccionado.
22. El método de afirmar 21 que comprende además desactivar el funcionamiento del sistema de energía dirigida después de que se exceda un tiempo de exposición objetivo.
23. El método de afirmar 22 en el que habilitar comprende habilitar el funcionamiento del sistema de energía dirigida cuando un usuario está autenticado, y en donde deshabilitar comprende deshabilitar la operación del sistema de energía dirigida cuando el usuario no puede ser autenticado.
24. El método de afirmar 22 que además comprende: verificar las reglas operativas de enfrentamiento basadas en la calibración y la ubicación; y deshabilitar el funcionamiento del sistema de energía dirigida cuando no se cumplen las reglas operativas de enfrentamiento.
25. El método de afirmar 24 en el que la ubicación se verifica basándose en la información de ubicación del GPS, y en el que el sistema de energía dirigida comprende un sistema de seguimiento de objetivos para seguir uno o más puntos de seguimiento en un objetivo a medida que el objetivo se mueve, y una unidad de transmisión de haz para mantener un haz de energía dirigida en uno de los puntos de seguimiento seleccionados en respuesta a las señales de control de seguimiento. proporcionado por el sistema de seguimiento de objetivos, y en el que los puntos de seguimiento son más pequeños que el tamaño del punto del haz de energía dirigido mantenido en el objetivo.