Оценка ОИС и возможных убытков от противоправного использования

В современной предпринимательской деятельности предприятий важное значение играет оперативная оценка и переоценка объектов интеллектуальной собственности. При оценке стоимости ОИС принимаем во внимание лишь действующие охранные документы (патенты и свидетельства), лицензионные договоры (контракты) и объекты промышленной собственности.

При оценке стоимости ОИС необходимо использовать действующие цены и тарифы, а также установленные законодательством ставки налога на доход (прибыль), добавленную стоимость, акциз и т.п. также правила и нормы расчетов с банковскими учреждениями за предоставленные кредиты.

В общем случае оценка рыночной стоимости (Ци) объекта ИС может производиться по формуле:

Ци = [(Ср + Сп + См )*К1*К2*К3*К4 + р*Аr*T]*K5*K6, где:

Ср - приведенные затраты на создание объекта;

Сп - приведенные затраты на обеспечение правовой охраны объекта;

См - приведенные затраты на маркетинговые исследования;

р - среднестатистическая ставка роялти (лицензионных выплат);

Аr - база для расчета роялти (годовой объем использования/экономическая выгода от использования оцениваемого объекта);

T - срок полезного использования объекта интеллектуальной собственности;

К1 - коэффициент технико-экономической значимости объекта правовой значимости (для товарных знаков - коэффициент эстетического восприятия);

К2 - коэффициент промышленной (производственной) готовности объекта правовой охраны;

К3 - коэффициент надежности правовой охраны оцениваемого объекта;

К4 - коэффициент морального старения оцениваемого объекта;

К5 - коэффициент амортизации стоимости оцениваемого объекта на момент расчета;

К6 - коэффициент правовой значимости оцениваемого объекта интеллектуальной собственности.

Данная формула может быть использована для расчета рыночной цены объекта ИС, например, для целей продажи лицензии, внесения долевого пая в уставной капитал предприятия и др.

Итоговая стоимостная оценка объекта ИС при расчете его рыночной цены может быть скорректирована по договору между его субъектами (сторонами). В этом случае бонификация (надбавка) к стоимостной оценке объекта с учетом факта риска не должна превышать 30% его расчетной рыночной стоимости.

Основаниями для бонификации (независимого от срока действия охранного документа на момент его оценки) могут служить критерии:

-конкурентоспособности объекта;

-экономической эффективности использования объекта;

-объема и надежности правовой охраны объекта;

-степени новизны объекта и др. факторы.

24. Пассивные инфракрасные средства обнаружения. Контраст температур. Зависимость вероятности правильного обнаружения от отношения сигнал/шум при фиксированных значениях вероятностей ложных тревог. Уравнение дальности для теплового контраста. Виды зон чувствительности. Регистрация движения в зоне охраны. Взаимосвязь тактических характеристик (дальность, скорость, линейный размер объекта, высота установки извещателя) с техническими параметрами системы (ширина луча диаграммы направленности, угол между зонами чувствительности, размер линзы, длительность импульса, длительность фронта импульса, время задержки между сигналами в соседних каналах).

Диапазон инфракрасных волн подразделяют на следующие поддиапазоны: 0,76 - 1,6 мкм - ближняя инфракрасная область, используется для целей обнаружения объектов в помещении; 1,5 - 5.0 мкм - промежуточная инфракрасная область; 8.5 - 13.0 мкм - далекая инфракрасная область.

Следует отметить, что увеличение температуры объекта наряду с увеличением интенсивности Р приводит к сдвигу максимума спектральной плотности излучения в область высоких частот. Сложная конфигурация объекта приводит к неравномерному распределению инфракрасного излучения.

Ясно, что пространство, в котором перемещается объект, также является источником излучения. Это излучениеназывается фоном. Эффект обнаружения происходит из-за различия температур объекта и фона. Их разница равна относительной температуре на входе датчика, а ее величина и определяет чувствительность приемника. Датчик обнаружения должен решать следующие задачи: прием тепловой энергии, излучаемой объектом; уменьшения влияния фона на эффективность обнаружения; преобразование энергии теплового излучения в электрический сигнал; выдача тревожного сигнала на пульт управления. Для приема тепловой энергии используются оптические системы: линзовые, зеркальные и комбинированные.

Принцип действия пассивных инфракрасных систем обнаружения (ИКСО) основан на регистрации сигналов, порождаемых тепловым потоком, излучаемым объектом обнаружения. Полезный сигнал на выходе безинерционного одноплощадочного приемника излучения определяется выражением:

S(t) = S_U∆Ф(t),

где S_u - чувствительность приемника излучения, ∆Ф(t) -изменение величины теплового потока, падающего на входное окно оптической системы и вызванное движением объекта в зоне обнаружения.

Максимальное значение ∆Ф(t) соответствует случаю, когда объект полностью попадает в поле зрения ИКСО и для стационарного случая обозначим это значение как ∆Ф.

Считая, что потери в оптической системе настолько малы, что ими можно пренебречь, выразим ∆Ф через параметры объекта и фона (под фоном понимается поверхность стен, пола, потолка и других предметов, расположенных в зоне обнаружения ИКСО). Пусть в пределах фона, поверхность которого обладает абсолютной температурой Т_ф и излучательной способностью Е_ф, появляется объект, абсолютная температура которого Т_об, а излучательная способность Е_об, как показано на рис.2.1, где α_П, β_П - угловые размеры оптической системы соответственно в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Площадь проекции объекта на плоскость, перпендикулярную направлению наблюдения, обозначим S_об, а площадь проекции фона в поле зрения - S_ф. Тогда, без учета поглощения в атмосфере, величина теплового потока, падающего на входное окно оптической системы до появления объекта, определя­ется выражением:

,

где l_ф - расстояние от входного окна до фоновой поверхности; L_ф -яркость фона; S_BX - площадь входного окна оптической системы.

Величина теплового потока, создаваемого объектом, определяется аналогичным образом:

,

где l - расстояние от ИКСО до объекта; L_об - яркость объекта.

Рис. 2.1. Принцип действия пассивных ИКСО:

При наличии объекта тепловой поток, падающий на входное окно, создается объектом и той частью фоновой поверхности, которая не экранируется объектом, откуда суммарный тепловой поток

.

Тогда изменение теплового потока ДФ записывается в виде:

В итоге получим выражение для ∆Ф через абсолютные температуры и излучательные способности объекта и фона:

,

где ∆Е - изменение облученности входного окна, вызванное появлением объекта:

.

При заданных параметрах оптической системы и приемника излучения значение сигнала полностью определяется изменением облученности ∆Е. Излучательная способность кожи человека очень высока, в среднем она составляет 0,99 относительно абсолютно черного тела (для которого излучательная способность равна 1) на длинах волн больше 4 мкм. В ИК области спектра оптические свойства кожного покрова близки к характеристикам черного тела. Температура кожи зависит от теплообмена между кожей и окружающей средой. Измерения, проведенные с помощью тепловизора, показали, что при температуре воздуха +25°С температура по поверхности ладони человека изменяется в пределах +32...+ 34°С, а при температуре воздуха +19°С - в пределах +28...+30°С. Наличие одежды уменьшает яркость объекта, так как температура одежды ниже, чем температура обнаженной кожи. При температуре окружающей среды +25°С измеренная средняя температура поверхности тела одетого в костюм человека составила +26°С. Излучательная способность одежды также может быть иной, чем у обнаженной кожи.

Температурный контрастмежду телом (или одеждой) человека и фоном, на который направлен луч, влияет на амплитуду. Так как температура фона меняется вслед за изменением температуры в помещении, то и сигнал, пропорциональный их разности, также меняется. В точке, где температура человека и фона совпадают, значение выходного сигнала равно нулю. В области более высоких температур сигнал меняет знак. Температура фона в помещении (стен, пола, мебели) отражает состояние воздуха вне помещения с некоторым запаздыванием, обусловленным тепловой инерцией конструктивных материалов здания (в случае отсутствия внутренних источников тепла). Температурный контраст зависит также от температуры внешней поверхности человека, т.е. в основном от его одежды. Причем здесь оказывается существенным следующее обстоятельство. Если человек входит в помещение, где установлено ИКСО, извне, например с улицы, где температура может существенно отличаться от температуры в помещении, то в первый момент тепловой контраст может быть значительным. Затем, по мере "адаптации" температуры одежды к температуре помещения, сигнал уменьшается. Но даже после продолжительного пребывания в помещении величина сигнала зависит от вида одежды. На рис. 2.5 приведены экспериментальные зависимости температурного контраста человека от температуры окружающей среды /4/. Штриховой линией показана экстраполяция экспериментальных данных для температуры выше 40°С.

Заштрихованная область 1 — это диапазон контрастов в зависимости от формы одежды, типа фона, размеров человека и скорости его движения. Важно отметить, что переход величины температурного контраста через ноль происходил только в том случае, если в области температур 30...39,5°С измерения проводились после адаптации человека в нагретом помещении в течении 15 мин. В случае же вторжения в зону чувствительности СО человека находившегося до этого в помещении с температурой ниже 30°С или на открытом воздухе с температурой 44°С, уровни сигналов в диапазоне температур 30...39,5°С лежат в области 2 и не достигают нулевого значения.

Распределение температуры по поверхности человека не равномерно. Наиболее близка она к 36°С на открытых частях тела - лице и руках, а температура поверхности одежды ближе к фону помещения. Поэтому сигнал на входе пироприемника зависит от того, какой частью тела перекрывается лучевая зона чувствительности.

Рис. 2.5. Зависимостьтемпературного контраста человека от температурыокружающей среды.

Пороговый контраст температур определяется как /5/:

,

где - температура источника,

- интеграл вероятности,

- коэффициент фильтрации ( - полоса сигнала, - полоса фильтра); ,

- вероятность ложной тревоги ( ),

- вероятность пропуска сигнала ( ).

Условие обнаружения объекта определяется превышением температурным контрастом объекта и фона порогового значения:

,

где - ширина лепестка антенны,

- коэффициент усиления антенны( ),

- угловой размер объекта,

- эффективная площадь рассеивания объекта( ),

- дальность до объекта.

Вторичная обработка сигнала в пассивных средствах обнаружения позволяет оценить максимальную дальность до объекта /5/:

Сигналообразование.Для понимания методов и алгоритмов повышения помехоустойчивости ИКСО необходимо иметь представление об основных параметрах сигнала - форме, амплитуде, длительности, зависимости от скорости движения человека и температуры фона. Рассмотрим однолучевую зону обнаружения длиной 10 м с диаметром луча в основании конуса 0,3 м. Считается, что человек пересекает зону по нормали к ней с максимальной (V_max = 5 м/с) и минимальной (V_min = 0,lм/c) скоростями при расстоянии от приемника 10 (D_max), 5 и 1 м (D_min). Форма сигнала при пересечении луча на расстоянии 10м имеет вид треугольника с максимумом при полном перекрытии зоны (рис.2.2,а). На рис. 2.2,б показан спектр этого сигнала. При пересечении луча на меньшем расстоянии сигнал приобретает форму трапеции с крутыми фронтами (рис.2.3.а) и спектр этого сигнала приобретает вид, показанный на рис. 2.3,б.

Очевидно, что длительность сигнала обратно пропорциональна скорости движения и расстоянию до приемника.

Реальный сигнал отличается от идеальной картины за счет искажений, вносимых трактом усиления и наложением хаотических шумов, создаваемых температурными флуктуациями фона. Записи реальных сигналов, приведены на рис. 2.4. Здесь же представлены его спектральные характеристики, полученные пропусканием реально записанных сигналов через спектроанализатор.

Рис. 2.2. Форма (а) и спектр сигнала (б) на входе приемника при D_max, V_min

Рис. 2.3. Форма (а) и спектр сигнала (б) на входе приемника при D_min, V_max.

Анализ записей позволяет определить спектральное "окно” (диапазон по спектру), необходимое для пропускания сигналов, образующихся при пересечении зоны в любом месте во всем диапазоне скоростей от 0,1 до 15 Гц. При этом на краях диапазона возможно ослабление сигнала, так как пироприемник имеет амплитудно-частотную характеристику со спадом в области 5...10 Гц. Для его компенсации необходимо введение в тракт обработки сигнала специального корректирующего усилителя, обеспечивающего подъем АЧХ в области 5..20 Гц.

Обнаружение объекта по тепловому контрасту.Рассмотрим некоторые способы определения параметров объекта при его пассивном оптическом обнаружении. Для определения скорости движения объекта, его линейного размера в направлении перемещения и расстояния до него необходимо организовать две параллельные зоны чувствительности, разнесенные в плоскости перемещения объекта на некоторое базовое расстояние L. Тогда несложно определить, что нормальная к зонам чувствительности скорость движения объекта

,

где τ₃ - время задержки между сигналами в приемных каналах.

Линейный размер объекта b_об в нормальной к зонам чувствительности плоскости определяется как

,

где τ_{U 0,5} - длительность сигнального импульса на уровне U=0,5U_max.

При условии RΘ_з < b_об расстояние до объекта определяется выражением

,

где - угловой размер элементарной зоны чувствительности в радианах; - длительность фронта сигнального импульса.

Полученные значения параметров V_об, b_об, R сравниваются с областями их определения, после чего принимается решение об обнаружении объекта. В случае, когда организация двух параллельных зон чувствительности невозможна, в качестве идентифицирующих параметров могут служить параметры сигнального импульса: длительность фронта, длительность импульса и т.д. Основным условием реализации этого метода является широкая полоса пропускания приемного тракта, необходимая для приема сигнала без искажения его формы, т.е. в этом случае исключается применение метода оптимальной фильтрации. Неискаженным в процессе оптимальной фильтрации параметром является длительность задержки между сигналами, возникающая в пространственно-разнесенных каналах. Поэтому идентификация по этому параметру может производиться без расширения полосы пропускания приемного тракта. Для осуществления идентификации полезного сигнала в ИКСО с многолучевой зоной чувствительности по параметру т₃ необходимо, чтобы она формировалась в плоскости перемещения объекта с помощью независимых приемников.

Для примера рассмотрим области определения параметров сигнального импульса и величины т₃ для однопозиционного ИКСО с многолучевой зоной чувствительности при реальных значениях угловой расходимости элементарной зоны чувствительности = 0,015 рад, размером входного зрачка d=0,05 м и углом между зонами чувствительности =0,3 рад.

Длительность импульса по нулевому уровню определяется выражением

.

Область определения длительности импульса для диапазона скоростей V_об = 0,1…7,0 м/с, составляет τ_U=0,036... 4,0 с. Динамический диапазон χ(τ_U) = τ_Umax/τ_Umin =112.

Область определения длительности импульса по уровню 0.5U_max уже и составляет τ_U =0,036... 2,0 с, а динамический диапазон χ(τ_U0,5)=56.

Длительность фронта сигнального импульса определяется выражением

.

Откуда область определения т_ф=0,007...2,0 с, а динамический диапазон χ(τ_ф) = 285.

Длительность задержки между импульсами, возникающими в соседних каналах, можно определить по формуле:

.

Область определения величины задержки т₃=0...30 с.

Для принятого значения d=0,05 м и диапазона дальности R =1...10 м область определения т₃/т_ф=4,5..,14,0, а динамический диапазон χ(т₃/т_ф)=3,1. При d=0 динамический диапазон χ(т₃/т_ф) = 1 для всех значений дальности R = 0...10 м. Таким образом, наиболее устойчивым идентифицирующим параметром является величина т₃/т_ф.

Помехи в пассивных ИКСО вызывают ложное срабатывание пассивных ИКСО. Под помехой будем понимать любое воздействие внешней среды или внутренние шумы приемного устройства, не связанные с движением человека в зоне чувствительности СО. Различают следующую классификацию помех:

• тепловые, обусловленные нагреванием фона при воздействии на него солнечного излучения, конвекционных потоков воздуха от работы радиаторов, кондиционеров, сквозняков;
• электрические, вызываемые наводками от источников электро- и радиоизлучений на отдельные элементы электронной части СО;
• собственные, обусловленные шумами пироприемника и тракта усиления сигнала;
• посторонние, связанные с перемещением в зоне чувстви­тельности СО мелких животных (собаки, кошки, птицы) или насекомых по поверхности входного оптического окна СО.

Наиболее значительной и "опасной" помехой является тепловая, вызываемая изменением температуры участков фона, на который направлены лучевые зоны чувствительности. Воздействие солнечного излучения приводит к локальному повышению температуры отдельных участков стены или пола помещения. При этом постепенное изменение температуры не проходит через схемы фильтрации прибора, однако, сравнительно резкие и "неожиданные" ее колебания, связанные, например, с затенением солнца проходящими облаками или проездом транспорта, вызывают помеху, аналогичную сигналу от прохождения человека. Амплитуда помехи зависит от инерционности фона, на который направлен луч. Например, время изменения температуры голой бетонной стены намного больше, чем деревянной или оклеенной обоями.

При этом изменение температуры при солнечных помехах достигает 1.0...1,5^oС, особенно в тех случаях, когда луч направлен на малоинерционный фон, например на деревянную стену или штору из ткани. Длительность таких помех зависит от скорости затенения и может попасть в диапазон скоростей, характерных для движения человека. Необходимо отметить одно существенное обстоятельство, которое позволяет бороться с такими помехами. Если два луча направлены на соседние участки фона (при расстоянии между ними 0,5...1,0 м), то вид и амплитуда помехового сигнала от воздействия солнца практически одинаковы в каждом луче, т.е. налицо сильная корреляция помех. Это позволяет соответствующим построением схемы подавить их за счет вычитания сигналов,

Конвективные помехи обусловлены воздействием перемещающихся потоков воздуха, например сквозняков при открытой форточке, щелей в окне, а также бытовых отопительных приборов - радиаторов и кондиционеров. В отличие от солнечной засветки конвективные помехи от различных участков фона, воздействующие даже на расстоянии 0,2...0,3 м, слабо коррелированы между собой и их вычитание не дает эффекта.

Электрические помехи возникают при включении любых источников электро- и радиоизлучения. Значительный уровень помех создают также разряды молний.

Чувствительность пироприемника очень высока — при изменении температуры на 1⁰С выходной сигнал непосредственно с кристалла составляет доли микровольта, поэтому наводки от источников помех в несколько вольт на метр могут вызвать помеховый импульс, в тысячи раз превышающий полезный сигнал. Однако боль­шая часть электрических помех имеет малую длительность или крутой фронт, что позволяет отличить их от полезного сигнала.

Собственные шумы пироприемника определяют высшую границу чувствительности ИКСО и имеют вид белого шума. В связи с этим методы фильтрации здесь не могут быть использованы. Интенсивность помехи увеличивается при повышении температуры кристалла приблизительно в два раза на каждые десять градусов. Современные пироприемники имеют уровень собственных шумов, соответствующих изменению температуры на 0,05.,.0,15°С.

Характеристики пассивных ИК извещателейприведены в табл.2.1.

Таблица 2.1.

Основные технические характеристики пассивных ИК извещателей.

Различие пространственных характеристик полезного сигнала от объекта и фона достигается за счет использования различных зон чувствительности пассивного ИК извещателя, формируемых оптическими системами. Для построения последних могут использоваться: зеркальная оптика – т.е. несколько зеркал специальной формы, фокусирующих тепловое излучение на пироприемник; линзы Френеля – сегментированные (фасеточные) линзы с нанесением специального отштампованного рисунка на пластиковую пластину, представляющую собой сетку призматических линз-сегментов, хорошо пропускающих инфракрасное излучение. Таким образом, линза представляет собой чередующиеся прозрачные и непрозрачные для инфракрасного излучения элементы его фокусировки. В современных высококачественных ИКСО могут использоваться комбинированные оптические системы на основе линз Френеля и зеркальной оптики. При этом линзы Френеля используются для формирования зоны чувствительности на средних расстояниях, а зеркальная оптика – для формирования антисаботажной зоны и для обеспечения достоверного обнаружения в дальней зоне. На рис.2.7 приведены диаграммы направленности объемного пассивного ИК извещателя, защищающего помещения различных размеров, о чем свидетельствует широкоугольная диаграмма направленности, диаграмма коридорного типа и типа вертикальной шторы. Важной особенностью извещателей является наличие в диаграмме обнаружения антисаботажной зоны, исключающей подход нарушителя вдоль стены для блокирования извещателя. На рис.2.8 изображены диаграммы направленности объемного ИК извещателя с антисаботажной зоной. Кроме того, существуют специальные типы линз, как показано на рис.2.9, формирующие свехширокоугольные диаграммы направленности, используемые для контроля объема и обнаружения движения в квадратных помещениях, а также для исключения ложных срабатываний от движения мелких животных.

Для уменьшения влияния фона применяют дуальные фазоразностные элементы датчиков, т.к. в одном датчике появляется реакция на медленное повышение инфракрасной температуры, во втором - на ее понижение. В результате происходит компенсация этих изменений, что означает снижение логических срабатываний датчиков.

Рис 2.7. Диаграммы направленности пассивных ИК извещателей типа «Фотон-6»

Рис. 2.8. Диаграммы направленности пассивных ИК извещателей типа «ФотонСК»

Рис.2.9. Диаграммы направленности пассивных ИК извещателей сверхширокоугольного вида.

Преобразование энергии излучения в электрический сигнал осуществляется при помощи фотоприемников. К ним относятся термоэлектрические элементы: термоэлементы, болометры, термисторы; фотоэлектрические устройства: фотоэлементы, фотосопротивления, фотодиоды. Характеристики некоторых из них приведены в табл.2.2.

Таблица 2.2