DE102018108204A1 - Intervention system for averting a swarm of unmanned missiles and method for repelling a swarm of unmanned missiles by means of such an intervention system - Google Patents

Intervention system for averting a swarm of unmanned missiles and method for repelling a swarm of unmanned missiles by means of such an intervention system Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Interventionssystem (1) mit einer Sensoreinheit (2), mit einer Recheneinheit (3) und mit einer Effektoreinheit (4), wobei mittels der Sensoreinheit (2) ein Schwarm (5) von mehreren unbemannten Flugkörpern (6), sogenannten Drohnen(6), detektierbar ist, wobei einzelne unbemannte Flugkörper (6) mittels der Sensoreinheit (2) verfolgbar sind, wobei die von der Sensoreinheit (2) erfassten Informationen an eine Recheneinheit (3) weiterleitbar sind, wobei die Recheneinheit (3) einen Computer mit einem Prozessor, mit einem Speicher und einer Software aufweist, wobei mittels der Recheneinheit (3) eine Analyse der von der Sensoreinheit (2) gelieferten Informationen durchführbar ist.
Die Bekämpfung eines Drohnenschwarms (5) ist dadurch verbessert, dass eine Führungsdrohne (7) von der Recheneinheit identifizierbar ist, wobei die Führungsdrohne (7) den Schwarm (5) koordiniert und/oder steuert, wobei mittels der Recheneinheit (3) das Verhalten und/oder die Zusammensetzung und/oder die Anordnung der Drohnen (6) analysierbar ist, wobei mittels der Recheneinheit (3) ein Bekämpfungsmuster erzeugbar ist und dieses an die Effektoreinheit (4) weiterleitbar ist.

Figure DE102018108204A1_0000
The invention relates to an intervention system (1) with a sensor unit (2), with a computing unit (3) and with an effector unit (4), wherein by means of the sensor unit (2) a swarm (5) of several unmanned missiles (6), so-called Drones (6), detectable, with individual unmanned missiles (6) by means of the sensor unit (2) are traceable, wherein the sensor unit (2) detected information to a computing unit (3) can be forwarded, wherein the arithmetic unit (3) has a Computer having a processor, with a memory and a software, wherein by means of the arithmetic unit (3) an analysis of the information supplied by the sensor unit (2) information is feasible.
The combat of a drone swarm (5) is improved in that a guide drone (7) of the arithmetic unit is identifiable, wherein the guide drone (7) coordinates the swarm (5) and / or controls, wherein by means of the arithmetic unit (3) the behavior and / or the composition and / or the arrangement of the drones (6) can be analyzed, wherein by means of the arithmetic unit (3) a control pattern can be generated and this is forwarded to the effector unit (4).
Figure DE102018108204A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Interventionssystem zur Abwehr eines Schwarms von unbemannten Flugkörpern mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.The invention relates to an intervention system for averting a swarm of unmanned missiles with the features of the preamble of claim 1.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Abwehr eines Schwarms von unbemannten Flugkörpern mittels eines solchen Interventionssystem mit den Merkmalen des Patentanspruches 7.Furthermore, the invention relates to a method for averting a swarm of unmanned missiles by means of such an intervention system with the features of claim 7.

Das Interventionssystem weist eine Sensoreinheit, eine Recheneinheit und eine Effektoreinheit auf. Mittels der Sensoreinheit sind der Schwarm und/oder die einzelnen Flugkörper des Schwarms detektierbar und/oder verfolgbar. Die Sensoreinheit kann durch eine Multisensorplattform gebildet sein. Im Folgenden werden die Begriffe Drohne und unbemannter Flugkörper synonym verwendet.The intervention system has a sensor unit, a computing unit and an effector unit. By means of the sensor unit, the swarm and / or the individual missiles of the swarm can be detected and / or traced. The sensor unit may be formed by a multi-sensor platform. In the following, the terms drone and unmanned missile are used interchangeably.

Aus der US 2017/0059333 A1 ist ein System zur Verteidigung gegen einen Schwarm von kleineren Schiffen bekannt, wobei die Kurssetzung sowie die Waffenauswahl durch das entsprechende Kontrollsystem optimiert wird. Es wird hierbei eine graphische Benutzerschnittstelle bereitgestellt, um ein Schiff um mehrere Gefahrenquellen herum zu navigieren. Das Schiff kann von einem Schwarm angegriffen werden. In einem ersten Schritt werden dabei mit einem Radar des Schiffes und einem elektrooptischen Sensorsystem die Position der feindlichen Angreifer detektiert. In einem zweiten Schritt werden die Daten bezüglich des Waffensystems des Schiffs zusammengestellt. Diese Informationen können die Maximal- und Minimalreichweite der Waffen und die Genauigkeit und der maximale und minimale Azimutwinkel der Waffen umfassen. Ausgehend von diesen Informationen werden nun Wege mittels einer Recheneinheit berechnet. Ausgehend von den bestimmten, mehreren möglichen Wegen wird mittels einer Monte-Carlo-Simulation der beste Weg bestimmt. From the US 2017/0059333 A1 is a system for defense against a swarm of smaller ships known, the course setting and the weapon selection is optimized by the appropriate control system. Here, a graphical user interface is provided to navigate a ship around several sources of danger. The ship can be attacked by a swarm. In a first step, the position of the enemy attackers is detected with a radar of the ship and an electro-optical sensor system. In a second step, the data relating to the weapon system of the ship are compiled. This information may include the maximum and minimum range of the weapons and the accuracy and maximum and minimum azimuth angles of the weapons. Based on this information, paths are now calculated by means of a computing unit. Starting from the determined, several possible paths, the best way is determined by means of a Monte Carlo simulation.

Hierbei werden als Parameter die Anzahl der zerstörten Bedrohung und der Einsatz des Waffensystems simuliert.The parameters simulated are the number of destroyed threats and the deployment of the weapon system.

Aus der US 2015/0377596 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Optimieren eines Ressourcenallokationsplans bekannt. Es wird dabei eine Sensoreinheit beispielsweise in Form eines Radars verwendet. Zur Optimierung wird eine Partikelschwarmoptimierung eingesetzt.From the US 2015/0377596 A1 For example, a method and apparatus for optimizing a resource allocation plan are known. In this case, a sensor unit, for example in the form of a radar, is used. For optimization, a particle swarm optimization is used.

Aus der US 2015/0301529 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung und Koordination eines Drohnenschwarms bekannt. Die Drohnen formieren sich dabei um einen Zentrumspunkt, in dem sie vorgegebene Abstände zueinander einhalten. Der Drohnenschwarm kann aus mehreren Teilschwärmen bestehen.From the US 2015/0301529 A1 is a method for controlling and coordinating a drone swarm known. The drones form around a center point, in which they keep predetermined distances to each other. The drone swarm can consist of several parts swarms.

Aus der US 2012/0000349 A1 sind ein System und ein Verfahren zur Zuordnung von einer Mehrzahl von Waffen zu zumindest einer von mehreren Bedrohungen bekannt. Die verwendeten Algorithmen verwenden neuronale Netze.From the US 2012/0000349 A1 For example, a system and method for assigning a plurality of weapons to at least one of a plurality of threats is known. The algorithms used use neural networks.

Der Stand der Technik hat den Nachteil, dass kein konkretes Verfahren zur effektiven Bekämpfung eines Drohnenschwarms bekannt ist.The prior art has the disadvantage that no concrete method for effective control of a drone swarm is known.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Bekämpfung eines Drohnenschwarms zu verbessern.The invention is therefore based on the object to improve the fight against a drone swarm.

Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird nun durch ein Interventionssystem mit den Merkmalen des Patentanspruches 1, ein Interventionssystem mit den Merkmalen des Patentanspruches 7 und durch ein entsprechendes Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 8 gelöst.This object of the invention is based is achieved by an intervention system with the features of claim 1, an intervention system with the features of claim 7 and by a corresponding method with the features of claim 8.

Eine Führungsdrohne wird von der Recheneinheit identifiziert, wobei die Führungsdrohne den Schwarm koordiniert und/oder steuert, wobei mittels der Recheneinheit das Verhalten und/oder die Zusammensetzung und/oder die Ausdehnung des Schwarms analysierbar ist, wobei mittels der Recheneinheit ein Bekämpfungsmuster erzeugt wird und dieses an die Effektoreinheit weitergeleitet wird. Mittels der Recheneinheit können den Drohnen Wahrscheinlichkeiten zugeordnet werden, das es sich bei der jeweiligen Drohne um die Führungsdrohne handelt.A guide drone is identified by the arithmetic unit, wherein the guide drone coordinates and / or controls the swarm, wherein by means of the arithmetic unit the behavior and / or the composition and / or the extent of the swarm can be analyzed, whereby by means of the arithmetic unit a control pattern is generated and this is forwarded to the effector unit. By means of the arithmetic unit, the drones can be assigned probabilities that the respective drone is the leading drone.

Mittels der Recheneinheit werden die über den Drohnenschwarm vorliegenden Informationen analysiert, wobei mindestens eine Führungsdrohne identifiziert wird, welche den Drohnenschwarm koordiniert und/oder steuert. Es identifiziert die Recheneinheit die Drohnen, welche für die Koordination und die Steuerung des Schwarms wesentlich sind. Diese Drohnen können als Führungsdrohne bezeichnet werden. Ausgehend hiervon wird mittels der Recheneinheit ein Bekämpfungsmuster erzeugt und dieses wird an die Effektoreinheit weitergeleitet. Das Bekämpfungsmuster dient zum primären Bekämpfen der Führungsdrohnen. Die Effektoreinheit bekämpft mittels des vorgegebenen Bekämpfungsmusters darauf hin gezielt die Führungsdrohne, um die Koordination des Drohnenschwarms zu stören und zu unterbinden. Wenn die Koordination des Schwarms gestört ist, kann dieser seinen Auftrag nicht mehr wahrnehmen. Optional können zusätzlich danach sekundär auch noch die übrigen Drohnen bekämpft werden.By means of the arithmetic unit, the information available about the drone swarm is analyzed, whereby at least one guidance drone is identified, which coordinates and / or controls the drone swarm. It identifies the arithmetic unit of the drones, which are essential for the coordination and control of the swarm. These drones can be called a pilot drone. Proceeding from this, a control pattern is generated by means of the arithmetic unit and this is forwarded to the effector unit. The control pattern serves to primarily combat the leadership drones. The effector unit fights targeted by the predetermined control pattern towards the leadership drone to disturb the coordination of the drone swarm and to prevent. If the coordination of the swarm is disturbed, it can no longer fulfill its mission. Optionally, the remaining drones can also be fought secondarily afterwards.

Mittels der Recheneinheit werden das Bewegungsverhalten und/oder die Zusammensetzung und/oder die Ausdehnung des Schwarms und/oder beurteilt dessen Wirkung auf das zu schützende Objekt analysiert und klassifiziert. Dies wird durch eine Mustererkennung ermöglicht. By means of the arithmetic unit, the movement behavior and / or the composition and / or the extent of the swarm and / or its effect on the object to be protected are analyzed and classified. This is made possible by pattern recognition.

In bevorzugter Ausgestaltung nutzt die Recheneinheit Algorithmen aus dem Gebiet der künstlichen Intelligenz zur Mustererkennung, insbesondere zur Identifizierung, Klassifizierung und/oder Analyse des Drohnenschwarms. Dabei kann in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung eine Mustererkennung und vorzugsweise Bewegungsverhaltensanalyse zur Identifizierung und Klassifizierung der Drohnen durchgeführt werden.In a preferred embodiment, the arithmetic unit uses algorithms from the field of artificial intelligence for pattern recognition, in particular for the identification, classification and / or analysis of the drone swarm. In this case, in a particularly preferred embodiment, a pattern recognition and preferably motion behavior analysis for identifying and classifying the drones can be performed.

Die Recheneinheit ist vorteilhaft mit einer Drohnendatenbank verbunden oder weist eine Drohnendatenbank auf, in welcher Eigenschaften oder Muster von bekannten Drohnen und/oder Drohnenschwärmen hinterlegt sind. In der Datenbank sind insbesondere Bauformen von Drohnen bzw. typische optische oder radartypische Signaturen von bekannten Drohnentypen gespeichert.The arithmetic unit is advantageously connected to a drone database or has a drone database in which properties or patterns of known drones and / or drone swarms are stored. The database particularly stores drone designs or typical optical or radar-type signatures of known drone types.

Die Sensoreinheit weist vorzugsweise einen Radar, einen LIDAR und/oder einen elektrooptischen Sensor und einen Infrarotsensor auf. Es ist denkbar, dass die Sensoreinheit eine Kombination dieser Sensoren aufweist.The sensor unit preferably has a radar, a LIDAR and / or an electro-optical sensor and an infrared sensor. It is conceivable that the sensor unit has a combination of these sensors.

Die Recheneinheit ist in besonders bevorzugter Ausgestaltung vortrainiert mittels der Methode des maschinellen Lernens. Hierzu können künstliche neuronale Netze und insbesondere die Methode des Deep-Learnings verwendet werden. Deep Learning bezeichnet eine Klasse von Optimierungsmethoden künstlicher neuronaler Netze, die zahlreiche Zwischenlagen zwischen einer Eingabeschicht und einer Ausgabeschicht haben und dadurch eine umfangreiche innere Struktur aufweisen. Dies verbessert den Lernerfolg. Das Lernen wird vor dem Einsatz der Recheneinheit durchgeführt und nicht während des Einsatzes. Dabei bleiben die Bekämpfungsmuster nach dem Lernvorgang in Abhängigkeit von den Eingaben eindeutig und vorherbestimmbar. Die Bekämpfungsmuster entwickeln sich nicht dynamisch weiter. Es handelt sich um ein deterministisches System.The arithmetic unit is pre-trained in a particularly preferred embodiment by means of the method of machine learning. For this purpose, artificial neural networks and in particular the method of deep learning can be used. Deep learning refers to a class of artificial neural network optimization methods that have numerous interlayers between an input layer and an output layer and thus have a large internal structure. This improves the learning success. Learning is done before using the arithmetic unit and not during use. The control patterns remain clear and predictable after the learning process as a function of the inputs. The control patterns do not evolve dynamically. It is a deterministic system.

Der Drohnenschwarm kann mindestens aus einer Führungsdrohne und mehreren untergeordneten Drohnen oder auch aus Teilschwärmen mit mehreren Führungsdrohnen und untergeordneten weiteren Drohnen bestehen. Die Führungsdrohnen können beispielsweise am Bewegungsverhalten innerhalb des Schwarms erkannt werden. Insbesondere können die Führungsdrohnen als erstes eine Richtungsänderung durchführen, der Restschwarm folgt diesen minimal zeitverzögert. Die Recheneinheit untersucht vorzugweise das Bewegungsmuster der Drohnen im Drohnenschwarm. Insbesondere ist mittels der Recheneinheit erkennbar, welche Drohne eine Richtungsänderung als erstes einleitet. Diese Drohne wird als Führungsdrohne identifiziert.The drone swarm may consist of at least one command drone and several subordinate drones, or even part swarms with multiple command drones and subordinate drones. The guide drones can be recognized, for example, in the movement behavior within the swarm. In particular, the guide drones can first make a change in direction, the residual swarm follows this minimal time delay. The arithmetic unit preferably examines the movement pattern of the drones in the drone swarm. In particular, it can be recognized by means of the arithmetic unit which drone initiates a change of direction first. This drone is identified as a pilot drone.

Die Führungsdrohnen können auch in einem virtuellen Schwerpunkt innerhalb des Schwarm aufzufinden sein oder an einem Ort mit besonders hoher Drohnendichte innerhalb des Schwarms. Vorzugsweise wird mittels der Recheneinheit der Schwerpunkt des Schwarms bestimmt. In bevorzugter Ausgestaltung wird mittels der Recheneinheit eine Drohnendichte bestimmt.The Leadership Drones may also be located in a virtual center of gravity within the swarm or at a location with particularly high levels of drone density within the swarm. Preferably, the center of gravity of the swarm is determined by means of the arithmetic unit. In a preferred embodiment, a drone density is determined by means of the arithmetic unit.

Es ist denkbar, dass die Führungsdrohnen voraus fliegen und dann an einer Spitze des Schwarms auffindbar sind. Daher wird vorzugsweise mit der Recheneinheit eine Spitze des Schwarms identifiziert.It is conceivable that the guidance drones fly ahead and are then findable at a tip of the swarm. Therefore, a peak of the swarm is preferably identified with the arithmetic unit.

Ferner ist es denkbar, dass die Führungsdrohnen sich optisch von anderen Drohnen unterscheiden, z.B. durch eine andere Größe oder Bauform. In bevorzugter Ausgestaltung wird mit der Recheneinheit die Größe der Drohnen analysiert und es wird mit der Recheneinheit die Größe der Drohnen verglichen. Vorzugsweise werden mittels der Recheneinheit die Bauformen der Drohnen analysiert.Furthermore, it is conceivable that the guide drones may be visually different from other drones, e.g. by a different size or design. In a preferred embodiment, the size of the drones is analyzed with the arithmetic unit and the size of the drones is compared with the arithmetic unit. Preferably, the arithmetic unit analyzes the types of drones.

Bei Drohnenschwärmen, welche sich bei Ausfall einer Führungsdrohne bspw. selbstständig neu organisieren, kann das System die Neuorganisation analysieren und gezielt die neuen Führungsdrohnen bekämpfen. Vorzugsweise wird nach dem Erkennen einer Führungsdrohne mittels der Recheneinheit den weiteren Drohnen unterschiedliche Wahrscheinlichkeiten zugewiesen, dass diese nach Ausschaltung der Führungsdrohne die Funktion einer neuen Führungsdrohne übernehmen. Diese Drohnen können nach Ausschaltung der alten Führungsdrohne mit erhöhter Priorität erkannt werden.In the case of drone swarms, which, for example, independently reorganize themselves if a command drone fails, the system can analyze the reorganization and specifically combat the new leadership drones. Preferably, after recognizing a guide drone by means of the arithmetic unit, the other drones are assigned different probabilities of assuming the function of a new guidance drone after switching off the guide drone. These drones can be detected with increased priority after the old guidance drone is disabled.

Die Effektoreinheit ist durch ein Waffensystem gebildet, welches vorzugsweise präzise und punktgenau ein Ziel bekämpfen kann. Das Waffensystem kann beispielsweise Maschinenkanonen und/oder Laserwaffen aufweisen.The effector unit is formed by a weapon system which can preferably precisely and precisely combat a target. The weapon system may include, for example, machine guns and / or laser weapons.

Das Interventionssystem kann alternativ oder zusätzlich zur Erkennung der Führungsdrohne mittels der Recheneinheit das Bewegungsverhalten und/oder die Zusammensetzung und/oder die Anordnung der Flugkörper analysieren, wobei mittels der Recheneinheit ein Bekämpfungsmuster erzeugbar ist und dieses an die Effektoreinheit weiterleitbar ist, wobei das Bekämpfungsmuster eine Teilmenge der unbemannten Flugkörper umfasst, welche durch die Anzahl und/oder Anordnung der Flugkörper im Schwarm für die Koordination und/oder Steuerung des Schwarms notwendig sind. Auch wenn keine Führungsdrohne erkannt wird, kann so die Koordination und oder Steuerung des Schwarms gestört werden. Die Analyse der Recheneinheit ist dabei wie obenstehend dargelegt vortrainiert.The intervention system can alternatively or additionally to the detection of the guidance drone by means of the arithmetic unit analyze the movement behavior and / or the composition and / or the arrangement of missiles, by means of the arithmetic unit a control pattern can be generated and this is forwarded to the effector, wherein the control pattern is a subset the unmanned missile comprises, which by the number and / or arrangement of the missile in Swarm are necessary for the coordination and / or control of the swarm. Even if no leadership drone is detected, the coordination and or control of the swarm can be disturbed. The analysis of the arithmetic unit is pre-trained as explained above.

Das Bekämpfungsmuster umfasst vorzugsweise eine Teilmenge von kleiner oder gleich 50%, insbesondere von 10-35% der Drohnen, welche räumlich innerhalb des Schwarms möglichst gleichverteilt angeordnet sind. Beispielsweise kann in dem Bekämpfungsmuster jede zweite, dritte, vierte oder fünfte Drohne ausgewählt sein.The control pattern preferably comprises a subset of less than or equal to 50%, in particular of 10-35%, of the drones, which are spatially distributed within the swarm as uniformly as possible. For example, every second, third, fourth or fifth drone can be selected in the control pattern.

Das Bekämpfungsmuster umfasst in einer weiteren Ausgestaltung eine Teilmenge von kleiner oder gleich 50 %, insbesondere von 10-35% der Drohnen, wobei diese in Bereichen der höchsten Schwarmdichte angeordnet sind.The control pattern comprises in a further embodiment, a subset of less than or equal to 50%, in particular 10-35% of the drones, which are arranged in areas of highest swarm density.

Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, dass erfindungsgemäße Verfahren und das Interventionssystem näher auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die den Patentansprüchen 1, 7 und 8 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung anhand der Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

  • 1 ein Interventionssystem zur Abwehr eines Schwarms von unbemannten Flugkörpern.
There are now a variety of ways to design and further develop the inventive method and the intervention system. For this purpose, reference may firstly be made to the patent claims 1, 7 and 8 subordinate claims. In the following, a preferred embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing and the associated description. In the drawing shows:
  • 1 an intervention system to ward off a swarm of unmanned aerial vehicles.

In 1 ist ein Interventionssystem 1 gut zu erkennen. Das Interventionssystem 1 weist eine Sensoreinheit 2, eine Recheneinheit 3 und eine Effektoreinheit 4 auf. Die Sensoreinheit 2 weist vorzugsweise ein Radar auf. Die Sensoreinheit 2 weist ferner vorzugsweise LIDAR und/oder einen elektrooptischen Sensor und/oder einen Infrarotsensor auf. Die Sensoreinheit 2 kann durch eine Multiplattform-Sensoreinheit gebildet sein. Das Interventionssystem ist insbesondere als Luftabwehrsystem ausgestaltet.In 1 is an intervention system 1 clearly visible. The intervention system 1 has a sensor unit 2 , a computing unit 3 and an effector unit 4 on. The sensor unit 2 preferably has a radar. The sensor unit 2 further preferably comprises LIDAR and / or an electro-optical sensor and / or an infrared sensor. The sensor unit 2 may be formed by a multiplatform sensor unit. The intervention system is designed in particular as an air defense system.

Die Recheneinheit 3 weist einen Computer mit einem Speicher und einem Prozessor auf. In dem Speicher ist eine Software gespeichert, die von dem Prozessor ausgeführt wird. Die Recheneinheit 3 empfängt Signale oder aus den Signalen der Sensoreinheit 2 abgeleitete Daten.The arithmetic unit 3 has a computer with a memory and a processor. The memory stores software executed by the processor. The arithmetic unit 3 receives signals or from the signals of the sensor unit 2 derived data.

Mittels der Sensoreinheit 2 ist insbesondere ein Schwarm 5 mit mehreren unbemannten Flugkörpern 6 detektierbar. Diese unbemannten Flugkörper 6 können auch als Drohnen 6 bezeichnet werden. Das Interventionssystem 1 dient nun zur Abwehr des Schwarms 5. Mittels der Recheneinheit 3 werden die über den Schwarm 5 erfassten Informationen, d.h. die Sensordaten und/oder die daraus abgeleiteten Informationen, analysiert.By means of the sensor unit 2 is especially a swarm 5 with several unmanned missiles 6 detectable. These unmanned missiles 6 can also be used as drones 6 be designated. The intervention system 1 now serves to ward off the swarm 5 , By means of the arithmetic unit 3 become the over the swarm 5 collected information, ie the sensor data and / or the information derived therefrom, analyzed.

Es wird insbesondere mindestens eine Führungsdrohne 7 mittels der Recheneinheit 3 identifiziert. Mittels der Recheneinheit 3 wird eine Musteranalyse durchgeführt. Die Recheneinheit 3 analysiert und klassifiziert das Verhalten und/oder die Zusammensetzung und/oder die Ausdehnung des Schwarms 5 und/oder beurteilt dessen Wirkung auf ein nicht näher dargestelltes zu schützendes Objekt. Die Führungsdrohne 7 ist für die Koordination und Steuerung des Schwarms 5 wesentlich.In particular, there will be at least one guide drone 7 by means of the arithmetic unit 3 identified. By means of the arithmetic unit 3 a pattern analysis is performed. The arithmetic unit 3 analyzes and classifies the behavior and / or the composition and / or the extent of the swarm 5 and / or assesses its effect on an unspecified object to be protected. The guide drone 7 is for the coordination and control of the swarm 5 essential.

Mittels der Recheneinheit 3 wird insbesondere eine Bewegungsmusteranalyse durchgeführt. Dabei werden die Abstände der Drohnen zueinander überwacht. Ferner wird mit der Recheneinheit 3 eine Drohnentypanalyse durchgeführt. Ferner wird eine Verhaltensanalyse durchgeführt.By means of the arithmetic unit 3 In particular, a motion pattern analysis is performed. The distances between the drones are monitored. Furthermore, with the arithmetic unit 3 carried out a drone type analysis. Furthermore, a behavior analysis is performed.

Anhand der Analyseergebnisse wird ein Bekämpfungsmuster generiert. Das so erzeugte Bekämpfungsmuster wird an die Effektoreinheit 4 weitergeleitet. Die Effektoreinheit 4 bekämpft mittels des vorgegebenen Bekämpfungsmusters gezielt die Führungsdrohne 7, um die Koordination des Schwarms 5 zu stören und zu unterbinden. Wenn die Koordination des Schwarms 5 gestört ist, kann dieser seinen Auftrag nicht mehr wahrnehmen. In einem weiteren nachfolgenden Schritt können die weiteren Drohnen 6 bekämpft werden.Based on the analysis results, a control pattern is generated. The control pattern generated in this way is sent to the effector unit 4 forwarded. The effector unit 4 fights targeted by the predetermined control pattern the leadership drone 7 to the coordination of the swarm 5 to disturb and stop. If the coordination of the swarm 5 is disturbed, it can no longer fulfill its mission. In a further subsequent step, the other drones 6 be fought.

Die auf der Recheneinheit 3 ausgeführte Software verwendet insbesondere Algorithmen aus dem Gebiet der künstlichen Intelligenz zur Mustererkennung und damit zur Identifizierung der Führungsdrohne 7. Die Recheneinheit 3 nutzt Algorithmen aus dem Gebiet der künstlichen Intelligenz, um die entsprechende Analyse durchzuführen und somit die Führungsdrohne 7 zu erkennen. Bei der Mustererkennung wird insbesondere die Anordnung der Drohnen 6 analysiert. Es werden die Abstände der Drohnen 6 zueinander erfasst. Es wird die zeitliche Veränderung der Anordnung analysiert. Die Führungsdrohne 7 kann beispielsweise am zeitlichen Bewegungsverhalten innerhalb des Schwarms 5 erkannt werden. Die Führungsdrohne 7 kann als erstes eine Richtungsänderung durchführen, wobei der Rest des Schwarms 5 dieser Richtungsänderung zeitverzögert folgt. Die Recheneinheit 3 untersucht somit das Bewegungsmuster der Drohnen 6 im Schwarm 5. Durch die Bewegungsmustererkennung ist erkennbar, welche Drohne 6, nämlich die Führungsdrohne 7, eine Richtungsänderung als erstes einleitet. Diese Drohne 6 wird als Führungsdrohne 7 identifiziert.The on the arithmetic unit 3 In particular, executed software uses algorithms from the field of artificial intelligence for pattern recognition and thus for identification of the guidance drone 7 , The arithmetic unit 3 uses algorithms from the field of artificial intelligence to perform the corresponding analysis and thus the guidance drone 7 to recognize. In the pattern recognition, in particular, the arrangement of the drones 6 analyzed. It will be the distances of the drones 6 captured to each other. The temporal change of the arrangement is analyzed. The guide drone 7 For example, the temporal movement behavior within the swarm 5 be recognized. The guide drone 7 can first make a change of direction, with the rest of the swarm 5 this change in direction follows with a time delay. The arithmetic unit 3 thus investigates the movement pattern of the drones 6 in the swarm 5 , The movement pattern recognition shows which drone 6 namely, the guide drone 7 , initiating a change of direction first. This drone 6 becomes as a leadership drone 7 identified.

Weitere Muster zur Erkennung der Führungsdrohne 7 können sein, dass die Führungsdrohne 7 sich an einem Ort mit besonders hoher Drohnendichte innerhalb des Schwarms 5 befindet. Vorzugsweise wird mittels der Recheneinheit 3 somit die Drohnendichte innerhalb des Schwarms 5 bestimmt. Es ist ferner denkbar, dass die Führungsdrohne 7 vorausfliegt und somit an einer Spitze des Schwarms 5 auffindbar ist. Dabei wird vorzugsweise mit der Recheneinheit 3 als Muster die Spitze des Schwarms identifiziert.Other patterns to recognize the guide drone 7 may be that the leadership drone 7 in a place with a particularly high level of drone density within the swarm 5 located. Preferably, by means of the arithmetic unit 3 thus the drift density within the swarm 5 certainly. It is furthermore conceivable that the guide drone 7 fly ahead and thus at a tip of the swarm 5 can be found. In this case, preferably with the arithmetic unit 3 identified as a pattern the tip of the swarm.

Ein weiteres mögliches Erkennungsmuster ist, dass mittels der Recheneinheit 3 die Bauform der Drohnen 6 analysiert wird. Hierzu kann die Recheneinheit 3 mit einer Datenbank 8 verbunden sein, wobei in der Datenbank 8 Bauformen von Drohnen 6 bzw. typische optische oder radartypische Signaturen von bekannten Drohnen 6 gespeichert sind.Another possible recognition pattern is that by means of the arithmetic unit 3 the design of the drones 6 is analyzed. For this purpose, the arithmetic unit 3 with a database 8th be connected, being in the database 8th Designs of drones 6 or typical optical or radar-typical signatures of known drones 6 are stored.

In alternativer Ausgestaltung kann die Recheneinheit 3 die Datenbank 8 umfassen. Die Recheneinheit 3 ist besonders bevorzugter Ausgestaltung vortrainiert mittels der Methode des maschinellen Lernens. Hierzu können künstliche neuronale Netze verwendet werden. Insbesondere ist die Recheneinheit 3 mittels der Methode des Deep-Learnings vortrainiert worden. Das Lernen wird vor dem Einsatz der Recheneinheit 3 durchgeführt und insbesondere nicht während des Einsatzes. Dies hat den Vorteil, dass sichergestellt ist, dass das System deterministisch ist, d.h. dass bei gleichen Eingaben, d.h. bei gleichen Signalen der Sensoreinheit 2 auch gleiche Bekämpfungsmuster an die Effektoreinheit 4 weitergegeben werden.In an alternative embodiment, the arithmetic unit 3 database 8th include. The arithmetic unit 3 Particularly preferred embodiment is pre-trained by the method of machine learning. For this purpose, artificial neural networks can be used. In particular, the arithmetic unit 3 have been pre-trained by the method of deep learning. The learning becomes before the employment of the arithmetic unit 3 performed and in particular not during use. This has the advantage that it is ensured that the system is deterministic, ie that with the same inputs, ie with the same signals of the sensor unit 2 also the same control pattern on the effector unit 4 be passed on.

Es ist möglich, dass ein Schwarm 5 aus mehreren Teilschwärmen besteht, wobei jede der Teilschwärme eine Führungsdrohne 7 aufweist. Die Recheneinheit 3 wird bei der Analyse ebenfalls als Muster erkennen, ob es sich um einen Schwarm mit einer Führungsdrohne 7 oder um mehrere Teilschwärme mit mehreren Führungsdrohnen 7 handelt.It is possible that a swarm 5 consists of several part swarms, each of the swarms a Führungsdrohne 7 having. The arithmetic unit 3 will also see in the analysis as a pattern, whether it is a swarm with a leadership drone 7 or multiple swarms with multiple guide drones 7 is.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Interventionssystemintervention system
22
Sensoreinheitsensor unit
33
Recheneinheitcomputer unit
44
Effektoreinheiteffector
55
Schwarmswarm
66
unbemannte Flugkörper / Drohneunmanned missile / drone
77
Führungsdrohneleadership drone
88th
DatenbankDatabase

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (12)

Interventionssystem (1) mit einer Sensoreinheit (2), mit einer Recheneinheit (3) und mit einer Effektoreinheit (4), wobei mittels der Sensoreinheit (2) ein Schwarm (5) von mehreren unbemannten Flugkörpern (6) detektierbar ist, wobei einzelne unbemannte Flugkörper (6) mittels der Sensoreinheit (2) verfolgbar sind, wobei die von der Sensoreinheit (2) erfassten Informationen an eine Recheneinheit (3) weiterleitbar sind, wobei die Recheneinheit (3) einen Computer mit einem Prozessor, mit einem Speicher und einer Software aufweist, wobei mittels der Recheneinheit (3) eine Analyse der von der Sensoreinheit (2) gelieferten Informationen durchführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Führungsdrohne (7) von der Recheneinheit identifizierbar ist, wobei die mindestens eine Führungsdrohne (7) den Schwarm (5) koordiniert und/oder steuert, wobei mittels der Recheneinheit (3) das Bewegungsverhalten und/oder die Zusammensetzung und/oder die Anordnung der Flugkörper (6) analysierbar ist, wobei mittels der Recheneinheit (3) ein Bekämpfungsmuster erzeugbar ist und dieses an die Effektoreinheit (4) weiterleitbar ist.Intervention system (1) with a sensor unit (2), with a computing unit (3) and with an effector unit (4), by means of the sensor unit (2) a swarm (5) of several unmanned missiles (6) is detectable, with individual unmanned Missile (6) by means of the sensor unit (2) are traceable, wherein the sensor unit (2) detected information to a computing unit (3) are forwarded, wherein the arithmetic unit (3) comprises a computer with a processor, with a memory and software wherein by means of the arithmetic unit (3) an analysis of the information supplied by the sensor unit (2) is feasible, characterized in that at least one guide drone (7) is identifiable by the arithmetic unit, the at least one guide drone (7) identifying the swarm ( 5) coordinates and / or controls, wherein by means of the arithmetic unit (3) analyze the movement behavior and / or the composition and / or the arrangement of the missile (6) bar, wherein by means of the arithmetic unit (3) a control pattern can be generated and this is forwarded to the effector unit (4). Interventionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Recheneinheit (3) ein Bewegungsmuster der Drohne (6) im Schwarm (5) analysierbar ist, wobei analysiert wird, welche Drohne (6) eine Richtungsänderung als erstes einleitet, wobei diese Drohne (6) als Führungsdrohne (7) identifiziert wird.Intervention system Claim 1 , characterized in that by means of the arithmetic unit (3) a movement pattern of the drone (6) in the swarm (5) can be analyzed, whereby it is analyzed which drone (6) initiates a change of direction first, whereby this drone (6) serves as a guide drone ( 7) is identified. Interventionssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Recheneinheit (3) der Schwerpunkt des Schwarms (5) bestimmbar ist, um die Führungsdrohne (7) zu identifizieren.Intervention system according to one of the preceding claims, characterized in that the center of gravity of the swarm (5) can be determined by means of the arithmetic unit (3) in order to identify the guide drone (7). Interventionssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe und/oder die Bauform der Drohnen (6) mittels der Recheneinheit (3) analysierbar ist.Intervention system according to one of the preceding claims, characterized in that the size and / or the design of the drones (6) can be analyzed by means of the arithmetic unit (3). Interventionssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Recheneinheit (3) nach dem Erkennen einer Führungsdrohne (7) den weiteren Drohnen (6) unterschiedliche Wahrscheinlichkeiten zuweisbar sind, dass diese nach Ausschaltung der Führungsdrohne (7) die Funktion einer neuen Führungsdrohne (7) übernehmen.Intervention system according to one of the preceding claims, characterized in that by means of the arithmetic unit (3) after recognizing a guide drone (7) the other drones (6) different probabilities are assignable that this after switching off the guide drone (7) the function of a new leadership drone (7) take over. Interventionssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Effektoreinheit (4) mindestens eine Maschinenkanone und/oder mindestens eine Laserwaffe aufweist.Intervention system according to one of the preceding claims, characterized in that the effector unit (4) has at least one machine gun and / or at least one laser weapon. Interventionssystem (1), insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer Sensoreinheit (2), mit einer Recheneinheit (3) und mit einer Effektoreinheit (4), wobei mittels der Sensoreinheit (2) ein Schwarm (5) von mehreren unbemannten Flugkörpern (6) detektierbar ist, wobei einzelne unbemannte Flugkörper (6) mittels der Sensoreinheit (2) verfolgbar sind, wobei die von der Sensoreinheit (2) erfassten Informationen an eine Recheneinheit (3) weiterleitbar sind, wobei die Recheneinheit (3) einen Computer mit einem Prozessor, mit einem Speicher und einer Software aufweist, wobei mittels der Recheneinheit (3) eine Analyse der von der Sensoreinheit (2) gelieferten Informationen durchführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Recheneinheit (3) das Bewegungsverhalten und/oder die Zusammensetzung und/oder die Anordnung der Flugkörper (6) analysierbar ist, wobei mittels der Recheneinheit (3) ein Bekämpfungsmuster erzeugbar ist und dieses an die Effektoreinheit (4) weiterleitbar ist, wobei das Bekämpfungsmuster eine Teilmenge der unbemannten Flugkörper (6) umfasst, welche durch die Anzahl und/oder Anordnung der Flugkörper (6) im Schwarm für die Koordination und/oder Steuerung des Schwarms notwendig sind.Intervention system (1), in particular according to one of the preceding claims, having a sensor unit (2), with a computing unit (3) and with an effector unit (4), wherein by means of the sensor unit (2) a swarm (5) of several unmanned missiles ( 6) is detectable, wherein individual unmanned missiles (6) by means of the sensor unit (2) are traceable, wherein the sensor unit (2) detected information to a computing unit (3) can be forwarded, wherein the arithmetic unit (3) has a computer with a Processor having a memory and a software, wherein by means of the arithmetic unit (3) an analysis of the information supplied by the sensor unit (2) is feasible, characterized in that by means of the arithmetic unit (3) the movement behavior and / or the composition and / or the arrangement of the missile (6) is analyzable, wherein by means of the arithmetic unit (3) a control pattern can be generated and this knows to the effector unit (4) can be routed, wherein the control pattern includes a subset of the unmanned missile (6), which are necessary by the number and / or arrangement of the missile (6) in the swarm for the coordination and / or control of the swarm. Verfahren zur Abwehr eines Schwarms von unbemannten Flugkörpern (6) mittels eines Interventionssystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche wobei das Interventionssystem (1) eine Sensoreinheit (2), eine Recheneinheit (3) und eine Effektoreinheit (4) aufweist, wobei mittels der Sensoreinheit (2) ein Schwarm (5) von mehreren unbemannten Flugkörpern (6) detektiert wird, wobei einzelne unbemannte Flugkörper (6) mittels der Sensoreinheit (2) verfolgt werden, wobei die von der Sensoreinheit (2) erfassten Informationen an eine Recheneinheit (3) weitergeleitet werden, wobei die Recheneinheit (3) einen Computer mit einem Prozessor, mit einem Speicher und einer Software aufweist, wobei mittels der Recheneinheit (3) eine Analyse der von der Sensoreinheit (2) gelieferten Informationen durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Führungsdrohne (7) von der Recheneinheit identifiziert wird, wobei die mindestens eine Führungsdrohne (7) den Schwarm (5) koordiniert und/oder steuert, wobei mittels der Recheneinheit (3) das Bewegungsverhalten und/oder die Zusammensetzung und/oder die Anordnung der Flugkörper (6) analysiert werden, wobei mittels der Recheneinheit (3) ein Bekämpfungsmuster zur Bekämpfung der mindestens einen Führungsdrohne (7) erzeugt wird und dieses an die Effektoreinheit (4) weitergeleitet wird.Method for averting a swarm of unmanned aerial vehicles (6) by means of an intervention system (1) according to one of the preceding claims, wherein the intervention system (1) comprises a sensor unit (2), a computing unit (3) and an effector unit (4), wherein the Sensor unit (2) a swarm (5) is detected by a plurality of unmanned missiles (6), wherein individual unmanned missiles (6) are tracked by means of the sensor unit (2), wherein the information detected by the sensor unit (2) to a computing unit (3 ), wherein the arithmetic unit (3) has a computer with a processor, with a memory and software, wherein by means of the arithmetic unit (3) an analysis of the information supplied by the sensor unit (2) is performed, characterized in that at least a guide drone (7) is identified by the arithmetic unit, wherein the at least one guide drone (7) coordinates the swarm (5) and / or it controls, wherein by means of the arithmetic unit (3) the movement behavior and / or the composition and / or the arrangement of the missile (6) are analyzed, wherein by means of the arithmetic unit (3) a control pattern for controlling the at least one guide drone (7) is generated and this is forwarded to the effector unit (4). Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Recheneinheit (3) ein Bewegungsmuster der Drohnen (6) im Schwarm (5) analysiert wird, welche Drohne (6) eine Richtungsänderung als erstes einleitet, wobei diese Drohne (6) als Führungsdrohne (7) identifiziert wird.Method according to Claim 8 , characterized in that by means of the arithmetic unit (3) a movement pattern of the drones (6) in the swarm (5) is analyzed, which drone (6) initiates a change of direction first, said drone (6) is identified as a guide drone (7) , Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Recheneinheit (3) der Schwerpunkt des Schwarms (5) bestimmt wird, um die Führungsdrohne (7) zu identifizieren. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the center of gravity of the swarm (5) is determined by means of the arithmetic unit (3) in order to identify the guide drone (7). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe und/oder die Bauform der Drohnen (6) mittels der Recheneinheit (3) analysiert werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the size and / or the design of the drones (6) are analyzed by means of the arithmetic unit (3). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Recheneinheit (3) nach dem Erkennen einer Führungsdrohne (7) den weiteren Drohnen (6) unterschiedliche Wahrscheinlichkeiten zugewiesen werden, dass diese weiteren Drohnen (6) nach Ausschaltung der Führungsdrohne (7) die Funktion einer neuen Führungsdrohne (7) übernehmen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that different probabilities are assigned to the further drones (6) by means of the arithmetic unit (3) after recognizing a guide drone (7) that these further drones (6) after switching off the guide drone (7). assume the function of a new leadership drone (7).
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