NO327577B1 - Naerobservasjonssensor med folgestyring og malbestemmelse for vapenstasjon - Google Patents

Abstract

Posisjonerbar sensorsammenstilling for en sanntidsfjernsituasjonsovervåkningsanordning. Sensorsammenstillingen innbefatter et kamera anordnet til å fange et bilde av et motiv, et mangfold av første akustiske transdusere innrettet til å fange et audioinngangssignal fra en omgivelse som innbefatter motivet, minst én andre akustisk transduser som kan eksciteres til å avgi et audioutgangssignal, en bærestruktur anordnet til å bære kameraet, mangfoldet av første akustiske transdusere og den minst ene andre akustiske transduseren, hvilken bærestruktur er forbundet med en fot, bevegelig om minst én rotasjonsakse i forhold til foten ved en bærestrukturposisjoneringsaktuator som er styrbar fra et fjerntliggende sted, styrbar fra et fjerntliggende sted, og en overføringsinnretning innrettet til å overføre i sanntid mellom transdusersammenstillingen og det fjerntliggende stedet et fanget bilde av motivet, et fanget audioinngangssignal fra omgivelsen, et ekscitasjonssignal til den andre akustiske transduseren og et styringssignal til bærestrukturposisjoneringsaktuatoren.

Description

Eksisterende fjernstyrte våpenstasjoner, her omtalt ved forkortelsen RWS (et akronym for "Remote Weapon Station"), oppviser imponerende systemfunksjoner og -egenskaper, men er generelt beheftet visse mangler ifin overvåkning av nærområdene rundt plattformene de fjernstyrte våpenstasjoner er montert på.

Eksempelvis erfares av de som befinner seg inne i et oppklaringskjøretøy kjent under navnet "Stryker" (Stryker Light Armored Vehicle HI [LAV EI]), at når luken er lukket er den nesten en total mangel på utsikt og oversikt over verden omkring. RWS'en på dette kjøretøyet har gode kamera som inngår i RWS-siktet, men de er utviklet for å møte kravene til systemet på de lange avstandene. Resultatet er relativt smalt synsfelt, også når det er zoomet helt ut. RWS-ens begrensede dreiehastighet bidrar også til at en føler at oversikten kunne vært bedre.

Erfaringsmessig brukes RWS-systemet i praksis mest i byer og tettbebygde strøk. Der er det karakteristisk at "alt" av interesse er nærmere enn ca 150m. Objekter som er så nære gir behov for hurtig dreiing av RWS i forhold til kjøretøyet, enten pga eget kjøretøys bevegelser eller målets bevegelser.

Dette notatet beskriver et supplerende sensorsystem som kan kompensere for Strykerkjøretøyets mangel på vinduer og RWS-ens begrensninger. Systemet skal kunne gi operatøren følelsen av "å være der" utenfor kjøretøyet.

Et system som gir evnen til å "være der", på et annet sted enn der du faktisk er, kan også tenkes brukt i andre sammenhenger: - Nærovervåking av marinefartøyer, uten å ha vaktsoldater ute. Overcåkingen kan gjøres fra et sentralt vaktrom. - Overvåkning av stasjonære anlegg på land der det kan være store avstander. Der kan sensorhoder tenkes utplassert flere steder og betjenes fra sentralt sted. - En kan også tenke seg anvendelser der avstanden mellom sensorhode og operatør er meget stor. Det vil være mulig å overvåke objekter i andre deler av landet eller på den andre siden av jordkloden, gitt at en har f eks en bredbånd internettofrbindelse

imellom.

For å ta anvendelsen ut til et ytterpunkt, kan man også tenke seg et slikt system brukt for å kommunisere med mennesker andre steder, f eks i forbindelse med service på kompliserte produkter, slik som kompliserte optiske, mekaniske eller

elektroniske deler av for eksempel, fly, våpensystemer eller offshoreinstallasjoner.

- Bruk ifin fjernassistanse ved kompliserte kirurgiske inngrep.

Man kan tenke seg et stort marked også for sivile anvendelser. Kun fantasien setter grensen. I neste kapittel er det foreslåtte systemet beskrevet nærmere.

Patentpublikasjonen US2006/0050929 beskriver anordning, system og fremgangsmåte for å skaffe taktisk informasjon, særlig for å fremvise vektorer (forliinnsvis i sanntid) for elementer som beveger seg med svært høy hastighet, som for eksempel prosjektiler eller missiler, og andre forbigående hendelser som forekommer på en slagmark. Systemet har enhet 10 som kan innsamle optisk og akustisk informasjon, om artilleri eller fiendtlige tropper. Et kamera 818 og mikrofon 820 er tilveiebrakt for å innsamle multimediainformasjon under styring av en kontroller 822 som kommuniserer gjennom nettverksgrensesnitt 824 med en hoveddatamaskin 826 som kan lager og skaffe tilgang til bilde, video og lyddata fra en database 828.

Patentpublikasjonen US7159500 beskriver system som kan innbefatte videokamera eller videoovervåkingssystem eller andre sensorer som er anpasset til å detektere et mål. Sensorer kan være plassert i avstand fra et våpen, og en operatør kan styre mer enn ett våpen av gangen og kan fa sensordatautganger fra mer enn en sensor av gangen.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en posisjonerbar sensorsammenstilling for en sanntidsfjemsituasjonsovervåkningsanordning, kjennetegnet ved de trekk som fremgår av det vedfølgende patentkrav 1.

Ytterligere fordelaktige trekk ved foreliggende oppfinnelses posisjonerbare sensorsammenstilling for en sarmtidsfjemsifriasjonsovervåknmgsanordning, fremgår av de vedfølgende patentkravene 2 til og med 9.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en sarmtidsfjernsituasjonsovervåknings-anordning med den posisjonerbare sensorsammenstillingen angitt over, kjennetegnet ved de trekk som fremgår av det vedfølgende patentkrav 10,

Ytterligere fordelaktige trekk ved foreliggende oppfinnelses sanntidstjernsituasjons-overvåkningsanordning fremgår av de vedfølgende patentkravene 11 til og med 15.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en rekognoserings- eller kampbefordringsmiddel som inkluderer den posisjonerbare sensorsammenstillingen eller sarmtidsfjernsituasjonsovervåkningsanordningen angitt over, og er kjennetegnet ved de trekk som fremgår av det vedfølgende patentkrav 16.

Ideen til foreliggende oppfinnelse går i enkelhet ut på å lage et lite, lett sensorhode på størrelse med et menneskehode som opereres av en operatør et annet sted.

Den følgende beskrivelsen er basert et enkelt systemeksempel, for å beskrive oppfinnelsens ide, og tenkte utførelsesvarianter, og er generelt illustrert i figur 1.

Sensorhodet bør fortrinnsvis ha to kamera for stereoskopisk syn, to mikrofoner for mottak og stereofonisk gjengivelse av lyd, og en høyttaler for å snakke til personer i sensorhodets omgivelser.

Operatøren bærer hjelm, fortrinnsvis med stereoskopiske display foran øynene, hodetelefoner for gjengivelse av stereofonisk lyd, og mikrofon for å snakke til personer i nærheten av sensorhodet.

Systemet vil ha utganger og innganger for å kunne kobles til andre systemer for å samvirke med disse. Som eksempel kan en tenke seg at operatøren av det foreslåtte overvåkningssystemet oppdager noe interessant utenfor kjøretøyet (i tilfellet kampkjøretøyet "STRYKER"). Man kan tenke seg en funksjon der han i dialog med operatøren på RWS automatisk kommanderer RWS-en til å peke i samme retning som ovei^åkningssystemet. Dette vil representere en meget effektiv måte å overlevere mål

o

pa.

Det foreslåtte overvåkningssystemet vil bestå av elementer som vist i figur 1.

Det er en viktig del av konseptet at sensorhodet skal ha meget raske servosystemer for dreiing av "nakken" og vipping av sensorhodet i høyde. Disse servosystemene bør ha dynamikk like rask som muskulaturen i en menneskelig nakke. Tanken er at disse to servoaksene skal slaves til operatørens nakkebevegelser vha et sensorsystem som måler operatørens hodebevegelser, som for eksempel hoderotasjoner.

Nettoeffekten vil som opplevd av operatøren være at operatøren "er der" med syn, hørsel og taleevne. Mikrofonene som er plassert på sensorhodet i øreposisjon og i kunstige ører/ørekanaler gir en forbløffende god mulighet til å retningsbestemme lyd. Lyd vil dermed kunne fungere som en varsling hvorpå operatøren vil bli tilskyndet til å vri hodet i lydens retning for å nærmere høre, og se, hva det er.

I en stereofonisk utgave som gir følgemuligheter i både asimut- og elevasjonsretninger, utstyres sensorhodet med to stk kamera, to stk mikrofoner, minst en høyttaler, to motorer for posisjonering og to vinkelmåleelementer for posisjonsmålinger. For militære anvendelser må den mekaniske løsningen bygges meget solid, mens sivile anvendelser er tenkt bygget vesentlig enklere og billigere.

En elektronikkenhet er tenkt anordnet i nærheten av selve sensorhodet, med eksternt grensesnitt, strømforsymngsinngang, samt kobling til selve sensorhodet og dets komponenter nevnt over.

Spesielt hva angår kamera, tas det hensyn til at det menneskelige synet er spesielt ved at det generelt anses å være meget skarpt, dvs. at det har høy oppløsningsevne, samtidig som synsfeltet er meget stort. Imidlertid har det menneskelige synet sin fulle skarphet kun i en meget smal sektor sentralt i synsfeltet. Disse egenskapene gjør at overvåkningssystemet helst må ha et rimelig stort synsfelt i kombinasjon med rimelig skarphet.

For en godt funksjonsdyktig realisering av oppfinnelsen kan det være viktig å fastlegge en sanumensetning av egenskaper mhp kameraene. Kameraene skal fortrinnsvis i tillegg til tilstrekkelig synsfelt og oppløsning gjengi en bilderate som er 20Hz eller høyere. Vanlig video med oppløsning på 640 x 480 (US) eller 768 x 525 (EUR) kan for oppfinnelsens tiltenkte hovedbruksområde være for begrensende mhp oppløsning og synsfelt. Imidlertid vil en brukbar opplesning generelt medføre at mulig synsfelt blir lite. Det menneskelige syn har generelt en oppløsning på ca 0.2mrad. Det anses derfor som viktig at kameraenes synsfelt og det hjelmmonterte displayets synsfelt blir like store for å gi en naturlig følelse av tilstedeværelse og avstandsbedømmelse. Av samme grunn bør kameraene anbringes med en innbyrdes avstand som er lik en gjennomsnittlig avstand mellom menneskers øyne.

For at kameraene skal gjengi synets fulle skarphet med standard video vil det horisontale synsfeltet bli rundt 153mrad, dvs 8.8 grader. Dette vil erfaringsmessig gi en operatør en følelse av å se ut "gjennom sugerør". Det eksisterer nå kameraer med oppløsning 1280 x 1024, og med enbilledrate som anses å være akseptabel, som angitt over. Et formålstjenlig valg av kameraegenskaper kan være den forannevnte kamerarate og optikk, som gir en oppløsning på O.Smrad, som er noe under det halve av orroløsningen til et menneske med normalsyn. Denne varianten vil gi et horisontalt synsfelt på:

Den diagonale åpningsvinkelen blir da ca 44 grader. Denne oppløsningen tilsvarer en oppløsning på 5cm på lOOm, og anses å være er godt nok til å se om et menneske i avstand 100 meter fra sensoren holder håndvåpen. Oppløsningen blir slik 0.5mm på en meter, hvilket betyr at man kan lese trykt skrift med noe over normale typestørrelser på den nevnte avstanden.

Det må vurderes hva som trengs av fokuskontroll og om denne skal være manuell eller automatisk.

Kameraene er fortrinnsvis innrettet til å gjengi farger.

Systemet gis fortrinnsvis en utforming mest mulig lik et menneskehode og med øreliknende utvekster for plassering av mikrofoner, hvilket anses som viktig for at den retningsbestemmende evnen skal oppnås. Det er tenkt å fremstille en realisering av oppfinnelsen med kunsthodemikrofonsystemet KUI 00 fra den tyske fabrikanten Georg Neumann Gmbh. Det er tenkt å kunne oppnå en brukbar effekt med en kunsthodeutforming som avviker mer fra en typisk menneskehodeform. Mikrofonene bør ha en kombinasjon av god følsomhet og toleranse for høye lydnivåer uten å føre til vesentlige forvrengninger av det lydsignal som oppfanges.

Høyttaleren anses å være en noe mindre kritiske del av systemet, hvilket innebærer større spillerom ved valg av egenskaper. Det foreslås for en lavkostvariant en liten fuUtonehøyttaler mellom 5 og 10 cm membrandiameter, som er innrettet til å kunne produsere nok lydnivå i frekvensområdet for tale til å overdøve det aktuelle kjøretøyets egenstøy.

For å oppnå stor dynamikk i servosystemer er det en fordel med direktedrift, eksempelvis ved at motoren er koblet direkte til lasten uten giroverføring. For en realisering av foreliggende oppfinnelse tenkes benyttet to stk "pannekake" momentmotorer, en for hver dreieretning, asimut hhv. elevasjon. Disse motorene kan være børstemotorer eller børsteløse motorer. Børsteløse motorer kan drives av RWS-forsterkere, mens børstemotorer enklest drives av lineære kraftforsterkere.

Det enkleste vinkelmåleelementet er et lavkostpotmeter. Dette kan med fordel brukes i vertikalleddet. I asimutleddet er det en begrensning med lavkostpotmetre at de ikke dekker kontinuerlig 360° på en måte som anses å være tilfredsstillende for den tiltenkte hovedanvendelsen.. For en utførelsesform der det ikke stilles strenge krav til en sprangløs og kontinuerlig følgeevne, eksempelvis hvor det kan godtas en begrensning at systemet følger innenfor 270° i asimut, kan realiseringen utføres innenfor de begrensninger som man typisk oppnår med rimelige pottnetre.

Sensorelektronikken er tenkt med de følgende hovedelementer:

- Elektronikk for å ta imot data fra kameraene

- Mikrofonforsterker og AD-omformere for signaler fra "ørene".

- Audioforsterker for å drive høyttaleren

- Servoelektronikk for å slave de to mekaniske aksene til vinkeldata fra hovedelektronikken. - Et prosessorsystem for overordnet kontroll og kommunikasjon med operatørelektronikken.

I et operativt system, det vil si, når oppfinnelsen er virksom, vil definisjon av grensesnittet mot operatørelektronikken være viktig. Det vil bl.a. være nødvendig med sanntids kompresjon av bildedata fra kameraene, spesielt dersom grensesnittet skal være radio eller internett. For et prøvesystemet som realiserer oppfinnelsen kan servo, audio og video på enkleste måte kables opp hver for seg.

I det følgende beskrives en operatørenhet for oppfinnelsens observasjonsløsning.

Et realiseringseksempel er illustrert i figur 2, hvor det vises, her forklart med de følgende henvisningstall og følgende betegnelser: Et fjerntliggende sted 1, ved hvilket er lokalisert sensorsammenstillingen 2, som innbefatter en bevegelig del som i sin tur innbefatter servoakse, minst to kameraer, vanligvis to for stereoskopisk avbildning, mikrofoner, vanligvis to for stereofonisk/øreparlyd, høyttaler, minst én for operatørens tale, sensorsammenstilling 3, som innbefatter en stasjonær del, som i sin tur innbefatter minst et mekanisk grensesnitt til bevegelig del 2, et elektrisk grensesnitt mot alle enheter i den bevegelige del 2, og et kommunikasjonsutstyr for å sende og motta data med en prosesseirngsenhet 6 på et operatørsted, innretningen 4 for kommunikasjon (kabel, radio, internett), et operatørsted 5, ved hvilket er lokalisert en prosesseringsenhet 6 ved operatørstedet, som innbefatter: et kommunikasjonsutstyr for å sende og motta data med 3 et elektrisk grensesnitt til alle enheter i hovedmontert enhet 7 , et elektrisk grensesnitt til operatørpanel 8 , audioforsterkere, videosystem for å fremvise kameravideo på hodemontert display, servoelektronikk/programvare for å styre sensorsammenstillingens orientering, prosesseringsressurser for å styre systemets drift, en hodemontert enhet 7 som innbefatter: en hodetracker for å måle operatørens hodeorientering, et display, stereoskopisk, hodetelefoner, stereofoniske for å presentere øreparaudio, en mikrofon for å fange opp operatørens tale, og, et operatørpanel 8, en elektrisk kraffinngang 9, og et kommunikasjonsgrensesnitt 10 for velcselvirkning med andre systemer (f.eks. RWS). Merk at enkelte deler av element 6 i stedet kan være plassert ved element 3.

Operatørens display er fortrinnsvis stereoskopisk, dvs at det har uavhengige displayer, ett for hvert øye. Displayene skal være av den typen der en ikke kan se gjennom i tillegg til det som vises på skjermene. På et operativt system vil det vært fordelaktig å gjøre bruk av et display som kan skifte mellom gjennomsiktig/ikke. Dette kan evt. løses ved mekanisk å vippe displayet opp.

Displayene er tenkt å ha en oppløsning som tilsvarer kameraene som brukes, hvilket vil si at oppløsninger svarer til den gunstige kameraoppløsning som er angitt over. For et system foreslått over bør det anvendes displayer med 1280 x 1024 pixel oppløsningsevne eller bedre. Displayets optikk er tenkt også være slik at synsfeltet blir mest mulig 1:1 med kameraenes synsfelt. Det betyr at ønsket horisontalt synsfelt blir 36 grader, tilsvarende diagonalt synsfelt 44 grader.

Displayene gjengir fortrinnsvis farger.

Operatørens hodetelefon er fortrinnsvis av en lukket type hodetelefon med støykansellerende funksjon. Det betyr en hodetelefon som aktivt demper lydene i operatørens nærområde (inne i kjøretøyet i tilfellet STRYKER). Slike leveres av flere produsenter for bruk bl.a. i fly (f eks Bose).

Operatørens mikrofon er tenkt å være av samme støykansellerende type som benyttes i fly. Det tenkes en rimelig og enkel løsning hvor det gjøres bruk av et komplett støykansellerende "head set" for fly for kombinert hodetelefon og mikrofon.

Det eksisterer en rekke forskjellige teknologier som kan være anvendbare for å måle en operatørs hoderotasjoner for bruk til hodetracker. Disse kan være basert på optikk, magnetfelt og/eller treghetssensorer, eller annen teknikk. Valg av en kjent teknikk, eventuelt utvikling av ny eller en tilpasning av eksisterende teknikk, kan påvirkes av krav til ytelse og krav til kostnader. Det er tenkt å anvende en i utgangspunktet kjent teknikk for å måle en operatørs hoderotasjoner for bruk til hodetracker i en lavkostvariant av oppfinnelsen.

Operatørelektronikken er fortrinnsvis et prosessorsystem som har overordnet kontroll med systemet. Det må lese av hodevinklene vha hodetrackersensoren og sende servokommandoer til sensorelektronikken.

Video mellom det som kommer fra kameraene og det som skal leveres til displayene er tenkt omformatert. Dette tenkes gjort ved bruk av en FPGA.

Som angitt over tenkes oppfinnelsen realisert med kamera som er posisjonerbart om to akser, en asimutakse henholdsvis en elevasjonsakse. I praktisk bruk med sensoren anordnet på et kjøretøy som vil befordres i skrånende terreng er det tenk å tilføye oppfinnelsens sensoranordning en anordning for rullakseposisjonering. Typisk innebærer en rullakseposisjonering en styring av kameraet om en rullakse.

Ved foreliggende oppfinnelse er det imidlertid tenkt å tilveiebringe rullakseposisjonering uten mekaniske midler, ved en elektronisk behandling av bildet fra kameraet hvor bildet gjøres til gjenstand for en omtegning av bildet på en eller flere av de skjermer som er plassert i operatørens synsfelt, etter en geometrisk omplassering av bildeelementene. Eksempelvis kan den geometrisk omplassering av bildeelementene være i samsvar med en rotasjon som blir registrert fra en rullsensor i hodetrackingdelen av systemet. Den løsning som foreskrives av foreliggende oppfinnelse er en hodetracker, eller hodefølger, som avføler operatørens hodevinkel, det vil si den vinkel som i realiteten fremkommer ved at operatøren naturlig vil lene sitt hode til høyre eller til venstre i forhold til sin egen synsakseretning for å stille sitt eget synsfeltplan i overensstemmelse med det observerte motivets naturlige plan, eller horisont. Den tekniske løsning som oppfinnelsen foreskriver innbefatter en føler innrettet til å avføle den vinkel som operatørens hoderullbevegelse representerer, referert til et referanseplan som ligger i ro i forhold til kjøretøyet, som for eksempel kan vær kjøretøyets naturlig gulvplan, hvilken vinkel typisk vil tilsvare en vinkel mellom et plan definert for kjøretøyet og det plan, eller den horisont, som naturlig foreligger i de observerte omgivelsenes motiv. Typisk vil sistnevnte plan være definert som et plan som hovedsakelig ligger normalt på loddretningen, eller et plan som utspennes av kameraposisjonen og en reell horisont.

Oppfinnelsens rullkompensator fremstiller et bilde på en eller flere av operatørens fremvisningsskj ermer ved å rotere en vinkel alfa det bildet som skaffes av minst ett av kameraene oppfanger før det tegnes på en operatørskjerm, idet vinkelen alfa er en vinkel som av størrelse er Uk den vinkle som blir registrert av hodetrackeren, men i motsatt retning. Med andre ord, om operatøren for eksempel vipper sitt hode, eventuelt sin overkropp, fem grader i en medursretning, vil rullkompensatoren i oppfinnelsen rotere bildet fra kameraet fem grader i en motursretning før bildet gjengis for operatøren ved at det tegnes på skjermen.

For situasjoner med motiv som befinner seg i en avstand fra sensorhodet som er betydelig større enn avstanden mellom sensorhodets to kameraer for stereoskopisk bildegjengivelse anses det tilstrekkelig kun å utføre den samme rullkompensering for begge bilder. For situasjoner hvor motivet befinner seg i en avstand fra sensorhodet som ikke er betydelig større enn avstanden mellom sensorhodets to kameraer for stereoskopisk bildegjengivelse, eller hvor rull vinkelen er stor mellom stereokameraenes plan og motivets naturlige "horisontal"plan, er oppfinnelsens rullkompensering for stereoskopiske bilder også anordnet til å utføre en translasjon av minst ett av bildene før de tegnes på operatørskjermene. Translasjonen vil typisk være i det som vil oppfattes som en vertikahetning, og beregnes på basis av en avfølt hoderullvinkel og avstanden mellom sensorhodets to stereokameraer, hvorved det oppnås en kompensering for den parallakseliknende feil som ellers kunne ha fremkommet i gjengivelsene på operatørens skjenner om rullkompensering ble utført kun ved rotasjon av bildene.

Fortrinnsvis velges et midtpunkt i bildet som det punkt om hvilket bildet roteres for rullkompensering. Ved et rektangulært bilde vil bildets midtpunkt typisk være skjæringspunktet for rektangelets diagonaler.

Et system som omfatter en utførelsesform av oppfinnelsen består av et sensorhode m/ sensorelektronikk og en hjelm med alle operatørorganer og tilhørende operatørelektronikk.

Sensorhodet er fortrinnsvis av en kvalitet som tillater at det monteres utendørs, også for demonstrasjonsformål.

Operatørdelen, dvs hjelm med display, hodetelefon og mikrofon er fortrinnsvis, også for demonstrasjonsformål, av en standard som kan vises frem for potensielle kunder, evt. på utstillinger, og innrette slik at funksjonen skal kunne demonstreres komplett.

Elektronikken skal fortrinnsvis i størst mulig grad bestå av innkjøpte deler og det vil ikke bli lagt vekt på å militarisere denne.

I en demonstrasjonsutgave vil sensorhodet fortrinnsvis bestå av eksperimentell mekanikk.

Det grensesnittet mellom sensorhode og operatørdel som er tenkt realisert for demonstrasjonsformål er tenkt realisert som det som er enklest å implementere for et prøvesystem, og er ikke nødvendigvis optimalt for et operativt system.

I en utførelsesform av oppfinnelsen er den særlig anordnet til å muliggjøre samvirke med et RWS som har egenskaper til håndtering av ett mål. Ved bruk av oppfinnelsens nærobservasjonssensor holder nærobservasjonssensorens operatør situasjonsoversikt og finner neste mål, og tilveiebringer koordinering mot RWS-operatør ved bruk av en eller flere av a) audio intercom, b) pekelasere med forskjellig farge, c) grafisk indikasjon av begge systemers pekeretning i videobildene på begge systemer d) indikasjon av hverandres siktepunkt i videobilder, eksempelvis ved bruk av forskjellige siktekryss i tilfelle hvor bildefeltene overlapper, eller e) en automatisk eller semiautomatisk overføring av måldata fra overvåkningssensor til RWS.

Oppfinnelsens nærobservasjonssensor kan omfatte en styringsinngang fra en styrespak. Styrespaken er tenkt innrettet slik at den utgir styringssignaler for å styre sensorhodets bevegelse om minst en av de akser sensorhodet kan bevege seg om. I den tidligere nevnte, fordelaktige utførelsen av oppfinnelsen hvor sensorhodet er anordnet for bevegelse om en asimuthakse og en elevasjonsakse, kan styrespaken være innrettet for to tilsvarende styringsretninger. Sensorhodets styringskontroller er forsynt med innganger for styringssignaler fra styrespaken, typisk en for asimuuistyring og en for elevasjonsstyring. Denne angivelsen av to innganger innebærer ikke en begrensning til to fysiske innganger, da begge styringssignaler kan ankomme styringskontrolleren som multipleksede signaler i ett og samme overføringssignal mellom styrespaken og styringskontrolleren. For dette formål er styringskontrolleren på fordelaktig måte innrettet slik at den kan velge sine kilder for de signaler som til enhver tid skal bestemme sensorhodets retninger, for eksempel gjennom en inngang fra en bryter som operatøren kan betjene for å veksle mellom sensorhodestyring fra hodetracker eller fra styrespak. Ved omveksling fra hodetracker til styrespak vil fortrinnsvis styrespaksignalet virke med referanse til den sensorhodestilling som var aktuell da omvekslingen skjedde. Dette innebærer at om styrespaken er i en nøytralstilling ved omvekslingen vil sensorhodet forbli i den posisjon det var ved omvekslingstidspunktet, og senere innta andre stillinger i samsvar med etterfølgende manøvrering av styrespaken. Styringskontrolleren har et minne som registrerer sensorhodestillingen når en omveksling gjøres, og er innrettet slik at en omveksling tilbake til hodetrackerstyring fortrinnsvis vil før til at sensorhodet går tilbake til den stilling sensorhodet var i da den forutgående omveksling til styrespakstyring ble gjort.

En ytterligere mulighet for sensorhodestyring ved bruk av en styrespak i kombinasjon med hodetracker ligger i at styringskontrolleren er innrettet slik at styringssignaler som kommer fra hodetrackeren og styrespaken overlagres eller adderes til dannelse av det styringssignal som til enhver tid bestemmer sensorhodets stilling. Alternativt kan det ene av hodetrackersignalet eller styrespaksignalet innføres til styringskontrolleren som et tillegg eller fradrag i den referanse som anvendes ved sensorhodestyringen, og slik bestemme den utgangsstilling i forhold til hvilken sensorhodet rettes som følge av det styringssignal som tilføres styringskontrolleren fra for eksempel hodetrackeren.

Claims (16)

1. Posisjonerbar sensorsammenstilling (1) for en sanntidstjemsituasjonsovervåknings-anordning, hvilken sensorsammenstilling innbefatter - et kamera anpasset til å skaffe et bilde av et motiv, - et mangfold av første akustiske transdusere anpasset til å skaffe et audioinngangssignal fra en omgivelse som innbefatter motivet, - minst én andre transduser som kan eksiteres til å avgi et audioutgangssignal, - en bærestruktur (2) anpasset til å bære kameraet, mangfoldet av første akustiske transdusere og den minst ene andre akustiske transduseren, hvilken bærestruktur er forbundet med en fot (3) og er bevegelig om minst én rotasjonsakse i forhold til foten ved en bærestrukturposisjonsaktuator som er styrbar fra et fjerntliggende sted (5), - en overføringsinnretning (4) anpasset til å overføre i sanntid mellom transdusersammenstillingen og det fjerntliggende stedet, et fanget bilde av motivet, et fanget audioinngangssignal fra omgivelsene, et eksitasjonssignal til den andre akustiske transduseren, og et styringssignal til bærestrukturposisjoneringsaktuatoren, og karakterisert ved- et mangfold av kunstøreinnretninger som inkluderer de første akustiske fransduserne og som er anpasset til å fange opp et øreparlydfelt ved eller rundt sensorsammenstillingen for slik å formidle til en operatør ved fjerntliggende sted en følelse av retning til en kilde for lydfeltet i forhold til bærestrukturen.

2. Sensorsammenstilling ifølge krav 1, innbefattende mangfoldet av Imnstøreinnretninger dannet i samsvar med minst ett av et individs to ører, hvor minst to av mangfoldet av kunstøreinnretninger inkluderer en respektiv en av nevnte mangfold av første transdusere for å tilveiebringe retningsvirkning for de respektive første transduserne, og hvilket mangfold av kunstøreinnretninger er anpasset på forskjellige deler av bærestrukturen for å motta i det minste en del av audioinngangssignalet som ankommer fra omgivelsene som innbefatter motivet.

3. Sensorsammenstilling ifølge krav 1 eller 2, hvor mangfoldet av kiaistøreinnretninger rommer to kunstøreinnretninger lokalisert på bærestrukturen (2) i posisjoner som svarer til posisjoner for det nevnte individets nevnte to ører.

4. Sensorsammenstilling ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor kameraet er et kamera for å fange bildet fra lys ved bølgelengder i det synlige området av bølgelengder eller fra lys av bølgelenger i et atmosfærisk transmisjonsbånd for nærinfrarøde eller fjerninfrarøde bølgelengder.

5. Sensorsammenstilling ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor kameraet inkluderer to optiske bildesensorer anpasset for å tilveiebringe bildet av motivet som et stereoskopisk bilde.

6. Sensorsammenstilling ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, innbefattende en hurtig servostyrt innretning tilpasset for å styre en orientering av bærestrukturen i forhold til foten.

7. Sensorsammenstilling ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, innbefattende en bildestabilisererinnretning anpasset til å stabilisere det fangede bildet av motivet ved hurtige bevegelser av bærestrukturen i forhold til motivet.

8. Sensorsammenstilling ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor den andre akustiske transduseren er en retaingsvirkende akustisk transduser anpasset til å avgi audioutgangssignalet mot motivet.

9. Sensorsammenstilling ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor audioutgangssignalet er et talesignal.

10. Samtidsfjernsitoajsora^ innbefattende sensorsammenstillingen ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvilken sanntidsfjemsituasjonsovervåkningsanordning videre innbefatter en retnmgssensorinnretning anpasset til å bestemme en retning, i forhold til foten, av en siktlinje for en menneskelig observatør ved det fjerntliggende stedet og til å utgi retningen til overføringsinnretningen som et styringssignal til bæresturkturposisjoneringsaktuatoren, og en presentasjonsstruktur (7) anpasset til å bære bilde- og audiopresentasjonsinnretninger i kommunikasjon med overføringsinnretning, hvilke bilde- og aub^opresentasjonsinmetninger er anpasset til å gjengi for observatøren det fangede bildet av motivet i siktlinjen og det fangede audioinngangssignalet i en hørselsretning for observatøren.

11. Anordning ifølge krav 10, hvor presentasjonsstrukturen er en hodebærbar struktur anpasset til å lokalisere audiopresentasjonsinnretninger i forhold til bærerens hode for å tilveiebringe en øreparlydreproduksjon som muliggjør stimulering av en bærers naturlige responsreaksjon med å vende hodet mot en tilsynelatende lyskilde.

12. Anordning ifølge krav 10, hvor presentasjonsstrukturen er en hodebærbar struktur, og retningssensorinnretningen er anpasset til å bestemme retningen av en observatørsiktlinje ved å bestemme en vinkelposisjon i forhold til foten for den hodebærbare strukturen som båret av observatøren.

13. Anordning ifølge krav 10 eller 11, videre innbefattende en mikrofon i kommunikasjon med overføringsinnretningen og anpasset ved det fjerntliggende sted for å fange opp et talesignal fra en menneskelig observatør og for å utgi et signal som er anpasset til å medføre at den andre akustiske transduseren avgir talesignalet.

14. Anordning ifølge et hvilket som helst av kravene 10 til og med 13, hvilken anordning er koblet til en mobilplattfbrm, og videre innbefattende en optisk pekeinmehiing, fortrinnsvis en laserstrålesender, posisjonert tilliggende i det minste et kamera og anpasset for å avgi en lysstråle på kommando fra operatøren, og anordningen har en posisjonsdatautgang anpasset til å overføre posisjonsdata for sensorsammenstillingen til en ildledningsstyrer i et fjernstyrt våpensystem RWS koblet til plattformen.

15. Anordning ifølge hvilket som helst av kravene 10 til og med 14, hvilken anordning er koblet til en mobil plattform, og anordningen har en posisjonsdatainngang (10) anpasset til å motta posisjonsdata fra en ildledningsstyrer i et fjernstyrt våpensystem RWS koblet til plattformen, og anpasset til å gjengi på et operatørdisplay en indikasjon på et mål eller en målposisjon mot hvilket RWS-våpenet blir siktet.

16. Et rekognoserings- eller kampbefordirngsmiddel som inkluderer sensorsammenstillingen ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til og med 9 eller anordning ifølge krav 10,11 eller 12, hvilket befordringsmiddel innbefatter et karosseri med et indre rom, hvor foten er festet til eller utgjøres av karosseriet, og det fjerntliggende stedet (5) er i det minste til dels i befordringsmiddelets indre rom.