DE10158666A1

DE10158666A1 - Vorrichtung und Verfahren zur autarken Zielführung eines Flugkörpers mit Hilfe außerhalb des Zielpunktes liegender Orientierungsmerkmale

Info

Publication number: DE10158666A1
Application number: DE2001158666
Authority: DE
Inventors: Peter Zahner
Original assignee: LFK Lenkflugkoerpersysteme GmbH
Current assignee: LFK Lenkflugkoerpersysteme GmbH
Priority date: 2001-11-28
Filing date: 2001-11-28
Publication date: 2003-06-18

Abstract

Es wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zur autarken Zielführung eines Flugkörpers mit optischem Suchkopf und Bildverarbeitung vorgeschlagen, bei dem der Suchkopf zur Verkleinerung des sich im Zielanflug vergrößernden Bildes variierbare Brennweiten enthält, die in Abhängigkeit von der Entfernung des Flugkörpers von Orientierungsmerkmalen und deren Größe gewählt werden. DOLLAR A Dadurch wird die Bekämpfbarkeit des Flugkörpers in der Endphase des Zielanfluges verkürzt und können weiter abseits des Zielpunktes liegende Orientierungsmerkmale für die Zielführung bis kurz vor dem Auftreffpunkt ausgewertet werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur autarken Zielführung eines Flugkörpers mithilfe außerhalb des Zielpunktes liegender Orientierungsmerkmale nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Für neuartige MAW ("Militärische-Abstands-Waffen"), wie z. B. KEPD (Cruse Missile mit "Kinetic Energy Penetrator Destroyer"), findet sich die taktisch unverzichtbare Anforderung, daß beispielsweise acht von unterschiedlichen Startorten selbständig anfliegende Cruse Missiles mit einer Genauigkeit von wenigen Sekunden und wenigen Metern in einen vordefinierte, allen gemeinsamen Zielpunkt treffen müssen. Hierbei sind während des Anfluges Differenzen in der Startzeit auszugleichen und in der Endphase beispielsweise beim Anflug von oben auf einen gut getarnten Bunker die Penetratorachse genau in Flugrichtung auf den vordefinierten Auftreffpunkt auszuricheten.
Der optische, beispielsweise im sichtbaren oder Infrarot-Bereich arbeitende Suchkopf und auch der z. B. Radar- oder Laser-Entfernungsmesser können sich während der Endphase in der Regel nicht am vorgesehenen Zielpunkt orientieren, da dieser erstens meist gut getarnt ist und zweitens bei mehreren vorgesehenen von einer zuvor schon aufgetroffenen Cruse-Missile bereits nachhaltig verändert oder gar zerstört sein kann und auch durch Explosionen, Staub, Feuer, Gegenmaßnahmen wie Nebel usw., für die Bildverarbeitung wegen zunehmender Unvergleichbarkeit mit einem eventuell vorgebbaren Bild verloren geht.
Bildverarbeitung und Entfernungsmesser müssen sich daher an außerhalb des Zielpunktes, von der Zerstörung möglichst unbeeinflußbaren Orientierungsmerkmalen (z. B. Häuser, Straßen), möglichst lange orientieren können, um danach die Missile IMU (Inertial Measurement Unit, z. B. Kreiselsystem) -stabilisiert in den vorbestimmten Zielpunkt führen. Das während des Anfluges "explodierende" Bild stellt dabei höchste Anforderungen an die Bildverarbeitung und an die Nachführung von Kamera und Entfernungsmesser an die während dem Anflug seitlich ausweichenden und sich räumlich in Größe und Blickwinkel ändernden Orientierungsmerkmale. Außerdem geht mit dem Entschwinden des Zielpunktes auch die relative Lage des Zielpunktes zu den von der Bildverarbeitung verfolgten Orientierungsmerkmalen verloren, zumal dann, wenn für die Lenkung und Ausrichtung einer unsymetrischen Cruse-Missile auf Rollbewegungen nicht verzichtet werden kann.
Es ist das Ziel der Erfindung, diesen Effekt mit einfachen Mitteln auszuschalten oder wenigstens zu verringern, so daß die Bilderfassung und - Auswertung in der Endphase deutlich verlängert und damit verbessert wird.
Gemäß der Erfindung wird dies durch die Maßnahmen nach dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches erreicht.
Diese Maßnahme reduziert die Änderungsgeschwindigkeiten des Bildes für die Bildverarbeitung und verlängert die Orientierungsmerkmal-orientierte Anflugphase dadurch, daß mittels des in der Brennweite nachgeführten Zoom-Objektives bzw. der auf anderem Wege veränderten Brennweite die Orientierungsmerkmale innerhalb des für die End-Phase erforderlichen Bildauschnittes bleiben. Werden zwei Orientierungsmerkmale im bekannten Zustand zueinander und zum Zielpunkt oder die Form und Größe eines Orientierungsmerkmals und ihre Lage und Entfernung zum Zielpunkt für die Lenkung verwendet, kann auch bei Drehung der Orientierungsmerkmal(n) ein außerhalb des Bildauschnittes liegender Zielpunkt und auch die Entfernung zum Zielpunkt mittels Bildverarbeitung und Auswertung rechnerisch mitgeführt werden, was IMU und Entfernungsmesser bis kurz vor dem Auftreffen redundant kontolliert bzw. unterstützt oder letztlich sogar entbehrlich machen kann.
Zweckmäßig wird der Suchkopf auf außerhalb der Anflugachse liegende Orientierungsmerkmale bis kurz vor dem Zielpunkt motorisch ausgeschwenkt. Für die Wahl der Brennweite des Suchkopfes wird die Bildauswertung der Orientierungsmerkmale verwendet. Für die Wahl der Brennweite des Suchkopfes können vorteilhaft in Sichtachse messende Entfernungssensoren einbezogen werden, die redundant zur Bildverarbeitung des Suchkopfes messen. Alternativ können auch für die Wahl der Brennweite des Suchkopfes in Flugachse messende Entfernungssensoren einbezogen werden, die von der Bildverarbeitung des Suchkopfes unabhängig bzw zu dieser redundant messen.
Für die Ausrichtung des Suchkopfes auf die Orientierungsmerkmale wird im einfachsten Fall die Bildverarbeitung der Orientierungsmerkmale verwendet. In einer anderen Ausführungsform erfolgt die Ausrichtung des Suchkopfes auf die Orientierungsmerkmale mittels Sensoren und unterstützt somit redundant zur Bildverarbeitung die Ausrichtung auf die Orientierungsmerkmale.
Zweckmäßig wird unter Einbezug der mithilfe der Bildverarbeitung erfaßten und mithilfe der Wahl der Brennweite im Sehfeld des Suchkopfes gehaltenen Orientierungsmerkmale der Flugkörper in den von den Orientierungsmerkmalen und von der Entfernung bekannt geometrisch abhängigen Zielpunkt geführt.
Vorteilhaft wird unter Einbezug der mithilfe der Bildverarbeitung erfaßten und durch Ausrichtung im Sehfeld des Suchkopfes gehaltenen Orientierungsmerkmale der Flugkörper in den von den Orientierungsmerkmalen und von der Entfernung bekannt geometrisch abhängigen Zielpunkt geführt, ohne daß sich der Zielpunkt im Sehfeld des Suchkopfes befindet.
Der zur Durchführung des Verfahrens bestimmte Suchkopf enthält in einer ersten Ausführungsform mehrere Objektive mit unterschiedlicher Brennweite. In einer anderen Ausführungsform enthält er ein oder mehrere motorverstellbare Zoom-Objektive. In einer weiteren Ausführungsform enthält der Suchkopf ein oder mehrere in der Brennweite umschaltbare Objektive.
Durch die Erfindung ist es also möglich, daß unter Einbezug der mithilfe der Bildverarbeitung erfaßten und durch Wahl der Brennweite und Ausrichtung im Sehfeld des Suchkopfes gehaltenen Orientierungsmerkmale der Flugkörper in den von den Orientierungsmerkmalen und von der Entfernung bekannt geometrisch abhängigen Zielpunkt geführt wird, ohne daß sich der Zielpunkt im Sehfeld des Suchkopfes befindet.

Claims

1. Vorrichtung und Verfahren zur autarken Zielführung eines Flugkörpers mit optischen Suchkopf und Bildverarbeitung, dadurch gekennzeichnet, daß der Suchkopf zur Verkleinerung des sich im Zielanflug vergrößernden Bildes variierbare Brennweiten enthält die in Abhängigkeit von der Entfernung des Flugkörpers von Orientierungsmerkmalen und deren Größe gewählt wird.

2. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Suchkopf auf außerhalb der Anflugachse liegende Orientierungsmerkmale bis kurz vor dem Zielpunkt motorisch ausgeschwenkt wird.

3. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Wahl der Brennweite des Suchkopfes die Bildauswertung der Orientierungsmerkmale verwendet wird.

4. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Wahl der Brennweite des Suchkopfes in Sichtachse messende Entfernungssensoren einbezogen werden, die redundant zur Bildverarbeitung des Suchkopfes messen.

5. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Wahl der Brennweite des Suchkopfes in Flugachse messende Entfernungssensoren einbezogen werden, die von der Bildverarbeitung des Suchkopfes unabhängig bzw zu dieser redundant messen.

6. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Ausrichtung des Suchkopfes auf die Orientierungsmerkmale die Bildverarbeitung der Orientierungsmerkmale verwendet wird.

7. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtung des Suchkopfes auf die Orientierungsmerkmale mittels Sensoren erfolgt und somit redundant zur Bildverarbeitung der Orientierungsmerkmale die Ausrichtung auf die Orientierungsmerkmale unterstützt.

8. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unter Einbezug der mithilfe der Bildverarbeitung erfaßten und mithilfe der Wahl der Brennweite im Sehfeld des Suchkopfes gehaltenen Orientierungsmerkmale der Flugkörper in den von den Orientierungsmerkmalen und von der Entfernung bekannt geometrisch abhängigen Zielpunkt geführt wird.

9. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß unter Einbezug der mithilfe der Bildverarbeitung erfaßten und durch Ausrichtung im Sehfeld des Suchkopfes gehaltenen Orientierungsmerkmale der Flugkörper in den von den Orientierungsmerkmalen und von der Entfernung bekannt geometrisch abhängigen Zielpunkt geführt wird, ohne daß sich der Zielpunkt im Sehfeld des Suchkopfes befindet.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Suchkopf mehrere Objektive mit unterschiedlicher Brennweite enthält.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Suchkopf ein oder mehrere motorverstellbare Zoom-Objektive enthält.

12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Suchkopf ein oder mehrere in der Brennweite umschaltbare Objektive enthält.

13. Vorrichtung und Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unter Einbezug der mithilfe der Bildverarbeitung erfaßten und durch Wahl der Brennweite und Ausrichtung im Sehfeld des Suchkopfes gehaltenen Orientierungsmerkmale der Flugkörper in den von den Orientierungsmerkmalen und von der Entfernung bekannt geometrisch abhängigen Zielpunkt geführt wird, ohne daß sich der Zielpunkt im Sehfeld des Suchkopfes befindet.