DE102010015045A1 - System for detecting and determining trajectories of objects e.g. hand-held weapons, in e.g. airplane, has evaluation unit determining information over trajectory of object, and evaluation unit evaluating image information over trajectory - Google Patents

System for detecting and determining trajectories of objects e.g. hand-held weapons, in e.g. airplane, has evaluation unit determining information over trajectory of object, and evaluation unit evaluating image information over trajectory

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Abstract

The system has a multi-wavelength laser (1) irradiating a detection chamber (13), and a detecting unit detecting radiation reflected from object moved to the chamber. A camera (5) is connected with a diffractive optical unit, and an evaluation unit (9) determines information over a trajectory (10) of the object on the basis of signals detected by the detecting unit. A laser radiation device is formed such that the wavelength radiation time is changed, where the radiation is emitted from the laser. The evaluation unit evaluates camera image information over the trajectory of the object. An independent claim is also included for a method for detecting and determining trajectories of objects moved by a detection chamber.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Detektion und zur Bestimmung von Trajektorien sich durch einen Detektionsraum bewegender Objekte oder Geschosse mittels eines zeitlich- und wellenlängencodierten Detektionsraumes. The present invention relates to a system and method for the detection and for the determination of the trajectories by a detection space of moving objects or projectiles by means of a temporal-and wavelength-coded detection space.
  • Für Luftfahrzeuge, die in Konfliktregionen eingesetzt werden, besteht die Gefahr des Beschusses durch Handfeuerwaffen und reaktive Panzerbüchsen (RPG), insbesondere im Tiefflug oder bei Start und Landung. For aircraft that are used in areas of conflict, there is a risk of the bombardment by handguns and reactive antitank rifles (RPG), in particular at low altitude or during take off and landing. Dies gilt unter anderem für Hubschrauber, Flächenflugzeuge und unbemannte Systeme. This applies, for helicopters, planes and unmanned systems. Beim Beschuss von Luftfahrzeugen mit diesen Waffen ist ein genaues Zielen aufgrund der Geschwindigkeit und der Flugbewegung schwierig. The bombardment of aircraft with these weapons accurate aiming due to the speed and flight movement is difficult. Selbst bei der Verwendung von Leuchtspurmunition dauert die Korrektur der ballistischen Flugbahn der Geschosse einige Zeit, um sensitive Bereiche des Luftfahrzeugs zu treffen. Even with the use of tracer ammunition correcting the ballistic trajectory of the bullets takes some time to make sensitive areas of the aircraft.
  • Die Besatzung des Luftfahrzeugs hat daher im Allgemeinen die Möglichkeit, Gegenmaßnahmen und Ausweichmanöver einzuleiten, wenn sie über die Beschusssituation informiert ist. The crew of the aircraft has therefore generally take the opportunity countermeasures and evasive action if it is aware of the fire situation. Der häufig erhöhte Lärmpegel in Luftfahrzeugen macht jedoch eine akustische Beschussdetektion durch die Besatzung eher schwierig. However, the often increased noise in aircraft makes an audible fire detection by the crew rather difficult. Auch akustische Sensoren in Luftfahrzeugen haben sich als zu wenig sensitiv und zu wenig verlässlich erwiesen. Also acoustic sensors in aircraft have proven to be too insensitive and unreliable. Außerdem erlauben akustische Sensoren nur bedingt die Bestimmung der ballistischen Flugbahn von Geschossen und können daher gegebenenfalls nur unzureichende Auskunft über den Ursprung der Geschosse liefern. Moreover, acoustic sensors allow only requires the determination of the ballistic trajectory of projectiles and may therefore, if appropriate, provide insufficient information about the origin of the projectiles. Im ungünstigsten Fall verbleibt daher das Luftfahrzeug im Wirkbereich der Waffen bzw. fliegt tiefer in dessen Wirkbereich hinein. Therefore, in the worst case the aircraft remains in the active range of the weapon or flies deeper into its effective range. Die Wahrnehmung des Beschusses erfolgt meist erst durch die Verletzung von Personen oder Beschädigung von Systemen. The perception of the bombardment is usually only by injury to persons or damage to systems. Deshalb ist eine Information über den Beschuss und dessen Richtung für die Besatzung lebenserhaltend und für das Luftfahrzeug systemerhaltend. Therefore, information about the fire and its direction for the crew life supporting and sustaining system for the aircraft. Mit diesen Informationen kann die Besatzung auf den Beschuss mit Gegenmaßnahmen, wie z. With this information the crew to the bombardment with countermeasures such. B. Ausweichmanövern, reagieren. B. evasive maneuvers, respond. Gleiches gilt auch für unbemannte Luftfahrzeuge, wie etwa ferngesteuerte Drohnen. The same applies to unmanned aerial vehicles, such as remote-controlled drones. Eine frühzeitige Detektion von Beschusssituationen sowie Kenntnisse über die Flugbahn und über den Ursprungsort der Geschosse würden es der Bodenstation und/oder einem systemeigenen Steuermechanismus erlauben, Gegenmaßnahmen einzuleiten und gegebenenfalls das Gefahrengebiet zu verlassen. Early detection of fire situations and knowledge of the flight path and the origin of the missiles would allow the base station and / or a native control mechanism to initiate remedial action and, where appropriate, to leave the danger area.
  • Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein verlässliches und schnelles System und ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen, anhand derer eine Beschusssituation eines beliebigen Gegenstandes, insbesondere eines Luftfahrzeugs, detektiert und die Flugbahn sowie der Ursprungsort eines sich durch einen Detektionsraum bewegenden Objekts schnell und genau bestimmt werden kann. The object of the invention is to provide a reliable and rapid system and method by which a fire situation of any object, in particular of an aircraft, is detected and the flight path and the origin of a moving through a detection chamber object can be determined quickly and accurately , Auf Basis der ermittelten Informationen über das oder die detektierten Objekte werden entweder automatisch oder durch Eingriff der Besatzung und/oder des Bodenpersonals geeignete Gegenmaßnahmen eingeleitet, so dass Schäden an dem Fahrzeug und/oder der Besatzung durch das oder die Geschosse oder durch mögliche weitere Geschosse vermieden werden. Based on the determined information about the one or more detected objects are either automatically or initiated by intervention of the crew and / or ground personnel suitable countermeasures, so that damage to the vehicle and / or the crew avoided by the or the projectiles or by possible further projectiles become.
  • Diese Aufgabe wird durch ein System gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst. This object is achieved by a system according to claim 1 and a method according to claim 10 degrees. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Advantageous further developments of the present invention are described in the dependent claims.
  • Die Erfindung wird am Beispiel eines beliebigen Fahrzeugs genauer erläutert. The invention will be explained in more detail using the example of any vehicle. Die Erfindung findet aber auch Anwendung bei anderen statischen oder beweglichen Gegenständen, wie beispielweise landgestützte oder seegestützte Fahrzeugen, sowie bei Gebäuden. However, the invention is also used in other static or moving objects, such as land-based or sea-based vehicles, as well as buildings. Bezüglich der geeigneten Gegenmaßnahmen sind daher die Möglichkeiten des jeweiligen Gegenstands zu berücksichtigen. Particulars of suitable countermeasures are therefore the possibilities of their subject to be considered.
  • Erfindungsgemäß wird ein System zur Detektion und zur Bestimmung von Trajektorien sich durch einen Detektionsraum bewegender Objekte bereitgestellt. a system for the detection and for the determination of the trajectories will be provided by a detection space of moving objects according to the invention. Das System umfasst zumindest eine Laserstrahlungsvorrichtung, eine Erfassungsvorrichtung und eine Auswertungseinheit. The system comprises at least a laser irradiation device, a detecting device and an evaluation unit. Die Laserstrahlungsvorrichtung weist zumindest einen Multiwellenlängenlaser auf, welcher einen Detektionsraum mit Strahlung bestrahlt. The laser irradiation device includes at least one multi-wavelength laser which irradiates a detection chamber with radiation. Dabei erfährt die Wellenlänge λ der vom Multiwellenlängenlaser emittierten Strahlung eine schnelle zeitliche Änderung, so dass ein den Detektionsraum durchquerendes Objekt je nach Zeit und Ort von Strahlung unterschiedlicher Wellenlänge λ(t) getroffen wird. The wavelength λ of the light emitted by the multi-wavelength laser radiation undergoes a rapid change with time, so that the detection space traversal object is made according to time and location of radiation of different wavelengths λ (t). Die Erfassungseinheit weist zumindest ein diffraktives optisches Element (DOE) und eine Kamera auf und führt die am Objekt reflektierte Strahlung, das heißt, die an dem sich im Detektionsraum bewegenden Objekt reflektierten Laserphotonen, durch das diffraktive Element der Kamera zu. The detection unit comprises at least one diffractive optical element (DOE) and a camera, and performs the radiation reflected at the object, that is, to the moving object in the detection space reflected laser photons by the diffractive element of the camera. Dadurch werden Punktspuren in einem Kamerabild erzeugt, welche aus mehreren Punkten bestehen und welche verschiedenen Beugungsordnungen zugeordnet sind. Characterized point traces are generated in a camera image, which consist of a plurality of points and the different diffraction orders are assigned. Der Abstand zwischen den Bildpunkten der verschiedenen Beugungsordnungen ist eine Funktion der Wellenlänge λ. The distance between the pixels of the different diffraction orders is a function of wavelength λ. Da die Wellenlänge λ(t) eine Funktion der Zeit t ist, ist somit im Kamerabild eine Zeitinformation enthalten, die aus der Struktur der Bildpunkte herleitbar ist. Since the wavelength λ (t) is a function of time t, is thus in the camera image time information included which is derivable from the structure of the image points. Mittels der von der Kamera erzeugten Bilder und eines Bildverarbeitungsverfahrens lassen sich daher mit der Auswertungseinheit aus dem Kamerabild zuverlässige Informationen über die Flugbahn des Objekts auswerten. Therefore, using the images produced by the camera and an image processing method can be personalized with the evaluation unit from the camera image reliable information about the trajectory of the object to evaluate. Werden zusätzlich mit der Erfassungseinheit Informationen über die Entfernung und die Geschwindigkeit des Objektes gewonnen, so ist ebenfalls die Trajektorie und somit der Ursprungsort des Objekts ermittelbar. Additionally won with the sensing unit information about the distance and the speed of the object, the trajectory and hence the origin of the object is also determined.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Laserstrahlungsvorrichtung zumindest einen Multiwellenlängenlaser auf, welcher einen Detektionsraum mit Strahlung einer sich zeitlich verändernden Wellenlänge bestrahlt und somit definiert. According to a preferred embodiment of the invention, the laser irradiation device comprises at least one multi-wavelength laser on, which irradiates a detection chamber with radiation having a time-varying wavelength and thus defined. Hiermit wird ein zeitlich- und wellenlängen- bzw. farbcodierter Detektionsraum aufgespannt. This is a temporal-and wavelength-or color-coded detection space is spanned. Dabei besteht der Detektionsraum aus einem einzigen bestrahlten Raum, wobei jeder einzelne Punkt des Detektionsraums zu einer bestimmten Zeit einer definierten Wellenlänge zugeordnet wird. In this case, there is a detection chamber of a single chamber irradiated, each individual point of the detection area is allocated at a certain time of a defined wavelength. Jeweils für ein kurzes Zeitintervall τ wird der Detektionsraum von dem Multiwellenlängenlaser mit Strahlung einer definierten Wellenlänge λ(τ) bestrahlt. the detection space is τ in each case for a short time interval irradiated by the multi-wavelength laser with radiation of a defined wavelength λ (τ). Dabei wird die zeitliche Änderung der Wellenlänge so gewählt, dass ein den Detektionsraum mit großer Geschwindigkeit durchquerendes Objekt von Strahlung bei mehreren verschiedenen Wellenlängen getroffen wird. Here, the temporal change of the wavelength is selected so that the detection space a traversal at high speed object of radiation at several different wavelengths is made.
  • Die Erfassungseinheit weist zumindest ein diffraktives optisches Element (DOE) und eine Kamera auf und führt die vom sich im Detektionsraum bewegenden Objekt reflektierte Strahlung durch das diffraktive Element der Kamera zu, wodurch Punktspuren in einem Kamerabild erzeugt werden, welche aus mehreren Punkten bestehen und verschiedenen Beugungsordnungen zugeordnet sind. The detection unit comprises at least one diffractive optical element (DOE) and a camera, and performs the radiation reflected from moving in the detection space object by the diffractive element of the camera, which point traces are generated in a camera image, which consist of a plurality of points and different diffraction orders assigned. Ferner umfasst die Erfassungseinheit des Systems ein optisches Linsensystem zur Adaption an den zu detektierenden Raumwinkelbereich bzw. an den durch den Laser definierten Detektionsraum. Further, the detection unit of the system comprises an optical lens system for adaptation to the spatial angle range to be detected or to the area defined by the laser detection chamber. Das optische Linsensystem ist auf die Divergenz des Lasers abgestimmt, um sicher zu stellen, dass die innerhalb des vom Laser definierten Detektionsraums reflektierten Photonen von der Erfassungseinheit erfasst werden. The optical lens system is matched to the divergence of the laser to ensure that the reflected within the area defined by the laser detection space photons are detected by the detecting unit. Zusätzlich zur Kamera weist die Erfassungseinheit Laufzeitdetektoren für die Bestimmung der Entfernung des Objektes auf. In addition to the camera, the detection unit runtime detectors for determining the distance of the object.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die vom Multiwellenlängenlaser emittierte Strahlung kontinuierliche Strahlung. In a preferred embodiment of the invention, the light emitted from the multi-wavelength laser radiation is continuous radiation. Dadurch wird der Detektionsraum mit kontinuierlicher Strahlung bestrahlt, wobei die Wellenlänge λ(t) der Strahlung im Detektionsraum von dem jeweiligen Zeitpunkt t abhängt. Thereby, the detection chamber is irradiated with continuous radiation, wherein the wavelength λ (t) depends on the radiation in the detection space of the respective time t.
  • Durchläuft ein Objekt den vom Multiwellenlängenlaser aufgespannten Detektionsraum, so wird das Objekt in jedem Ort und in jedem Zeitintervall mit Strahlung einer anderen Wellenlänge getroffen. Passes through an object to the plane defined by the multi-wavelength laser detection chamber, the object is met in every place and in every time interval with radiation of a different wavelength. Die in einem bestimmten Zeitintervall τ an dem Objekt reflektierte Strahlung besitzt die Wellenlänge des zugeordneten Zeitintervalls λ(τ). The τ in a certain time interval reflected from the object radiation having the wavelength of the assigned time interval λ (τ). Ein sich durch den Detektionsraum bewegendes Objekt wird daher je nach Zeit und Ort Strahlung unterschiedlicher Wellenlänge reflektieren, welche von der Erfassungseinheit über ein diffraktives optisches Element (DOE) einer Kamera zugeführt wird. Therefore, a moving object through the detection space different wavelength is reflected, depending on the time and place radiation which from the detection unit by a diffractive optical element (DOE) is supplied to a camera. Dadurch werden in einem Kamerabild Punktspuren erzeugt, welche aus mehreren Bildpunkten bestehen und welche den Beugungsordnungen der empfangenen Strahlung zugeordnet sind. Characterized point traces are generated in a camera image, which consist of a plurality of pixels and which are associated with diffraction orders of the radiation received.
  • Der Abstand zwischen den Bildpunkten der Gitterordnungen stellt sich als Funktion der Wellenlänge dar. Da die Wellenlänge eine Funktion der Zeit ist, ist somit im Kamerabild zusätzlich auch eine Information über die Zeit der Erzeugung des Bildpunktes enthalten. The distance between the pixels of the diffraction orders is presented as a function of wavelength. Since the wavelength is a function of time, is thus in the camera image in addition, information about the time of generation of the pixel included. Da im Kamerabild bei einer bestimmten Wellenlänge mehrere, den einzelnen Beugungsordnungen zugeordnete Bildpunkte vorhanden sind, die von der vom Objekt reflektierten Strahlung herrühren, lässt sich diese Struktur selbst bei ungünstigen Signal-zu-Rauschen-Verhältnissen gut erkennen und auswerten, so dass Informationen über den Weg des Objekts durch den Detektionsraum gewonnen werden. Since a plurality of the individual diffraction orders associated image points are present in the camera image at a particular wavelength, resulting from the light reflected from the object radiation, this structure can realize good even in low signal-to-noise ratios and evaluated, so that information on the path of the object obtained by the detection space.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die vom Multiwellenlängenlaser emittierte Strahlung gepulst. In a further preferred embodiment of the invention, the light emitted from the multi-wavelength laser radiation is pulsed. Der zeitlich- und wellenlängencodierte Detektionsraum wird daher mit kurzen Pulsen unterschiedlicher Wellenlänge bestrahlt. The temporal-and wavelength-coded detection space is therefore irradiated with short pulses of different wavelengths.
  • Ein sich durch den Detektionsraum bewegendes Objekt wird je nach Zeit und Ort Strahlung unterschiedlicher Wellenlänge reflektieren, welche von der Erfassungseinheit über ein diffraktives optisches Element (DOE) einer Kamera zugeführt wird. A moving through the detection space object is depending on time and place reflect radiation of different wavelength, which from the detection unit by a diffractive optical element (DOE) is supplied to a camera. Dadurch werden, wie oben bereits erläutert, innerhalb eines Kamerabildes Punktspuren erzeugt, welche aus mehreren Bildpunkten bestehen und welche den Beugungsordnungen zugeordnet werden können. Thereby, within a camera image point traces as already explained above, generates, which consist of a plurality of pixels and which may be assigned to the diffraction orders. Aus dem Abstand zwischen den Bildpunkten der Gitterordnungen im Kamerabild wird zusätzlich auch die Information über die Zeit der Erzeugung des Bildpunktes ermittelt und es werden Informationen über den Weg des Objekts durch den Detektionsraum gewonnen. From the distance between the pixels of the diffraction orders in the camera image and the information about the time of generation of the image point is additionally determined and information on the way of the object is obtained by the detection space. Aus der Laufzeitmessung zwischen Pulsemission und Detektion der vom Objekt reflektierten Pulsstrahlung werden zusätzliche Informationen ermittelt, welche eine Berechnung der Trajektorie des Objekts und somit des Ursprungsorts des Objekts ermöglichen. From the propagation time measurement between pulse emission and detection of the radiation pulse reflected by the object, additional information is determined which allow calculation of the trajectory of the object and thus the place of origin of the object.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die kurzen Pulse bei einer Pulsrepetitionsrate erzeugt, welche im kHz Bereich oder höher liegt. In a preferred embodiment, the short pulses are generated at a pulse repetition rate which is higher in the kHz range or not. Dies ermöglicht geringe Reaktionszeiten und eine hohe Genauigkeit der Entfernungsmessung. This allows short reaction times and high accuracy of the distance measurement. Die Pulsbreite wird ferner im Nanosekundenbereich oder in einem niedrigeren Bereich gewählt, so dass die an der Empfangseinheit empfangenen Laserphotonen einem entsprechenden gesendeten Puls zugeordnet werden können. The pulse width is further selected in the nanosecond range, or in a lower area so that the signals received at the receiving unit laser photons can be associated with a corresponding transmitted pulse. Über die Laufzeit der Laserpulse wird daher die genaue Entfernung des Objekts bzw. seine Geschwindigkeit, relativ zum Fahrzeug, an dem das System angebracht ist, ermittelt. Therefore, over the duration of the laser pulses, the exact distance of the object or its speed, the vehicle on which the system is mounted, determined relative. Dadurch wird erreicht, dass nicht nur Informationen über den Weg des Objekts durch den Detektionsraum gewonnen werden, sondern auch, dass die Entfernung und die Geschwindigkeit des sich im Detektionsraum bewegenden Objekts direkt mit der gepulsten Strahlung des Multiwellenlängenlasers gewonnen werden. This ensures that not only information about the path of the object through the detection space are obtained, but also that the distance and velocity of the moving object in the detection area to be obtained directly with the pulsed radiation of the multi-wavelength laser.
  • In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Detektionsraum einen elliptischen oder kreisförmigen Querschnitt auf und bildet einen kegelförmigen Raum. In a further embodiment of the present invention, the detection chamber has an elliptical or circular cross-section and forms a cone-shaped space. Die Divergenz der Laserstrahlungsvorrichtung, das heißt, der Winkel bzw. die Breite der kegelförmig bestrahlten Umgebung, ist einstellbar. The divergence of the laser irradiation device, that is, the angle or width of the cone-shaped exposed area is adjustable. Die Einstellung der Divergenz der Laserstrahlungsvorrichtung und somit des kegelförmig bestrahlten Raumes wird beispielsweise über ein optisches System, beispielsweise ein Linsensystem, geregelt. The adjustment of the divergence of the laser radiation device and thus of the cone-shaped exposed area is controlled, for example, via an optical system such as a lens system. Dadurch wird erreicht, dass der Detektionsraum mit einer definierten Form aufgespannt wird. This ensures that the detection space is spanned with a defined shape is achieved. Ferner weist die Laserstrahlungsvorrichtung eine bestimmte Leistung auf, welche die maximale Entfernung bzw. den maximalen Durchmesser des Kegels definiert, bei der noch gewährleistet ist, dass genügend Laserphotonen am Objekt zur Erfassungseinheit zurückreflektiert werden, dh dass ein Objekt, das sich im Detektionsraum bewegt, mit Sicherheit detektiert wird. Further, the laser irradiation device in a specific performance, which defines the maximum distance and the maximum diameter of the cone, in which is still ensured that sufficient laser photons at the object detection unit are reflected back, which means that an object that moves in the detection area, with security is detected. Dafür wird ein Minimalwert für die Anzahl der auf die Erfassungseinheit reflektierten Photonen festgelegt, der eine sichere Detektion eines Objekts gewährleistet. For this, a minimum value for the number of reflected on the detection unit photons is defined, which ensures a reliable detection of an object. Dieser Minimalwert hängt ebenfalls von der Empfindlichkeit der Erfassungseinheit bzw. deren Detektoren ab. This minimum value also depends on the sensitivity of the detection unit and its detectors. Des weiteren hängt die Größe des bestrahlten Raumes neben der Leistung und der Divergenz des Lasers auch von der Beschaffenheit des zu detektierenden Objekts ab, denn insbesondere abhängig von dessen Oberfläche, Material und Form wird ein mehr oder weniger großer Anteil der gesendeten Laserphotonen zurück zur Erfassungseinheit reflektiert. Furthermore, the size of the irradiated area is also dependent on the nature of the object to be detected in addition to the power and the divergence of the laser, as dependent in particular on its surface, material and form a more or less large proportion of the laser photons transmitted is reflected back to the detection unit , Die Leistung des Multiwellenlasers wird daher abhängig von der erforderlichen Kegeltiefe des Detektionsraums unter Berücksichtigung der genannten Parameter gewählt. The performance of the multi-wavelength laser is therefore selected depending on the required depth of the conical detection area taking into account the aforementioned parameters.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht die Laserstrahlungsvorrichtung aus einem entsprechenden System einzelner Laser, vorzugsweise aus kompakten Halbleiter- oder Festkörperlasern. In a further preferred embodiment of the present invention, the laser irradiation device of a corresponding system of individual lasers, preferably of compact semiconductor or solid state lasers. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht die Laserstrahlungsvorrichtung für die Wellenlängencodierung aus einer Mehrzahl von fasergekoppelten Hochleistungsdiodenlasern, welche unterschiedliche zentrale Emissionswellenlängen aufweisen, wobei die Strahlung jedes Lasers durch eine optische Faser zu dem ersten Detektionsraum weitergeführt wird. In a further preferred embodiment of the present invention, the laser irradiation device for the wave-length encoding of a plurality of fiber coupled high power diode lasers which have differing central emission wavelengths, the radiation of each laser is further guided by an optical fiber to the first detection space. Die einzelnen optischen Fasern werden beispielsweise zu einem Bündel zusammengefasst und die Strahlung wird zu dem Detektionsraum geführt, wobei die von jeder einzelnen Faser ausgehende Strahlung jeweils für eine kurze Zeit den kegelförmigen Bestrahlungsraum beleuchtet bzw. definiert. The individual optical fibers are combined into a bundle, for example, and the radiation is guided to the detection chamber, wherein the radiation emanating from each individual fiber in each radiation for a short time or illuminated defining the cone-shaped irradiation chamber. Alternativ hierzu können die von den unterschiedlichen Hochleistungslasern bereitgestellten Strahlungen bereits im Vorfeld in eine einzige Faser zusammengeführt werden und die zusammengeführte Strahlung anschließend mit dieser einzelnen Faser zu dem Detektionsraum geführt werden. Alternatively, the radiation provided by the various high-power lasers can be merged in advance in a single fiber and the merged radiation are then performed with this single fiber to the detection chamber. Die Strahlungszusammenführung findet in diesem Fall beispielsweise mittels eines Spiegelsystems aus mehreren Spiegeln statt, wobei die Spiegeleigenschaften der einzelnen Spiegel von der Wellenlänge der auftreffenden Strahlung abhängig sind. The radiation merging takes place in this case instead, for example by means of a mirror system comprising a plurality of mirrors, wherein the mirror characteristics of the individual levels are dependent on the wavelength of the incident radiation.
  • Die zeitliche Änderung der Wellenlänge ist dabei so gewählt, dass ein den bestrahlten Raum mit großer Geschwindigkeit durchquerendes Geschoss von Strahlung bei mehreren, verschiedenen Wellenlängen getroffen wird. The temporal change of the wavelength is that the irradiated space traversal at high speed projectile of radiation at a plurality of different wavelengths is made so selected. Das heißt beispielsweise, dass die Änderung der Wellenlänge mit einer Veränderungsrate im Bereich von etwa 10 kHz oder höher erfolgen sollte. That is, for example, that the change in wavelength with a change rate in the range of about 10 kHz or higher should be carried out. Im Falle eines Objekts, welches sich in ca. 15 m Abstand zur Erfassungseinheit und mit einer Geschwindigkeit von 900 m/s im Detktionsraum bewegt, wird somit das Objekt immer dann von einer anderen Wellenlänge beleuchtet, wenn es sich um ca. 9 cm weiterbewegt hat. In the case of an object which moves in about 15 m distance to the detection unit and with a speed of 900 m / s in Detktionsraum, thus the object is always illuminated by a different wavelength, when it has moved to about 9 cm , In noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die zeitlich variable Wellenlängenverschiebung durch einen einzigen Diodenlaser hoher Leistung und durch eine Änderung des Diodenstroms in Form einer Rampe realisiert. In yet another embodiment of the invention, the time-varying wavelength shift is implemented by a single diode laser high power, the diode current by a change in shape of a ramp. Dabei wird eine Verschiebung der zentralen Emissionswellenlänge durch die sich schnell ändernde Temperatur des pn-Übergangs verursacht. In this case, a displacement of the central emission wavelength caused by the rapidly changing temperature of the pn junction. In noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein abstimmbarer Festkörperlaser eingesetzt, dessen Wellenlängenabstimmung entsprechend schnell erfolgt. In yet another embodiment of the present invention, a tunable solid state laser is used, the wavelength tuning is performed in accordance with fast. Ein solches System kann beispielsweise mittels eines optischen parametrischen Oszillators realisiert werden. Such a system can be realized for example by means of an optical parametric oscillator.
  • In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Laserstrahlungsvorrichtung einen zusätzlichen Laser, vorzugsweise einen Pulslaser, auf. In another aspect of the present invention, the laser irradiation device comprises an additional laser, preferably a pulsed laser on. Der Pulslaser stellt simultan zum Multiwellenlängenlaser kurze Pulse bereit, wobei über die Laufzeit der gesendeten und empfangenen Laserpulse die relative Geschwindigkeit und die relative Entfernung des sich durch den Detektionsraum bewegenden Objekts in Bezug auf die Laserstrahlungs- und Erfassungsvorrichtung bestimmt wird. The pulse laser is simultaneously with the multi-wavelength laser short pulses ready, wherein the relative speed and the relative distance of the moving through the detection area the object is determined in relation to the Laserstrahlungs- and detecting device via the transit time of the transmitted and received laser pulses. Der Laser ist vorzugsweise ein Kurzpulslaser, welcher bei einer hohen Pulsrepetitionsrate einen zweiten Detektionsraum bestrahlt. The laser is preferably a short-pulse laser which irradiates a second detection area at a high pulse repetition rate. Aus dem Zeitunterschied zwischen der Pulsemission und der Detektion der von einem sich im zweiten Detektionsraum bewegenden Objekt reflektierten Strahlung wird die Entfernung des Objekts sowie die Geschwindigkeit des Objekts bestimmt. From the time difference between the pulse emission and the detection of the light reflected from a moving object in the second detection space radiation, the distance of the object and the speed of the object is determined. Die Pulsbreite des Pulslasers wird so gewählt, dass eine genaue Ermittlung der genauen Entfernung und der Geschwindigkeit des sich bewegenden Objekts erreicht wird. The pulse width of the pulse laser is that an accurate determination of the exact distance and the speed of the moving object is achieved chosen. Geeignete Pulsbreiten liegen im Bereich von Nanosekunden oder kleiner. Suitable pulse widths are in the range of nanoseconds or less. Ferner wird die Pulsfrequenz des zweiten Lasers so gewählt, dass sie an die maximal mögliche Geschwindigkeit des sich bewegenden Objekts angepasst ist. Further, the pulse frequency of the second laser is selected so that it is adapted to the maximum possible speed of the moving object. Das setzt voraus, dass ein sich durch den Detektionsraum des zweiten Lasers bewegendes Objekt mindestens von zwei, besser jedoch von weiteren Laserpulsen getroffen wird, so dass eine sichere Detektion des Objekts und eine genaue Ermittlung seiner Geschwindigkeit sowie seiner Entfernung innerhalb des Detektionsraumes ermöglicht wird. This assumes that a moving through the detection space of the second laser object at least two, but better handled by another laser pulses is so that a reliable detection of the object and an accurate determination of its speed and its distance is made possible within the detection space. Die Pulsrepetitionsrate liegt daher im kHz Bereich oder höher. Therefore, the pulse repetition rate is in the kHz range or higher. Dadurch wird erreicht, dass nicht nur Informationen über den Weg des Objekts durch den Detektionsraum des Multiwellenlängenlasers gewonnen werden, sondern auch, dass die Entfernung sowie die Geschwindigkeit des sich im Detektionsraum bewegenden Objekts direkt mit der gepulsten Strahlung des Pulslasers gewonnen werden. This ensures that not only information about the path of the object through the detection area of ​​the multi-wavelength laser are obtained, but also that the distance and the speed of moving in the detection space object to be obtained directly with the pulsed radiation of the pulsed laser. Wird beispielsweise für ein Objekt, welches sich in 15 m Abstand zur Erfassungseinheit mit 900 m/s fortbewegt, eine Pulsfrequenz von 10 kHz gewählt, so legt das Geschoss zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pulsen eine Wegstrecke von 90 mm zurück. For example, for an object that in 15 m distance to the detection unit 900 m / s is traveling, selecting a pulse frequency of 10 kHz, so the floor between two successive pulses covers a distance of 90 mm. Durchfliegt dieses Objekt den Detektionsraum des Pulslasers, so wird das Objekt in 90 mm Abständen von Laserpulsen getroffen. By flies that object the detection chamber of the pulsed laser, the object is taken at intervals of laser pulses in 90 mm.
  • In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Detektionsraum des Pulslasers einen elliptischen oder kreisförmigen Querschnitt auf. In a further embodiment of the present invention, the detection chamber of the pulse laser has an elliptical or circular cross-section. Die Divergenz des Pulslasers, das heißt, der Winkel bzw. die Breite der aufgespannten kegelförmigen bestrahlten Umgebung, ist wie die des Multiwellenlängenlasers einstellbar. The divergence of the laser pulse, that is, the angle or the width of the clamped conical irradiated area as that of the multi-wavelength laser set. Die Einstellung der Divergenz des Pulslasers und somit des kegelförmig bestrahlten Raums wird beispielsweise über ein optisches System, beispielsweise ein Linsensystem, geregelt. The adjustment of the divergence of the laser pulse and thus of the cone-shaped exposed area is controlled, for example, via an optical system such as a lens system. Dadurch wird erreicht, dass der Detektionsraum des Pulslasers eine definierte Form aufweist. It is thereby achieved that the detection chamber of the pulse laser has a defined shape. Ferner weist der Pulslaser eine bestimmte Leistung auf, welche die maximale Entfernung vom Fahrzeug, bzw. den maximalen Durchmesser des Kegels, bei der noch gewährleistet ist, dass genügend am Objekt reflektierte Laserphotonen die Erfassungseinheit erreichen, definiert. Further, the pulse laser to a certain power, which defines the maximum distance from the vehicle, or to the maximum diameter of the cone, in which is still ensuring that there is sufficient on the object reflected laser photons reach the detection unit. Dafür wird ein Minimalwert für die Anzahl der von der Erfassungseinheit empfangenen, reflektierten Photonen festgelegt, der eine sichere Detektion eines Objekts gewährleistet, wobei dieser ebenfalls von der Empfindlichkeit der Erfassungseinheit bzw. deren Detektoren abhängt. For this, a minimum value for the number of received from the detection unit, reflected photons is defined, which ensures a reliable detection of an object, this also depends on the sensitivity of the detection unit or its detectors. Des weiteren ist die Größe des bestrahlten Raumes in Abhängigkeit von der Leistung des Lasers sowie von der Beschaffenheit des zu detektierenden Objekts, insbesondere von dessen Oberfläche, Material und Form, zu wählen. Further, to select the nature of the object to be detected, in particular on its surface, material and form, the size of the irradiated area as a function of the power of the laser as well. Die Leistung des Pulslasers wird abhängig von der erforderlichen Kegeltiefe des Detektionsraumes des Pulslasers und unter Berücksichtigung der genannten Parameter gewählt. The power of the pulse laser is selected depending on the required depth of the cone detection space of the pulse laser and taking account of the mentioned parameters.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht der Pulslaser aus einem kompakten Halbleiter- oder Festkörperlaser oder aus einem fasergekoppelten Hochleistungsdiodenlaser. In a further preferred embodiment of the present invention, the pulse laser is composed of a compact semiconductor or solid state laser or a fiber coupled high power diode laser.
  • In einem noch weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weisen die Detektionsräume des Multiwellenlängenlasers und des zweiten Lasers eine vollständige räumliche Überlappung auf. In yet another embodiment of the present invention, the detection chambers of the multi-wavelength laser and the second laser have a complete spatial overlap. Somit wird erreicht, dass mit dem Multiwellenlängenlaser Informationen über den Weg des sich im überlagerten Detektionsraum bewegenden Objekts gewonnen werden, während mit dem Pulslaser die Entfernung und die Geschwindigkeit des sich im überlagerten Detektionsraum bewegenden Objekts ermittelt werden. Thus, it is achieved that are obtained through the path of the moving in the superimposed area detection object with the multi-wavelength laser information, while the distance and the speed of the moving object in the superimposed detection space are determined with the pulse laser. Somit sind genügend Informationen vorhanden, um beispielsweise die Trajektorie und somit den Ursprungsort des Objekts zu berechnen und anschließend geeignete Gegenmaßnahmen einzuleiten. Thus, sufficient information is present, to thereby calculate the trajectory, for example, and the place of origin of the object and then initiate appropriate measures.
  • In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das System eine Erfassungseinheit auf, welche zumindest ein diffraktives optisches Element (DOE) und eine Kamera umfasst. In a further embodiment of the present invention, the system comprises a detection unit, which comprises at least one diffractive optical element (DOE) and a camera. Dabei wird die vom sich im Detektionsraum bewegenden Objekt reflektierte Strahlung durch das diffraktive Element der Kamera zugeführt, wodurch Punktspuren in einem Kamerabild erzeugt werden. The light reflected from the moving object in the detection space radiation is supplied through the diffractive element of the camera, which point traces are generated in a camera image. Diese Punktspuren bestehen aus mehreren Punkten und sind verschiedenen Beugungsordnungen zugeordnet. This point tracks consist of a plurality of points and are assigned to different diffraction orders. Ferner umfasst die Erfassungseinheit des Systems ein optisches Linsensystem zur Adaption an den zu detektierenden Raumwinkelbereich bzw. an den durch den Laser, der gepulste Strahlung bereitstellt, definierten Detektionsraum. Further, the detection unit of the system comprises an optical lens system for adaptation to the spatial angle range to be detected or to the area defined by the laser, which provides pulsed radiation, detection chamber. Das optische Linsensystem ist auf die Divergenz des entsprechenden Lasers abgestimmt, um sicher zu stellen, dass die innerhalb des vom Laser definierten Detektionsraumes reflektierten Photonen von der Erfassungseinheit erfasst werden. The optical lens system is matched to the divergence of the corresponding laser, to make sure that the reflected within the area defined by the laser detection space photons are detected by the detecting unit. Zusätzlich zur Kamera weist die Erfassungseinheit einen Laufzeitdetektor für die Bestimmung der Entfernung des Objektes auf. In addition to the camera, the sensing unit comprises a running time detector for determining the distance of the object. Der Laufzeitdetektor ist mit einem Filter ausgerüstet, welcher die vom Objekt reflektierten Laserphotonen passieren lässt und alle anderen Wellenlängen blockiert. The running time detector is equipped with a filter which lets pass the laser photons reflected from the object and blocking all other wavelengths. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung besteht der optische Detektor aus schnellen Photodioden mit einer großen Bandbreite und der Filter ist ein Interferenzfilter. In a preferred embodiment of the present invention, the optical detector from fast photodiode is with a large bandwidth and the filter is an interference filter.
  • Die Laserstrahlungsvorrichtung und die Erfassungsvorrichtung sind bevorzugt an einem beliebigen Fahrzeug oder an einer beliebigen, statischen oder beweglichen Infrastruktur angebracht, beispielsweise an der Außenseite eines Flugzeuges oder eines Gebäudes, um Objekte zu detektieren, die in den zu überwachenden Raum des Fahrzeuges oder der Infrastruktur eindringen, und ihre Trajektorien innerhalb und außerhalb der Umgebung des Detektionsraums zu bestimmen. The laser irradiation device and the detection device are preferably mounted on any vehicle or an arbitrary static or mobile infrastructure, for example on the outside of an aircraft or of a building to detect objects that penetrate into the monitoring at the compartment of the vehicle or infrastructure, and to determine their trajectories within and outside the area of ​​the detection area. Ferner kann es erforderlich sein, mehrere erfindungsgemäße Systeme an einem Fahrzeug oder an einer Infrastruktur, insbesondere an einem Luftfahrzeug, anzubringen, um Objekte in der Umgebung der sensiblen Bereiche des Fahrzeuges zu detektieren und deren Trajektorien zu bestimmen. Further, it may be necessary to several systems according to the invention to a vehicle or on an infrastructure, in particular of an aircraft, to attach, to detect objects in the vicinity of the sensitive areas of the vehicle and to determine their trajectories. Die sensiblen Bereiche eines Fahrzeuges, insbesondere eines Luftfahrzeuges, sind zum Beispiel das Antriebsystem, die Treibstoffversorgung, die Treibstoffbehälter, die Waffensysteme und alle von der Besatzung nicht einsehbaren Bereiche. The sensitive areas of a vehicle, particularly an aircraft, for example, the drive system, the supply of fuel, the fuel tank, the weapons systems and all non-visible to the crew areas.
  • Mit einer schnellen Auswertungseinheit wird auf Basis der von der Erfassungseinheit erfassten Signale, der Weg des Objektes durch den Detektionsraum und ggf. der Ursprungsort sowie die Flugbahn des Objekts berechnet. With a quick evaluation unit of the signals detected by the detecting unit, the path of the object through the detection chamber and, if the place of origin as well as the trajectory of the object is calculated based. Diese Informationen können der Besatzung und/oder dem Bodenpersonal zur Verfügung gestellt werden, oder selbst von der Auswertungseinheit verwendet werden, um geeignete Gegenmaßnahmen, beispielsweise ein automatisches Ausweichmanöver oder die Weiterleitung von genauen Anweisungen an die Besatzung, einzuleiten. This information of the crew and / or ground personnel can be provided, or even used by the evaluation unit in order to initiate appropriate countermeasures, for example, an automatic avoidance maneuver or the forwarding of specific instructions to the crew. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden die von der Auswertungseinheit ermittelten Informationen an eine Ausgabeeinheit weitergeleitet, welche Gegenmaßnahmen ausführt. According to a further aspect of the invention, the information determined by the evaluation unit will be forwarded to an output unit which performs countermeasures.
  • Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung wird ein Verfahren zur Detektion und zur Bestimmung von Trajektorien eines sich durch einen Detektionsraum bewegenden Objekts bereitgestellt. According to another aspect of the invention provides a method for the detection and for the determination of the trajectories of a moving object by a detection space is provided. Im erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Detektionsraum mit einem Multiwellenlängenlaser bestrahlt, so dass der Detektionsraum aus einem Raum besteht, welcher mit Strahlung bestrahlt wird, deren Wellenlänge sich zeitlich ändert. In the inventive method, a detection area is irradiated with a multi-wavelength laser, so that the detection space consists of a room, which is irradiated with radiation whose wavelength varies with time. Ferner wird die von dem sich im Detektionsraum bewegenden Objekt reflektierte Strahlung mit einer Erfassungseinheit erfasst. Further, the light reflected from the moving object in the detection space radiation is detected by a detection unit. Mit einer Auswertungseinheit wird anschließend auf Basis der von der Erfassungseinheit erfassten Signale der Weg und ggf. auch die Flugbahn und den Ursprungsort des Objekts ermittelt. With an evaluation unit of the path and optionally also the trajectories and the origin of the object is then determined based on the signals detected by the detection unit.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird simultan zur Bestrahlung des Detektionsraums des Multiwellenlängenlasers ein zweiter Detektionsraum mit einem zweiten Laser bestrahlt. According to a further embodiment of the invention, a second detection area is irradiated with a second laser simultaneously for irradiating the detection area of ​​the multi-wavelength laser. Dabei ist der zweite Laser vorzugsweise ein Pulslaser und der Detektionsraum des Multiwellenlängenlasers weist eine vollständige Überlappung mit dem Detektionsraum des zweiten Lasers auf. Here, the second laser is preferably a pulse laser and the detection space of the multi-wavelength laser has a complete overlap with the detection area of ​​the second laser on.
  • In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Vermeidung von Schäden an Fahrzeugen und/oder an der Besatzung eines Fahrzeuges bereitgestellt, bei welchem die oben beschriebene Vorrichtung und/oder das oben genannte Verfahren zur Detektion und zur Bestimmung von Trajektorien eines sich durch einen Detektionsraum bewegenden Objekts verwendet wird. In another aspect of the invention, a method of preventing damage to vehicles and / or in the occupation of a vehicle is provided in which the above-described device and / or the above-mentioned method for the detection and for the determination of trajectories of a by a detection space moving object is used. In dem Verfahren werden zusätzlich auf Basis der ermittelten Informationen über das sich bewegende Objekt, Gegenmaßnahmen eingeleitet, um Schäden am Fahrzeug und/oder an der Besatzung zu vermeiden. In the method additionally be based on information on the moving object detected, countermeasures are initiated in order to avoid damage to the vehicle and / or the crew. Die Gegenmaßnahmen sind beispielweise automatische Ausweichmanöver, die Weiterleitung von genauen Anweisungen an die Besatzung oder an die Bodenstation oder die Weiterleitung der von der Auswertungseinheit ermittelten Informationen an eine Ausgabeeinheit, welche solche Gegenmaßnahmen ausführt. The counter-measures are, for example automatic avoidance maneuver, the transmission of specific instructions to the flight crew or the ground station or the forwarding of the information determined by the evaluation unit to an output unit, which carries out such countermeasures.
  • Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Further improve the invention are set forth below in more detail together with the description of several preferred embodiments of the invention with reference to FIGS.
  • Es zeigt: It shows:
  • 1 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Systems mit einer Laserstrahlungsvorrichtung, einer Erfassungseinheit und einer Auswertungseinheit; a schematic view of a system according to the invention with a laser irradiation device, a detection unit and an evaluation unit;
  • 2 2 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Systems mit einer Laserstrahlungsvorrichtung umfassend einen Multiwellenlängenlaser und einen Kurzpulslaser, eine Erfassungseinheit und eine Auswertungseinheit; a schematic view of a system according to the invention with a laser irradiating device comprising a multi-wavelength laser and a short-pulse laser, a detection unit and an evaluation unit;
  • 3 3 eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Multiwellenlängenlasers der Laserstrahlungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung; a schematic view of a preferred embodiment of the multi-wavelength laser, the laser irradiation device of the present invention;
  • 4 4 eine schematische Ansicht eines aus der reflektierten Strahlung eines sich im Detektionsraum bewegenden Objekts erzeugten Kamerabildes. a schematic view of a camera image generated from the reflected radiation of a moving object in the detection space.
  • Das in This in 1 1 gezeigte System zur Detektion und zur Bestimmung von Trajektorien eines sich durch einen Detektionsraum bewegenden Objekts weist eine Laserstrahlungsvorrichtung und eine Erfassungseinheit, welche an einem Flugzeug angebracht sind, und eine Auswertungseinheit System shown for the detection and for the determination of the trajectories of a moving object by a detection chamber comprises a laser radiation device and a detection unit, which are mounted on an aircraft, and an evaluation unit 9 9 auf. on. Die Laserstrahlungsvorrichtung besteht aus einem Multiwellenlängenlaser The laser radiation device consists of a multi-wavelength laser 1 1 und einem optischen Linsensystem and an optical lens system 3 3 für den Multiwellenlängenlaser for the multi-wavelength laser 1 1 , mit welchem der Grad der Divergenz der Laserstrahlungsvorrichtung geregelt wird. Is regulated with which the degree of divergence of the laser irradiation device. Der Multiwellenlängenlaser The multi-wavelength laser 1 1 besteht aus einem kompakten Festkörperlasersystem und erzeugt eine gepulste Strahlung mit einer Wellenlänge λ(t), welche sich zeitlich verändert. consists of a compact solid state laser system, and produces a pulsed radiation with a wavelength λ (t) which varies in time. Die Pulsfrequenz der gepulsten Strahlung liegt im Bereich von 10 kHz und die Pulsbreite im Bereich von 1 ns. The pulse frequency of the pulsed radiation is in the range of 10 kHz and the pulse width in the range of 1 ns. Der von dem Multiwellenlängenlaser That of the multi-wavelength laser 1 1 aufgespannte Detektionsraum spanned detection space 13 13 besteht aus einem kegelförmigen Raum, welcher mit der Strahlung der Wellenlänge λ(t) bestrahlt ist. consists of a cone-shaped space which is irradiated with the radiation of wavelength λ (t). Ein Punkt des aufgespannten Detektionsraumes A point of spanned detection space 13 13 des Multiwellenlängenlasers the multi-wavelength laser 1 1 wird daher in zwei nacheinander folgenden Zeitpunkten t1 und t2 mit Strahlungspulsen der Wellenlänge λ(t1) bzw. λ(t2) bestrahlt, so dass der Detektionsraum Therefore irradiated in two successive instants t1 and t2 with radiation pulses of the wavelength λ (t1) or λ (t2), so that the detection space 13 13 des Multiwellenlängenlasers the multi-wavelength laser 1 1 zeitlich- und wellenlängencodiert ist. temporal-and wavelength-coded is. Die Erfassungseinheit besteht aus einer Kamera mit einem optischen Beugungselement und einem Linsensystem The detection unit consists of a camera having a diffractive optical element and a lens system 6 6 zur Adaption an den zu detektierenden, definierten Detektionsraum. to be detected for adaptation to the defined detection area. Ferner weist die Erfassungseinheit einen Laufzeitdetektor Further, the detection unit comprises a running time detector 7 7 für die vom Multiwellenlängenlaser bereitgestellten gepulsten Strahlung auf, welche die Zeit ermittelt, die ein Laserpuls vom Multiwellenlängenlaser for the provided by the multi-wavelength laser pulsed radiation, which determines the time a laser pulse from the multi-wavelength laser 1 1 zum Objekt und zurück zum Laufzeitdetektor the object and back at maturity detector 7 7 benötigt. needed. Dem Laufzeitdetektor ist ein Linsensystem The run-time detector is a lens system 8 8th zur Adaption an den vom Multiwellenlängenlaser for adaptation to the the multi-wavelength laser 1 1 zu detektierenden Detektionsraum to be detected detection space 13 13 zugeordnet. assigned. Mit dieser Erfassungseinheit wird die an einem sich im Detektionsraum With this detection unit is at one in the detection space 13 13 bewegenden Objekt reflektierte, gepulste Strahlung erfasst. moving object reflected, pulsed radiation detected. Durchfliegt beispielsweise ein Objekt in 15 m Abstand zur Erfassungseinheit den Detektionsraum Flies by, for example, an object in 15 m distance to the detection unit to the detection space 13 13 mit einer Geschwindigkeit von ca. 900 m/s, so wird es in Abständen von ca. 90 mm von Laserpulsen getroffen, welche ca. 90 ns für den Weg vom Multiwellenlängenlaser at a speed of 900 m / s, it is taken at intervals of about 90 mm of laser pulses which about 90 ns to travel from the multi-wavelength laser 1 1 zum Objekt und zurück zur Erfassungseinheit benötigen. require the object and back to the sensing unit. Durchfliegt ein Objekt den Detektionsraum By Flies an object the detection space 13 13 , so wird an dem Objekt Strahlung der Wellenlänge λ(t) reflektiert, welche durch das optische Element der Kamera , The wavelength λ (t) is reflected on the object radiation passing through the optical element of the camera 5 5 zugeführt wird. is supplied. Die Kamera The camera 5 5 erzeugt ein Kamerabild mit Punktspuren, welche mehrere Punkte enthalten und den Beugungsordnungen zugeordnet sind. generate a camera image with dot tracks containing a plurality of points and the diffraction orders are assigned.
  • Mit einem Bildverarbeitungsverfahren wird der Abstand zwischen den Beugungsordnungen ermittelt, welcher von der Wellenlänge der Strahlung λ(t) abhängig ist. With an image processing method, the distance between the diffraction orders is determined which is dependent on the wavelength of the radiation λ (t). Da die Wellenlänge zeitabhängig ist, werden aus der Ermittlung des Abstandes zwischen den Beugungspunkten Informationen über die Flugbahn des Objekts ermittelt. Since the wavelength is time-dependent, are determined from the determination of the distance between the diffraction points information on the trajectory of the object. Aus der gleichzeitigen Messung der Laufzeit mit dem Laufzeitdetektor From the simultaneous measurement of the transit time to the running time detector 7 7 wird die Laufzeit der Pulse vom Multiwellenlängenlaser is the duration of the pulses from the multi-wavelength laser 1 1 zum Objekt und zurück zur Erfassungseinheit gemessen, so dass die Entfernung des Objektes und seine relative Geschwindigkeit zum System ermittelt wird. measured to the object and back to the detecting unit, so that the distance of the object and its relative speed is determined for the system. Auf Basis der erfassten Signale ermittelt die Auswertungseinheit die Flugbahn und den Ursprungsort des Objekts, so dass Maßnahmen, beispielsweise ein Ausweichmanöver, eingeleitet werden können. On the basis of the detected signals, the evaluation unit determines the trajectory and the place of origin of the object, so that measures such as an evasive maneuver can be initiated.
  • 2 2 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Systems mit einer Laserstrahlungsvorrichtung umfassend einen Multiwellenlängenlaser shows a schematic view of a system according to the invention with a laser irradiating device comprising a multi-wavelength laser 1 1 und einen Kurzpulslaser and a short-pulse laser 2 2 , einer Erfassungseinheit und einer Auswertungseinheit , A detection unit and an evaluation unit 9 9 . , Die Laserstrahlungsvorrichtung und die Erfassungseinheit sind an einem beliebigen Fahrzeug angebracht. The laser irradiation device and the detection unit are attached to any vehicle. Die Laserstrahlungsvorrichtung besteht aus einem Multiwellenlängenlaser The laser radiation device consists of a multi-wavelength laser 1 1 , ausgerüstet mit einem optischen Linsensystem Equipped with an optical lens system 3 3 , welches den Grad der Divergenz der Laserstrahlung so vergrößert, dass ein kegelförmiger Detektionsraum Which thus increases the degree of divergence of the laser radiation that a cone-shaped detection space 13 13 definiert wird. is defined. Der Multiwellenlängenlaser The multi-wavelength laser 1 1 stellt kontinuierliche Strahlung bereit und besteht aus einem kompakten Festkörperlasersystem, welches kontinuierliche Strahlung mit einer sich zeitlich ändernden Wellenlänge λ(t) erzeugt. provides continuous radiation ready and consists of a compact solid-state laser system which generates a continuous radiation with a time-varying wavelength λ (t). Ein Punkt des aufgespannten Detektionsraumes A point of spanned detection space 13 13 des Multiwellenlängenlasers the multi-wavelength laser 1 1 wird daher in zwei aufeinander folgenden Zeitpunkten t1 und t2 mit Strahlung der Wellenlänge λ(t1) bzw. λ(t2) bestrahlt, so dass der Detektionsraum Therefore irradiated in two successive instants t1 and t2 with radiation of wavelength λ (t1) or λ (t2), so that the detection space 13 13 des Multiwellenlängenlasers the multi-wavelength laser 1 1 zeitlich- und wellenlängencodiert ist. temporal-and wavelength-coded is. Ferner weist die Laserstrahlungsvorrichtung einen zweiten Kurzpulslaser auf, welcher gepulste Strahlung bereitstellt und einen zweiten Detektionsraum Further, the laser irradiation apparatus comprises a second short-pulse laser to, which provides pulsed radiation, and a second detection space 14 14 aufspannt. spans. Die Pulsfrequenz der gepulsten Strahlung liegt im Berich von 10 kHz und die Pulsbreite im Bereich von ins. The pulse frequency of the pulsed radiation is in the reporting of 10 kHz and the pulse width in the range of. Ein optisches Linsensystem An optical lens system 4 4 passt die emittierte Strahlung an den vom Multiwellenlängenlaser adjusts the radiation emitted from the multi-wavelength laser 1 1 bestrahlten Detektionsraum irradiated detection space 13 13 an, so dass die von den beiden Laser definierten Detektionsräume , so that the detection spaces defined by the two laser 13 13 , . 14 14 eine vollständige räumliche Überlappung aufweisen. have a complete spatial overlap.
  • Die Erfassungseinheit besteht aus einer Kamera mit einem optischen Beugungselement und einem Linsensystem The detection unit consists of a camera having a diffractive optical element and a lens system 6 6 zur Adaption an den zu detektierenden, definierten Detektionsraum. to be detected for adaptation to the defined detection area. Ferner weist die Erfassungseinheit einen Laufzeitdetektor Further, the detection unit comprises a running time detector 7 7 für die vom zweiten Kurzpulslaser bereitgestellte gepulste Strahlung auf, welcher die Zeit ermittelt, die ein Laserpuls vom Multiwellenlängenlaser for the provided by the second short-pulse laser pulsed radiation, which determines the time a laser pulse from the multi-wavelength laser 1 1 zum Objekt und zurück zum Laufzeitdetektor the object and back at maturity detector 7 7 benötigt. needed. Dem Laufzeitdetektor ist ein Linsensystem The run-time detector is a lens system 8 8th zur Adaption an den zu detektierenden Detektionsraum for adaptation to the detection space to be detected 13 13 , . 14 14 zugeordnet. assigned. Mit dieser Erfassungseinheit wird die an einem sich im Detektionsraum With this detection unit is at one in the detection space 13 13 , . 14 14 bewegenden Objekt reflektierte Strahlung erfasst. moving object reflected radiation detected. Durchfliegt ein Objekt in 15 m Abstand zur Erfassungseinheit den Detektionsraum Flies by an object in 15 m distance to the detection unit to the detection space 13 13 , . 14 14 mit einer Geschwindigkeit von ca. 900 m/s, so wird es in Abständen von ca. 90 mm von Laserpulsen getroffen, welche ca. 90 ns für den Weg vom Multiwellenlängenlaser at a speed of 900 m / s, it is taken at intervals of about 90 mm of laser pulses which about 90 ns to travel from the multi-wavelength laser 1 1 zum Objekt und zurück zur Erfassungseinheit benötigen. require the object and back to the sensing unit. Durchfliegt ein Objekt den Detektionsraum By Flies an object the detection space 13 13 , so wird an dem Objekt Strahlung der Wellenlänge λ(t) reflektiert, welche einerseits durch das optische Element der Kamera , The wavelength λ (t) is reflected on the object radiation, on the one hand by the optical element of the camera 5 5 zugeführt und anderseits dem Laufzeitdetektor supplied and on the other hand, the run-time detector 7 7 zugeführt wird. is supplied. Die Kamera The camera 5 5 erzeugt ein Kamerabild mit Punktspuren, welche mehrere Punkte enthalten und den Beugungsordnungen zugeordnet sind. generate a camera image with dot tracks containing a plurality of points and the diffraction orders are assigned. Mit einem Bildverarbeitungsverfahren wird der Abstand zwischen den Beugungsordnungen ermittelt, welcher von der Wellenlänge der Strahlung λ(t) abhängig ist. With an image processing method, the distance between the diffraction orders is determined which is dependent on the wavelength of the radiation λ (t). Da die Wellenlänge zeitabhängig ist, werden aus der Ermittlung des Abstandes zwischen den Beugungspunkten Informationen über die Flugbahn des Objekts ermittelt. Since the wavelength is time-dependent, are determined from the determination of the distance between the diffraction points information on the trajectory of the object. Aus der gleichzeitigen Messung der Laufzeit, der von dem zweiten Pulslaser emittierten Pulse mit dem Laufzeitdetektor From the simultaneous measurement of the transit time of light emitted by the second pulse laser pulses with the transit time detector 7 7 , wird die Laufzeit der Pulse vom Multiwellenlängenlaser , The duration of the pulses from the multi-wavelength laser 1 1 zum Objekt und zurück zur Erfassungseinheit gemessen, so dass die Entfernung des Objektes und seine relative Geschwindigkeit zum System ermittelt wird. measured to the object and back to the detecting unit, so that the distance of the object and its relative speed is determined for the system. Der Laufzeitdetektor ist hierfür mit einem Filter ausgerüstet, welcher bevorzugt die vom Kurzpulslaser emittierte und anschließend am Objekt reflektierte Strahlung durchlässt und alle anderen Wellenlängen blockiert. The run time for this detector is equipped with a filter, which is preferably emitted by the short pulse laser, and then reflected at the object radiation passes and blocks all other wavelengths. Auf Basis der erfassten Signale ermittelt die Auswertungseinheit die Flugbahn und den Ursprungsort des Objekts und leitet automatisch die gewonnenen Daten an die Bodenstation, welche über zu ergreifende Gegenmaßnahmen entscheidet und diese durchführt. On the basis of the detected signals, the evaluation unit determines the trajectory and the place of origin of the object and automatically forwards the retrieved data to the ground station which decides about measures to be taken against this and performs.
  • 3 3 zeigt eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Multiwellenlängenlasers shows a schematic view of a preferred embodiment of the multi-wavelength laser 1 1 der Erfindung für die zeitliche und Wellenlängen-Codierung des Detektionsraums of the invention for the time and wave-length encoding of the detection space 13 13 . , Der Multiwellenlängenlaser The multi-wavelength laser 1 1 besteht aus einer Mehrzahl von Hochleistungsdiodenlaser consists of a plurality of high power diode laser 16 16 , welche unterschiedliche, zentrale Emissionswellenlängen aufweisen. Having different central emission wavelengths. Die einzelnen Diodenlaser The individual diode lasers 16 16 sind mit einer Energieversorgung und einer Zeitsteuerungseinheit are connected to a power supply and a timing unit 18 18 verbunden, welche die Diodenlaser mit der zum Betrieb erforderlichen Energie versorgt und die einzelnen Diodenlaser koordiniert, so dass die erwünschte, zeitliche Wellenlängenänderung im Strahlungskegel connected, which supplies the diode laser with the required energy for the operation and the single diode coordinated so that the desired temporal wavelength change in the radiation cone 11 11 stattfindet. takes place. Dabei ist jeder Hochleistungsdiodenlaser It is any high-power diode 16 16 mit einer optischen Faser verbunden, welche die Laserstrahlung führt. connected to an optical fiber which guides the laser radiation. Die einzelnen optischen Fasern werden zu einem Faserbündel The individual optical fibers into a fiber bundle 15 15 zusammengefasst und weiter zusammengeführt. summarized and further consolidated. Dabei führt jede einzelne Faser die Strahlung eines bestimmten Hochleistungsdiodenlasers Each individual fiber guides the radiation of a certain high-power diode laser 16 16 zu dem Detektionsraum to the detection space 13 13 des Multiwellenlängenlasers the multi-wavelength laser 1 1 , wobei jeder einzelne Hochleistungsdiodenlaser Wherein each high power diode laser 16 16 eine unterschiedliche, zentrale Emissionswellenlänge besitzt. a different emission wavelength has. Jede einzelne optische Faser Each individual optical fiber 12 12 beleuchtet den kegelförmigen Strahlungskegel examines the conical radiation cone 11 11 jeweils für eine kurze Zeit mit der der Fasern zugeordneten Wellenlänge, so dass der Detektionskegel associated with each for a short time with the fibers of the wavelength so that the detection cone 11 11 zeitlich- und wellenlängencodiert aufgespannt wird. temporal-and spanned wavelength-coded. Die Wellenlängenänderung muss an die maximal mögliche Geschwindigkeit des Objekts angepasst sein und erfolgt in diesem Beispiel für eine Objektgeschwindigkeit von ca. 900 m/s mit einer Veränderungsrate im Bereich von 10 kHz. The wavelength change must be adapted to the maximum possible speed of the object and in this example is for a collection rate of about 900 m / s with a rate of change in the range of 10 kHz.
  • 4 4 zeigt eine schematische Skizze eines aufgenommenen Kamerabildes. shows a schematic sketch of a captured camera image. Dabei wurde die an einem Objekt reflektierte Strahlung durch ein Beugungselement der Kamera zugeführt. Here, the light reflected at an object radiation was supplied by a diffraction element of the camera. Das Kamerabild besteht aus Punktspuren, welche aus einer Mehrzahl von Punkten bestehen. The camera image is composed of point marks, which consist of a plurality of points. Die einzelnen Punkte sind den Beugungsordnungen der erfassten Strahlung zugeordnet, dh der Abstand zwischen den einzelnen Punkten ist mit der Wellenlänge der erfassten Strahlung verbunden. The individual points are associated with the orders of diffraction of the detected radiation, ie the distance between the individual points is connected to the wavelength of the detected radiation. Da die Wellenlänge der Strahlung sich zeitlich verändert, ist der Abstand zwischen den einzelnen Punkten bzw. die erzeugte Struktur der Bildpunkte ebenfalls mit einer Zeitinformation über die Zeit der Erzeugung des Bildpunktes verbunden, welche mit Hilfe eines Bildverarbeitungsverfahrens ermittelt wird. Since the wavelength of the radiation varies with time, the distance between the individual points and the structure of the pixels generated is also connected with a time information about the time of generation of the image point which is determined using an image processing method. Im Kamerabild sind bei einer bestimmten Wellenlänge mehrere, den einzelnen Beugungsordnungen zugeordnete, Bildpunkte vorhanden, die von der am Objekt reflektierten Strahlung herrühren, so dass sich selbst bei einem ungünstigen Signal-zu-Rauschen-Verhältnis die im Kamerabild erzeugte Struktur gut erkennen und auswerten lässt. In the camera image more, the individual diffraction orders are at a particular wavelength associated, pixels present, resulting from the reflected on the object radiation so that themselves can be clearly seen in an unfavorable signal-to-noise ratio of the structure produced in the camera image and evaluate ,
  • Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. The invention is not limited in its implementation to the above-described preferred embodiment. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Rather, a number of variants which make use of the described solution even for basically different configurations.
  • Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
  • 1 1
    Multiwellenlängenlaser Multi-wavelength laser
    2 2
    Pulslaser pulse laser
    3 3
    Optisches Linsensystem des Multiwellenlängenlasers Optical lens system of the multi-wavelength laser
    4 4
    Optisches Linsensystem des Pulslasers Optical lens system of the pulse laser
    5 5
    Kamera zum Multiwellenlängenlaser mit optischem diffraktiven Element (DOE) Camera for multi-wavelength lasers with optical diffractive element (DOE)
    6 6
    Linsensystem des Detektorsystems zum Multiwellenlängenlaser Lens system of the detector system for multi-wavelength laser
    7 7
    Laufzeitdetektor mit optischem Linsensystem Runtime detector with optical lens system 8 8th
    8 8th
    Linsensystem des Laufzeitdetektors Lens system of the runtime detector
    9 9
    Auswertungseinheit evaluation unit
    10 10
    Trajektorie des sich bewegenden Objekts Trajectory of the moving object
    11 11
    Strahlungskegel radiation cone
    12 12
    Optische Faser optical fiber
    13 13
    Detektionsraum des Multiwellenlängenlasers Detection space of the multi-wavelength laser
    14 14
    Detektionsraum des Pulslasers Detection space of the pulse laser
    15 15
    Faserbündel oder einzelne Faser Fiber bundles or single fiber
    16 16
    Hochleistungsdiodenlaser High-power diode lasers
    17 17
    Faserausgänge zu Hochleistungsdiodenlaser mit optischem Linsensystem Fiber outputs for high-power diode lasers with optical lens system
    18 18
    Energieversorgung und Zeitsteuerungseinheit Energy supply and timing unit

Claims (12)

  1. System zur Detektion und zur Bestimmung von Trajektorien eines sich durch einen ersten Detektionsraum ( System for the detection and for the determination of trajectories of itself (by a first detection space 13 13 ) bewegenden Objektes, umfassend eine Laserstrahlungsvorrichtung, welche zumindest einen Multiwellenlängenlaser ( ) Moving object, comprising a laser irradiation device, which (at least one multi-wavelength laser 1 1 ) zum Bestrahlen des ersten Detektionsraums ( ) (For irradiating the first detection space 13 13 ) aufweist, eine Erfassungseinheit zum Erfassen einer von einem sich im ersten Detektionsraum ( ), Having a detection unit for detecting one of a is (in the first detection space 13 13 ) bewegenden Objekt reflektierten Strahlung, welche zumindest eine Kamera ( ) Moving object reflected radiation comprising at least (a camera 5 5 ), verbunden mit einem diffraktiven optischen Element (DOE), aufweist, eine Auswertungseinheit ( ) Connected to a diffractive optical element (DOE), which has an evaluation unit ( 9 9 ), welche auf Basis der von der Erfassungseinheit erfassten Signale, zumindest Informationen über die Flugbahn des Objekts durch den ersten Detektionsraum ( ) Which (based on the signals detected by the detection unit, at least information about the trajectory of the object by the first detection space 13 13 ) und ggf. die Trajektorie sowie den Ursprungsort des Objektes bestimmt, wobei die Laserstrahlungsvorrichtung derart ausgebildet ist, dass die Wellenlänge der vom Multiwellenlängenlaser ( ) And optionally determines the trajectory as well as the place of origin of the object, wherein the laser irradiation device is formed such that the wavelength of the (from the multi-wavelength laser 1 1 ) emittierten Strahlung zeitlich veränderbar ist, und wobei die Auswertungseinheit ( ) Emitted radiation is variable over time, and wherein the evaluation unit ( 9 9 ) aus einem Kamerabild Informationen über die Flugbahn des Objekts auswertet. ) From a camera image evaluates information on the trajectory of the object.
  2. System zur Detektion und zur Bestimmung von Trajektorien eines sich durch einen ersten Detektionsraum ( System for the detection and for the determination of trajectories of itself (by a first detection space 13 13 ) bewegenden Objekts nach Anspruch 1, wobei der Multiwellenlängenlaser ( ) Moving object according to claim 1, wherein the multi-wavelength laser ( 1 1 ) als kontinuierlicher oder gepulster Laser ausgebildet ist. ) Is formed as a continuous or pulsed laser.
  3. System zur Detektion und zur Bestimmung von Trajektorien eines sich durch einen ersten Detektionsraum ( System for the detection and for the determination of trajectories of itself (by a first detection space 13 13 ) bewegenden Objekts nach Anspruch 2, wobei die vom Laser ( ) Moving object according to claim 2, wherein the (from the laser 1 1 ) emittierte gepulste Strahlung kurze Pulse mit Pulsbreiten im Nanosekundenbereich und kleiner und Repetitionsraten im kHz-Bereich und höher aufweist. ) Emitted pulsed radiation short pulses with pulse widths in the nanosecond range and smaller, and frequencies in the kHz range and higher.
  4. System zur Detektion und zur Bestimmung von Trajektorien eines sich durch einen ersten Detektionsraum bewegenden Objekts nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der vom Laser ( System for the detection and for the determination of the trajectories of a moving object by a first detection space according to any one of the preceding claims, wherein the (from the laser 1 1 ) definierte erste Detektionsraum ( ) Defined first detection space ( 13 13 ) einen elliptischen oder kreisförmigen Querschnitt aufweist. ) Has an elliptical or circular cross-section.
  5. System zur Detektion und zur Bestimmung von Trajektorien eines sich durch einen ersten Detektionsraum ( System for the detection and for the determination of trajectories of itself (by a first detection space 13 13 ) bewegenden Objekts nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Multiwellenlängenlaser ( ) Moving object according to any one of the preceding claims, wherein the multi-wavelength laser ( 1 1 ) aus mehreren fasergekoppelten Hochleistungsdiodenlasern ( ) (Of a plurality of fiber-coupled high-power diode 16 16 ) besteht oder wobei der Multiwellenlängenlaser ( ) Is or wherein the multi-wavelength laser ( 1 1 ) aus einem oder mehreren kompakten Halbleiter- oder Festkörperlasern besteht. ) Consists of one or more compact semiconductor or solid state lasers.
  6. System zur Detektion und zur Bestimmung von Trajektorien eines sich durch einen überlagerten Detektionsraum ( System for the detection and for the determination of trajectories of itself (by a superimposed detection space 13 13 , . 14 14 ) bewegenden Objekts nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Laserstrahlungsvorrichtung einen zweiten Laser ( ) Moving object according to any one of the preceding claims, wherein the laser irradiation device (a second laser 2 2 ) aufweist, welcher einen zweiten Detektionsraum ( ) Which (a second detection space 14 14 ) mit gepulster Strahlung bestrahlt, wobei der erste Detektionsraum ( ) Irradiated with pulsed radiation, wherein the first detection space ( 13 13 ) im zweiten Detektionsraum ( ) (In the second detection space 14 14 ) enthalten ist. ) Is contained.
  7. System zur Detektion und zur Bestimmung von Trajektorien eines sich durch einen überlagerten Detektionsraum ( System for the detection and for the determination of trajectories of itself (by a superimposed detection space 13 13 , . 14 14 ) bewegenden Objekts nach Anspruch 6, wobei der erste Detektionsraum ( ) Moving object according to claim 6, wherein the first detection space ( 13 13 ) des Multiwellenlängenlasers ( () Of the multi-wavelength laser 1 1 ) und der zweite Detektionsraum ( ) And the second detection space ( 14 14 ) des zweiten Lasers im wesentlichen eine vollständige räumliche Überlappung aufweisen. ) Of the second laser having substantially a complete spatial overlap.
  8. System zur Detektion und zur Bestimmung von Trajektorien eines sich durch einen ersten Oder einen überlagerten Detektionsraum ( System for the detection and for the determination of a trajectory to a superimposed detection space (through a first OR 13 13 , . 14 14 ) bewegenden Objekts nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Erfassungseinheit des Systems einen Laufzeitdetektor aufweist, welcher den Zeitunterschied zwischen Pulsemission und Detektion der vom Objekt reflektierten Pulse erfasst. ) Moving object according to any one of the preceding claims, wherein the sensing unit of the system comprises a running time detector which detects the time difference between pulse emission and detection of the reflected pulses from the object.
  9. System zur Detektion und zur Bestimmung von Trajektorien eines sich durch einen ersten oder einen überlagerten Detektionsraum ( System for the detection and for the determination of trajectories of itself (by a first or a higher-level detection chamber 13 13 , . 14 14 ) bewegenden Objekts nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Erfassungseinheit des Systems eine optische Linsenvorrichtung zur Adaption an die durch den Multiwellenlängenlaser ( ) Moving object according to any one of the preceding claims, wherein the sensing unit of the system, an optical lens means for adaptation to the (by the multi-wavelength laser 1 1 ) bzw. an den durch den zweiten Laser ( ) Or to the (by the second laser 2 2 ) definierten und zu detektierenden ersten und zweiten Detektionsräume ( ) And defined (to be detected first and second detection spaces 13 13 , . 14 14 ) umfasst. ) Includes.
  10. Fahrzeug oder statische Infrastruktur mit einem System nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Detektion und Bestimmung von Trajektorien eines sich durch einen ersten oder einen überlagerten Detektionsraum ( Vehicle or static infrastructure with a system according to any one of the preceding claims for the detection and determination of trajectories of itself (by a first or a higher-level detection chamber 14a 14a , . 14b 14b ) bewegenden Objekts. ) Moving object.
  11. Verfahren zur Detektion und zur Bestimmung von Trajektorien eines sich durch einen ersten oder einen überlagerten Detektionsraum ( A method for the detection and for the determination of trajectories of itself (by a first or a higher-level detection chamber 13 13 , . 14 14 ) bewegenden Objekts, welches folgende Schritte aufweist: a) Bestrahlen eines ersten Detektionsraums ( ) Moving object, comprising the steps of: a) irradiating a first detection space ( 13 13 ) mit einem Multiwellenlängenlaser ( ) (With a multi-wavelength laser 1 1 ), wobei der erste Detektionsraum ( ), Wherein the first detection space ( 13 13 ) mit Strahlung bestrahlt wird, deren Wellenlänge sich zeitlich ändert; ) Is irradiated with radiation whose wavelength varies with time; b) Erfassen der an einem sich im ersten Detektionsraum ( b) detecting which (at a first detection space 13 13 ) bewegenden Objekts reflektierten Strahlung mit einer Erfassungseinheit; ) Moving object reflected radiation to a sensing unit; c) Bestimmen des Weges und ggf. des Abstandes und der Geschwindigkeit eines sich im ersten Detektionsraum ( c) determining the path and, if the distance and speed of a (first detection space 13 13 ) bewegenden Objekts mit einer Auswertungseinheit ( ) Moving object with an evaluation unit ( 9 9 ) auf Basis der von der Erfassungseinheit erfassten, reflektierten Laserstrahlung. ) Based on the laser beam detected by the detection unit, reflected.
  12. Verfahren zur Bestimmung von Trajektorien eines sich durch einen ersten oder einen überlagerten Detektionsraum ( A method for determining trajectories of itself (by a first or a higher-level detection chamber 13 13 , . 14 14 ) bewegenden Objekts nach Anspruch 11, welches folgende zusätzliche Schritte aufweist: Simultan zu Schritt a) Bestrahlen eines zweiten Detektionsraums ( ) Moving object according to claim 11, comprising the additional steps of: simultaneously to step a) irradiating a second detection space ( 14 14 ) mit einem zweiten Pulslaser ( ) (With a second pulse laser 2 2 ); ); Erfassen des Zeitunterschieds zwischen Pulsemission und Detektion der vom Objekt reflektierten, gepulsten Strahlung des zweiten Pulslasers mit der Erfassungseinheit zusätzlich zu Schritt b). Detecting the time difference between pulse emission and detection of light reflected from the object, pulsed radiation of the second pulse laser with the detection unit in addition to step b).
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