DE102015120929A1

DE102015120929A1 - Verfahren zur vorbereitenden Simulation eines militärischen Einsatzes in einem Einsatzgebiet

Info

Publication number: DE102015120929A1
Application number: DE102015120929.2A
Authority: DE
Inventors: Manuel Pabst; Michael Haubner
Original assignee: Krauss Maffei Wegmann GmbH and Co KG
Current assignee: KNDS DEUTSCHLAND GMBH & CO. KG, DE
Priority date: 2015-12-02
Filing date: 2015-12-02
Publication date: 2017-06-08

Abstract

Verfahren zur vorbereitenden Simulation eines militärischen Einsatzes in einem Einsatzgebiet 10, bei dem das Einsatzgebiet 10 mit einem Sensorträger 9 überflogen und/oder durchfahren wird, eine am Sensorträger 9 angeordnete Sensorvorrichtung 11, 13 Sensordaten des Einsatzgebietes 10 aufnimmt, ein Datenbasisgenerator 7 aus den Sensordaten automatisch eine Datenbasis 22 mit geospezifischen Daten des Geländes 15 des Einsatzgebietes 10 und der im Gelände befindlichen Objekte 16 generiert, und mittels einer Simulationsvorrichtung 8 der militärische Einsatz in einer das Einsatzgebiet 10 auf Grundlage der Datenbasis 22 abbildenden Simulationsumgebung 23 simuliert wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur vorbereitenden Simulation eines militärischen Einsatzes in einem Einsatzgebiet.
Solche Verfahren zur vorbereitenden Simulation kommen besonders, keinesfalls jedoch ausschließlich bei der Einsatzvorbereitung von Sonder- und Spezialeinheiten, zum Einsatz. Ziel solcher Simulationsverfahren zur vorbereitenden Simulation eines militärischen Einsatzes in einem Einsatzgebiet ist es, die Einsatzkräfte möglichst genau und möglichst umfangreich auf den bevorstehenden militärischen Einsatz vorzubereiten.
In der klassischen militärischen Einsatzvorbereitung wurde dazu bevorzugt Bildmaterial eingesetzt, welches den Einsatzkräften vor Beginn des Einsatzes zur Betrachtung zur Verfügung gestellt wurde. Eine derartige Einsatzvorbereitung hat jedoch den Nachteil, dass sich insbesondere der visuelle Eindruck des Einsatzgebietes auf die Perspektive oder die Perspektiven beschränkt, aus denen das Aufklärungs-Bildmaterial gewonnen oder aufgenommen wurde. Diese Perspektive oder diese Perspektiven stimmen jedoch in den seltensten Fällen mit den visuellen Eindrücken überein, wie sie die Einsatzkräfte während des militärischen Einsatzes selbst wahrnehmen.
Daher eignet sich das Betrachten von Aufklärungs-Bildmaterial nur bedingt zur Einsatzvorbereitung eines militärischen Einsatzes in einem Einsatzgebiet. Als Weiterentwicklung oder Ergänzung zu einer Einsatzvorbereitung, basierend auf Aufklärungs-Bildmaterial des Einsatzgebietes, hat sich im militärischen Bereich seit je her die Einsatzvorbereitung auf Übungsplätzen, also in Übungsgelände bewährt. Aufgrund der geringen Anpassbarkeit oder aufwendigen Modelierbarkeit solcher Übungsplätze oder Übungsgelände kann zur vorbereitenden Simulation eines militärischen Einsatzes auf diesen Übungsplätzen zwar allgemeines, taktisches Verhalten und Vorgehen für den Einsatz geübt und erprobt werden, jedoch ist eine Anpassung des Übungsplatzes an das tatsächliche Einsatzgebiet nur in einem sehr geringen Maße möglich.
Zur vorbereitenden Simulation eines militärischen Einsatzes haben sich zudem in der jüngeren Vergangenheit computerbasierte oder zumindest computergestützte Verfahren etabliert, bei denen dem Benutzer eine computergenerierte, virtuelle Simulationsumgebung zur visuellen Anzeige gebracht wird, wobei der Benutzer durch eine wie auch immer geartete Interaktion mit der Simulationsumgebung die vorbereitende Simulation des militärischen Einsatzes in einem Einsatzgebiet durchführt.
Neben der Bereitstellung vollständig virtueller Simulationsumgebungen besteht in derartigen Verfahren auch die Möglichkeit, Originaldaten, insbesondere Abbildungen des Originaleinsatzgebietes, zur Generierung der Simulationsumgebung heranzuziehen, um so ein hohes Maß an Übereinstimmung zwischen der Simulationsumgebung des Einsatzgebietes und des tatsächlichen Einsatzgebietes zu schaffen. Dabei kann die Einsatzvorbereitung eines militärischen Einsatzes unter Verwendung einer computergenerierten oder computergestützten Simulationsumgebung umso effektiver erfolgen, je größer und je detailgetreuer die Übereinstimmung zwischen der Simulationsumgebung des Einsatzgebietes und dem tatsächlichen Einsatzgebiet ist.
Dabei entsteht bei bekannten Verfahren zur vorbereitenden Simulation eines militärischen Einsatzes in einem Einsatzgebiet eine grundlegende Diskrepanz. Einerseits ist es besonders wünschenswert, die Simulationsumgebung möglichst als genaue virtuelle Abbildung des Einsatzgebietes zu erzeugen. Dazu ist jedoch bei den bekannten Verfahren ein erheblicher Aufwand an Nachbearbeitung, insbesondere an händischer Nachbearbeitung der Daten zur Darstellung der Simulationsumgebung erforderlich. Beispielsweise müssen Daten zur Darstellung von Objekten, wie Häuser oder Pflanzen aufwändig bearbeitet oder erstellt werden.
Gleichzeitig ist es besonders gewünscht, dass die so erzeugte Simulationsumgebung eine möglichst aktuelle Abbildung des Einsatzgebietes darstellt. Dies bedeutet mit anderen Worten ausgedrückt, dass zwischen der Gewinnung der Daten über das tatsächliche Einsatzgebiet und der vorbereitenden Simulation eines militärischen Einsatzes anhand einer computerbasierten oder computergenerierten Simulationsumgebung mindestens so viel Zeit vergeht, als zur Umwandlung der gewonnenen Daten in die entsprechende Simulationsumgebung benötigt wird. Die Problematik besteht also darin, dass je mehr Zeit darauf verwendet wird, die Realitätsnähe der Simulationsumgebung zu erhöhen, desto veralteter sind die Daten, auf deren Basis die Simulationsumgebung erstellt wird.
Abgesehen davon ist bei vielen militärischen Einsätzen das genaue Einsatzgebiet erst kurz vor dem tatsächlichen Einsatz bekannt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend darin, ein Verfahren zur vorbereitenden Simulation eines militärischen Einsatzes in einem Einsatzgebiet anzugeben, bei dem die Simulation in einer möglichst kurzen Zeit nach Erhebung von Daten über das tatsächliche Einsatzgebiet erfolgen und gleichzeitig in einer Simulationsumgebung mit einem hohen und detailgenauen Maß an Übereinstimmung mit dem Einsatzgebiet durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Einsatzgebiet mit einem Sensorträger überflogen und/oder durchfahren wird, zumindest eine am Sensorträger angeordnete Sensorvorrichtung Sensordaten des Einsatzgebietes aufnimmt, ein Datenbasisgenerator aus den Sensordaten automatisch eine Datenbasis mit geospezifischen Daten des Geländes des Einsatzgebietes und der im Gelände befindlichen Objekte generiert und mittels einer Simulationsvorrichtung der militärische Einsatz in einer das Einsatzgebiet auf Grundlage der Datenbasis abbildenden Simulationsumgebung simuliert wird.
Durch die automatische Generierung der Datenbasis durch den Datenbasisgenerator wird die Nachbearbeitung, insbesondere die händische Nachbearbeitung der Datenbasis mit geospezifischen Daten des Geländes des Einsatzgebietes und der im Gelände befindlichen Objekte zur Darstellung der Simulationsumgebung mittels einer Simulationsvorrichtung auf ein absolutes Mindestmaß reduziert. Dies bedeutet im Umkehrschluss auch, dass durch die automatische Generierung der Datenbasis aus den aufgenommenen Sensordaten nur ein Mindestmaß an Zeit benötigt wird, so dass die vorbereitende Simulation eines militärischen Einsatzes in einem Einsatzgebiet einerseits in einer das Einsatzgebiet hochrealistisch abbildenden Simulationsumgebung stattfinden kann und andererseits die vorbereitende Simulation auf der Basis von hochaktuellen Sensordaten des Einsatzgebietes basiert.
Dabei sieht eine erste vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens vor, dass die Generierung der Datenbasis und/oder die Simulierung der Simulationsumgebung mit einem Computersystem, insbesondere mit dem gleichen Computersystem, ausgeführt wird. Dies bedeutet, dass der Datenbasisgenerator und/oder die Simulationsvorrichtung in jeweils einem Computersystem angeordnet sein können. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der Datenbasisgenerator und die Simulationsvorrichtung in ein und demselben Computersystem angeordnet sind.
Die Generierung der Datenbasis und/oder die Simulierung der Simulationsumgebung mit einem Computersystem hat dabei unterschiedliche Vorteile. Hinsichtlich der Generierung der Datenbasis ist es beispielsweise möglich, Sensordaten unterschiedlichster Art, die jeweils digital vorliegen oder die digitalisiert sind, mit einem Computersystem bei der Generierung der Datenbasis zu berücksichtigen und somit ein zuverlässigeres oder noch realitätsgetreueres Abbild des Einsatzgebietes in der Datenbasis zu hinterlegen, da die jeweiligen Sensordaten mitunter gewisse Typen und/oder Bereiche des Geländes des Einsatzgebietes und/oder der im Gelände des Einsatzgebietes befindlichen Objekte besonders gut abbilden können.
Hinsichtlich der Simulierung der Simulationsumgebung mit einer Simulationsvorrichtung als Teil eines Computersystems besteht einer der vielen Vorteile zum Beispiel darin, dass sich bei der Verwendung eines Computersystems die Simulation in besonders einfacher Weise duplizieren oder vervielfältigen lässt. Gleichzeitig ist es mit einer in einem Computersystem angeordneten Simulationsvorrichtung möglich, die Simulationsumgebung parallel auszuführen. Dies bedeutet, dass die Simulation der Simulationsumgebung für verschiedene Benutzer gleichzeitig erfolgen kann, wobei die verschiedenen Benutzer die Simulationsumgebung in gleicher Weise oder aber in individueller Art wahrnehmen. Dadurch kann beispielsweise erreicht werden, dass gleichzeitig eine Mehrzahl von Benutzern, also mehrere Einsatzkräfte zusammen und gleichzeitig im Rahmen einer vorbereitenden Simulation eines militärischen Einsatzes in einem Einsatzgebiet auf den tatsächlichen Einsatz vorbereitet werden.
Ein besonderer Vorteil bei der Verwendung des gleichen Computersystems zur Generierung der Datenbasis sowie zur Simulierung der Simulationsumgebung liegt einerseits in der oftmals notwendigen Geheimhaltung des zu simulierenden militärischen Einsatzes und gleichzeitig in der Verringerung des zu transportierenden oder zu transferierenden Volumens an Daten. Denn gerade zur Vorbereitung von militärischen Einsätzen von Sonder- oder Spezialeinheiten ist der Überraschungsmoment von besonderer Bedeutung. Insofern ist es besonders vorteilhaft, wenn sowohl die Generierung der Datenbasis als auch die anschließende Simulierung der Simulationsumgebung mit dem gleichen Computersystem ausgeführt wird, da in diesem Fall auf ein Computersystem zurückgegriffen werden kann, welches die notwendigen Sicherheitsmaßnahmen zur Abschottung aufweist.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist dabei zudem vorgesehen, dass die Generierung der Datenbasis und/oder die Simulierung der Simulationsumgebung von einem gemeinsamen Rechner ausgeführt wird.
In diesem Zusammenhang sei darauf verwiesen, dass im Rahmen der vorliegenden Beschreibung ein Rechner als eine in sich abgeschlossene physische oder gegenständliche Einheit angesehen wird. Ein Desktop-Computer oder ein Notebook oder vergleichbare Einheiten gelten daher als Rechner und über entsprechende datentechnische Verknüpfungen oder Vernetzungen miteinander verbunden sein können. Umgekehrt bedeutet dies, dass eine Mehrzahl über Datenverbindungen miteinander verbundene Rechner ein Computersystem ausbilden.
Der Vorteil der Generierung der Datenbasis und/oder der Simulierung der Simulationsumgebung mit einem gemeinsamen Rechner liegt einerseits darin, dass ein einzelner Rechner deutlich einfacher und effektiver gegen ein Ausspähen oder einem sonstigen datentechnischen Angriff geschützt werden kann als ein Computersystem. Dementsprechend kann die oben bereits thematisierte Geheimhaltung des tatsächlichen Einsatzgebietes bei der Verwendung eines gemeinsamen Rechners erleichtert und oder verbessert werden.
Darüber hinaus ist es beispielsweise beim Einsatz von Sonder- oder Spezialeinheiten üblich, dass sich diese im Vorfeld eines Einsatzes auch ohne eine exakte Kenntnis über das tatsächliche Einsatzgebiet bereits in einer Region befinden, von der aus das Einsatzgebiet innerhalb kürzester Zeit, beispielsweise innerhalb von wenigen Stunden erreichbar ist. In diesen Regionen, in denen bevorzugt bis kurz vor dem Beginn des tatsächlichen Einsatzes noch vorbereitende Simulationen durchgeführt werden sollen, ist jedoch nur in wenigen Fällen eine ausreichende datentechnische Verbindung oder Vernetzung möglich, die es erlaubt, größere Datenmengen zu versenden und/oder zu empfangen. Dementsprechend ist es besonders vorteilhaft, wenn die Generierung der Datenbasis und/oder die Simulierung der Simulationsumgebung mit dem gleichen Rechner ausgeführt werden, da somit die zu übertragende Menge an Daten minimiert werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Sensorträger mit dem Computersystem, insbesondere mit dem Rechner verbunden wird und über das Computersystem, insbesondere über den Rechner gesteuert wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Steuerung des Sensorträgers vorprogrammiert oder in Echtzeit erfolgt. Dementsprechend können als Verbindung zwischen dem Sensorträger und dem Computersystem oder dem Rechner eine physische Verbindung, wie beispielsweise eine Kabelverbindungen, oder Drahtlosverbindungen zum Einsatz kommen, wobei Drahtlosverbindungen bevorzugt zur Echtzeitsteuerung des Sensorträgers Verwendung finden und physische Verbindungen oder Kabelverbindungen bevorzugt zur Vorprogrammierung der Steuerung des Sensorträgers durch das Computersystem oder den Rechner zum Einsatz kommen.
Auch die Verbindung mit den Computersystem oder dem Rechner und eine entsprechende Steuerung über diese Verbindung ermöglichen eine bessere Geheimhaltung des Einsatzortes und eine Verminderung des zu übertragenden Datenvolumens.
Insbesondere bei der Verwendung eines Rechners zur Verbindung und Steuerung mit dem Sensorträger kann das vorgeschlagene Verfahren in einer besonders vorteilhaften Weise hochgradig autark ausgeführt werden. Denn dann können von der Gewinnung oder Aufnahme der Sensordaten mittels des Sensorträgers im Rahmen einer Durchfahrt und/oder einem Überflug über das Einsatzgebiet bis hin zur Simulation der Simulationsumgebung von dem gemeinsamen Rechner kontrolliert und mit Ausnahme des Überflugs oder der Durchfahrt durch oder über das Einsatzgebiet mit dem Sensorträger, alle Verfahrensschritte von dem gemeinsamen und einzigen Rechner ausgeführt werden. Auch durch diese Form der Abschottung im Rahmen der Durchführung des Verfahrens wird die Geheimhaltung des militärischen Einsatzes weiter erleichtert.
Eine ebenfalls besonders vorteilhafte Ausführung des Verfahrens sieht vor, dass ein Benutzer über eine mit dem Computersystem oder Rechner verbundene Bedienvorrichtung mit der Simulationsvorrichtung interagiert. Dies bedeutet, dass der Benutzer über die Bedienvorrichtung einen Einfluss auf die Simulation der Simulationsumgebung ausüben kann. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass über die Bedienvorrichtung die virtuelle Position des Benutzers, die sogenannte Darstellungsposition in der Simulationsumgebung verändert werden kann, so dass sich der Benutzer durch die Simulationsumgebung bewegen kann.
Gleichfalls kann auch vorgesehen sein, dass durch die Bedienvorrichtung die Darstellungsrichtung in der Simulationsumgebung verändert werden kann, so dass sich der Benutzer die Simulationsumgebung nicht nur aus verschiedenen Orten, sondern auch aus verschiedenen Richtungen betrachten kann. Besonders vorteilhaft kann zudem vorgesehen sein, dass die mit dem Rechner oder dem Computersystem verbundene Bedienvorrichtung auch für andere Interaktionen zwischen dem Benutzer und dem Computersystem oder dem Rechner zum Einsatz kommt. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Bedienvorrichtung auch zur Steuerung des Sensorträgers verwendet wird. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das gesamte Verfahren unter Benutzung einer einzigen mit dem Computersystem oder dem Rechner verbundenen Bedienvorrichtung ausgeführt werden kann.
Die Verwendung von multifunktionalen Bedienvorrichtungen hat den Vorteil, dass das Verfahren insgesamt mit einem geringen Aufwand an physischen Komponenten oder Hardware ausgeführt werden kann. Dadurch kann das Verfahren wiederum besonders mobil oder ortsunabhängig eingesetzt werden. Beispiele solcher Bedienvorrichtungen, mit denen unterschiedliche Funktionen ausgeführt werden können sind Touchpads, Joysticks, Headtracker, Motioncapturing-Systeme aber auch herkömmliche Tastaturen und Computermäuse.
Gemäß einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Simulationsumgebung mittels einer Anzeigevorrichtung angezeigt wird. Als Anzeigevorrichtung kann beispielsweise ein Bildschirm, eine Projektionsleinwand, ein kopfbefestigbares Display (Head-Mounted Display) oder dergleichen zum Einsatz kommen.
Auch bezüglich der Anzeigevorrichtung kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass diese neben der Anzeige der Simulationsumgebung auch als Anzeige für eine Benutzerinteraktion für weitere Aufgaben zum Einsatz kommt. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Steuerung des Sensorträgers, in Echtzeit oder vorab, ebenfalls über die Anzeigevorrichtung oder zumindest unter Einbeziehung der Anzeigevorrichtung als Teil einer Benutzerinteraktion zum Einsatz kommt. Darüber hinaus kann die Anzeigevorrichtung noch zu einer Vielzahl anderer Benutzerinteraktionen verwendet werden.
Dadurch wird in besonders vorteilhafter Weise das zur Ausführung des Verfahrens benötigte System und darüber hinaus auch das Verfahren selbst in einer besonderen Weise autark, da die Gesamtzahl von physischen oder gegenständlichen Komponenten zur Ausführung des gesamten Verfahrens weiter reduziert wird.
Ebenfalls vorteilhaft vorgesehen sein kann, dass der Sensorträger als Fluggerät, insbesondere als unbemanntes Drohnenfluggerät oder als Fahrzeug, insbesondere als unbemanntes Drohnen- oder Roboterfahrzeug ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung, das Einsatzgebiet mit einem Fluggerät, insbesondere einem unbemannten Drohnenfluggerät überflogen und/oder mit einem Fahrzeug, insbesondere einem unbemannten Drohnen- oder Roboterfahrzeug, durchfahren wird.
Dadurch wird der Vorteil realisiert, dass die Vorbereitung des militärischen Einsatzes, zu dessen Zweck das Verfahren zur vorbereitenden Simulation durchgeführt wird, im Vorfeld des Einsatzes selbst ein geringes oder nicht vorhandenes Gefährdungspotenzial für Einsatzkräfte aufweist, da die Erkundung des Einsatzgebietes mit dem Sensorträger unter Ausschluss eines unmittelbaren Einsatzes von Einsatzkräften vor Ort erfolgen kann. Darüber hinaus haben die oben genannten Fluggeräte und Fahrzeuge den Vorteil, dass sie das zu erfassende Einsatzgebiet oder das aufzunehmende Einsatzgebiet unbemerkt durchfahren und/oder überfliegen können, so dass ebenfalls die notwendige Geheimhaltung des Einsatzgebietes gewahrt bleibt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist zudem vorgesehen, dass der zu überfliegende Bereich und/oder der zu durchfahrende Bereich des Einsatzgebietes mittels des Computersystems, insbesondere mittels des Rechners, festgelegt wird. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass anhand einer als Software auf dem Computersystem oder dem Rechner hinterlegten geografischen Karte und deren Ausgabe, beispielsweise über die oben genannte Anzeigevorrichtung, und über eine Benutzerschnittstelle, wie beispielsweise die Bedienvorrichtung, ein geografischer Bereich als Einsatzgebiet festgelegt wird, der von dem Sensorträger überflogen oder von dem Sensorträger durchfahren wird. Dabei kann weiter vorgesehen sein, dass die geografische Karte umfassende Software in der Lage ist, eine Georeferenzierung zwischen der geografischen Karte und der Realumgebung vorzunehmen, so dass die in der Karte als Einsatzgebiet festgelegter Bereich in die Realumgebung und ein in der Realumgebung definiertes Koordinatensystem übertragen werden kann.
Es kann weiter vorgesehen sein, dass die die geografische Karte umfassende Software oder eine andere Software, die im Rahmen des vorgeschlagenen Verfahrens zum Einsatz kommt, dazu eingerichtet ist, aus dem als Einsatzgebiet festgelegten Bereichs sowie ggf. unter Einbeziehung der Aufnahme- oder Abbildungseigenschaften des Sensortrvorrichtung, eine Fahrtroute oder Flugroute für den Sensorträger ggf. samt der entsprechend notwendigen Steuersignale zu generieren.
Dies bedeutet, dass in dieser Ausführung das Computersystem oder der Rechner in der Lage sind, basierend auf einem als Einsatzgebiet festgelegten Bereich, autonom eine Fahrtroute oder eine Flugroute für den Sensorträger zu ermitteln und die entsprechenden Steuersignale zum Verfolgen der Fahrtroute oder Flugroute zu generieren. Die Berücksichtigung der Aufnahmeeigenschaften oder Abbildungseigenschaften der Sensorvorrichtung des Sensorträgers kann dabei dazu dienen, dass das Einsatzgebiet lückenlos oder ggf. redundant aus unterschiedlichen Perspektiven aufgenommen wird, so dass die automatische Generierung der Datenbasis aus den Sensordaten der Sensorvorrichtung besonders leicht und effektiv automatisch erfolgen kann.
Dementsprechend sieht eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens vor, dass das Computersystem, insbesondere der Rechner, aus dem festgelegten Bereich eine Flugroute und/oder eine Fahrroute des Sensorträgers ermittelt.
Dabei kann zudem vorgesehen sein, dass die Flugroute und/oder die Fahrroute von dem Computersystem, insbesondere von dem Rechner, an den Sensorträger übermittelt wird. Dies kann sowohl im Vorfeld zum Überflug oder zur Durchfahrt des Einsatzgebietes als auch währenddessen geschehen.
Die Vorteile der vorangehend beschriebenen Ausgestaltungen liegen mitunter darin, dass sie die Durchführung des Verfahrens einerseits erleichtern und andererseits die Durchführung des Verfahrens mit einem Mindestmaß an Bedienern ermöglichen. Denn beispielsweise kann durch die vorgeschlagenen Ausführungsformen auf einen speziellen Bediener für den Sensorträger verzichtet werden. Es kann beispielsweise ausreichend sein, dass ein allgemeiner Benutzer des Computersystems oder des Rechners in einer einfachen Interaktion mit dem Computersystem oder dem Rechner das Einsatzgebiet als geografischen Bereich festlegt und die nachfolgend nötigen Schritte bis hin zur Steuerung des Sensorträgers während der Aufnahme des Einsatzgebietes mit der am dem Sensorträger angeordneten Sensorvorrichtung automatisiert werden. Die Minimierung der zur Durchführung des Verfahrens benötigten Benutzer hat dabei zudem den Vorteil, dass auch bereits auf der menschlichen Ebene die Geheimhaltung des Einsatzgebietes besser und leichter gewährleistet werden kann, da nur ein absolutes Mindestmaß an Personen bzw. Benutzern Kenntnis von dem geplanten oder tatsächlichen Einsatzgebiet haben muss.
Darüber hinaus kann das Verfahren besonders vorteilhaft auch von den in der Einsatzregion bereits befindlichen Einsatzkräften selbst, also ohne Einbeziehung einer übergeordneten Führungsebene ausgeführt werden, was die Flexibilität und die Unabhängigkeit der den militärischen Einsatz durchführenden Einsatzkräfte weiter erhöht.
In einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung während des Überfluges und/oder während der Durchfahrt fortlaufend Bildaufnahme und/oder Entfernungsmessungen anfertigt. Bei den Bildaufnahmen kann es sich um Bildaufnahmen im sichtbaren Spektralbereich handeln. Alternativ oder zusätzlich können auch Bildaufnahmen in anderen Bereichen des elektromagnetischen Spektrums angefertigt werden. Beispielsweise können Radar- oder Infrarotbildaufnahmen angefertigt werden.
Die Entfernungsmessungen können ebenfalls auf unterschiedliche Weise angefertigt werden. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Entfernungsmessungen ebenfalls über ein optisches oder elektromagnetisches Messverfahren angefertigt werden. Beispielsweise können Lasermessvorrichtungen zur Entfernungsmessung zum Einsatz kommen.
Die fortlaufende Anfertigung von Bildaufnahmen und/oder Entfernungsmessungen während des Überflugs und/oder der Durchfahrt des Einsatzgebietes führt zu einer besonders genauen Erfassung des Einsatzgebietes, was wiederum eine zuverlässige automatische Generierung der Datenbasis aus den Sensordaten mittels des Datenbasisgenerators ermöglicht.
Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Bildaufnahmen und/oder Entfernungsmessungen an vorgegebenen Punkten einer Fahrroute und/oder Flugroute des Sensorträgers angefertigt werden. Die vorgegebenen Punkte können beispielsweise im Vorfeld zum Überflug oder zur Durchfahrt im Rahmen der Ermittlung oder Berechnung der Flugroute und/oder Fahrroute des Sensorträgers durch das Computersystem bestimmt werden. Durch eine Anfertigung von Bildaufnahmen und/oder Entfernungsmessungen an vorgegebenen Punkten entlang der Fahrroute und/oder Flugroute kann die zu verarbeitende Datenmenge zur Generierung der Datenbasis aus den Sensordaten verringert werden. Damit kann das Verfahren entweder schneller oder aber mit einer geringeren Rechenleistung seitens des Datenbasisgenerators ausgeführt werden.
Zudem ist in einer ebenfalls besonders vorteilhaften Ausführung des Verfahrens vorgesehen, dass die Sensordaten der von der Sensorvorrichtung beim Überflug und/oder bei der Durchfahrt über/oder durch das Einsatzgebiet gewonnenen Sensordaten in einem Sensordatenspeicher der Sensorvorrichtung oder einem Sensordatenspeicher des Sensorträgers gespeichert werden. Dies bedeutet, dass vorgesehen sein kann, dass die Aufnahmen des Einsatzgebietes, die mit der Sensorvorrichtung des Sensorträgers angefertigt werden, während der Durchfahrt durch und/oder den Überflug über das Einsatzgebiet zunächst lokal in der Sensorvorrichtung selbst oder im Sensorträger in einem entsprechenden Sensordatenspeicher gespeichert werden. Auf diese Weise wird die notwendige Datenkommunikation zwischen einem Computersystem oder einem Rechner einerseits und dem Sensorträger andererseits während dem Durchfahren oder Überfliegen des Einsatzgebietes minimiert, da die Sensordaten nicht während des Überflugs oder der Durchfahrt bereits an das Computersystem oder den Rechner übertragen werden.
Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, dass die Sensordaten zumindest zum Teil bereits während dem Überflug oder der Durchfahrt von der Sensorvorrichtung oder von dem Sensorträger an ein Computersystem oder einem Rechner übertragen werden.
Soweit nicht alle Sensordaten bereits während der Durchfahrt oder dem Überflug an das Computersystem oder den Rechner übertragen wurden, sieht eine entsprechend vorteilhafte Ausgestaltung des vorgeschlagenen Verfahrens vor, zur Übertragung der Sensordaten mit dem Computersystem, insbesondere mit dem Rechner, in besonders bevorzugter Weise mit dem Datenbasisgenerator des Computersystems oder des Rechners verbunden wird.
Zudem kann vorgesehen sein, dass nach der Herstellung der physischen Verbindung zwischen dem Sensordatenspeicher und dem Computersystem oder dem Rechner ein automatisches Übertragen der Sensordaten an das Computersystem oder an den Rechner initiiert wird. Dadurch lässt sich mit dem vorgeschlagenen Verfahren eine Ausgestaltung realisieren, in der beispielsweise der Sensorträger nach der Durchfahrt und/oder nach dem Überflug an einen Ort zurückkehrt, an dem der Rechner oder ein Teil des Computersystems befindlich ist und durch die Herstellung einer physischen Verbindung zwischen dem Sensordatenspeicher und dem Computersystem oder dem Rechner die automatische Übertragung der Sensordaten initiiert und ausgeführt wird.
Damit kann der Automatisierungsgrad des Verfahrens weiter erhöht und damit die notwendige Interaktion eines Benutzers weiter reduziert werden. Zudem kann dadurch das Verfahren mit einem zumindest teilweise portablen System ausgeführt werden, bei dem zumindest der Datenbasisgenerator an dem Ort angeordnet ist, der nach der Durchfahrt und/oder dem Überflug von dem Sensorträger als Endpunkt einer Flugroute und/oder Fahrroute erreicht wird. Für den Fall, dass das Verfahren mit einem Rechner, insbesondere ausschließlich mit einem Rechner ausgeführt wird, ermöglicht die Herstellung einer physischen Verbindung zwischen dem Sensordatenspeicher und dem Rechner, dass das Verfahren zur vorbereitenden Simulation eines militärischen Einsatzes in einem Einsatzgebiet von den in der Einsatzregion des militärischen Einsatzes bereits befindlichen Einsatzkräften selbstständig durchgeführt wird, wobei insbesondere die datentechnische Infrastruktur zur Kommunikation zwischen dem Rechner und dem Sensorträger auf ein Mindestmaß reduziert werden kann, da die verhältnismäßig umfangreichen Übertragung der Sensordaten nach Abschluss der Durchfahrt durch oder dem Überflug über das Einsatzgebiet durch eine physische Verbindung zwischen Rechner und Sensorträger ausgeführt wird.
Dabei ist jedoch zu berücksichtigen, dass in dieser Ausführungsform die automatische Generierung der Datenbasis aus den Sensordaten mittels des Datenbasisgenerators erst nach Herstellung der physischen Verbindung zwischen dem Sensorträger und dem Rechner oder Computersystem beginnen kann, was zu einem zwangsläufigen Zeitversatz zwischen der Aufnahme oder Anfertigung der Sensordaten und dem Abschluss der Generierung der Datenbasis und der danach möglichen Simulierung der Simulationsumgebung führt.
Folglich ist, soweit insbesondere eine Kommunikation zwischen dem Sensorträger und dem Computersystem mit einem ausreichend hohen Kommunikationsvolumen oder Datenvolumen pro Zeiteinheit bereitsteht oder zur Verfügung stellbar ist, in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens vorgesehen, dass die Sensordaten noch während des Überflugs über und/oder während der Durchfahrt durch das Einsatzgebiet an das Computersystem, insbesondere dem Rechner, übertragen werden.
Dadurch kann die Generierung der Datenbasis und die anschließende Simulierung der das Einsatzgebiet auf Grundlage der Datenbasis abbildenden Simulationsumgebung mit einem Mindestmaß an zeitlichem Versatz zwischen der Aufnahme oder Anfertigung der Sensordaten erfolgen. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung könnte dadurch beispielsweise erreicht werden, dass die Generierung der Datenbasis im Wesentlichen zeitgleich mit dem Abschluss der Aufnahme von Sensordaten fertiggestellt wird und somit unmittelbar im Anschluss an den Überflug über oder die Durchfahrt durch das Einsatzgebiet die vorbereitende Simulation des militärischen Einsatzes durch die Simulierung der das Einsatzgebiet auf Grundlage der Datenbasis abbildenden Simulationsumgebung durchgeführt werden kann.
Zur automatischen Generierung der Datenbasis kann in einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens vorgesehen sein, dass für darzustellende Bildpunkte der Simulationsumgebung die Sensordaten im Rahmen der Generierung der Datenbasis aufgearbeitet werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass aus extrinsischen und intrinsischen Eigenschaften der Sensordaten sowie basierend auf der Fahrtroute und/oder Flugroute die Sensordaten in Rasterdaten überführt werden. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann dabei vorgesehen sein, dass der Datenbasisgenerator ein digitales Oberflächenmodell, insbesondere ein durch Rasterpunkte aufgespanntes digitales Oberflächenmodell des Einsatzgebietes erstellt. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass in einem geospezifischen Koordinatensystem Rasterpunkte mit zwei Ortskoordinaten und einer Höhenkoordinate ein 2,5-dimensionales Oberflächenmodell des Einsatzgebietes bilden. Als Teil des Oberflächenmodells oder zusätzlich zum Oberflächenmodell können neben den Rasterdaten auch eine Vielzahl von Texturen im Rahmen der Generierung der Datenbasis durch den Datenbasisgenerator erzeugt werden, die zur Texturierung des Oberflächenmodells im Rahmen der Simulation der Simulationsumgebung dienen.
Eine weitere besonders bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass der Datenbasisgenerator für die Bildpunkte der Simulationsumgebung eine Klassifikation erstellt. Bei den Bildpunkten kann es sich entweder um die Rasterdaten oder um die mit Texturen versehenen Rasterdaten handeln. Die Klassifikation der einzelnen Bildpunkte kann beispielsweise aus speziell gewonnenen Sensordaten, wie beispielsweise True-Ortho Luftbildern und dem aus den Sensordaten abgeleiteten Oberflächenmodell erstellt werden. Die Klassifikation der Bildpunkte kann beispielsweise dazu dienen, in den Sensordaten das Gelände von in dem Gelände befindlichen Objekten zu unterscheiden.
So können beispielsweise Gebäude, Fahrzeuge, aber auch Teil der Vegetation, wie beispielsweise Bäume, als solche erkannt und klassifiziert werden und damit von dem Gelände abgegrenzt werden. Dies bedeutet, dass durch die Klassifikation eine Art Subtraktion ermöglicht wird, in dem aus dem Oberflächenmodell Objekte extrahierbar werden. Dies ermöglicht, dass das Oberflächenmodell zu einem Geländemodell reduziert wird, welches im Wesentlichen den Verlauf des Geländes ohne die darin befindlichen Objekte abbildet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die in dem Oberflächenmodell der Datenbasis umfassten Objekte zumindest teilweise rekonstruiert werden. Die Rekonstruktion kann beispielsweise auf Grundlage der Klassifizierung erfolgen und dient dabei zur Reduzierung der Datenmenge der Datenbasis. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass als Laubbäume in dem Oberflächenmodell klassifizierte Objekte anhand eines vordefinierten Modells eines Laubbaums rekonstruiert werden und die Rekonstruktion der Laubbäume oder des Laubbaums in das aus dem Oberflächenmodell gewonnenen Geländemodell platziert oder die entsprechenden Daten miteinander verknüpft werden. Dadurch kann, ohne einen merkbaren oder zumindest ohne einen signifikanten Einfluss auf die Realitätsnähe der Simulationsumgebung, die der Simulationsumgebung zugrunde liegende Datenbasis erheblich verschlankt werden, was wiederum dazu führt, dass die Simulationsumgebung mit einer geringeren Rechenleistung in Echtzeit simuliert werden kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die generierte Datenbasis automatisch der Simulationsvorrichtung bereitgestellt wird, so dass die Simulierung der Simulationsumgebung erfolgen kann.
Weitere Vorteile und Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nachfolgend unter Zuhilfenahme der beigefügten, schematisierten Zeichnungen von Ausführungsbeispielen erläutert werden. Darin zeigen:
1 eine beispielhafte Darstellung eines Systems zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
2 ein schematisiertes Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer Ausführungsform;
3 eine beispielhafte Darstellung eines Oberflächenmodells, eines Geländemodells sowie eines Geländemodells mit rekonstruierten Objekten.
Die 1 zeigt ein als lokalen Rechner 1 ausgebildetes Computersystem, welches eine Bedienvorrichtung 2, eine erste Anzeigevorrichtung 3, eine zweite Anzeigevorrichtung 4, eine Kabelverbindung 5 zum physischen Verbinden des Rechners 1 mit einem Sensordatenspeicher und eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle 6 zur drahtlosen Datenkommunikation aufweist. Darüber hinaus umfasst der Rechner 1 einen Datenbasisgenerator 7, eine Datenbasis 22 sowie eine Simulationsvorrichtung 8.
Die Bedienvorrichtung ist im Beispiel der 1 als kombinierte Bedienvorrichtung ausgestaltet, mit der sowohl allgemeine Bedienereingaben vorgenommen werden können als auch die Simulationsvorrichtung beeinflusst oder kontrolliert werden kann. Dies bedeutet, dass beispielsweise die von der Simulationsvorrichtung erzeugte Simulation der Simulationsumgebung über die Bedienvorrichtung 2 beeinflusst, insbesondere verändert werden kann. Es kann jedoch abweichend von der Darstellung der 1 auch vorgesehen sein, dass eine oder mehrere separate Bedienvorrichtungen zur Interaktion mit der Simulationsvorrichtung 8 vorgesehen sind. Beispielsweise können Trägheits- und/oder Kreiselsensoren als Teile von speziellen Bedienvorrichtungen vorgesehen sein, die eine Bewegung eines Benutzers erfassen und auf Grundlage dessen mit der Simulationsvorrichtung derart interagieren, dass die Veränderung der Simulation der Simulationsumgebung einer Bewegung des Benutzers entspricht.
Im Beispiel der 1 ist eine erste Anzeigevorrichtung 3 in Form eines Bildschirms und eine zweite Anzeigevorrichtung 4 in Form eines kopfbefestigbaren Displays (Head-Mounted Display) vorgesehen. Dabei kann beispielsweise die erste Anzeigevorrichtung 3 zur Festlegung eines Bereichs, insbesondere eines auf der Anzeigevorrichtung 3 dargestellten Karte, zur Definition des Einsatzgebietes verwendet werden. Darüber hinaus kann die Anzeigevorrichtung 3 jedoch auch zu einer Vielzahl anderer, allgemeiner Anzeigezwecke im Rahmen des vorgeschlagenen Verfahrens Anwendung finden. Ebenfalls kann mittels der Anzeigevorrichtung 3 auch die Simulation der Simulationsumgebung erfolgen. Dies hat den Vorteil, dass ggf. mehr als ein Benutzer die auf der Anzeigevorrichtung 3 dargestellte Simulation der Simulationsumgebung wahrnehmen kann.
Besonders vorteilhaft zur Darstellung der Simulationsumgebung ist jedoch eine individuelle Anzeigevorrichtung, wie beispielsweise die zweite Anzeigevorrichtung 4 vorgesehen. Dabei kann vorgesehen sein, dass eine Mehrzahl individueller zweiter Anzeigevorrichtungen 4 vorgesehen ist, so dass ermöglicht wird, dass unterschiedliche Benutzer jeweils individuell die Simulationsumgebung visuell über die zweiten Anzeigevorrichtungen 4 wahrnehmen können.
Die Kabelverbindung 5 des Rechners 1 kann optional vorgesehen sein, je nachdem, ob vorgesehen ist, dass die Übertragung der Sensordaten vom Sensordatenspeicher des Sensorträgers 9 bereits während des Überflugs über das Einsatzgebiet 10 mittels der drahtlosen Kommunikationsschnittstelle 6 erfolgen soll oder im Anschluss an einen abgeschlossenen Überflug über das Einsatzgebiet 10 durch eine physische Verbindung zwischen dem Sensordatenspeicher des Sensorträgers 9 und dem Rechner 1 erfolgen soll.
Das zur Durchführung des offenbarten Verfahrens vorgesehene System umfasst zudem den Sensorträger 9, der eine Sensorvorrichtung 11 aufweist, mit der fortlaufend Bildaufnahmen 12 des Einsatzgebietes 10 angefertigt werden. Der Sensorträger verfolgt während dessen eine Flugroute 20 mit Wegpunkten 21. Die Flugroute kann sowohl während des Überflugs von einem Bediener gesteuert werden, als auch im Vorfeld des Überflugs mittels entsprechender Programmierung vorgegeben werden. Der Sensorträger 9 umfasst zudem eine zweite Sensorvorrichtung 13, mit der fortlaufend Entfernungsmessungen 14 angefertigt werden. Es kann alternativ auch vorgesehen sein, dass die Sensorvorrichtungen lediglich an ausgewählten Wegpunkten 21 Bildaufnahmen 12 oder Entfernungsmessungen 14 anfertigen.
Das reale Einsatzgebiet 10 umfasst neben dem Gelände 15 auch im Gelände befindliche Objekte 16, wobei es das Ziel des vorgeschlagenen Verfahrens ist, im Rahmen der Darstellung der Simulationsumgebung das Einsatzgebiet auf Grundlage einer Datenbasis mit geospezifischen Daten des Geländes des Einsatzgebietes und der im Gelände befindlichen Objekte möglichst realitätsgetreu und innerhalb kürzester Zeit nach Anfertigung der Sensordaten abzubilden und so den militärischen Einsatz vorbereitend zu simulieren.
Der Sensorträger 9 umfasst zudem eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle 17, mit der der Sensorträger 9 sowie die am Sensorträger 9 angeordneten Sensorvorrichtungen 11 und 13 Daten drahtlos empfangen, als auch Daten drahtlos übersenden können. Dementsprechend kann beispielsweise vorgesehen sein, dass zwischen der drahtlosen Kommunikationsschnittstelle 6 des Rechners 1 und der drahtlosen Kommunikationsschnittstelle 17 des Sensorträgers 9 während des Überflugs des Sensorträgers 9 über das Einsatzgebiet 10 Daten, wie beispielsweise Steuerdaten für die Steuerung des Sensorträgers 9 oder Sensordaten übertragen werden.
Die Sensordaten werden, unabhängig von dem Übertragungsweg, nach Erhalt vom Rechner 1 durch den Datenbasisgenerator 7 verarbeitet oder aufbereitet. Der Datenbasisgenerator kann dabei zum Beispiel einen Prozessor, einen Arbeitsspeicher sowie einen Langzeitspeicher umfassen. Die Arbeitsergebnisse des Datenbasisgenerators werden der Datenbasis 22 zugeführt. Die Datenbasis 22 kann ebenfalls eine oder mehrere Speichereinrichtungen umfassen. Es kann ebenfalls vorgesehen sein, dass der Datenbasisgenerator 7 und die Datenbasis 22 auf die gleichen Speichereinrichtungen zugreifen.
Die Simulationsvorrichtung 8 ist dazu eingerichtet zumindest ein Bildsignal zu erzeugen, welches von den Anzeigevorrichtungen 3 und 4 als Darstellung der Simulationsumgebung angezeigt werden kann. Die Simulationsvorrichtung 8 kann dazu auf die Datenbasis 22 zugreifen. Die Simulationsvorrichtung 8 kann einen oder mehrere Prozessoren aufweisen, die bevorzugt als Grafik-Prozessoren ausgebildet sind. Auch eine oder mehrere Speichereinrichtungen können von der Simulationsvorrichtung 8 umfasst sein. Es kann jedoch alternativ oder zusätzlich auch vorgesehen sein, dass die Simulationsvorrichtung 8 auf von mehreren Bestandteilen des Rechners benutzte Speichereinrichtungen zugreift.
In 2 ist ein beispielhafter Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer ersten Ausführungsform skizziert. In einem ersten Verfahrensschnitt S1 wird das Verfahren beispielsweise durch Aktivierung des Computersystems oder des Rechners 1 initiiert. In einem zweiten Verfahrensschritt S2 folgt die Bestimmung oder die Festlegung eines als Einsatzgebiet zu überfliegenden oder zu durchfahrenden Bereichs mittels dem Rechner 1. Dies kann, wie bereits mit Bezug auf 1 beschrieben, im Rahmen einer Interaktion eines Benutzers mit dem Computersystem oder Rechner erfolgen, bei der auf einer Anzeigevorrichtung 3 des Rechners 1 mittels einer Bedienvorrichtung 2 ein entsprechender Bereich in einer auf der Anzeigevorrichtung 3 dargestellten Karte festgelegt wird.
In einem daran anschließenden Verfahrensschritt S2.1 kann beispielsweise aus dem im Verfahrensschritt S2 festgelegten zu überfliegenden oder zu durchfahrenden Bereich durch das Computersystem oder den Rechner 1 eine entsprechende Fahrtroute und/oder Flugroute anhand realer Ortskoordinaten generiert werden.
Im anschließenden Verfahrensschritt S2.2 kann beispielsweise die Fahrtroute und/oder Flugroute 20 anhand der realen Ortskoordinaten sowie entsprechenden Steuerbefehlen zum Ansteuern der einzelnen Ortskoordinaten vom Rechner 1 an den Sensorträger 9 übertragen werden. Im Beispiel der 2 sieht der Verfahrensablauf vor, dass das Übertragen der Flugroute und/oder Fahrtroute im Rahmen des Verfahrensschritt S2.2 abgeschlossen ist, bevor das Verfahren mit dem Verfahrensschritt S3 fortgesetzt wird. Dies entspricht einer Ausführungsform, in der beispielsweise im Rahmen einer physischen Verbindung zwischen dem Sensorträger 9 und dem Rechner 1 vor dem Start des Sensorträgers 9 die Flugroute und/oder Fahrtroute an diesen übertragen wird.
Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die im Verfahrensschritt S2.2 und ggf. auch die im Verfahrensschritt S2.1 beschriebenen Verfahrensmerkmale parallel, insbesondere über entsprechende drahtlose Kommunikationsschnittstellen 6 und 17 parallel zu anderen, insbesondere nachfolgenden Verfahrensschritten des Ablaufdiagramms der 2 ausgeführt werden. Dies bedeutet, dass auch vorgesehen sein kann, dass die Bestimmung der Flugroute und/oder Fahrtroute sowie die Übertragung der entsprechenden Daten zur Steuerung des Sensorträgers 9 an den Sensorträger 9 erst während des Überflugs und/oder während der Durchfahrt erfolgen können.
Im Verfahrensschritt S3 beginnt die Durchführung des Überflugs und/oder der Durchfahrt des Sensorträgers 9 über/oder durch das Einsatzgebiet 10. Im Verfahrensschritt S4 beginnt die Anfertigung der Sensordaten mittels den Sensorvorrichtungen 11 und 13. Die gewonnenen oder angefertigten Sensordaten werden zudem im Verfahrensschritt S4.1 in einen Sensordatenspeicher übertragen. Je nach Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die im Sensordatenspeicher gespeicherten Sensordaten nach Abschluss des Überflugs und/oder nach Abschluss der Durchfahrt im Verfahrensschritt S5 im Rahmen einer physischen Verbindung zwischen dem Sensorträger 9, insbesondere zwischen der Sensordatenspeicher des Sensorträgers 9 und dem Rechner 1 übertragen werden.
Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass bereits während des Überflugs oder der Durchfahrt im Verfahrensschritt S4.2 die im Sensordatenspeicher zwischengespeicherten Sensordaten insbesondere über die drahtlosen Kommunikationsschnittstellen 6 und 17 an den Rechner 1 übertragen werden.
Entweder nach Abschluss der Übertragung der Sensordaten im Verfahrensschritt S5 oder parallel zur Übertragung der Sensordaten im Verfahrensschritt S4.2 wird im Verfahrensschritt S6 aus den empfangenen Sensordaten automatisch durch den Datenbasisgenerator 7 eine Datenbasis mit geospezifischen Daten des Geländes 15 des Einsatzgebietes 10 und der im Gelände 15 des Einsatzgebietes 10 befindlichen Objekte 16 generiert. Die automatische Generierung kann beispielsweise ohne jegliche Benutzerinteraktion ausgeführt werden. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Benutzer die automatische Generierung über eine Benutzereingabe an einer Bedienvorrichtung 2 initiiert oder den Beginn der Generierung bestätigt.
Im Beispiel der 2 umfasst die Generierung der Datenbasis die automatische Erstellung eines Oberflächenmodells im Rahmen des Verfahrensschritts S6.1, gefolgt von einer automatischen Klassifizierung des Oberflächenmodells zur Identifizierung von im Gelände 15 befindlichen Objekten 16 im Verfahrensschritt S6.2 und eine im Verfahrensschritt S6.3 stattfindende Rekonstruktion von Teilen der im Verfahrensschritt S6.2 im Rahmen der Klassifizierung identifizierten Objekte 16.
Im anschließenden Verfahrensschritt S7 wird die generierte Datenbasis der Simulationsvorrichtung 8 bereitgestellt. Die Simulationsvorrichtung 8 erstellt im abschließenden Verfahrensschritt S8 über eine entsprechende Anzeige an der ersten Anzeigevorrichtung 3 und/oder der zweiten Anzeigevorrichtung 4 sowie gesteuert durch entsprechende Bedienereingaben über die Bedienervorrichtung 2, die Simulation der Simulationsumgebung zur Vorbereitung des militärischen Einsatzes.
Die 3 zeigt, wie beispielsweise im Rahmen der Verfahrensschritte S6 bis S6.3 eine Verschlankung der Datenbasis erreicht werden kann. 3a zeigt eine Seitenansicht eines Ausschnitts der Simulationsumgebung. Dabei weit die Simulationsumgebung zunächst ein aus Sensordaten generierten Oberflächenmodells 18 auf, welches das im Einsatzgebiet 10 befindliche Gelände 15 und die im Gelände befindlichen Objekte 16 abbildet. Die Datenbasis umfasst also zumindest zeitweise Daten die neben einem realabbildenden Geländes 15.1 auch realabbildende Objekte 16.1 aufweist.
3b zeigt den Verfahrenszustand, indem in dem Oberflächenmodell 18 der 3a durch eine Klassifikation des Oberflächenmodells realabbildende Objekte 16.1 identifiziert, extrahiert und das verbleibende Oberflächenmodell 18 zu einem Geländemodell 19 extrapoliert wurde.
In 3c ist ein Verfahrenszustand dargestellt, in dem neben dem aus dem Oberflächenmodell 18 abgeleiteten Geländemodell 19 auch dreidimensional rekonstruierte Objekte 16.2 umfasst sind. Die dreidimensional rekonstruierten Objekte 16.2 können dabei im Gegensatz zu den realabbildenden Objekten 16.2 des Oberflächenmodells 18 mit einem deutlich geringeren Maß an Daten darstellbar sein. Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung rekonstruierter Objekte 16.2 eine temporäre oder dauerhafte Veränderung der Objekte 16.2 im Rahmen der Darstellung der Simulationsumgebung zur Simulation des militärischen Einsatzes, wie beispielsweise die Beschädigung durch simulierte Explosionen.
Im Rahmen einer Veränderung oder Anpassung der Simulationsumgebung kann als Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens auch die Ausführung eines Szenario-Generators vorgesehen sein, der von den Sensordaten des Einsatzgebietes nicht umfasste Objekte, wie künstliche Gegner, künstliche Fahrzeuge oder Tageszeiten und/oder Witterungen in die Simulation der Simulationsumgebung auf Grundlage der Datenbasis einbeziehen kann.
Bezugszeichenliste

1: Rechner
2: Bedienvorrichtung
3: Anzeigevorrichtung
4: Anzeigevorrichtung
5: Kabelverbindung
6: drahtlose Kommunikationsschnittstelle
7: Datenbasisgenerator
8: Simulationsvorrichtung
9: Sensorträger
10: Einsatzgebiet
11: Sensorvorrichtung
12: Bildaufnahmen
13: Sensorvorrichtung
14: Entfernungsmessungen
15: Gelände
15.1: realabbildendes Gelände
16: Objekt
16.1: realabbildendes Objekt
16.2: rekonstruiertes Objekt
17: drahtlose Kommunikationsschnittstelle
18: Oberflächenmodell
19: Geländemodell
20: Flugroute
21: Wegpunkte
22: Datenbasis
23: Simulationsumgebung

Claims

Verfahren zur vorbereitenden Simulation eines militärischen Einsatzes in einem Einsatzgebiet (10), gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: – das Einsatzgebiet (10) wird mit einem Sensorträger (9) überflogen und/oder durchfahren, – eine am Sensorträger (9) angeordnete Sensorvorrichtung (11, 13) nimmt Sensordaten des Einsatzgebietes (10) auf, – ein Datenbasisgenerator (7) generiert aus den Sensordaten automatisch eine Datenbasis (22) mit geospezifischen Daten des Geländes (15) des Einsatzgebietes (10) und der im Gelände befindlichen Objekte (16), und – mittels einer Simulationsvorrichtung (8) wird der militärische Einsatz in einer das Einsatzgebiet (10) auf Grundlage der Datenbasis (22) abbildenden Simulationsumgebung (23) simuliert.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Generierung der Datenbasis (22) und/oder die Simulierung der Simulationsumgebung (23) mit einem Computersystem, insbesondere mit dem gleichen Computersystem, ausgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Generierung der Datenbasis (22) und/oder die Simulierung der Simulationsumgebung (23) von einem gemeinsamen Rechner (1) ausgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorträger (9) mit dem Computersystem, insbesondere mit dem Rechner (1), verbindbar ist und über das Computersystem, insbesondere über den Rechner (1), gesteuert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Benutzer über eine mit dem Computersystem und/oder Rechner (1) verbundene Bedienvorrichtung (2) mit der Simulationsvorrichtung (8) interagiert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Simulationsumgebung (23) mittels einer Anzeigevorrichtung (3, 4) angezeigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorträger (9) als Fluggerät, insbesondere als unbemanntes Drohnenfluggerät, oder als Fahrzeug, insbesondere als unbemanntes Drohnenfahrzeug, ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zu überfliegende Bereich und/oder der zu durchfahrende Bereich des Einsatzgebietes (10) mittels des Computersystems festgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Computersystem aus dem festgelegten Bereich eine Flugroute (21) und/oder eine Fahrroute des Sensorträgers (9) ermittelt.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Flugroute (21) und/oder die Fahrroute von dem Computersystem an den Sensorträger (9) übermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (11, 13) während des Überfluges und/oder der Durchfahrt fortlaufend Bildaufnahmen (12) und/oder Entfernungsmessungen (14) anfertigt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensordaten der Sensorvorrichtung (11, 13) in einem Sensordatenspeicher gespeichert werden.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensordatenspeicher zur Übertragung der Sensordaten mit dem Computersystem, insbesondere dem Rechner (1), besonders bevorzugt mit dem Datenbasisgenerator (7) verbunden wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensordaten noch während des Überfluges und/oder der Durchfahrt an den Datenbasisgenerator (7) übertragen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Generierung der Datenbasis (22) für die darzustellenden Bildpunkte der Simulationsumgebung (23) die Sensordaten aufbereitet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenbasisgenerator (7) ein digitales Oberflächenmodell (18) des Einsatzgebietes (10) erstellt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenbasisgenerator (7) ein digitales Geländemodell (19) des Einsatzgebietes (10) erstellt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenbasisgenerator (7) für die Bildpunkte, insbesondere die Bildpunkte des Oberflächenmodells (18), der Simulationsumgebung (23) eine Klassifikation erstellt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest teilweise die Objekte 16 dreidimensional rekonstruiert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die generierte Datenbasis (22) automatisch der Simulationsvorrichtung (8) bereitgestellt wird.