DE102021110169A1 - Vorrichtung, Verfahren und Fahrzeug - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung (100) zum Ermitteln einer Abschussposition (POS), von der ein Projektil auf ein Zielobjekt (200) abgefeuert wurde, vorgeschlagen. Die Vorrichtung (100) umfasst:wenigstens eine Sensoreinheit (110) zum Erfassen eines Einschlags (IP) des Projektils in dem Zielobjekt (200),wenigstens eine akustischen Sensoreinheit (120) zum Erfassen eines Mündungsknalls (NB) beim Abfeuern des Projektils, undeine Ermittlungseinheit (130), die dazu eingerichtet ist, auf Basis des erfassten Mündungsknalls (NB) und des erfassten Einschlags (IP) die Abschussposition (POS) zu ermitteln.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Abschussposition, von der ein Projektil auf ein Zielobjekt abgefeuert wurde, ein entsprechendes Verfahren sowie ein Fahrzeug, das mit einer solchen Vorrichtung ausgestattet ist.
  • Militärische Fahrzeuge stehen häufig unter Beschuss von versteckten Positionen aus. Es sind Sensoranordnungen bekannt, die eine Druckwelle von verfehlten Projektilen, die das Fahrzeug nicht treffen, sondern daran vorbeifliegen, erfassen, wobei auf Basis eines Laufzeitunterschieds der Erfassung der Druckwelle mit mehreren Sensoren eine Flugbahn des Projektils ermittelbar ist. Von der Flugbahn kann auf die Richtung oder Position, von der das Projektil abgefeuert wurde, geschlossen werden.
  • Wenn das Projektil das Fahrzeug trifft, kann weder die Position in dieser Weise ermittelt werden, noch kann ermittelt werden, dass überhaupt auf das Fahrzeug geschossen wurde, da die hierfür notwendige Druckwelle des Projektils nicht erfasst wird.
  • Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes Vorrichtung zum Ermitteln einer Abschussposition, von der ein Projektil auf ein Zielobjekt abgefeuert wurde, bereitzustellen.
  • Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Abschussposition, von der ein Projektil auf ein Zielobjekt abgefeuert wurde, vorgeschlagen. Die Vorrichtung umfasst:
    • wenigstens eine Sensoreinheit zum Erfassen eines Einschlags des Projektils in dem Zielobjekt,
    • wenigstens eine akustische Sensoreinheit zum Erfassen eines Mündungsknalls beim Abfeuern des Projektils, und
    • eine Ermittlungseinheit, die dazu eingerichtet ist, auf Basis des erfassten Mündungsknalls und des erfassten Einschlags die Abschussposition zu ermitteln.
  • Diese Vorrichtung hat den Vorteil, dass sich ermitteln lässt, dass ein Beschuss und ein Treffer auf das Zielobjekt erfolgt ist, und dass sich zusätzlich ermittelt lässt, von wo aus das Zielobjekt unter Beschuss genommen wurde. Damit können seitens des Zielobjekts effektive Verteidigungsmaßnahmen ergriffen werden.
  • Das Zielobjekt ist insbesondere ein militärisches Fahrzeug, das beispielsweise von einer Besatzung mit einem oder mehreren Soldaten betrieben wird. Für die Besatzung kann es überlebenswichtig sein, dass die Abschussposition, von der aus das Fahrzeug mit seiner Besatzung unter Beschuss genommen wird, bekannt ist. Durch die vorgeschlagene Vorrichtung kann die Besatzung vorteilhaft hiervon in Kenntnis gesetzt werden und kann daraufhin geeignet auf die Bedrohung reagieren.
  • Für den Einsatz im Feld ist die Vorrichtung insbesondere an dem Zielobjekt angebracht oder angeordnet. Das heißt, dass die verschiedenen Sensoreinheiten an dem Zielobjekt in geeigneter Weise angeordnet sind. Die Ermittlungseinheit kann hierbei auch als Bestandteil eines zentralen Steuersystems des Zielobjekts integriert sein.
  • Die Sensoreinheit zum Erfassen des Einschlags des Projektils in dem Zielobjekt umfasst beispielsweise einen Körperschallsensor, der zum Erfassen von longitudinalen und/oder transversalen Schallwellen, die sich in dem Zielobjekt, insbesondere in einer festen Außenhaut des Zielobjekts, wie einer Panzerung oder dergleichen, ausbreiten, eingerichtet ist. Die Sensoreinheit weist insbesondere eine Sensitivität auf, die es ermöglicht, Einschläge von kleinkalibrigen Waffen, das heißt Waffen mit einem Kaliber ab etwa 5 mm, zu erfassen. Derartige Projektile weisen beispielsweise eine kinetische Energie von 50 Joule oder mehr auf. Im Folgenden kann auch verkürzend von der Einschlags-Sensoreinheit gesprochen werden.
  • Die akustische Sensoreinheit zum Erfassen des Mündungsknalls beim Abfeuern des Projektils umfasst mindestens ein Mikrofon. Vorzugsweise umfasst die akustische Sensoreinheit mehrere Mikrofone, die in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet sind. Durch die unterschiedliche Ausrichtung der Mikrofone kann die Richtung, aus der eine Schallwelle auf die akustische Sensoreinheit einläuft, ermittelt werden, indem Unterschiede im Empfangspegel der mehreren Mikrofone und/oder Laufzeitunterschiede ermittelt werden.
  • Die Einschlags-Sensoreinheit sowie die akustische Sensoreinheit geben insbesondere jeweils ein Sensorsignal an die Ermittlungseinheit aus. Dieses Sensorsignal kann ein analoges Spannungssignal sein, es kann sich aber auch um ein vorverarbeitetes digitales Datensignal handeln.
  • In Ausführungsformen sind die Einschlags-Sensoreinheit und die akustische Sensoreinheit in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet und/oder werden über einen gemeinsamen integrierten Schaltkreis angesteuert und betrieben.
  • Die Einschlags-Sensoreinheit kann beispielsweise ein Signalmuster des erfassten Einschlags als Sensorsignal ausgeben. Das Signalmuster kann eine Information bezüglich eines Ausbreitungswegs des Körperschalls von der Einschlagsposition bis zu der jeweiligen Sensoreinheit umfassen, weshalb aus dem Signalmuster beispielsweise auf die Einschlagsposition geschlossen werden kann. Diese Information kann bei der Ermittlung der Abschussposition berücksichtigt werden.
  • Die Ermittlungseinheit ist dazu eingerichtet, auf Basis des erfassten Mündungsknalls und des erfassten Einschlags die Abschussposition zu ermitteln. Hierzu führt die Ermittlungseinheit insbesondere eine Sensorfusion durch, bei der die unterschiedlichen Informationen, die von den unterschiedlichen Sensoreinheiten erfasst und bereitgestellt werden, gemeinsam betrachtet und ausgewertet werden. Damit kann die Ermittlungseinheit insbesondere dazu eingerichtet sein, Korrelationen unter den Sensorsignalen zu berücksichtigen, die bei einer unabhängigen Verarbeitung der einzelnen Sensorsignale entfallen. Weiterhin kann die Ermittlungseinheit derart angepasst werden, Sensorsignale einer größeren Anzahl von Sensoreinheiten zu berücksichtigen.
  • Die Ermittlungseinheit kann hardwaretechnisch und/oder auch softwaretechnisch implementiert sein. Bei einer hardwaretechnischen Implementierung kann die Einheit als Vorrichtung oder als Teil einer Vorrichtung, zum Beispiel als Computer oder als Mikroprozessor, ausgebildet sein. Bei einer softwaretechnischen Implementierung kann die Einheit als Computerprogrammprodukt, als eine Funktion, als eine Routine, als Teil eines Programmcodes oder als ausführbares Objekt ausgebildet sein.
  • Ein Computerprogrammprodukt, wie z.B. ein Computerprogramm-Mittel, kann beispielsweise als Speichermedium, wie z.B. Speicherkarte, USB-Stick, CD-ROM, DVD, oder auch in Form einer herunterladbaren Datei von einem Server in einem Netzwerk bereitgestellt oder geliefert werden. Dies kann zum Beispiel in einem drahtlosen Kommunikations-Netzwerk durch die Übertragung einer entsprechenden Datei mit dem Computerprogrammprodukt oder dem Computerprogramm-Mittel erfolgen.
  • Man kann insbesondere sagen, dass die Ermittlungseinheit eine Einschlagsermittlung und eine Ortung durchführt. Zunächst wird auf Basis des Sensorsignals von der Einschlags-Sensoreinheit ermittelt, ob ein Einschlag eines Projektils erfolgt ist. Hierfür wird beispielsweise eine Amplitude, eine Änderungsrate und/oder eine Frequenzanalyse des Sensorsignals durchgeführt. Wenn ein Einschlag ermittelt wurde, wird auf Basis des Sensorsignals der Einschlags-Sensoreinheit und des Sensorsignals der akustischen Sensoreinheit eine Ortung durchgeführt, deren Ergebnis die Position der Rohrwaffe ist, die das Projektil abgefeuert hat. Es sei angemerkt, dass der Einschlag des Projektils meist zeitlich vor dem Mündungsknall erfasst wird, da das Projektil meist schneller ist als die Schallgeschwindigkeit in Luft.
  • Die Genauigkeit der Ortung ist insbesondere davon abhängig, wie viele akustische Sensoreinheiten die Vorrichtung umfasst. Besonders vorteilhaft umfasst die Vorrichtung wenigstens drei akustische Sensoreinheiten, die mit einem möglichst großen Abstand zueinander an dem Zielobjekt angeordnet sind. Bei mehreren akustischen Sensoreinheiten lässt sich, insbesondere auf Basis von Laufzeitunterschieden zwischen den mehreren Sensoreinheiten, die Abschussposition mittels einer Multilateration ermitteln.
  • Ferner können bei der Ortung Umgebungsbedingungen, wie eine Lufttemperatur, eine Luftfeuchte, eine Windrichtung und eine Windgeschwindigkeit und/oder eine Luftschichtung, berücksichtigt werden.
  • Das Ergebnis der Ortung ist die Abschussposition, die beispielsweise eine Richtungsangabe, die einen Azimut-Winkel umfasst, und eine Entfernung der Abschussposition von dem Zielobjekt umfasst. Die Richtungsangabe kann optional zusätzlich einen Elevationswinkel umfassen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Ermittlungseinheit dazu eingerichtet, auf Basis des erfassten Mündungsknalls und des erfassten Einschlags eine Trefferposition zu ermitteln, die eine Position des Einschlags des Projektils in dem Zielobjekt umfasst.
  • Die Trefferposition gibt beispielsweise an, dass das Projektil das Zielobjekt in einem vorderen Bereich, einem hinteren Bereich, einer linken Seite und/oder einer rechten Seite getroffen hat.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung ist der Mündungsknall durch einen bestimmten Schallpegel, der aus einer bestimmten Richtung auf die Vorrichtung einläuft, charakterisiert.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung umfasst diese wenigstens zwei akustische Sensoreinheiten zum Erfassen des Mündungsknalls.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung umfasst diese wenigstens zwei Sensoreinheiten zum Erfassen des Einschlags des Projektils in dem Zielobjekt, wobei die Ermittlungseinheit ferner dazu eingerichtet ist, auf Basis eines Unterschieds der jeweiligen Erfassung des Einschlags durch die wenigstens zwei Sensoreinheiten eine Trefferposition zu ermitteln, die eine Position des Einschlags des Projektils in dem Zielobjekt umfasst.
  • Unter dem Unterschied der Erfassung wird ein Unterschied der wenigstens zwei Sensorsignale, die von den wenigstens zwei Sensoreinheiten ausgegeben werden, verstanden. Der Unterschied kann einen Erfassungszeitpunkt umfassen, kann aber auch ein Unterschied in einem Signalmuster oder dergleichen umfassen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung ist die akustische Sensoreinheit ferner zum Erfassen einer Druckwelle des Projektils bei einem Vorbeiflug des Projektils an der Sensoreinheit eingerichtet, wobei die Ermittlungseinheit ferner dazu eingerichtet ist, die Abschussposition zusätzlich auf Basis der erfassten Druckwelle zu ermitteln.
  • Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, wenn das Projektil beispielsweise vor dem Einschlag an der akustischen Sensoreinheit vorbeifliegt, da dann zusätzlich die Druckwelle des Projektils erfasst wird und bei der Ermittlung der Abschussposition berücksichtigt wird. Ob dies der Fall ist, hängt von der Position der akustischen Sensoreinheit, der Trefferposition und der Abschussposition ab.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung umfasst die Sensoreinheit zum Erfassen des Einschlags des Projektils einen Körperschalldetektor.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung umfasst der Mündungsknall ein bestimmtes Schallmuster, das charakteristisch für die das Projektil abfeuernde Rohrwaffe ist, wobei die Ermittlungseinheit ferner zum Ermitteln eines Typs der Rohrwaffe eingerichtet ist, die das Projektil abgefeuert hat.
  • Das Schallmuster wird von der akustischen Sensoreinheit empfangen und ebenfalls als Sensorsignal ausgegeben. Von dem Schallmuster kann insbesondere auf den Rohrwaffen-Typ geschlossen werden. Dies kann beispielsweise durch Abgleich des empfangenen Schallmusters mit einer Datenbank von Schallmustern für unterschiedliche Rohrwaffen erfolgen. Auf Basis einer Verzerrung des empfangenen Schallmusters kann ferner die Abschussposition, insbesondere eine Distanz zwischen Abschussposition und Zielobjekt, genauer bestimmbar sein.
  • Bei der Ermittlung des Typs der Rohrwaffe kann ferner das Sensorsignal der Einschlags-Sensoreinheit berücksichtigt werden, von welchem beispielsweise eine kinetische Energie des Projektils abgeleitet werden kann, was einen Hinweis auf eine Masse und/oder ein Kaliber und/oder eine Geschwindigkeit des Projektils gibt, wodurch die in Frage kommenden Rohwaffen-Typen eingeschränkt werden können.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung umfasst diese eine Ausgabeeinheit zum Ausgeben der ermittelten Abschussposition.
  • Die ermittelte Abschussposition wird beispielsweise an ein zentrales Steuersystem des Zielobjekts, an ein Leit- und Führungssystem und/oder an ein Soldateninformationssystem oder dergleichen ausgegeben.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Verfahren zum Ermitteln einer Abschussposition, von der ein Projektil auf ein Zielobjekt abgefeuert wurde, vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die Schritte:
    • Erfassen eines Einschlags des Projektils in dem Zielobjekt,
    • Erfassen eines Mündungsknalls beim Abfeuern des Projektils, und
    • Ermitteln der Abschussposition auf Basis des erfassten Mündungsknalls und des erfassten Einschlags.
  • Die für die Vorrichtung des ersten Aspekts beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für das vorgeschlagene Verfahren entsprechend.
  • Gemäß einem dritten Aspekt wird ein Fahrzeug, insbesondere ein militärisches Fahrzeug, mit einer Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt oder gemäß einer der Ausführungsformen des ersten Aspekts vorgeschlagen.
  • Das Fahrzeug bildet hierbei das Zielobjekt gemäß dem ersten Aspekt.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Fahrzeugs ist dieses als ein gepanzertes Fahrzeug, insbesondere ein Kettenfahrzeug oder ein Radpanzer, als ein Flugobjekt, insbesondere ein Flugzeug, ein Helikopter oder eine Drohne, und/oder als ein Wasserfahrzeug ausgebildet.
  • Die Sensoreinheit zum Erfassen des Einschlags des Projektils ist insbesondere in oder an einer Panzerung des Fahrzeugs angeordnet. Die Panzerung umfasst beispielsweise feste Materialien, wie Stahl, die einen Körperschall, wie beispielsweise durch den Einschlag des Projektils in der Panzerung hervorgerufen, gut übertragen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Fahrzeugs umfasst die Vorrichtung wenigstens zwei akustische Sensoreinheiten, die an gegenüberliegenden Positionen an dem Fahrzeug angeordnet sind.
  • Unter dem Begriff „gegenüberliegende Positionen“ wird insbesondere verstanden, dass die akustischen Sensoreinheiten mit einem möglichst großen Abstand zueinander an dem Fahrzeug angeordnet sind, da dies eine Genauigkeit der Positionsbestimmung verbessern kann.
  • Vorzugsweise sind die akustischen Sensoreinheiten ferner derart angeordnet, dass diese in einer Hemisphäre im Wesentlichen nicht durch andere Aufbauten des Fahrzeugs verdeckt oder abgeschattet sind, so dass Schallwellen aus dieser Hemisphäre im Wesentlichen ungeschwächt auf die akustische Sensoreinheit einlaufen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Fahrzeugs umfasst die Vorrichtung wenigstens zwei Sensoreinheiten zum Erfassen des Einschlags des Projektils in dem Fahrzeug, die an gegenüberliegenden Positionen an dem Fahrzeug angeordnet sind.
  • Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
  • Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
    • 1 zeigt eine schematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Fahrzeugs mit einer Vorrichtung zum Bestimmen einer Abschussposition;
    • 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Beschusses eines Fahrzeugs mit einer Vorrichtung zum Bestimmen einer Abschussposition;
    • 3 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels für eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Abschussposition; und
    • 4 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels für ein Verfahren zum Bestimmen einer Abschussposition.
  • In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist.
  • 1 zeigt eine schematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Fahrzeugs 200 mit einer Vorrichtung 100 zum Bestimmen einer Abschussposition POS (siehe 2 oder 3). Es handelt sich bei diesem Beispiel um einen Radpanzer 200. Die Vorrichtung 100 umfasst in diesem Beispiel eine Sensoreinheit 110 zum Erfassen eines Einschlags IP (siehe 2) eines Projektils in dem Fahrzeug 200 und zwei akustische Sensoreinheiten 120, die jeweils zum Erfassen eines Mündungsknalls NB (siehe 2), der beim Abfeuern des Projektils entsteht, eingerichtet sind. Zudem umfasst die Vorrichtung 100 eine Ermittlungseinheit 130, die dazu eingerichtet ist, auf Basis des erfassten Mündungsknalls NB und des erfassten Einschlags IP die Abschussposition POS zu ermitteln.
  • Alle drei hier dargestellten Sensoreinheiten 110, 120 geben beispielsweise ein jeweiliges Sensorsignal an die Ermittlungseinheit 130 aus. Die Ermittlungseinheit 130 führt eine Sensorfusion durch, um unter Berücksichtigung aller empfangenen Sensorsignale die Abschussposition POS zu ermitteln. Das Ermitteln der Abschussposition POS wird nachfolgend anhand der 2 und 3 detailliert erläutert.
  • 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Beschusses eines Fahrzeugs 200 mit einer Vorrichtung 100 zum Bestimmen einer Abschussposition POS. Bei dem Fahrzeug 200 handelt es sich beispielsweise um den Radpanzer der 1. In diesem Beispiel umfasst die Vorrichtung 100 außer der Ermittlungseinheit 130 insgesamt drei kombinierte Sensoren 110, 120, wobei jeder der drei Sensoren eine Einschlags-Sensoreinheit 110 und eine akustische Sensoreinheit 120 umfasst. Die jeweilige akustische Sensoreinheit 120 umfasst insbesondere fünf Mikrophone, deren jeweilige empfindliche Membran in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet ist. Beispielsweise sind die fünf Mikrophone an fünf Seiten eines Würfels angeordnet, wobei eine Flächennormale der jeweiligen Würfelseite die Haupt-Empfangsrichtung für das jeweilige Mikrofon darstellt. Die jeweilige Einschlags-Sensoreinheit 110 umfasst jeweils einen Körperschallsensor, der beispielsweise direkt auf der Panzerung des Fahrzeugs 200 angeordnet ist. Die drei kombinierten Sensoreinheiten 110, 120 spannen in diesem Beispiel ein Dreieck auf, wobei die jeweiligen Sensoreinheiten 110, 120 nahe einer Seitenflanke des Fahrzeugs 200 nageordnet sind. Damit sind die Sensoreinheiten 110, 120 möglichst weit voneinander entfernt auf dem Fahrzeug angeordnet, was eine genauere Ortung der Abschussposition POS ermöglicht, als wenn die Sensoreinheiten 110, 120 näher beieinander positioniert wären.
  • Entfernt von dem Fahrzeug 200 ist an einer Position POS schematisch eine Rohrwaffe 300 dargestellt. Es handelt sich beispielsweise um einen Scharfschützen mit einem Scharfschützengewehr. Der Scharfschütze gibt mit seinem Gewehr 300 einen Schuss auf das Fahrzeug 200 ab. Wenn das Projektil den Lauf des Gewehrs 300 verlässt, treten die unter hohem Druck stehenden Gase der Antriebsladung für das Projektil aus dem Lauf aus und bilden den Mündungsknall NB. Die Flugbahn TR des Projektils ist gestrichelt dargestellt. Das Projektil trifft das Fahrzeug 200 und schlägt an der Position IP in dieses ein.
  • Der Einschlag des Projektils verursacht eine Ausbreitung von Körperschall in dem Fahrzeug 200. Dieser wird von den Einschlags-Sensoreinheiten 110 erfasst. In diesem Fall kann auf Basis der drei voneinander unabhängigen Sensorsignale eine Trefferposition des Einschlags mit hoher Genauigkeit ermittelt werden.
  • Die akustische Sensoreinheit 120, die der Abschussposition POS am nächsten liegt, kann in diesem Beispiel eine Druckwelle, die von dem Vorbeiflug des Projektils an der Sensoreinheit 120 herrührt, erfassen. Dies ist jedoch nicht zwingend notwendig, um die Abschussposition POS zu ermitteln, kann aber hilfreich sein und zu einer höheren Genauigkeit führen.
  • Die drei akustischen Sensoreinheiten 120 erfassen jeweils den Mündungsknall NB. Hierbei ergibt sich ein Unterschied des Erfassungszeitpunkts des Mündungsknalls NB für die verschiedenen Sensoreinheiten 120 (Laufzeitunterschied). Auf Basis dieses Unterschieds kann eine Multilateration durchgeführt werden, deren Ergebnis die Abschussposition POS ist. Die Abschussposition POS wird hierbei zumindest mit einem Azimut-Winkel und einer Entfernung ermittelt, wobei sich der Azimut-Winkel beispielsweise auf eine aktuelle Fahrtrichtung des Fahrzeugs 200 bezieht.
  • In diesem Beispiel kann bereits von jedem einzelnen Sensorsignal der akustischen Sensoreinheiten 120 auf die Richtung geschlossen werden, in der die Abschussposition POS liegt, da die mehreren Mikrophone einer jeweiligen Sensoreinheit 120 den Mündungsknall NB unterschiedlich erfassen, insbesondere mit einem unterschiedlichen Schallpegel. Diese individuelle Richtungsinformation bei der Ermittlung der Abschussposition POS durch die Ermittlungseinheit 130 kann zusätzlich berücksichtigt werden, um die Abschussposition POS mit noch höherer Genauigkeit zu ermitteln.
  • Es sei angemerkt, dass die Vorrichtung 100 nicht zum Betrieb mit Landfahrzeugen, wie gepanzerten Fahrzeugen, insbesondere Ketten- oder Radpanzer, eingeschränkt ist, sondern auch mit Luftfahrzeugen, wie Helikoptern, Flugzeugen oder Drohnen, oder Wasserfahrzeugen, wie Schnellbooten, Schiffen oder dergleichen verwendbar ist.
  • 3 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels für eine Vorrichtung 100 zum Bestimmen einer Abschussposition POS. Die Vorrichtung 100 umfasst in diesem Beispiel lediglich eine Einschlags-Sensoreinheit 110 und eine akustische Sensoreinheit 120, was jedoch nicht einschränkend auszulegen ist. Die Vorrichtung 100 umfasst zudem eine Ermittlungseinheit 130, die in diesem Beispiel zwei Blöcke 131, 132 aufweist, wobei der Block 131 eine Einschlagsermittlung durchführt und der Block 132 eine Ortung durchführt.
  • Wie bereits anhand der 2 erläutert, gibt die Einschlags-Sensoreinheit 110 ein Sensorsignal an die Ermittlungseinheit 130 aus, wenn sie einen Einschlag IB (siehe 2) ermittelt. Sofern die akustische Sensoreinheit 120 eine Druckwelle des Projektils erfasst, wie anhand der 2 beschrieben, dann gibt diese ebenfalls ein entsprechendes Sensorsignal an die Ermittlungseinheit 130 aus.
  • In der Ermittlungseinheit 130 wird nun zunächst eine Einschlagsermittlung in Block 131 durchgeführt. Wenn auf Basis der empfangenen Sensorsignale ein Einschlag ermittelt wird, wird in Block 132 eine Ortung der Abschussposition POS durchgeführt. Hierbei werden Informationen aus der Einschlagsermittlung, die die mögliche Abschussposition POS beschränken, ebenfalls berücksichtigt. Beispielsweise kann die Einschlagsermittlung eine Ermittlung der Trefferposition umfassen. Von der Geometrie des Fahrzeugs 200 (siehe 1 oder 2) und der Trefferposition können bestimmte Bereiche für die Abschussposition POS bereits ausgeschlossen werden. Sofern auch eine Druckwelle des Projektils erfasst wurde, kann die Richtung der Abschussposition noch genauer eingeschränkt werden. Die Ortung der Abschussposition POS basiert somit sowohl auf dem erfassten Mündungsknall NB, der von der akustischen Sensoreinheit 120 erfasst und an die Ermittlungseinheit 130 ausgegeben wird, als auch auf dem erfassten Einschlag des Projektils in dem Fahrzeug 200.
  • Die vorgeschlagene Vorrichtung 100 hat somit den Vorteil, dass sowohl auf einen erfolgten Einschlag eines Projektils aufmerksam gemacht werden kann als auch auf die Abschussposition POS, von der aus das Projektil abgefeuert wurde.
  • 4 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels für ein Verfahren zum Bestimmen einer Abschussposition POS (Siehe 2), von der ein Projektil auf ein Zielobjekt 200 (siehe 1 oder 2) abgefeuert wurde. In einem ersten Schritt S1 wird ein Einschlag IP (siehe 2) des Projektils in dem Zielobjekt 200 erfasst. In einem zweiten Schritt S2 wird ein Mündungsknall NB (siehe 2) beim Abfeuern des Projektils erfasst. In einem dritten Schritt S3 wird die Abschussposition POS auf Basis des erfassten Mündungsknalls NB und des erfassten Einschlags IP ermittelt.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.
  • Bezugszeichenliste
  • 100
    Vorrichtung
    110
    Sensoreinheit
    120
    Sensoreinheit
    130
    Ermittlungseinheit
    131
    Einschlagsermittlung
    132
    Ortung
    200
    Fahrzeug
    300
    Rohrwaffe
    IP
    Einschlag
    NB
    Mündungsknall
    POS
    Abschussposition
    S 1
    Verfahrensschritt
    S2
    Verfahrensschritt
    S3
    Verfahrensschritt
    TR
    Flugbahn

Claims (15)

  1. Vorrichtung (100) zum Ermitteln einer Abschussposition (POS), von der ein Projektil auf ein Zielobjekt (200) abgefeuert wurde, mit: wenigstens einer Sensoreinheit (110) zum Erfassen eines Einschlags (IP) des Projektils in dem Zielobjekt (200), wenigstens einer akustischen Sensoreinheit (120) zum Erfassen eines Mündungsknalls (NB) beim Abfeuern des Projektils, und einer Ermittlungseinheit (130), die dazu eingerichtet ist, auf Basis des erfassten Mündungsknalls (NB) und des erfassten Einschlags (IP) die Abschussposition (POS) zu ermitteln.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlungseinheit (130) ferner dazu eingerichtet ist, auf Basis des erfassten Mündungsknalls (NB) und des erfassten Einschlags (IP) eine Trefferposition zu ermitteln, die eine Position des Einschlags (IP) des Projektils in dem Zielobjekt (200) umfasst.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mündungsknall (NB) durch einen bestimmten Schallpegel, der aus einer bestimmten Richtung auf die Vorrichtung (100) einläuft, charakterisiert ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) wenigstens zwei akustische Sensoreinheiten (120) zum Erfassen des Mündungsknalls (NB) umfasst.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) wenigstens zwei Sensoreinheiten (110) zum Erfassen des Einschlags (IP) des Projektils in dem Zielobjekt (200) umfasst, wobei die Ermittlungseinheit (130) ferner dazu eingerichtet ist, auf Basis eines Unterschieds der jeweiligen Erfassung des Einschlags (IP) durch die wenigstens zwei Sensoreinheiten (120) eine Trefferposition zu ermitteln, die eine Position des Einschlags (IP) des Projektils in dem Zielobjekt (200) umfasst.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die akustische Sensoreinheit (120) ferner zum Erfassen einer Druckwelle des Projektils bei einem Vorbeiflug des Projektils an der Sensoreinheit (120) eingerichtet ist, wobei die Ermittlungseinheit (130) ferner dazu eingerichtet ist, die Abschussposition (POS) zusätzlich auf Basis der erfassten Druckwelle zu ermitteln.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (110) zum Erfassen des Einschlags (IP) des Projektils einen Körperschalldetektor umfasst.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschussposition (POS) eine Richtungsangabe, die einen Azimut-Winkel und optional zusätzlich einen Elevationswinkel umfasst, und eine Entfernung der Abschussposition (POS) von dem Zielobjekt (200) umfasst.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Mündungsknall (NB) ein bestimmtes Schallmuster umfasst, das charakteristisch für eine das Projektil abfeuernde Rohrwaffe (300) ist, wobei die Ermittlungseinheit (130) ferner zum Ermitteln eines Typs der Rohrwaffe (300), die das Projektil abgefeuert hat, in Abhängigkeit des Schallmusters eingerichtet ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Ausgabeeinheit zum Ausgeben der ermittelten Abschussposition (POS).
  11. Verfahren zum Ermitteln einer Abschussposition (POS), von der ein Projektil auf ein Zielobjekt (200) abgefeuert wurde, mit Erfassen (S1) eines Einschlags (IP) des Projektils in dem Zielobjekt (200), Erfassen (S2) eines Mündungsknalls (NB) beim Abfeuern des Projektils, und Ermitteln (S3) der Abschussposition (POS) auf Basis des erfassten Mündungsknalls (NB) und des erfassten Einschlags (IP).
  12. Fahrzeug (200), insbesondere militärisches Fahrzeug, mit einer Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
  13. Fahrzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (200) als ein gepanzertes Fahrzeug, insbesondere ein Kettenfahrzeug oder ein Radpanzer, als ein Flugobjekt, insbesondere ein Flugzeug, ein Helikopter oder eine Drohne, und/oder als ein Wasserfahrzeug ausgebildet ist.
  14. Fahrzeug nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) wenigstens zwei akustische Sensoreinheiten (120) umfasst, die an gegenüberliegenden Positionen an dem Fahrzeug (200) angeordnet sind.
  15. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) wenigstens zwei Sensoreinheiten (110) zum Erfassen des Einschlags (IP) des Projektils in dem Fahrzeug (200) umfasst, die an gegenüberliegenden Positionen an dem Fahrzeug (200) angeordnet sind.
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