DE1548493C - Vorrichtung zur Feinnachführung einer Ziellinie - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Fein- durch Verstellung der Plattform die Laserstrahlrichnachführung der von einem zielenden System auf ein tung so nachgeführt, daß die Zahl der jeweils in einer Zielobjekt gerichteren Ziellinie bei einer quer zur Zählperiode auftretenden Sensorimpulse auf Null Ziellinie erfolgenden Relativbewegung zwischen dem hingeführt wird. Die Nachführung der Laserstrahlzielenden System und dem Zielobjekt, mit einer das 5 richtung wird also durch die erfindungsgemäße zielende System tragenden verstellbaren Plattform so- Vorrichtung so vorgenommen, daß sich im fotoelekwie einer Einrichtung zur Verstellung dieser Plattform taschen Sensor möglichst ein stehendes, nicht wanim Sinne einer Feinnachführung der Ziellinie. derndes Rückstrahlmuster (Bild des Zielobjektes)

Bei Waffensystemen besteht bekanntlich neben ergibt. »

dem Problem der anfänglichen Zielerfassung die Not- io Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich

wendigkeit der Zielerhaltung bei Relativbewegungen durch eine außerordentlich hohe Genauigkeit aus,

zwischen dem zielenden System und dem Zielobjekt. mit der ein einmal erfaßter definierter Zielpunkt im

Eigenbewegungen des zielenden Systems (d. h. des Zielobjekt auch bei ganz unregelmäßigen Bewegungen

Waffenträgers) werden im allgemeinen durch Kreisel- des Zielobjektes festgehalten wird. Der durch die er-

systeme kompensiert. Schwierigkeiten bereitet dage- 15 findungsgemäße Vorrichtung bedingte technische

gen die Feinnachführung der Ziellinie bei Bewe- Aufwand ist verhältnismäßig gering im Vergleich zu

gungen des Zielobjektes, insbesondere wenn diese auf Radarbasis arbeitenden Vorrichtungen ähnlicher

unregelmäßig sind, so daß eine Analognachführung Genauigkeit, die jedoch wegen ihrer technischen

versagt. Grenzen ohnehin nur beschränkt Anwendung finden.

Es sind Vorrichtungen bekannt, die zur Feinnach- ao Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind Geführung einer Ziellinie Radarstrahlen verwenden. genstand der Unteransprüche.

Wenn diese Radarstrahlen jedoch nicht die ganze Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Umgebung des Zielobjektes ausleuchten, sondern Vorrichtung ist in der Zeichnung schematisch vereinen exakten Zielpunkt im Zielobjekt einhalten anschaulicht.

sollen, so ist eine sehr scharfe Bündelung der Radar- 35 i_m zielenden System ist eine Richtoptik 1 zur anstrahlen erforderlich, was einen großen technischen fänglichen Erfassung des Zielobjektes vorgesehen, Aufwand bedingt. Mit Radarstrahlen arbeitende Vor- ferner ein Laser-Entfernungsmesser 2 sowie ein richtungen zur Feinnachführung unterliegen ferner Laser-Sender 3, der einen Laserstrahl L in Richtung Störungen durch bodenbedingte Ablenkungen der auf das Zielobjekt aussendet. Der vom Zielobjekt Strahlen. 3° in Richtung auf das zielende System reflektierte An-

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, teil R des Laserstrahles tritt durch eine als Teleskop

eine Vorrichtung zur Feinnachführung der von einem ausgebildete optische Einrichtung 4 hindurch, ferner

zielenden System auf ein Zielobjekt gerichteten Ziel- durch ein Fremdlichtfilter 6, einen Blendenschlitz 7

linie zu entwickeln, die mit einem verhältnismäßig und ein optisches Gitter 8, dessen Gitterelemente

geringen technischen Aufwand die Feinnachführung 35 quer zur Längsachse des Schlitzes 7 verlaufen,

der Ziellinie auch bei ganz unregelmäßigen Bewe- Durch den Entfernungsmesser 2 wird die optische

gungen des Zielobjektes ermöglicht. Einrichtung 4 so eingestellt, daß das durch die op-

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- tische Einrichtung erzeugte Bild der vom Laserlöst, daß in an sich bekannter Weise ein mit einem strahl L getroffenen Teilfläche des Zielobjektes in der nachgeschalteten Impulszähler versehener fotoelek- 40 Ebene eines fotoelektrischen Sensors 9 liegt. Dieses trischer Sensor vorgesehen ist, auf den durch eine Bild 5 (Rückstrahlmuster der Oberfläche des Zielmit einem Gitter versehene optische Einrichtung Objektes) ist in der Zeichnung schematisch über dem ein von einem Laserstrahl erzeugtes Bild des Ziel- Sensor 9 veranschaulicht.

Objektes geworfen wird, und daß der von einem An den Ausgang des Sensors 9 ist ein Impulszähler

Taktgeber gesteuerte Zähler die Plattformverstellein- 45 10 angeschlossen. Ein Taktgeber 11 steuert den

richtung nachsteuert. . Zähler 10, ein nachgeschaltetes Tor 12 sowie einen

Die erfindungsgemäße Vorrichtung nutzt in einem Speicher 13. Eine Vergleichsschaltung 14 ist sowohl

völlig neuen Zusammenhang gewisse in jüngster Zeit an den Impulszähler 10 als auch an den Speicher 13

aufgefundene Effekte der Laser-Technik aus. Es angeschlossen. Mit dem Ausgang des Tores 12 und

wurde nämlich bereits zur Geschwindigkeitsmessung 50 der Vergleichsschaltung 14 ist eine Umkehrstufe 15

eine wie folgt arbeitende Vorrichtung entwickelt: auf verbunden, die über einen Verstärker 16 eine Ver-

das Objekt, dessen Geschwindigkeit man bestimmen stelleinrichtung 17 steuert. Durch diese Verstellein-

will, wird ein Laserstrahl gerichtet. Der in Richtung richtung 17 wird eine feinstabilisierte Plattform 18

auf den Geschwindigkeitsmesser reflektierte Anteil nachgestellt, auf der außer den genannten Elementen

dieses Laserstrahles wird durch eine optische Ein- 55 eine Waffe 19 angeordnet ist..

richtung und einen Blendenschlitz auf einen foto- Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgenderelektrischen Sensor geworfen. In diesem entsteht ein maßen: 1

Rückstrahlmuster (»pattern«), das ein Bild des vom Bewegt sich das Zielobjekt quer zur Ziellinie, d. h. Laserstrahl getroffenen Oberflächenteiles des beweg- in Richtung des Blendenschlitzes 7, so wandert das ten Objektes darstellt. Bei einer Bewegung dieses 60 von der optischen Einrichtung 4 durch den Blenden-Objektes wandert dieses Rückstrahlmuster über die schlitz 7 und das optische Gitter 8 auf den fotoelek-Sensorfläche, was elektrische Impulse hervorruft, de- trischen Sensor 9 geworfene Rückstrahlmuster 5, was ren Frequenz ein Maß für die Bewegungsgeschwindig- am Ausgang des Sensors Impulse hervorruft. Diese keit des Objektes ist. Impulse werden vom Zähler 10 jeweils während einer

Die erfindungsgemäße Vorrichtung benutzt diesen 65 bestimmten Zählperiode gezählt und über das Tor 12,

bekannten Laser-Effekt zur Feinnachführung einer die Umkehrstufe 15 und den Verstärker 16 der Ver-

Ziellinie. Dabei werden die vom fotoelektrischen Stelleinrichtung 17 zugeführt, die die Plattform 18

Sensor gelieferten elektrischen Impulse gezählt und und damit die Ziellinie so nachführt, daß die Zahl

der jeweils in einer Zählperiode auftretenden Sensorimpulse auf Null hingeführt wird, das Rückstrahlmuster 5 somit praktisch steht.

Um die Richtung der erforderlichen Nachführung zu bestimmen, wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der in einer Zählperiode vom Zähler 10 ermittelte Impulswert dem Speicher 13 zugeführt und am Ende der nächsten Zählperiode in der Vergleichsschaltung 14 mit der Impulszahl dieser zweiten Zählperiode verglichen. Ist die Impulszahl kleiner geworden, so wird die Richtung der Nachführung beibehalten; ist sie dagegen größer geworden, so erfolgt durch die Umkehrstufe 15 eine Umkehr des Regelsignals.

In der Zeichnung sind lediglich die Elemente zur Feinnachführung der Ziellinie in Richtung einer Koordinatenachse veranschaulicht. Für die im allgemeinen erforderliche Nachführung in Richtung von zwei quer zur Ziellinie liegenden Koordinatenachsen (horizontal und vertikal) wird der auf das zielende System reflektierte Anteil R des Laserstrahles in zwei . Einzelstrahlen aufgeteilt, die je einen Blendenschlitz 7 « und ein optisches Gitter 8 durchsetzen, wobei sowohl die beiden Blendenschlitze als auch die beiden optischen Gitter jeweils um 90° gegeneinander versetzt sind. Die von den beiden Einzelstrahlen erzeugten optischen Bilder werden auf zwei Sensoren 9 geworfen, deren nachgeschaltete Impulszähler 10 die Plattform-Verstelleinrichtung 17 in Richtung von zwei quer zur Ziellinie liegenden Koordinatenachsen nachsteuern.

In der Zeichnung sind ferner die Einrichtung nicht veranschaulicht, die in üblicher Weise mit der Waffe 19 verbunden sind, um diese beispielsweise zur Berücksichtigung ballistischer Daten auf das Ziel zu richten.

Jedes Nachführsystem besitzt bekanntlich (schon im Hinblick auf die zu bewegenden Massen des Waffensystems) eine bestimmte maximale Nachführgeschwindigkeit. Es kann nun sein, daß der Waffenträger mit dem Nachführsystem plötzliche Bewegungen ausführt, die so schnell erfolgen, daß die -. Nachführgeschwindigkeit des Systems nicht ausreicht, «J ' um die Ziellinie sofort vollständig nachzuführen (dies kann beispielsweise bei einer Fahrt des Waffenträgers in unebenem Gelände geschehen). Zu diesem Zweck ist eine die Impulszahl pro Zählperiode mit einem vorgegebenen Grenzwert vergleichende Schaltung sowie ein bei Überschreitung des Grenzwertes mit dem Impulsüberschuß gespeister Zwischenspeieher vorgesehen, aus dem der Überschuß anschließend unter Ausnutzung der maximal möglichen Nachsteuergeschwindigkeit der Plattform-Verstelleinrichtung (17) abgebaut wird.

Während bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel die Richtung der erforderlichen Nachsteuerung durch Vergleich der in zwei aufeinanderfolgenden Perioden gezählten Impulse erfolgt, ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, zur Bestimmung der Richtung der erforderlichen Nachsteuerung eine Schaltung vorzusehen, die laufend das Vorzeichen der Frequenzänderung der vom Sensor abgegebenen Impulse ermittelt. Nur wenn dieses Vorzeichen negativ ist, wenn sich also die Frequenz der Impulse verkleinert, wird die Ziellinie in der erforderlichen Richtung nachgeführt. Bei positivem Vorzeichen erfolgt eine Umkehr der Nachführrichtung.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Feinnachführung der von einem zielenden System auf ein Zielobjekt gerichteten Ziellinie bei einer quer zur Ziellinie erfolgenden Relativbewegung zwischen dem zielenden System und dem Zielobjekt, mit einer das zielende System tragenden verstellbaren Plattform sowie einer Einrichtung zur Verstellung dieser Plattform im Sinne einer Feinnachführung der Ziellinie, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise ein mit einem nachgeschalteten Impulszähler (10) versehener fotoelektrischer Sensor (9) vorgesehen ist, auf den durch eine mit einem Gitter (8) versehene optische Einrichtung (4) ein von einem Laserstrahl erzeugtes Bild (5) des Zielobjektes geworfen wird, und daß der von einem Taktgeber (11) gesteuerte Zähler (10) die Plattformverstelleinrichtung (17) nachsteuert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem in zwei Einzelstrahlen aufgeteilten Laserstrahl durchsetzte optische Einrichtung (4) zwei um 90° gegeneinander versetzte Blendenschlitze (7) und zwei gleichfalls um 90° gegeneinander versetzte optische Gitter (8) enthält, daß ferner zwei Sensoren (9) zur Aufnahme der von den beiden Einzelstrahlen erzeugten optischen Bilder vorgesehen sind, deren nachgeschaltete Impulszähler (10) die Plattform-Verstelleinrichtung (17) in Richtung von zwei quer zur Ziellinie liegenden Koordinatenachsen nachsteuern.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Impulszahl pro Zählperiode mit einem vorgegebenen Grenzwert vergleichende Schaltung wowie ein bei Überschreitung des Grenzwertes mit dem Impulsüberschuß gespeister Zwischenspeicher vorgesehen ist, aus dem der Überschuß anschließend unter Ausnutzung der maximal möglichen Nachsteuergeschwindigkeit der Plattform-Verstelleinrichtung (17) abgebaut wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Richtung der erforderlichen Nachsteuerung eine Vergleichsschaltung (14) vorgesehen ist, die einerseits an den Impulszähler (10) und andererseits an einen die Impulszahl der vorhergehenden Zählperiode enthaltenden Speicher (13) angeschlossen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Richtung der erforderlichen Nachsteuerung eine laufend das Vorzeichen der Frequenzänderung der vom Sensor (9) abgegebenen Impulse ermittelnde Schaltung vorgesehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen