DE19806590A1 - Verfahren zum Überwachen eines angesteuerten Zielbereichs in der Annäherungsphase - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines angesteuerten Zielbereichs, wie eines Flughafens, eines See­ hafens oder eines ähnlichen Zielbereichs in der Annäherungs­ phase.

Derartige Zielbereiche werden im allgemeinen mittels eines von einem Träger, wie einem Flugzeug, einem Schiff u. ä. mit­ geführten Überwachungssystem erfaßt, das aus einem Radarsy­ stem und einem Datenverarbeitungssystem besteht. Wenn mittels eines solchen von einem Träger mitgeführten Radarsystems bei­ spielsweise ein Gelände eines Flughafens, insbesondere eine Landebahn, oder ein Einfahrbereich eines Seehafens erfaßt wird, wird auf dem oder den Bildschirmen des Radarsystems ein unterschiedlich starkes Rückstreusignal erhalten.

Eine derartige Radardarstellung weist in unterschiedlichen Grauwerten wiedergegebene Bereiche ohne nennenswerte Struktu­ ren auf. Lediglich von Kanten oder markanten Stellen von im Zielbereich liegenden Gebäuden, beispielsweise des Towers ei­ nes Flughafens, einer Hafeneinfahrt oder eines Gebäudes, von welchem aus der Hafenbereich überwacht wird, treten in der Radarbild-Darstellung markante stark bzw. stärker reflektie­ rende Stellen hervor.

Auch bei einem hochauflösendem Radarbild wird kein kontinu­ ierliches Bild des Zielbereichs erhalten, welches mit einer bildhaften, visuellen Wiedergabe des Bereichs vergleichbar ist, der mittels des Radars erfaßt worden ist. Obendrein han­ delt es sich bei einer mittels Radar erhaltenen Darstellung bekanntlich nur um eine Wiedergabe in schwarz/weiß.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine mittels eines von einem Träger mitgeführten Radarsystems erhaltene Darstellung in der Annäherungsphase an einen angesteuerten Zielbereich dahingehend zu verbessern und zu spezifizieren, daß diese Darstellung von den angesteuerten Zielbereich beobachtenden oder überwachenden Personen, wie Piloten, Schiffsführer, Lot­ sen, u. ä., erheblich leichter zu interpretieren ist.

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe bei einem Verfahren zum Überwachen eines angesteuerten Zielbereichs, wie eines Flug­ hafens, eines Seehafens oder eines ähnlichen Zielbereichs durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der auf den Anspruch 1 unmittelbar oder mittelbar rückbezogenen An­ sprüche.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden mittels eines von einem Träger mitgeführten Radarsystems, vorzugsweise eines Forward-Looking-Radars oder eines Sector-Imaging-Radars, er­ zeugten Radarbildern des angesteuerten Zielbereichs optische Bilder desselben Zielbereichs mit Hilfe des ebenfalls mitge­ führten Datenverarbeitungssystems in sich ständig wiederho­ lenden Zeitabständen überlagert. Ferner werden die Kombinati­ onsbilder aus den erhaltenen Radarbildern und den überlager­ ten optischen Bildern fortlaufend dargestellt.

Hierbei wird nachfolgend unter einem optischen Bild ein einer photographischen Wiedergabe entsprechendes, kontinuierliches Bild verstanden. In Abhängigkeit von der jeweiligen Darstel­ lung des Zielbereichs können dem Radarbild jedoch auch von. verschiedenartigen Bildvorlagen stammende Bilddaten unterlegt werden. Bei einer zentralperspektivischen Sicht, beispiels­ weise von einem Flugzeugcockpit oder von einer Schiffsbrücke eignen sich vorzugsweise die vorstehend definierten optischen Bilder besonders gut. Bei einer Darstellung in Draufsicht eignen sich auch Luftaufnahmen oder gegebenenfalls auch Kar­ ten des angesteuerten Zielbereichs.

Gemäß einer zweckmäßigen, vorteilhaften Weiterbildung der Er­ findung werden den Radarbildern zu überlagernde optische Bil­ der des angesteuerten Zielbereichs in dem Datenverarbeitungs­ system gespeichert. Diese gespeicherten optischen Bilder kön­ nen dann in vorgegebenen Zeitabständen den Radarbildern, wel­ che in ihren Abmessungen den optischen Bildern angepaßt sind, als Hintergrund unterlegt werden. In Abhängigkeit von dem Be­ trachtungsstandpunkt müssen die optischen Bilder ebenfalls in Größe und Betrachtungswinkel verändert werden.

Sobald ein aus einem Radarbild und einem diesem überlagerten optischen Bild zusammengesetztes Kombinationsbild bzw. ein dem Radarbild als Hintergrund unterlegtes optisches Bild vor­ liegt, können die Personen, welche den vom Radar erfaßten, angesteuerten Zielbereich überwachen, beispielsweise von fe­ sten unbeweglichen Zielen, wie Gebäuden, irgendwelchen ande­ ren ortsfesten Einrichtungen, u. ä. auf dem Radarbild deutlich erkennbare Stellen, Flächen, gegebenenfalls Kanten u. ä. leichter als solche interpretieren.

Obendrein können mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens die den angesteuerten Zielbereich überwachenden Personen nicht nur sehr leicht, sondern besonders sicher und zuverläs­ sig sofort die jeweiligen, auf dem Radarbild erscheinenden Stellen, beispielsweise die bereits erwähnten Kanten von Ge­ bäuden, u. ä. hinsichtlich ihrer Lage genau identifizieren und somit sofort jedem festen, nicht beweglichen Ziel eindeutig zuordnen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens liegt ferner darin, in dem Datenverarbeitungssystem far­ bige, optische Bilder zu speichern und somit abrufbereit zu halten. Wenn solche farbigen optischen Bilder beispielsweise als Hintergrund jeweils in ihren Abmessungen entsprechend an­ gepaßten Radarbildern, welche systembedingt, wie bereits er­ wähnt, immer nur in schwarz-weiß darstellbar sind, unterlegt werden, ist eine Interpretation der dadurch erhaltenen Kombi­ nationsbilder sowie eine Zuordnung und Identifizierung von markanten, auf dem Radarbild besonders deutlich hervorgehobe­ nen Stellen, wie Kanten, Übergängen u. ä. noch weiter verbes­ sert.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens werden aus jedem Radarbild, dem vor­ zugsweise ein optisches kontinuierliches farbiges Bild als Hintergrund unterlegt ist, alle rückgestreuten Punkte von ortsfesten, in dem optischen Bild ebenfalls vorhandenen Ele­ menten oder Zielen einer Szene ausgeblendet. Dadurch werden nur die rückgestreuten Punkte von im optischen Bild nicht vorhandenen Zielen in dem unterlegten optischen Bild festge­ halten und deutlich hervorgehoben dargestellt.

Auf diese Weise können beispielsweise auch solche Gegenstände und Objekte festgestellt werden, die bei der Erstellung der optischen Bilder nicht vorhanden waren, und welche auf diese Weise Piloten, Schiffsführern und gegebenenfalls den die Über­ wachung durchführenden Personen besonders deutlich und ein­ drucksvoll zur Kenntnis gebracht werden.

In besonders vorteilhafter Weise können gemäß der Erfindung erstellte Kombinationsbilder dazu benutzt werden, bewegliche Ziele, wie Personen, kleinere und größere Fahrzeuge, wie Transportfahrzeuge, Gepäckwagen, Barkassen, kleinere Schiffe, Ausflugsboote, u. ä. oder auch größere bis große Fahrzeuge, wie Flugzeuge, Schiffe, u. ä. nicht nur als solche zu inter­ pretieren, sondern gleichzeitig kann auch sehr genau die Stelle bzw. der Bereich identifiziert werden, an der bzw. in dem sich solche bewegliche Objekte jedweder Art befinden.

Hierbei können gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung, des erfindungsgemäßen Verfahrens die. Rückstreuungen von solchen beweglichen Zielen in dem unterlegten, vorzugsweise farbigen optischen Bild dadurch noch besonders deutlich hervorgehoben werden, daß in den einzelnen Radarbildern alle rückgestreuten Punkte von ortsfesten Elementen, Zielen u. ä. einer Szene aus­ geblendet werden.

Darüber hinaus können gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung alle mittels des Radarsystems erfaßten, in dem op­ tischen Bild jedoch nicht vorhandenen Ziele, und zwar sowohl feste als auch bewegliche, in Farbe in einer Weise wiederge­ geben werden, daß den nach einem Ausblenden aller ortsfesten Ziele einer Szene übriggebliebenen, im optischen Bild nicht vorhandenen Zielen eine Farbe zugeordnet wird. Hierbei kann in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung den erfaß­ ten beweglichen Ziele eine andere Farbe zugeordnet werden als den ortsfesten, stationären Zielen einer Szene, die übrigge­ blieben sind, nachdem alle rückgestreuten Punkte von bekann­ ten Zielen einer Szene ausgeblendet worden sind.

Darüber hinaus können auch in verschiedenen Abschnitten des optischen Bildes nicht vorhandene, jedoch mittels des Radar­ systems erfaßte, sowohl ortsfeste als auch bewegliche Ziele sektorweise in jeweils unterschiedlichen Farben wiedergegeben werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Modifizierung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens wird nur ein ganz bestimmter Ab­ schnitt, vorzugsweise der zentrale Teil des angesteuerten Zielbereichs der optischen Bildern überlagerten Radarbilder mit einem am höchsten auflösenden Mode wiedergegeben. Dagegen werden die Randbereiche nur mehr mit einem niedriger auflö­ senden Mode dargestellt, was zu einer Vereinfachung und Redu­ zierung des Datenprozessierungsaufwands führt.

Wenn es sich bei dem angesteuerten Zielbereich beispielsweise um eine Landebahn eines Flughafens handelt, kann hierdurch der die Landebahn enthaltende Abschnitt, der im allgemeinen dem zentralen Teil des angesteuerten Zielbereichs entspricht, auf den optischen Bildern der Landebahn überlagerten Radar­ bildern mit dem am höchsten auflösenden Mode wiedergegeben werden. Bezüglich der Streifen auf beiden Seiten der Lande­ bahn ist es jedoch im allgemeinen durchaus ausreichend, diese mit einem erheblich niedriger auflösenden Mode darzustellen.

Um Speicher- und Rechenkapazität zu sparen, ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, die op­ tischen Bilder mit einer erheblich niedrigeren Wiederholrate darzustellen als die mittels des von dem Träger mitgeführten Radarsystems erzeugten Bilder. Auch können mit einer verhält­ nismäßig niedrigen Wiederholrate aufeinanderfolgende optische Bilder bezüglich des jeweils vorausgehenden Bildes interpo­ liert werden.

Gemäß der Erfindung werden die mittels des mitgeführten Über­ wachungssystems erhaltenen und aufbereiteten Bilder mit einer Wiederholrate in der Größenordnung von etwa 10 bis 100 Hz dargestellt. Bei einer Wiederholrate, die zwischen 50 und 100 Hz liegt, wird von Piloten, Schiffsführern und gegebenenfalls auch den eine Überwachung durchführenden Personen die Dar­ stellung auf dem Bildschirm des Radarsystems infolge der Trägheit des menschlichen Auges als eine gleichmäßige, konti­ nuierliche Folge von Radarbildern empfunden.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren sind somit zahlreiche Möglichkeiten geschaffen, das Interpretieren eines Radarbil­ des nicht nur hinsichtlich beweglicher Objekte, sondern gege­ benenfalls auch hinsichtlich vorübergehend oder zeitweilig vorhandener fester Objekte oder Ziele erheblich zu erleich­ tern und zu verbessern.

Darüber hinaus ist neben einer sicheren und zuverlässigen In­ terpretation der gesamten mittels des mitgeführten Radarsy­ stems erfaßten Szene gewährleistet, daß zusätzlich auch noch die Identifizierung von beweglichen sowie gegebenenfalls ortsfesten Zielen schneller, sicherer und zuverlässiger durchgeführt werden kann, als es zur Zeit möglich ist.

Claims (14)

1. Verfahren zum Überwachen eines angesteuerten Zielbe­ reichs, wie eines Flughafens, eines Seehafens oder eines ähnlichen Zielbereichs, in der Annäherungsphase unter Verwendung eines von einem Träger mitgeführten Überwa­ chungssystems, bestehend aus einem Radarsystem und einem Datenverarbeitungssystem, dadurch gekennzeichnet, daß während der Annäherungsphase mittels des Radarsystems, vorzugsweise eines Forward-Looking-Radars oder eines Sec­ tor-Imaging-Radars erzeugten Radarbildern des angesteuer­ ten Zielbereichs optische Bilder desselben Zielbereichs mit Hilfe des mitgeführten Datenverarbeitungssystems in sich wiederholenden Zeitabständen überlagert und die da­ durch erhaltenen Kombinationsbilder fortlaufend darge­ stellt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Datenverarbeitungssystem gespeicherte optische Bilder des zu überwachenden Zielbereichs in ihren Abmessungen den optischen Bildern entsprechend angepaßten Radarbil­ dern mit Hilfe des mitgeführten Datenverarbeitungssystems in vorgegebenen Zeitabständen als Hintergrund unterlegt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Datenverarbeitungssystem gespeicherte, farbige optische Bilder des zu überwachenden Zielbereichs in ih­ ren Abmessungen den farbigen optischen Bildern entspre­ chend angepaßten Radarbildern mit Hilfe des mitgeführten Datenverarbeitungssystems in vorgegebenen Zeitabständen als Hintergrund unterlegt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in den Radarbildern alle rückgestreuten Punkte von ortsfesten, in den optischen Bildern ebenfalls vorhandenen Elementen/Zielen einer Szene ausgeblendet und nur die rückgestreuten Punkte von in den optischen Bil­ dern nicht vorhandenen Zielen in den unterlegten opti­ schen Bildern dargestellt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in den Radarbildern alle rückgestreuten Punkte von ortsfesten Elementen/Zielen einer Szene ausge­ blendet und nur die rückgestreuten Punkte von bewegten Zielen in den unterlegten optischen Bildern dargestellt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des Radarsystems erfaßte, in den optischen Bil­ dern nicht vorhandene Ziele in Farbe wiedergegeben wer­ den.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß nur mittels des Radarsystems erfaßte bewegte Ziele in Farbe wiedergegeben werden.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des Radarsystems erfaßte, in den optischen Bil­ dern nicht vorhandene, ortsfeste und bewegte Ziele in un­ terschiedlichen Farben wiedergegeben werden.

9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene mittels des Radarsystems erfaßte, bewegte Ziele in unterschiedlichen Farben wiedergegeben werden.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß ein ganz bestimmter Abschnitt des angesteuerten Zielbereichs der optischen Bildern überlagerten Radarbilder mit dem am höchsten auflösenden Mode wiedergegeben wird.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß nur der zentrale Teil der opti­ schen Bildern überlagerten Radarbilder mit dem am höch­ sten auflösenden Mode wiedergegeben wird und die Randbe­ reiche mit einem niedriger auflösenden Mode dargestellt werden.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die optischen Bilder mit einer niedrigeren Wiederholrate dargestellt werden als die mit­ tels des Radarsystems erhaltenen Bilder.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des mitgeführten Radarsystems erhaltene und mit­ tels des ebenfalls mitgeführten Datenverarbeitungssystems aufbereitete Bilder mit einer Wiederholrate in der Grö­ ßenordnung von etwa 10 bis 100 Hz dargestellt werden.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere mit einer niedrigen Wiederholrate aufeinanderfol­ rgende optische Bilder interpoliert werden.