DE2402537B2

DE2402537B2 - Anordnung mit impuls-laser-entfernungsmesser zum erkennen von hindernissen fuer piloten tieffliegender objekte

Info

Publication number: DE2402537B2
Application number: DE19742402537
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl.-Ing. 6901 Wiesenbach Mücke
Original assignee: Eltro GmbH Gesellschaft für Strahlungstechnik, 6900 Heidelberg
Priority date: 1974-01-19
Filing date: 1974-01-19
Publication date: 1976-02-19
Also published as: DE2402537A1; FR2258637A1; FR2258637B3; GB1494561A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum frühzeitigen Erkennen von Hindernissen — wie Freileitungen — für Piloten tieffliegender Objekte — z.B. Hubschrauber — mit einem an Bord befindlichen Impuls-Laser-Entfernungsmesser, dessen Laserstrahl das interessierende Gelände räumlich abtastet und die wahrgenommenen Hindernisse dem Piloten bildlich anzeigt

In »US-Army Aviation Digest« vom Dezember 1963 ist ein vor allem für Hubschrauber bestimmtes Laser-Warngerät beschrieben, das alle vor dem Hubschrauber auftauchenden Gegenstände anstrahlt und auf einen Bildschirm projiziert, der von dem Piloten normalerweise nicht beachtet zu v/erden braucht. Wenn jedoch eine bestimmte Entfernung zu einem Hindernis erreicht bzw. unterschritten wird, macht ein akustisches Signal auf die Beachtung des jetzt am Bildschirm sichtbaren Bildes aufmerksam. Der Pilot kann dann den ihm bis zum Hindernis verbleibenden Raum optisch wahrnehmen und sich auf die Situation einstellen. Von Nachteil ist hierbei, daß dieses insbesondere für Kabelhindernisse vorgesehene Warnverfahren zu wenig gezielt arbeitet und zuviel von der individuellen Lagebeurteilung des jeweiligen Piloten abhängig ist. Auch besteht <, die Möglichkeit, daß ein Hindernis -,γόη dem Lichtkegel· ;»nicht'richtig· er|aSt ogsr übersprungen wird, Diese' Mängel zusamntehgenonimen,Beinhalten einen erhebli-"/cbep ynEicherheitsfffeiär'rjezüglich des Erkennens von

,'5-Kabel- und anderen itn Gelände vorhandenen Hinder-'■ nissen.

Ferner sind aus der US-PS 31 24 797 und der DT-AS 15 37 103 spiralige oder durch Kreise angenähert spiralige Abtastmethoden der Radar- bzw, der IR-Bildauf-

nahmetechnik bekannt, die in der Praxis vor allem der Feindaufklärung dienen. Während jedoch die zum Abtasten der IRfBüdcr verwendete, an sich durchaus brauchbare Vorrichtung relativ aufwendig ist, erscheint die Radarmethode wegen der vielfachen Überschneidung der Echos und der dadurch bedingten Verfälschung der Meßergebnisse generell wenig geeignet. Selbst mit einer bündelnden Radarantenne lassen sich nämlich nur Erzeugnisse erzielen, die oft keine ausreichende Auflösung zeitigen. Auch fehlt bisher eine Auswertung dieser sinnvollen spiraligen oder durch Kreise angenähert spiraiigen Abtastmethode als Landehilfe für die Piloten tiefanfliegender Flugzeuge und Hubschrauber.
Die Aufgabe der Erfindung wird daher unter Umgehung der aufgezeigten Nachteile in der Verbesserung des konventionellen Warnsystems gesehen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Abtastung in an sich bekannter Weise spiralenförmig oder durch konzentrische Kreise mit sich veränderndem Durchmesser angenähert etwa spiralförmig erfolgt, wobei mit der Anzeige eines wahrgenommenen Hindernisses eine Entfernungsangabe im Blickfeld des Piloten kombiniert wird. Die Spirale ist eine in der Natur selbst sowie in der Technik, die in der Natur Aufstellung gefunden hat, kaum vorkommende Form, so daß sie am besten ein Erfassen der vor allem von den Hubschrauberpiloten gefürchteten Kabelhindernisse gewährleistet. Auch die konzentrischen Kreise unterschiedlichen Durchmessers bieten noch ein relativ hohes Maß an Sicherheit; die Abtastimpulse lassen sich jedoch im Gegensatz zu der Spirale nicht kontinuierlich aneinanderreihen, sondern es muß nach jedem Kreis eine — wenn auch kurze — Unterbrechung bis zum Aufzeichnungsbeginn des nächsten Kreises erfolgen. Der relativ große Sicherheitseffekt beruht darin, daß in beiden Fällen ein Hindernis nicht dadurch unerkannt bleiben kann, daß es zufällig in die Lücke zwischen zwei Abtastimpulse hineinfällt. Auch die große Energiedichte der das Hindernis abtastenden Impulse tragen zu diesem Effekt bei.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß bei mehreren aufeinanderfolgenden Abtastvorgängen das spiralenförmige Aneinanderreihen der Laserimpulse des zweiten und aller nachfolgenden Abtastvorgänge nach einer jeweils stufenförmigen Rückführung des Laserstrahls zum Ausgangspunkt auf derselben Spirale und in derselben Richtung erfolgt, was zweckmäßigerweise durch eine Nockenscheibe erreicht werden kann. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, daß das spiralenförmige Aneinanderrcifi .i der Laserimpulse bei mehreren aufeinanderfol^« udt ι Abtastvorgängen in einer alternierend sich wt n!- -, oder verengenden Spirale erfolgt Dieses Abtaster m· tigt den Vorteil, daß es ohne Zeitverlust mit größtmoglicher Kontinuität abläuft.

Im folgenden wird an Hand einer Zeichnung · u· At, führungsbeispiel der Erfindung näher erläutert, wobei die in den einzelnen Figuren einander entsprechenden

Teile dieselben Bezugszahlen aufweisen. Es zeigt

F i g, 1 einen im Blickfeld des Piloten vorgesehenen Bildschirm mit einem im Bild befindlichen spiralenförmigen Abtastverlauf, kombiniert mit einer Entfernungsanztige,

F ϊ g, 2 einen Bildschirm gemäß F i g. 1 mit einem sich aus mehreren Kreisbahnen zusammensetzenden Abtastvorgang und

F i g, 3 einen tieffliegenden Hubschrauber mit ein^m in der Flugbahn befindlichen Hindernis.

Mit 1 ist der im Blickfeld des Piloten befindliche Bildschirm bezeichnet, auf dem bei einem Abtastvorgang punktförmige Laserimpulse 2 in schneller Reihenfolge spiralförmig aneinandergereiht angezeigt werden. Die tatsächlichen, einander überlappenden Laserimpulse sind hierbei nur im inneren Bereich der Spirale 3 dargestellt, während im äußeren Bereich lediglich der Abtastverlauf angedeutet ist. Die vollen Punkte in gedachter Verbindung zeigen hierbei deutlich den Verlauf . .χeines aus,F ι g. 3 ersichtlichen^Kabelhindernisses 4. Bei '- '!einem langsamen Arinäjierri-ejnes^ Hubschraubers 5. ι kann der Pilot mit einem großeTf^btastwirikei 9 arbeiten,~da~ein relativ spätes Erkennen des Hindernisses 4 ausreicht und noch ein schnelles Abdrehen oder ein kurzer Landeweg möglich ist. Bei großen Geschwindigkeiten dagegen ist ein kleiner Abtastwinkel 9 und ein frühes Erkennen des Hindernisses 4 notwendig, weii in diesem Fall nur ein langsames Abdrehen oder ein langer Landeweg in Frage kommt.

s Mit der Hindernisanzeige als solcher ist über den im wesentlichen aus Lasersender und Laserempfänger bestehenden Laserentfernungsmesser 6 gleichzeitig auch eine digitale, graphische oder mit bestimmten Symbolen verbundene Anzeige 8 der Entfernung zwischen

ίο Hindernis 4 und Hubschrauber 5 verbunden,

Ein weiteres Ausführungsbeispiel sieht vor, daß der Abtastverlaaf aus mehreren konzentrisch angeordneten Kreisen 7 mit sich kontinuierlich vergrößerndem oder auch verkleinerndem Durchmesser besteht, was auf dem Bildschirm 1 der F i g. 2 dargestellt ist. Auch ist es möglich, die spiral- oder kreisförmigen Abtastvorgänge ebenfalls als Spirale 3' oder in mehreren konzentrischen Kreisen T mit sich veränderndem Durchmesser auszuführen.

Insgesamt,gesehen handelt es sich hier um optimale Abtast- und Anzeigemoglichkeiteni'da sie auch Hindernisse mit räumlich geringen Abmessungen mit Symbo-, len großer Energiedichte sicher und in der Richtung eindeutig anzeigen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

Vi"¹ ' '

Anordnung zum fräb^fijigen Erkepnen von ernlssien — wie freileitungen —^O^JRiJpten tieffliegendefObjeUtej—· &-B£Htibschräüb'ef* — mit ■'einem an Bord Befindlichen jmpuls-LaW-Entfer· ' nungsmesser, dessen Laserstrahl das interessierende Gelände räumlich abtastet und die wahrgenommenen Hindernisse dem Piloten bildlich anzeigt, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastung in an sich bekannter Weise spiraieriförmig (3) oder — durch konzentrische Kreise (7) mit sich veränderndem Durchmesser angenähert — etwa spiralenförmig erfolgt, wobei mit der Anzeige eines wahrgenommenen Hindernisses eine Entfernungsangabe (8) im Blickfeld des Piloten kombiniert ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren aufeinanderfolgenden Abtastvorgängen das spiralförmige Aneinanderreihen der Laserimpulse (2) des zweiten und aller nachfolgenden Abtastvorgänge nach einer jeweils stufenförmigen Rückführung des Laserstrahls zum Ausgangspunkt auf derselben Spirale (3) und in derselben Richtung erfolgt.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die stufenförmige Rückführung des Laserstrahls zum Ausgangspunkt eine Nockenscheibe vorgesehen ist.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das spiralförmige Aneinanderreihen der Lascrimpulse (2) bei mehreren aufeinanderfolgenden Abtastvorgängen mit alternierend sich weitender und verengender Spirale (3) erfolgt.
5. Anordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere spiral- oder kreisförmige Abtastvorgänge auf einer Spirale (3') oder mehreren konzentrischen Kreisen (7') mit sich veränderndem Durchmesser angeordnet sind.