DE2513760C3

DE2513760C3 - Einrichtung zum optischen Erfassen und Verfolgen eines Objektes

Info

Publication number: DE2513760C3
Application number: DE2513760A
Authority: DE
Inventors: Harald Dr.-Ing. Kauer; Karl-Heinz Dr.Rer.Nat. Wiemer; Joachim Dipl.-Phys. 7500 Karlsruhe Wilken
Original assignee: Individual
Current assignee: Dr-Ing Ludwig Pietzsch & Co 7505 Ettlingen GmbH
Priority date: 1975-03-27
Filing date: 1975-03-27
Publication date: 1978-04-20
Also published as: US4063815A; DE2513760A1; DE2513760B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum optischen Erfassen und Verfolgen eines Objektes, insbesondere aus einem bewegbaren System, wie einem Fahrzeug, mit einer Beobachtungsvorrichtung, wie einem Sichtgerät, und einem gesonderten Zielgerät.

Solche Einrichtungen werden beispielsweise in Geländefahrzeugen, wie Panzern, benötigt Bei bekannten Einrichtungen ist die Zielerfassung mit dem Zielgerät aus bewegtem Zustand des Fahrzeuges problematisch, wenn nicht unmöglich. Zwar kann durch die Beobachtungsvorrichtung, die beispielsweise von einfachen Sehschlitzen, bevorzugt jedoch von einem Sichtgerät mit einer S;rahlenumlenkung in geschützte Position des Beobachters gebildet ist, ein Ziel aus der Fahrt heraus erfaßt werden. Zum Anvisieren muß jedoch der Beobachter das Zielgerät auf das Ziel ausrichten. Dieses hat nur einen kleinen Sichtöffnungswinkel und muß deshalb in der Regel auf das Ziel eingeschwenkt werden. Während dieses Vorganges kann jedoch der Beobachter das Ziel über die Beobachtungsvorrichtung nicht im Auge behalten. Bei Fahrt über unebenem Untergrund oder bei Kurvenfahrt verliert er deshalb das Ziel leicht vollständig. Ist das Zielgerät stabilisiert, d. h. in mindestens einer Achse von der Bewegung des Systems entkoppeln z. B. über eine Kreiselvorrichtung, so wird die Zielfindung mittels des Zielgerätes für den Beobachter noch dadurch erschwert, daß er im Gegensatz zum Zielgerät die Fahrzeugbewegungen mitmacht.

Bei Zielgeräten ist es bereits bekannt, eine Marke in die Optik des Zielgerätes einzublenden, die abhängig von der verwendeten Munitionsart selbsttätig verstellt wird (DT-OS 23 34 968).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß sie neben einer ständigen Orientierung im Gelände eine problemlose Zielerfassung und -Verfolgung ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung

SS vorgesehen, daß in das zu beoabachtende Sichtfeld des Sichtgerätes mindestens eine Marke eingeblendet ist, deren Bewegung mit der Bewegung des Zielgerätes mindestens in einer Achse gekoppelt ist, und daß eine Vorrichtung zum Ausrichten des Zielgerätes und damit der Marke (oder umgekehrt) auf das Objekt vorgesehen ist

Vorzugsweise ist das Zielgerät dabei in mindestens einer Achse stabilisiert, d. h. von der Bewegung des Systems entkoppelt.

Das Sichtgerät ist bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung unstabilisiert, d. h. mit dem System derart verbunden, daß es dessen Bewegungen mitmacht.

Die Marke kann in Gestall eines Zeigers in das

Sichtfeld des Sichtgerätes eingeblendet sein, der in beliebiger Weise, z. B. auch mechanisch, mit der Bewegung des Zielgerätes vorzugsweise azimutal gekoppelt ist Bei einer bevorzugten Ausführung, bei der das Sichtgerät Bildübertragungselemente aufweist, die S eine Beobachtung aus geschützter Position ermöglichen und um das Beobachtungszentrum mit einer das zeitliche Auflösungsvermögen des menschlichen Auges überschreitenden Drehzahl bewegbar sind - zum grundsätzlichen Aufbau eines solchen Sichtgerätes wird auf Patentanmeldung P 24 57 335.1 verwiesen — , wird die Marke stroboskopisch erzeugt, also bei jedem Umlauf der Rundumsicht ermöglichenden Bildübertragungselemente kurzzeitig mindestens einmal optisch in das Sichtfeld des Sichtgerätes eingeblendet

Bei einer praktischen Ausführung ist hierbei vorzugsweise vorgesehen, daß in mindestens einer der beiden Spiegelflächen eines Bildübertragungselmentes eine Strichmarkierung eingeritzt ist, die stroboskopisch beleuchtbar ist, und daß die Vorrichtung zum Ausrichten des Zielgerätes einen den Einschaltzeitpunkt der Stroboskoplampe je Umlauf der Bildübertragungselemente steuernden Phasenschieber umfaßt, cer die Einschaltzeitpunkte der Stroboskoplampe^) in Abhängigkeit von der Winkellage des Zielgerätes gegenüber dem System verändert

Dem Beobachter wird eine mühelose Zielbeobachtung durch das Sichtgerät und eine gleichzeitige Zielverfolgung dadurch ermöglicht, daß der Phasenschieber mit einem Richtgriff zum Schwenken des Zielgerätes gekuppelt ist

Wenn die Marke als Diopter ausgebildet sein soll, was bevorzugt ist, dann werden zweckmäßig in beiden Spiegelflächen eines Bildübertragungselementepaares Strichmarkierungen eingeritzt die beide stroboskopisch beleuchtbar sind.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum optischen Erfassen und Verfolgen eines Objektes, insbesondere aus einem bewegbaren System, wie einem Fahrzeug, mit einem am System angeordneten Sichtgerät und einem ^;-sonderten Zielgerät.

Gemäß der Erfindung wird bei einem solchen Verfahren eine in das Sichtfeld des Sichtgerätes eingeblendete und die Ausrichtung des Zielgerätes anzeigende Marke auf das im Sichtfeld erscheinende Objekt eingestellt und das Objekt anschließend mittels des Zielgerätcs verfolgt

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen mit weite'er. Einzelheiten näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Schema in Blo^kdarstellung einer Einrichtung gemäß der Erfindung,

Fig.2 einen Schnitt durch ein bei der Einrichtung nach F i g. 1 verwendetes Sichtgerät und

F i g. 3 eine schematische Draufsicht auf das Sichtgerät nach F i g. 2 in Richtung der Pfeile II-II in F i g. 1.

Zunächst sei Aufbau und Wirkungsweise einer Einrichtung zum Erfassen und Verfolgen eines Zieles anhand der Blockdarstellung nach F i g. 1 erläutert.

Die gezeigte Einrichtung, die an einem Fahrzeug, wie einem Panzer angeordnet ist umfaßt ein Zielgerät 1, das von einem Beobachter 3 über einen Richtgriff 2 in Azimut- und ggf. auch in Elevationsrichtung schwenkbar ist.

Ferner ist ein Rundumsichtgerät 4 mit einem in sein Sichtfeld eingeblendeten Diopter 5 vorgesehen. Über das Sichtfeld kann der Beobachter die Umgebung einsehen. Das Zielgerät 1 Ii Jt eine mindestens in einer Achse, z. B. der Drehachse für die Azimutbewegung, stabilisierte, d. h. von der Fahrzeugbewegung um diese Achse entkoppelte Eingangsoptik 6. Diese Eingangsopiik fi ist mit dem Diopter 5 derart gekoppelt, daß dieses jederzeit in dieselbe Richtung ausgerichtet wird, wie die optische Achse des Zielgerätes 1. Der Beobachter kann also die Ausrichtung des Zielgerätes über das Diopter 5 im Sichtfeld des Rundumsichtgerätes 4 beobachten. Das Zielgerät 1 hat einen Einblick 7, z. B. ein Okular oder eine Mattscheibe.

Die gezeigte Einrichtung arbeitet wie folgt:

Der Beobachter 3 benützt zunächst nur das Rundumsichtgerät 4, um sich im Gelände zu orientieren und das Ziel auszumachen. Dabei läßt er zunächst den Richtgriff 2 und das Zielgerät 1 unbeachteL Macht der Beobachter 3 ein Ziel im Sichtfeld des Rundumsichtgerätes aus, so führt er unmittelbar die Eingangsoptik 6 des Zielgerätes I über den Richtgriff 2 auf-; Ziel, und zwar bei unverwandter Beobachtung über das Rundumsichtgerät 4, weil er durch Schwenken der optischen Achse der Eingangsoptik 6 aufgrund der Koppelung mit dem Diopter 5 diesen in gleicher Weise versHh und dadurch im Sichtfeld des Rundumsichtgerätes anhand der Stellung des Diopters 5 bezüglich zum Ziel die Ausrichtung der optischen Achse des Zielgerätt„ 6 bezüglich des Zieles verfolgen kann.

Ist das üiopter 5 ins Ziel geführt, so schließt sich die Zielverfolgung an, indem nun über den Einblick 7 des Zielgerätes 1 weiter beobachtet wird. Die Zielverfolgung kann auch von einem anderer Beobachter übernommen werden, während der Beobachter 3 über das Rundumsichtgerät 4 weiter das Gelände beobachtet und andere Ziele sucht

Die F i g. 2 und 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zum Zielerfassen und -verfolgen.

An einem Teil 21 des Aufbaus eines Panzerfahrzeuges ist ein Gehäuse 8 befestigt, in dem ein über einen Antriebsdrehkranz 9 Prismen 11 bzw. Spiegelpaare 12, 13 drehbar sind. Die Spiegelpaare 12, 13 sind in Larern 22,23 an einem zentralen Teil 24 des Gehäuses gelagert, das eine Haube zur Abschirmung des Kopfes 16 eines Beobachters bildet. Lichtstrahlen fallen in Richtung der Pfeile A in die Spiegelpaare ein und erreichen den Beobachter über einen Rundum-Sehschlitz 25 eus einem durchsichtigen Material in Richtung A'. Die einzelnen Prismen 11 bzw. Spiegelpaare 12, 13 sind gleichmäßig um die Rotationsachse 20 verteilt und durch radiale Wände 10 optisch getrennt, die durch Rippen 10' zum Schutz vor Beschüß und Verschmutzung radial nach außen verlängert sind.

Bei einem der Prismen 11 bzw. Spiegeipaare 12, 13 sind in der Verspiegelung der oberen Spiegelfläche 12 und der unteren Spiegelfläche 13 über die ganze Flächenhöhe jeweils eine radial verlaufende Marke 14 eingeritzt, welche die Verspiegelung lichtdurchlässig macht. Von der Rückseile her sind die verrpiegelten Flächen von einigen rundherum angebrachten Blitzlsmpen 15, 15' beleuchtbar. Wenn beide Strichmarken 14 beleuchtet sind, sieht der Beobachter 16 außer dem Abbild des Gelände; zwei senkrechte helle Striche in seinem Sichtfeld. Diese beiden Striche bilden ein Diopter.

Die Blitzlampen werden im Vergleich zir Drehgeschwindigkeit der Prismen 11 bzw. Spiegelpaare 12, 13, die im Bereich über 16 Hertz liegt, sehr kurzzeitig gezündet. Dabei läßt sich ihn: Winkellage im 360° Sichtfeld des Rundumsichtgerätes durch Steuern der Schaltimpulse für die Blitzlampen 15,15' verändern.

Die Winkclposition des die Dioptermarken 14 aufweisenden Prismas 11 bzw. Spiegelpaares 12,13 wird hierzu mittels eines Potentiometers 17 erfaßt, der synchron mit den Spiegelpaaren 12, 13 bzw. den Prismen 11 rotiert. Diese Winkelposition wird in einen Phasenschieber 26 eingegeben. Eine Stellungsveränderung des Phasenschiebers 26 wird durch Richtungsänderung der optischen Achse eines Zielgerätes 27 erzeugt. Die Schwenkung der optischen Achse des Zielgerätes wiederum wird über einen vom Beobachter 16 betätigbaren Richtgriff 28 bewirkt.

Dem Phasenschieber 26 ist eine Phasenvorgabe 29 für die beiden Blitzlampengruppen 15,15' nachgeschaltet.

Durch Betätigen des Richtgriffes verändert also der Beobachter mit dem Schwenken des Zieigerätes 27 die Schaltzeitpunkte der Blitzlampen 15, 15' und damit die Winkellage des Diopters 14 im Sinne eines Einstellen; auf das Ziel, was er über das Diopter im Sichtfeld de; Sichtgerätes beobachten kann. Beispielsweise kann die Justierung des Diopters parallel zur optischen Achse dei F.ingangsoptik des Zieigerätes 27 so erfolgen, daß dif Ziindimpulse der oberen Blitzlampen 15 zeitlich im einen entsprechenden Betrag gegen die Zündimpulsi für die unteren Blitzlampen 15' verschoben werden.

Anstatt des beschriebenen Diopters mit der strobos

ίο kopischen Beleuchtung können ein Diopter mit zwe Marken oder bei einer besonders einfachen Gestaltung nur eine Marke in anderer Weise, z. B. in Gestalt eines ir das Sichtfeld eingeblendeten Zeigers vorgesehen sein der durch elektrische oder mechanische Koppelung mi dem Zielgerät schwenkbar ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum optischen Erfassen und Verfolgen eines Objektes, insbesondere aus einem bewegbaren System, wie einem Fahrzeug, mit einer Beobachtungsvorrichtung, wie einem Sichtgerät, und einem gesonderten Zielgerät, dadurch gekennzeichnet, daß in das zu beobachtende Sichtfeld des Sichtgerätes (4; 11; 12,13) mindestens eine Marke (5; 14) eingeblendet ist, deren Bewegung mit der Bewegung des Zielgerätes (1; 27) mindestens in einer Achse gekoppelt ist, und daß eine Vorrichtung (2; 26, 28, 29) zum Ausrichten des Zielgerätes und damit der Marke (oder umgekehrt) auf das Objekt vorgesehen ist

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zielgerät (1; 27) in mindestens einer Achse stabilisiert ist

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sichtgerät (4; 11; 12, 13) unstabilisiert dh. mit dem System (21) derart verbunden ist, daß es dessen Bewegungen mitmacht

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zielgerät von einer Periskopanordnung mit Okular für die Beobachtung gebildet ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zielgerät von einer elektronischen Kamera, wie einer Fernsehkamera, gebildet und ein Bildschirm für die Beobachtung vorgesehen ist

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß d?s Sichtgerät Bildübertragungselemente aufweist, die eine Beobachtung aus geschützter Position ermöglichen.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildübertragungselemente um ein Beobachtungszentrum verteilt angeordnete, optisch voneinander getrennte Periskopanordnungen mit je einem Lichtstrahlen zweimal umlenkenden Prisma (11) oder Winkelspiegelpaar (12,13) aufweist.

8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildübertragungselemente (11; 12,13) um das Beobachtungszentrum (Achse 20) mit einer das zeitliche Auflösungsvermögen des menschlichen Auges überschreitenden Drehzahl bewegbar sind.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Marke als Diopter (14) ausgebildet ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Marke stroboskopisch erzeugt ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einer der beiden Spiegelflächen (12, 13) eines Bildübertragungselementes eine Strichmarkierung (14) eingeritzt ist, die stroboskopisch beleuchtbar ist, und daß die Vorrichtung zum Ausrichten des Zielgerätes (27) einen den Einschaltzeitpunkt der Stroboskoplampe^) (15,15') je Umlauf der Bildübertragungselemente steuernden Phasenschieber (26) umfaßt, der die Einschaltzeitpunkte der Stroboskoplampe^) in Abhängigkeit von der Winkellage des Zielgerätes gegenüber dem System (21) verändert.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenschieber (26) mit einem Richtgriff (28) zum Schwenken des Zielgerätes (27) gekuppelt ist

13. Verfahren zum optischen Erfassen und Verfolgen eines Objektes, insbesondere aus einem bewegbaren System, wie einem Fahrzeug, mit einer Beobachtungsvorrichtung, wie einem Sichtgerät, und einem gesonderten Zielgerät, dadurch gekennzeichnet, daß eine in das Sichtfeld des Sichtgerätes eingeblendete und die Ausrichtung des Zielgerätes anzeigende Marke auf das im Sichtfeld erscheinende Objekt eingestellt wird und daß das Objekt anschließend mittels des Zielgerätes verfolgt wird.