DE2740655A1

DE2740655A1 - AUTOMATIC SEARCH HEAD INSTRUCTION

Info

Publication number: DE2740655A1
Application number: DE19772740655
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Schnaebele
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1977-09-09
Filing date: 1977-09-09
Publication date: 1979-03-22
Also published as: FR2402854A1; GB2004038A

Description

MESSERSCHMITT-BÖLKOW-BLOHM S Ottobrunn, 25.08.1977MESSERSCHMITT-BÖLKOW-BLOHM S Ottobrunn, August 25, 1977

GESELLSCHAFT 8183SOCIETY 8183

MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG BTOl Mn/göLIMITED LIABILITY BTOl Mn / gö

MÜNCHENMUNICH

Automatic seeker instruction

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einweisung eines zielverfolgenden Suchkopfes eines Lenkflugkörpers auf ein Ziel von einem, einen oder mehrere Lenkflugkörper tragenden Fahr- oder Flugzeug aus, bei welchem das Ziel Über eine Bildaufnahmeeinrichtung beobachtet wird und der Suchkopf des Lenkflugkörpers vor dem Start nach der durch die Bildaufnahmeeinrichtung vorgegebenen Richtung ausgerichtet wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for training a target-tracking seeker head of a missile to a target of one, one or more missile-carrying Driving or airplane from which the destination is via an image recording device is observed and the seeker head of the guided missile before takeoff after by the image recording device predetermined direction is aligned, as well as a device for performing the method.

Derzeit beispielsweise zu der Panzerbekämpfung von Flugzeugen aus eingesetzte Lenkflugkörper weisen zielverfolgende Suchköpfe (sog. TV-Tracker oder EO-Tracker) auf, die von einem Kampfbeobachter per Hand über einen Lenkknüppel eingewiesen werden. Der Kampfbeobachter sucht und beobachtet hierbei das Ziel über ein TV-System, bestehend aus TV-Kamera und TV-Monitor. Aufgrund des bei ausreichender Vergrößerung und Auflösung beschränkten Blickfeldes der TV-Kamera muß der Pilot vorher mit der Längsachse des Flugzeuges das Ziel anvisieren. Visiervorgang und vor allem die Ausführung der Einweisung per Hand führen u.a. die Reaktionszeit des Menschen in das System ein, mit dem Ergebnis, daß ein zu seinem Schutz schnell und tief fliegendes Flugzeug in der Regel nur einen Flugkörper pro Anflug absetzen kann. Insbesondere bei der Bekämpfung von Gruppenzielen wäre jedoch das Einweisen und Absetzen mehrerer Flugkörper pro Anflug vorteilhaft.Guided missiles currently used for fighting tanks from aircraft, for example, have target-tracking seekers (so-called TV trackers or EO trackers), which were instructed by a combat observer by hand using a steering stick will. The combat observer seeks and observes this Aim via a TV system consisting of a TV camera and TV monitor. Due to the limited field of view of the TV camera with sufficient magnification and resolution, the pilot must first aim at the target with the longitudinal axis of the aircraft. The sighting process and, above all, the execution of the briefing Manually introduce, among other things, the reaction time of the person into the system, with the result that a person is quick to protect himself and low-flying aircraft can usually only drop one missile per approach. Especially in the fight against For group targets, however, the briefing and dropping of several missiles per approach would be advantageous.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine geeignete Vorrichtung zur Einweisung eines zielverfolgenden Suchkopfes eines Lenkflugkörpers auf ein Ziel zu entwickeln,It is therefore an object of the invention to provide a method and a to develop a suitable device for instruction of a target-tracking seeker head of a guided missile to a target,

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welches weitgehend selbsttätig arbeitet und das Einweisen und Absetzen mehrerer Flugkörper bei einem Anflug auf ein Gruppenziel ermöglicht.which works largely automatically and provides instruction and dropping multiple missiles when approaching a group target.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Ziel der Bildaufnahmeeinrichtung mit einem vorgegebenen Bild eines Musterzieles auf Korrelation verglichen wird, der oder die Hittelpunkte der korrelierenden Flächenstücke der Bilder errechnet sowie die errechneten Werte je einem Suchkopf zugewiesen werden und jeder Suchkopf entsprechend dem zugewiesenen Flächenstück ausgerichtet wird.This object is achieved in that the target of the image recording device is compared for correlation with a predetermined image of a sample target, the central point or points the correlating patches of the images are calculated and the calculated values are each assigned to a seeker head and each seeker head is aligned according to the assigned area.

Elektronische Korrelationsverfahren sind z.B. bei der automatischen Zielverfolgung bekannt (Dt-AS 1 623 399) und brauchen deshalb nicht näher beschrieben zu werden; jedoch werden bei diesen Korrelationsverfahren nicht, wie bei der vorliegenden Erfindung, die Bilder einer Bildaufnahmeeinrichtung mit einem vorgegebenen Musterziel verglichen.Electronic correlation methods are known, for example, for automatic target tracking (Dt-AS 1 623 399) and need therefore not to be described in detail; however, these correlation methods do not, as in the present case Invention, the images of an image recording device compared with a predetermined sample target.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der Verwendung eines vorgegebenen Musterzieles, welches beispielsweise aus den charakteristischen Konturen eines Panzers zusammengesetzt ist. Der Vergleich des Bildes der Bildaufnahmeeinrichtung mit dem vorgegebenen Bild des Musterzieles kann nunmehr durch ein elektronisches Korrelationsverfahren erfolgen und die Zieleinweisung automatisiert werden, womit das zeitaufwendige Erfassen, Erkennen und Einweisen eines Zieles durch den Kampfbeobachter entfällt.A major advantage of the method according to the invention is the use of a predefined sample target, which for example, is composed of the characteristic contours of a tank. The comparison of the image of the image recording device with the predetermined image of the sample target can now be done by an electronic correlation process and the target instruction can be automated, with which the time-consuming detection, recognition and instruction of a target by the combat observer is no longer necessary.

Da die heute bekannten elektronischen Korrelationsverfahren vergleichsweise schnell arbeiten, ergibt sich nunmehr die Möglichkeit, das Bild der Bildaufnahmeeinrichtung nach mehreren Zielen gleichzeitig bzw. kurz nacheinander abzusuchen. ErfindungsgemäßSince the electronic correlation methods known today work comparatively quickly, the possibility now arises of the image of the image recording device according to several targets at the same time or in quick succession. According to the invention

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werden dann die ermittelten Ziele dem Suchkopf je eines Lenkflugkörpers zugewiesen und der Suchkopf dann entsprechend dem zugewiesenen Ziel ausgerichtet. Dadurch wird es möglich, schon bei einem Anflug mehrere Flugkörper einzuweisen und abzusetzen.the determined targets are then assigned to the seeker head each of a guided missile and the seeker head then accordingly aligned with the assigned goal. This makes it possible to instruct several missiles during an approach and stop.

Weitere speziellere Verfahrensschritte sowie zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.Further more specific method steps and devices suitable for carrying out the method according to the invention are described in the subclaims.

Anhand eines in den Figuren teilweise schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with the aid of an exemplary embodiment shown partially schematically in the figures. Show it:

Fig. 1 den schematischen Aufbau einer Einrichtung zur automatischen Suchkopfeinweisung;Fig. 1 shows the schematic structure of a device for automatic Seeker instruction;

Fig. 2 die Anordnung von Lenkflugkörpern sowie einer Bildaufnahmeeinrichtung zur automatischen Suchkopfeinn Weisung an einem Flugzeug;2 shows the arrangement of guided missiles and an image recording device for automatic search head instruction on an aircraft;

Fig. 3 die Anordnung mehrerer Lenkflugkörper an einem Waffenträger ;3 shows the arrangement of several guided missiles on a weapon carrier ;

Fig. 4 einen Lenkflugkörper mit lösbaren Halteeinrichtungen.4 shows a guided missile with detachable holding devices.

Die in Fig. 1 dargestellte Bildaufnahmeeinrichtung 1 befindet sich mit einer mechanischen Schwenkeinrichtung 2 auf einem Waffenträger 3 eines Flugzeuges (Fig.2), der eine große Anzahl von Lenkflugkörpern 4 abwurfbereit trägt. Durch diese Anordnung wird das Problem der Parallelausrichtung von Blickachse der Bildaufnahmeeinrichtung 1 einerseits und den Blickachsen der automatischen Nachführeinrichtungen auf den Lenkflugkörpern 4 wesentlich vereinfacht.The image recording device 1 shown in FIG. 1 is located with a mechanical pivoting device 2 on one Weapon carrier 3 of an aircraft (FIG. 2), which carries a large number of guided missiles 4 ready for launch. Through this Arrangement becomes the problem of the parallel alignment of the viewing axis of the image recording device 1 on the one hand and the viewing axes the automatic tracking devices on the guided missiles 4 are significantly simplified.

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Die Lenkflugkörper 4 sind nebeneinander, untereinander und hintereinander so angeordnet, daß gleichzeitig mehrere freie Sicht auf ein Bodenziel haben (Fig.3). Hierzu weist jeder Lenkflugkörper 4 eine eigene Halte- und Abstoßeinrichtung auf, welche in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist. Die Halteeinrichtung besteht aus zwei Paar Haltezangen 6 und zwei Paar Halteklötzen 7; die Abschußeinrichtung besteht im wesentlichen aus einem beweglichen Abstoßkolben 8. Die Haltezangen eines Lenkflugkörpers sind untereinander durch einen Drehstab 9 miteinander verbunden, der außerdem den Abstoßbolzen 8 betätigt und nach hinten zur manuellen Betätigung der Zangen 6 bei Be- und Entladung verlängert und zugänglich ist. Der Drehstab 9 wird zum Starten des Lenkflugkörpers vom Flugzeug aus durch ein Stellglied 26 betätigt, welches über ein elektrisches Signal steuerbar ist. Eine Haltezange 6 wird aus zwei beweglichen Halteklauen Io gebildet (Fig.3), die im beladenen Zustand in schwalbenschwanzförmige Vertiefungen der Halteklötze 7 eines darüberhängenden Lenkflugkörpers oder des Waffenträgers 3 eingreifen. Die Halteklauen Io werden betätigt über je eine Stange 11 und einen gemeinsamen Rotor 12, der auf dem Drehstab 9 sitzt. Die Fig. 3 zeigt mehrere Lenkflugkörper 4, die über die Halteklauen Io untereinander oder mit dem Waffenträger 3 verbunden sind. Ein Lenkflugkörper 4 ist mit geöffneten Halteklauen Io und ausgefahrenem Abstoßkolben 8 dargestellt. Zur besseren Justierung weist jeder Lenkflugkörper 4 eine Noppe 13 und eine entsprechende Vertiefung 14 auf, die auch am Waffenträger 3 an entsprechender Stelle vorhanden ist. Außerdem weist jeder Lenkflugkörper zwei nicht dargestellte Nabelschnüretecker zur Übertragung von Signalen von bzw. zu dem Waffenträger auf.The guided missiles 4 are arranged next to one another, one below the other and one behind the other so that at the same time several have a clear view of a ground target (FIG. 3). For this purpose, each guided missile 4 has its own holding and pushing device, which is shown in FIGS. The holding device consists of two pairs of holding tongs 6 and two pairs of holding blocks 7; the launching device consists essentially of a movable push-off piston 8. The holding tongs of a guided missile are interconnected by a torsion bar 9, which also actuates the push-off pin 8 and is extended and accessible to the rear for manual operation of the tongs 6 during loading and unloading. To start the guided missile from the aircraft, the torsion bar 9 is actuated by an actuator 26 which can be controlled via an electrical signal. A holding tong 6 is formed from two movable holding claws Io (FIG. 3) which, when loaded, engage in dovetail-shaped depressions in the holding blocks 7 of a guided missile hanging above or in the weapon carrier 3. The holding claws Io are actuated via a rod 11 and a common rotor 12, which sits on the torsion bar 9. 3 shows several guided missiles 4 which are connected to one another or to the weapon carrier 3 via the holding claws Io. A guided missile 4 is shown with the holding claws Io open and the push-off piston 8 extended. For better adjustment, each guided missile 4 has a knob 13 and a corresponding recess 14, which is also present on the weapon carrier 3 at a corresponding point. In addition, each guided missile has two umbilical cord plugs (not shown) for transmitting signals from and to the weapon carrier.

Das in Fig. 1 dargestellte System weist weiterhin einen Rechner 14, der evtl. zentraler Rechner des Flugzeuges sein kann, einen Monitor 15 für den Kampfbeobachter KBO, eine Bedienungseinrichtung 16 sowie eine Lenkeinrichtung 17 zum Schwenken The system shown in Fig. 1 also has a computer 14, which can possibly be the central computer of the aircraft, a monitor 15 for the combat observer KBO, an operating device 16 and a steering device 17 for pivoting

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- 9 der Bildaufnahmeeinrichtung auf.- 9 of the image recording device.

Der Lenkflugkörper weist im wesentlichen einen Suchkopf, bestehend aus einem Sensor 18, einer Nachführeinrichtung 19 mit einem Referenzgeber 2o und einem Rechner 21, ein Rudermaschinensystem 22 mit aerodynamischen Rudern 23, einer Gefechtsladung 24 sowie Halte- und Abstoßeinrichtungen 6 und 8 auf. Der Lenkflugkörper kann gegebenenfalls auch mit einer Antriebs- oder einer Bremseinrichtung ausgerüstet sein.The guided missile essentially comprises a seeker head from a sensor 18, a tracking device 19 with a reference generator 2o and a computer 21, a rowing machine system 22 with aerodynamic oars 23, a combat charge 24 and holding and pushing devices 6 and 8 on. The guided missile can optionally also with a Be equipped with a drive or a braking device.

Zur Einweisung eines Suchkopfes dienen im wesentlichen die Bildaufnahmeeinrichtung 1, die Schwenkeinrichtung 2 und der Rechner 14. Die Bildaufnahmeeinrichtung 1 kann ebenso wie der Suchkopf des Lenkflugkörpers einen oder mehrere parallele Sensoren mit matrixartiger Auflösung aufweisen, wie z.B. eine TV- oder eine Wärmebildkamera oder auch eine Kombination von beiden. Der Rechner dient zur Erkennung einer vorgegebenen Zielstruktur (Musterziel) zur die Weitergabe der erkannten Zielpositionen (Azimut- und Elevationswinkel) an einen der abwurf bereiten Lenkflugkörper sowie zum Vergleich des vom Lenkflugkörper-Suchkopf als Ziel anvisierten Bildes mit dem eingewiesenen Ziel und evtl. Bildung daraus resultierender Korrekturkommandos und letztlich zur Abgabe eines Startsignals für den jeweiligen Lenkflugkörper. Aufgrund der gewünschten Mehrfachzielbekämpfung müssen diese Funktionen für mehrere Ziele und Lenkflugkörper zeitlich parallel ablaufen.The image recording device 1, the swivel device 2 and the Computer 14. The image recording device 1, like the seeker head of the guided missile, can have one or more parallel ones Have sensors with matrix-like resolution, such as a TV or thermal imaging camera or a combination of both. The computer is used to recognize a specified target structure (sample target) for the transmission of the recognized Target positions (azimuth and elevation angles) to one of the dropping points prepare missile as well as compare that from the missile seeker The target image with the instructed target and possible formation of the resulting correction commands and ultimately to issue a start signal for the respective guided missile. Because of the desired multiple target combat these functions must run in parallel for several targets and guided missiles.

Zur Erkennung der vorgegebenen Zielstruktur kann folgendes Auswerteverfahren angewendet werden:The following evaluation method can be used to identify the specified target structure be applied:

Das im Rechner 14 gespeicherte Bild der Bildaufnahmeeinrichtung 1 wird Zeile für Zeile, beispielsweise von oben nach unten, auf Korrelation mit einem dem Rechner 14 eingegebenenThe image of the image recording device 1 stored in the computer 14 is displayed line by line, for example from top to bottom below, for correlation with an input to the computer 14

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- Io -- Io -

Musterziel untersucht. Überschreitet der Korrelationswert eines Teils der Zeile einen Schwellwert, beispielsweise 70%, so wird dies als "zielverdächtig" interpretiert und es wird die Länge des ersten kor r euer enden Zeilenabschnittes ermittelt und festgehalten. Daraufhin werden sofort die unmittelbar darunter liegenden Zeilen im Bereich des zielverdächtigen Zeilenabschnittes untersucht. Wird auch hier die Korrelationsschwelle überschritten und entspricht das Verhältnis von Zielbreite und -höhe in etwa dem des Musterzieles, so wird die entstandene Fläche als Ziel interpretiert, sein Mittelpunkt errechnet und diese Oaten an den Suchkopf eines Lenkflugkörpers weitergegeben. Die Einweisung des Lenkflugkörper-Suchkopfes erfolgt in einer ersten Stufe über die Geometrie von Bildachse der Bildaufnahmeeinrichtung 1, Waffenträger 3 und Lenkflugkörper 4, im weiteren durch die vom Rechner 14 ermittelte Zielposition und schließlich durch Vergleich zwischen dem als Ziel identifizierten Bildausschnitt der Bildaufnahmeeinrichtung und dem Bild des Lenkflugkörper-Suchkopfes. Über die Lenkeinrichtung 17 kann der Kampfbeobachter die bevorzugte Einweiserichtung angeben, worauf der Rechner 14 die mechanische Schwenkeinrichtung 2 der Bildaufnahmeeinrichtung l ansteuert. Elevations- und Azimutwinkel der geschwenkten Bildaufnahmeeinrichtung 1 in bezug auf deren Nullage (■ Parallelstellung zur Flugzeuglängsachse), werden durch den Rechner bei der Einweisung des Lenkflugkörper-Suchkopfes berücksichtigt.Sample target examined. If the correlation value of a part of the line exceeds a threshold value, for example 70%, this is interpreted as "suspect" and the length of the first correct ending line segment is determined and recorded. The lines immediately underneath are then immediately displayed in the area of the suspect target Line section examined. If the correlation threshold is exceeded here too and the ratio of target width and height roughly corresponds to that of the sample target, the resulting area is interpreted as the target, its center point is calculated and this data is sent to the seeker head of a guided missile passed on. The instruction of the guided missile seeker head takes place in a first stage via the geometry of the image axis the image recording device 1, weapon carrier 3 and guided missile 4, further by the target position determined by the computer 14 and finally by comparison between the target identified image section of the image recording device and the image of the guided missile seeker head. The combat observer can use the steering device 17 to indicate the preferred direction, whereupon the computer 14 controls the mechanical pivoting device 2 of the image recording device 1. Elevation and azimuth angle of the pivoted image recording device 1 with respect to its zero position (■ parallel position to Aircraft longitudinal axis), are taken into account by the computer when instructing the guided missile seeker head.

Unmittelbar nach der "Erkennung¹* eines Zieles und der Festlegung seines Mittelpunktes wird das Bild der Bildaufnahmeeinrichtung 1 auf weitere Ziele untersucht, in gleicher Weise ausgewertet und weitere Lenkflugkörper auf die "erkannten" Ziele eingewiesen. Auf dem Monitor 15 werden die betreffenden Ziele für den Kampfbeobachter als "eingewiesen" ersichtlich markiert. Hat der Kampfbeobachter an der Bedienungseinheit 16Immediately after the "detection ¹ * of a target and the determination of its center point, the image of the image recording device 1 is examined for further targets, evaluated in the same way and further guided missiles instructed on the" recognized "targets The combat observer is clearly marked as "briefed"

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den Start grundsätzlich freigegeben, so wird der Suchkopf des Lenkflugkörpers auf selbsttätiges Nachführen umgeschaltet, die Haltezangen 6 des eingewiesenen Lenkflugkörpers geöffnet und der Lenkflugkörper durch die Abstoßeinrichtung 8 von dem darüberhängenden Lenkflugkörper bzw. vom Waffenträger 3 abgestoßen.the start is generally released, the seeker head of the guided missile is switched to automatic tracking, the holding tongs 6 of the instructed guided missile open and the guided missile by the repelling device 8 from the guided missile hanging above or from the weapon carrier 3 repelled.

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Claims

1. Method for instruction of a target-tracking seeker head of a guided missile on a target of one, or several missile-carrying vehicles or aircraft, in which the target is observed via an image recording device and the seeker head of the guided missile before take-off according to the predetermined by the image recording device Direction is aligned, characterized in that the image of the image recording device is compared with a predetermined image of a sample target for correlation, the center point or points of the correlating Calculated areas of the images as well as the

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The calculated values are each assigned to a search head and each search head according to the assigned area is aligned.

2. The method according to claim 1, characterized that the image of the image recording device is stored, cellular with a predetermined image of a two-dimensional Sample target compared, the length of a first correlating line segment is determined and then the following lines are examined for further correlation in the area of the first correlating line segment will.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the pattern target as a video structure and the image of the image recording device is stored in a matrix-like manner in a computer and examined for correlation.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the instruction of the seeker head the guided missile is controlled by the computer before take-off.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the optical axis of the image recording device is pivotable via a steering device and the computer.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the one instructed Seeker head compared image recorded before the launch of the guided missile with the image of the image recording device and if the images are identical, the next one

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Tracking of the seeker head by a missile's own automatic tracking device is adopted.

7. Device for performing the method according to one of claims 1 to 6 with a guided missile, the one Having seeker head with a sensor device and an automatic tracking device and with a device for instruction of the seeker head before the launch of the guided missile, characterized in that the Device for instructing the seeker head has a computer (14) which is connected to an image recording device (1) and connected to the tracking device (20) and a computer (21) of the guided missile (4) before it is launched is.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the computer (14) with the sensor device (15) of the guided missile (4) is connected to form a correction signal.

9. Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that the image recording device (1) has a pivoting device (2) connected to the computer (14).

10. Device according to one of claims 7 to 9, characterized characterized in that the image recording device (1) has a device (15) for image reproduction connected is.

11. Device according to one of claims 7 to lo, characterized characterized in that the image recording device (1) is arranged on a weapon carrier (3).

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12. Device according to one of claims 7 to 11, characterized in that the guided missile (4) a holding device (6) releasable from the vehicle or aircraft for attachment to a weapon carrier (3) or on other guided missiles (4) as well as a push-off device each (8).

13. The apparatus according to claim 11, characterized in that each guided missile (4) individually or in groups of several can be released from the weapon carrier (3).

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