DE2800195A1 - Anlage zur automatischen verhuetung von schiffskollisionen - Google Patents

Anlage zur automatischen verhuetung von schiffskollisionen

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DE2800195A1 DE19782800195 DE2800195A DE2800195A1 DE 2800195 A1 DE2800195 A1 DE 2800195A1 DE 19782800195 DE19782800195 DE 19782800195 DE 2800195 A DE2800195 A DE 2800195A DE 2800195 A1 DE2800195 A1 DE 2800195A1
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Description

SCHIFF ν. FDNER OTREHL SCHÖBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK
Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf Mittel der Schiffsführung und betrifft insbesondere eine Schiffsanlage zur Automatisierung der Kollisionsverhütung.
Die Erfindung kann zur Automatisierung der Schiffsführung der See- und Binnenschiffe Verwendung finden.
Während der Schiffsführung nimmt der am Schiff angeordnete Empfänger der Radaranlage Radarsignale auf, die sowohl von den Überwasserobjekten, die für das Schiff bei seiner Fahrt eine Gefahr darstellen, als auch von der Seeoberfläche und den Hydrometeoren bzw. meteorologischen Erscheinungen unter Wasser reflektiert werden.
Störungen in Form der von der Seeoberfläche und den Hydrometeoren reflektierten Echos des Radarsignals wirken sich auf die Stabilität der automatischen Verfolgung der Zielobjekte in der Schiffsanlage zur Automatisierung der Kollisionsverhütung nachteilig aus. Bei hoher See bzw. intensiven Meteorbildungen werden die von der Seeoberfläche und
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den Hydrometeoren reflektierten Signale mit den vom Zielobjekt reflektierten Signalen vergleichbar. Infolgedessen werden in der Schiffsanlage zur Kollisionsverhütung falsche Signale ausgeschieden, die die von den Zielobjekten reflektierten Signale tarnen. Letzten Endes werden die Störsignale weiterverarbeitet, und die automatische Verfolgung des tatsächlichen Zielobjektes wird unterbrochen. Die Wahrscheinlichkeit der Ausscheidung von falschen Signalen hängt von der Intensität der Störungen, der gewählten Größe des Strobs der Verfolgung des Zielobjektes, in dem die Entdeckung der Nutzsignale erfolgt, sowie dem gewählten Kriterium der Entdeckung des Zielobjektes ab.
In der Praxis der Schiffsführung sind Schiffsanlagen zur Automatisierung der Kollisionsverhütung bekannt, die einen Situations ar· seiger enthalten, der an die Radaranlage aufschlössen ist, die eine Empfänger und einen Synchronesator besitzt. Der Situations anzeiger erhält vom Empfänger der Radaranlage ein Videosignal, und an diesem wird die Übermasse: radärlage angezeigt, die eine Information über die Lage der Oberwasserobjekte bezüglich des eigenen Schiffs enthält, Die genannten Anlagen enthalten ferner eine Einheit zum Kodieren des Videosignals, die eine Schwellenwertschaltung, eine Quantisierungseinrichtung und einen Pufferspeicher$ die in Reihe geschaltet sind, besitzt und die mit dem Eingang an den Empfänger der Radaranlage und mit dem Ausgang über die Sin- und Ausgabeeinheit an den Elektronenrechner atige-
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*- ö —
schlossen ist. Die genannten Anlagen enthalten eine Einheit zum Formen des Strobs der Verfolgung des Zielobjektes, die einen Generator der Zählimpulse, einen an den Generatorausgang angeschlossenen Zähler der laufenden Entfernung bis zum Zielobjekt besitzt, an dessen Ausgang der Eingang der Schaltung zum Vergleich der Entfernung angeschlossen ist, während an den Ausgang der letzteren der Eingang des -Strobgenerators gelegt ist, dessen Ausgang an den zweiten Eingang der Quant isierungseinrichtung angeschlossen ist.
Der Elektronenrechner gibt über die Informations-Singabe-Ausgabe-Sinheit der Einheit zum Formen des Strobs der Verfolgung des Zielobjektes Signale, die die Bewegung des Strobs der Verfolgung des Zielobjektes steuern. In den beschriebenen Anlagen ist eine Einheit zum Formen von Signalen zur Steuerung der Verstärkung des Empfängers cer Radaranlage vorgesehen. Dieser Empfänger ist als Überlagerungsempfänger ausgeführt und besitzt einen Zwischenfrequenzverstärker und einen an seinen Ausgang angeschlossenen Videoverstärker. Die Einheit zum Formen von Signalen zur Steuerung der Verstärkung des Empfängers der Radaranlage ist mit dem ersten Eingang an den Ausgang dieses Smpfängers, mit dem zweiten Eingang an den Ausgang der Einheit zum Formen des Strobs der Verfolgung des Zielobjextes und mit dem Ausgang an den Steuere ingang des Videoverstärkers angeschlossen.
Der über die Informations-Singabe-Ausgabe-Einheit mit den Situationsanzeiger verbundene Elektronenrechner gewährleistet
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die Ausscheidung des vom Zielobjekt reflektierten Signals am Hintergrund von Störungen und erzeugt Signale zur Steuerun: des Strobs der Verfolgung des Zielobjektes. Der Elektronenrechner bestimmt außerdem die Koordinaten, die Parameter der Bewegung der Zielobjekte, die Parameter der Annäherung des eigenen Schiffs an diese Zielobjekte, wertet den Grad der Gefahr der Annäherung an diese durch Vergleich der ermittelten __ Parameter der Annäherung mit den zulässigen aus und gibt die Information über die zu verfolgenden Zielobjekte zum Situations anzeiger aus.
Auf dem Situations anzeiger wird diese Information gleichzeitig mit der Üb a r 7j as s er rad ar lage abgebildet.
Zur Verminderung der Intensität von Störungen wird in den beschriebenen Anlagen eine automatische Regelung des Schwellenwertes der Entdeckung des Zielobjektes in der Schwellenwertschaltung der Einheit zum Kodieren des Videosignals in Übereinstimmung mit den Signalen vorgenommen, die in der Einheit zum Formen von Signalen zur Steuerung der Verstärkung des Empfängers der Radaranlage nach dem mittleren Pegel der Störsignale erzeugt werden. Für eine vollständigere Ausnutzung des dynamischen Bereiches der Eingangssignale des Empfängers der Radaranlage wird dabei auch die- Amplitude des Videosignals geregelt, das an den Eingang der Schwellenwertschaltung angelegt wird«. Dies wird durch Änderung des Verstärkungsfaktors des Videoverstärkers durch Anlogen von Signalen zur Steuerung der Verstärkung des Empfängers an den Steuereingang des Videoverstärkers erreicht. Eine solche Regelung ist aber wenig effektiv und
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gewährleistet nicht die erforderlich Storsicherheit für den Kanal der automatiseilen Verfolgung der Zielobjekte bei seiner Funktion, da die Steuerung des Schwellenwertes der Begrenzung des Videosignals den Unterschied zwischen den Kennwerten der Nutzsignale und der Störsignale nicht berücksichtigt und es nicht gestattet, den dynamischen Bereich der Eingangssignale des Empfängers der Radaranlage(in der Größenordnung von -80 - 100 dB) vollständig auszunutzen, da der Verstärkungsfaktor des Videoverstärkers nur im Bereich von 10 bis 15 dB geändert werden kann. Weiterhin werden auch andere Faktoren der möglichen Unterdrückung der Störungen, beispielsweise die Unterschiede im Gesetz der zeitlichen Verteilung der Störsignale und des Nutzsignals, die Unterschiede in den Amplituden der Störsignale und der ITutzsignale nicht ausgenut st.
Zweck der Erfindung
Zweck der Erfindung besteht darin, die oben genannten Nachteile zu beseitigen und die Sicherheit der Schiffsführung unter ungünstigen meteorologischen Bedingungen zu erhöhen.
g des V/es ens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schiffsanlage zur Automatisierung der Kollisionsverhütung zu schaffe
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die es gestattet, die Störsicherheit der automatischen Verfolgung von Zielobjekten, die unter Bedingungen des intensiven Seeganges und bei intensiven Meteorbildungen eine Gefahr für die Schiffsführung darstellen» durch Anpassungsteuerur. der Verstärkung des Smpfängers der Radaranlage im Stroh der Verfolgung des Zielobjektes unter Berücksichtigung des Unterschiedes im Gesetz der Verteilung in der Zeit, in den Amplituden der Störsignale und der Nutzsignale zu erhöhen.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der Schiffsanlage zur Automatisierung der Kollisionsverhütung, die eine Radaranlage, die einen Empfänger der von den Überwasserobjekten reflektierten Radarsi^nale mit einem Zwischenfrequenzverstärker und einen Synchronisator besitat, einen Situationsanzeiger, der an den Empfänger der Radarsignale angeschlossen ist und der von diesem ein Videosignal bekommt, das die Information über die Koordinaten der Uberwasserobjekte trägt, einen Elektronenrechner, der die von den Zielobjekten reflektierten Signale von den Störungen ausscheidet, die Koordinaten und die Parameter der Bewegung der Zielobjekte, die Parameter der Annäherung des eigenen Schiffs an diese bestimmt, den Grad der Gefahr der Annäherung an diese auswertet und die Information über die zu verfolgenden Zielobjekte an den Situationsanzeiger ausgibt, eine Informations-Eingabe-Einheit, über die der Situationsanzeiger an den Elektronenrechner angeschlossen ist, eine Einheit zum Formen des Strobs der Ver-
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folgung des Zielobjektes, die einen Generator der Zählimpulse, einen Zähler der laufenden Entfernung, der mit den Eingängen an den Synchronisator und den Generator der Zähliapulse angeschlossen ist, eine Schaltung sum Vergleich der Entfernung, die mit einem Eingang an den Zähler der laufenden Entfernung und mit dem anderen Eingang über die Infornations-Eingabe-Ausgäbe-Einheit an den Elektronenrechner angeschlossen ist, einen Former des Strobs besitzt, dessen Eingang an die Schaltung zum Vergleich der Entfernung angeschlossen ist. wobei die Einheit zum Formen des Strobs der Verfolgung des Zielobjektes einen Strob der Verfolgung des Zielobjektes nach den vom Elektronenrechner kommenden Koordinaten des Zielobjektes erzeugt, eine Einheit zum Kodieren des Videosignals, die eine Schwellenwertschaltung, deren Eingang an den Empfänger der liadarsignale angeschlossen ist, eine Quant is ierurigseinrichtung, die mit den Eingängen an den Ausgang des Formers des Strobs und den Ausgang der Schwellenwertschaltung angeschlossen ist, und einen Pufferspeicher hat, der über die Informations-Singabe-Ausgabe-Einheit an den Elektronenrechner angeschlossen ist, wobei die Einheit zum Kodieren des Videosignals das vom Smpfängsr der Radarsignale kommende Analogvideosignal in den Kode des Elektronenrechners umwandelt, eine Einheit zum Formen von Signalen für Steuerung der Verstärkung des Empfängers der Radarsignale, die mit dem Ausgang an den Empfänger der Radarsignale angeschlossen ist, enthält,
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erfindungsgemäß die Einheit zum Formen des Strohs der Verfolgung des Zielobjektes mit zwei Schaltungen zum Vergleich der Entfernung, von denen jede mit den Eingängen an den Ausgang des Zählers der laufenden Entfernung bis zum Zielobjekt, mit anderen Eingängen über die Informations-Eingabe-Ausgabe-Einheit an den Elektronenrechner angeschlossen ist, einem Former des Signalhalbstrobs versehen ist, während die Ausgänge einer der genannten Schaltungen zum Vergleich der Entfernung .an den Eingang des Formers des Strobs. bzw. den Eingang des Formers des Signalhalbstrobs angeschlossen, und der Ausgang der anderen Schaltun; zum Vergleich der Entfernung an den anderen Eingang des Formers des Signalhalbstrobs angeschlossen sind, die Einheit zum Kodieren des Videosignals einen Selektor besitzt, der an den Ausgang der Quantisierungseinrichtung mit dem ersten Eingang und an den Ausgang des Formers des Signalhalbstrobs mit dem zweiten Eingang angeschlossen ist, mit einem zweiten Pufferspeicher versehen ist, wobei jeder Pufferspeicher mit dem ersten Eingang an einen der Ausgänge des Selektors und mit; dem zweiten Eingang und dem Ausgang über die Informations-Eingabe-Ausgabe-Einheit an den Elektronenrechner angeschlossen ist,während die Einheit zum Kodieren des Videosignals an den Elektronenrechner den Kode des Videosignals vom Ausgang eines Pufferspeichers beim Fehlen des Signalhalbstrobs im letzteren und vom Ausgang dos anderen Pufferspeichers bei Vorhanden-
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sein des Signalhalbstrobs im letzteren ausgibt, die Einheit zirr Formen von Signalen zur Steuerung der Verstärkung des Fmpfängers der Radaranlage einen Former des Markmals des Zeichens der Zählimpulse enthält, der mit den Eingängen über die Informations-Bingabe-Ausgabe-Einheit an den Elektronenrechner angeschlossen ist und der vom Elektronenrechner die Information über das Vorhandensein bzw. das Fehlen des Zielobjektes in dem Rauschhalbstrob und dem Signalhalb st rob bekommt, einen Generator der Schwellenwertpegel, der einen Reversierzähler besitzt, dessen Zähleingang über die Informations-Eingabe-Ausgabe-Einheit an den Elektronenrechner und dessen Zeicheneingang an den Ausgang des Formers des Merkmals des Zeichens der Zählinipulse angeschlossen sind, während der Reservierzähler den ?Iode des Steuersignals formt, der dem erforderlichen Verstärkungsfaktor des Zwischenfrequenzverstärkers des Empfängers der Radarsignale im St-rob der Verfolgung des Zielobjektes nach den Zählimpulsen proportional ist, die an den Zählsingang in einer Menge körnen, die dem erforderlichen Verstärkungsfaktor des Zwischenfrequenzverstärker des Empfängers der Radarsignale proportional ist und die mit dem Merkmal des Zeichens der Zählimpulse übereinstimmt, einen Wandler "Kode-Spannung", der mit den Eingängen an die Einheit zum Formen des Strobs der Verfolgung des Zielobjektes und an den Ausgang des Reversierzählers angeschlossen ist, der den im Reversierzähler enthaltenen Kode in eine Spannung umwandelt, die dem erforderlichen Verstärkungsfaktor des Zwischenfrequenzverstärkers im Strob der Verfolgung des Zielobjektes
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proportional ist, während der Zwischenfrequenzverstärker mit einem steuerbaren Verstärkungsfaktor ausgeführt und mit seinem Steuereingang an den Ausgang des Wandlers "Kode Spannung" angeschlossen ist·
Ausführungsbeispiel
Im folgenden wird die Erfindung anhand
eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigt
. Fig.l eine Strukturschaltung der erfindungsgemäßen Schiffsanlage zur Automatisierung der Kollisionsverhütung·,
Fig. 2 eine Logikschaltung des erfindungsgemäßen Generators der Schwellenwertpegel; und
Fig. 3 eine Logikschaltung des Formers des Merkmals des Zeichens der Zählimpulse, gemäß der Erfindung.
Die Schiffsanlage zur Automatisierung der Kollisionsverhütung enthält einen Situationsanzeiger 1 (Fig. 1), eine Informations-Eingabe-Ausgabe-Sinheit 2, einen Elektronenrechner 5> eine Einheit 4 zum Kodieren des Videosignals, eine Einheit 5 zum Formen des Strobs der Verfolgung des Zielobjektes, eine Radaranlage 6, die einen Empfänger 7 der ßadarsignale und einen Synchronisator 8 besitzt, eine Einheit 9 zum Formen von Signalen zur Steuerung der Verstärkung des Empfängers 7·
Die Einheit 4 zum Kodieren des Videosignals enthält eine Schwellenwertsehaltung 10, die an den Eingang 11 der Quantisie-
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rungseinrichtung 12 angeschlossen ist, die ihrerseits an den Eingang 13 des Selektors 14 angeschlossen ist. Außerdem hat die Einheit 4 Pufferspeicher 15, 16, an deren Eingänge 17, 18 die Ausgänge des Selektors 14 angeschlossen sind.
Die Einheit 5 zum Formen des Strobs der Verfolgung des Zielobjektes besitzt einen Generator 19 der Zählimpulse, einen Zähler 20 der laufenden Entfernung bis zum Zielobjekte, Schaltungen 21, 22, 23 zum Vergleich der Entfernung, einen Former 24· des Strobs der Verfolgung und einen Former 25 des Signalhalbstrobs. Der Generator 19 der Zähl impulse ist mit dem Ausgang an den Eingang 26 des Zählers 20 der laufenden Entfernung bis zum Zielobjekt angeschlossen, dessen Ausgang an die Eingänge 27, 28, 29 der Schaltungen 21, 22 bzw.
23 zum Vergleich der Entfernung angeschlossen ist. Der Former 24 des Strobs der Verfolgung des Zielobjektes ist mit den. Eingang 30 an den Ausgang der Schaltung 21 zum Vergleich der Entfernung, mit dem Eingang y\ an den Ausgang der Schaltung 22 zum Vergleich der Entfernung und mit dsia Ausgang an den Eingang 32 der Quantisierungseinrichtung 12 angeschlossen. Der Former 25 des Signalhalbstrobs ist mit dem Eingang 33 an den Ausgang der Schaltung 22 zum Vergleich der Entfernung, mit dem Eingang 34 - an den Ausgang der Schaltung 23 zum Vergleich der Entfernung und mit dem Ausgang an den Eingang 35 des Selektors 14 angeschlossen. Die Schaltungen 21, 22, 23 zum Vergleich der Entfernung sind mit den entsprechenden Eingängen 36, 37, 38 über den Eingang
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39 der Informations-Eingabe-Ausgabe-Einheit 2 an den Elektronenrechner 3 angeschlossen.
Der Empfänger 7 der Radarsignale besitzt einen Mischer und einen Überlagerer 40, einen mit dem Eingang 42 an den Mischer und den Überlagerer 40 angeschlossenen Zwischenfrsiuen: •verstärker 41 und. einen mit dem Eingang 44 an den Zwischenfrequenzverstärker 41 angeschlossenen Videoverstärker 43·
Der Situations anzeiger 1 ist mit seinem Eingang 45 an den Ausgang des Videoverstärkers 43, mit dem Eingang 46 über den Eingang 39 der Inf orniations-Eingabe-Ausgabe-Eiriheit 2 an den Elektronenrechner 3'und. mit den Ausgang über den Einsang
47 der Informations-Eingabe-Ausgabe-Einheit 2 an den Eingang
48 des Elektronenrechners 3 angeschlossen»
Der Eingang 49 der Schwellenwertschaltung 10 ist 22, den Ausgang des Videoverstärkers 43,die Eingänge 50, 5I der entsprechenden Pufferspeicher 15} 16 sind über den Eingang 39 der Inforaations-Eingabe-Ausgabe-Einheit 2 an den Elektronenrechner 3 angeschlossen. Die Ausgänge der Fufferspeicher 15, 16 sind über die Eingänge 52, 53 der Inforraations-Eingabe-Ausgabe-Binheit 2 an den Eingang 48 des Elektronenrechners 3 angeschlossen.
Der Synchronisator 8 ist mit dem Ausgang an den Eingang 54 des Zählers 20 der laufenden Entfernung angeschlossen,
Die Einheit 9 zum Pormen von Signalen zur Steuerung des Verstärkers des Empfängers 7 der Radarsignale besitzt einen Former 55 des Merkmals des Zeichens der Zählimpulse und einen Genarator 56 der Schvvellenv/crtpegel. Der letztere hat
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einen Reversierzähler 57 (Fig. 2), einen Wandler 58 "Kode Spannung" (Digital/Analog), der mit dem Eingang 59 an den Ausgang des ReversierZählers 59, mit dem Eingang 60 an die Einheit 5 zum Formen des Strobs der Verfolgung des Zielobjektes und mit dem Ausgang an den Steuereingang 61 des Zwischenfrequenzverstärkers 41 angeschlossen ist.
Der Former 55 des Merkmals des Zeichens der Zählimpulse enthält Inverter 62, 63 (Fig. 3) mit Eingängen 64 bzw. 65, eine UND-Schaltung 66, eine ODER-Schaltung 67 und einen Trigger 68. Der Eingang 69 der UND-Schaltung 66 ist an den Eingang 64 des Inverters 62, der Eingang 70 der UND-Schaltung 66 an den Ausgang des Inverters 63 angeschlossen. Die Eingänge 71, 72 der UND-Schaltung 67 sind an den Ausgang des Inverters 62 bzw. den Ausgang der UND-Schaltung 66 angeschlossen. Der Eingang 73 des Triggers 68 ist an den Ausgang der ODER-Schaltung 67, der Eingang 74 des Triggers 68 an den Ausgang des Formers 24 des Strobs der Verfolgung des Zielobjektes gelegt.
Der Zähleingang 75 des ReversierZählers 57 ist über den Eingang 39 der Informations-Eingabe-Ausgabe-Einheit 2 an den Elektronenrechner 3, der Zeicheneingang 76 des Reversierzählers 57 an den Ausgang des Triggers 68 angeschlossen.
Die Schiffsanlage zur Automatisierung der Kollisionsverhütung funktioniert folgendermaßen.
Der Operateur gibt die Zielobjekte für die Verfolgung vom Situationsanzeiger 1 über die Informations-Eingabe-Aus-
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gabe-Einheit in den Elektronenrechner 3 ein, indem er das in der Zeichnung nicht dargestellte elektronische Visier auf das am Leuchtschirm des Situationsanzeigers 1 vorhandene, in der Zeichnung nicht dargestellte Zielzeichen legt und die in der Zeichnung nicht gezeigte Taste 11EIJJGABS" am in der Zeichnung nicht dargestellten Steuerpult des Situationsanzeiger· 1 niederdrückt. Auf das Steuersignal von der Taste "EINGABE" erzeugt der Elektronenrechner 3 die Kodes des Anfangs, der Mitte und des Endes des Strobs der Verfolgung des Zielobjektes und steuert mittels der Einheit 5 zum Formen des Strobs der Verfolgung des Zielobjektes die Punktion der Einheit zum Kodieren des Videosignals und der Einheit 9 zum Formen von Signale für Steuerung der Verstärkung des Empfängers 7 der Rad ar signale.
Vom Ausging des Empfängers 7 der Radarsignale gelangt das Videoaignal in die Einheit 4 zum Kodieren des Videosignals, in welcher in der Schwellenwertschaltung IO und der Quantisierungseinrichtung 12 im Bereich des Strobs der Verfolgung des Zielobjoktes das eine Analogform aufweisende Videosignal in den Kode des Elektronenrechners 3 umgewandelt wird. Das kodierte Videosignal wird in die Pufferspeicher 15j 16 eingelesen. Auf die vom Elektronenrechner 3 an die Eingänge 50, 51 der Pufferspeicher 15, 16 kommenden Signale gelangt der in diesen eingelesene Kode über die Eingänge 52, 53 der Informations-Eingabe-Ausgabe-Einheit 2 an den Eingang 48 des Elektronenrechners 3.
Zur Gewährleistung der optimalen Funktion des Kanals der Verfolsuns der Zielobjekte soll die Wahrscheinlichkeit
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von blinden Alarmen am Eingang das Kanals der Verfolgung der Zielobjekte (die Wahrscheinlichkeit der Erscheinung von Störsignalen an Eingang des Kanals der Verfolgung der Zielobjekte) minimal sein. Die Wahrscheinlichkeit von blinden Alarmen hängt von der Höhe des Seegangs, der Zielentfernung, vom Zielwinkel , der Größe des Strobs der Verfolgung des Zielobjektes und von anderen Einflußgrößen ab und ist also keine- Konstante. Das Prinzip der Steuerung der Verstärkung des Empfängers 7 der Radarsignale im Strob der Verfolgung besteht in folgenden:.
Der Bereich der Änderung des Verstärkungsfaktors des Zwischenfrequenzverstärker s 41 ist in η Abstufungen eingeteilt. Der Strob der Verfolgung des Zielobjektes wird nach dem Azimut in den Hausen- und den Signalhalbstrob eingeteilt« Zu diesem Zweck wird der Zähler 20 der laufenden Entfernung durch den an seinen Eingang 54 vom Synchronisator 8 komr.enden IJullentfemungsinipuls bei der Entfernung bis zum Zielobjekt gleich Null auf Null zurückgestellt, und er beginnt, die über den Eingang 26 vom Generator 19 der Zähl impulse kommandon Entfernungsimpulse au zählen. Der Kode der laufenden Entfernung gelangt vom Ausgang des Zählers 20 an die Eingänge 27, 28, 29 der Schaltungen 21, 22 bzw. 22 zum Vergleich der Entfernung, an deren andere Eingänge 36, 37» 38 über den Eingang 39 der Inforraat ions-Eingabe-Ausgabe-Einheit 2 vom Elektronenrechner 3 die Kodes des Anfangs, der Mitte und des Endes des Strobs der Verfolgung ues Ziel-
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Objektes gelangen, nach denen die Schaltung 21 zum Vergleich der Entfernung den Impuls des Anfangs des Strobs der Verfolgun,-. des Zielobjektes, die Schaltung 22 den Impuls der Mitte des Strobs der Verfolgung (dieser ist zugleich der Impuls des An=- fangs des Signalhalbstrobs) und die Schaltung 23 den Impuls des Endes des Strobs der Verfolgung des Zielobjektes erzeugt.
Der Former 24 des Strobs der Verfolgung des Zielobjektes formt nach dem Impuls des Anfangs und des Endes des Strobs der Verfolgung des Zielobjektes den Strob der Verfolgung des Zielobjektes. Der Former 25 des Signalhalbstrobs formt nach den Impulsen des Anfangs und des Endes des Strobs der Verfolgung den Signalhalbstrob. Das Fehlen äea Impulses des Signalhalbstrobs am Eingang 35 des Selektors 14 ist mit dem Vorhandensein des Rauschhalbstrobs gleichbedeutend. Der ßauschhalbstrob dient zur Analyse des Pegels von blinden Alarmen im Gebiet des Zielobjektes, das verfolgt wird. Beim Fehlen des vom Zielobjekt reflektierten Signals im Signalhalbstrob während des ersten Abtastungszyklus wird der Verstärkungsfaktor des Zwischenfrequenzverstärkers 41 um eine Abstufung vergrößert. Fehlt das angegebene Signal auch ?;ähreiid des nächstfolgenden Abtastungszyklus, wird der Verstärkungsfaktor des Zwischenfrequenzverstärkers 41 um eine weitere Abstufung erhöht.
Dieser Vorgang wird solange wiederholt, bis das Signal im Signalhalbatrob erscheint, Beim Vorhandensein der Signale
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in dem Rausch- und dem Signalhalbstrob wird der Verstärkungsfaktor des Zwischenfrequenzverstärkers 41 des Empfängers 7 bis zum Verschwinden des Signals im Raiischhalbstrob ähnlich vermindert. Beim Vorhandensein des Signals im Signalhalbstrob und bei sainem Fehlen im Rauschhalbstrob erhöht sich der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 41. Die Änderung de3 Verstärkungsfaktors des Verstärkers 41 beim Vorhandensein des Signals im Signalhalbstrob und seinem Vorhandensein bzw. fehlen in ßauschhalbstrob dauert solange, bis die Wahrscheinlichkeit von blinden Alarmen im Rauschhalbstrob P im Bereich P^P liegt. Hierin bedeuten: P^ die vorgegebene Grö3e der Wahrscheinlichkeit von blinden Alarmen und A P die Toleranz der Abweichung der V/ahrscheinlichkeit von blinden Alarmen von der vorgegebenen Größe.
In der beschriebenen Anlage gelangt über den Eingang 39 der Informations-Eingabe-Ausgaoe-Einheit vom Elektronenrechner 3 an die Eingänge 64, 65 der Einheit Q zum Formen von Signalen für Steuerung der Verstärkung des Empfängers 7 die Information über das Vorhandonsein bzw. das Fehlen uer Signale entsprechend is. Rausch- und Signalhalbstrob, auf deren Grundlage der Former 55 das Merkmal des Zeichens der Zählimpulse erzeugt. Das gegebene Merkmal gelangt an den Eingang 76 des Generators der Schwellenwertpegel.
Der Generator 56 der Schwellenwertpegel erzeugt Impulse zur Steuerung der Verstärkung des Verstärkers 41 im Strob der Verfolgung des Zielobjektes. deren Dauer der Große des
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Strobs der Verfolgung nach der Entfernung gleich und deren Amplitude dem Verstärkungsfaktor des Verstärkers 41 proportional ist, der für den nächstfolgenden Abtastungszyklus der Radaranlage 6 eingestellt wird.
Zu diesem Zweck gelangt am Ende der letzten Abtastung der Entfernung des Strobs der Verfolgung des Zielobjektes vom Elektronenrechner 2 an den Eingang 75 des Reversierzählers 57 eis. Zählimpuls, der je nach dem Vorhandensein bzw. dem Fehlen des Merkmals des Zeichens am Eingang 76 des Generators 5^ der Schwellenwertpegel den Inhalt des Reversierzählers 57 um eine Eins vergrößert bzw. vermindert. Kommt kein Zählimpuls, bleibt der Inhalt des Seversierzählers 57 unveränderlich.
Der Wandler 58 "Kode-Spannung" wandelt den im Reversierzähler 57 enthaltenen Kode in eine Spannung um,deren Amplitude dem Verstärkungsfaktor des Verstärkers 41 proportional ist. Der aus der Einheit 5 zum Formen des Strobs der Verfolgung des Zielobjektes an den Eingang 60 des Wandlers 58 kommende Strob der Verfolgung begrenzt die Ausgangspannung das Wandlers 58 im Bereich des Strobs der Verfolgung des Zielobjektes.
Die Steuerung der Verstärkung des Verstärkers 41 des Empfängers 7 der Radarsignale erfolgt folgendermaßen.
Während der ersten Abtastung der Entfernung des Strobs der Verfolgung des Zielobjektes gelangt aus der Einheit 5 zum Formen des Strobs der Verfolgung des Zielobjektes vom Ausgang des Formers 24 des Strobs an den Eingang 74 des Triggers 68 ein Steuerimpuls, der den Trigger 68 in den Ausgangszustand
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bringt. Per Wandler 58 "Kode-Spannung11 formt in Übereinstimmung mit dem Inaalt des ReversierZählers 57 einen Impuls zur Steuerung der Verstärkung des Verstärkers 41 im Strob der Verfolgung des Zielobjektes. Dieser Impuls gelangt an den Steuere ingang 61 des Zwischenfrequenzverstärkers 41 mit regelbarem Verstärkungsfaktor und stellt seinen Verstärkungsfaktor so ein, daß er dem im Reversierzähler 57 enthaltenen Kode proportional ist.
Der Elektronenrechner 5 analysiert nacheinanderfolgend das Videosignal in des Rausch- und dem Signalhalbstrob und lie fert eine Information über das Vorhandenseinbzw, das Fehlen von Signalen in diesen an die Eingänge 64 und 65 des Formers 55 des Merkmals das Zeichens der Zählimpulse. Zugleich besticu der Elektronenrechner 3 durch Auszählen der Rauschzacken im Rauschhalbstrob den Pegel von blinden Alarmen und gibt in Abhängigkeit von seinem V/er_t einen bzw. keinen Zählimpuls anöden Eingang 75 des Reversierzählers 57.
Die Verwendung der erfindungsgemäßen Schiffsanlage z-:.ir Automatisierung der Kollisionsverhütung gestattet es, die Störsieherneit der automatischen Verfolgung der Zielobjekte zu erhöhen, was seinerseits die Möglichkeit bietet, die Wahrscheinlichkeit einer Schiffskollision unter ungünstigen meteorologischen Bedingungen zu vermindern, so daß die Sicherheit der Schiffsführung letzten Endes erhöht wird.
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ee

Claims (1)

  1. SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HO PF EBB1NGHAUS FINCK
    MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÜNCHEN 9O POSTADRESSE: POSTFACH 95 O1 6O, D-8OOO MÖNCHEN 95
    Viktor Jurjevitsch Lapij Boris Pavlovitsch Tschernov Evgenij Borisovitsch Georgizon Anatolij Andreevitsch Koschevoj Gerald Ivanovitsch Jarovskij Valentin Ilitsch Glazjev Boris Samuilovitsch Rivkin Andrej Andreevitsch Jakuschenkov Sergej Fedorovitsch Kurotschkin
    KARL LUDWIS SCHIFF
    DIPL. CHEM. DR. ALEXANDER V. FÜNER
    DIPL. INS. PETER STREHL
    DIPL. CHEM. DR. URSULA SCHÜBEL-HOPF
    DIPL. INS. DIETER EBBINGHAUS
    DR. INS. DIETER FINCK
    telefon (ο8θ) 48 20 54 telex 5-23 565 auro d
    auromarcpat München
    DA-18350 3. Januar 1978
    ANLAGE ZUR AUTOMATISCHEN VERHÜTUNG VON SCHIFFSKOLLISIONEN
    Patentanspruch
    Anlage zur automatischen Verhütung von Schiffskollisionen, die eine Radaranlage enthält, die einen Empfänger der von den Überwasserobjekten reflektierten Radarsignale mit einem Zwischenfrequenzverstärker und einem Synchronisator hat; einen Situationsanzeiger, der an den Empfänger der Radarsignale angeschlossen ist und von diesem die Information über die Koordinaten von Überwasserobjekten tragendes Videosignal erhält; einen Elektronenrechner, der die von den Zielobjekten reflektierten Signale aus den Störungen ausscheidet, die Koordinaten und die Parameter der Bewegung der Zielobjekte und die Parameter der Annäherung des eigenen Schiffes an diese bestimmt, den Grad der Gefahr der Annäherung an diese auswertet und die Information über die zu ver-
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    folgenden Zielobjekte an den Situationsanzeiger ausgibt; eine Informations-Eingabe-Ausgabe-Einheit, über die der Situationsanzeiger an den Elektronenrechner angeschlossen ist; eine Einheit zum Formen des Strobs der Verfolgung des Zielobjektes, die einen Generator der Zählimpulse, einen Zähler der laufenden Entfernung, der mit den Eingängen an den Synchronisator und den Generator der Zählimpulse angeschlossen ist, eine Schaltung zum Vergleich der Entfernung, die mit einem Eingang an den Zähler der laufenden Entfernung und mit dem anderen Eingang über die Informations-Eingabe-Ausgabe-Einheit an den Elektronenrechner angeschlossen ist, einen Former des Strobs, der mit dem Eingang an die Schaltung zum Vergleich der Entfernung angeschlossen ist, wobei die Einheit zum Formen des Strobs der Verfolgung des Zielobjektes einen Strob der Verfolgung des Zitlobjektes nach den vom Elektronenrechner kommenden Koordinaten erzeugt, eine Einheit zum Kodieren des Videosignals, die eine Schwellenwertschaltung, deren Eingang an den Empfänger der Radarsignale angeschlossen ist, eine Quantisierungseinrichtung, die mit den Eingängen an den Ausgang des Formers des Strobs und den Ausgang der Schwellenwertschaltung und einen über die Informations-Eingabe -Ausgabe -Einheit an den Elektronenrechner angeschlossenen Pufferspeicher hat, wobei die Einheit zum Kodieren des Videosignals das vom Empfänger der Radarsignale kommende Analogvideosignal in einen Kode des Elektronenrechners umwandelt und eine Einheit zum Formen von Signalen zur Steuerung der Verstärkung des Empfängers der Radarsignale hat, die mit
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    dem Ausgang an den Empfänger der Radarsignale angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (5) zum Formen des Strobs der Verfolgung des Zielobjektes mit zwei Schaltungen (22, 23) zum Vergleich der Entfernung versehen ist, von denen jede mit den Eingängen (28, 29) entsprechend an den Ausgang des Zählers (20) der laufenden Entfernung, mit den anderen Eingängen (37, 38) entsprechend über die Informations-Eingabe-Ausgabe-Einheit (2) an den Elektronenrechner (3) angeschlossen ist sowie einem Former (25) des Signalhalbstrobs, während die Ausgänge einer der genannten Schaltungen (22) zum Vergleich der Entferung jeweils an den Eingang (31) des Formers des Strobs (24) und den Eingang (33) des Formers (25) des Signalhalbstrobs und der Ausgang der zweiten wieder eingeführten Schaltung (23) zum Vergleich der Entfernung an den anderen Eingang (34) des Formers (25) des Signalhalbstrobs angeschlossen sind, daß die Einheit (4) zum Kodieren des Videosignals einen Selektor (14) aufweist, der mit dem ersten Eingang (13) an den Ausgang der Quantisierungseinrichtung (12) und mit dem zweiten Eingang (35) an den Ausgang des Formers (25) des Signalhalbstrobs angeschlossen und mit einem zweiten Pufferspeicher (16) versehen ist, wobei jeder Pufferspeicher (15» 16) mit dem ersten Eingang (17, 18) an einen der Ausgänge des Selektors (14), mit dem zweiten Eingang (50, 51) und dem Ausgang (52, 53) über die Informations-Eingabe-Ausgabe-Einheit an den Elektronenrechner (3) angeschlossen ist, während die Einheit (4) zum Kodieren des Videosignals den Kode des Videosig-
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    nals vom Ausgang eines Pufferspeichers beim Fehlen des Signalhalbstrobs im letzteren und vom Ausgang des anderen Pufferspeichers beim Vorhandensein des Signalhalbstrobs im letzteren ausgibt, daß die Einheit (9) zum Formen der Signale zur Steuerung der Verstärkung des Empfängers (7) der Radarsignale einen Former (55) des Merkmals des Zeichens der Zählimpulse enthält, der mit den Eingängen (64, 65) über die Informations-Eingabe-Ausgabe-Einheit (2) an den Elektronenrechner (3) angeschlossen ist und der vom Elektronenrechner die Information über das Vorhandensein des Zielobjektes in dem Rausch- und dem Signalhalbstrob bekommt, einen Generator (56) der Schwellenwertpegel, der einen Reversierzähler (57) besitzt, dessen Zähleingang (75) über die Informations-Eingabe-Ausgabe -Einheit (2) an den Elektronenrechner (3) und dessen Zeicheneingang (76) an den Ausgang des Formers (55) des Merkmals des Zeichens der Zählimpulse angeschlossen sind, während der Reversierzähler (57) den Kode des Steuersignals formt, der dem erforderlichen Verstärkungsfaktor des Zwischenfrequenzverstärkers (41) des Empfängers (7) der Radarsignale im Strob der Verfolgung des Zielobjektes nach den Zählimpulsen proportional ist, die an den Zähleingang (75) in einer Menge kommen, die dem erforderlichen Verstärkungsfaktor des Zwischenfrequenzverstärkers (41) des Empfängers (7) der Radarsignale und in Übereinstinunung mit dem Merkmal des Zeichens der Zählimpulse proportional ist, einen Wandler (58) "Kode - Spannung", der mit den Eingängen (60, 59) an die Einheit (5) zum Formen des Strobs der Verfolgung des Zielobjek-
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    tes bzw. den Ausgang des Reversierzählers (57) angeschlossen ist, der den im Reversierzähler (57) enthaltenen Kode in eine Spannung umwandelt, die dem erforderlichen Verstärkungsfaktor des Empfängers (7) der Radarsignale im Strob der Verfolgung des Zielobjektes proportional ist, und daß der Zwischenfrequenzverstärker (41) mit einem steuerbaren Verstärkungsfaktor ausgeführt ist und einen Steuereingang (61) besitzt, der an den Ausgang des Wandlers (58) "Kode Spannung" angeschlossen ist.
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