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Einrichtung und Verfahren zum Anvisieren eines Objektes
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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zum Anvisieren
eines Objektes, insbesondere aus einem bewegbaren System, wie einem Fahrzeug, mit
einem ein Sichtfeld aufweisenden Sichtgerät, und einem gesonderten Visiermittel,
wie einem Zielgerät.
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Solche Einrichtungen werden beispielsweise in militärischen Geländefahrzeugen
benötigt. Bei bekannten Einrichtungen erfolgt die Zielerfassung, indem ein Zielgerät
mittels eines Richtgriffes solange gerichtet wird, bis das anzuvisierende Objekt
im Sichtfeld des Ziel gerätes erscheint. Dabei müssen ständig das über das Sichtgerät
gesehene Gefechtsfeld und der über das Zielgerät gesehene Ausschnitt des Gefechtsfeldes
daraufhin kontrolliert werden, ob das Zielgerät auch richtig, d. h. auf das anzuvisierende
Objekt hin gerichtet wird.
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Es ist eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Art bekannt (DE-PS
25 13 760), bei der eine in das Sichtfeld des Sichtgerätes eingeblendete Visiermarke
mit der Bewegung des z. B. mittels eines Richtgriffes richtbaren Zielgerätes gekoppelt
ist. Bei dieser Einrichtung muß die Visiermarke bzw.
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das Zielgerät durch Vorgeben einer Richtwinkelgeschwindigkeit in
die Visierrichtung geführt werden.
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Vor allem bei militärischen Anwendungen kann sehr nachteilig sein,
daß für das Ausrichten von Visiermitteln, wie eines Ziel gerätes bzw. einer Visiermarke
bei ursprünglich großer Ablage des Zielgerätes von der Visierrichtung auf das anzuvisierende
Objekt ein nicht zu vernachlässigender Zeitaufwand notwendig ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs
beschriebenen Art so auszubilden, dab sie den Zeitaufwand für das Richten des Visiernittels
und/oder einer waffe ganz wesentlich verkürzt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß
das Sichtfeld des bevorzugt als Kranz von Winkel spiegeln ausgebildeten Sichtgerätes
in einen Raster unterteilt ist, daß jedem Rasterfeld dieses Rasters je ein Schalter
zugeordnet ist, der auf Betätigung durch den Beobachter eine diesem Rasterfeld zugeordnete
Visierrichtung festlegt, und daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, welche von dem
betreffenden Schalter zur Einstellung des Visiermittels auf diese Visierrichtunc
aktiviert wird. Die Vorrichtung kann mechanisch ausgebildet sein. Vorzugsweise ist
sie jedoch als elektronische Vorrichtung ausgebildet, die mit kürzeren Ansprech-
und Stellzeiten realisierbar ist, als eine mechanische Vorrichtung.
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Die Schalter sind zweckmäßig als Tastschalter ausgebildet und in einem
in, unter, über oder neben dem Sichtfeld angeordneten Tasterfeld gruppiert. Handelt
es sich bei dem Visiermittel um ein (gegenüber dem System nicht stabilisiertes)
Zielgerät, so weist die elektronische Vorrichtung einen Summierer auf, der
die
Differenz der Ausgangs-Winkelgeschwindigkeitssignale eines Richtgriffes für das
Zielgerät und eines mit dem System verbundenen Kreisels bildet und einem Integrierer
als Eingangswert zugeführt, welcher als Anfangswert eine mit einem dem Schalter
vorgegebene Visierrichtung erhält.
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Vorzugsweise ist das Zielgerät bzw. die oben erwähnte Visiermarke
jedoch in mindestens einer Achse stabilisiert, d. h.
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von der Bewegung des eingangs erwähnten Systems entkoppelt, während
das Sichtgerät unstbbilisiert, d. h. mit dem System derart verbunden ist, daß es
dessen Bewegungen mitmacht. Wird in diesem Fall die Stabilisierung des Ziel gerätes
durch einen eigenen Kreisel bewirkt, so ist vorteilhaft vorgesehen, daß die elektronische
Vorrichtung einen den Winkei des Ziel gerätes bezüglich des Systems messenden Winkelgeber
aufweist, daß ein Summierer zum Bilden der Differenz zwischen den Ausgangssignalen
des Winkelgebers und eines der Schalter vorgesehen ist, daß ein Speicher für das
Differenzsignal einen negativen Anfangswertgeber für einen Integrierer bildet, der
als Integranden die mittels eines Potentiometers vorgegebene Geschwindigkeitsänderung
des inertialen Winkels zwischen einer raumfesten Richtung und der momentanen Visierrichtung
des Ziel gerätes eingegeben erhält, daß dem Integrierer ein Vergleicher nachgeschaltet
ist, der feststellt, wann der Integrierer von dem vorgegebenen negativen Anfangswert
auf Null hochgelaufen ist, und daß der Vergleicher einen Umschalter aktiviert, welcher
den Integrierer und den Potentiometer vom Zielgerät abkoppelt und dieses mit einem
vom Beobachter steuerbaren Richtgriff verbindet.
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Ist das Visiermittel mit dem Turm starr verbunden, d. h. mit seiner
optischen Achse parallel zut Seelenachse der ebenfalls im Azimut turmfesten Waffe
ausgerichtet, dann wirkt die Vorrichtung zum Einstellen des Visiermittels zur Einstellung
des Turmes in die gewünschte Richtung.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Anvisieren eines Objektes,
insbesondere aus einem bewegbaren System, wie einem Fahrzeug, mit einer ein Sichtfeld
aufweisenden Beobachtungsvorrichtung, wie einem Sichtgerät, und einem gesondertem
Visier-
mittel.
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Gemäß der Erfindung wird bei einem solchen Verfahren ein das anzuvisierende
Objekt enthaltendes Rasterfeld in einem das Sichtfeld unterteilenden Raster von
einem Beobachter ausgewählt und durch diese Auswahl ein selbsttätiges Ausrichten
des Visiermittels auf eine dem Rasterfeld zugeordnete Visierrichtung ausgelöst.
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Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an
Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigen: Fig.
1 ein Blockschema einer Einrichtung gemäß der Erfindung Fig. 2 eine Draufsicht auf
ein mit der Einrichtung nach Fig. 1 versehenes Fahrzeug und die beim Arbeiten mit
der Einrichtung relevanten Winkel; Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Ausführung der
Einrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 4 ein Blockschaltbild einer abgewandelten
Ausführung und Fig. 5 eine konkrete Anordnung einer Einrichtung nach der Erfindung
in einem Fahrzeug Zunächst sei Aufbau und Wirkungsweise einer Einrichtung zum schnellen
Anvisieren eines Zieles anhand der Blockdarstellung nach Fig. 1 allgemein erläutert.
Die Einrichtung, die an einem Fahrzeug, wie einem Panzer, angeordnet ist, umfaßt
ein Zielgerät 1, das von einem Beobachter 3 über einen Richtgriff 2 gerichtet werden
kann. Ferner ist ein Sichtgerät1 das z. B. als Rundumsichtgerät ausgebildet sein
kann, mit einem unter dem Sichtfeld 4 angebrachten Tastenfeld mit Tastschaltern
18 (Fig. 3). Ober das versehen
Sichtfeld kann der Beobachter die
Umgebung einsehen. Das Zielgerät 1 hat eine in der Drehachse für die Azimutbewegung
stabilisierte Eingangsoptik 6 sowie einen Einblick 7, z. B.
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ein Okular oder eine Mattscheibe.
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Das Tastenfeld unterteilt das Sichtfeld 4 in über seine Höhe reichende
Streifen bzw. Rasterfelder 4', deren Anzahl und Anordnung derjenigen der Tastschalter
18 entspricht. Jeder Tastschalter 18 löst auf Betätigung durch den Beobachter 3
hin eine selbsttätige Ausrichtung des Ziel gerätes 1 auf je eine dem betreffenden
Rasterfeld 4' zugeordnete azimutale Visierrichtung hin aus. Dies geschieht mittels
einer elektronischen Vorrichtung 8, die ein von dem Tastenfeld 5 kommendes Signal
entsprechend dem betätigten Tastschalter 18 in ein Winkelsignal umwandelt, welches
der Eingangsoptik 6 des Ziel gerätes 1 zugeführt wird.
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Die beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt: Der Beobachter 3
benutzt zunächst nur das Sichtgerät 4, um sich im Gelände zu orientieren und ein
Ziel auszumachen. Macht er ein solches Ziel im Sichtfel1des Sichtgerätes aus, so
tippt er auf denjenigen Tastschalter in dem Tastenfeld 5, welcher dem ausgemachten
Ziel am nächsten liegt. Die elektronische Vorrichtung 8 bewirkt nun, daß die Eingangsoptik
6 des Ziel gerätes 1 in ähnlicher Weise wie aufgrund eines Richtsignales vom Richtgriff
2 in die durch den betätigten Tastschalter vorgegebene Visierrichtung einschwenkt.
Auf diese Weise wird eine schnelle Grobausrichtung des Ziel gerätes 1 in Azimutrichtung
auf ein Objekt erreicht, wobei die Genauigkeit mit der Feinheit der Rasterteilung
des Sichtfeldes 4 bzw. mit der Anzahl der Tastschalter 18 im Tastenfeld 5 wächst.
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Ist der Einschwenkvorgang abgeschlossen, so schließt sich die Zielverfolgung
an, indem nun über den Einblick 7 des Zielgerätes 1 weiter beobachtet und das Zielgerät
über den Richtgriff 2 geführt wird. Die Zielverfolgung kann auch von einem anderen
Beobachter übernommen werden, während der Beobachter 3 über das Sichtfeld 4 weiter
das Gelände beobachtet und andere Ziele sucht.
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Anhand der Figuren 2 und 3,4 seien nun die Winkelsignalverarbeitung
und die Wirkungsweise der Einrichtung zum schnellen Anvisieren anhand zweier Beispiele
für die Ausführung der elektronischen Vorrichtung 8 im einzelnen erläutert.
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Fig. 2 zeigt den Grundriß eines Panzerfahrzeuges 9 mit Turm 10.
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Für die Wirkungsweise und Anwendung von erfindungsgemäßer Einrichtung
und Verfahren ist es jedoch bedeutungslos, daß es sich um einen Turmpanzer handelt.
Die Einrichtung und das Verfahren sind ebenso bei turmlosen Panzerfahrzeugen verwendbar.
In Fig. 2 sind das Zielgerät mit 1 und das Sichtfeld des Sichtserätes mit 4 bezeichnet
Weiterhin sind in Fig. 2 verschiedene Winkel zwischen azimutalen Richtungen eingetragen,
die auch in Fig. 3 angegeben sind. Es sind dies die turm- bzw. fahrzeugbezogenen
Azimutwinkel a und ' (siehe auch Fig. 3) zwischen der Längsrichtung 11 des Panzerfahrzeuges
9 und der Visierrichtung 12 des Zielgerätes 1 sowie der Richtung 13 eines im Sichtgerät
4 ausgemachten Ziels. Es sind dies ferner die inertialen Azimutwinkel A und f zwischen
einer beliebigen inertialen Richtung 14 und der n;omentanen Fahrzeug-bzw. Turmlängsrichtung
11 sowie der Visierrichung 12 des Zielgerätes 1.
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Fig. 3 zeigt die Prinzipschaltung einer elektronischen Vorrichtung
8 (Fig. 1), über welche die Richtung des Zielgerätes 1 automatisch mittels der Tastschalter
18 veränderbar ist.
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In dieser Vorrichtung wird ein von dem Richtgriff 2 kommendes Signal,
das charakteristisch für die Richtwinkelgeschwindigkeit des Zielgerätes 1 ist, einem
Summierer 15 zugeführt.
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Ferner wird dem Summierer 15 ein von einem turm- bzw. fahrzeugfesten
Kreisel 16 kommendes Signal zugeführt, das charakteristisch für die inertiale azimutale
Winkelgeschwindigkeit A des Turmes bzw. Fahrzeuges ist. Die Differenz dieser beiden
Winkelgeschwindigkeitssignale entspricht der Richtwinkelgeschwindigkeit des Zielgerätes
1(Fig. 1,2) bezogen auf den Turm bzw. das Fahrzeug. Diese Differenz wird einem Integrierer
17 zugeführt, der daraus die azimutale Winkelvorgabefür das Zielgerät 1 erzeugt.
Der Anfangswert des Integrierers 17 wird durch Betätigen eines von mehreren Tastschaltern
18 mit nachgeschaltetem Potentiometer 19 festgelegt. Die Tastschalter 18 sind in
dem Tastenfeld 5 (Fig. l) gruppiert.
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Wenn das Zielgerät 1 in der Azimutachse primär stabilisiert ist, d.h.
einen eigenen Kreisel besitzt, so können die erfindungsgemäße Einrichtung bzw. das
Verfahren ohne Zuhilfenahme des in Fig. 3 dargestellten turm- bzw. fahrzeugfesten
Kreisels 16 realisiert werden. Fig. 4 zeigt das Prinzipschaltbild einer elektronischen
Vorrichtung, welche dies ermöglicht.
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Das Zielgerät 1 bzw. seine Eingangsoptik 6, ist mit einem eigenen
Kreisel 24 sowie einem Winkelgeber 27 ausgerüstet, der die Winkelstellung a des
Ziel gerätes bezüglich des Turmes 10 bzw. des Fahrzeugs 9 mißt. Wird einer der Tastschalter
18 (Fig. 3) betätigt, so wird mit Hilfe eines Summierers 20 die Differenz a'- cx
zwischen dem von dem Tastschalter 18 und dem Winkelgeber 27 kommenden Signal gebildet
und in einem Speicher 21 gespeichert. Der Speicher 21 hält also die Winkeldifferenz
zwischen der Blickrichtung des Ziel gerätes 1 und der gewünschten Visierrichtung
fest. Von dem Speicher 21 wird dieses Differenzsignal einem Integrierer 22 als Anfangswert
negativ zugeführt.
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Der Integrierer läuft nun mit der durch ein Potentiometer 23 vorgegebenen
Geschwindigkeit m von dem negativen Anfangswert - Aa aus hoch. Gleichzeitig wird
das von dem Potentiometer 23 kommende Signal anstatt des vom Richtgriff 2 kommenden
Signals als Sollwert der Richtwinkelgeschwindigkettder Zielgeräteeingangsoptik 6
dem Kreisel 24 des Zielgerätes zugeführt. Die Signalumschaltung zwischen Richtgriff
2 und Potentiometer 23 wird durch einen Umschalter 25 bewerkstelligt. Ein Vergleicher
26 stellt fest, wenn der Integrierer 22 von dem erwähnten negativen Anfangswert
bis auf Null hochgelaufen ist, und bewirkt dann ein Zurückschalten des Umschalters
25, so daß wieder das Richtgeschwindigkeitssignal des Richtgriffs 2 an dem Kreisel
24 anliegt. Der Vorgang des Einlaufens des Zielgerätes auf die über das Sichtfeld
4 anvisierte Zielrichtung ist damit beendet.
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Besonders vorteilhaft ist die gemeinsame Verwendung der beschriebenen
neuen Einrichtung zum schnellen Anvisieren mit der eingangs beschriebenen bekannten
Einrichtung zum optischen Erfassen und Verfolgen eines Objektes (DE-PS 25 13 760),
wenn die letztere eigenstabilisiert ist. Der Kreisel 16 in Fig. 3 kann dann der
zur Eigenstabilisierung der letztgenannten Einrichtung ohnehin vorhandene Kreisel
sein. Das Winkelsignal des Integrierers 17 gibt dann die Richtung der Visiermarke
bezüglich das Fahrzeuges bzw. des Turmes an.
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Wenn das Zielgerät nicht in der azimutalen Achse stabilisiert, d.h.
nicht von den Bewegungen des Turmes entkoppelt ist, wie dies z.B. bei leichten Waffenvtürmen
mit einem Zielperiskop der Fall sein kann, so tritt anstelle des Ziel gerätes der
Turm, d.h. die Rolle des Ziel gerätes übernimmt der Turm mitsamt dem Zielperiskop
oder Zielfernrohr.
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Wenn der Turm in Azimut nicht stabilisiert ist, d.h. nicht von den
Fahrzeugbewegungen entkoppelt ist, kann die neue Einrichtung
immer
noch sehr vorteilhaft zur Verkürzung von Reaktionszeiten verwendet werden, und zwar
insbesondere in Kombination mit der erwähnten bekannten Einrichtung (DE-PS 25 13
760) zum optischen Erfassen und Verfolgen eines Objektes.
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Der Turm wird dann mit einem Sichtgerät, insbesondere einem Rumdumsichtgerät
ausgerüstet, das durch die Einrichtungen zum schnellen Anvisieren und zum optischen
Erfassen und Verfolgen eines Objekts ergänzt ist. Der Beobachter benutzt diese beiden
Einrichtungen in Kombination, so wie ein in Azimut entkoppeltes Zielgerät, und zwar
auch während der Fahrt, bei der der Turm mit dem Fahrzeug verzurrt ist. Kommt es
zum Schießhalt, so können Turm und Waffe reaktionsschnell auf die bereits anvisierte
Richtung einlaufen, und es ist nur noch ein Feinrichten notwendig.
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Fig. 5 zeigt ein Beispiel für eine gerätetechnische Anordnung der
Einrichtung an einem Beobachtungsplatz in einem Kampffahrzeug. Es handelt sich dabei
um ein Sichtgerät, welches einen Kranz von Winkel spiegeln 28 aufweist, den Monitor
29 eines Ziel gerätes, das auf Fernsehbasis z.B. mit einem Wärmebildgerät arbeitet,
einen Richtgriff 2 zum Richten des Zielgerätes und das Tastenfeld 5 mit den Tastschaltern
18, das unter dem Sichtfeld 4 des Sichtgerätes angeordnet ist.
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Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind auf die Unterteilung des
Sichtfeldes in vertikale Streifen 4 beschränkt. Damit ist nur eine azimutale automatische
Einstellung der Visierrichtung des Ziel gerätes durch Betätigen des betreffenden
Tastschalters 18 möglich. Ist eine (zusätzliche) Einstellung in Elevationsrichtung
gewünscht, so kann natürlich auch eine (zusätzliche) horizontale Rasterteilung des
Sichtfeldes vorgesehen sein. Dann ist entsprechend ein Tastenfeld vertikal in oder
neben dem Sichtfeld 4 anzuordnen.
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Der Monitor 29 ist so angeordnet, daß der Beobachter 3 ohne Kopfbewegung
das Sichtfeld 4 des Sichtgerätes und den Bildschirm
6 im Auge
behalten kann. Die Anordnung des Tastenfelds 5 unterhalb des Sichtfelds 4 erlaubt
dem Beobachter eine unmittelbare richtungsmäßige Zuordnung zwischen einem im Sichtfeld
4 erblickten Objekt und einem Tastschalter 18 im Tastenfeld 5, welcher daher bei
Betätigung ein schnelles Anvisieren des ausgemachten Objektes herbeiführt.
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