DE3343081C2

DE3343081C2 - Verfahren und Vorrichtung zur simulierten Darstellung des Auftreffpunktes einer Geschoßbahn oder eines Laserstrahles

Info

Publication number: DE3343081C2
Application number: DE19833343081
Authority: DE
Inventors: Thomas Dipl.-Ing. 6450 Hanau Hohmann; Robert Dr.-Ing. 6078 Neu Isenburg Stickel
Original assignee: Honeywell GmbH
Current assignee: Honeywell Regelsysteme GmbH
Priority date: 1983-11-29
Filing date: 1983-11-29
Publication date: 1986-09-18
Also published as: EP0144890A2; EP0144890B1; EP0144890A3; DE3343081A1

Abstract

Ein Multiplexer (20) weist einen Auswahlschalter (36) auf, der von einer Steuerung (34) betätigt wird, um wahlweise Bildpunkte eines Zieles oder eines Geländes auf einem TV-Monitor (24) zur Darstellung zu bringen, je nachdem, ob das Ziel durch das Gelände abgedeckt ist oder nicht. Die Steuerung (34) prüft bildpunktweise, ob ein Zielbildpunkt darzustellen ist oder ob das Ziel durch den Hintergrund verdeckt wird, und sie gibt ein UND-Gatter (38) nur dann frei, wenn das Ziel nicht durch das Gelände abgedeckt ist. Über das UND-Gatter (38) wird ein Trefferkriterium an den Prozeßrechner (18) gemeldet. Gleichermaßen prüft ein UND-Gatter (46) die Koinzidenz von Laser-Bildpunkten mit Zielbildpunkten (Fig. 4).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur simulierten Darstellung des Auftreffpunktes nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Aus der DE-PS 19 51 622 ist eine Anordnung zur simulierten Darstellung von Schußbahnen in Trainingsgeräten für das Bedienungspersonal von ballistischen Waffen oder Flugkörpern bekannt, bei der die Schußbahn aus von der Bedienungsperson eingestellten Richtsignalen sowie aus gespeicherten, die Geländekoordinaten und die Munitionsart berücksichtigenden Signalen fortlaufend selbsttätig ermittelt und optisch der von der Bedienungsperson durch die Richtoptik beobachteten Umwelt mit dem darin befindlichen Ziel überlagert wird. Das Ziel ist dort in einer natürlichen Umwelt oder in einer dreidimensionalen Modellumwelt angeordnet, und es ist ein Rechner vorgesehen, der fortlaufend die einzelnen Punkte der Projektion der Schußbahn auf den Ausblick der Richtoptik der Bedienungsperson ermittelt. An den Rechner ist eine Kathodenstrahlröhre ange^j schlossen, auf deren gegenüber der Richtoptik unbeweglichem Bildschirm die vom Rechner ermittelte Projektion der Schußbahn darstellbar ist. Die Richtoptik ist mit einer Einrichtung versehen, durch die die auf dem Bildschirm befindliche Darstellung der Schußbahn dem von der Bedienungsperson gesehenen Bild der Umwelt optisch überlagert wird. Zur Ermittlung des Durchstoßpunktes von Schußbahn und Gelände vergleicht der Rechner fortlaufend die Schußbahnkoordinaten mit den Koordinaten des unter der Schußbahn liegenden Geländesektors. Ebenso können die Koordinaten der Ziele im Gelände gespeichert sein, und diese können ebenfalls über den Rechner zeitsynchron mit den Schußbahnkoordinaten verglichen werden, um einen Treffer b-*w. eine Schußablage zu ermitteln.

Es ist andererseits aus der DE-PS 31 33 866 bereits bekannt, ein Visier, Ziele und Gelände digital abzuspeichern und auf einem Bildschirm zusammengesetzt darzustellen. Hierbei wird bei der Zieldarstellung im Gelänce eine wechselseitige Verdeckung des Zieles und des Geländes berücksichtigt

Üblicherweise wird nun die treffbare Zielsilhouette durch ein Rechteck angenähert Eine Trefferanzeige darf aber nur erfolgen, wenn die Geschoßflugbahn durch den sichtbaren Bereich der Zieisilhouette hindurchtritt Bislang wurde diesem Umstand im Stand der Technik keine Rechnung getragen, so daß auch Treffer angezeigt wurden, die gar keine sind.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, das eine realistische Treffpunktermittlung gestattet Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Anhand der Figuren der Zeichnung sei im folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild zur Erläuterung der Bilderzeugung nach dem bekannten CSI-Verfahren (CSI = Computer Synthesized imagery);
F i g. 2 die Darstellung eines Zieles;

Fig.3 die Darstellung eines teilweise verdeckten Zieles; und

F i g. 4 einen Bildmultiplexer gemäß der Erfindung in näheren Einzelheiten.

F i g. 1 zeigt ein Blockschaltbild zur Realisierung des bekannten CSI-Verfahrens. Die normalerweise in einem Visier bzw. einer Richtoptik sichtbaren Eindrücke eines Geländes, eines Zieles, einer Geschoßleuchtspur und einer Visiermarke sind in Schnellzugriffspeichern 10, 12, 14 und 16 geladen und werden über einen von einem

so Rechner 18 gesteuerten Bildmultiplexer 20 im Fernsehiakt Bildpunkt für Bildpunkt zusammengesetzt. Die zusammengesetzte digitale Bildinformation wird über einen Digital/Video-Wandler 22 einem TV-Monitor 24 zugeführt, auf welchem ein zusammengesetztes Bild dargestellt wird, wobei insbesondere eine teilweise Verdeckung der Ziele durch Geländeteile wie Höhenfükken, Büsche, Häuser usw. möglich ist.

Üblicherweise wird die treffbare Fläche eines Zieles Z durch ein Rechteck R angenähert, das optimal in die Zielsilhouette eingepaßt ist, wie in F i g. 2 dargestellt.

Gemäß F i g. 3 kann das durch das Rechteck R angenäherte Ziel 2 beispielsweise durch einen Hügel im Hin-

' (tergrund H abgedeckt sein. In diesem Fall ergeben sich nur wirkliche Treffer des Zieles, wenn die Geschoßflugbahn und damit die Leuchtspur durch den Teil des Zieles Z hindurchtritt, der oberhalb der durch den Hintergrund H vorgegebenen Zielverdeckungslinie ZV liegt. Unterhalb dieser Zielverdeckungslinie ist das Ziel Z durch das

Gelände H geschützt und es darf daher kein Treffer angezeigt werden.

F i g. 4 zeigt in näheren Einzelheiten das Blockschaltbild gemäß F i g. 1. Der Rechner 18 lädt in Abhängigkeit von Adressen, die über mit einem Richtgriff 26 gekoppelte, nicht dargestellte Adreßgeber erzeugt werden, den Schnellzugriffs-Gelände- bzw. Hintergrundspeicher 10 mit einem der momentanen Blickrichtung entsprechenden Bildausschnitt Dieser Bildausschnitt kann beispielsweise aus einem Massenspeicher 42 entnommen werden. Ebenso wird der Zielspeicher 12 mit einem bestimmten Ziel aus einer Zielprogrammbibliothek 28 geladen. Der Rechner kann hierzu in Abhängigkeit von der Zielbewegung die jeweilige Ansicht des Zieles berechnen. Ferner können über einen Munitionswahlschalter 30 verschiedene Munitionssorten vorgegeben werden und dementsprechend von dem Rechner 18 unterschiedliche in dem Leuchtspurspeicher 14 abzuspeichernde Leuchtspuren errechnet werden.

Die Inhalte aller Speicher 10—16 werden synchron im Takt des TV-Taktgebers 40 bildpunktweise ausgelesen, und die jeweilige Information wird in einem ODER-Gatter32 kombiniert und gelangt nach Digital/*uiaiog-Wandlung in dem Digital/Analog-Wandler 22 auf dem TV- Monitor 24 zur Darstellung.

Eine Steuerung 34 stellt hierbei für jeden Bildpunkt fest ob dieser Bildpunkt ein Ziel- oder Geländebild-ίί punkt sein soll. Bei der Entscheidung für einen Zielbildpunkt muß dessen Grauwert zunächst von Null abweichen (Gz> 0). 1st dies der Fall, so wird weiterhin von der Steuerung 34 überprüft ob die Zielentfernung geringer als die Hintergrundentfernung ist (Ez< Eh). Sind beide Bedingungen erfüllt so schaltet die Steuerung 34 einen Schalter 36 so, daß ein Bildpunkt aus dem Zielspeicher 12 zur Darstellung gelangt Hieraus ist zu erkennen, daß aus der Steuerung 34 eine Information abgeleitet werden kann, ob der gerade über den Schalter 36 gehende Bildpunkt ein Zielbildpunkt ist Verknüpft man diese Information in einem UND-Glied 38 mit den Bildpunkten der Leuchtspur aus dem Leuchtspurspeicher 16, so steht am Aus₀ang des UND-Gliedes 38 dann und nur dann ein Signal, wenn GeschoGleuchtspur-Bildpunkte und sichtbare Zielbildpunkte gleichzeitig auftreten, was aber nur der Fall ist, wenn die Geschoßflugbahn und damit die Leuchtspur auf dem Bildschirm überlappen. Wertet man nun das Signal am Ausgang des UND-Gliedes 38 nur Zu dem Zeitpunkt im Prozeßrechner 18 aus, zu dem die Geschoßflugbahn das Ziel erreicht hat, so kann man sicherstellen, daß auf Treffer nur erkannt wird, wenn erstens das Geschoß die Zielebene erreicht hat und zweitens das Geschoß die sichtbare Zielfläche berührt hat. Für alle anderen Fälle fehlt das Signal am Ausgang des UND-Gliedes, so daß eine Trefferanzeige unterbleibt

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die Anordnung zur Durchführung des Verfahrens sind nicht nur anwendbar bei einer realistischen Treffpunktanzeige für eine Leuchtspur. Die gleiche Problemstellung ergibt sich bei der Simulation eines Laser-Entferpungsmessers, bei dem eine Zielentfernungsanzeige auch nur erfolgen soll, wenn der Laserstrahl das Ziei und nicht das Gelände trifft. In diesem Fall kann man davon ausgehen, daß der Laserstrahl mit einer gewissen Divergenz mi,t dem Visierkreuz zusammenfällt. Es wird dann geprüft, in weichem Maße sich die sichtbaren Zielpartien und die Bivergenzfigur des simulierten Laserstrahls überdekken, wozu man in gleicher Weise die Divergenzpunkte des Laserstrahls aus eineni Speicher 44 mit den Zielbildpunkten in einem UND-Gatter 46 zur Koinzidenz bringt

Aus der Lage der Koinzidenz gegenüber dem Ziel läßt sich dai über hinaus ableiten, ob Zweitechos entstehen und ob diese Zweitechos eine kleinere oder größere Entfernung als das Zielecho haben.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur simulierten Darstellung des Auftreffpunktes einer Geschoßbahn oder eines Laserstrahles auf einem in einem GeläDde beweglichen Ziel, wobei das Gelände, das Ziel, ein Visier und eine Leuchtspur des Geschosses bzw. der Verlauf des Laserstrahls jeweils bildpunktweise digital abgespeichert sind und ein zusammengesetztes BDd auf einem TV-Monitor im Sehfeld der Optik einer auszubildenden Person erzeugt wird und wobei bei Obereinstimmung von Geschoßflugbahn bzw. Laserstrahl mit Zielbildpunkten ein Treffer bzw. ein Laserecho angezeigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Treffer bzw. ein Laserecho im Ziel nur dann angezeigt wird, wenn bei übereinstimmender Entfernung zwischen Geschoß und Ziel die Leuchtspurbildpunkte mit den Bildpunkten der sichtbaren Zielsilhouette zusammenfallen bzw, wenn Bildpunkte, die einem simulierten Laserstrahl zugeordnet sind, mit den sichtbaren Bildpunkten eines Zieles zusammenfallen.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit Digitalspeichern zur Speicherung von Gelände, Ziel, Leuchtspur und Visier und mit einem Bildmultiplexer zur Oberlagerung der Speicherinhalte, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildmultiplexer (20) einen Schalter 36) aufweist, der wahlweise das Bild des Geländes (H) bzw. Zieles (Z) bei der Speicherabtastung auswählt, wobei der Schalter von e>ner Steuerung (34) betätigt wird, die bei vorhandenem Ziel die Entfernung des Zieles mit der des Geländes vergleicht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein einer Trefferanzeig vorgeschaltetes UND-Gatter (38), welchem der Inhalt des Leuchtspurspeichers (14) zugeführt wird und welches von der Steuerung (34) freigegeben wird, wenn gleichzeitig ein Bildpunkt des Zieles dargestellt wird.