DE3422752C2

DE3422752C2 - Beobachtungs- und Zieleinrichtung für Kampffahrzeuge

Info

Publication number: DE3422752C2
Application number: DE3422752A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Ing.(grad.) 8938 Buchloe Adler; Erwin Ing.(grad.) 8038 Gröbenzell Francke
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1984-06-19
Filing date: 1984-06-19
Publication date: 1987-01-02
Also published as: US4742390A; EP0166236A2; DE3422752A1; EP0166236A3

Abstract

Es wird ein elevierbares Beobachtungs- und Zielsystem für Kampffahrzeuge beschrieben, bei dem zum Zweck der Erhöhung der Sicherheit und der Reaktionsgeschwindigkeit auf einer elevierbaren Plattform eine sichtlinienstabilisierte, fernrichtbare Rundsuchkamera mit vom Kampfraum aus verstellbarer Brennweite vorgesehen ist, welche Winkelgeber zur Erzeugung der jeweiligen Sichtlinienkoordinaten aufweist und die Plattform in Abhängigkeit von den Winkelgebersignalen der Sichtlinie und Rundsuchkamera nachsteuerbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Beobachtungs- und Zieleinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Einrichtung ist aus der DE-OS 22 05 826 bekannt.
Die aus der DE-OS 22 05 826 bekannte Beobachtungs- und Zieleinrichtung umfaßt eine Waffenplattform, welche von einem Kampffahrzeug elevierbar und in Azimutrichtung verschwenkbar ist. Auf der Waffenplattform sind Lenkwaffen sowie eine in der Brennweite verstellbare Fernsehkamera angebracht, wobei die optische Achse der Fernsehkamera parallel zu den Waffenachsen liegt. Durch Höhenverstellung und Verdrehung der Waffenplattform läßt sich ein Kampfgebiet aus der Deckung heraus beobachten und zielgenau bekämpfen. Allerdings ist das Reaktionsvermögen der bekannten Einrichtung durch die relativ große Massenträgheit der Waffenplattform und der zugehörigen Verstellmechanismen begrenzt. Hinzu kommt, daß die auf einem Monitor innerhalb des Kampffahrzeuges übertragenen Bilder der Fernsehkamera eine im Vergleich zu Periskopbilder schlechtere Auflösung aufweisen und daher das Bedienpersonal vor dem Monitor relativ rasch ermüden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, eine Beobachtungs- und Zieleinrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welche eine verringerte Reaktionszeit aufweist sowie eine schärfere und leichtere Zielerkennung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Beobachtungs- und Zieleinrichtung für Kampffahrzeuge ist besonders bedienungsfreundlich und damit auch bedienungssicher, was anhand eines nachfolgend beispielsweise geschilderten Vorgangs einer Zielbekämpfung deutlich wird: Der die Umgebung mittels eines binokularen Betrachtungsgerätes am Monitor beobachtende Richtschütze steuert über ein Richtschützengerät den primärstabilisierten Spiegelkopf einer mit Winkelgebern versehenen Rundsuchkamera in Azimut und Elevation. Entdeckt der Richtschütze auf seinem Monitor ein Ziel, so kann er die Waffenplattform auf das Ziel aufschalten. Dabei werden die von den Winkelgebern der Rundsuchkamera erzeugten Sichtlinien-Koordinaten übernommen, worauf die Plattform auf die Sichtlinie der Rundsuchkamera einlaufen kann.
Die Plattform wird der Rundsuchkamera in Azimutrichtung nachgesteuert, während die an der Plattform vorgesehenen Werfer in Elevationsrichtung nachlaufen. Hat der Richtschütze das Ziel identifiziert, kann er durch Betätigen einer Zielbezeichnungstaste die Vermessung des Zieles und die Übergabe der Zieldaten an den Feuerleitrechner einleiten. Sind Plattform und Lenkwaffen auf das Ziel eingelaufen und befindet sich das Ziel im Wirkungsbereich der Waffen, dann erfolgt vom Feuerleitrechner die Feuerfreigabe, worauf der Richtschütze den Abschluß auslösen kann.
Von wesentlicher Bedeutung ist im Rahmen der Erfindung die Verwendung einer Rundsuchkamera mit hoher Auflösung. Die nachfolgend angegebenen Kenndaten einer derartigen Kamera stellen ein nicht einschränkendes, im wesentlichen zur Definition dieser Kameraart verwendetes Beispiel dar: °=c:60&udf54;&udf53;vu10&udf54;@1Zeilenzahl:@41249&udf50;@1Objektiv:@4°Kf°k=50¤.¤.¤.¤250¤mm&udf50;@1Blickfeld:@4156¤m auf 4000¤m, °Kf°k=250¤m&udf50;@1Blickwinkel:@42,3&ijlig;^11,5&ijlig;&udf50;@1Richtbereich:@4Azimut °Kn°k¤ó¤360&ijlig;&udf50;@1Richtbereich:@4Elevation+20&ijlig;, þ10&ijlig;&udf53;zl10&udf54;@0
Bevorzugt wird die Rundsuchkamera in modularer Bauweise ausgebildet, wobei in einem ersten Modul Kameragehäuse mit Aufnahmeröhre und Videoelektronik, in einem zweiten Modul Objektivgehäuse mit Objektiv und Zoom-Verstellmechanik, in einem dritten Modul der stabilisierte, richtbare Spiegelkopf mit Winkelgebern zur Übergabe der Stellungskoordinaten an den Feuerleitrechner und in einem vierten Modul die Stabilisierungselektronik und die Bildsignalaufbereitung zusammengefaßt sind.
Die Abbidlungsleistung und die Auflösung der verwendeten Kamera gestatten es, mit einem Objektiv von einer Brennweite f=250 mm Gegenstände mit einer Größe von 120 mm (120 mm=1 Linie) in einer Entfernung von 4000 m aufzulösen. Da zum Identifizieren eines Objektes in der Form eines Kampfpanzers acht Linienpaare erforderlich sind, lassen sich mit der beschriebenen Kamera Objekte ab einer Größe von 1920 mm identifizieren. Durch eine Vergrößerung des Zoom-Bereiches auf größere Brennweiten läßt sich ferner eine Steigerung der Abbildungsleistungen im Zielfeld erreichen.
Auf diese Weise ist es möglich, daß die Rundsuchkamera gemessen am Verhältnis Blickfeld zu Auflösung rein optischen Systemen nahekommt. Die Rundsuchkamera ist über ein Kabel mit einem oder mehreren Monitoren verbunden, welche im Kampfraum des Kampffahrzeugs vorgesehen sind. Entsprechend der hohen Auflösung der Kamera sind als Monitore Kleinbild-Feinpunktröhren vorgesehen, welchen jeweils eine binokulare Betrachtungsoptik vorgesetzt ist. Derartige Feinpunktröhren besitzen Bildschirmdiagonalen von etwa 3 bis 5 cm und sind wegen der geringen Trägheitsmassen auch bei rauhem Betrieb besonders störungsunanfällig. Die binokulare Betrachtungsoptik trägt zur Konzentrationserhöhung des jeweiligen Beobachters bei, vermittelt aus der voll geschützten Position den Eindruck einer Direktsicht und trägt in Verbindung mit der Möglichkeit eines schnellen und genauen Erfassens des Nah- und Zielfeldes zu einer Verkürzung der Reaktionszeiten bei.
Zweckmäßigerweise ist in der Rundsuchkamera ein Wärmebildgerät integriert und es sind Maßnahmen getroffen, um die Bilder der Rundsuchkamera und des Wärmebildgerätes wahlweise auf die kampfraumseitig vorgesehenen Monitore aufschalten zu können. Der Beobachter oder die Beobachter können damit in Abhängigkeit von den jeweils vorliegenden Gegebenheiten das optimale Informationsmittel einschließlich eines einschwenkbaren Restlichtverstärkers auswählen, bzw. auch innerhalb kürzester Zeit Alternativinformationen von den verschiedenen Bildgebern einblenden, um auf diese Weise die Sicherheit einer zu treffenden Entscheidung zu erhöhen.
In dem Signalweg zwischen der Rundsuchkamera und dem oder den Monitoren befindet sich eine Bildverarbeitungseinrichtung, welche das von der Kamera erzeugte Bildsignal geeignet modifiziert. Eine derartige Signalmodifizierung kann beispielsweise in einer Kontrastveränderung oder in einer besonderen optischen Zielkennzeichnung durch Aufhellung oder Markierung bestehen. Besonders günstig ist auch die Einschaltung eines Zwischenspeichers, der die Bewegungserkennung wesentlich erleichtert bzw. automatisiert. Bildflächen, in denen Bewegungen erkannt werden sollen, sind vorzugsweise nach Lage und Größe programmierbar, während Bildlinien, auf denen Bedingungen erkannt werden sollen, durch Abtasten einer Szenenkontur mit der Sichtlinie programmierbar sind.
Des weiteren ist es möglich, mit geringem elektronischen Aufwand in das jeweilige Monitorbild Informationen, insbesondere in Form von Daten und/oder Markierungen einzublenden. Einblendbar sind beispielsweise das NATO-Strichkreuz, eine gemessene Entfernung sowie die Feuerbereitschaft. In entsprechender Weise können auch Daten über die jeweilige Ausfahrhöhe und die Schußrichtung der Plattform und dergleichen eingeblendet werden.
In besonders günstiger Weise läßt sich die Azimutbewegung sektorweise durchführen und der Sektorwinkel an den Aufnahmewinkel der Kamera so anpassen, daß sich die Sektoren in jedem Falle überlappen. Während des Sektorenwechsels wird der Monitor gemäß einer weiteren Besonderheit der Erfindung dunkel getastet, wobei die Dunkelphase kürzer als das Wahrnehmungsvermögen des menschlichen Auges gewählt ist.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Beobachtungs- und Zieleinrichtung lassen sich dahingehend zusammenfassen, daß sich eine wesentliche Vereinfachtung des gesamten Waffensystems erzielen läßt, daß der sich unter vollem Panzerschutz im Fahrgestell befindende Beobachter das Nah- und Zielfeld in einer der Direktbeobachtung entsprechenden und dieser bei widrigen Umständen sogar überlegenen Qualität über das binokulare Betrachtungsgerät verfolgen und analysieren kann, daß sich durch Sektorenbeobachtung und entfernungsabhängige Blickwinkeleinstellung eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit erzielen läßt, die durch Dateneinblendung in das Blickfeld des Beobachters weiter gefördert werden kann und daß der Beobachter bei der Zielentdeckung und Zielverfolgung durch elektronische Bildverarbeitung unterstützt werden kann, was wiederum positive Auswirkungen auf die Reaktionsgeschwindigkeit hat.

Claims

1. Beobachtungs- und Zieleinrichtung für Kampffahrzeuge, mit einer relativ zum Kampffahrzeug elevierbaren und in Azimutrichtung schwenkbaren Waffenplattform, auf welcher Lenkwaffen oder dgl. sowie eine Fernsehkamera mit vom Kampffahrzeug aus verstellbarer Brennweite angebracht sind, wobei die Fernsehkamera über Kabel mit zumindest einem im Kampfraum des Kampffahrzeugs vorgesehenen Monitor verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernsehkamera als sichtlinienstabilisierte, in Elevation und Azimut fernrichtbare Rundsuchkamera ausgebildet und mit Winkelgebern zur Erzeugung der jeweiligen Sichtlinienkoordinaten ausgebildet ist, in den Signalweg zwischen Rundsuchkamera und Monitor eine Signalverarbeitungsschaltung angeordnet ist, welche durch Vergleich von gespeicherten Bildinformationen mit den von der Rundsuchkamera erzeugten aktuellen Bildinformationen Bewegungen detektiert und durch Zeicheneinblendung an der betreffenden Stelle im Monitorbild markiert, und in Abhängigkeit von den Sichtlinienkoordinaten eines detektierten Ziels die Waffenplattform der Rundsuchkamera in Azimutrichtung und die Lenkwaffen oder dgl. der Rundsuchkamera in Elevationsrichtung nachführbar sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rundsuchkamera eine hochauflösende HDTV-Kamera enthält und der Monitor eine Kleinbild-Feinpunktröhre mit vorgesetzter binokularer Betrachtungsoptik aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rundsuchkamera ferner ein Wärmebildgerät aufweist, dessen Wärmebilder auf dem Monitor wahlweise wiedergebbar ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Strahlengang der Rundsichtkamera zwischen Objektiv und Wandler ein Restlicht-Bildverstärker einschwenkbar ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Signalverarbeitungsschaltung die zu detektierenden Bildflächen nach Größe und Lage programmierbar sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Signalverarbeitungseinrichtung die zu detektierenden Bildlinien durch Abtasten einer Szenenkontur mit der Sichtlinie programmierbar sind.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in das Monitorbild zusätzliche Informationen in Form von Daten oder Markierungen einblendbar sind.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Monitor weitere Monitoren parallel geschaltet sind.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Azimutbewegung der Rundsichtkamera sektorweise erfolgt, wobei der Sektorwinkel an den Aufnahmewinkel der Rundsichtkamera so angepaßt ist, daß sich die Bewegungssektoren gegenseitig überlappen.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß während des Wechsels eines Bewegungssektors der Monitor dunkel getastet wird, wobei die Tastzeit unterhalb der Wahrnehmbarkeitsschwelle des menschlichen Auges ist.