DE3504198A1

DE3504198A1 - Verfahren zum ueberwachen der treffererzielung von panzerschuetzen im schiesstraining

Info

Publication number: DE3504198A1
Application number: DE19853504198
Authority: DE
Inventors: Erwin 8038 Gröbenzell Francke; Jürgen Dipl.-Ing. 8060 Dachau Poeschel
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1985-02-07
Filing date: 1985-02-07
Publication date: 1986-08-07

Description

k r a u s s - m a f f e i kmf 102

Aktiengesellschaft

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie auf eine Fernsehkamera und eine Zieltafel zur Verwendung bei einem derartigen Verfahren.

Zur Ausbildung von Panzerschützen ist es erforderlich, unter realen Gefechtsbedingungen das rasche Ausrichten und Abfeuern der Waffe auf nur kurzzeitig sichtbare, wechselnde Ziele zu üben. Hierzu ist es aus der DE-OS 30 23 516 bekannt, mit dem Zielfernrohr des Panzerschützen eine Fernsehkamera optisch zu koppeln, um das vom Richtschützen ausgewählte Zielbild als elektronisches Bildsignal verfügbar zu haben und telemetrisch an eine zentrale Leitstelle zu übertragen. Zusätzlich kann, wie aus der EP-A 97 231 bekannt ist, mittels einer weiteren, im Gelände aufgestellten und auf das Zielgebiet ausgerichteten Fernsehkamera eine Abbildung des Zielgebietes aus einer anderen Perspektive erzeugt und als zusätzliche elektronische Bildinformation an die Leitstelle übertragen werden. Der Ausbildungsleiter in der Leitstelle hat damit die Möglichkeit, das Zielbild des Panzerschützen oder das Zielgebiet auf dem Bildschirm seines Fernsehmonitors zu beobachten, um sowohl den Richtvorgang und die

Schußvorbereitung als auch nach erfolgtem Abschuß die Lage des Treffers genau zu beobachten.

Eine solche reale Gefechtssituation läßt sich jedoch nur auf speziellen Schießübungsplätzen üben, wobei die Verwendung von übungsmunition zur Treffererzielung und -feststellung nicht ungefährlich ist, insbesondere bei Anfängern. Der Zugang zu den wenigen derartigen Schießübungsplätzen stellt wegen des Andrangs einen zeitlichen und kostenmäßigen Engpaß für die Schießausbildung dar. Darüber hinaus stellt der Einbau einer Fernsehkamera und eines Bildsenders in jedes Übungspanzerfahrzeug einen nicht unerheblichen Mehraufwand dar.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welches auf einfache und dennoch exakte Weise eine Schießausbildung von Panzerschützen unter realen Gefechtsbedingungen mit Schußabgabe ohne Verwendung von übungsmunition und ohne den Aufwand eines Einbaues einer Fernsehkamera und eines Bildsenders in jedes Übungspanzerfahrzeug ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verfahrens gemäß Patentanspruch 1 ergeben sich aus

den Patentansprüchen 2 bis 8.

Eine bevorzugte Fernsehkamera zur Verwendung bei dem erfindungsgemä'ßen Verfahren ist in den Patentansprüchen 9 und 10 angegeben.

Eine bevorzugte Zieltafel zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist in den Patentansprüchen 11 und 12 angegeben.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher er!äutert.

Das in Draufsicht dargestellte übüngspanzerfahrzeug 1 ist in üblicher Weise wie jeder andere Kampfpanzer auch mit einem Zielfernrohr 1b zumindest für den Panzerschützen ausgestattet, dessen optische Achse auf die Achse der Panzerwaffe 1a justiert ist. Zur Entfernungsbestimmung ist ferner entsprechend der heutigen Standardausrüstung von KampfPanzerfahrzeugen ein Laser-Entfernungsmesser 1c vorgesehen, dessen optische Achse 3a parallel zur optischen Achse 3 des Zielfernrohrs verläuft. Der Laser-Entfernungsmesser 1c erzeugt beispielsweise sehr kurze, energiereiche Laserimpulse von einigen Nanosekunden Dauer im langwelligen Lichtwellenlängenbereich von z.B. 1060 nm.

Im Übungsgelände des dargestellten Panzerfahrzeugs sind mehrere Zieltafeln 2a, 2b, 2c und 2d aufgestellt, welche ein Zielkreuz 9 aufweisen, das vom Panzerschützen im Panzerfahrzeug 1 mittels des Zielfernrohrs 1b anvi-

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siert wird. Ein Ausbildungsleiter in einer zentralen Leitstelle 20 gibt dem Panzerschützen Anweisung, welche der Zieltafeln 2a bis 2d ( deren Anzahl in Wirklichkeit viel größer ist ) angerichtet und getroffen werden soll. Diese Anweisungen werden in raschem Wechsel gegeben, um das schnelle Anrichten auf Ziele zu üben. Gegebenenfalls lassen sich die Zieltafeln 2a bis 2d umklappen, damit der Panzerschütze entsprechend den realen Kampfverhältnissen nur eine kurze Zeitspanne zum Anrichten und Abfeuern des Lasers 1c zur Verfugung hat.

Im Strahlengang 4 des von der jeweils anvisierten Zieltafel, im dargestellten Beispielsfall die Zieltafel 2a, reflektierten Laserstrahls ist eine Fernsehkamera 5 aufgestellt, welche drehbar montiert ist, um auf jede der Zieltafeln 2a bis 2d ausgerichtet werden zu können. Diese Bewegungsmöglichkeit der Fernsehkamera 5 ist mit einem Doppelpfeil in der Figur angedeutet. Die Fernsehkamera 5 erzeugt sowohl eine Abbildung 2a¹ der Zieltafel 2a und eine Abbildung 9¹ des Zielkreuzes 9 als auch einen Leuchtfleck 10', falls der Laserstrahl des Laser-Entfernungsmessers 1c die Zieltafel 2a z.B. an der Stelle 10 getroffen hat und damit von der Oberfläche der Zieltafel 2a in die Optik der Fernsehkamera 5 reflektiert wurde. Der Leuchtfleck 10' ist in dem Bildsignal 6 am Ausgang der Fernsehkamera 5 als mehr oder weniger scharfer Leuchtdichteimpuls erkennbar. Das Bildsignal 6 wird zu der Leitstelle 20 übertragen, wobei die Art dieser übertragung ( Funk oder Kabel ) unwichtig ist. Auf einem Fernsehmonitor 7 in der

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Leitstelle 20 wird das Bildsignal 6 optisch wiedergegeben, um von dem Ausbildungsleiter überwacht zu werden. Es bedarf hier keiner weitergehenden Erwähnung, daß der Monitor 7 im Falle der Aufstellung mehrerer Fernsehkameras 5 auf deren Bildsignale 6 umschaltbar sein kann. Das Bildsignal 6 wird ferner einer Bildaufzeichnungseinrichtung 19 in der Leitstelle 20 zugeführt, welche in Abhängigkeit von dem Auftreten eines Leuchtflecks 10', d.h., bei einem "Treffer" gestartet wird und wenigstens über eine Vollbildperiode das Bildsignal 6 mit dem darin enthaltenen trefferanzeigenden Leuchtfleck 10' aufzeichnet. Auf diese Weise läßt sich später der Treffer exakt auswerten. Die Ablage des Leuchtflecks 10' von der Abbildung 9' des Zielkreuzes 9 auf dem Schirm 8 des Monitors 7 entspricht der realen Abweichung des Trefferortes 10 vom Zielkreuz 9. Auf diese Weise kann die Schußabgabe simuliert werden, ohne irgendwelche übungsmunition verwenden zu müssen.

Die Ausrichtung und Fokussierung der Fernsehkamera 5 auf die jeweils als Ziel bestimmte Zieltafel erfolgt durch einen nicht dargestellte Servomotoren, die von einer in der Leitstelle 20 vorhandenen Kamerapositionssteuerung 11 mit einem entsprecheaden Stellbefehl 12 angesteuert werden. Die Erzeugung der Stellbefehle kann durch Abruf aus einem entsprechenden Signal speicher innerhalb der Positionssteuerung 11 erfolgen. Diese vorprogrammierten Positionen der Fernsehkamera 5 können sich lediglich auf einen bestimmten Bereich der jeweiligen Zieltafel beziehen, falls die Zieltafel innerhalb dieses Bereiches bewegbar ist. Die exakte

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Nachführung der Fernsehkamera 5 auf die bewegte Zieltafel erfolgt durch einen Videotracker 15, welcher von der Fernsehkamera 5 mit Bildsignalen versorgt wird und den Servomotoren der Fernsehkamera 5 Stellbefehle 16 zuführt. Der Video-Tracker 15 spricht dabei auf Infrarot-Licht an, das von Infrarot-Kennleuchten 13a bis 13d an jeder der Zieltafeln 2a bis 2d ausgesendet wird. Die Kennleuchten 13a bis 13d sind mittels einer IR-Kennleuchtensteuerung 14 in der Leitstelle 20 per Funkbefehl 17 ein- und ausschaltbar, wobei die Reihenfolge der Kennleuchten-Ansteuerung der Reihenfolge der Anrichtbefehle des Ausbilders an den Panzerschützen entspricht. Auf diese Weise wird der Video-Tracker stets auf die momentan anzurichtende Zieltafel ausgerichtet.

Zur Erkennung von Fehlschüssen kann jede Zieltafel 2a bis 2d mit einem Randbereich 18 versehen werden, der über die normale, gestrichelt angedeutete Fläche einer Zieltafel hinausgeht. Die Lage des Leuchtflecks 10' auf der Abbildung dieses Randbereichs 18 weist einen Fehlschuß aus.

Die Fernsehkamera 5 ist bevorzugt mit einem CCD-Halbleitersensor oder einer Silizium-Target-Röhre als Bildwandler ausgerüstet. Es kommen auch andere Bildwandler in Betracht, welche für den IR-Bereich empfindlich sind und möglichst hochauflösend sein sol I en.

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Zur Auswertung des aufgezeichneten Bildsignals 6 ist die Aufzeichnungseinrichtung 19 über eine bidirektionale Leitung 22 mit einem Auswerterechner 21 verbunden, welcher seinerseits über eine'Leitung 23 zum Monitor 8 führt. Bei der Auswertung des aufgezeichneten Bildsignals 6 kann der Schwerpunkt des Leuchtflecks 10' in XY-Koordinaten ermittelt werden, was durch die Rasterung des Fernsehbildes leicht möglich ist. Diese Lage des Leuchtfleck-Schwerpunktes wird mit der Lage der Zielkreuzabbi1 dung 9¹ verglichen, woraus eine Angabe über die Treffergenauigkeit resultiert. Zuvor wurde der Referenzpunkt des Auswerterechners 21 auf die Zielkreuzabbildung 9' justiert. Um Justagefehler des Lasersenders des Entfernungsmessers 1c bezüglich des Zielfernrohrs 1b bei der Trefferbewertung auszuschalten, kann von dem Ausbilder ein genauer Probeschuß abgegeben werden, wobei der Offset zwischen der Lage des Leuchtfleck-Schwerpunktes und der Zielkreuzabbildung 9¹ bei dem dabei aufgezeichneten Fernsehbild als Korrekturwert bei der Trefferbeurteilung an der anschließenden Schüler-Schüsse benutzt wird.

Bei großen Entfernungen zwischen Zieltafel und Fernsehkamera 5 und der dadurch bedingten Konvergenz des reflektierten Laserstrahls kann es günstig sein, per Auswerterechner 21 in das Bildsignal 6 den ermittelten Leuchtfleck-Schwerpunkt als Markierung einzublenden.

Mit Hilde des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es somit möglich, in einem beliebigen, nicht abgesperrten Gelände ohne eine Lärmbelästigung durch Ab-

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schuß von übungsmunition das Anrichten und Abfeuern von Panzerwaffen auf verschiedene Ziele zu üben, wobei der dafür erforderliche bauliche Aufwand nur eine Fernsehkamera und eine Ausrüstung der Leitstelle umfaßt, nicht dagegen eine zusätzliche Bestückung der Stabdard-KampfPanzerfahrzeuge mit Fernsehkameras und Bildsender erfordert. Trotz dieser Vorteile leidet die Genauigkeit der Trefferfeststellung nicht, da die Strahl bündelung und Richtgenauigkeit des verwendeten Laserstrahls höher ist als die Genauigkeit der Flugbahn des Panzerprojektils, wobei die Auswertung des reflektierten Laserstrahls eine stärkere Strahldivergenz in geeigneter Weise berücksichtigt.

Claims

Krauss-Maffei
Aktiengesellschaft

KMF

Verfahren zum überwachen der Treffererzielung von Panzerschützen im Schiesstraining

Patentansprüche

Verfahren zum überwachen der Treffererzielung von Panzerschützen im Schießtraining, bei dem auf das Zielgebiet eine Fernsehkamera ausgerichtet und das Kamera-Bildsignal auf einem, vorzugsweise in einer zentralen Leitstelle aufgestellten Fernsehmonitor wiedergegebenwird, dadurch gekennzeichnet, daß ein in dem Übungspanzerfahrzeug (1) achsparallel zur optischen Achse (3) des Zielfernrohrs (1b) angebrachter Laser-Entfernungsmesser (1c) zur Trefferanzeige bei Abgabe eines simulierten Schusses verwendet wird, derart, daß das zum Zeitpunkt der Schußabgabe auf das anvisierte Ziel (2a) einfallende und von dort reflektierte Laserlicht des Laser-Entfernungsmessers (1c) von der auf das jeweils anvisierte Ziel (2a) ausgerichteten Fernsehkamera (5) als Leuchtfleck (10') aufgenommen

wird, dessen Lage relativ zu der gleichzeitig von der Fernsehkamera (5) aufgenommenen Abbildung (9¹) des Zielkreuzes (9) der Trefferlage des simulierten Schusses entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß die Fernseh· kamera (5) mittels vorprogrammierter Fernsteuerbefehle (12) auf unterschiedliche Ziele (2a bis 2d) ausgerichtet und fokussiert wird.

Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung bewegter, mit Infrarot-Kennleuchten (13a bis 13d) ausgestatteter Ziele (2a bis 2d) die lediglich auf den Bewegungsbereich eines jeweiligen Ziels (z.B. 2a) per Fernsteuerbefehl (12) ausgerichtete Fernsehkamera (5) durch die Steuersignale (16) eines von der Fernsehkamera (5) mit Bildsignalen versorgten Videotrackers (15) auf das jeweilige, durch Inbetriebsetzung seiner Infrarot-Kennleuchte (z.B. 13a) per Funksteuerbefehl (17) markierte Ziel (z.B. 2a) nachgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit vom Auftreten eines Laserlicht-Leuchtflecks (10') im Bildsignal (6) der

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Fernsehkamera (5) eine Bi1dspeicherung des betreffenden Bildsignals (6) über wenigstens eine Vollbildperiode erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Laserlicht-Leuchtfleck (10¹) der aus dem Bildsignal ermittelte Leuchtfleck-Schwerpunkt als Markierung eingeblendet wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem genauen Probeschuß die Lage des Schwerpunktes des im Bildsignal (6) auftretenden Laserlicht-Leuchtflecks (10') bestimmt und dessen Abweichung (Offset) von der Lage der Zielkreuzabbildung (9¹) als Maß für Justierabweichungen zwischen der optischen Achse (3) des Zielfernrohrs (1b) und der optischen Achse (3a) des Laser-Entfernungsmessers (1c) bei der Trefferauswertung automatisch berücksichtigt wird.

Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des Schwerpunktes des im Bildsignal (6) bei jedem Treffer auftretenden Laserlicht-Leuchtflecks (10') elektronisch bestimmt und in Bezug zu der Lage der Zielkreuzabbildung (9¹) gesetzt wird.

Fernsehkamera zur Verwendung bei einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet daß als Bildwandler ein CCD-Halbleitersensor oder eine Silizium-Target-Röhre vorgesehen ist.

Zieltafel zur Verwendung bei einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,daß auf der dem Laser-Entfernungsmesser zugewandten Oberfläche der Zieltafel ein die Reflexion des Laserlichtes verstärkender Anstrich oder Belag (Reflexfolie) vorgesehen ist.

10. Zieltafel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß ein zusätzlicher, über die Fläche einer normalgroßen Zieltafel hinausgehender Randbereich (18) vorgesehen ist, wobei die Lage eines Laserlicht-Leuchtflecks (10¹) innerhalb der Abbildung des Randbereichs (18) einen Fehlschuß ausweist.