DE3529413C1

DE3529413C1 - Missile guidance method uses time cycle to define target cone with receiver integrated into missile

Info

Publication number: DE3529413C1
Application number: DE19853529413
Authority: DE
Inventors: Josef Menke; Guenter Zeifang; Jens-Rainer Hoefft; Guenther Kuerbitz
Original assignee: Carl Zeiss AG
Current assignee: Carl Zeiss AG
Priority date: 1985-08-16
Filing date: 1985-08-16
Publication date: 2003-07-03
Anticipated expiration: 2005-08-17

Abstract

The missile guidance method involves guiding the missile along a predetermined target path (11) using a laser beam (2). A time cycle is used to define a target cone (4) and a receiver is integrated into the missile using a time cycle. The laser beam in the target core is scanned to define decreasing radii of the core. A full three hundred and sixty degree rotation of the sensor is provided to determine the radial offset of the target from the target path and compensate for decrease of the synchronization between the operating cycle of the sender and receiver.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines beweglichen Gegenstandes nach dem Oberbegriff des An spruchs 1.The present invention relates to a method for controlling a movable object according to the preamble of the An saying 1.

Solche Verfahren sind unter der Bezeichnung "Strahl-Reiter-Verfahren" (englisch: beam rider method) bekannt. Diese Verfahren dienen bei spielsweise zur Steuerung eines Flugkörpers ins Ziel, sie können jedoch auch zur Steuerung von Maschinen, Fahrzeugen oder anderen Geräten, wie z. B. Robotern, Verwendung finden.Such processes are known as "beam rider processes" (English: beam rider method) known. These procedures serve for example to control a missile to the target, but you can also for controlling machines, vehicles or other devices, such as z. B. robots, use.

Aus der US-PS 4 111 384 ist ein Strahl-Reiter-Führungssystem bekannt, das zur Steuerung einer Rakete in ein Ziel verwendet wird. In dieser Schrift sind verschiedene bekannte Möglichkeiten zur Definition der Ziellinie und zur Steuerung eines Flugkörpers entlang dieser Ziellinie beschrieben. Das beanspruchte System weist einen Sender auf, der einen etwa kreisförmigen Bereich um den Zielstrahl laufend mit einem strich förmigen Laserstrahl abtastet und einen mit der Rakete verbundenen Empfänger, der aus dem Empfangssignal die notwendigen Korrektursignale zur Steuerung der Rakete in den Zielstrahl errechnet. Im Sender wird durch Rückführung eines Teils des Senderstrahles festgestellt, wann dieser beim Abtastvorgang durch den Zielstrahl läuft. In diesem Moment wird ein Synchronisierimpuls erzeugt und ausgestrahlt. Der Empfänger in der Rakete bestimmt mit Hilfe eines Zählers aus der Zeitdifferenz zwischen Synchronisierimpuls und dem Schwerpunkt (der Mitte) der Koor dinatenabtastung, ob das empfangene Signal und damit die Rakete sym metrisch zur Ziellinie liegt. Ist dies nicht der Fall, so wird aus der festgestellten Zeitdifferenz das notwendige Korrektursignal zur Betä tigung der Raketensteuerung errechnet.A jet rider guidance system is known from US Pat. No. 4,111,384. which is used to launch a missile into a target. In this Scripture are various known ways of defining the font Target line and to control a missile along this target line described. The claimed system has one transmitter, one approximately circular area around the target beam with a line shaped laser beam and one connected to the rocket Receiver, the necessary correction signals from the received signal calculated to control the missile into the target beam. In the transmitter determined by returning part of the transmitter beam when this runs through the target beam during the scanning process. At this moment a synchronization pulse is generated and broadcast. The recipient in the missile determines from the time difference with the help of a counter between the sync pulse and the center of gravity (the center) of the Koor dinatenabtastung whether the received signal and thus the rocket sym is metric to the finish line. If this is not the case, the determined time difference the necessary correction signal for Betä rocket control.

Dieses Führungssystem hat den Nachteil, daß es senderseitig einen Laser hoher Leistung erfordert, und daß durch die Verwendung des Synchroni siersignals das System sender- und empfängerseitig recht aufwendig ist.This guidance system has the disadvantage that it has a laser on the transmitter side requires high performance, and that by using the Synchroni siersignals the system on the transmitter and receiver side is quite complex.

Aus der EP 0 102 466 A1 ist eine Vorrichtung zur passiven und aktiven optisch-mechanischen Abtastung eines Sehfeldes bekannt, bei dem der passive Kanal durch ein Wärmebildgerät und der aktive Kanal durch einen Laserabtaster gebildet ist. Die Mitte der Sehfelder von Wärmebildgerät und Laserabtaster sind zur Deckung gebracht und definieren die Ziel linie. Der Laserabtaster tastet das Sehfeld rasterförmig ab, wobei diese Abtastung in Polarkoordinaten erfolgen kann. Wird diese Vorrich tung verwendet, um einen mit einem Empfänger versehenen Flugkörper zu steuern, so benötigt dieser zur Ermittlung seiner Position bezüglich der durch die Sehfeldmitte definierten Ziellinie zusätzlich Informa tionen über die momentane Phasenlage der Abtastung in den beiden Ab tastkoordinaten. Diese Information kann über Funk erfolgen, sie kann auch durch ein quarzgesteuertes Zählwerk, das beim Start mit dem Ab taster synchronisiert wurde, während des Fluges im Flugkörper selbst erzeugt werden. Da die Synchronisation während des gesamten Fluges exakt stimmen muß, ist eine Verwirklichung dieses Vorschlags mit den in dieser Schrift angegebenen Mitteln nicht möglich. Diese EP 0 102 466 A1 beschreibt das Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.EP 0 102 466 A1 describes a device for passive and active optical-mechanical scanning of a field of view known, in which the passive channel through a thermal imaging device and the active channel through one Laser scanner is formed. The center of the field of view of thermal imager and laser scanners are aligned and define the target line. The laser scanner scans the field of view in a grid pattern, whereby this scanning can take place in polar coordinates. Will this Vorrich tion used to a missile provided with a receiver control, he needs to determine his position with respect additional information at the finish line defined by the center of the field of vision tion on the current phase position of the sampling in the two Ab tastkoordinaten. This information can be done via radio, it can also by a quartz-controlled counter that starts with the Ab button was synchronized during the flight in the missile itself be generated. Because the synchronization during the entire flight must be exactly correct is a realization of this proposal with the in means specified in this document are not possible. This EP 0 102 466 A1 describes the method according to the preamble of claim 1.

Es ist nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Steuern eines bewegten Gegenstandes entlang einer Ziellinie zu schaf fen, das mit einer kleinen Sendeleistung auskommt, das keine Übertra gung von Zusatzinformationen zur Synchronisation Sender/Empfänger be nötigt und das mit handelsüblichen, preiswerten Bauelementen verifi zierbar ist.It is now the object of the present invention to provide a method for Control a moving object along a finish line fen that manages with a low transmission power that does not transmit supply of additional information on the synchronization of the transmitter / receiver necessary and that with commercial, inexpensive components verifi is decoratable.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das gemäß den kennzeichnenden Merk malen des Anspruchs 1 ausgebildete Verfahren gelöst.This object is achieved by the according to the characterizing note paint the claim 1 trained method solved.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung lassen sich bei einer Ablenkung des Laserstrahls im Zielkegel entlang eines um die Ziellinie rotieren den Durchmessers für Abtast-Durchmesser, die gegensinnig vom Laser strahl durchlaufen werden und die innerhalb eines engen Winkelbereichs der Rotation einander zugeordnet sind, vom Empfänger des bewegten Gegen standes beim Auftreffen des Laserstrahls Signale detektieren, die durch eine einfache Verknüpfung unabhängig von eventuellen Synchronabwei chungen Signale erzeugen, die der radialen und winkelmäßigen Ablage des Gegenstandes von der Ziellinie proportional sind. Aus diesen Signalen lassen sich die Korrekturwerte zum Steuern des Gegenstandes in die Ziellinie bestimmen. In the method according to the invention, a deflection can of the laser beam in the target cone rotate along one around the target line the diameter for scanning diameter, which is opposite from the laser beam are traversed and within a narrow angular range the rotation are assigned to each other by the receiver of the moving counter when the laser beam strikes, it can detect signals caused by a simple link regardless of any synchronous deviation Chungen generate signals that the radial and angular storage of the Object are proportional to the finish line. From these signals can the correction values for controlling the object in the Determine the finish line.

Aus den detektierten Signalen lassen sich durch ebenso einfache Ver knüpfung Signale errechnen, die einer eventuellen Synchronab weichung zwischen dem Zeittakt des Senders und dem des Empfängers proportional sind, und die des halb dazu verwendet werden, solche Abweichungen laufend und hochgenau zu korrigieren.From the detected signals, Ver linkage to calculate signals that might synchronize soft between the timing of the transmitter and that of the receiver are proportional, and that of half used to keep such deviations ongoing and highly accurate to correct.

Die bei der Bewegung des Gegenstandes von dessen Empfänger detektierten Signale lassen sich prinzipiell als Analogsignale gewinnen und verar beiten. Zweckmäßiger ist es jedoch, diese Signale nach dem Verfahren des Anspruchs 2 digital zu erzeugen.Those detected by the receiver when the object moves In principle, signals can be obtained and processed as analog signals BEITEN. However, it is more appropriate to use these signals according to the procedure of claim 2 to generate digitally.

Anspruch 3 gibt eine Ausgestaltung des Verfahrens an, bei dem der Laser strahl entlang der Abtast-Durchmesser gleichsinnig, d. h. von zeit lich nacheinander erreichten Punkten auf dem Umfang eines Schnittkrei ses des Zielkegels aus stets in Richtung auf den Zielstrahl abgelenkt wird. In diesem Fall treten Abtast-Durchmesser, die bezüglich des Ziel strahls gegensinnig durchlaufen werden, jeweils nur nach erfolgtem Umlauf in einem Halbkreis auf, d. h. für die komplementären Rotations winkel ϕ und ϕ + π.Claim 3 specifies an embodiment of the method in which the laser beam in the same direction along the scan diameter, d. H. of time points successively reached on the circumference of a cutting circle the target cone is always deflected in the direction of the target beam becomes. In this case, scan diameters occur that are relative to the target are passed through in opposite directions, only after each Orbiting in a semicircle, i.e. H. for the complementary rotation angles ϕ and ϕ + π.

Bei dem Verfahren nach Anspruch 4 wird der Laserstrahl während seiner Bewegung auf zeitlich unmittelbar nacheinander durchlaufenen Abtast- Durchmessern gegensinnig abgelenkt. Es sind also zeitlich nacheinander durchlaufene Abtast-Durchmesser einander zugeordnet und die während dieser Abtast-Durchmesser detektierten Signale werden ausgewertet. Dadurch lassen sich die gesuchten Werte für die Lage des bewegten Ge genstandes im Abtastfeld und für die Synchronisationskorrektur mit hoher Genauigkeit erzeugen und es läßt sich gegenüber dem Verfahren nach Anspruch 3 zusätzliche Redundanz für diese Werte gewinnen.In the method according to claim 4, the laser beam is during its Movement on the scanning Diameters deflected in opposite directions. So they are sequential traversed scanning diameters assigned to each other and the during signals detected by this scanning diameter are evaluated. This allows the searched values for the location of the moving ge object in the scanning field and for synchronization correction generate high accuracy and it can be compared to the method gain additional redundancy for these values according to claim 3.

Eine eventuelle Synchronabweichung zwischen Sender und Empfänger äußert sich bei dem Steuerverfahren nach der Erfindung als ein addi tiver Fehler. Da beim Verfahren nach der Erfindung die Abtastrichtungen für einander zugeordnete Abtast-Durchmesser entgegengesetzt sind, wird bei einer einfachen Verknüpfung durch Differenzbildung der während der Abtastung dieser Durchmesser detektierten Signale ein Meßwert gewonnen, der unabhängig von einer solchen Synchronabweichung ist.A possible synchronization deviation between transmitter and receiver manifests itself in the control method according to the invention as an addi tive error. Since the scanning directions in the method according to the invention for mutually assigned scanning diameters are opposite with a simple link by forming the difference during the Sampling these diameter-detected signals, a measured value is obtained, which is independent of such a synchronous deviation.

Die Größe einer Synchronabweichung zwischen Sender und Empfänger läßt sich durch Summenbildung der erwähnten Signale und nachfolgende ein fache Rechenoperationen ermitteln, so daß die Synchronisation laufend nachgeregelt, d. h. während des gesamten Steuervorganges aufrechterhal ten werden kann.The size of a synchronous deviation between the transmitter and receiver can be by summing up the signals mentioned and subsequent ones Calculate simple arithmetic operations so that the synchronization is ongoing adjusted, d. H. during the entire control process can be.

Daraus wird verständlich, daß nach der Erfindung zum Steuern des Senders und des Empfängers ein handelsüblicher Quarz mit einer Genauigkeit von ca. 10^-5 durchaus ausreicht.From this it is understandable that according to the invention for controlling the transmitter and the receiver, a commercially available quartz with an accuracy of approx. 10 ^{-5 is} quite sufficient.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird für jeden Abtast-Durchmesser festgestellt, ob ein Meßwert vorliegt, d. h. ob während der Abtastung dieses Durchmessers der vom Sender ausgehende Abtast-Laserstrahl den Empfänger des bewegten Gegenstandes trifft. Ist dies auch für den im Winkelbereich 360/n° (n = Zahl der Abtast-Durchmesser pro Umlauf) der Fall, so werden die detektierten Signale in der beschriebenen Weise ausgewertet. Um das Abtastfeld möglichst dicht vom Laserstrahl ausfül len zu können, erfolgt die Drehung der Abtast-Durchmesser nach dem Verfahren des Anspruchs 7.In the method according to the invention for each scanning diameter determined whether a measured value is available, d. H. whether during the scan this diameter of the scanning laser beam emanating from the transmitter Receiver of the moving object hits. Is this also for the im Angular range 360 / n ° (n = number of scanning diameters per revolution) If so, the detected signals are as described evaluated. To fill the scanning field as close as possible to the laser beam len, the rotation of the scanning diameter takes place after the Method of claim 7.

Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung besteht darin, daß auswertbare Signale immer häufiger anfallen, je näher der bewegte Gegenstand der Ziellinie kommt. Damit wird in diesem Bereich die Nachsteuerung des bewegten Gegenstandes immer präziser. Es ist besonders vorteilhaft, die errechneten Koordinatenwerte nach dem Ver fahren des Anspruchs 8 zu mitteln, um damit ihre Genauigkeit zu er höhen. Diese Mittelung kann beispielsweise während eines Umlaufs vor genommen werden und die damit erzeugten Signale werden dann zur Errech nung der Nachsteuer-Signale verwendet.A major advantage of the method according to the invention is in the fact that evaluable signals occur more frequently, the closer the moving object comes to the finish line. So that in this area the readjustment of the moving object more and more precisely. It is particularly advantageous, the calculated coordinate values after Ver drive of claim 8 to average, so that he to be accurate heights. This averaging can take place, for example, during a revolution are taken and the signals generated with it are then used for calculation after-control signals used.

Es ist zweckmäßig, vor Einleiten der Bewegung des Gegenstandes die Synchronisation zwischen Sender und Empfänger gemäß Anspruch 9 vorzu nehmen.It is advisable to start the movement of the object Synchronization between transmitter and receiver according to claim 9 vorzu to take.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 1 bis 9 der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Im einzelnen zeigen:The invention is explained below with reference to FIGS. 1 to 9 of the accompanying drawings. In detail show:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel des Senders zur Ablenkung des Laser strahls innerhalb eines Zielkegels; Fig. 1 shows an embodiment of the transmitter for deflecting the laser beam within a target cone;

Fig. 2 die Abtastbewegung des Laserstrahls in einer senkrecht zur Ziellinie durch den Zielkegel gelegten Schnittebene in einem ersten Ausführungsbeispiel; Figure 2 shows the scanning movement of the laser beam in a section plane perpendicular to the target line through the target cone in a first embodiment.

Fig. 3 ein Prinzipschaltbild des Senders; Fig. 3 is a schematic diagram of the transmitter;

Fig. 4 einen nicht maßstabsgetreuen Blick auf den Empfänger des be wegten Gegenstandes für das Ausführungsbeispiel der Fig. 2; FIG. 4 is a not to scale view of the receiver of the moving object for the embodiment of FIG. 2;

Fig. 5 eine Darstellung der Abtastbewegungen über den Zeitachsen von Sender und Empfänger für das Ausführungsbeispiel der Fig. 2; Figure 5 is an illustration of the scanning movements on the time axes of the transmitter and receiver for the embodiment of Fig. 2.

Fig. 6 ein Prinzipschaltbild der mit dem bewegten Gegenstand inte grierten Empfangsanordnung; Fig. 6 is a schematic diagram of the receiving arrangement inte grated with the moving object;

Fig. 7 die Abtastbewegung des Laserstrahls in einer senkrecht zur Ziellinie durch den Zielkegel gelegten Schnittebene in einem zweiten Ausführungsbeispiel; Figure 7 shows the scanning movement of the laser beam in a direction perpendicular to the target line specified by the target bevel cutting plane in a second embodiment.

Fig. 8 einen nicht maßstabsgetreuen Blick auf den Empfänger des be wegten Gegenstandes für das Ausführungsbeispiel der Fig. 7; Fig. 8 is not a scale view of the receiver of the moving object for the embodiment of Fig. 7;

Fig. 9 eine Darstellung der Abtastbewegungen über den Zeitachsen von Sender und Empfänger für das Ausführungsbeispiel der Fig. 7. Fig. 9 is an illustration of the scanning movements on the time axes of the transmitter and receiver for the embodiment of Fig. 7.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Dauerstrich-Laser bezeichnet, der beispiels weise als CO₂-Laser ausgebildet sein kann. Sein Laserstrahl 2 trifft auf ein rotierendes Spiegel-Polygon 3, das den Laserstrahl-Umlenk einsinnig von oben nach unten ablenkt. Der so abgelenkte Laserstrahl-Umlenk trifft auf ein Um lenk-Spiegelsystem 5, 6, das im Sinne des Pfeiles 7 um die in Fig. 1 dargestellte optische Achse rotiert. Auf diese Weise entsteht eine Abtastbewegung des Laserstrahls-Umlenk in Polarkoordinaten.In Fig. 1, 1 denotes a continuous wave laser, which can be designed as a CO ₂ laser, for example. Its laser beam 2 strikes a rotating mirror polygon 3 , which deflects the laser beam deflection in one direction from top to bottom. The laser beam deflection deflected in this way strikes a deflecting mirror system 5 , 6 , which rotates in the direction of arrow 7 about the optical axis shown in FIG. 1. This creates a scanning movement of the laser beam deflection in polar coordinates.

Anstelle des Umlenk-Spiegelsystems 5, 6 kann auch ein anderes optisches Umlenk system, beispielsweise ein Dove-Prisma verwendet werden.Instead of the deflecting mirror system 5 , 6 , another optical deflecting system, for example a Dove prism, can also be used.

Ein optisches System 8, 9 dient dazu, die Divergenz des Laserstrahls 2 so zu verringern, daß der Durchmesser des Laserspots im gesamten Ab lenkfeld einen vorgegebenen Durchmesser nicht überschreitet.An optical system 8 , 9 serves to reduce the divergence of the laser beam 2 so that the diameter of the laser spot in the entire steering field does not exceed a predetermined diameter.

Durch den dargestellten Sender 1 bis 10 wird ein Zielkegel 4 ausgeleuchtet, in dem sich der Laserstrstrahl-Umlenk bewegt. Die Achse des Zielkegels 4 definiert die Ziellinie 11. Der Öffnungswinkel des Zielkegels 4 kann bei spielsweise 1° betragen; er ist in Fig. 1 nicht maßstäblich darge stellt.A target cone 4 is illuminated by the illustrated transmitter 1 to 10 , in which the laser beam deflection moves. The axis of the target cone 4 defines the target line 11 . The opening angle of the target cone 4 can be 1 ° for example; it is not to scale Darge in Fig. 1.

Mit 10 ist ein afokoles Vorsatzsystem bezeichnet, das aus dem Strahlen gang ausschwenkbar ist, wie dies durch einen Doppelpfeil 12 angedeutet ist. Das Vorsatzsystem 10 dient dazu, den Öffnungswinkel des Zielkegels 4 zu vergrößern, beispielsweise auf 5°.With 10 , an afocal attachment system is designated, which can be swung out of the beam path, as indicated by a double arrow 12 . The attachment system 10 serves to enlarge the opening angle of the target cone 4 , for example to 5 °.

Anstelle des afokalen Vorsatzsystems 10 kann auch ein Vario-System im Strahlengang angeordnet sein, das dann nicht ausschwenkbar sein muß.Instead of the afocal attachment system 10 , a vario system can also be arranged in the beam path, which then does not have to be pivotable.

Der in Fig. 1 dargestellte Sender 1 bis 10 dient beispielsweise zur Steuerung eines hier schematisch als Rakete 19 dargestellten bewegten Gegenstan des entlang der Ziellinie 11.The transmitter 1 to 10 shown in FIG. 1 is used, for example, to control a moving object along the target line 11, shown schematically here as a rocket 19 .

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch den Zielkegel 4 in einer senkrecht zur Ziellinie 11 gelegenen Ebene. In dem sich ergebenden Schnittkreis geht die Ziellinie 11 durch den Mittelpunkt. Der abtastende Laserstrahl 2 bildet einen Laserspot, dessen Startposition für jede Abtastbewegung entlang eines Durchmessers auf dem Umfang des Schnittkreises liegt. Fig. 2 shows a section through the conical objective 4 in a plane perpendicular to the finish line 11 level. In the resulting intersection, the target line 11 passes through the center. The scanning laser beam 2 forms a laser spot, the starting position of which lies on the circumference of the cutting circle for each scanning movement along a diameter.

In Fig. 2 ist ein Laserspot in der Startposition 13 für einen ersten Abtast-Durchmesser dargestellt. Durch die Drehung des Spiegel-Polygons 3 wird der Laserspot 13 von oben nach unten abgelenkt, durchläuft dabei den Mittelpunkt 11 und erreicht die Endposition 13'. In der darauffolgenden Totzeit des Spiegel-Polygons 3 wird durch die Drehung des Umlenk-Spiegelsystems 5, 6 die Ablenkebene gedreht, so daß der nächste Abtast-Durchmesser in der Startposition 14 beginnt. Bei einer Umdrehung des Umlenk-Spiegelsystems 5, 6 dreht sich der Abtast-Durchmesser zweimal um die Ziellinie 11. Während einer Umdrehung des Abtast-Durchmessers um 360° werden insge samt n Abtast-Durchmesser durchlaufen.In Fig. 2 a laser spot at the start position 13 for a first sample diameter is shown. By rotating the mirror polygon 3 , the laser spot 13 is deflected from top to bottom, passes through the center point 11 and reaches the end position 13 '. In the subsequent dead time of the mirror polygon 3 , the deflection plane is rotated by the rotation of the deflection mirror system 5 , 6 , so that the next scanning diameter begins in the start position 14 . With one revolution of the deflecting mirror system 5 , 6 , the scanning diameter rotates twice around the target line 11 . A total of n scanning diameters are run through during one revolution of the scanning diameter by 360 °.

Wie man erkennt, überlappen sich die Laserspots in ihren Startpositio nen 13, 14. Die Startpositionen aufeinanderfolgender Abtast-Durchmesser bewegen sich während der Abtastung im ersten Halbkreis (0 bis π) auf dem Umfang des Schnittkreises von oben nach unten (13 nach 13'). Wäh rend der Abtastung im zweiten Halbkreis (π bis 2π) bewegen sich die entsprechenden Startpositionen von unten nach oben (13' nach 13). Ein beliebig ausgewählter Abtast-Durchmesser ist in der Darstellung der Fig. 2 durch eine Startposition 15 im ersten Halbkreis (0 bist π) ge kennzeichnet und wird in Richtung eines Pfeiles 16 durchlaufen. Während der Abtastung im zweiten Halbkreis wird eine Startposition 17 erreicht und der Laserspot bewegt sich in Richtung eines Pfeiles 18. Die beiden durch die Pfeile 16 und 18 gekennzeichneten Abtast-Durchmesser sind also komplementär, ihre Lage entspricht den Ablenkwinkeln ϕ und ϕ + π. Die Lage der Abtast-Durchmesser läßt sich natürlich auch digital kenn zeichnen, wenn die Zahl der pro Umlauf durchlaufenen Durchmesser fest liegt.As you can see, the laser spots overlap in their starting positions 13 , 14 . The starting positions of successive scanning diameters move during the scanning in the first semicircle (0 to π) on the circumference of the cutting circle from top to bottom (13 to 13 '). During the scanning in the second semicircle (π to 2π) the corresponding starting positions move from bottom to top (13 'to 13). An arbitrarily selected scanning diameter is identified in the illustration in FIG. 2 by a starting position 15 in the first semicircle (0 π) and is traversed in the direction of an arrow 16 . A starting position 17 is reached during the scanning in the second semicircle and the laser spot moves in the direction of an arrow 18 . The two scanning diameters indicated by the arrows 16 and 18 are therefore complementary, their position corresponds to the deflection angles ϕ and ϕ + π. The position of the scanning diameter can of course also be marked digitally if the number of diameters traversed per revolution is fixed.

In dem in Fig. 3 dargestellten Prinzipschaltbild ist mit 20 ein Steuer quarz bezeichnet, der über einen Teiler 21 die Signale zur Drehung des Spiegel-Polygons 3 und des Umlenk-Spiegelsystems 5, 6 erzeugt. Zur Drehung des Spiegel-Polygons 3 ist ein Motor 22 vorgesehen, dessen Drehung von einer Regelanordnung 23 gesteuert wird. Dieser wird von einem Abtaster 24 die Ist-Stellung des Spiegel-Polygons 3 mitgeteilt. Zur Drehung des Umlenk-Spiegelsystems 5, 6 ist ein weiterer Motor 25 vorgesehen; eine Encoderscheibe 26 ist mit dem Umlenk-Spiegelsystem 5, 6 verbunden. Diese Encoderscheibe 26 weist eine bestimmte Anzahl von Schlitzen auf, die von einem zusätzlichen Abtaster 27 optisch abgetastet werden. Die von diesem erzeugten Ist-Signale werden in einer weiteren Regelanordnung 28 mit den Soll-Steuersignalen des Teilers 21 verglichen. Die weitere Regelanord nung 28 steuert dann die Drehung des Umlenk-Spiegelsystems 5, 6 nach dem Sollwert.In the basic circuit diagram shown in FIG. 3, a control quartz is designated 20 , which generates the signals for rotating the mirror polygon 3 and the deflecting mirror system 5 , 6 via a divider 21 . A motor 22 is provided for rotating the mirror polygon 3 , the rotation of which is controlled by a control arrangement 23 . This is communicated by a scanner 24 the actual position of the mirror polygon 3 . Another motor 25 is provided for rotating the deflecting mirror system 5 , 6 ; an encoder disk 26 is connected to the deflecting mirror system 5 , 6 . This encoder disk 26 has a certain number of slots which are optically scanned by an additional scanner 27 . The actual signals generated by this are compared in a further control arrangement 28 with the desired control signals of the divider 21 . The further Regelanord voltage 28 then controls the rotation of the deflecting mirror system 5 , 6 according to the setpoint.

Auf der Encoderscheibe 26 befindet sich noch eine zweite Spur mit zwei um 180° gegeneinander versetzten Schlitzen. Diese sind so justiert, daß die zugehörigen Impulse jeweils den ersten Abtast-Durchmesser 13-13' markieren. Ein weiterer Abtaster 29 nimmt diese Impulse ab und führt sie einer Schaltung 31 zu. Dieser werden auch die Impulse zusätzlichen Abtasters 24 zuge führt. Die Schaltung 31 erzeugt damit laufend Impulse, die über eine Leitung 38 dem Gegenstand 19 zugeführt werden und die Synchronisation zwischen Sender 1 bis 10 und Empfänger bewirken. Zu Beginn der Bewegung des vom Sender der Fig. 1 zu steuernden Gegenstandes 19 wird eine Starttaste 30 betätigt. Damit wird die direkte Zufuhr von Synchronisationsimpulsen vom Sender 1 bis 10 zum Gegenstand 19 unterbrochen.On the encoder disk 26 there is also a second track with two slots offset by 180 °. These are adjusted so that the associated pulses each mark the first scanning diameter 13-13 '. Another scanner 29 takes these pulses and feeds them to a circuit 31 . This is also the pulses of additional sampler 24 leads. The circuit 31 thus continuously generates pulses which are supplied to the object 19 via a line 38 and which bring about synchronization between the transmitters 1 to 10 and the receiver. At the beginning of the movement of the object 19 to be controlled by the transmitter of FIG. 1, a start button 30 is actuated. The direct supply of synchronization pulses from transmitter 1 to 10 to object 19 is thus interrupted.

In Fig. 4 ist mit 32 der äußere Umfang des vom Sender 1 bis 10 der Fig. 1 er zeugten Zielkegels 4 in einer bestimmten Entfernung vom Sender 1 bis 10 ange deutet. Diese Entfernung ist durch die Position des bewegten Gegen standes 19 im betrachteten Zeitpunkt bestimmt. Der Laserstrahl 2 wird in diesem Zielkegel 4 einsinnig entlang eines um die Ziellinie 11 rotieren den Durchmessers abgelenkt, wie dies im Zusammenhang mit Fig. 2 be schrieben ist.In Fig. 4, the outer circumference of the target cone 4 generated by the transmitter 1 to 10 of Fig. 1 at a certain distance from the transmitter 1 to 10 is indicated at 32 . This distance is determined by the position of the moving object 19 at the time considered. The laser beam 2 is deflected in this target cone 4 in a unidirectional direction along a rotation about the target line 11 , as described in connection with FIG. 2.

Die nicht maßstäblich gezeichnete Empfangsanordnung 33 des bewegten Gegenstan des 19 wird im dargestellten Beispiel während der Abtastung eines durch den Winkel ϕ gekennzeichneten und im Sinne eines Pfeiles 34 durchlaufenen Abtast-Durchmessers vom Laserstrahl 2 des Senders 1 bis 10 getroffen (Auftreffleck 35) und er zeugt ein Signal. Der Abtast-Durchmesser wird mit der Winkelgeschwin digkeit ω um den Zielstrahl 11 gedreht. Während der Abtastung des durch den Winkel ϕ + π gekennzeichneten Komplementär-Abtast-Durchmessers, der im Sinne eines Pfeiles 36 durchlaufen wird, wird die Empfangsanordnung 33 wieder vom Laserstrahl 2 (Auftreffleck 35) getroffen. Die entsprechenden Signale sind in Fig. 5 dargestellt.The receiving arrangement 33 of the moving object of 19 , which is not drawn to scale, is hit in the example shown during the scanning of a scanning diameter characterized by the angle und and traversed in the direction of an arrow 34 by the laser beam 2 of the transmitter 1 to 10 (impingement leak 35 ) and it generates a signal. The scanning diameter is rotated at the angular velocity ω around the target beam 11 . During the scanning of the complementary scanning diameter, characterized by the angle ϕ + π, which is traversed in the direction of an arrow 36 , the receiving arrangement 33 is again hit by the laser beam 2 (impingement leak 35 ). The corresponding signals are shown in Fig. 5.

In Fig. 5 ist im oberen Teil auf der Abszisse die Senderzeit t_S = ϕ/ω und auf der Ordinate die Polarkoordinate R dargestellt. Der untere Teil dieser Figur zeigt auf der Abszisse die Empfängerzeit t_E, die sich von der Senderzeit t_Sdurch einen Synchronisierfehler τ_S unterscheidet. Damit ist
In Fig. 5 is in the upper part on the abscissa, the sender time t _S = φ / ω shown on the ordinate the polar coordinate R. The lower part of this figure shows on the abscissa the receiver time t _E , which differs from the transmitter time t _S by a synchronization error τ _S. So that is

t_E = t_S + τ_S.t _E = t _S + τ _S.

Zum Zeitpunkt t_S = 0 wird der erste Abtast-Durchmesser 13-13' durch laufen. Zu einem darauffolgenden Zeitpunkt wird der Abtast-Durchmesser (Pfeil 34) der Fig. 4 durchlaufen. Dieser ist in Fig. 5 dargestellt; sein Durch lauf durch die Zeitachse t_S ist mit t_n bezeichnet. Der Abtast-Durch messer (Pfeil 34) wird zu einem Zeitpunkt vom Laserstrahl 2 (Auftreffleck 35) getroffen, der um Δt zeitlich vor t_n liegt.At time t _S = 0, the first scanning diameter 13-13 'will run through. At a subsequent point in time, the scanning diameter (arrow 34 ) of FIG. 4 is run through. This is shown in Fig. 5; Its passage through the time axis t _S is denoted by t _n . The scanning diameter (arrow 34 ) is struck by the laser beam 2 (impingement leak 35 ) at a point in time which is before t _n by Δt.

In Fig. 5 ist der Nulldurchgang des auf den Abtast-Durchmesser (Pfeil 34) zeit lich folgenden Abtast-Durchmessers mit t_n+1 bezeichnet. Die Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Abtastungen ist mit T bezeichnet. Werden in einem Umlauf, d. h. während einer Halbdrehung des Umlenk-Spiegelsystems 5, 6 beispielsweise 82 Abtast-Durchmesser durchlaufen, so wird der Nulldurch gang des Durchmessers (Pfeil 36) der Fig. 4 mit t_n+41 gekennzeichnet. Zu einem Zeitpunkt, der um Δt zeitlich nach t_n+41 liegt, wird der Abtast-Durch messer vom Laserstrahl 2 (Auftreffleck 35) getroffen.In FIG. 5, the zero crossing of the time-Lich following (34 arrow) sample diameter to t _n to the sample-diameter _{+ 1} denotes. The time between successive scans is denoted by T. If, for example, 82 scanning diameters are run through in one revolution, ie during a half rotation of the deflecting mirror system 5 , 6 , the zero crossing of the diameter (arrow 36 ) of FIG. 4 is identified by t _{n + 41} . At a point in time that is after Δt after t _{n + 41} , the scanning diameter is struck by the laser beam 2 (impingement leak 35 ).

Bekannt ist die Zahl der Umläufe im beschriebenen Beispiel 82 und die Zeit T. Aus den Empfängersignalen
The number of revolutions in the example described 82 and the time T are known from the receiver signals

t₁ = t_n - Δt + τ_S
t ₁ = t _n - Δt + τ _S

t₂ = t_n+41 + Δt + τ_S
t ₂ = t _{n + 41} + Δt + τ _S

läßt sich durch Differenzbildung
can be determined by difference

t₂ - t₁ = t_n+41 - t_n + 2Δt
t ₂ - t ₁ = t _{n + 41} - t _n + 2Δt

und unter Verwendung von
and using

t_n+41 - t_n = 41.T
t _{n + 41} - t _n = 41.T

ein Signal
a signal

t₂ - t₁ = 41.T + 2Δt
t ₂ - t ₁ = 41.T + 2Δt

errechnen, das Δt und damit der Polarkoordinate R proportional ist.calculate that Δt and thus the polar coordinate R is proportional.

Da aus t_n auch der Winkel ϕ bekannt ist, läßt sich auch die Polarkoor dinate ϕ errechnen.Since the angle ϕ is also known from t _n , the polar coordinate dinate ϕ can also be calculated.

Bildet man das Summensignal t₁ + t₂, so erhält man mit
If one forms the sum signal t ₁ + t ₂ , one obtains with

t₁ + t₂ = 2(t_n + τ_S) + 41.T
t ₁ + t ₂ = 2 (t _n + τ _S ) + 41.T

ein Signal, aus dem sich in einfacher Weise der Synchronisierfehler τ_S und damit das notwendige Korrektursignal errechnen läßt.a signal from which the synchronization error τ _S and thus the necessary correction signal can be calculated in a simple manner.

Fig. 6 zeigt das Prinzipschaltbild der Empfänger-Elektronik. Diese enthält einen Steuerquarz 40, der einen Zähler 41 steuert. Der Zähler 41 wird im Zeitpunkt der Betätigung der Starttaste 30 der Fig. 3 über einen Eingang 42 durch den Synchronimpuls der Schaltung 31 auf seinen Startwert gesetzt und zählt dann im Takte der vom Steuerquarz 40 erzeugten Impulse auf seinen Endwert. Beispielsweise kann der Startwert 3000 betragen, der dann beim Durchlauf des Abtast-Durchmessers 13-13' durch den Zielstrahl 11 den Wert 0 und nach Beendigung der ersten Durchmes serabtastung im Punkt 13' den Endwert +3000 erreicht. Der letzte bei Betätigung der Starttaste 30 vom Sender zum Eingang 42 gelangende Syn chronimpuls startet zugleich das Programm eines Rechners 43. Fig. 6 shows the principle circuit diagram of the receiver electronics. This contains a control quartz 40 which controls a counter 41 . The counter 41 is set to its start value at the time of actuation of the start button 30 of FIG. 3 via an input 42 by the synchronizing pulse of the circuit 31 and then counts to its end value in time with the pulses generated by the control quartz 40 . For example, the starting value can be 3000, which then, when the scanning diameter 13-13 'passes through the target beam 11, reaches the value 0 and after the end of the first diameter scanning in point 13 ' the final value +3000. The last sync pulse arriving from the transmitter to the input 42 when the start button 30 is actuated also starts the program of a computer 43 .

Der Stand des Zählers 41 wird laufend dekodiert und über eine Verbindung 44 zu einer Auswerteeinheit 45 gegeben. Wird während des Abfahrens eines Abtast-Durchmessers kein Signal erzeugt, so wird nach Beendigung dieser Abfahrbewegung der Zähler 41 vom Rechner 43 wieder auf seinen Startwert gesetzt.The status of the counter 41 is continuously decoded and sent to an evaluation unit 45 via a connection 44 . If no signal is generated while a scanning diameter is being traversed, the counter 41 is reset to its starting value by the computer 43 after this traversing movement has ended.

Wird während der Abtastbewegung des Laserstrahls 2 im Zielkegel 4 die Empfangsanordnung 33 des bewegten Gegenstandes vom Laserstrahl getroffen, so wird das Empfangssignal über einen Eingang 46 einem Komparator 47 zuge führt, an dessen anderem Eingang 48 ein Schwellwert liegt. Liegt das Signal über dem Schwellwert, so wird der zeitliche Mittelwert des de tektierten Signals der Auswerteeinheit 45 zugeführt. Diese hält den zu diesem Zeitpunkt vorhandenen Wert des Zählers 41 fest und speichert ihn, solange sich der Abtast-Durchmesser im ersten Halbkreis (0 bis π) be wegt. Bei der Abtastung im zweiten Halbkreis (π bis 2π) wird, wie im Zusammenhang mit Fig. 5 erläutert, ein zweiter Meßwert detektiert. Nach Beendigung einer Umdrehung des Abtast-Durchmessers werden beide Meß werte zum Rechner 43 gegeben und der Zähler 41 wird wieder auf Start position gesetzt. Der Rechner 43 errechnet aus den Meßwerten die Polar koordinaten R und ϕ und gibt diese beispielsweise nach einer Umdrehung der Abtast-Durchmesser (0 bis 2π) über die Auswerteeinheit 45 aus. Die an Ausgängen 49 und 50 liegenden Polarkoordinaten-Signale können beispielsweise einem weiteren Rechner zugeführt werden, der daraus zunächst die rechtwinkligen Koordinaten x und y und dann das Korrektur signal errechnet. Es ist aber auch möglich, die Schaltung so auszubil den, daß das Korrektursignal, welches die Steuerung des bewegten Gegen standes zur Ziellinie 11 hin bewirkt, direkt an den Ausgängen 49, 50 liegt.If during the scanning movement of the laser beam 2 in the target cone 4 the receiving arrangement 33 of the moving object is hit by the laser beam, the received signal is fed via an input 46 to a comparator 47 , at the other input 48 of which there is a threshold value. If the signal is above the threshold value, the time average of the detected signal is fed to the evaluation unit 45 . This holds the value of the counter 41 available at this time and stores it as long as the scanning diameter moves in the first semicircle (0 to π). When scanning in the second semicircle (π to 2π), as explained in connection with FIG. 5, a second measured value is detected. After completing one revolution of the scanning diameter, both measured values are given to the computer 43 and the counter 41 is set back to the start position. The computer 43 calculates the polar coordinates R and ϕ from the measured values and outputs them, for example after one revolution of the scanning diameter (0 to 2π), via the evaluation unit 45 . The polar coordinate signals at outputs 49 and 50 can be fed to another computer, for example, which first calculates the rectangular coordinates x and y and then the correction signal. But it is also possible to design the circuit so that the correction signal, which causes the control of the moving object to the finish line 11 , is directly at the outputs 49 , 50 .

Nach beispielsweise einem Umlauf der Abtast-Durchmesser gibt der Rech ner 43 ein zur Synchronisationskorrektur dienendes Signal an den Zähler 41. Dazu enthält das vom Rechner 43 zum Zähler 41 gehende Signal den Ladewert des Zählers (-3000), zu dem der dem Synchronfehler entsprechen de Digitalwert addiert ist.After, for example, one revolution of the scanning diameter, the computer 43 outputs a signal for the synchronization correction to the counter 41 . For this purpose, the signal going from the computer 43 to the counter 41 contains the load value of the counter (-3000), to which the digital value corresponding to the synchronous error is added.

Dadurch wird erreicht, daß zu Beginn jeder Umdrehung der Abtast-Durch messer der Zähler 41 seinen korrekten Startwert erreicht, d. h. Sender 1 bis 10 und Empfangsanordnung werden laufend miteinander synchronisiert.This ensures that the counter 41 reaches its correct starting value at the beginning of each revolution of the scanning diameter, ie transmitters 1 to 10 and receiving arrangement are continuously synchronized with one another.

Wird im Ausführungsbeispiel des Senders 1 bis 10 nach Fig. 1 das rotierende Spiegel-Polygon 3 durch einen schwingenden Galvanometerspiegel ersetzt, so wird der Laserstrahl 2 alternierend von oben nach unten und von unten nach oben abgelenkt. Damit wird der Laserstrahl 2 innerhalb des Zielke gels 4 während seiner Bewegung auf zeitlich nacheinander durchlaufenen Abtast-Durchmessern gegensinnig abgelenkt.If the rotating mirror polygon 3 is replaced by a vibrating galvanometer mirror in the exemplary embodiment of the transmitter 1 to 10 according to FIG. 1, the laser beam 2 is deflected alternately from top to bottom and from bottom to top. Thus, the laser beam 2 is deflected in opposite directions within the Zielke gels 4 during its movement on successive scanning diameters.

Fig. 7 dient zur Erläuterung der Wirkungsweise des genannten Ausfüh rungsbeispiels. Dargestellt ist wie in Fig. 2 ein Schnitt durch den Zielkegel 4 in einer senkrecht zur Ziellinie 11 gelegenen Ebene. Der abtastende Laserstrahl 2 bildet in der Schnittebene einen Laserspot. Ein solcher Laserspot ist in der Startposition 51 für einen ersten Abtast-Durchmesser 52 dargestellt. Dieser wird vom Laserspot in Rich tung eines Pfeiles 53 bis zur Endposition 51' durchlaufen. Die nächste Abtastbewegung beginnt in einer Startposition 54. Ein zweiter Abtast- Durchmesser 55 wird in Richtung eines Pfeils 56 durchlaufen, d. h. also gegensinnig zum ersten Abtast-Durchmesser 52. Fig. 7 is used to explain the operation of the above Ausfüh approximately example. A section through the target cone 4 in a plane perpendicular to the target line 11 is shown as in FIG. 2. The scanning laser beam 2 forms a laser spot in the cutting plane. Such a laser spot is shown in the start position 51 for a first scanning diameter 52 . This is traversed by the laser spot in the direction of an arrow 53 to the end position 51 '. The next scanning movement begins in a start position 54 . A second scanning diameter 55 is traversed in the direction of an arrow 56 , that is to say in the opposite direction to the first scanning diameter 52 .

In diesem Ausführungsbeispiel sind die Abtast-Durchmesser 52, 55 einan der zugeordnet und dienen zur Ermittlung der gesuchten Meßwerte. Diese beiden Abtast-Durchmesser 52, 55 schließen den Winkel 360/n° ein, wenn n die Zahl der während eines Umlaufs abgetasteten Durchmesser ist.In this embodiment, the scanning diameters 52 , 55 are assigned to each other and are used to determine the measured values sought. These two scanning diameters 52 , 55 enclose the angle 360 / n ° if n is the number of the diameters scanned during one revolution.

Der zweite Abtast-Durchmesser 55 kann eventuell kein Meßsignal erzeu gen, auch wenn ein solches während der Abtastung des ersten Abtast-Durchmes sers 52 erzeugt wird. Dies kann zwar im Randbereich des Zielkegels 4 auftreten, nicht jedoch, wenn der bewegte Gegenstand 19 dem Zentrum des Zielkegels 4 näher ist, da dort die Abtastdichte sehr viel höher ist, wie ein Blick auf Fig. 7 zeigt.The second scanning diameter 55 may not generate a measurement signal, even if such a signal is generated during the scanning of the first scanning diameter 52 . This can occur in the edge area of the target cone 4 , but not when the moving object 19 is closer to the center of the target cone 4 , since the scanning density is much higher there, as a look at FIG. 7 shows.

Um einen solchen Signalausfall im Randbereich zu vermeiden, ist es vorteilhaft, die Abtast-Durchmesser 52, 55 im Ausführungsbeispiel der Fig. 7 langsamer zu drehen als im Beispiel der Fig. 2. Es ergibt sich dann eine ausreichende Überlappung der Laserspots auch am Kegelrand.In order to avoid such a signal drop in the edge area, it is advantageous to rotate the scanning diameters 52 , 55 more slowly in the exemplary embodiment in FIG. 7 than in the example in FIG. 2. There is then a sufficient overlap of the laser spots also at the cone edge.

Fig. 8 entspricht der Darstellung der Fig. 4, jedoch für die Abtastung nach Fig. 7, d. h. mit zeitlich aufeinanderfolgend gegenläufig durch fahrenen Abtast-Durchmessern 52 und 55. Im dargestellten Beispiel wird die Empfangsanordnung 33 während des Abtastens der beiden zugeordneten Abtast- Durchmesser vom Laserstrahl (Auftreffleck 35) des Senders getroffen. FIG. 8 corresponds to the illustration in FIG. 4, but for the scanning according to FIG. 7, that is to say with consecutive opposing times due to moving scanning diameters 52 and 55 . In the example shown, the receiving arrangement 33 is struck by the laser beam (impingement leak 35 ) of the transmitter during the scanning of the two assigned scanning diameters.

Die entsprechenden Signale sind in Fig. 9 dargestellt, die im Aufbau der Fig. 5 entspricht. Zum Zeitpunkt t_n durchläuft der erste Abtast-Durchmes ser 52 die Zeitachse t_S. In der in Fig. 8 dargestellten momentanen Position des bewegten Gegenstandes 19 trifft der entlang dieses Abtast-Durch messers bewegte Laserstrahl 2 (Auftreffleck 35) die Empfangsanordnung 33 zu einem Zeit punkt, der um Δt vor t_n liegt. Während der Abtastung entlang des zweiten Abtast-Durchmessers 55 trifft der Laserstrahl 35 die Empfangsanordnung 33 zu einem Zeitpunkt, der um Δt zeitlich nach dessen Zeitachsendurch gang t_n+1 liegt.The corresponding signals are shown in FIG. 9, which corresponds to the structure of FIG. 5. At time t _n , the first scanning diameter 52 passes through the time axis t _S. In the current position of the moving object 19 shown in FIG. 8, the laser beam 2 (impingement leak 35 ) moving along this scanning diameter strikes the receiving arrangement 33 at a point in time which is Δt before t _n . During the scanning along the second scanning diameter 55 , the laser beam 35 hits the receiving arrangement 33 at a point in time which is at Δt after its time axis passage t _{n + 1} .

Die Zeit T zwischen den Nulldurchgängen t_n und t_n+1 ist aus der Erre gung des Galvanometerspiegels bekannt. Da auch hier die Empfängersi gnale
The time T between the zero crossings t _n and t _{n + 1} is known from the excitation of the galvanometer mirror. Because here too the receiver signals

t₃ = t_n - Δ + τ_S
t ₃ = t _n - Δ + τ _S

t₄ = t_n + Δ + τ_S
t ₄ = t _n + Δ + τ _S

die Form der im Zusammenhang mit Fig. 5 besprochenen Signale t₁ und t₂ haben, ist ohne weiteres verständlich, daß sich durch Summenbildung ein Signal errechnen läßt, das der Polarkoordinate R proportional ist, und daß sich durch Differenzbildung der Synchronisierfehler τ_S ermitteln und schließlich korrigieren läßt.the form of the signals t ₁ and t ₂ discussed in connection with FIG. 5 is readily understandable that by summing a signal can be calculated which is proportional to the polar coordinate R, and that the synchronization errors τ _S can be determined by forming the difference and finally corrected.

Wie ohne weiteres verständlich ist, läßt sich mit der Ausführungsform noch den Fig. 7 bis 9 gegenüber der Abtastung nach Fig. 4 zusätzliche Redundanz für die Bestimmung von Δt und τ_S gewinnen. Auch lassen sich geringe Ablage- und Synchronisierfehler bestimmen.As can be readily understood, the embodiment of FIGS. 7 to 9 can be used to obtain additional redundancy for the determination of Δt and τ _S compared to the scanning according to FIG. 4. Minor filing and synchronization errors can also be determined.

Bei einer Steuervorrichtung, die unter Verwendung des Senders der Fig. 1 aufgebaut ist, wird zunächst mit eingeschwenktem Afokal-Vorsatzsystem 10 gearbeitet, um den bewegten Gegenstand 19 möglichst schnell in dem Ziel kegel 4 einfangen zu können. Je näher der Gegenstand 19 dem Ziel kommt, desto genauer muß die Steuerung sein. Aus diesem Grunde wird programm- oder zeitgesteuert das Vorsatzsystem 10 ausgeschwenkt, sobald der Gegenstand 19 in die Nähe des Ziels kommt.In a control device, which is constructed using the transmitter of FIG. 1, first works with the afocal attachment system 10 pivoted in, in order to be able to capture the moving object 19 in the target cone 4 as quickly as possible. The closer the object 19 comes to the target, the more precise the control must be. For this reason, the attachment system 10 is swiveled out in a program or time-controlled manner as soon as the object 19 comes close to the target.

Zweckmäßig wird vor der Empfangsanordnung 33 der Fig. 4 ein Filter angeordnet, das nur für die Wellenlänge des Senderlichtes durchlässig ist. Damit lassen sich Störsignale vermeiden und es läßt sich das Signal-Rausch verhältnis verbessern. A filter is expediently arranged in front of the receiving arrangement 33 in FIG. 4, which filter is only permeable to the wavelength of the transmitter light. Interference signals can thus be avoided and the signal-to-noise ratio can be improved.

Die Vorrichtung nach der Erfindung findet vorteilhaft Anwendung zur Steuerung eines Flugkörpers ins Ziel. In diesem Fall liegt das Sender licht zweckmäßig im Infrarot-Bereich, beispielsweise bei 10,6 µm eines CO₂-Lasers.The device according to the invention is advantageously used to control a missile to the target. In this case, the transmitter light is expediently in the infrared range, for example 10.6 μm of a CO ₂ laser.

Durch die beschriebene Eigenschaft der Steuervorrichtung, sich selbst laufend nachzusynchronisieren, können sender- und empfängerseitig han delsübliche Steuerquarze 20, 40 mit einer Genauigkeit von ca. 10^-5 ver wendet werden.Due to the described property of the control device to continuously re-synchronize itself, conventional control quartzes 20 , 40 can be used on the transmitter and receiver side with an accuracy of approximately 10 ^-5 .

Claims

1. A method for controlling a movable object ( 18 ) along a target line ( 11 ),
in which a transmitter transmits a laser beam periodically deflected within a target cone containing the target line as an axis
and a receiving arrangement integrated in the movable object with a clock cycle
from signals, which are triggered by the laser beam, forms correction values for controlling the object along the target line,
wherein the laser beam in the target cone is scanned such that each cross section of the target cone is scanned radially over the entire diameter along a scanning diameter in a plane perpendicular to the target axis
and superimposed there is a rotation about the polar angle ϕ,
characterized in that
with a complete rotation of the polar angle ϕ by 360 ° for each radial scan, a radial scan directed in the opposite direction takes place,
that the receiving arrangement determines the radial displacement of the object from the target line from the signals detected in each case with two mutually opposite scans
and that from the signals of the mutually opposing scans an existing synchronous deviation between the timing of the transmitter and that of the receiving arrangement he averages and is used to compensate for the Synchronab deviation.

2. The method according to claim 1, characterized in that on the receiver side, in each case synchronously with the start of the movement of the laser beam along a scanning diameter, a counting process is started which runs during the following scanning movement along this scanning diameter to an end value, and in that which are decoded when the laser beam ( 2 ) hits the moving object and are converted into corresponding measured values.

3. The method according to claim 1, characterized in that adjacent Scanning movements are in the same direction.

4. The method according to claim 1, characterized in that adjacent Samples are opposite.

5. The method according to claim 2, characterized in that the Kor correction of the synchronous deviation, the sum of the count values is formed becomes.

6. The method according to claim 2, characterized in that for the determination the radial placement of the object from the target line is the difference between the count values becomes.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that from Laser spot covered areas in consecutive starting positions overlap.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that during at least one revolution of the scanning diameter, the values determined in each case who averaged for the position of the moving object in the scanning field den, and that the resulting averages for calculating the Cor correction values are used.

9. The method according to claim 1, characterized in that before initiating the movement of the counter to be controlled the synchronization between the timing of the Receiving arrangement and that of the transmitter by direct Signal transmission made from the transmitter to the object becomes.