DE3603521A1

DE3603521A1 - Adjustment method for computer-aided sights (CAS)

Info

Publication number: DE3603521A1
Application number: DE19863603521
Authority: DE
Inventors: Gunther Dr Sepp
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1986-02-05
Filing date: 1986-02-05
Publication date: 1987-08-06
Also published as: DE3603521C2

Abstract

The invention relates to a method for adjusting a computer-aided sight (CAS) having a reticle liquid-crystal display (LCD), laser rangefinder (LR) with a target illuminator and magnification and lead-computation devices, in the case of which there are no harmonisation devices or tight production tolerances, and the LCD marks for direction finding and aiming during daytime, as well as the corresponding laser radiating directions at night, are harmonised to the weapon direction purely "by software" by means of a single calibration measurement.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Justierung eines rechnergestützten Visiers (RGV) mit Kreuzgitter- Flüssigkristallanzeige (LCD), Laserentfernungsmesser (LEM) mit Zielbeleuchter sowie Überhöhungs- und Vor halteeinrichtungen.The invention relates to a method for adjustment a computer-assisted visor (RGV) with cross-grille Liquid crystal display (LCD), laser rangefinder (LEM) with target illuminator as well as cant and front holding devices.

Die bisher bekanntgewordenen Justierverfahren dieser Art erforderten nicht nur eine hohe Fertigungspräzision sondern auch eine aufwendige Justiermechanik, abgesehen von der erforderlichen manuellen Justierung. So ein System ist beispielsweise aus der DE-PS 28 41 622 be kannt. Hier soll zur Nachrüstung eine mit Visier ver sehene Waffe mit einem Laserentfernungsmesser gekoppelt werden. Dieser Laserentfernungsmesser ist als autonomes Gerät konzipiert und wird mit der Waffe verbunden, so daß eine Grobeinweisung durch die entsprechende Ein richtung der Waffe erfolgt. Zur Feineinweisung des Laserentfernungsmessers wird dieser mit einer eigenen Beobachtungs-, Bildübertragungs- und Einstelleinrich tung versehen, die alle dem Zweck dienen, durch das Visier des Laserentfernungsmessers eine Feineinweisung desselben auf das Ziel durchzuführen, jedoch unabhängig von der Stellung der Waffe. Dem Laserentfernungsmesser ist ein Bildübertragungssystem zugeordnet. Der Schütze muß hier zwei Visiere, nämlich das der Waffe und das des autonomen Laserentfernungsmessers bedienen.The adjustment methods of these that have become known so far Art not only required a high level of manufacturing precision but also a complex adjustment mechanism, apart from that of the required manual adjustment. Such a System is for example from DE-PS 28 41 622 be knows. Here is a ver with a visor for retrofitting seen weapon coupled with a laser rangefinder will. This laser rangefinder is as autonomous Device designed and connected to the weapon, so that a rough instruction by the appropriate Ein direction of the weapon. For fine instruction of the Laser rangefinder comes with its own Observation, image transmission and setting device which all serve the purpose by which Visor of the laser rangefinder a fine introduction to accomplish the same, but independently from the position of the weapon. The laser rangefinder an image transmission system is assigned. The shooter must have two visors here, namely that of the weapon and that of the autonomous laser rangefinder.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Justier verfahren zu schaffen, das es ermöglicht, den Aufwand an Harmonisierungseinrichtungen und Fertigungstoleran zen wesentlich zu reduzieren. The invention has for its object an adjustment to create procedures that allow the effort on harmonization devices and manufacturing tolerances significantly reduce zen.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 aufgezeigten Maßnahmen gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteil hafte Ausgestaltungen angegeben, und in der nachfolgen den Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel erläutert und in den Figuren der Zeichnung sinnbildlich darge stellt. Es zeigen:This object is shown by the claim 1 Measures solved. In the subclaims are advantageous specified configurations, and in the follow an embodiment is explained in the description and symbolically Darge in the figures of the drawing poses. Show it:

Fig. 1 eine Prinzipskizze eines mit einem RGV ausge statteten Waffensystems; Figure 1 is a schematic diagram of a weapon system equipped with an RGV.

Fig. 2 eine Prinzipskizze eines RGV-Aufbaus; Fig. 2 is a schematic diagram of an RGV structure;

Fig. 3 eine Prinzipskizze für die Justiergenauigkeit zwischen LEM-Peilpunkt und LEM-Richtung im Visier; Fig. 3 is a schematic diagram of the alignment accuracy between LEM-bearing point and LEM-direction in the visor;

Fig. 4 eine Skizze des bisherigen RGV-Visierbildes mit LCD-Strichplatte; Fig. 4 is a sketch of the previous RGV-sight image with LCD reticle;

Fig. 5 eine Skizze des vorgeschlagenen Visierbildes mit LCD-Strichplatte; Fig. 5 is a sketch of the proposed sight image with LCD reticle;

Fig. 6 eine Prinzipskizze für den Aufbau einer Kali brationsmessung; Fig. 6 is a schematic diagram for the structure of a Kali brations measurement;

Fig. 7 ein Blockschaltbild der Funktionselemente von RGV-Kalibrationseinrichtung mit Rechnersteue rung. Fig. 7 is a block diagram of the functional elements of RGV calibration device with computer control.

Bei der waffentechnischen Konzeption und Fertigung darf generell davon ausgegangen werden, daß der waffensei tige Adapterteil 10 a präzise zur Schußrichtung der Waf fe 10 bzw. zur Waffenachse justiert ist, d.h. beide Achsen sind zueinander parallel. Weiterhin darf aus denselben Gründen davon ausgegangen werden, daß ebenso präzise ausgerichtet der Adapterteil 10 b des rechnerge steuerten Visiers (RGV) 11 ist, d.h. die Achsen von waffenseitigem Adapter 10 a und geräteseitigem Adapter 10 b sind zueinander parallel und beide sind zur Waffen achse parallel. Ferner darf davon ausgegangen werden, daß aufgrund der Fertigungspräzision von rechnergesteu erten Visieren (RGV) 11 auch eine hinreichende Justier genauigkeit zwischen geräteseitigem Adapter 10 b und der Struktur des RGV 11 gegeben ist. Beim Stand der Technik muß nun in einem ersten Justierschritt durch die Justierung des Empfangsdetektors in Querrichtungen des sen Gesichtsfeldzentrum mit der Waffenrichtung zur Deckung gebracht werden, so daß die hier erforderliche Justiergenauigkeit zwischen Gerätestruktur und LEM-Emp fängergesichtsfeld gegeben ist.May be generally assumed in the arms technical design and manufacture, that the term waffensei adapter part 10 a precise fe to the firing direction of the WAF 10 is adjusted to the gun axis or, that both axes are parallel to each other. May continue for the same reasons be assumed that just precisely aligned, the adapter part 10 b of the rechnerge controlled visor (RGV) 11, the axes ie waffenseitigem adapter 10 a and geräteseitigem adapter 10 are parallel to each b and both are axially towards the gun-parallel . Further may be assumed that a sufficient adjusting member between geräteseitigem adapter 10 b, and the structure of the RGV accuracy is due to the manufacturing precision of rechnergesteu Erten visors (RGV) 11 optionally. 11 In the prior art, in a first adjustment step, the adjustment of the reception detector in the transverse directions of the field of view center must be made to coincide with the weapon direction, so that the adjustment accuracy required here between the device structure and the LEM-Emp field of view is given.

Nicht anders verhält es sich mit der Justiergenauigkeit zwischen Gerätestruktur und LEM-Sendestrahl 11 h. Auch hier ist in einem zweiten Justierschritt der Sende strahl des LEM 11 b auf das Zentrum des Empfängerge sichtsfeldes und damit auf die Waffenrichtung zu justieren. Aber auch die Justiergenauigkeit zwischen LEM-Peilpunkt und LEM-Richtung im Visier 11 ist in einem dritten Justierschritt z.B. durch die Justierung des teildurchlässigen Spiegels 113 auf den LEM-Sende strahl zu erzielen, so daß auch die Richtung des LEM- Peilpunktes identisch gleich mit der Waffenrichtung ist.It is no different with the adjustment accuracy between the device structure and the LEM transmission beam 11 h . Here, too, in a second adjustment step of the transmission is beam of the LEM 11 b at the center of the field of view Empfängerge and thus to adjust to the arms direction. But also the adjustment accuracy between the LEM direction finder point and the LEM direction in the sight 11 can be achieved in a third adjustment step, for example by adjusting the partially transparent mirror 113 on the LEM transmit beam, so that the direction of the LEM direction finding point is identical to that Weapon direction is.

Die Justiergenauigkeit zwischen LEM-Peilpunkt 112 a und Zielmarken-Nullpunkt ist durch die Präzision der LCD- Strichplatte 112 gegeben. Normalerweise sind beide so gar identisch. Diese ergibt das in Fig. 4 schematisch dargestellte Visierbild, wobei mit 112 a der Peilpunkt, mit 112 b die seitlichen Vorhaltemarken für maximale Zielquergeschwindigkeit und mit 112 c die sogenannten Überhöhungsmarken bezeichnet sind, jeweils der gemesse nen Entfernung entsprechend nur eine dieser Linien er scheint. Alle diese Justierschritte erfordern manuelle Verstellung entsprechender mechanischer Justiereinrich tungen.The accuracy of adjustment between the LEM bearing point 112 a and the target zero point is given by the precision of the LCD reticle 112 . Usually both are identical. This results in the visor image shown schematically in Fig. 4, with 112 a the bearing point, 112 b, the lateral reserve marks for maximum target cross-speed and 112 c, the so-called camber marks, each of the measured distance corresponding to only one of these lines, it appears. All of these adjustment steps require manual adjustment of corresponding mechanical adjustment devices.

Die Darstellung der Visiermarke entsprechend der Über höhung und abgestuftem Vorhalt erfolgt in dem nachfol gend beschriebenen Verfahren der Erfindung durch eine an sich bekannte Kreuzgitter-Strichplatte, so daß sich das in Fig. 5 skizzierte Visierbild ergibt. Auch hier erscheint im Visier natürlich nur "ein" Strichkreuz, das der Überhöhung und dem Vorhalt für das jeweilige Ziel entspricht.The representation of the sight mark corresponding to the elevation and graded lead takes place in the method of the invention described hereinafter by a cross-grating graticule known per se, so that the sighting image sketched in FIG. 5 results. Here too, of course, only "a" crosshair appears in the sights, which corresponds to the elevation and the lead for the respective target.

Bei dem vorgeschlagenen Verfahren erfolgt nunmehr die Justierung zur Erfüllung der Bedingung: "LEM-Richtung identisch gleich Waffenrichtung" nicht mehr, sie wird durch die normale Fertigungsgenauigkeit als erfüllt bzw. hinreichend erfüllt angesehen. Dies beruht auf der Überlegung, daß der Schütze nach der Entfernungsmessung in jedem Fall die Waffenrichtung entsprechend dem neu angebotenen Zielmarkenkreuz ändern muß, so daß eine genaue Justierung der LEM-Richtung auf die Waffenrich tung sowieso nicht sinnvoll ist. Vielmehr wird nun das durch normale Fertigungspräzision nur genähert mit der Waffenrichtung übereinstimmende Zentrum des Empfänger gesichtsfeldes des LEM als LEM-Richtung definiert. Bei der nachfolgend beschriebenen Kalibrationsmessung wird der LEM-Sendestrahl mittels der Ablenkeinrichtung "software-mäßig" auf diese Richtung bezogen. Bei Nacht betrieb wird diese Richtung bereits vor der Entfer nungsmessung als Peilrichtung eingestellt. Damit ent fallen nunmehr alle Justierungen zwischen Adapter und RGV-Struktur sowie zwischen dieser Struktur und dem LEM.In the proposed method, the Adjustment to meet the condition: "LEM direction identically equal to weapon direction "no longer, it will due to normal manufacturing accuracy resp. sufficiently fulfilled. This is due to the Consideration that the shooter after the distance measurement in any case the weapon direction according to the new offered target mark cross must change so that a exact adjustment of the LEM direction to the Waffenrich tion is not useful anyway. Rather, it will now due to normal manufacturing precision only approximated with the Weapon direction coincident center of the receiver field of view of the LEM defined as LEM direction. At the calibration measurement described below the LEM transmission beam by means of the deflection device "Software-wise" related to this direction. At night This direction is operated before the distance voltage measurement set as bearing direction. With that ent now all adjustments between adapter and RGV structure and between this structure and the LEM.

Die Bedingung: "Peilpunktrichtung identisch gleich LEM- Richtung" wird dadurch ohne mechanische Justiereinrich tung erfüllbar, daß der Peilpunkt 112 a ebenfalls mit tels der Kreuzgitter-Strichmarken 114 a dargestellt wird, d.h. nicht mehr als ortsfestes Symbol auf der LCD-Strichplatte gegeben ist.The condition: "direction of sight point identical to LEM direction" can be fulfilled without mechanical adjustment device that the bearing point 112 a is also represented by means of the cross-lattice line marks 114 a , ie is no longer given as a fixed symbol on the LCD reticle.

Alle weiteren notwendigen Justierungen erfolgen nunmehr ebenfalls "rein software-mäßig" in einer einmaligen Kalibrationsmessung, die auf der Verfügbarkeit eines Mikroprozessors 11 g, eines Kreuzgitter-LCD 114 im Visier 11 und einer motorgetriebenen Ablenksteuerung 11 c und 11 f für den Lasersendestrahl 11 h mit je einer Keilscheibe 11 c für Azimut und Elevation beruht. Die Ergebnisse werden im programmierbaren Festspeicher PROM des Mikroprozessors 11 g fest eingespeichert und bilden so eine "software-mäßige Justierung".All other necessary adjustments are now also made "purely in terms of software" in a one-time calibration measurement based on the availability of a microprocessor 11 g , a cross-grating LCD 114 in the sight 11 and a motor-driven deflection control 11 c and 11 f for the laser transmission beam 11 h one wedge 11 c each for azimuth and elevation. The results are permanently stored in the programmable read-only memory PROM of the microprocessor 11 g and thus form a "software-based adjustment".

Von diesen Bedingungen geht das vorgeschlagene Justier verfahren aus, bei dem in einer einzigen Kalibrations messung bei einem Testaufbau (Fig. 6), bestehend aus Waffe 10 mit RGV 11 und einer Zielwand 12, zunächst die Waffenrichtung durch das Visier des RGV 11 beobachtet und gemessen wird, indem ein Linienkreuz des LCD ent sprechend dieser Waffenrichtung ausgewählt wird. Der Wert wird im Mikroprozessor 11 g gespeichert. Die so ge speicherte Waffenrichtung bildet im späteren Einsatz den Zielmarken-Nullpunkt 112 d. Die Parallaxe zwischen Waffe 10 und Visier 11 ist selbstverständlich im Meßer gebnis berücksichtigt. The proposed adjustment method is based on these conditions, in which the weapon direction is first observed and measured by the sight of the RGV 11 in a single calibration measurement in a test setup ( FIG. 6) consisting of weapon 10 with RGV 11 and a target wall 12 is selected by a line cross of the LCD according to this weapon direction. The value is stored in the microprocessor 11 g . The weapon direction stored in this way forms the target zero point 112 d in later use. The parallax between weapon 10 and sight 11 is of course taken into account in the measurement result.

Als nächster Kalibrationsschritt wird das LEM-Empfän gergesichtsfeld im RGV 11 beobachtet, gemessen und sein Zentrum 11 k im Mikroprozessor gespeichert und gleich zeitig an der Zielwand 12 markiert. Auf dieses Ge sichtsfeld wird in einem nächsten Schritt der LEM-Sen destrahl 11 h und der LEM-Peilpunkt 112 a software-mäßig justiert.As the next calibration step, the LEM receiver field of view is observed in the RGV 11 , measured and its center 11 k is stored in the microprocessor and simultaneously marked on the target wall 12 . In a next step, the LEM sensor beam 11 h and the LEM bearing point 112 a are adjusted to this field of view by software.

Dieser Verfahrensschritt sieht vor, daß der vom Mikro prozessor 11 g gesteuerte LEM-Sendestrahl 11 h in Waffen richtung gebracht wird. Die dann gegebene Stellung der Keilplatten 11 c wird ebenfalls im Mikroprozessor ge speichert. Sie bildet im Einsatz den Zielmarken-Null punkt bei Zielbeleuchterbetrieb im nächtlichen Verwen dungsbetrieb. Die Waffenballistik, also die Elevation von Zielmarken (Tagbetrieb) bzw. Laserstrahl (Nachtbe trieb) als Funktion der Zielentfernung, wird ähnlich wie bei der Speicherung der Waffenrichtung durch Beob achtung der entsprechenden Markierungen auf der Ziel wand 12 durch das Visier (Tag) bzw. durch Ablenken des LEM-Sendestrahls 11 f auf diese Markierungen (Nacht) im Mikroprozessor gespeichert.This process step provides that the 11 g controlled by the micro processor LEM transmit beam 11 h is brought in the direction of weapons. The then given position of the wedge plates 11 c is also stored in the microprocessor ge. In use, it forms the zero mark for the target illuminator in night-time use. The weapon ballistics, i.e. the elevation of target marks (day mode) or laser beam (night mode) as a function of the target distance, is similar to the storage of the weapon direction by observing the corresponding markings on the target wall 12 through the sight (day) or by deflecting the LEM transmit beam 11 f onto these markings (night) stored in the microprocessor.

Als nächster Verfahrensschritt wird gegebenenfalls - für den Einblick mit dem anderen Auge - das RGV 11 um 180° gedreht und die vorbeschriebenen Verfahrensschrit te werden wiederholt, wobei die Montageposition eben falls im Mikroprozessor 11 g gespeichert wird.The next process step is optionally - rotating the RGV 11 by 180 ° and the above Verfahrensschrit te be repeated, wherein the mounting position is just if stored in the microprocessor 11 g - for the insight with the other eye.

Der Testaufbau und dessen elektronische Verschaltung etc. ist in Fig. 7 in einem Blockschaltbild darge stellt. Die vorbeschriebene Kalibrationsmessung kann nun voll- oder halbautomatisch erfolgen, d.h. sie wird durch einen externen Rechner 13 a gesteuert. Mit letzte rem ist der Mikroprozessor 11 g des RGV 11 sowie eine Lichtquelle 14 b - beispielsweise eine geeignet modu lierte LED - in einer durch diesen Rechner 13 a gesteu erten x-y-Koordinatenverstellung 14 a, 14 c an der Ziel wand 12 verbunden.The test setup and its electronic circuitry etc. is shown in Fig. 7 in a block diagram. The above calibration measurement can now take place fully or semi-automatically, ie it is controlled by an external computer 13 a. With last rem, the microprocessor 11 g of the RGV 11 and a light source 14 b - for example a suitably modulated LED - are connected to the target wall 12 in an xy coordinate adjustment 14 a , 14 c controlled by this computer 13 a .

Die Lichtquelle 14 b, der LEM-Sendestrahl 11 h sowie die Marken 114 a des LCD-Kreuzgitters 114 werden visuell bzw. mittels TV-Tracker und TV-Kamera 13 c, 13 d durch das Visier 11 a hindurch beobachtet. Dabei werden Posi tionen, Richtungen bzw. Stellgrößen entsprechend vari iert. Die Deckungsgleichheit von LCD-Marke oder Laser strahlrichtung mit der entsprechend positionierten Lichtquelle auf der Zielwand 12 kann mittels des TV- Trackers 13 c eingestellt und festgestellt werden.The light source 14 b , the LEM transmission beam 11 h and the marks 114 a of the LCD cross grating 114 are observed visually or by means of a TV tracker and TV camera 13 c , 13 d through the sight 11 a . Positions, directions and manipulated variables are varied accordingly. The congruence of the LCD mark or laser beam direction with the correspondingly positioned light source on the target wall 12 can be set and determined by means of the TV tracker 13 c .

Damit ist ein Verfahren geschaffen, das eine vollauto matische Justierung ermöglicht und das darüber hinaus eine stark verminderte Justierempfindlichkeit gegen Stöße aufweist, da mechanische Justiereinheiten - bis auf die an sich stoßunempfindliche Keilplattenablenk einheit 11 c - entfallen. Auch die mechanische Fertigung des RGV wird hierdurch wesentlich vereinfacht.This creates a method that enables fully automatic adjustment and also has a greatly reduced sensitivity to impact, since mechanical adjustment units - apart from the shock-resistant wedge plate deflection unit 11 c - are eliminated. This also significantly simplifies the mechanical production of the RGV.

Claims

1. A method for adjusting a computer-assisted visor (RGV) with cross-grid liquid display (LCD), laser range finder (LEM) with target illuminator, and cant and lead devices, characterized in that

a) the transmission beam ( 11 h ) of the LEM ( 11 ) is adjusted by means of a deflection unit ( 11 c , 11 f ) to the center ( 11 k ) of the field of view of the LEM receiver ( 11 d ) and the corresponding position of the deflection unit ( 11 c , 11 f ) is saved as a LEM point sighting ( 112 a ),
b) a line cross of the cross grating line marks ( 114 a ) corresponding to this direction is determined in the LCD and is stored as a LEM direction indicator ( 112 a ),
c) the transmission beam ( 11 h ) of the LEM ( 11 ) is adjusted to the weapon direction ( 101 ) and the corresponding position of the deflection unit ( 11 c , 11 f ) is stored as the target zero point ( 112 d ),
d) a line cross of the cross grating line marks ( 114 a ) corresponding to the weapon direction ( 101 ) is determined in the LCD ( 114 ) and stored as the target zero point ( 112 d ),
e) for each target distance the transmission beam ( 11 h ) of the LEM ( 11 ) is adjusted to the corresponding elevation ( 112 c ) and the corresponding position of the deflection unit ( 11 c , 11 f ) is stored as the target mark corresponding to this distance,
f) for each target distance and this corresponding elevation ( 112 c ), a corresponding line cross of the cross grating dash marks ( 114 a ) is determined in the LCD ( 114 ) and stored as the target mark corresponding to this distance,
g) the RGV ( 11 ) rotated by 180 ° and the process steps a) to f) are repeated and the mounting position is also stored in the microprocessor ( 11 g ).

2. The method according to claim 1, characterized in that the calibration measurement is controlled fully or semi-automatically by an external computer ( 13 ) with the microprocessor ( 119 ) of the RGV ( 11 ), one in an xy coordinate adjustment device ( 14th c ) is connected to the target wall ( 12 ) and a light source ( 14 b ) arranged in this ( 14 c) .

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the congruence of the LCD mark or laser beam direction with the Li cht source ( 14 b ) on the target wall ( 12 ) by means of TV tracker ( 13 c ) is fixed and set .