DE3801381C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Simulator zur dynamischen Vermessung optoelekronischer Sensoren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Der Bedarf an optisch/elektronischen Annäherungssensoren und Entferungsmesser für dynamische Anwendungen ist rapide angestiegen. Die zum Teil sehr aufwendigen Verwendungen in kostspieligen, hochpräzisen Geräten erfordern daher vor dem endgültigen Einsatz eine genaue Vermessung und Funktionskontrolle unter dynamischen Bedingungen. Die bisher durchgeführten dynamischen Vermessungen solcher Sensoren mittels Fahr- bzw. Feld- oder Schlittenbahnversuchen erfordern einerseits einen beträchtlichen Aufwand und bieten dennoch wegen der Notwendigkeit, sämtliche Meßmittel mitführen zu müssen, nur eine stark begrenzte und eingeschränkte Meßmöglichkeit. Der Einsatz hochwertiger Meßmittel, wie beispielsweise ultraschnelle Oszilloskope zur Untersuchung optronischer Signaturen, ist nahezu unmöglich.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen sogenannten Dynamik-Simulator zu schaffen, mit dem eine zerstörungsfreie Durchführbarkeit von parametrischen Untersuchungen des dynamischen Verhaltens am ruhenden Sensor im Labor, unter Nutzung aller im Labor verfügbarer Mittel, ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 aufgeführten Maßnahmen gelöst. In den Unteransprüchen sind Ausgestaltungen und Weiterbildungen aufgezeigt und in der nachfolgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert und in der Zeichnung skizziert. Es zeigt

Fig. 1 ein Schemabild einer Anordnung von Drehspiegeltisch, Kulisse und zu prüfenden Sensoren,

Fig. 2 ein Schemabild einer Simulatoranordnung bei der aus dem Labor heraus auf im Freien aufgestellten Kulissen gearbeitet wird.

Der in Fig. 1 skizzierte Simulator zur dynamischen Vermessung, nachstehend kurz Dynamik-Simulator genannt, dient der Simulation schneller Entfernungsänderungen zwischen optoelektronischen Annäherungssensoren und Entfernungsmessern für dynamische Anwendungen, wie beispielsweise Auslösesensoren für Hohlladungs-Gefechtsköpfe, Abstandssensoren für Kraftfahrzeuge usw., und deren Zielen. Dies geschieht ohne daß Fahr- bzw. Feld- oder Schlittenbahnversuche erforderlich sind.

Die Simulation erfolgt dadurch, daß der Lichtweg 11 des zu untersuchenden Sensors zwischen Annäherungssensor 10 und Ziel derart über einen rotierenden Spiegel 12 gelenkt wird, daß sukzessive verschiedene Teile 13 a-13 n einer Kulisse 13 in das Gesichtsfeld der zu überprüfenden Sensoren, LEM oder Radarentfernungsmesser gelangen und deren Abstand vom Spiegel 12 beliebig variiert werden kann.

Die Kulisse 13 kann - nun einem Torbogen ähnlich - über dem Drehspiegel 12 bzw. dessen Trägertisch 14 und dem Sensorträger 14 a gewölbt angeordnet sein. Mit einer solchen Kulisse wird die Abstandsänderung vom Sensor 10 zum Ziel simuliert. Hierzu ist diese Kulisse 13 in verschiedene Felder 13 a-13 n aufgeteilt, die einmal ein gutes Reflexionsverhalten aufweisen, während ein anderes Feld ein schwaches aufweist. Ein drittes Feld setzt sich aus Milchglasparzellen zusammen, die eine Hintergrundbeleuchtung aufweisen. Wieder andere Flächen zeigen eine reliefartige Strukturierung usw.

Zur Simulation von Annäherungsgeschwindigkeiten um Mach 1 sind nun Spiegeldrehzahlen von nur wenigen Tausend Umdrehungen pro Minute erforderlich. Weitaus größere simulierte Annäherungsgeschwindigkeiten ergeben sich unter Verwendung von natürlichen oder entfernt im Freien aufgestellte Kulissen 13, wie dies schematisch in Fig. 2 skizziert ist. Wird der Simulator im Bereich des Sensors 10 zusätzlich noch mit einem schnellen Shutter 15 ausgetattet, der die optische Verbindung zwischen Sensor 10 und Kulisse 13 jeweils nur für eine einzige Umdrehung des Drehspiegels 12 freigibt, so können einmalige Annäherungsvorgänge simuliert werden. Hierbei wird zweckmäßigerweise die Ansteuerung des Shutters 15 durch variabel einstellbare Drehwinkelsensoren am Drehspiegel 12 oder dessen Antrieb erfolgen. Diese Drehwinkelsensoren (nicht gezeichnet) können zur Triggerung von Meßvorgängen genutzt werden und natürlich auch zur Regelung der Drehzahl des Drehspiegels 12.

Eine wesentliche Erweiterung der Anwendungsbreite des vorgeschlagenen Simulators ergibt sich, wenn der Neigungswinkel des Spiegels 12 bzw. dessen Spiegelfläche 12 a zu seiner Drehachse von Umdrehung zu Umdrehung kontinuierlich verstellt wird. Das Gesichtsfeld des Sensors 12 fährt dann eine Spirale auf der Kulisse 13 ab und erreicht dadurch eine Vervielfältigung der Testmöglichkeiten auf einer relativ begrenzten Kulissenfläche.

In Fig. 2 sind zwei Ausführungsbeispiele der Kulissenaufstellung im Freien dargestellt, wobei in jedem Fall der Simulator im Labor verbleibt und der Lichtstrahlengang durch einen Mauerdurchbruch auf die Kulissen erfolgt. Wird die Kulisse 13 beispielsweise torbogenähnlich aufgebaut, so ist ein Umlenkspiegel (16) anzuordnen, der die Funktion des Drehspiegels mit geneigter Spiegelfläche entsprechend übernimmt. Hier ist eine Kulisse 13 gezeigt, die aus mehreren Bahnen 13′-13′′′ mit unterschiedlichen Kulissenteilen 13 a-13 n besteht. Weiterhin ist eine horizontalliegende Kulisse denkbar, die gegebenenfalls über zwei Aufwickelsäulen 17 und in einer Führungsbahn 18 mit variabler Geschwindigkeit hin- und heraufwickelbar ausgestaltet ist.

Durch den vorgeschlagenen Simulator ist nun eine zerstörungsfreie Durchführbarkeit von parametrischen Untersuchungen des dynamischen Verhaltens am ruhenden Sensor - z. B. an Zielflächen unterschiedlichen Remissionsvermögens - geschaffen worden, die im Labor unter Nutzung aller dort verfügbaren Mittel vollzogen werden können, wobei für die simulierte Zielannäherungen Wiederholfrequenzen von 100 Hz problemlos erreichbar sind.

Claims (8)

1. Simulator für die dynamische Vermessung und Prüfung optoelektronischer Annäherungssensoren und Entfernungsmesser durch Simulation schneller Entfernungsänderungen in Form von schneller Zielannäherung bzw. Relativgeschwindigkeit zwischen Entfernungsmesser/Sensor und Ziel, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtweg (11) zwischen dem zu untersuchenden Annäherungssensor, Laserentfernungsmesser oder Radarentfernungsmesser (10) und dem auf einer Kulisse (13) dargestellten Ziel derart über einen rotierenden Spiegel (12) gelenkt wird, daß sukzessive verschiedene Teile (13 a bis 13 n) der Kulisse (13) in das Gesichtsfeld des zu untersuchenden Sensors etc. oder Entfernungsmessers (10) gelangen, wobei der Abstand dieser Teile (13 a bis 13 n) vom Spiegel (12) beliebig variierbar ist.

2. Simulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel (12) zur Simulation von Annäherungsgeschwindigkeiten im Mach-Bereich in entsprechenden Drehzahlen rotierbar gelagert ist.

3. Simulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Simulation großer Annäherungsgeschwindigkeiten eine natürliche oder künstliche Kulisse (13) außerhalb und in bestimmter Entfernung eines im Labor befindlichen Spiegel- und Sensorträgers (14, 14 a) vorhanden ist oder aufgebaut und zur Zieldarstellung verwendet wird.

4. Simulator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Simulator im Bereich des zu testenden Sensors (10) ein schneller Verschluß(Shutter) (15) angeordnet ist, der die optische Verbindung zwischen Sensor (10) und Kulisse (13) jeweils nur für eine einzige Umdrehung des Drehspiegels (12) freigibt.

5. Simulator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelfläche (12 a) des Drehspiegels (12) um 45° gegen die Drehachse geneigt ist.

6. Simulator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel des Drehspiegels (12) zu seiner Drehachse von Umdrehung zu Umdrehung kontinuierlich verstellbar ist.

7. Simulator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulisse (13) mehrbahnig (13′-13′′′) ausgebildet ist und die Teile (13 a-13 n) jeder Kulissenbahn so angeordnet sind, daß sie der Kulisse (13) eine spiralige Ausgestaltung vermitteln.

8. Simulator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ansteuerung des Shutters (15), zur Triggerung der Meßvorgänge und zur Regelung der Drehzahl des Drehspiegels (12) variabel einstellbare Drehwinkelsensoren angeordnet sind.