DE4007999C2

DE4007999C2 -

Info

Publication number: DE4007999C2
Application number: DE4007999A
Authority: DE
Inventors: Hermann Dipl.-Ing. 8012 Ottobrunn De Siebert; Lothar Dipl.-Ing. 8014 Neubiberg De Hawlitschek
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: LFK Lenkflugkoerpersysteme GmbH
Priority date: 1990-03-13
Filing date: 1990-03-13
Publication date: 1992-08-06
Also published as: DE4007999A1

Description

Die Erfindung betrifft einen fernlenkbaren Flugkörper und dessen Lenkung. Dieser hat einen Zielsuchkopf und darin einen abbildenden Sensor, z. B. eine Fernsehkamera, die ihre Bilder zur Bodenstation (Lenkstand) sendet.The invention relates to a guided missile and its Steering. This has a target seeker and an imaging one Sensor, e.g. B. a television camera sending their pictures to the ground station (Steering position) sends.

Solche Fernlenkverfahren, z. B. für unbemannte Flugkörper, sind bekannt (vergleiche EP 01 48 704 A1).Such remote control methods, e.g. B. for unmanned aerial vehicles are known (compare EP 01 48 704 A1).

Das erfindungsgemäße Abbildungsverfahren und seine Auswertung soll der verbesserten Höhenhaltung eines Flugkörpers dienen, bei Anwendung einer bekannten inertial stabilisierten Kamera-Plattform.The imaging method according to the invention and its evaluation is intended to serve to improve the attitude of a missile when using a known inertial stabilized camera platform.

Gelöst wird diese blitzgestützte Höhenhaltung auf einfache Weise gemäß den Ansprüchen. Dabei kann ein üblicher Lenkrechner für relativ kleine Datenmengen verwendet werden.This lightning-assisted height maintenance is solved in a simple manner the claims. It can be a conventional steering computer for relatively small Amounts of data are used.

Die Erfindung wird in den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail in the drawings. It shows

Fig. 1 eine Messung der Bildverschiebung, Fig. 1 is a measurement of the image shift,

Fig. 2 die Höhenhaltung mittels Winkelregler, Fig. 2, the height control by the angle controller,

Fig. 3 die schematische Darstellung der Höhenhaltung mittels Winkelregler, Fig. 3 is a schematic illustration of the height control by the angle controller,

Fig. 4 die Bildverarbeitung bei variabler Sichtentfernung, Fig. 4, the image processing at a variable viewing distance,

Fig. 5 die Bildverarbeitung zu Variante A und Fig. 5, the image processing to variant A and

Fig. 6 die Bildverarbeitung zu Variante B. Fig. 6, the image processing to variant B.

Die Erfindung geht aus von folgenden Grundlagen:The invention is based on the following basics:

Aus zwei Verschiebevektoren , , die rechts und links von der Bildmitte aus in zwei aufeinanderfolgenden Bildern durch Korrelation ermittelt werden, lassen sich die entsprechenden Gier-, Nick-, und Rollbewegungen des mittleren Bildteils ermitteln (Fig. 1).The corresponding yaw, pitch and roll movements of the central part of the image can be determined from two displacement vectors, which are determined to the right and left of the image center by correlation in two successive images ( FIG. 1).

Bei bekannter Fluggeschwindigkeit können aus diesen Vektoren zusätzlich Hilfsgrößen für die Lenkverfahren (Fig. 2) abgeleitet werden, wie z. B.If the airspeed is known, auxiliary variables for the steering method ( FIG. 2) can be derived from these vectors, such as. B.

- line of sight to the point of the sensor axis,
- Height,
- Course,
- Roll reference.

Die im folgenden beschriebenen Verfahren betreffen drei verschiedene Verfahren zur bildgestützten Höhenhaltung, d. h. zum Ersatz eines Höhenmessers im Flugkörper. In allen Fällen wird der vertikale Winkel RP zwischen der FK-Längsachse und der optischen Achse der Kamera durch Steuerung des Flugkörpers so geregelt, daß eine konstante Flughöhe H eingehalten wird (Fig. 3).The methods described below relate to three different methods for image-based altitude maintenance, ie to replace an altimeter in the missile. In all cases, the vertical angle RP between the FK longitudinal axis and the optical axis of the camera is controlled by controlling the missile so that a constant flight height H is maintained ( FIG. 3).

Unterschiede bestehen lediglich in der Berechnung der Solldrehgeschwindigkeit QPD der Kamera-Plattform (Fig. 4 bis 6).The only differences are in the calculation of the target rotation speed QPD of the camera platform ( FIGS. 4 to 6).

Fixiert man nach Erreichen einer bestimmten Flughöhe den Aufpunkt der Kamera manuell oder mit Hilfe eines Hintergrundtracken in einer bekannten Entfernung, so läßt sich über einen Sollwert QPD=f(T) nahezu jedes beliebige Höhenprofil erzeugen. Die Reichweite dieses Verfahrens ist allerdings auf die maximale Sichtweite begrenzt (Fig. 4).If, after reaching a certain flight altitude, the camera point is fixed manually or with the help of background tracking at a known distance, then almost any height profile can be generated via a setpoint QPD = f (T). However, the range of this method is limited to the maximum visibility ( Fig. 4).

Das folgende Ausführungsbeispiel benötigt keinen festen Haltepunkt und ist daher für beliebige Reichweiten geeignet.The following embodiment does not require a fixed breakpoint and is therefore suitable for any range.

Hat der Flugkörper am Ende der Umlenkphase die gewünschte Flughöhe annähernd erreicht, wird die Solldrehgeschwindigkeit der Kamera-Plattform nach folgender Formel berechnet:Does the missile have the desired flight altitude at the end of the redirection phase is approximately reached, the target rotational speed of the Camera platform calculated using the following formula:

worin bedeutet:in which means:

K = Verstärkungsfaktor,
ΔN = gemessene Nickverschiebung,R = aus den Verschiebevektoren (re. und li. von der Bildmittel und aus zwei aufeinanderfolgenden Bildern ermittelte Sichtentfernung und
vorgegeben sind:K = gain factor,
ΔN = measured pitch shift, R = from the shift vectors (right and left of the image means and from two successive images the visual distance and
the following are specified:

HS = Sollflughöhe,
V = Fluggeschwindigkeit,
ΔT = Bildintervall.HS = target flight altitude,
V = flight speed,
ΔT = image interval.

Der Vorteil dieses Rechenansatzes besteht darin, daß die Flughöhe ausschließlich von den Toleranzen der Fluggeschwindigkeit abhängt. Die übrigen Fehler beeinflussen nur den Sichtlinienwinkel und die daraus resultierende Sichtenfernung (Fig. 5), wobei diese Abweichungen langfristig über QPD kompensiert werden können.The advantage of this calculation approach is that the altitude depends solely on the tolerances of the airspeed. The remaining errors only influence the line of sight angle and the resulting distance of view ( FIG. 5), and these deviations can be compensated for in the long term via QPD.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Patentanspruch 2 wird die Sichtentfernung unmittelbar über die Plattform auf den Sollwert RD ausgeregelt (Fig. 6). Die gewünschte Sichtentfernung wird in diesem Fall schneller erreicht und exakt eingehalten, während Toleranzen des Anstellwinkels zu Abweichungen von der Sollflughöhe führen.In the embodiment according to claim 2, the visual distance is corrected directly to the target value RD via the platform ( FIG. 6). In this case, the desired line of sight is reached more quickly and adhered to exactly, while tolerances of the angle of attack lead to deviations from the target flight altitude.

Claims

1.Remote-guided missile which replaces the usual altimeter by evaluating image information from the forward-looking imaging sensor (camera) present in the missile in the search head, characterized in that the vertical target rotational speed (QPD) of the optical sensor is calculated according to the formula: where K = gain factor,
ΔN = measured pitch shift,
R = from the displacement vectors (right and left. From the center of the picture V₁ and V₂ from two successive pictures determined viewing distance
and the following are specified: HS = target flight altitude
V = flight speed
ΔT = image interval

2. Remote-guided missile according to claim 1, characterized characterized that the platform target rotational speed immediately is calculated from the visual distance, according to the formula: QPD = K (RD-R).