DE4242541A1 - Vorrichtung zum Orten unterhalb der Erdoberfläche befindlicher Munition - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Orten unterhalb der Erdoberfläche befindlicher Munition mit Hilfe von Senso­ ren.

Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise aus der Pa­ tentschrift DE 34 32 847 C2 sowie der Gebrauchsmusterschrift G 88 00 815 bekannt. Bei diesen bekannten Vorrichtungen wird zum Orten der Munition das auf Fundmunition und Blindgänger zu untersuchende Gelände manuell, z. B. mit Hilfe einer magne­ tischen Sonde, von den Personen des Kampfmittelräumdienstes untersucht.

Das manuelle Ortungsverfahren erfordert den Einsatz erfahre­ ner Sondenführer und ist insbesondere für die Ortung und Räu­ mung großer stark kontaminierter Flächen sowohl aus personel­ len als auch aus sicherheitstechnischen Gründen nicht geeig­ net.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art anzugeben, mit der eine großflächige automatische Ortung und Kartierung von Munition möglich ist, ohne daß die Suchmannschaft gefährdet wird.

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

Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.

Der Erfindung liegt also im wesentlichen der Gedanke zugrun­ de, daß die den Erdboden sensierenden Sensoren auf einem relativ leichten, unbemannten, fernsteuerbaren Fahrzeug (Tochterfahrzeug) angeordnet werden, welches dann das mit Munition kontaminierte Gebiet abfährt. Die Steuerung dieses Fahrzeuges sowie die Auswertung der Sensorsignale erfolgt in einem zweiten Fahrzeug (Mutterfahrzeug), welches sich in der Regel in der unmittelbaren Umgebung des zu untersuchenden Gebietes aufhält. In dem Mutterfahrzeug, welches vorzugsweise gepanzert ist, befindet sich auch die Bedienungsmannschaft.

Die Steuerung des Tochterfahrzeuges sowie die Übertragung der Sensorsignale zum Mutterfahrzeug kann jeweils wahlweise über eine Funkstrecke, eine Drahtverbindung oder eine Lichtwellen­ leiterverbindung erfolgen

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend mit Hilfe von Figuren beschriebenen Aus­ führungsbeispielen. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch die beiden Fahrzeuge der erfindungsgemäßen Vorrichtung beim Absuchen eines mit Munition kontami­ nierten Übungsgeländes;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Auswertung der Sensorsignale;

Fig. 3 einen an dem Tochterfahrzeug befestigten Sensorträger mit Rollenführung und beweglich angeordneter Spule; und

Fig. 4 einen entsprechenden Sensorträger mit mehreren Spulen, die eine Array-Anordnung bilden.

In Fig. 1 ist mit 1 ein die Sensoren tragendes Tochterfahrzeug und mit 2 ein Mutterfahrzeug, welches die Einrichtungen zur Datenauswertung und Steuerung des Tochterfahrzeuges enthält, bezeichnet.

Das Tochterfahrzeug 1 befindet sich auf einem mit Munition kontaminierten Übungsgelände 3. Als Sensoren können bei­ spielsweise Antennen 4 eines Bodenradargerätes als auch eine oder mehrere Anordnungen von magnetischen Sensoren (in der Regel Spulen) verwendet werden (zur Wirkungsweise derartiger Sensoren vgl. die oben erwähnte Gebrauchsmusterschrift G 88 00 815). Die Sensoren sind vorzugsweise an einem Sensorträger 5 eines Auslegers 6 angeordnet. Der Ausleger 6 ist höhenva­ riabel, so daß der Sensorträger 5 und damit auch die Sensoren bei Bewegung des Fahrzeuges 1 sich in einer konstanten Höhe über dem Erdboden bewegen. Der jeweilige Abstand des Ausle­ gers 6 zum Erdboden kann dabei beispielsweise mittels einer Lasertriangulation ermittelt werden. Zusätzlich zu den Sen­ soren können an dem Ausleger 6 Kameras zur Bodenbeobachtung angebracht werden (nicht dargestellt).

Auf dem Tochterfahrzeug 1 befindet sich ferner ein Gehäuse 7 zur Aufnahme der Elektronik zur Geräte- bzw. Sensoransteue­ rung und Signalvorverarbeitung, des Fahrzeugantriebes, der Navigationseinheit und der Sensorik zur Wegmessung. Außerdem ist am Gehäuse 7 eine Kamera 7′ zur Fahrzeugführung vorgese­ hen.

Das Tochterfahrzeug 1 ist weitgehend aus nichtmetallischen Werkstoffen (Holz, Kunststoff) gebaut, um Störungen der Sen­ soren 4, 5 zu reduzieren.

Zur Datenübertragung zwischen den beiden Fahrzeugen 1 und 2 ist sowohl eine durch die Antennen 8 und 9 angedeutete Funk­ strecke als auch eine Daten- und Versorgungsleitung 10 vorge­ sehen.

Besonders bei inhomogenen hügeligen Oberflächen kann es von Vorteil sein, den Ausleger 6 derart beweglich anzuordnen, daß bei einer vorgegebenen Position des Tochterfahrzeuges 1 durch entsprechende Bewegung des Auslegers die an diesem befestig­ ten Sensoren jeweils einen Teilbereich des zu untersuchenden Gebietes abscannen können.

Anhand des in Fig. 2 dargestellten Blockschaltbildes soll im folgenden auf die Signalverarbeitung der z. B. mit einem magnetischen Sensor gewonnenen Signale eingegangen werden:

Die von der Meßspule 11 des Sensors 5 kommenden Signale werden zunächst in einem Verstärker 12 verstärkt und dann über einen Multiplexer 13 (der mit weiteren nicht darge­ stellten Spulen verbunden ist) und einen Analog-/Digital­ wandler 14 einem-Mikrorechner 15 zur Datenvorverarbeitung zugeführt. Zur genauen Lokalisierung der Objekte im Boden wird vorzugsweise ein sogenanntes differentielles "global positioning system" (GPS) 16 und zur Bestimmung der zurückge­ legten Wege ein Weggeber 17 benutzt. Die entsprechenden Meßwerte werden dem digitalisierten Meßspulen-Signalwert zugeordnet.

Zur weiteren Auswertung werden die ermittelten Signalwerte über die Funkstrecke in das Mutterfahrzeug 2 übertragen und mittels digitaler Signalprozessoren einer Auswerte- und Anzeigeneinheit 18 weiterverarbeitet.

Dabei können beispielsweise die lokalen Änderungen der Meß­ spulen-Signalwerte ausgewertet werden: So gibt das Maximum dieses Signalwertverlaufs die aktuelle Lage des Fundortes unterhalb der Spule wieder. Die Halbwertsbreite der Kurve ist ein Maß für die Tiefe des detektierten Gegenstandes und die Gesamtfläche unter der Kurve ist ein Maß für die Größe des Gegenstandes.

Die Lage, wahrscheinliche Tiefe und Art des Fundes kann in einer entsprechenden (elektronischen) Karte abgelegt und auf einem Bildschirm dargestellt bzw. als Karte ausgedruckt werden.

Anstatt eines höhenvariablen Sensorträgers 5 (Fig. 1) kann, insbesondere bei ebenem Gelände, auch ein Sensorträger mit einer Schlitten- oder Rollenführung eingesetzt werden. Fig. 3 zeigt einen entsprechenden mit 19 bezeichneten Sensorträger, der sich in die mit 20 bezeichnete Bewegungsrichtung auf Rollen 21 bewegt. Als Sensor wird eine Spule 22 verwendet, deren Bewegungsrichtung in bezug auf den Spulenträger 19 mit 23 gekennzeichnet ist.

Fig. 4 gibt einen Sensor- bzw. Spulenträger 24 mit Rollen 25 wieder, auf dem sich mehrere festangeordnete Spulen 26-29 befinden, die eine Array-Anordnung bilden, so daß eine mechanische Abscannvorrichtung entfallen kann.

Bezugszeichenliste

 1 erstes Fahrzeug, Tochterfahrzeug
 2 zweites Fahrzeug, Mutterfahrzeug
 3 Übungsgelände, mit Munition kontaminierte Gebiet
 4 Antenne
 5 Sensorträger
 6 Ausleger
 7 Gehäuse
 7′ Kamera
 8 Antenne
 9 Antenne
10 Daten- und Versorgungsleitung, Drahtverbindung
11 Meßspule
12 Verstärker
13 Multiplexer
14 Analog-/Digitalwandler
15 Rechner, µC
16 Koordinatengeber, GPS
17 Weggeber
18 Auswerte- und Anzeigeneinheit
19 Sensor-/Spulenträger
20 Bewegungsrichtung des Spulenträgers 19
21 Rollen
22 Spule
23 Bewegungsrichtung der Spule
24 Sensor-/Spulenträger
25 Rollen
26-29 Spulen

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Orten von unterhalb der Erdoberfläche befindlicher Munition mit Hilfe von Sensoren (4, 22, 26-29), gekennzeichnet durch die Merkmale:

• a) die Vorrichtung besteht aus einer Anordnung von min­ destens zwei Fahrzeugen (1, 2);
• b) bei dem ersten Fahrzeug (Tochterfahrzeug) (1) handelt es sich um ein unbemanntes fernsteuerbares Fahrzeug, an dem die der Erdoberfläche zugewandten Sensoren (4, 22, 26-29) angeordnet sind;
• c) das zweite Fahrzeug (Mutterfahrzeug) (2) enthält die zur Kontrolle des Tochterfahrzeuges (1) und die zur Da­ tenauswertung und Darstellung der Sensorsignale erfor­ derlichen Einrichtungen (18);
• d) Mutter- und Tochterfahrzeug (1, 2) sind entweder über eine Funkstrecke und/oder eine Drahtverbindung (10) und/oder eine Lichtwellenleiter-Verbindung miteinander verbunden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeuge (1, 2) gepanzert sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Tochterfahrzeug (1) im wesentlichen aus nichtmetallischen Werkstoffen besteht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Tochterfahrzeug (1) einen Ausleger (6) mit einem Sensorträger (5, 19, 24) besitzt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausleger (6) mit Sensorträger (5, 19, 24) höhenvariabel ist und der Abstand zwischen den Sensoren auf dem Sensorträger (5, 19, 24) und dem Erdboden bei der Fahrbewegung des Tochterfahrzeuges (1) konstant bleibt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausleger (6) als mechanische Scannvorrichtung ausgebildet ist, so daß bei einer vorgegebenen Position des Tochterfahrzeuges (1) die an dem Sensorträger (5, 19, 24) des Auslegers (6) befestigten Sensoren einen Teilbereich des zu untersuchenden Gebietes (3) abscannen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (22) senkrecht zur Bewegungsrichtung (20) des Sensorträgers (19) beweglich angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Sensorträger (24) mehrere gleichartige Sensoren senkrecht zur Bewegungsrichtung (20) des Sensorträgers (24) fest angeordnet und die Elemente eines Arrays bilden.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem ersten Fahrzeug als Sensoren Spulen und/oder Antennen und/oder Kameras angeordnet sind.