DE4242541C2

DE4242541C2 - Vorrichtung zum Orten von unterhalb der Erdoberfläche befindlicher Munition

Info

Publication number: DE4242541C2
Application number: DE4242541A
Authority: DE
Inventors: Uwe Dr Ing Aulenbacher; Helmut Dr Rer Nat Neff; Peter Dr Rer Nat Steffen; Hans-Dieter Prof Dr Ing Liess; Manfred Dipl Ing Joehnk
Original assignee: Tzn Forschung & Entwicklung; Mak System GmbH
Current assignee: Rheinmetall Landsysteme GmbH
Priority date: 1992-12-16
Filing date: 1992-12-16
Publication date: 1996-03-28
Anticipated expiration: 2012-12-17
Also published as: AT404302B; GB2273572B; ATA255393A; DE4242541A1; FR2699288B1; FR2699288A1; IL108026A; GB9325655D0; GB2273572A; US5452639A

Description

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

Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise aus der Patent schrift 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 magneti schen 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.

Aus der DE-OS 21 35 989 ist eine Vorrichtung zum Aufsuchen von Ablagerungen, aber auch von Munition im Bereich des Meeresbo dens bekannt. Hierzu bewegt sich im Bereich des Meeresbodens ein Geräteträger, der über ein Schlepp-, Energieversorgungs- und Informationskabel mit dem Mutterschiff verbunden ist. Im Geräteträger befinden sich Sensoren, deren Meßsignale über das Informationskabel auf das Mutterschiff übertragen und dort weiterverarbeitet werden.

Aus der US-PS 38 35 371 ist ferner eine Vorrichtung zum Orten metallischer Gegenstände bekannt, wobei ein Unterwasserdetek tor über ein Informationskabel mit einem Schiff verbunden ist.

Die DE 35 26 492 A1 schließlich offenbart eine Vorrichtung zum Auffinden von Minen in Wüstenregionen, bei der eine Metall suchsonde an einem Landfahrzeug angebracht ist, so daß bei dieser Vorrichtung das verminte Gelände mit einem relativ schweren Fahrzeug befahren werden muß.

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

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 oder 2 oder 3 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, Drahtver bindung
11 Meßspule
12 Verstärker
13 Multiplexer
14 Analog-/Digitalwandler
15 Rechner, MC
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

1. Vorrichtung zum Orten von unterhalb der Erdoberfläche befindlicher Munition mit Hilfe von Sensoren (4, 22, 26- 29), wobei

a) die Vorrichtung aus einer Anordnung von mindestens zwei Fahrzeugen (1, 2) besteht;
b) es sich bei dem ersten Fahrzeug (1) um ein unbe manntes, fernsteuerbares Fahrzeug handelt, an dem die der Erdoberfläche zugewandten Sensoren (4, 22, 26-29) angeordnet sind;
c) das zweite Fahrzeug (2) die zur Kontrolle des er sten Fahrzeuges (1) erforderlichen Einrichtungen enthält;
d) das erste und das zweite Fahrzeug (1, 2) über eine Funkstrecke und/oder eine Drahtverbindung (10) und/oder eine Lichtwellenleiter-Verbindung mitein ander verbunden sind, über welche die von den Sensoren (4, 22, 26-29) erzeugten und in dem ersten Fahrzeug (1) vorverarbeiteten Meßsignale auf das zweite Fahrzeug (2) übertragbar sind;
e) das zweite Fahrzeug (2) die zur Datenauswertung, Darstellung der Sensorsignale und Kartierung der georteten Munition erforderlichen Einrichtungen (18) enthält;
f) das erste Fahrzeug (1) einen Ausleger (6) mit einem Sensorträger (5, 19, 24) und
g) der Ausleger (6) mit Sensorträger (5, 19, 24) höhen variabel ist, so daß der Abstand zwischen den Sen soren auf dem Sensorträger (5, 19, 24) und dem Erd boden bei der Fahrbewegung des ersten Fahrzeuges (1) konstant bleibt.

2. Vorrichtung zum Orten von unterhalb der Erdoberfläche befindlicher Munition mit Hilfe von Sensoren (4, 22, 26-29), wobei

a) die Vorrichtung aus einer Anordnung von mindestens zwei Fahrzeugen (1, 2) besteht;
b) es sich bei dem ersten Fahrzeug (1) um ein unbe manntes, fernsteuerbares Fahrzeug handelt, an dem die der Erdoberfläche zugewandten Sensoren (4, 22, 26-29) angeordnet sind;
c) das zweite Fahrzeug (2) die zur Kontrolle des er sten Fahrzeuges (1) erforderlichen Einrichtungen enthält;
d) das erste und das zweite Fahrzeug (1, 2) über eine Funkstrecke und/oder eine Drahtverbindung (10) und/oder eine Lichtwellenleiter-Verbindung mitein ander verbunden sind, über welche die von den Sensoren (4, 22, 26-29) erzeugten und in dem ersten Fahrzeug (1) vorverarbeiteten Meßsignale auf das zweite Fahrzeug (2) übertragbar sind;
e) das zweite Fahrzeug (2) die zur Datenauswertung, Darstellung der Sensorsignale und Kartierung der georteten Munition erforderlichen Einrichtungen (18) enthält;
f) das erste Fahrzeug (1) einen Ausleger (6) mit einem Sensorträger (5, 19, 24) und
g) der Ausleger (6) als mechanische Scanvorrichtung ausgebildet ist, so daß bei einer vorgegebenen Position des ersten Fahrzeuges (1) die an dem Sensorträger (5, 19, 24) des Auslegers (6) befe stigten Sensoren einen Teilbereich des zu unter suchenden Gebietes (3) abscannen.

3. Vorrichtung zum Orten von unterhalb der Erdoberfläche befindlicher Munition mit Hilfe von Sensoren (4, 22, 26-29), wobei

a) die Vorrichtung aus einer Anordnung von mindestens zwei Fahrzeugen (1, 2) besteht;
b) es sich bei dem ersten Fahrzeug (1) um ein unbe manntes, fernsteuerbares Fahrzeug handelt, an dem die der Erdoberfläche zugewandten Sensoren (4, 22, 26-29) angeordnet sind;
c) das zweite Fahrzeug (2) die zur Kontrolle des er sten Fahrzeuges (1) erforderlichen Einrichtungen enthält;
d) das erste und das zweite Fahrzeug (1, 2) über eine Funkstrecke und/oder eine Drahtverbindung (10) und/oder eine Lichtwellenleiter-Verbindung mitein ander verbunden sind, über welche die von den Sensoren (4, 22, 26-29) erzeugten und in dem ersten Fahrzeug (1) vorverarbeiteten Meßsignale auf das zweite Fahrzeug (2) übertragbar sind;
e) das zweite Fahrzeug (2) die zur Datenauswertung, Darstellung der Sensorsignale und Kartierung der georteten Munition erforderlichen Einrichtungen (18) enthält;
f) das erste Fahrzeug (1) einen Ausleger (6) mit einem Sensorträger (5, 19, 24) und
g) auf dem Sensorträger (24) mehrere gleichartige Sensoren senkrecht zur Bewegungsrichtung (20) des Sensorträgers (24) fest angeordnet sind und die Elemente eines Arrays bilden.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeuge (1, 2) gepanzert sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß das erste Fahrzeug (1) im wesentlichen aus nichtmetallischen Werkstoffen besteht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Sensoren (22) senkrecht zur Bewegungsrich tung (20) des Sensorträgers (19) beweglich angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem ersten Fahrzeug als Sensoren Spulen und/oder Antennen und/oder Kameras angeordnet sind.