DE69204122T2 - Optisches Gerät zur Bestimmung der relativen Position von zwei Fahrzeugen und dessen Anwendung in einem Ausrichtungssystem. - Google Patents

Optisches Gerät zur Bestimmung der relativen Position von zwei Fahrzeugen und dessen Anwendung in einem Ausrichtungssystem.

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DE69204122T2 DE69204122T DE69204122T DE69204122T2 DE 69204122 T2 DE69204122 T2 DE 69204122T2 DE 69204122 T DE69204122 T DE 69204122T DE 69204122 T DE69204122 T DE 69204122T DE 69204122 T2 DE69204122 T2 DE 69204122T2
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  • Measurement Of Optical Distance (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches Gerät zur Bestimmung der relativen Position von zwei Fahrzeugen, deren eines eine aktive Installation trägt und "Jäger" genannt wird und deren anderes, das passive Markierungen zur Bestimmung trägt, "Ziel" genannt wird. Es findet eine besonders wichtige aber nicht ausschließliche Anwendung im Bereich der Distanzmessung, der Position und/oder der Orientierung des Zieles bezüglich des Jägers, insbesondere, um das Aufeinandertreffen und das Anlegen von zwei Raumfahrzeugen zu ermöglichen.
  • Bekannt ist bereits (EP-A-0 254 634) eine Vorrichtung zur Distanzbestimmung und der relativen Lage eines Jägers und eines Zieles, mit einer Bilderzeugungskamera auf dem Jäger, mit einem Blickfeld, das eine bestimmte winkelmäßige Entwicklung hat und einem Spiel von vielen Markierungen auf dem Ziel, deren Entfernung derart ist, daß sie im Blickwinkel enthalten sind, wenn die Distanz zwischen dem Jäger und dem Ziel groß ist und das Feld der Kamera bezüglich des Zieles korrekt zentriert ist.
  • Eine derartige Meßvorrichtung, in der die Markierungen im allgemeinen durch gemäß eines bestimmten geometrischen Musters aufgeteilten Reflektoren gebildet sind, die durch eine von dem Jäger getragene Lichtimpulsquelle erhellt werden, erlaubt eine Distanzbestimmung zwischen dem Jäger und dem Ziel durch Messen der Zeit des Hin- und Rückweges des Lichtes und erlaubt die Bestimmung der Lage des Zieles bezüglich des Jägers auf relativ kurzen Distanzen, durch einen Vergleich des erhaltenen Bildes mit dem bekannten Motiv der Verteilung der Markierungen.
  • Die Messung der Abweichung und der relativen Lage wird extrem schwierig, wenn die Distanz zwischen dem Jäger und dem Ziel kleiner als ein Schwellenwert ist. Das hat einen doppelten Grund. Einerseits verschlechtert sich die Scharfstellung des Bildes auf dem Erfasser, der im allgemeinen durch eine Kamera mit einer Aufnehmermatrix gebildet ist, sobald die Distanz zwischen dem Jäger und dem Ziel gering wird. Zusätzlich tendiert der Winkelabstand zwischen den Markierungen dazu, unterhalb eines Schwellenwertes aus dem Winkelfeld des Detektors zu wandern.
  • Die Fig.1 zeigt beispielhaft das Blickfeld eines Detektors, den man als repräsentativ ansehen kann, mit einer Winkelstreckung von einerseits 100 und andererseits 13,3º. Ein Motiv, bestehend aus verteilten Reflektoren mit Ecken und im Zentrum einer Pyramide mit quadratischer Basis mit einer Breite der Basis von 10 cm, erscheint im Feld in der in Fig. 1 dargestellten Form bei einer Distanz von einem Meter. Unterhalb von 0,43 m Distanz wird es unmöglich, alle Markierungen im Feld zu behalten, sogar, wenn keine Fehlausrichtung vorhanden ist.
  • Ein anderes Problem besteht in der Unmöglichkeit, der Kamera eine Optik zu geben, die ihre Einstellung von unendlich bis zu einer sehr geringen Distanz beibehält. In der Praxis übersetzt sich die Verschlechterung der Schärfe unterhalb von 50 cm Distanz zwischen dem Detektor und dem Ziel in einen bedeutenden Fehler des Durchmessers in der Anzahl der Pixel im Bild, das von der Kamera geliefert wird. Bei einer Kamera mit einer Aufnehmermatrix mit Ladungskopplung oder CCD der gängigerweise eingesetzten Art, ist der Fokalisationsfehler mit den oben angegebenen Parametern ein Durchmesser von 9 Pixeln ab einer Distanz von 50 cm.
  • Die Idee zur Umgehung der obigen Problem besteht darin, auf dem Ziel mehrere Motive vorzusehen, die jeweils aus Retroreflektoren bestehen, die einen optimierten Durchmesser haben, um das Winkelfeld zu berücksichtigen, das einem Pixel und der Difraktion entspricht. Dies führt beispielsweise dazu, eine Anzahl von Motiven vorzusehen, die elementare Durchmesser haben:
  • - 50 cm für Distanzen von 100 m bis 1 km,
  • - 12 cm für Distanzen zwischen 10 m bis 200 m,
  • - 1,2 cm für Distanzen zwischen 2 m bis 20 m,
  • - 5 mm für Distanzen zwischen 0,5 bis 4 m.
  • Diese Maßnahme löst in keiner Weise die Probleme in Verbindung mit der Defokalisation, die praktisch die Maßnahmen unterhalb von ungefähr 50 cm verhindert. Die Berechnung des Versatzes des Schwerpunktes des durch die Defokalisation hervorgerufenen Fehlers wird effektiv sehr komplex.
  • Die Erfindung zielt insbesondere darauf, ein befriedigendes Funktionieren der optischen Vorrichtung für Entfernungen zwischen Jäger und Ziel zuzulassen, die kleiner sind als die zulässigen Entfernungen bei den bestehenden Vorrichtungen.
  • Mit diesem Ziel sieht die Erfindung eine Vorrichtung vor, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Markierungen eine Verteilung aufweisen, die zumindest teilweise außerhalb des Blickwinkelfeldes der Kamera liegt, die von dem Jäger getragen wird, wenn die Distanz zwischen dein Jäger und dem Ziel kleiner als ein bestimmter Wert ist, und dadurch, daß das Ziel Reflektionsmittel trägt, die vollständig im Blickfeld verbleiben, auch unterhalb des besagten bestimmten Distanzwertes und so eingerichtet sind, um im Blickwinkel der Kamera ein Bild der Markierungen zur Verfügung zu stellen.
  • Diese Anordnung erlaubt es, der reellen oder physischen Distanz zwischen der Kamera und den Markierungen eine Distanz zu geben, die ausreichend bleibt, auch wenn das Ziel und der Jäger sehr nahe sind, so daß ein geringes Winkelfeld der Kamera möglich ist.
  • In der Praxis werden die Reflektionsmittel im allgemeinen durch eine reflektierende Pyramide gebildet sein, die im Zentrum des Motivs plaziert ist und drei oder vier Flächen aufweist, gemäß der Anzahl an Markierungen. Diese Markierungen werden im allgemeinen Retroreflektoren sein, wie z. B. Würfelecken, die in einem Abstand von der Pyramide plaziert sind, der vorteilhafterweise mindestens 50 cm beträgt.
  • Es ist ersichtlich, daß man auf diese Art und Weise das Problem der Defokalisation unterdrückt, wobei die optischen Pfade zwischen der Kamera und den Markierungen immer größer sind als die Abstände zwischen den Reflektionsmitteln und den Markierungen. Zusätzlich erlaubt es die Vorrichtung gemäß der Erfindung, dem Motiv eine Form zu geben, die sich der Geometrie des Zieles anschließt: die reflektierenden Flächen der Pyramide können so eingestellt sein, daß sie den Anbringungsmöglichkeiten an dem Ziel entsprechen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung zielt diese auf die Lösung eines Problems, das speziell in dem Fall auftritt, daß die Raumfahrzeuge Befestigungszugänge oder "docking ports" haben, die kuppelbar sind und die in ihrem zentralen Teil angeordnet sind. Insbesondere hier wird die relative Ausrichtung der Zugänge mittels einer Vorrichtung zur Bestimmung durchgeführt, deren Markierungen gemäß einem an Bord des Zieles angeordneten Motivs verteilt sind. Eine derartige Anordnung führt zu bedeutenden Fehlern: effektiv übersetzt sich ein Ausrichtungsfehler von 0,2º und eine maximale Exzentrizität von 2 m in einen Ausrichtungsfehler des Befestigungszuganges von 7 mm in jeder Achse. Zusätzlich übersetzen sich die differenziellen Dilatationen eventuell genauso in bedeutende Ausrichtungsfehler.
  • Um dieses Problem zu umgehen, schlägt die Erfindung ein System vor, das zwei Vorrichtungen des oben bezeichneten Typs umfaßt, die winkelig um die Zugangsachse versetzt sind.
  • Die Erfindung wird besser verständlich durch das Lesen der folgenden Beschreibung von bestimmten Ausführungsformen, die beispielhaft und nicht einschränkend beschrieben sind. Die Beschreibung bezieht sich auf die beigefügten Zeichnungen, worin:
  • Fig.1 wie bereits genannt, das Blickfeld eines repräsentativen Detektors und das Bild eines bestimmten Motives mit einer quadratischen Basis, in einem Abstand von 1 m zeigt;
  • Fig.2 ein Schema ist, das die relative Anordnung der Reflektionsmittel zeigt sowie der Markierungen auf dem Ziel, in einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;
  • Fig.3 die Variation des Meßbereiches als Funktion der Distanz zwischen der Kamera und dem Motiv des Zieles (die Spitze des Motivs wird als Bezug genommen) für eine Anzahl von Ausführungsformen zeigt;
  • Fig.4 die Verteilung der Beleuchtung in dem Fall der Reflektionsmittel zeigt, die aus einer Pyramide mit einer quadratischen Basis gebildet sind;
  • Fig.5 aus den Kurven besteht, die die zulässige Abweichung als Funktion der Distanz sichtbar machen, für die Breite der bestimmten Basis einer Pyramide, zur Teilung von Strahlen, die die mittleren Reflektoren bilden;
  • Fig.6 schematisch eine mögliche Lage der zwei Motive und der mittleren Reflektoren auf einem Ziel zeigt, das mit einem Befestigungszugang versehen ist;
  • Fig.7 ein Prinzipschema einer Vorrichtung ist, die die Bestimmung der differentiellen Lage eines Jägers und eines Zieles zuläßt, während sich eines in der Nähe des anderen befindet;
  • Fig.8 schematisch ein Detail der Vorrichtung nach Fig.7 zeigt;
  • Fig.9 eine Variation des Blickwinkels der Motive, die vom Ziel und dem Jäger getragen werden, entsprechend der Vorrichtung der Fig. 7 als Funktion der Distanz zeigt; und
  • Fig.10 ein Schema ist, das ein Beispiel des Bildes der Markierungen im Feld der Kamera zeigt.
  • Bei einer Vorrichtung gemäß der Erfindung mit der Anordnung nach dem in Fig.2 gezeigten Prinzip, trägt der Jäger 10 noch immer eine Kamera 12, wie zum Beispiel eine CCD-Kamera, die mit einer nicht gezeigten koaxialen Beleuchtungsvorrichtung versehen ist. Das Ziel 11 trägt die Markierungen 14, die durch reflektierende Würfelecken gebildet sind, die gemäß eines bestimmten Motivs angeordnet sind, häufig mit vier Ecken eines Quadrates. Das Ziel 11 trägt gleichermaßen Reflektionsmittel 16, dargestellt in der Form einer Pyramide mit reflektierenden Flächen, die derart orientiert sind, daß, wenn die Kamera 12 bezüglich des Motivs zentriert ist, das Bild der Markierungen 14 im Feld zentriert sei, wie mit 18 in der Fig. 2 bezeichnet.
  • Die Reflektionsmittel 16 können als Lichtstrahlenentlader angesehen werden und als Sammler der Strahlen, die durch die Markierungen zurückgeworfen werden, was die Definition eines virtuellen Zieles mit einer schmalen Basis (z.B. 1 cm derart, daß eine minimale Distanz zwischen Kamera und Ziel von ungefähr 10 cm ermöglicht wird) zuläßt, wobei eine übermmäßige Defokalisation vermieden wird.
  • Die Fig. 3 zeigt beispielhaft den Beleuchtungs- und Meßbereich als Funktion der Distanz zwischen der Kamera und dem Zentrum des Motivs der Markierung, das als Referenz genommen wird, im Falle eines Strahlenentladers, der durch eine Pyramide mit den in Fig. 4 gezeigten Dimensionen gebildet ist, die derart angeordnet ist, daß das Motiv eine virtuelle Basis von 1 cm Länge hat. Die numerischen Bezeichnungen d bezeichnen die Distanzen.
  • Der Vorteil der Erfindung wird durch die Fig. 5 ersichtlich. Die gestrichelte Kurve 20 dieser Figur zeigt den Meßwinkel einer klassischen Vorrichtung, für ein Motiv mit einer gleichen Basis von 0,5 cm, bis zu einer Distanz von 60 cm. Die Kurve 22 mit Strich-Punkten bezeichnet den Meßwinkel derselben Kamera für ein Motiv mit einer Basis von 6 cm, 50 cm entfernt dank des Einsatzes eines Strahlenentladers. Schließlich zeigt die durchgezogene Kurve 24 die maximal in dem Fall zulässige Abweichung, mit einem Strahlenentlader, der aus einer Pyramide mit einer Basis von 6 cm Breite gebildet ist. Man sieht, daß die Vorrichtung gemäß der Erfindung die Toleranz einer Abweichung zuläßt, die sogar bei 50 cm größer als 0,6º ist und die zunimmt, wenn die Distanz abnimmt. Man sieht ebenfalls, daß es möglich ist, Markierungen einzusetzen, die aus Würfelecken großer Dimension bestehen, weiter hervorgehoben als in dem durch die Kurve 20 dargestellten Fall, was die Messung erleichtert.
  • Kurven, die den Kurven 22 und 24 ähneln, können für andere Parameter ermittelt werden, beispielsweise für ein virtuelles Ziel mit einer Basis von 2 cm Länge, immer noch 50 cm entfernt und einem Strahlenentlader, der durch eine Pyramide mit einer Basis von 12 cm Breite gebildet ist, was wieder eine Abweichung von immer noch mehr als 0,6º zwischen 10 cm und 50 cm Distanz zuläßt.
  • Wie bereits weiter oben bemerkt, ist die Erfindung besonders nützlich bei einem Jägerfahrzeug und einem Zielfahrzeug, die mit Befestigungszugängen versehen sind, die in Übereinstimmung gebracht werden müssen. Wie in Fig. 6 gezeigt, ist der Zugang 26 im allgemeinen auf der Fahrzeugachse plaziert. Eine vorteilhafte Lösung besteht in diesem Falle darin, zwei unterschiedliche optische Vorrichtungen mit demselben Aufbau vorzusehen. Jede von diesen trägt eine Kamera, die auf dem Jäger plaziert ist und eine Anordnung auf dem Ziel, die aus Markierungen und Reflektionsmitteln besteht. Die zwei Vorrichtungen sind gewöhnlich um 90º zueinander um die Achse des Zielfahrzeuges versetzt, zur Ausrichtung mit der Achse des Jägerfahrzeuges während der Annäherung, wobei jede Vorrichtung drei Markierungen mit der in Fig. 6 gezeigten Anordnung haben kann. In dieser Figur ist die zentrale Markierung 14a am Rand des Befestigungszuganges 26 plaziert und die zwei anderen Markierungen 14b sind am Rand des Zielfahrzeuges plaziert. Die Reflektionsmittel 16 sind aus einer Pyramide mit reflektierenden Flächen gebildet, die in gleichen Abständen von den drei Markierungen angeordnet sind, in der Mitte der Intervalle, die die Markierungen 14b trennen.
  • Andere Konfigurationen, die drei Markierungen oder vier Markierungen pro Vorrichtung nutzen, sind möglich.
  • Die Nutzung einer Vorrichtung, die die Anordnung auf einer wichtigen Meßbasis erlaubt, löst das Problem der Defokalisation und damit des beschränkten Winkelfeldes. Wenn es notwendig ist, die Ausrichtungsfehler zwischen der Kamera und den Reflektionsmitteln auf präzise Weise zu messen, kann man vorteilhafter Weise die im folgenden beschriebene Anordnung benutzen, deren Ausführungsform schematisiert in Fig. 7 beschrieben ist.
  • Die Vorrichtung oder jede Vorrichtung umfaßt, zusätzlich zu den Markierungen 14 (in Fig. 7 durch einfache Punkte schematisiert) und Reflektionsmittel 16, eine zusätzliche optische Zusammenstellung, die derart gebildet ist, daß ihr Bild sich mit dem der Markierungen 16 überlagert, die von dem Zielfahrzeug getragen werden, wenn die Ausrichtung realisiert wurde. Zusätzliche Markierungen 30, die ausreichend eingerückt sind, damit sie direkt im Feld der Kamera jenseits einer bestimmten Distanz liegen, können gleicherweise an dem Ziel vorgesehen sein. Sie sind beispielsweise aus Retroreflektoren gebildet, die an der Spitze und den Winkeln der Basis der Pyramide angebracht sind, die die Reflektionsmittel bildet.
  • Im Fall der Fig. 7 umfaßt die zusätzliche Anordnung zusätzliche Markierungen 32, die nach einem Verteilungsmotiv am Jägerfahrzeug montiert sind, das dasjenige der Markierungen 14 reproduziert. Spiegel 34, die jeweils mit einem der Markierung 14 verbunden sind, sind zur Umlenkung eines Teils der Lichtstrahlen in Richtung des Jägers vorgesehen und zur Rückführung des Bildes der korrespondierenden zusätzlichen Markierung 32 in Richtung der Kamera 12. Jede der zusätzlichen Markierungen 32 kann aus der Ecke eines Würfels gebildet sein, wie die Markierungen 14.
  • Auf diese Weise kann man die Ausrichtung des Zieles und des Jägers kontrollieren, um die Lage und die Bedeutung eines eventuellen Ausrichtungsfehlers zu messen. Die Bilder der Markierungen 14 und diejenigen der Markierungen 32, die jeweils ein Motiv mit einer breiten Basis bilden, was wiederum eine präzise Messung zuläßt, überlagern sich im Effekt in der Kamera. Mit der Kamera 12 können klassische Schaltkreise zur Entfernungsmessung verbunden sein, zur Bestimmung der Ausrichtungsfehler und der Rotationsindizierungsfehler, bezüglich des Abstandes zwischen den Bildern der Markierungen 14 und der zusätzlichen Markierungen 32.
  • Infolgedessen, wenn man sich nur eine Möglichkeit der Messung für geringe Distanzen zwischen Jäger und Ziel wünscht, oder im Gegensatz dazu die Möglichkeit der Messung des Abstandes und der Ausrichtung über ein Intervall großer Distanz, gibt man den Reflektionsmitteln 16 und den Spiegeln 34 kleine oder große Dimensionen.
  • Die Wahl der optimalen Dimensionen gemäß den ermittelten Resultaten kann mittels einer einfachen Rechnung durchgeführt werden. Die Fig.8 zeigt eine mögliche Anordnung, entsprechend einem Bereich von Distanzen wichtiger Messungen, die zu Dimensionen des Spiegels 34 führt, die insgesamt größer sind als diejenigen der Markierungen 14.
  • Bezeichnenderweise zeigt Fig. 9 für die gleiche Breite der Basis wie diejenige, die der Kurve 22 der Fig. 5 entspricht, die Variationen des Winkels als Funktion der Distanz, unter dem die Markierungen 14 des Zieles (gestrichelte Linie 22) und die Markierungen 32 des Jägers (durchgezogene Linie 36) bei Abwesenheit von Versatz erscheinen.
  • Die Fig. 10 zeigt das Beispiel einer Ansicht des Bildes, das durch die Kamera 12 bereitgestellt wurde, wenn der Jäger und das Ziel ausgerichtet sind und eine relative Winkelposition haben, das heißt eine Indizierung der Einstellung. In der Figur sind die mit den Markierungen 14 und 32 korrespondierende Fehler durch die Zahlen dargestellt und jeweils durch Kreise und Quadrate bezeichnet.
  • Damit die Schaltkreise der Entfernungsmessungen die Markierungen des Jägers und die des Zieles differenzieren können, kann vorgesehen sein, daß die Markierungen ein anderes Bild geben oder Abdeckmittel umfassen, was eine Identifikation zuläßt.
  • Das Bild der Fig. 10 entspricht einer Distanz von 10 cm zwischen der Kamera und dem Zentrum des Motivs, das durch die Markierungen dargestellt wird, für einen Bereich von 10 x 13,3º und größerer Abstände der genannten Markierungen. Die durch die Markierungen 14 bezüglich der Markierungen 32 gezeigten Abstände erlauben eine Messung der Distanz (durch Vergleich zwischen den mit den Markierungen 14 korrespondierenden Fehlern und den mit den Markierungen 32 korrespondierenden Fehlern) und den Ausrichtungs- und Indizierungsfehlern.
  • Nehmen die repräsentativen Fehler der Markierungen 14 beispielsweise die in Strichen dargestellte Position der Fig. 10 ein, d. h., wenn sie bezüglich der zentrierten Position der Vektoren f1 derselben Amplitude und jeder Orthogonalen zur Linie, die durch das Zentrum O geht, verschoben sind, so bezeichnet das einen Indizierungsfehler um die optische allgemeine Achse der Kamera und des Motivs.
  • Parallele Verschiebungen f2 zwischeneinander, aber der gegensätzlichen Art 14a, bezeichnen einen Ausrichtungsfehler mit Kippen um die zu Ox parallele Achse.
  • Versetzungen der durch die Pfeile f3 bezeichneten Art bezeichnen einen Ausrichtungsfehler in orthogonaler Richtung.
  • Die Messung dieser Versetzungen erlaubt die exakte Bestimmung der relativen Position des einen zum anderen mit Formeln, die den Versatz der Markierungen auf dem Ziel und auf dem Jäger berücksichtigen.
  • Es ist ersichtlich, daß die Vorrichtung gemäß der Erfindung zum Preis des Hinzufügens von ausgesprochen einfachen Mitteln, die sich auf einige Markierungen und Reflektoren beschränken, die Lokalisation auf präzise Art und bis auf sehr kurze Distanzen ermöglicht, dessen Ziel folglich die Lösung des Problems der Annäherung ist.

Claims (7)

1. Gerät zur Bestimmung der relativen Position eines Jagdfahrzeuges (10) und eines Zielfahrzeuges (11) mit einer Kamera (12) auf dem Jäger zur Abbildung von Bildern eines Sichtfeldes, das eine bestimmte Winkelausdehnung aufweist, und einen Satz von mehreren Markierungen (14;14a,14b) auf dem Ziel, deren Abstand so ist, daß sie in dem Winkelfeld enthalten sind, wenn der Abstand zwischen Jagdfahrzeug und Zielfahrzeug bedeutend ist und die Kamera in Bezug auf das Ziel zentriert ist, aber wobei sie mindestens teilweise außerhalb des direkten Sichtwinkelfeldes der Kamera auf dem Jagdfahrzeug liegen, sobald der Abstand zwischen dem Jäger und dem Ziel kleiner ist, als ein bestimmter Wert,
dadurch gekennzeichnet, daß das Ziel (11) eine Reflektionseinrichtung (16) umfaßt, die vollständig in dem Sichtfeld liegt, selbst unterhalb des genannten Wertes des Abstandes, und die geeignet ist, in dem Feld der Kamera, die von dem Jäger getragen wird, ein Bild der Markierungen (14) zu liefern.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektiereinrichtung (16) eine Pyramide umfaßt, die in einem im wesentlichen gleichen Abstand zu den Markierungen (14;14a,14b) angeordnet ist und eine Anzahl von reflektierenden Flächen gleich derjenigen der Markierungen aufweist.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungen (14) Retroreflektoren umfassen.
4. Gerät nach Anspruch 1, die eine Bestimmung der relativen Höhe eines Jägers und eines Zieles erlaubt, und weiterhin auf dem Ziel Spiegel (34) umfaßt, die im wesentlichen an den gleichen Stellen wie die Markierungen (14) angeordnet sind und in dem Feld der Kamera (12) Hilfsmarkierungen mit sich bringen, die auf dem Jäger angeordnet sind.
5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierung (14) des Zieles am Fuße der Spiegel angeordnet sind.
6. System zur Bestimmung des Abstandes und der relativen Höhe eines Jägers und eines Zieles, das mit einem Befestigungszugang versehen ist, der entlang ihrer Achse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß es zwei optische Einrichtungen gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche umfaßt, die in Bezug zueinander um die Achse winkelverschoben sind.
7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dar jede der Einrichtungen eine Mittelmarkierung (14) aufweist, die am Rand des Befestigungszuganges (26) des Zielfahrzeuges angeordnet ist und Markierungen (14b), die am Rand des Zielfahrzeuges angeordnet sind.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5530650A (en) * 1992-10-28 1996-06-25 Mcdonnell Douglas Corp. Computer imaging system and method for remote in-flight aircraft refueling
US6843446B2 (en) * 1993-11-12 2005-01-18 David D. Scott Apparatus and methods for in-space satellite operations
US6017000A (en) * 1998-08-02 2000-01-25 Scott; David R. Apparatus and methods for in-space satellite operations
US5806802A (en) * 1993-11-12 1998-09-15 Scott; David D. Apparatus and methods for in-space satellite operations
US7370834B2 (en) * 1993-11-12 2008-05-13 The Baron Company, Ltd. Apparatus and methods for in-space satellite operations
US6752357B2 (en) * 2002-05-10 2004-06-22 The Boeing Company Distance measuring using passive visual means
US7607616B2 (en) * 2006-11-29 2009-10-27 The Boeing Company Docking device
EP2055835A1 (de) * 2007-10-30 2009-05-06 Saab Ab Verfahren und Anordnung zur Bestimmung der relativen Position von Fahrzeugen
EP3186151B1 (de) 2014-08-26 2020-12-30 Astroscale Israel Ltd. Andocksystem und verfahren für satelliten
JP6722514B2 (ja) * 2016-05-27 2020-07-15 株式会社アストロスケール 捕獲プレート、宇宙用装置及び捕獲方法
US10625882B2 (en) 2017-03-06 2020-04-21 Effective Space Solutions Ltd. Service satellite for providing in-orbit services using variable thruster control
US11254440B2 (en) 2019-08-07 2022-02-22 Rockwell Collins, Inc. Relative navigation and machine vision for automated aerial refueling system and method
IT201900019322A1 (it) * 2019-10-18 2021-04-18 Thales Alenia Space Italia Spa Con Unico Socio Assistenza end-to-end in orbita

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4753569A (en) * 1982-12-28 1988-06-28 Diffracto, Ltd. Robot calibration
US4834531A (en) * 1985-10-31 1989-05-30 Energy Optics, Incorporated Dead reckoning optoelectronic intelligent docking system
US4709580A (en) * 1986-02-26 1987-12-01 Bd Systems, Inc. Retroflective attitude determining system
FR2602057B1 (fr) * 1986-07-22 1988-11-04 Matra Procede et dispositif de mesure de distance par voie optique
FR2651878B1 (fr) * 1989-09-14 1991-12-13 Aerospatiale Procede et systeme de controle a distance de l'assemblage d'un premier objet avec un deuxieme objet.
US5109345A (en) * 1990-02-20 1992-04-28 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Closed-loop autonomous docking system

Also Published As

Publication number Publication date
DE69204122D1 (de) 1995-09-21
JPH05507795A (ja) 1993-11-04
EP0524305A1 (de) 1993-01-27
FR2672690B1 (fr) 1993-12-10
US5302816A (en) 1994-04-12
FR2672690A1 (fr) 1992-08-14
EP0524305B1 (de) 1995-08-16
WO1992014168A1 (fr) 1992-08-20

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