DE69605404T2

DE69605404T2 - Verfahren und vorrichtung zur messung einer verschiebung

Info

Publication number: DE69605404T2
Application number: DE69605404T
Authority: DE
Inventors: Nicholas Coope
Original assignee: Pilkington PE Ltd
Current assignee: Qioptiq Ltd
Priority date: 1995-02-22
Filing date: 1996-02-21
Publication date: 2000-07-06
Anticipated expiration: 2016-02-22
Also published as: CA2213501A1; WO1996026410A1; GB9503485D0; EP0811144A1; US5883719A; DE69605404D1; EP0811144B1; KR19980702429A; ATE187245T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Messen der relativen Verschiebung eines Objektes hinsichtlich einer Bezugsposition.
In vielen Bereichen ist es äußerst wünschenswert, eine kleine Verschiebung eines Objektes relativ zu einer Bezugsposition exakt messen zu können. Ein Bereich, in dem diese Technik besonders anwendbar ist, ist die Bestimmung der relativen Bewegung von Teilen großer Konstruktionsstrukturen, zum Beispiel Brücken und ihre Stützen. Es ist häufig der Fall, dass die Masse der Messvorrichtung nicht auf einer Oberfläche befestigt werden kann, von der garantiert werden kann, dass sie fest ist im Hinblick auf eines der in Frage kommenden beweglichen Teile.
Ein zweiter Anwendungsbereich ist die Bestimmung der Biegung eines Geschützrohrs, insbesondere des Geschützrohrs eines Panzers, um ein sehr genaues Feuern des Geschützes sicherzustellen. Die Biegung eines Geschützrohrs kann von einer Reihe von Faktoren verursacht werden, einschließlich thermischer Wirkungen als Ergebnis des Abfeuerns des Geschützes und/oder Witterungsbedingungen, Spiel in der Geschützbefestigung nach jedem Abfeuern und Vibrationen aufgrund der Panzerbewegung. Während es möglich ist, die Wirkungen einer Rohrbiegung zu verringern, indem das Rohr physisch stabilisiert wird, ist es nicht möglich, das Problem vollständig zu beseitigen. Daher sind Bemühungen unternommen worden, Systeme zur Bestimmung des Ausmaßes der Rohrbiegung bereitzustellen, so dass der Biegungsgrad ausgeglichen werden kann, wenn das Geschütz auf das Ziel gerichtet wird.
In GB 1,587,714 ist eine Vorrichtung zur Korrektur von Visierfehlern in einem Panzergeschützrohr beschrieben, die aus einer Rohrbiegung resultieren. Das System umfasst eine Lichtquelle und eine benachbarte Erfassungsvorrichtung, beide am hinteren Ende des Geschützrohrs oder am Panzerturm befestigt, und einen Spiegel, der am oder in der Nähe des Mündungsendes des Geschützrohrs befestigt ist. Ein Lichtstrahl der Lichtquelle wird auf den Spiegel gerichtet, welcher den Lichtstrahl zurück zur Lichterfassungsvorrichtung reflektiert. Eine Winkelverschiebung der Rohrmündung relativ zum hinteren Ende des Rohrs verursacht, dass der zurückkehrende Lichtstrahl über die Lichterfassungsvorrichtung oder aus der Lichterfassungsvorrichtung heraus bewegt wird. Das Ausmaß einer Winkelverschiebung kann daher geschätzt werden, indem die Ausgabe der Lichterfassungsvorrichtung überwacht wird. Es sind andere Systeme bekannt, die einen parallel gerichteten Lichtstrahl von der Quelle auf den Rohrmündungsspiegel projizieren und daraufhin zurück zur Erfassungsvorrichtung.
In FR-A-2 504 668 wird eine Vorrichtung zum Messen der Biegung eines Geschützrohrs beschrieben, die ein Differentialautokollimationsfernrohr umfasst. Obwohl diese Vorrichtung ein ähnliches Verfahren verwendet wie die vorliegende Erfindung, verwendet diese Vorrichtung eine andere optische Einstellung.
Ein Problem bei Systemen wie dem in GB 1,587,714 beschriebenen und ähnlichen Systemen, die im allgemeinen als Mündungsbezugssysteme (MRS) bekannt sind, ist, dass eine Strahlablenkung aufgrund von anderen Faktoren auftreten kann als der Verschiebung der Rohrmündung. Zum Beispiel kann die Bewegung optischer Bauteile in den optischen Sende- oder Empfangssystemen eine solche Strahlablenkung verursachen. Zusätzlich kann eine Nicht-Linearität in der Lichterfassungsvorrichtung selbst oder in anderen Bauteilen des Erfassungskreises irrtümlich eine Rohrverschiebung anzeigen. Diese Fehler werden unvermeidlich in eine Fehlausrichtung des Geschützrohrs übertragen, wenn das Rohr auf das Ziel gerichtet wird. Aus einer Biegung des Ge schützrohrs von selbst einigen Zehnteln Mikroradian können bedeutende Zielermittlungsfehler entstehen, und die bekannten Mündungsbezugssysteme sind nicht in der Lage, Biegungsmessungen mit diesem Genauigkeitsgrad auszuführen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bestimmte Nachteile bekannter Vorrichtungen und Verfahren zur Bestimmung relativer Objektverschiebung zu überwinden oder zumindest zu mildern.
Insbesondere ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein automatisches Mündungsbezugssensorsystem (AMRS) zum Messen der Winkelverschiebung einer Geschützrohrmündung hinsichtlich des hinteren Endes des Rohrs bereitzustellen, während im wesentlichen Fehler beseitigt werden, die aus optischen Sende- und Empfangsgeräten und dem Kreis resultieren.
Gemäß eines ersten Gesichtspunkts der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Messen der Verschiebung eines ersten Objektes relativ zu einem zweiten Objekt bereitgestellt, wobei die Vorrichtung umfasst:
erste und zweite Reflexionsmittel, die an dem ersten bzw. dem zweiten Objekt befestigt sind,
Mittel als Quelle elektromagnetischer Strahlung mit einer Vielzahl einzelner Quellen,
Mittel zur Erfassung elektromagnetischer Strahlung,
Mittel zur Bildung eines ersten Kanals, um einen ersten Strahl einer Strahlung von den Quellenmitteln auf das erste Reflexionsmittel zu richten und um den reflektierten Strahl auf das Erfassungsmittel zu richten,
Mittel zur Bildung eines zweiten Kanals, um einen zweiten und einen dritten Strahl einer Strahlung von den Quellenmitteln auf das zweite Reflexionsmittel zu richten und um die entsprechenden reflektierten Strahlen auf das Erfassungsmittel zu richten, wobei der zweite und der dritte Strahl zum Einfallen auf die Oberfläche des Erfassungsmittels an nominal festen, voneinander beabstandeten Stellen vorgesehen sind,
wobei der erste und der zweite Kanal gemeinsame optische Bauteile aufweisen, durch welche der erste, der zweite und der dritte Strahl hindurchgehen,
wobei das Erfassungsmittel eine Elektrooptikerfassungsfläche zur Bereitstellung elektrischer Signale aufweist, die die Positionen auf der Erfassungsfläche anzeigen, auf der die reflektierten Strahlen des ersten und des zweiten Kanals einfallen,
und Bewertungsmittel, die zur Aufnahme der Signale angeschlossen sind und gekennzeichnet sind durch:
(i) Differentialmessung zwischen den Signalen, die durch den ersten und den zweiten Strahl bereitgestellt werden, um davon ein Maß der Verschiebung des ersten Objekts relativ zum zweiten Objekt zu berechnen, und:
(ii) durch Differentialmessung zwischen den Signalen, die durch den zweiten und den dritten Strahl bereitgestellt werden, um einen Kompensationsfaktor für Abweichungen von einem Anfangswert der Verstärkung oder Empfindlichkeit des Erfassungsmittels und der eine Brechkraft aufweisenden optischen Bauteile im zweiten Kanal zu berechnen.
Die Bereitstellung einer Differentialmessung zwischen dem ersten und dem zweiten Kanal ermöglicht den Ausgleich von Verschiebungsfehlern, die in Bauteilen auftreten, welche dem ersten und dem zweiten Kanal gemeinsam sind, zum Beispiel das Erfassungsmittel.
Das oben genannte erste und zweite Reflexionsmittel kann irgendein geeignetes Mittel für die Neuausrichtung darauf einfallender Strahlung sein, z. B. Spiegel oder Prismenanordnungen.
Eine besonders geeignete Form einer Erfassungsfläche ist eine Seiteneffektphotodiode, die zur Bestimmung der Position des Schwerpunkts eines einfallenden Strahls einer Strahlung angeordnet ist. Diese Art von Erfassungsfläche erfordert im allgemeinen, dass das Quellenmittel so angeordnet ist, dass es sequentiell erste und zweite Strahlen zur Ausrichtung jeweils auf das erste und das zweite Reflexionsmittel erzeugt, so dass die Erfassungsfläche zwischen ihnen unterscheiden kann und dem Bewertungsmittel jeweilige sequentielle Signale bereitstellen kann. In diesem Fall umfasst das Bewertungsmittel eine Berechnungs- oder arithmetische Einheit und eine Datenspeichereinheit.
Eine andere geeignete Form einer Erfassungsfläche wird von einer TV-Kamera bereitgestellt, die vom Typ Vidikon oder CCD sein kann und die die Position des oder jedes einfallenden Lichtstrahls aufzeichnet. Bei dieser Art von Erfassungsfläche kann das Quellenmittel gleichzeitig den ersten und den zweiten Strahl erzeugen, wenn ihr Einfall auf die TV-Kamera individuell unterscheidbar ist (z. B. durch physische Trennung oder durch die Form). Das Bewertungsmittel umfasst in diesem Fall eine Speichereinheit und ein automatisches Klassifizierungs- und Verfolgungssystem zusammen mit einer Berechnungs- oder arithmetischen Einheit.
Vorzugsweise umfasst das Quellenmittel eine Vielzahl von einzelnen Quellen, die relativ zueinander befestigt sind. Das Erfassungsmittel kann ebenfalls eine Vielzahl von einzelnen Erfassungsflächen umfassen, die relativ zueinander befestigt sind.
Vorzugsweise gehen der erste und der zweite Strahl durch mehrere gemeinsame optische Bauteile hindurch. Wo beispielsweise das Führungsmittel zur Ausrichtung des ersten Strahls in Richtung auf das erste Reflexionsmittel eine Kollimatorlinse umfasst, wird der zweite Strahl ebenfalls durch diese Kollimatorlinse gerichtet. Ebenso wird, wenn der erste Strahl durch eine Linse auf die Erfassungsfläche fokussiert wird, der zweite Strahl ebenfalls so angeordnet, dass er durch diese Linse läuft. Diese Anordnung ermöglicht, dass Abweichungen aufgrund der Bewegung der Kollimator- und Fokussierlinsen, die gemeinsame optische Bauteile sind, ausgeglichen werden. Vorzugsweise sind Bauteile, die nicht beiden Kanälen gemeinsam sind, inhärent stabil. Zum Beispiel kann ein Eckwürfel verwendet werden, um die Richtung eines Strahls umzukehren, wobei der Würfel im wesentlichen inhärent unempfindlich für seine genaue Ausrichtung ist.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und um zu zeigen, wie dieselbe wirksam ausgeführt werden kann, wird nun beispielartig auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, bei denen:
Fig. 1 ein automatisches Mündungsbezugssensorsystem zeigt, das an dem Geschützrohr eines Panzers befestigt ist;
Fig. 2 im Einzelnen die optischen Bauteile des automatischen Mündungsbezugssystems aus Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 eine Draufsicht einer Photoerfassungsvorrichtung des Systems aus Fig. 1 und 2 zeigt, die die Positionen zeigt, an denen ein Hauptstrahl und zwei Bezugsstrahle einfallen; und
Fig. 4 ein Verschiebungsbezugssystem zur Verwendung bei der Erfassung von Bewegung einer Brückenstruktur zeigt; und
Fig. 5 im Einzelnen die optischen Bauteile des Systems aus Fig. 4 zeigt.
In Fig. 1 ist ein Geschützrohr 1 gezeigt, das sich von dem Turm 2 eines Panzers erstreckt. Das Rohr ist in der Lage, durch einen Schutzmantel 3 zurückzulaufen, der sich im übrigen in Einklang mit dem Geschützrohr hebt und senkt. Der Panzer ist mit einem automatischen Mündungsbezugssensorsystem 4 (AMRS) ausgestattet, das so ausgelegt ist, dass es einem Zielcomputer (in Fig. 1 nicht gezeigt) an Bord des Panzers eine exakte Anzeige einer Rohrmündungsablenkung aufgrund einer Biegung des Rohrs bereitstellt. Das AMRS- System umfasst ein erstes Reflexionsmittel in Form eines Spiegels 5, der fest an der Rohrmündung 6 am Ende des Geschützrohrs 1 befestigt ist. Am gegenüberliegenden Ende des Geschützrohrs und fest am Geschützmantel 3 befestigt befindet sich ein zweites Reflexionsmittel in Form eines Prismas 26. Ein Gehäuse 7, das eine optische Strahlungsquelle, eine benachbarte Erfassungsvorrichtungsanordnung und optische Sende- oder Empfangsgeräte enthält, ist am hinteren Ende in angemessener Weise benachbart zum Mantel 3 vorgesehen. Wie bei herkömmlichen AMRS-Systemen wird ein Lichtstrahl 8, der von der Lichtquelle erzeugt wird, entlang der Länge des Geschützrohrs gerichtet, so dass er auf den Spiegel 5 fällt und von diesem zurück in Richtung der Erfassungsvorrichtungsanordnung reflektiert wird. Licht, das auf die Erfassungsvorrichtungsanordnung fällt, verursacht die Erzeugung eines elektrischen Ausgabesignals, das sich verändert, wenn der reflektierte Strahl sich über die Erfassungsfläche bewegt, zum Beispiel aufgrund von Rohrbiegung.
Zusätzlich ist das AMRS-System 4 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung mit einem inneren Bezugskanal ausgestattet, um zu ermöglichen, dass zum Zielcomputer übermittelte Daten ausgeglichen werden hinsichtlich Veränderungen der Ausgabe der Erfassungsvorrichtung, die aus anderen Faktoren als Rohrbiegung hervorgehen, zum Beispiel der Bewegung gemeinsamer Bauteile der optischen Sende- und/oder Empfangsgeräte. Die Verwendung eines solchen Bezugskanals ist zuvor nicht in Erwägung gezogen worden.
Fig. 2 zeigt ausführlicher die optischen Bauteile, die das AMRS-System 4 bilden (die Skizze ist der Klarheit halber in Längsrichtung komprimiert) und veranschaulicht einen Haupt- und einen Bezugsmessungskanal. Die aktiven Bauteile des Systems sind fest innerhalb des Gehäuses 7 befestigt, um deutlich wahrnehmbar Fehler zu minimieren, die aus Vibrationen und relativer Bewegung entstehen.
Das Gehäuse 7 enthält drei Lichtquellen 9, 10, 11, die an einer Grundplatte 12 in der Brennpunktebene einer gemeinsamen Kollimatorlinse 13 befestigt sind und die von jeweiligen Lichtleitfasern und zugeordneten Laserdioden bereitgestellt werden. Zu jedem Zeitpunkt wird nur eine einzelne der Lichtquellen von ihrem Laser beleuchtet, wie im Folgenden beschrieben wird. Es sind mechanische Prallplatten (nicht gezeigt) vorgesehen, um zu verhindern, dass Licht von der Hauptkanalquelle 9 die Erfassungsvorrichtungsanordnung über den Bezugskanalweg erreicht, und dass Licht von den Bezugskanalquellen 10, 11 die Erfassungsvorrichtungsanordnung über den Hauptkanalweg erreicht.
Eine erste der Lichtquellen 9 ist so angeordnet, dass sie einen Hauptlichtstrahl 14 bereitstellt, der durch optische Sendegeräte gerichtet wird, um auf den Spiegel 5 einzufallen, der vorzugsweise ein ebener Spiegel ist, befestigt am Mündungsende des Rohrs. Der Hauptstrahl wird durch die Kollimatorlinse 13, ein Paar einstellbarer Steuerkeile 15a, 15b und eine Brennpunkteinstellungslinse 16 gerichtet. Der Strahl wird von dem an der Mündung befestigten Spiegel 5 reflektiert und wird durch optische Empfangsgeräte zurück in Richtung des hinteren Endes des Rohrs gerichtet, um auf die Erfassungsvorrichtungsanordnung einzufallen, die eine Photoerfassungsvorrichtung 17 umfasst, die mit einem Bewertungsmittel 18 verbunden ist.
Der reflektierte Strahl 14 läuft durch eine zweite Brennpunkteinstellungslinse 20, ein zweites Paar Steuerkeile 19a, 19b und eine Linse 21, die den Strahl zu einem feinen Punkt, der ein Bild der Lichtquelle 9 ist, auf der Oberfläche der Photoerfassungsvorrichtung 17 fokussiert. Aus Fig. 1 und 2 ist ersichtlich, dass eine Verschiebung des Spiegels 5 verursacht, dass sich der Punkt, der auf die Photoerfassungsvorrichtung 17 fokussiert ist, über die Oberfläche der Photoerfassungsvorrichtung bewegt und sich, wenn die Winkelverschiebung des Spiegels 5 groß genug ist, aus der Oberfläche der Photoerfassungsvorrichtung 17 herausbewegt. Ebenfalls ist ersichtlich, dass die Fokuseinstellungslinsen 16, 20, wenn der Spiegel 5 ein ebener Spiegel ist, nicht erforderlich sind und sich der fokussierte Punkt nur als Reaktion auf eine Winkelverschiebung des Spiegels 5 über die Oberfläche der Photoerfassungsvorrichtung bewegt.
Die zweite und die dritte Lichtquelle 10, 11 stellen ein Paar Bezugsstrahlen 22, 23 bereit, die so gerichtet sind, dass sie durch einen Kantenbereich der Kollimatorlinse 13 der optischen Sendegeräte laufen. Ein Eckwürfel 24 befindet sich hinter der Kante der Kollimatorlinse 13 und ist so angeordnet, dass er die beiden Bezugsstrahlen empfängt, die durch die Kollimatorlinse 13 übertragen werden, und sie zurück in Richtung des hinteren Endes des Gehäuses 7 reflektiert. Diese reflektierten Strahlen 22, 23 laufen durch ein Fenster 25 im Gehäuse 7 und fallen auf das Prisma 26 ein, das vorzugsweise ein 'W'-Prisma ist, so dass die Bezugsstrahlen drei Reflexionen und einer Querverschiebung unterzogen werden, bevor sie wieder zurück in Richtung des Mündungsendes zu einem abgeschrägten Eckwürfel 27 gerichtet werden. Dieser zweite Eckwürfel 27 reflektiert die zwei Bezugsstrahlen 22, 23 noch einmal, so dass sie so ausgerichtet werden, dass sie durch einen Kantenbereich der Fokussierlinse 21 laufen, bevor sie auf der Oberfläche der Photoerfassungsvorrichtung 17 einfallen und jeweilige Bilder der Lichtquellen 10, 11 bilden. Das 'W'-Prisma 26 ist fest an und in engem Kontakt mit einer Befestigungsgrenzfläche 28 des Geschützmantels 3 befestigt.
Die Kombination der zwei Eckwürfel 24, 27, die zum Beispiel vom abgeschrägten Vollglas-Typ sein können, und das 'W'- Prisma 26 stellen die notwendige Querverschiebung der Bezugsstrahlen 22, 23 bereit, während sie ermöglichen, dass die Strahlen jeweils durch die Kollimatorlinse 13 und die Fokussierlinse 21 der optischen Sende- und Empfangsgeräte laufen. Zusätzlich sind die Eckwürfel 24, 27 und das Prisma 26 inhärent stabile Bauteile, und die Reflexionen innerhalb der Eckwürfel 24, 27 und zwei der Reflexionen innerhalb des 'W'-Prismas 26 sind selbstausgleichend hinsichtlich der Neigung der Bauteile, wodurch sichergestellt wird, dass die Bezugsstrahlen 22, 23 nicht von solchen Verschiebungen beeinflusst werden, insbesondere von Querverschiebungen der Bauteile 24, 26, 27, die den Hauptstrahl nicht beeinflussen. Solche Verschiebungen beeinflussen den Hauptstrahl 14 nicht, da er diese Bauteile nicht durchquert. Wenn solche Verschiebungen vorhanden wären, würden sie zu nicht ausgeglichenen Fehlern bei der Differentialverschiebungsmessung führen. Die dritte Reflexion im 'W'-Prisma geht von einer Oberfläche aus, die als ebener Bezugsspiegel effizient in Kontakt mit dem Mantel 3 wirkt. Ebenso sind die Steuerkeile 15a, 15b, 19a, 19b und die Einstellungslinsen für den schwachen Brennpunkt 16, 20 (falls vorhanden) im Weg des Hauptstrahls 14 sehr stabile Bauteile, die sicherstellen, dass der Hauptstrahl 14 nicht von Verschiebungen beein flusst wird, die die Bezugsstrahlen 22, 23 nicht beeinflussen.
Für sämtliche optische Bauteile des AMRS-Systems werden Glastypen verwendet, die dafür ausgewählt sind, Veränderungen des Brennpunkts durch Umgebungstemperatur auszugleichen, wobei diese Veränderungen hauptsächlich aufgrund einer Ausdehnung des gewählten Gehäusematerials auftreten. Eine exakte Fokussierung ist notwendig, wenn hohe Genauigkeit gewünscht wird, um Fehler aufgrund des Parallaxeneffektes zu vermeiden, die durch veränderliche Vignettierung des Hauptstrahls 14 verursacht werden, die aufgrund einer großen Ablenkung des Strahls durch den Mündungsspiegel 5 und/oder teilweise Verdunkelung beispielsweise aufgrund von Schlamm auf dem Spiegel 5 auftreten kann, der ein äußeres Bauteil ist. Aus denselben Gründen müssen die optischen Aberrationen der Linsen in hohem Maß über die Öffnung hinweg korrigiert werden. Diese Wirkungen beeinflussen normalerweise nicht die Bezugskanäle aufgrund der festen Geometrie dieser Kanäle.
In Fig. 3 ist eine Draufsicht der bevorzugten Photoerfassungsvorrichtung 17 des AMRS-Systems gezeigt. Die Photoerfassungsvorrichtung 17 ist zum Beispiel eine Seiteneffektphotodiode des fortlaufenden zwei-Achsen-Typs, bei dem der Photosignalstrom, der proportional zu dem auf sie einfallenden Gesamtsignalstrom ist, zwischen zwei orthogonalen Paaren von Signalanschlüssen (als x+, x-, y+, y- bezeichnet) in einer Weise verteilt wird, die von der Position des Schwerpunkts der einfallenden Gesamtenergie abhängt. Den Anschlüssen (x+, x- oder y+, y-) sind positive und negative Richtungen entlang jeweiliger orthogonaler Messachsen x, y relativ zur Körpermitte der Photoerfassungsvorrichtung zugeordnet.
Die Ausgabesignale der vier Anschlüsse der Photoerfassungsvorrichtung 17 werden durch das Bewertungsmittel 18 kombi niert (Fig. 2), das eine Berechnungs- oder arithmetische Einheit und eine Datenspeichereinheit umfasst, um die Position des Schwerpunkts eines einfallenden Lichtstrahls zu bestimmen. Zum Beispiel zeigt Fig. 3 die Position des Schwerpunkts cm eines Hauptstrahlpunkts M, der auf der Photoerfassungsvorrichtung einfällt und ebenfalls typische Positionen der beiden Bezugsstrahlpunkte und ihrer jeweiligen Schwerpunkte, im allgemeinen mit R&sub1; und R&sub2; bezeichnet. Bei in der Mitte der Photoerfassungsvorrichtung 17 gelegenem Ursprung des xy-Koordinatensystems (wie in Fig. 3 angezeigt) wird die x-Koordinate eines Schwerpunkts durch die Gleichung bestimmt:
x = (ix+ - ix-)/(ix+ + ix-) (1)
und die y-Koordinate wird durch die Gleichung bestimmt:
y = (iy+ - iy-)/(iy+ + iy-) (2)
wobei ix+, ix-, iy+ und iy- die Signalwirkströme sind, die hinsichtlich Hintergrundbeleuchtung und Dunkelstromwirkungen korrigiert sind und von den Photoerfassungsvorrichtungsanschlüssen ausgegeben werden, und die Tiefzahlen zeigen den speziellen Photoerfassungsvorrichtungsanschluss an, wie oben beschrieben. Bei dieser Art von Erfassungsvorrichtung beträgt der gesamte photoelektrisch erzeugte Strom (ix+ + ix-), und dies ist gleich (iy+ + iy-), jedoch bestimmt auf der x-Achse die Position des Schwerpunkts die Verteilung des Stroms zwischen ix+ und ix-. Ebenso bei der y-Achse und den Strömen iy+ und iy-. Die Nenner in den Gleichungen (1) und (2) normieren die xy-Koordinaten und beseitigen im wesentlichen die Wirkungen von Intensitätsveränderungen in einer der Lichtquellen 9, 10, 11.
Da die Erfassungsvorrichtung 17 nur auf den Schwerpunkt der einfallenden Gesamtenergie reagiert, ist es notwendig, dass nicht zwei oder mehr Lichtquellenbilder gleichzeitig auf der Erfassungsvorrichtung vorhanden sind. Zu diesem Zweck werden die Quellen 9, 10, 11 aufeinanderfolgend beleuchtet, und es werden individuell synchronisierte Messungen für jede Quelle durchgeführt, woraufhin die getrennten Messungen unter Verwendung der oben genannten Gleichungen (1) und (2) normiert werden. Ebenfalls ist eine Zeitspanne vorgesehen, in der keine Quelle erregt ist, um die Durchführung von Ausgleichungen zu ermöglichen, wie oben beschrieben.
Für eine große Genauigkeit ist es wichtig, dass die Photoströme, die in den Gleichungen 1 und 2 verwendet werden, oder die Verstärkerleistungen, die diese repräsentieren, keine Anteile von Hintergrundbeleuchtung, Dunkelstrom oder von Verstärkungsdifferenzen in jeweiligen Anschlussverstärkern der Photoerfassungsvorrichtung umfassen (in den Figuren nicht gezeigt). Üblicherweise werden Transimpedanzvorverstärker verwendet, die den Strom direkt in Ausgangsspannung umwandeln und die niedrige Eingangs- und Ausgangsimpedanzen aufweisen, mit einer oder mehreren aufeinanderfolgenden Verstärkungsstufen, die in Reihe geschaltet sind.
Leicht variierende Hintergrundbeleuchtung und Dunkelstrom (relativ zur Messzeitdauer) werden ausgeglichen, indem zwei Messungen durchgeführt werden, erstens: das Signal plus Hintergrund und zweitens: nur der Hintergrund, und indem jeweils die beiden Sätze von vier Strömen subtrahiert werden, um die korrigierten Signalströme allein abzuleiten. Alternativ kann dieser Ausgleich erreicht werden, indem die optische Quelle mit einem Wechselstromsignal moduliert wird, so dass eine Demodulation der Erfassungsvorrichtungsausgabe verwendet werden kann, um Gleichstrom und leicht variierende Bestandteile zu beseitigen.
Für größte Genauigkeit wird der Messstrahl elektronisch an der Quelle zerhackt, um zu ermöglichen, dass zwei getrennte, synchrone Messungen des Signals plus Hintergrund durchgeführt werden, sowie des Hintergrunds allein. Dies verringert bedeutend Fehler aufgrund relativ schneller Hintergrundveränderungen, die durch äußere Einflüsse verur sacht werden, zum Beispiel Scheibenwischer, die auf der Oberfläche der Linsen 16, 20 arbeiten, und es gewährt eine größere Flexibilität hinsichtlich der automatischen Einstellung von Quellenhelligkeit und/oder Verstärkungsfaktoren.
Die Verstärkungen, die den vier jeweiligen Photoerfassungsvorrichtungsausgaben zugeordnet sind, müssen gleich sein und können mittels Toleranzabstimmung der Bauteile angeglichen werden. Für größte Genauigkeit werden die Verstärkungen jedoch kalibriert, indem identische Bemessungsströme der Reihe nach an jeden Vorverstärker angelegt werden und die Verstärkungen individueller Verstärker so oft wie nötig ausgeglichen werden, um eine hohe Präzision zu erreichen.
Der Einfluss von zeitvariablen Restfehlern im System beispielsweise aufgrund von thermischen Instabilitäten in den elektronischen Verstärkern kann annähernd mit einer linearen Funktion der allgemeinen Art:-
X = Ax x + Bx (3)
Y = Ay y + By (4)
beschrieben werden, wobei X, Y wahre Koordinaten sind und x, y die Koordinaten sind, die aus der tatsächlichen Punktposition und den gespeicherten Systemkalibrierdaten für einen Strahl an irgendeinem Punkt auf der Erfassungsfläche berechnet werden, und Ax, Ay und Bx, By sind verzögernd variierende Koeffizienten, die jeweils entlang der x- und y-Achse auftretende Massstab- und Verschiebungsfehler darstellen.
Wenn die tatsächlichen Positionskoordinaten der Bezugsstrahlen R&sub1;, R&sub2; zu einer Bezugszeit und der momentanen Zeit jeweils (XR1, YR1), (XR2, YR2) und (xR1, yR1), (xR2, yR2) sind, wobei die Bezugszeit die Zeit ist, zu der das System kalibriert wird und Maßstab- und Verschiebungsdaten gespeichert werden, müssen diese Koordinaten ebenfalls die linearen Relationen erfüllen, die in den Gleichungen (3), (4) oben gegeben sind. Daher
XR1 = Ax xR1 + Bx,; YR1 = Ay yR1 + By;
XR2 = Ax xR2 + Bx,; und YR2 = Ay yR2 + By
so dass
Ax = (XR2 - XR1)/(xR2 - xR1) (5)
Ay = (YR2 - YR1)/(yR2 - YR1) (6)
Bx = XR1 - Ax xR1 (7)
By = YR1 - Ay yR1 (8)
Es ist ersichtlich, dass, wenn die momentane Zeit die Bezugszeit (x = X, y = Y) ist, die Korrekturkoeffizienten A und B übereinstimmen und jeweils Null sind. Ebenfalls stimmen die Koeffizienten A immer überein, wenn beide Bezugsstrahlen gleich verschoben sind (xR1 - XR1 = xR2 - XR2 und yR1 - YR1 = yR2 - YR2), und nur die Verschiebungskoeffizienten B verändern sich. Ebenso sind, wenn sich beide Bezugsstrahlen im Verhältnis zu ihren jeweiligen Entfernungen vom Koordinatenursprung (xR1/XR1 = xR2/XR2; yR1/YR1 = yR2/YR2) bewegen, die Koeffizienten Bx, By immer Null, und die Maßstabkoeffizienten Ax, Ay verändern sich.
Die wahren Koordinaten XM, YM des Schwerpunkts cm des Hauptstrahls M können daher gefunden werden, indem ihre tatsächlichen Positionskoordinaten xM, yM zusammen mit den neuesten bewerteten Koeffizienten Ax, Ay, Bx, By in die Gleichungen (3), (4) oben eingesetzt werden.
Die Verschiebungskorrektur findet Anwendung, gleich ob die Bezugsstrahlverschiebungen aufgrund von Bauteilinstabilität auftreten oder aufgrund von Bewegung des Prismas 26, die durch eine Verschiebung der Grenzfläche 28 verursacht wird, an der es befestigt ist. Dies stellt sicher, dass das System automatisch eine Bewegung der Grenzfläche 28 (das zweite Objekt) korrigiert, indem es eine Differentialmessung zwischen ihr und dem Spiegel 5 (am ersten Objekt befestigt) ausführt. Die Ausführung einer beliebigen Be zugsverschiebung, zum Beispiel ein freier Nullpunkt, wird automatisch erreicht, indem der erforderliche Ausgabewert angegeben wird, wenn der Kalibriervorgang ausgeführt wird; dies kann zu jeder Zeit auf Verlangen durchgeführt werden.
Bei der einfachsten Form der vorliegenden Erfindung ist es nur erforderlich, einen der Bezugsstrahlen 22, 23 zu verwenden, um zu ermöglichen, dass das Bewertungsmittel die Verschiebung des Spiegels 5 relativ zum Prisma 26 berechnet. Dies wird erreicht, indem keine Veränderung an den gespeicherten Maßstabdaten angenommen wird und die Koeffizienten Ax, Ay immer gleich sind. Die verbleibenden Koeffizienten Bx, By werden dann einfach aus den Gleichungen (7), (8) oben unter Verwendung der Positionsdaten nur des Bezugsstrahls R&sub1; so oft wie nötig berechnet. Die tatsächlichen Koordinaten des Hauptstrahls werden daraufhin wie oben für jede Messung korrigiert, um die wahren Koordinaten zu ergeben.
XM = xm + Bx
YM = yM + By
Bei einer komplexeren Form der vorliegenden Erfindung, wie in Fig. 2 veranschaulicht, werden beide Bezugsstrahlen 22, 23 verwendet, um eine zusätzliche Korrektur von Maßstabfehlern zu ermöglichen. Die vier Koeffizienten Ax, Ay, Bx, By werden aus den Gleichungen (5), (6), (7), (8) oben unter Verwendung der Positionsdaten beider Bezugsstrahlen R&sub1;, R&sub2; so oft wie nötig berechnet. Die tatsächlichen Koordinaten des Hauptstrahls werden daraufhin wie oben für jede Messung korrigiert, um die wahren Koordinaten zu ergeben
XM = Ax xM + Bx
YM = Ay YM + By
Bei dem oben beschriebenen AMRS-System ist es natürlich notwendig, in einem Einstellungsmodus die Gesamtempfind lichkeiten zu kalibrieren und das Ablenkungskoordinatensystem auf eine äußere Bezugsgröße auszurichten. Im Einstellungsmodus akzeptiert das System eine äußerlich angewandte Ablenkung einer bekannten Größe und Richtung des Hauptstrahls 14 als Definition von (beispielsweise) der vertikalen Achse. Die kann beispielsweise durch die Einführung eines kleinen Winkelkeils (nicht gezeigt), der in bekannter Weise relativ zum AMRS-Gehäuse 7 ausgerichtet ist, in den Weg des Hauptstrahls 14 erreicht werden. Zusätzlich kann eine gegebene Position des Spiegels, der an der Mündung befestigt ist, als Anfangsbezugsgröße bestimmt werden, auf die die nachfolgende Ausgabe, wie oben beschrieben, bezogen werden kann. Systeme des Stands der Technik, die nur einen einzigen Hauptmesskanal verwenden, um eine Differentialmessung hinsichtlich ihrer Gehäuse zu erhalten, können hinsichtlich Verschiebung und Empfindlichkeit kalibriert werden, um eine Ausgabe bereitzustellen, die zum Zeitpunkt des Kalibrierens genau ist, jedoch verursachen die Wirkungen von Zeit, Temperatur, Vibration usw., dass sich die Genauigkeit der Ausgabe fortschreitend in unbekanntem Ausmaß verschlechtert, wodurch ein häufiges Nachkalibrieren notwendig ist, um eine große Genauigkeit aufrecht zu erhalten. Durch Bereitstellung eines oder mehrerer Bezugskanäle verfolgt und gleicht die vorliegende Erfindung fortwährend Abweichungen der Systemausrichtung vom jüngsten Kalibrieren aus, und dehnt sehr wesentlich die Zeitspanne aus, die zwischen den Nachkalibriervorgängen erforderlich ist, um ein gegebenes Genauigkeitsniveau zu erreichen.
Die Sende- und Empfangskanäle sind jeweils mit einem Satz Steuerkeile 15a, 15b, 19a, 19b ausgestattet, wie oben beschrieben, um zu ermöglichen, dass der ausgehende Strahl und das Erfassungsvorrichtungsgesichtsfeld auf den an der Mündung befestigten Spiegel 5 gerichtet werden. Es versteht sich natürlich, dass die Sende- und Empfangsöffnungen symmetrisch um eine Achse angeordnet sind, die senkrecht zur Reflexionsfläche des Spiegels 5 ist und durch ihren Mittelpunkt laufen, um die Reflexionsgesetze zu erfüllen. Dies kann erreicht werden, indem entweder das AMRS-Gehäuse 7 bewegt wird oder indem der an der Mündung befestigte Spiegel 5 geneigt wird. Diese Ausrichtungsarbeiten können stark vereinfacht werden, indem der Hauptstrahl sichtbar gemacht wird, entweder, indem sichtbares Licht verwendet wird oder indem Infrarotlicht verwendet und dieses Licht mit einem angemessen empfindlichen Beobachtungsgerät betrachtet wird. Alternativ kann ein Spezialstrahlsuchgerät verwendet werden, das eine synchrone Erfassung verwendet, besonders, wenn das Hintergrundniveau zu hoch für eine direkte Betrachtung des Lichts ist.
Es ist ersichtlich, dass zwecks Deckung bei militärischen Anwendungen eine nicht sichtbare Strahlung der geringstmöglichen Intensität vorteilhaft ist. Zu diesem Zweck verwendet das AMRS-System 4 Strahlung im nahen Infrarot und stellt die Intensität in Übereinstimmung mit dem Hintergrundniveau ein, das an der Erfassungsvorrichtung gemessen wird. Die Quellen 9, 10, 11 können natürlich ausgeschaltet werden, wenn keine Messung erforderlich ist, und zum Beispiel nur für eine kurze Zeitspanne unmittelbar vor dem Abfeuern des Geschützes aktiviert werden.
Wenn gewünscht, kann die Ausgabeposition cm um die Anfangsbezugsposition weiter verschoben werden, die während des Einstellvorgangs gespeichert wurde. Der Zielcomputer bestimmt daraufhin aus der (ausgeglichenen) AMRS-Sytemausgabe einen Korrekturfaktor, der verwendet werden kann, um das Rohr 1 genauer auf das Ziel zu richten. Bei einem geeigneten Frequenzgang der signalverarbeitenden elektronischen Geräte kann die Zielpunktverbesserung ebenfalls darauf ausgedehnt werden, dynamische Biegung des Rohrs zu korrigieren, die verursacht wird, wenn sich der Panzer über unebenes Gelände bewegt oder im Fall von Bewegungen des Rohrs 1, die während des Abfeuerns des Geschützes auftreten.
Es können Abänderungen an der oben beschriebenen Ausführungsform vorgenommen werden, ohne vom Bereich der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel können die Lichtquellen 9, 10, 11 in einem geeigneten Frequenzbereich arbeiten, wie beispielsweise sichtbarer Bereich, UV- oder Infrarotbereich. Das 'W'-Bezugsprisma 26 könnte innen an der hinteren Wand des AMRS-Gehäuses 7 befestigt sein, das dann fest am Geschützmantel 3 befestigt würde, wodurch das Fenster 25 nicht erforderlich wäre.
Der Kollimationsgrad des Hauptstrahls 14 auf dem Spiegel 5, der an der Mündung befestigt ist, kann verändert werden, indem die Brechkraft der Fokussierlinsen 20, 16 an den Sende- und Empfangsöffnungen eingestellt oder ausgelassen wird und/oder indem eine gekrümmte Oberfläche auf dem Mündungsspiegel vorgesehen wird, um die Verschiebungseigenschaften zu verändern, z. B. hinsichtlich Empfindlichkeit und Vignettierung. Des weiteren wird die Erfassungsanordnung, wenn der Spiegel 5 eine gekrümmte Oberfläche aufweist, empfindlich für eine lineare Querverschiebung des Spiegels sowie für eine Winkelverschiebung. Die Verwendung von nicht parallel gerichtetem Licht im Bereich des Spiegels 5 verringert die Empfindlichkeit des Systems, und der Winkelmessbereich, der vor dem Beginn von starker Vignettierung erreicht wird, wird vergrößert. Jedoch wird die Erfassungsvorrichtungsanordnung dann ebenfalls empfindlich für eine Längsbewegung des Spiegels 5.
Der Querschnittsbereich des Hauptstrahls und, falls notwendig, der Bezugsstrahlen 22, 23, kann verhältnismäßig groß sein, z. B. 50 mm im Durchmesser, um einen Durchschnittswert der Wirkungen von Regentropfen und Staubpartikeln in dem (den) Übertragungsweg(en) zu ermitteln. Durch Kombination der optischen Sende- und Empfangsgeräte durch eine gemeinsame Öffnung und durch gemeinsame Bauteile unter Verwendung einer Strahlenteilungsvorrichtung kann Platz gespart werden.
Die Erfindung ist auf andere Gebiete als AMRS-Systeme anwendbar, bei denen eine genaue Messung der relativen Verschiebung zweier Objekte erforderlich ist. Zum Beispiel ist in Fig. 4 ein Abschnitt einer Brücke 23 gezeigt, die auf Stützen 30, 31 getragen wird, die am Boden befestigt sind, deren Stabilität zu messen ist. Die Stützen, sind mit Reflektoren 32, 33 ausgestattet, die aus der Entfernung mittels einer Verschiebungsmessvorrichtung 34 überwacht werden, die auf einem Dreibock 35 befestigt gezeigt ist. Der Dreibock kann irgendwo befestigt werden und braucht für einen hohen Genauigkeitsgrad nicht stabil zu sein, da eine Bewegung desselben die Messungen, die von den Reflektoren 32, 33 genommen werden, in gleicher Weise beeinflusst und die Berechnung ihrer relativen Bewegung nicht beeinflusst. Die Vorrichtung 34 bildet in ähnlicher Weise wie das Gehäuse 7 aus Fig. 2 die Bezugsgröße für das System.
Fig. 5 zeigt ausführlicher die optischen Bauteile, die die Verschiebungsmessvorrichtung 34 aus Fig. 4 umfasst (die Skizze ist wiederum der Klarheit halber in Längsrichtung komprimiert). Die aktiven Bauteile des Systems sind im Inneren eines Schutzgehäuses 36 enthalten, das mit entsprechenden Fenstern 37, 38 ausgestattet ist. Diese aktiven Bauteile sind der Reihe nach fest innerhalb des Gehäuses 36 befestigt, um deutlich wahrnehmbar Fehler zu minimieren, die aus Vibration und relativer Bewegung entstehen.
Das Gehäuse 36 enthält ein beleuchtetes Quellenobjekt 39 in der Brennpunktsebene einer Kollimatorlinse 40. Ein Bereich des Quellenobjekts, der eine erste identifizierbare Markierung 41 umfasst, wird durch die Kollimatorlinse 40 projiziert und von einem Paar einstellbarer Steuerkeile 42a, 42b ausgerichtet, so dass er auf dem ebenen Spiegel 32 einfällt, der an der ersten entfernten Brückenstütze 30 befestigt ist. Der Strahl wird vom Spiegel 32, der an der Brücke befestigt ist, reflektiert und kehrt in Richtung des Gehäuses der Verschiebungsmessvorrichtung 34 zurück. Der reflek tierte Strahl läuft durch ein Paar Empfangssteuerkeile 43a, 43b und eine Linse 44, die den Strahl fokussiert, um ein scharfes Bild der Markierung 41 auf der empfindlichen Erfassungsfläche einer TV-Kamera 45 zu ergeben.
Ein zweiter Bereich des Quellenobjekts 39, der eine zweite identifizierbare Markierung 46 umfasst, wird mit Hilfe derselben Kollimatorlinse 40 und einem zweiten Paar Steuerkeile 47a, 47b ebenso auf den zweiten ebenen Spiegel 33 gerichtet, der an der zweiten entfernten Brückenstütze 31 befestigt ist. Ein zweites Paar Empfangssteuerkeile 48a, 48b und dieselbe Empfangslinse 44 bilden ein scharfes Bild der zweiten Markierung 46 auf der TV-Kamera 45. Ein Bewertungsmittel 49 ist am Ausgang der TV-Kamera angeschlossen.
Aus Fig. 4 und 5 ist ersichtlich, dass eine Verschiebung eines der Spiegel 32, 33 verursacht, dass das Bild der entsprechenden Quellenobjektmarkierung 41, 46 auf die TV- Kamera 45 fokussiert wird, um sich über die Kamerafläche zu bewegen und sich, wenn die Verschiebung des Spiegels groß genug ist, aus der Kamerafläche hinauszubewegen. Die Beschaffenheit der identifizierbaren Markierungen 41, 46 ist so gewählt, dass sie mit Hilfe eines leicht erhältlichen automatischen Klassifizierungs- und Verfolgungssystems, das an den Videoausgang angeschlossen ist, einzeln im TV-Ausgabebild ausfindig gemacht werden können, zum Beispiel könnte eine Markierung ein Kreis und die andere Markierung ein Kreuz sein. Die Ausgabe eines solchen Verfolgungssystems, das Teil des Bewertungsmittels 49 ist, das eine Speichereinheit und eine arithmetische Einheit aufweist, ist eine x,y-Positionskoordinate für jede der Markierungen. Durch Subtraktion der Positionen des ersten und des zweiten Markierungsbildes kann die relative Bewegung der zwei Spiegel 32, 33 und ihrer jeweiligen Brückenstützen 30, 31 abgeleitet werden. Die Messempfindlichkeit der zwei Kanäle kann festgelegt werden, indem zeitweise ein Keil einer bekannten Abweichung in jeden Kanal eingeführt wird und die entsprechenden Bildkoordinatenveränderungen aufgezeichnet werden. Nur die Einstellungen der Steuerkeile 42a, 42b, 47a, 47b, 43b, 48a, 48b sind nicht beiden Kanälen gemeinsam, jedoch können diese Bauteile erfolgreich mit einem hohen Stabilitätsgrad befestigt werden. Sämtliche andere Instabilitäten beeinflussen beide Kanäle in gleicher Weise und werden daher ausgeglichen, wenn die relative Bewegung der beiden Spiegel schließlich durch Subtraktion erhalten wird. Der zweite Messkanal bei dieser Ausführungsform führt dieselbe Funktion aus wie der erste Bezugskanal der Ausführungsform in Fig. 2.

Claims

1. Vorrichtung zum Messen der Verschiebung eines ersten Objektes (6) relativ zu einem zweiten Objekt (28), wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:

erste und zweite Reflexionsmittel (5, 26), welche an dem ersten bzw. dem zweiten Objekt (6, 28) befestigt sind,

Mittel als Quelle elektromagnetischer Strahlung mit einer Mehrzahl einzelner Quellen (9, 10, 11),

Mittel (17) zur Erfassung elektromagnetischer Strahlung,

Mittel zur Bildung eines ersten Kanals (13, 15a, 15b, 16, 20, 19a, 19b, 21) zum Richten eines ersten Strahls einer Strahlung von den Quellenmitteln (9) auf das erste Reflexionsmittel (5) und zum Richten des reflektierten Strahls auf die Erfassungsmittel (17),

Mittel zur Bildung eines zweiten Kanals (13, 24, 26, 27, 21) zum Richten eines zweiten und eines dritten Strahls einer Strahlung von den Quellenmitteln (10, 11) auf das zweite Reflexionsmittel (26) und zum Richten der entsprechenden reflektierten Strahlen auf die Erfassungsmittel (17), wobei der zweite und der dritte Strahl zum Einfallen auf die Oberfläche der Erfassungsmittel an nominal festen, voneinander beabstandeten Stellen vorgesehen sind, wobei der erste und der zweite Kanal gemeinsame optische Bauteile (13, 21) aufweisen, durch welche jeder Strahl ausgewählt aus dem ersten, dem zweiten und dem dritten Strahl hindurchgeht,

wobei die Erfassungsmittel (17) eine Elektrooptikerfassungsfläche zur Bereitstellung elektrischer Signale aufweist, welche die Positionen auf der Erfassungsoberfläche anzeigen, wo die reflektierten Strahlen des ersten und des zweiten Kanals einfallen,

und Bewertungsmittel (18), angeschlossen zur Aufnahme der Signale und gekennzeichnet durch:

(i) Differentialmessung zwischen den Signalen, bereitgestellt durch den ersten und den zweiten Strahl, zur Berechnung hiervon eines Maßes der Verschiebung des ersten Objektes (6) relativ zu dem zweiten Objekt (28), und

(ii) durch Differentialmessung zwischen den Signalen, bereitgestellt durch den zweiten und dritten Strahl, zur Berechnung hiervon eines Kompensationsfaktors für Variationen von einem Anfangswert der Verstärkung oder Empfindlichkeit der Erfassungsmittel (17) und der eine Brechkraft aufweisenden optischen Bauteile im zweiten Kanal (13, 24, 26, 27, 21).

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der das Erfassungsmittel (17) eine Seiteneffektphotodiode zur Bestimmung der Position des Schwerpunktes eines einfallenden Strahls einer Strahlung aufweist, die Quellenmittel (9, 10) sequentiell angeordnet sind, um den ersten und den zweiten Strahl zu erzeugen, und das Bewertungsmittel (18) eine Datenspeichereinheit und eine Berechnungs- oder arithmetische Einheit umfaßt.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der das Erfassungsmittel (17) eine TV-Kamera zur Aufzeichnung der Position des oder jedes einfallenden Lichtstrahls umfaßt und das Bewertungsmittel (18) eine Speichereinheit, ein automatisches Klassifizierungs- und Verfolgungssystem und eine Berechnungs- oder arithmetische Einheit umfaßt.

4. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die gemeinsamen optischen Bauteile (13, 21) des ersten und des zweiten Kanals eine optische Brechkraft aufweisen und lageempfindlich sind und jeder der Kanäle weitere optische Bauteile (15, 16, 24, 27, 20, 19) aufweist, welche im wesentlichen stabil und lageunempfindlich sind.