EP1947413B1 - Verfahren zur Fernsteuerung eines Waffensystems - Google Patents

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EP1947413B1
EP1947413B1 EP08000445.0A EP08000445A EP1947413B1 EP 1947413 B1 EP1947413 B1 EP 1947413B1 EP 08000445 A EP08000445 A EP 08000445A EP 1947413 B1 EP1947413 B1 EP 1947413B1
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EP
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remote control
computer
weapon system
remotely
weapon
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EP1947413A3 (de
EP1947413A2 (de
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Jörg Bachmann
Michael Kohlstedt
Markus Scharf
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KNDS Deutschland GmbH and Co KG
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Krauss Maffei Wegmann GmbH and Co KG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41A—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
    • F41A23/00—Gun mountings, e.g. on vehicles; Disposition of guns on vehicles
    • F41A23/34—Gun mountings, e.g. on vehicles; Disposition of guns on vehicles on wheeled or endless-track vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G3/00—Aiming or laying means
    • F41G3/04—Aiming or laying means for dispersing fire from a battery ; for controlling spread of shots; for coordinating fire from spaced weapons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G5/00—Elevating or traversing control systems for guns
    • F41G5/06—Elevating or traversing control systems for guns using electric means for remote control

Definitions

  • the invention relates to a method for the remote control of a weapon system having the features of the preamble of patent claim 1.
  • the EP 1 111 324 A1 describes a military combat device used for the modular construction of light anti-aircraft systems and armaments. It has an operating device to which the system components including the electronic components and the weapon system are connected.
  • the control unit is designed to be portable and connected via a wiring of up to 50 m in length with the combat unit. Thus, a remote control of the weapon system is effected.
  • a disadvantage of this embodiment, however, is that no radio transmission is possible.
  • the EP 1 679 483 A1 describes a method for coordinating a plurality of combat vehicles in a combat unit, wherein the weapon system of a combat vehicle receives the coordinates of a target from another combat vehicle via a radio unit.
  • the invention has for its object to achieve a remote control of a weapon system, which is operated via a weapon system computer with a connected weapon system display device.
  • a basic idea of the invention is to use a remote control computer with a connected remote control display device for the remote control.
  • a data connection is first established between the weapon system computer and the remote control computer.
  • This connection can be configured as a wired connection or as a radio connection, in particular as a WLAN connection.
  • the screen contents displayed on the weapon system display device in non-remote control mode are at least partially displayed on the remote control display device.
  • the input actions performed by the remote control input device to the weapon system computer act as though they were performed by the weapon system input device.
  • the weapon system computer can be configured as a terminal server and the remote control computer act as a terminal client.
  • the Remote Desktop Protocol can be used as a protocol.
  • the RDP controls the transmission of the screen contents and the Input actions via the data connection or the network between a terminal server and a terminal client and has the advantage that it is supported by common operating systems.
  • the safety of the system can be ensured by additional measures.
  • life signals are cyclically transmitted from the remote control computer to the weapon system computer. If the fire control computer does not receive the vital signals properly, the weapon system enters a safe state in which, in particular, no shots can be fired and / or movement of the weapon system is prevented. This may be the case if the connection is interrupted, so that one or more life signals fail.
  • the weapon system can also be switched via the remote control computer. The safe state can be left by the corresponding actions of the operator. This is also possible via the remote control when the connection is restored.
  • the remote control computer Via the user interface, which is displayed on the remote control computer, advantageously all functions of the weapon system computer and preferably of the entire weapon system can be controlled remotely.
  • a fire command may be created and activated on the remote control computer in the same manner as when the operator sat on the weapon system computer.
  • the new screen contents are transmitted to the remote control computer and displayed on the remote control display device.
  • the remote control indicator thus also indicates the current status of the weapon system to the operator.
  • the combat unit has further system computers for the operation and / or control of the weapon system or the combat unit, in an advantageous embodiment these can also be remotely controlled by means of the remote control computer.
  • the other system computers can be connected to each other via a TCP / IP-based connection as well as to the fire control computer.
  • these can also be controlled remotely, in particular via the remote desktop protocol.
  • each system computer is assigned a remote control computer, so that an improved handling in the remote control is achieved.
  • a radio link between the weapon system computer 10 and a remote control computer 20 designed as a laptop computer is initially set up. If functions of the system computer 30 are also to be remotely controlled, a connection between this computer 30 and the remote control computer 20 can also be established. Since the system computer 30 is connected to the weapon system computer 10, however, only one connection between one of the computers 10, 30 and the remote control computer 20 is sufficient.
  • a further remote control computer 20 'with connected remote control display device 21' and remote control input device 22 'for remote control is provided.
  • the screen contents of the remotely controlled computer 10, 30 are displayed on a remote control display device 21.
  • Input actions can be performed remotely by the operator via remote control input devices 22 such as the keyboard, computer mouse and touchpad. These input actions act as though they were performed by the weapon system input device 12 and the system input device 32, respectively.
  • a remote control that only partial, and thus not the entire screen content of the weapon system display device 11 is displayed on the remote control display device 21, e.g. if not all functions should be remotely controlled or if only one active window should be transmitted for purposes of data reduction.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fernsteuerung eines Waffensystems mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Moderne Waffensysteme können zumeist vollständig mit einem oder mehreren Rechnern mit angeschlossenem Anzeigegerät gesteuert werden. Alle benötigten Funktionen, um das Waffensystem zu steuern, sind meist zentral auf diesem Waffensystemrechner zusammengeführt. Die Rechner weisen in der Regel Standard-Hardwarekomponenten auf, wobei zudem auf gängige Betriebssysteme, wie MS Windows oder Linux, zurückgegriffen wird, so dass auch standardisierte Verbindungs- und Kommunikationstechniken zur Verfügung stehen. Der Waffensystemrechner kann beispielsweise folgende Funktionen umfassen:
    • Durchführen von Feuerkommandos (mit Ballistikrechnung)
    • Kommunikation mit einer übergeordneten Befehlstelle
    • Kartendarstellung von Informationen, die auf Koordinaten basieren.
  • Fernsteuerungen von Waffensystemen sind an sich bekannt. Sie sind vorteilhaft, weil somit das Bedienpersonal das Waffensystem aus einer sicheren Umgebung heraus bedienen kann. Die EP 1 111 324 A1 beschreibt ein militärisches Kampfgerät, das zum modularen Aufbau von leichten Flugabwehrsystemen und Bewaffnungen eingesetzt wird. Es weist ein Bedienungsgerät auf, an welche die Systemkomponenten einschließlich der Elektronikkomponenten und der Waffenanlage angeschlossen sind. Das Bedienungsgerät ist portabel ausgestaltet und über eine Verkabelung von bis zu 50 m Länge mit dem Kampfgerät verbunden. Somit wird eine Fernsteuerung des Waffensystems bewirkt. Nachteilig an dieser Ausgestaltung ist jedoch, dass keine Funkübertragung möglich ist. Ferner werden moderne Waffensysteme über Rechner mit Anzeigegeräten (z.B. Monitoren und Touchscreen-Displays) sowie Eingabegeräten (z.B. Tastaturen und Computer-Mäusen) gesteuert, welche jedoch insgesamt zu unhandlich sind, als dass der Bediener sie über eine größere Entfernung weg vom Kampfgerät transportieren kann, wobei zudem die Gefahr einer Transportbeschädigung besteht.
  • Die EP 1 679 483 A1 beschreibt ein Verfahren zur Koordination mehrerer Kampffahrzeuge in einem Kampfverband, wobei das Waffensystem eines Kampffahrzeuges die Koordinaten eines Ziels von einem anderen Kampffahrzeug über eine Funkeinheit empfängt.
  • Die Erfindung hat zur Aufgabe, eine Fernsteuerung eines Waffensystems zu erreichen, welches über einen Waffensystemrechner mit einem angeschlossenen Waffensystem-Anzeigegerät bedient wird.
  • Die Erfindung löst die Aufgabe mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, einen Fernsteuerrechner mit einem angeschlossenen Fernsteuer-Anzeigegerät für die Fernsteuerung zu verwenden. Für den Fernsteuerbetrieb wird zunächst eine Datenverbindung zwischen dem Waffensystemrechner und dem Fernsteuerrechner hergestellt. Diese Verbindung kann als Drahtverbindung oder als Funkverbindung, insbesondere als WLAN-Verbindung, ausgestaltet sein. Im Fernsteuerbetrieb werden die Bildschirminhalte, die im Nicht-Fernsteuerbetrieb auf dem Waffensystemanzeigegerät angezeigt werden, zumindest teilweise auf dem Fernsteuer-Anzeigegerät dargestellt. Ferner wirken die Eingabe-Aktionen, welche durch das Fernsteuer-Eingabegerät durchgeführt werden, für den Waffensystemrechner so, als ob sie von dem Waffensystem-Eingabegerät durchgeführt worden wären. Somit kann der Waffensystemrechner als Terminalserver ausgestaltet sein und der Fernsteuerrechner als Terminalclient wirken. Als Protokoll kann das Remote-Desktop-Protocol (RDP) eingesetzt werden. Es stellt die technische Basis für die Implementation von Terminaldiensten zwischen zwei Rechnersystemen bereit. Das RDP regelt die Übertragung der Bildschirminhalte und der Eingabe-Aktionen über die Datenverbindung bzw. das Netzwerk zwischen einem Terminalserver und einem Terminalclient und hat den Vorteil, dass es von gängigen Betriebssysteme unterstützt wird.
  • Die Sicherheit des Systems kann durch zusätzliche Maßnahmen gewährleistet werden. Neben dem RDP wird ein weiteres Protokoll verwendet, welches ausschließlich zur Realisierung einer Not-Aus-Funktion dient. Hierbei werden zyklisch Lebenssignale von dem Fernsteuerrechner an den Waffensystemrechner übertragen. Falls der Feuerleitrechner die Lebenssignale nicht ordnungsgemäß empfängt, geht das Waffensystem in einen sicheren Zustand über, in dem insbesondere keine Schüsse abgegeben werden können und/oder eine Bewegung des Waffensystems verhindert wird. Dies kann der Fall sein, wenn die Verbindung unterbrochen ist, so dass ein oder mehrere Lebenssignale ausbleiben. In den sicheren Zustand kann das Waffensystem auch über den Fernsteuerrechner geschaltet werden. Der sichere Zustand kann durch die entsprechenden Aktionen des Bedieners verlassen werden. Dies ist auch über die Fernsteuerung möglich, wenn die Verbindung wieder hergestellt ist.
  • Über die Bedienoberfläche, die auf dem Fernsteuerrechner angezeigt wird, können in vorteilhafter Weise alle Funktionen des Waffensystemrechners und vorzugsweise des gesamten Waffensystems ferngesteuert werden. Es kann beispielsweise ein Feuerkommando auf dem Fernsteuerrechner in der gleichen Weise erstellt und aktiviert werden, wie wenn der Bediener an dem Waffensystemrechner säße. Wenn die Eingabeaktionen beispielsweise eine Änderung des Bildschirminhalts zur Folge haben, so werden die neuen Bildschirminhalte an den Fernsteuerrechner übertragen und auf dem Fernsteuer-Anzeigegerät ange zeigt. Das Fernsteuer-Anzeigegerät zeigt somit auch den aktuellen Status des Waffensystems für den Bediener an.
  • Falls das Kampfgerät weitere Systemrechner für die Bedienung und/oder Steuerung des Waffensystems oder des Kampfgerätes aufweist, können in einer vorteilhaften Ausgestaltung auch diese mittels des Fernsteuerrechners ferngesteuert werden. Hierzu können die weiteren Systemrechner über eine TCP/IP basierte Verbindung miteinander sowie mit dem Feuerleitrechner verbunden sein. Somit können auch diese insbesondere über das Remote-Desktop-Protocol ferngesteuert werden.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn jedem Systemrechner ein Fernsteuerrechner zugeordnet wird, so dass eine verbesserte Handhabung bei der Fernsteuerung erreicht wird.
  • Ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figuren 1 und 2 beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein Blockdiagramm eines ferngesteuerten Waffensystems und
    Fig. 2
    ein Blockdiagramm eines ferngesteuerten Waffensystems in einer erweiterten Ausführung.
  • Die Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines ferngesteuerten Waffensystems in einem Kampffahrzeug 1. Das Kampffahrzeug 1 weist im Führerhaus zur Steuerung des Waffensystems einen Waffensystemrechner 10 auf, der als Feuerleitrechner wirkt, an den ein Monitor als Waffensystem-Anzeigegerät 11 und eine Tastatur als Waffensystem-Eingabegerät 12 angeschlossen sind. Über diese Komponenten kann ein Bediener Feuerkommandos erstellen und aktivieren. Zudem weist das Kampffahrzeug 1 einen Systemrechner 30 auf, an welchen ein Monitor als System-Anzeigegerät 11 und eine Computermaus als System-Eingabegerät 12 angeschlossen sind. Über diese Komponenten kann ein Bediener Bewegungen des Kampffahrzeuges 1 steuern. Der Systemrechner 30 umfasst folgende Funktionen:
    • Durchführen von Feuerkommandos (ohne Ballistikrechnung)
    • Zurren/Entzurren der Waffe
    • Waffensystem in Betriebs-/Gefechtsbereitschaft schalten
    • Motoren/Roboterarme in Indexposition fahren
    • Steuern des Be- und Entladens des Waffensystems
    • Systemprüfung
  • Auf beiden Rechnern 10, 30 läuft das Betriebssystem Windows XP, zudem ist eine Remote-Desktop-Software installiert.
  • Für die Fernsteuerung des Waffensystems wird zunächst eine Funk-Verbindung zwischen dem Waffensystemrechner 10 und einem als Laptop-Rechner ausgebildeten Fernsteuerrechner 20 aufgebaut. Falls auch Funktionen des Systemrechners 30 ferngesteuert werden sollen, kann auch eine Verbindung zwischen diesem Rechner 30 und dem Fernsteuerrechner 20 aufgebaut werden. Da der Systemrechner 30 mit dem Waffensystemrechner 10 verbunden ist, reicht jedoch auch nur eine Verbindung zwischen einem der Rechner 10, 30 mit dem Fernsteuerrechner 20 aus.
  • In einer in Fig. 2 dargestellten Ausführung ist für den Systemrechner 30 ein weiterer Fernsteuerrechner 20' mit angeschlossenem Fernsteuer-Anzeigegerät 21' und Fernsteuer-Eingabegerät 22' zur Fernsteuerung vorgesehen.
  • Durch das Remote-Desktop-Protocol sind alle Funktionen des Waffensystemrechners 10 und des Systemrechners 30 und somit ein Schieß- und Fahrbetrieb ferngesteuert bedienbar. Hierzu werden die Bildschirminhalte des fernzusteuernden Rechners 10, 30 auf einem Fernsteuer-Anzeigegerät 21 dargestellt. Eingabe-Aktionen können im Fernsteuerbetrieb vom Bediener über Fernsteuer-Eingabegeräte 22 wie Tastatur, Computermaus und Touchpad durchgeführt werden. Diese Eingabe-Aktionen wirken so, als ob sie von dem Waffensystem-Eingabegerät 12 bzw. dem System-Eingabegerät 32 durchgeführt worden wären.
  • Beispielhaft für eine ferngesteuerte Aktion mit der Ausführung nach Fig. 2 wird die ferngesteuerte Durchführung eines Feuerkommandos beschrieben:
    • An den Fernsteuerrechner 20' gibt ein Bediener über das Fernsteuer-Eingabegerät 22' die benötigten Daten (z.B. Zielkoordinate, gewünschter Geschosstyp, ...) ein. Über das RDP werden die Informationen direkt an den Waffensystemrechner 10 weitergeleitet. Alternativ kann er das Feuerkommando auch von einer übergeordneten Befehlsstelle empfangen haben.
    • Der Bediener speichert das neue Feuerkommando ab. Es wird in dem Waffensystemrechner 10 die Ballistikrechnung mit den Feuerkommando-Informationen durchgeführt und das Feuerkommando abgespeichert. Das Ergebnis der Ballistikrechnung wird auf dem Fernsteuer-Anzeigegerät 21' angezeigt.
    • Der Bediener aktiviert das Feuerkommando am Fernsteuerrechner 20'.
    • Zur Durchführung wird das Feuerkommando an den Systemrechner 30 gegeben. Der Systemrechner 30 wählt die zu verwendenden Geschosse aus den verfügbaren Geschossen im Magazin aus. Das Ergebnis wird auf dem Fernsteuer-Anzeigegerät 21' angezeigt.
    • Ist das Waffensystem noch nicht in Gefechtsbereitschaft und entzurrt, so muss dies der Bediener über den Fernsteuerrechner 20' veranlassen.
    • Wenn das Waffensystem in Gefechtsbereitschaft und entzurrt ist, kann der Bediener über den Fernsteuerrechner 20' die Ausführung des Feuerkommandos starten.
    • Der Systemrechner 30 steuert die automatische Ausführung des Feuerkommandos. Der aktuelle Status wird auf dem Fernsteuer-Anzeigegerät 21' angezeigt.
    • Wenn das Feuerkommando abgearbeitet wurde, wird das Ergebnis auf dem Fernsteuer-Anzeigegerät 21' angezeigt.
    • Wurde das Feuerkommando von einer übergeordneten Befehlstelle befohlen, kann der Bediener die Weiterleitung des Ergebnisses an die Befehlstelle über den Fernsteuerrechner 20' anwählen.
    • Über den Fernsteuerrechner 20' kann der Bediener das Waffensystem wieder zurren und zurück in Bereitschaft schalten.
  • Es kann auch für eine Fernsteuerung ausreichend sein, dass nur teilweise und somit nicht der gesamte Bildschirminhalt des Waffensystem-Anzeigegerätes 11 auf dem Fernsteuer-Anzeigegerät 21 dargestellt wird, z.B. wenn nicht alle Funktionen ferngesteuert werden sollen oder wenn nur ein aktives Fenster zu Zwecken der Datenreduktion übertragen werden soll.
  • Es ist zudem möglich, dass mehrere unabhängige Waffensysteme und Kampfgeräte ferngesteuert werden. Dies ermöglicht die Fernsteuerung mehrerer Waffensysteme von einem Punkt aus, z.B. aus einem Bunker. Dadurch kann der Schutz der Bediener und die Koordination der Waffensysteme erhöht werden.

Claims (10)

  1. Verfahren der Fernsteuerung eines Waffensystems eines Kampffahrzeuges (1) mit einem Waffensystemrechner (10), der auf Richtvorrichtungen des Waffensystems einwirkt, wobei an den Waffensystemrechner (10) ein Waffensystem-Anzeigegerät (11) zur Anzeige von Bildschirminhalten und ein Waffensystem-Eingabegerät (12) angeschlossen sind, die zur Steuerung des Waffensystems in einem Nicht-Fernsteuerbetrieb innerhalb des Kampffahrzeugs angeordnet sind, wobei eine Datenverbindung zwischen einem Fernsteuerrechner (20), an welchen ein Fernsteuer-Anzeigegerät (21) und ein Fernsteuer-Eingabegerät (22) angeschlossen sind, und dem Waffensystemrechner (10) hergestellt wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in einem Fernsteuerbetrieb zur Fernsteuerung des Waffensystemrechners (10) durch den Fernsteuerrechner (20) die im nicht-ferngesteuerten Betrieb auf dem Waffensystem-Anzeigegerät (11) angezeigten Bildschirminhalte zumindest teilweise auf dem Fernsteuer-Anzeigegerät (21) dargestellt werden und Eingabe-Aktionen, welche durch das Fernsteuer-Eingabegerät (22) durchgeführt werden, als Eingabe-Aktionen des Waffensystem-Eingabegerätes (12) wirken.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Waffensystemrechner (10) als Terminalserver ausgestaltet ist und der Fernsteuerrechner (20) als Terminalclient wirkt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Fernsteuerbetrieb alle Funktionen des Waffensystemrechners (10) durch den Fernsteuerrechner (30) ferngesteuert werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverbindung als Draht-Verbindung realisiert wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverbindung als Funk-Verbindung realisiert wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kampfgerät neben dem Waffensystemrechner (10) mindestens einen weiteren, mit dem Fernsteuerrechner (20) zur Fernsteuerung verbundenen Systemrechner (30) mit einem angeschlossenen System-Anzeigegerät (31) für die Bedienung und/oder Steuerung des Waffensystems oder des Kampfgerätes aufweist.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden weiteren Systemrechner (30) ein weiterer Fernsteuerrechner (20') mit einem angeschlossenen Fernsteuer-Anzeigegerät (21') zur Fernsteuerung des entsprechenden Systemrechners (30) verwendet wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fernsteuerung über das Remote-Desktop-Protocol realisiert wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fernsteuerrechner (20) als Laptop-Rechner ausgestaltet ist.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Fernsteuerbetrieb zyklisch Lebenssignale von dem Fernsteuerrechner (20) an den Waffensystemrechner (10) übertragen werden und dass der Waffensystemrechner (10) in einen sicheren Zustand übergeht, falls die Lebenssignale nicht ordnungsgemäß empfangen werden.
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EP1947413A3 EP1947413A3 (de) 2009-04-22
EP1947413B1 true EP1947413B1 (de) 2013-11-27
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