IT8985009A1 - Dispositivo di telemetria ottico-elettronica a base variabile - Google Patents

Description

CAMPO DI APPLICAZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo costituito, nella sua essenzialit? funzionale, da due sorgenti di informazione di indicazioni angolari correlate indipendenti e cooperanti (e cio?, in una forma di realizzazione, da due sensori passivi direttivi mobili angolarmente in direzione ed elevazione), da un collegamento tra di essi ed da un calcolatore elettronico digitale per determinare univocamente in tempo reale la posizione di un bersaglio, al fine di effettuare le seguenti funzioni:

a) aiuto alla navigazione aerea, specialmente in fasi operative difficili, per bersagli amici;

b) contrasto con i mezzi pi? appropriati per bersagli nemici.

Tale dispositivo trova principale applicazione in ambito aeronautico.

L'invenzione si riferisce inoltre ad un dispositivo costituito, nella sua essenzialit? funzionale, da due unit? che possono essere di ricezione o di trasmissione di segnali nel visibile o nell'infrarosso o nell'ultravioletto o ad onde hertziane in banda millimetrica a distanza variabile ma nota e con dinamica limitata e con lo stesso riferimento sia spaziale che temporale, dette unit? essendo collegate ad un calcolatore elettronico digitale in grado di calcolare, in tempo reale, il risultato che si ottiene dalla triangolazione con una terza unit?, rispettivamente sorgente di energia o ricevente, con possibilit? di determinare due angoli di ciascuna delle prime due unit? ripetto ai detti riferimenti. Tale dispositivo trova principale applicazione nell'ambito della regolazione e del controllo del traffico veicolare.

STATO DELLA TECNICA

E' noto che la navigazione aerea civile presenta delle fasi operative pi? difficili e, tra queste, la fase di avvicinamento alla pista e l'atterraggio.

Attualmente, la fase finale di avvicinamento alla pista avviene con guida radioassistita.

Il pilota guida l'aereo tenendo conto delle indicazioni che gli provengono via radio dalla torre di controllo, indicazioni che comportano variazioni di assetto dell'aeromobile in seguito ai comandi manuali eseguiti dal pilota senza che questi comunichi con la torre.

Le indicazioni suggerite dal controllore del volo vengono impartite via voce, su portante radio, e tratte dalle informazioni del sistema radar di atterraggio.

E' noto per? che i piloti dell'aeromobile, in particolare in paesi del mondo non industrializzato.

possono trovare notevoli inconvenienti legati sia al cattivo o mancato funzionamento della strumentazione a terra per problemi di trascuratezza delle logistica, sia per problemi di scarsa preparazione del personale, sia per malintesi o disturbi.

E' inoltre noto che per un efficace contrasto dei bersagli nemici si richiede la localizzazione di questi e, in .particolare, della distanza dei bersagli attaccanti dai centri di calcolo e di fuoco.

Ci? vale, in modo particolare, nei casi di utilizzo di artiglierie di vario tipo e calibro e/o nell'utilizzo di missili di vario tipo e portata.

Nel primo caso il dato di distanza ? indispensabile per il calcolo del punt? attuale del bersaglio, per la sua cinematica e, successivamente, per il calcolo balistico onde ottenere una buona efficacia dell'arma; per un efficace utilizzo delle artiglierie esistono oggi sul mercato sistemi che effettuano il calcolo del punto futuro (punto di impatto) con dati del bersaglio stimati uno o pi? - secondo le varie soluzioni.

Tali sistemi pur presentando spesso dei dispositivi che agevolano il puntamento del bersaglio, hanno scarsissime probabilit? di colpire un bersaglio attaccante (specialmente se aereo) in condizioni reali.

Nel secondo caso, il dato di distanza ? molto utile per poter determinare la possibilit? di poter ingaggiare il bersaglio e stabilire il momento ottimale di lancio del missile in base alle caratteristiche del bersaglio ed a quelle del missile.

E' noto che i primi sistemi di rilevamento della distanza sono stati i telemetri ottici con base di telemetria fino a diversi metri.

E' noto altres? che, dopo la seconda guerra mondiale, sono stati introdotti i radar che, al giorno d'oggi, sono largamente adottati nelle nazioni evolute a difesa degli obiettivi pi? importanti.

E' infine noto che, in data relativamente pi? recente, sono stati introdotti sul mercato dispositivi a telemetria laser, che vengono generalmente utilizzati soprattutto in carri armati contro carri nemici, ma anche in sistemi contraerei e contro bersagli di superficie.

Le limitazioni dei telemetri ottici, oggi praticamente scomparsi per gli usi sopra indicati, erano conseguenti ai vincoli meccanici imposti per la precisione richiesta.

Tali dispositivi avevano una base telemetrica dell'ordine del metro nei sistemi portatili in applicazioni contro bersagli terrestri ed aerei e fino alla decina di metri contro bersagli di superficie ed aerei per sistemi fissi o su navi.

Le limitazioni dei telemetri radar, oltre a quelle industriali e di complessit? di apparecchiatura e di costi sia di costruzione che di esercizio, sono anche di precisione di individuazione della linea di mira per fenomeni d? spostamento del baricentro energetico del fascio elettromagnetico di ritorno e per riflessioni su superfici d'acqua.

Inoltre, il bersaglio nemico ha la possibilit? di rilevare la radiazione e quindi di disturbare il radar emittente al punto che quest'ultimo non ? pi? utilizzabile e, in sovrappi?, il bersaglio attaccante pu? lanciare contro il radar un missile del tipo di quelli che si guidano automaticamente sulle radiazioni emesse dal radar.

Le limitazioni dei telemetri laser esistenti sul mercato sono principalmente di essere molto pericolosi per l'occhio delle persone (emissione a lunghezza d'onda d? 1,064 micrometri).

Inoltre tali apparati, che hanno una portata che ? sens?bilmente inferiore a quella della visibilit? atmosferica, richiedono personale con alta preparazione ed esperienza.

Ulteriore limitazione ? che il fascio laser, per problemi di portata, deve essere angolarmente stretto e quindi di difficile puntamento sul bersaglio, che ? mobile.

Per le applicazioni riguardanti un corretto ed efficace utilizzo dei missili, bisogna notare che non si ha, in molti casi e, specialmente, con missili a corto e cortissimo raggio contraerei, nessun dispositivo di buona precisione per la misura della distanza del bersaglio e quindi, per poter decidere il momento migliore del lancio per un efficace contrasto della minaccia.

I dispositivi di pi? largo uso, per i missili suddetti, sono una stadimetria nel reticolo ottico oppure un segnale derivato dall'elettronica associata al sensore che, in molti casi, ? sensibile alle radiazioni infrarosse.

Entrambi i dispositivi sono poco precisi, poich? il primo ? inserito in un congegno a largo campo e, inoltre, presuppone la conoscenza di una dimensione del bersaglio, normalmente l'orizzontale.

Il secondo, perch? molto dipendente dalle condizioni del momento ed, in particolare, velocit? ed assetto del bersaglio, condizioni atmosferiche e presenza del sole nel campo di vista del sensore.

Si fa inoltre notare che un lancio anticipato origina un'alta probabilit? di essere scoperti e, pertanto, soggetti alla azione repressiva del nemico dato che, nelle pi? usuali applicazioni, vi sono tempi relativamente lunghi per effettuare il lancio di un secondo missile.

E' noto che la circolazione dei veicoli in autostrada oppure su strade a scorrimento veloce ? seriamente penalizzata, specialmente in condizioni di scarsa visibilit?, da tamponamenti che causano, molto frequentemente, grossi intralci al traffico, nonch? gravi danni ai veicoli ed alle persone che vi sono coinvolte .

Al momento non ci sono dispositivi che possano intervenire in modo automatico per evitare questi incidenti.

Sulla stampa, ih modo particolare su quella specializzata, si indica una futuribile soluzione con apparecchiature di telemetria radar oppure laser, ma i costi ivi coinvolti sono molto alti; inoltre, l'affidabilit? e la pericolosit? di tali apparecchiature non ne lascia prevedere una larga introduzione sul mercato.

DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE

Il dispositivo secondo un primo aspetto dell'invenzione, applicato nell'aiuto alla navigazione aerea, ha come scopo principale quello d? costituire un miglioramento per la maggiore affidabilit? ed il minore costo rispetto al radar principale, con il vantaggio supplementare di poter fornire al pilota una informazione tale che possa essere, senza difficolt?, adattata ad un sistema di guida automatico.

Questa soluzione presenta inoltre, il notevole vantaggio d? usare una tecnolog?a pi? universalmente conosciuta e pi? sicura in quanto non vi sono sensori attivi e, per di pi?, pericolosi come nei radar.

Secondo una seconda forma di realizzazione, applicabile nel contrasto di bersagli prevalentemente mobili, il dispositivo secondo la presente invenzione ha come scopo quello di realizzare un rimarchevole miglioramento rispetto ai risultati ottenibili mediante i dispositivi noti, nell?impiego in sistemi di difesa con mitragliere e cannoni sia contro aerei che contro bersagli di superficie.

Il dispositivo secondo dette prima e seconda forma di realizzazione permette quindi la determinazione della distanza del bersaglio con un periodo di ripetizione del calcolo e con una precisione tali da essere di rimarchevole aiuto alla navigazione degli aeromobili in fasi difficili e da essere indispensabile in fase di contrasto d? bersagli ostili.

Ci? ? ottenuto grazie alla messa in opera delle caratteristiche della rivendicazione 1.

Le rivendicazioni da essa dipendenti delineano forme di realizzazione preferenziali dell'invenzione.

Secondo una terza forma di realizzazione dell'invenzione, applicabile come ausilio alla circolazione stradale, il dispositivo conforme all'invenzione ha come scopo quello di consentire di poter installare un sistema cosiddetto di anticollisione su strade a veloce scorrimento per qualsiasi tipo di veicoli ed in tempi relativamente brevi.

Ci? ? ottenuto grazie alla messa in opera delle caratteristiche descritte alla rivendicazione 9.

Le rivendicazioni da essa dipendenti delineano varianti preferenziali di questa terza forma di realizzazione.

Secondo una ulteriore forma di realizzazione, il dispsitivo comprende una unit? di ricezione o trasmissione dati angolari ed ? atto a determinare la posizione spaziale di un'altra unit? mobile rispetto alla prima in tempo reale o noto.

Ci? ? ottenuto grazie alla messa in opera delle caratteristiche descritte alla rivendicazione 13.

Conformemente alle dette prima e seconda forme di realizzazione, il dispositivo di telemetria ottico elettronica a base variabile ? costituito da due stazioni di puntamento ciascuna dotata di sensore passivo direttivo per la collimazione del bersaglio e di mezzi di movimento in direzione ed elevazione, di sensori angolari di direzione ed elevazione, di un collegamento per lo scambio dei dati tra le due stazioni e da un calcolatore per il calcolo della distanza del bersaglio in base alla distanza tra le due stazioni di puntamento ed ai dati angolari che queste si trasmettono reciprocamente.

Secondo la terza forma di realizzazione dell'invenzione, il dispositivo prevede una coppia di unit? emittenti nel visibile o nel vicino infrarosso o nell'ultravioletto o per onde hertziane in banda millimetrica con continuit? oppure con forma impulsiva.

Tali unit? sono disposte sul retro dei veicoli ad interdistanza quasi fissa e, in ogni caso, tale da non influenzare la precisione di misura per gli scopi anzidetti.

Una terza unit? ? disposta sulla parte anteriore dei veicoli ed assume, in un caso particolare, la conformazione di una speciale telecamera con sensore (target) adatto alla lunghezza d'onda delle altre due unit? con un campo di vista adeguato ma senza presentare particolari difficolt? tecnologiche.

Il dispositivo ? quindi completato da una quarta unit? di allarme, che avverte il guidatore dell presenza di un ostacolo ad una certa distanza e che pu? essere anche strutturato in modo tale da agire direttamente sull'impianto frenante del veicolo.

Secondo una quarta forma di realizzazione dell'invenzione, il dispositivo comprende un'unica unit? di ricezione o trasmissione dati.

Nel caso di specie, l'unit? di ricezione ? mobile su d? un mezzo aereo ed ? provvista d? sistemi di stabilizzazione .

Detta unit? d? ricezione ? mantenuta automaticamente puntata sull'altra unit? (trasmittente) e mezzi di calcolo e d? rilevamento angolare forniscono una precisa indicazione della posizione spaziale di detta altra unit?, una volta che la prima unit?, montata sul mezzo aereo, abbia percorso una distanza sufficiente per ottenere una affidabile base di triangolazione per gli scopi prefissi.

Il mezzo aereo dispone in questo caso di mezzi autonomi per la determinazione della propria posizione spaziale.

E' naturalmente possibile mettere in opera una configurazione duale rispetto a quella sopradescritta, in cui le unit? di ricezione e di trasmissione siano invertite, ottenendo allo stesso tempo gli scopi prefissi.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Altri vantaggi e caratteristiche dell'invenzione risulteranno evidenti alla lettura della descrizione seguente, di alcuni esempi di realizzazione dell'invenzione, forniti a titolo esemplificativo, con l'ausilio delle figure illustrate nelle tavole allegate, in cuii

- le figure 1 e 2

illustrano il principio di funzionamento del dispositivo secondo una prima ed una seconda forma di realizzazione;

- la figura 3 illustra uno schema a blocchi del collegamento delle stazioni secondo la prima e la seconda forma di realizzazione ;

- la figura 4 illustra uno schema a blocchi dei componenti di ciascuna stazione di puntamento ;

- la figura 5 illustra lo schema operativo della prima forma di realizzazione;

- la figura 6 illustra lo schema operativo della seconda forma di realizzazione;

- la figura 7 illustra il principio di funzionamento di una terza forma di realizzazione;

ESPOSIZIONE DELL'INVENZIONE

Con riferimento alla figura 1, viene di seguito illustrato il principio di funzionamento del dispositivo secondo una prima ed una seconda forma di realizzazione dell'invenzione relative, rispettivamente, all'aiuto navigazione aerea ed al contrasto di un bersaglio mobile.

La conoscenza della distanza D tra due stazioni di puntamento Si e S2, la conoscenza degli angoli Asi ed AS2 tra la congiungente SiS2 delle due stazioni di puntamento e le linee di mira SiB, S2B di queste verso il bersaglio B danno la possibilit? di risolvere il triangolo Si B S2 con le note formule della geometria noti due angoli e la base compresa.

Consente, in particolare, di determinare SiB e S2B che altro non sono che le distanze Ri e R2 del bersaglio B dalle stazioni di puntamento Si e S2 rispettivamente.

Lo stato dell'arte delle tecnologie ottica, elettrica, elettronica, meccanica sono tali da poter ottenere una informazione della distanza con precisione e periodo di ripetizione di calcolo sufficienti largamente per le applicazioni ai problemi operativi stanti alla base dell'invenzione.

Il dispositivo secondo l'invenzione ?, come risulta dalla figura 3, costituito da due stazioni di puntamento indicate con Si e S2, da una linea di collegamento LC, da un calcolatore C e da una linea di comunicazione e trasmissione dati L.

Scendendo pi? in dettaglio per illustrare il dispositivo e con riferimento alla figura 4, si descrivono le quattro unit? essenziali per ciascuna stazione di puntamento.

La stazione di puntamento Si ? costituita da: un'unit? A sensore direttivo passivo normalmente costituita da un'ottica di opportune caratteristiche ottico geometriche (campo, ingrandimenti, risoluzione) o da una telecamera, con opportuni obiettivi, ?ventualmente a bassissimo livello di luce per visione anche notturna, con "target" tipo silicio, vidicon, CCD, o da una camera termica con opportuno obiettivo, con funzionamento nell'infrarosso o nell'ultravioletto, con sensore lineare od a matrice;

un'unit? B servomeccanismo e sensori angolari di elevazione con opportune prestazioni servotecniche; un'unit? C servomeccanismo e sensori angolari di direzione con opportune prestazioni servotecniche; un'unit? elettronica D di comando, calcolo ed interfaccia per l'acquisizione bersaglio, per il suo inseguimento, eventualmente in modo automatico per facilitare l'operatore, per il calcolo con microprocessore della distanza e per l'interfaccia con la seconda stazione di puntamento e con l'operatore.

La stazione di puntamento S2 ? costituita da un insieme di quattro unit? analoghe a quelle della stazione Si (E analogo con A, F analogo con B, G analogo con C, H analogo con D) e facenti le stesse funzioni descritte precedentemente.

Queste due stazioni di puntamento hanno un collegamento, indicato con LC nel disegno citato, che pu? essere realizzato con linea digitale su fili per brevi distanze ed in collegamento radio od elettroottico od in fibra ottica per distanze pi? alte.

Il calcolo della distanza viene effettuato con le note formule della geometria applicate al triangolo Si B S2 rappresentato nella figura 2, ove?

51 ? la prima stazione di puntamento;

(S1)0 la sua proiezione sul piano orizzontale Po;

Hi la quota ddi Si rispetto a Po;

52 ? la seconda stazzione di puntamento;

(Sz)o la sua proiezione sul piano orizzontale P0;

H2 la quota di S2 rispetto a Po;

D la distanza tra Si e S2;

Do la distanza tra (Si)o e (S2)o;

? l'angolo tra la direzione S1S2 (direzione di collimazione reciproca) e la direzione SiB (direzione di collimazione della stazione Si con il bersaglio);

? l'angolo tra la direzione S2S1 e la direzione S2B (direzione di collimazione di S2 con il bersaglio);

N una direzione di riferimento, per esempio Nord geografico o magnetico;

B la posizione del bersaglio;

Bo la sua proiezione su Po;

r la rotta percorsa dal bersaglio;

ro la sua proiezione su P0;

Ri la distanza del bersaglio da Si;

R2 la distanza del bersaglio da S2;

Ai l'angolo tra la direzione di riferimento e Bo visto da (Si)o sul piano Po: angolo di direzione del bersaglio visto da Si;

A2 l'angolo tra la direzione di riferimento e Bo visto da (Si)o sul piano Po: angolo di direzione del bersaglio visto da S2;

Ei l'angolo di elevazione del bersaglio visto da Si; E2 l'angolo di elevazione del bersaglio visto da S2.

Il funzionamento del complesso ? brevemente descritto di seguito.

Il bersaglio preso in esame - mediante segnali voluti se amico e cooperante oppure ricercato automaticamente o con mezzi ausiliari sia ottici, che infrarossi o ultravioletti, che radar che acustici se nemico - viene scoperto, rilevato, puntato e tenuto in puntamento da due operatori eventualmente aiutati da dispositivi automatici.

Dal momento che le due precisioni di puntamento sono entro una soglia prefissata si cominciano a calcolare i dati d? distanza del bersaglio dalle due stazioni, di puntamento e si continua fino a che ? terminata la fase operativa per la quale il dispositivo ? usato.

ESEMPIO DI REALIZZAZIONE I

AIUTO AGLI AEROMOBILI IN FASE DI ATTERRAGGIO

Con riferimento alla figura 5, si pu? notare che il sistema ? costituito d? un assieme X atto a rilevare i dati d? distanza ed angolari del bersaglio ed alla loro messa in forma opportuna per la migliore utilizzazione a distanza; tale assieme X ? collegato con altri due assiemi Y e Z dei qualii

l'assieme Y effettua le funzioni di presentazione dei dati in forma opportuna per il controllore di volo e, inoltre, prepara questi dati e li trasmette, come pi? dettagliatamente descritto nel seguito, a bordo dell'aeromobile per la presentazione al pilota via onde hertziane; l'assieme Z effettua le funzioni di presentazione dei dati al pilota ed eventualmente quella di estrazione dei segnali adatti per il comando automatico dell'aeromobile nella fase di atterraggio.

L'assieme X, piazzato in prossimit? della pista di atterraggio, in alto a sinistra in figura 5, svolge le funzioni dis

inseguimento automatico dell'aeromobile con due sensori direttivi passivi quali, ad esempio, camere TV, eventualmente a basso livello di luce, oppure camere termiche all'infrarosso che generano un segnale standard video. La funzione di inseguimento automatico pu? essere, ad esempio, realizzata con un tracker video, del tipo in commercio, ed ? facilitata dalla disponibilit? della informazione di distanza;

calcolo continuo delle distanze dell'aeromobile dalle due stazioni di puntamento Si e S2 e dall'inizio della pista di atterraggio. Il dato di distanza ? particolarmente utile per la funzione tecnica "Rigenerazione di punteria";

calcolo dell'aspetto dell'aeromobile rispetto ad un osservatore in piedi al centro dell'inizio della pista che guarda nella direzione dell'aeromobile secondo una lineaa ideale di discesa per 1'

gio e generazione del segnale video sintetico atto alla presentazione ad un operatore per il controllo dell'atterraggio;

trasferimento del segnale video su portante ad onde hertziane ed invio, via etere, alla strumentazione dell'aerostazione per la presentazione al controllore di volo.

Archittettonicamente e sempre con riferimento alla figura 5, l'assieme X pud essere considerato come costituito dai seguenti blocchi:

blocchi Si e S* stazioni di puntamento, caratterizzate dall'utilizzazione di sensori passivi direttivi. Ciascuna stazione comprende, oltre ad un sensore passivo direttivo con generazione di segnale standard video, un tracker automatico video, ad esempio del tipo a contrasto od a contorno od a correlazione, un servomeccanismo di elevazione che include gli opportuni sensori di angolo e di velocit? angolare, un analogo servomeccanismo di direzione, una piattaforma con due gradi di libert? sulla quale ? installato il sensore ed un collettore per il passaggio delle informazioni in forma elettrica; ;una linea LC di collegamento tra le due stazioni Si e S2 realizzabile con i normali mezzi della tecnica, ad esemplo via filo con linea digitale o via fibra ottica utilizzando la tecnologia pi? moderna; un calcolatore A per comando dei sensori direttivi passivi delle due stazioni di puntamento, per il calcolo della distanza di questo tipo di bersaglio aeromobile dalle due stazioni e dal punto di atterraggio sulla pista, per il calcolo dell'aspetto dell'aeromobile secondo una linea ideale di discesa vista da un ipotetico operatore in piedi all'inizio della pista e generazione del conseguente video sintetico. Questo blocco ? realizzabile con l'attuale capacit? dei calcolatori a microprocessori quali, ad esempio, quelli usati nei personal computer con orologio a frequenze dell'ordine di una ventina di MHz; ;un registratore video B a scopo di documentazione della fase di atterraggio dell'aeromobile; ;un modulatore e trasmettitore a radiofrequenza C per la trasmissione, via onde hertziane, su portante Fi, del segnale video sintetico ai mezzi della aerostazione per la presentazione su un monitor del controllore di volo. ;L'assieme Y, localizzato nella aerostazione, in basso a sinistra in figura 5, svolge le funzioni dii ricezione via onde hertziane con portante Fi, del video sintetico trasmesso dal blocco C dell'assieme estrazione dell'informazione a livello videofrequenza per la eventuale registrazione, con blocco E, e la sua presentazione sul monitor F per il controllore di volo che ha la stessa Immagine come se fosse materialmente presente all'inizio della pista. Successivamente, il blocco di calcolo G genera un altro segnale di video sintetico che ha come figura base la pista vista dal pilota dell'aeromobile tenendo conto delle informazioni legate ai parametri cinematici di questo, in particolare angoli di rollio e di beccheggio, posizione e velocit?. Questa immagine viene presentata su monitor H per la presentazione ai controllori della aerostazione e, tramite il blocco L, modulata su portante a radiofrequenza F2 ed inviata all'aeromobile. ;L'assieme Z, localizzato a bordo dell'aeromobile, a met? ed a destra in figura 5, svolge le seguenti funzioni: ;ricezione via radio con portante F2 , sufficientemente distante da Fi per tener conto della banda del segnale video generato dal blocco G dell'assieme Y, mediante il blocco M e suo trasferimento a frequenza video; ;successivo inseguimento automatico di un punto di riferimento al centro della pista ed estrazione, con il blocco N, dei comandi per l'azionamento automatico degli attuatori dei comandi dell'aeromobile, blocco P. Il video sintetico ? anche presentato sul monitor 0 al pilota Q in modo che questo abbia la possibilit? d? controllare la fase d? atterraggio ed, eventalmente, di intervenire direttamente con i suoi comandi in cloche. ;Si noti che l'invenzione si presta ugualmente ad un'applicazione duale d? quella sopradescritta, ove si debba operare senza radar, sia per guasto che per requisito operativo. ;In questo caso ? possibile realizzare l'invenzione disponendo a terra due fonti di energia, trasmittenti, rispettivamente ai lati della pista di atterraggio. ;Un ricevitore ? piazzato sull'aeromobile ed elabora tramite un opportuno calcolatore i dati angolari ricevuti dalle stazioni poste a terra. ;;ESEMPIO DI REALIZZAZIONE II ;AIUTO ALLA DIFESA DA BERSSAGLI NEMICI ;Il dispositivo s? realizza con due stazioni d? puntamento Si e S2 complete di calcolatore e con una l?nea d? collegamento LC come illustrato nella figura 6 Ogni stazione di puntamento viene identificata, ne1 modello realizzativo preso ad esemplo, come costituita principalmente da una piattaforma con due gradi d? libert?, un sensore direttivo passivo ed un calcolatore. ;Scendendo nel dettaglio costruttivo, il dispositivo ? realizzato con le unit? costruttive 1), 2), 3) sotto indicate i ;1) STAZIONE DI PUNTAMENTO S; COMPRENDENTE? ;a) una.piattaforma Ui con una parte fissa ed una parte rotante in direzione ed elevazione. La parte mobile pu? essere disposta superiormente rispetto alla parte fissa oppure al contrario, a seconda del tipo di utilizzazione del dispositivo a bordo di aeromobili, quali aerei o elicotteri, mezzi di superf?cie, quali navi oppure hovercraft e mezzi terrestri, cooperanti in azione comune verso un bersaglio ostile; ;b} unit? sensore direttivo passivo, per esempio congegno ottico con oculare fisso e prisma di esplorazione mobile in elevazione, vedasi blocco A; c) unit? asservimento di elevazione per il movimento del prisma di elevazione realizzato, ad esempio, con un servomeccanismo utilizzante motori in corrente continua. L'unit? comprende anche gli opportuni sensori angolari quali, ad esempio, sincro, resolver, potenziometri, tachimetri, vedasi blocco B; ;d) unit? asservimento di direzione per il movimento della linea di mira tramite il movimento in direzione della parte rotante PRi della piattaforma Ui sulla quale ? montato il sensore direttivo passivo ; ;e) unit? di comando e controllo comprendente, in particolare, oltre ai necessari dispositivi per le predisposizioni, i comandi, le segnalazioni operative e funzionali e l'interfaccia con la seconda stazione S2, una cloche dotata di opportuni sensori, ad esempio elettromeccanici, quali potenziometri, a disposizione dell'operatore per il comando della linea di mira, vedasi blocco D; ;f) unit? di c?lcolo della distanza e di interfaccia con la seconda stazione S2 con la quale scambia le informazioni necessarie per il corretto funzionamento. L'unit? suddetta ? costituita principalmente da un calcolatore digitale a microprocessore, ad esempio di pratica costruttivit? , con parola di lunghezza uguale o superiore a 16 bit e con orologio di frequenza uguale o superiore a 3 MHz, vedasi blocco E; ;g) unit? collettore elettrico per il passaggio delle informazioni su forma elettrica, via filo, tra le due parti della piattaforma, vedasi blocco F; ;h) unit? di osservazione del bersaglio, vedasi blocco 0i, costituita, nella sua forma pi? intuitiva ed immediata, da un operatore umano e dai relativi confort, oppure da un gruppo di intelligenza artificiale . ;2) STAZIONE DI PUNTAMENTO S2. ;Essa comprende elementi simili a quelli definiti al punto 1), in quanto a funzioni da realizzare. ;L'unit? di calcolo M se, alla prima impressione, pu? sembrare ridondante nella funzione di calcolo della distanza del bersaglio, non lo ? se viene considerata in una configurazione operativa che preveda l'attacco nemico su 360s e quindi le due stazioni Si e S2 sono collegate almeno^con una terza. ;Inoltre, poich? nel caso realizzativo pratico i due calcolatori E e M avranno anche il compito, senza subire apprezzabili alterazioni di complessit?, di calcolare altre funzioni legate alle armi usate per contrastare la minaccia quali, ad esempio, il calcolo cinematico e balistico ed il settore di interdizione del fuoco per le mitragliere, il secondo calcolatore pu? intervenire in caso di temporaneo non funzionamento del primo e viceversa, garantendo pertanto una maggiore affidabilit? al dispositivo realizzato senza apprezzabili incrementi di costo. ;Un altro vantaggio del secondo calcolatore collegato al primo ? quello di un migliore filtraggio del calcolo della cinematica del bersaglio che ? il punto pi? critico nella risoluzione del tiro contro bersagli mobili, in particolare contro aerei a bassa quota. ;3) LINEA DI COLLEGAMENTO LC TRA LE DUE STAZIONI DI PUNTAMENTO ;Questa linea di collegamento, LC in figura 6, permette in particolare alla prima stazione, cio? Si, di ricevere i dati angolari di direzione ed elevazione dalla seconda Si e viceversa. ;In pratica, il collegamento per le interdistanze che occorrono in molte applicazioni pu? essere realizzato facilmente via filo, in forma digitale, secondo gli standard ben conosciuti, oppure con link a microonde od elettroottico. ;Un'applicazione particolarmente vantaggiosa di questa forma di realizzazione ? costituita dal caso di contrasto di bersagli ostili da parte di due aerei. ;Un ricevitore direttivo passivo (per contrasti* notturni all'infrarosso) ? montato su ciascun aereo su una piattaforma girostabilizzata; inoltre, i ricevitori sono collegati con i riferimenti di orientamento dei rispettivi aerei.

Un link elettroottico tra i due aerei con ricetrasmettitori su piattaforma stabilizzata ed in inseguimento reciproco realizza il collegamento tra le due stazioni di rilevamento dei dati angolari.

I rispettivi calcolatori di bordo effettuano quindi il calcolo della distanza dal bersaglio ostile localizzato e forniscono le informazioni per le pi? opportune contromisure.

ESEMPIO DI REALIZZAZIONE III

AIUTO ALLA CIRCOLAZIONE STRADALE

Con riferimento alla figura 7, si pu? notare che la situazione ivi illustrata ? duale rispetto a quelle descritte nei primi due esempi di realizzazione.

Infatti, in questo caso le unit? Ui ed U2 sono stazioni trasmittenti, nei casi pi? semplici nel visibile o nell'infrarosso o nell'ultravioletto o in onde hertziane in banda millimetrica. In altri casi, pi? complessi, le stazioni Ui ed U2 agiscono con codici prefissati e solamente nell'angolo solido strettamente necessario, con riferimento spaziale e temporale comune e con base (distanza tra Ui ed U2) di dinamica limitata.

Tali stazioni Ui ed U2 sono, secondo l'invenzione, installate nella parte posteriore di un veicolo e trasmettono in direzione opposta al normale senso di marcia.

Una terza unit? U3 ? installata nella parte anteriore del veicolo, ed ? strutturata in modo tale da rilevare i segnali provenienti dalle stazioni Ui ed U2 di un altro veicolo che procede davanti al veicolo in questione .

In questo caso, posizione e riferimenti di Ui ed U2 sono inviati ad un calcolatore digitale a microprocessore CI tramite i collegamenti (link elettroottici) Li ed L2.

La terza unit? U3 determina quindi i dati angolari di Ui ed U2 rispetto ai riferimenti spaziali e temporali stabiliti; questi dati vengono inviati al calcolatore CI che, in tempo reale, calcola le distanze Di e Da delle unit? U1 e U2 da U3 e la distanza D dell'unit? U3 dall'asse UiU2.

Si noti che, in una situazione reale, l'unit? U3 comprende un'ottica che determina il campo di visione, un apposito sensore con relativi circuiti ausiliari, un dispositivo di scansione (scanner) che permette di determinare gli angoli di azimut di Ui ed U2 rispetto al riferimento N (tenendo presente che Ui ed U2 sono normalmente simmetriche, tranne che nelle fasi di sorpasso, in cui il dispositivo viene escluso), un'unit? di elaborazione dati che regola la variabilit? dei circuiti per tener conto della luminosit? ambiente, ed un calcolatore digitale a microprocessore CI che calcola la distanza dal veicolo che precede e, con la informazione di velocit? del veicolo sul quale ? installato, calcola la pericolosit? della situazione fornendo all 'attuatore l'informazione per l'attivazione di un segnale acustico oppure intervenendo direttamente sui freni.

Nei percorsi in curva 1'interdistanza tra Ui ed \J2 , vista da U3, varia, ma se ne pu? tenere conto dall'assetto del veicolo sul quale ? montata l'unit? U2 intervenendo in modo automatico sui calcolatori C2 e Ci.

L'invenzione ? stata precedentemente descritta con riferimento a tre forme di realizzazione particolarmente vantaggiose.

Tuttavia, essa comprende numerose varianti, che rientrano nel suo scopo.

Rientra pertanto negli scopi dell'invenzione una variante in cui, ad esempio, si vogliano effettuare misure di distanze astronomiche di corpi di particolare interesse scientifico.

L'avvento dell'era spaziale e delle sonde interplanetarie le cui posizioni, rispetto al pianeta Terra sono conosciute con grande precisione hanno creato le condizioni per una misura delle distanze di corpi di particolare interesse scientifico, con il sistema della triangolazione, che viene utilizzato dalla presente invenzione.

L'intervallo di tempo tra l'emissione dei dati delle sonde alle stazioni a terra ? noto e quindi le misure della base di telemetria, ancorch? in movimento, possono .essere calcolate con la notevole precisione necessaria per questo compito scientifico.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di telemetria ottico-elettronica atto a determinare, sulla base delle informazioni di rilevamento angolare fornite da due unit? indipendentemente mobili e mutuamente cooperanti, rispettivamente di ricezione o di trasmissione in una predeterminata banda di frequenza, la posizione spaziale di una terza unit?, rispettivamente di trasmissione o di ricezione nella stessa banda di frequenza, rispetto a riferimenti spaziali e/o temporali noti, caratterizzato dal fatto che ciascuna di dette due unit? indipendenti ? dotata di primi mezzi per collimare e mantenere collimata la detta terza unit?, che dette due unit? sono collegate mediante secondi mezzi di scambio informazione in tempo reale, e dal fatto che detto dispositivo comprende terzi mezzi di elaborazione dei dati di rilevamento angolare in tempo reale oppure in tempo predeterminato e controllanti il movimento di detti primi mezzi di collimazione.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detti primi mezzi per collimare e mantenere collimata la detta terza unit? comprendono sensori direttivi di collimazione, quali ad esempio telecamere, sensori a raggi infrarossi, scartometri, comprendono inoltre sensori angolari di direzione ed elevazione nonch? mezzi di movimentazione unit? in direzione ed elevazione.
3. 3. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti secondi mezzi di scambio informazione in tempo reale comprendono collegamenti elettrici ?/o magnetici e/o elettromagnetici e/o ottici.
4. 4. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti terzi mezzi di elaborazione dati in tempo reale oppure in tempo prefissato comprendono un calcolatore elettronico a microprocessore effettuante il calcolo della distanza di dette due uunit? da detta terza unit? sulla base della distanza intercorrente tra dette due unit? e dei dati di rilevazione angolare reciprocamente trasmessi da dette due unit?.
5. 5. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che esso agisce nella banda di frequenza visibile, oppure nell'infrarosso oppure nell'ultravioletto oppure per onde hertziane in banda millimetrica.
6. 6. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni 4 e 5, caratterizzato dal fatto che esso comprende un secondo calcolatore, collegato e cooperante con detto primo calcolatore .
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che almeno uno di detti calcolatori ? atto ad effettuare calcoli cinematici e/o balistici.
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che esso comprende inoltre mezzi atti a generare un'immagine sintetica sulla base dei detti calcoli cinematici e/o balistici.
9. 9. Dispositivo di telemetria ottico-elettronica atto a determinare, sulla base delle informazioni di rilevamento angolare fornite da due unit? di trasmissione indipendentemente mobili e mutuamente cooperanti, in una predeterminata banda di frequenza, ad una terza unit?, di ricezione, la posizione spaziale di dette due unit? di trasmissione, nella stessa banda di frequenza, rispetto a riferimenti noti e a detta terza unit?, caratterizzato dal fatto che dette due unit? sono collegate a distanza fissa o variabile con legge nota e trasmettono segnali in una banda di frequenza visibile, oppure infrarossa oppure ultravioletta oppure in onde hertziane in banda millimetrica, dal fatto che detta terza unit? comprende sensori direttivi passivi atti a rilevare i segnali provenienti da dette due unit? ed avente gli stessi riferimenti spaziali e/o temporali di dette due unit?, dal fatto che esso comprende mezzi di elaborazione dei dati angolari rilevati da detti sensori direttivi passivi, detti mezzi di elaborazione essendo inoltre collegati a circuiti ausiliari di allarme per l'operatore di detta terza unit?.
10. 10. Dispositivo secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di elaborazione dati comprendono un calcolatore elettronico a microprocessore.
11. 11. Dispositivo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che dette due unit? sono mobili con legge nota e che il movimento di queste ? controllato tramite un secondo calcolatore elettronico a microprocessore.
12. 12. Dispositivo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detti primo e secondo calcolatore sono mutuamente collegati mediante un collegamento elettromagnetico.
13. 13. Dispositivo di telemetria ottico-elettronica atto a determinare, sulla base delle informazioni di rilevamento angolare fornite da una prima unit?, di trasmissione o di ricezione, in una predeterminata banda di frequenze, la posizione spaziale di una seconda unit?, mobile rispetto a detta prima unit?, rispetto a riferimenti noti, caratterizzato dal fatto che detta prima unit? ? dotata di mezzi per collimare e mantenere collimata detta seconda unit? e di mezzi di elaborazione dei dati di rilevamento angolare in tempo reale oppure in tempo noto e controllanti il movimento di detti mezzi di collimazione.