DE102004049382A1 - Sensormodul zur Treffererfassung für Gefechtsfeldsimulationen - Google Patents

Abstract

Ein Sensormodul (1) zur Treffererfassung für Gefechtsfeldsimulationen enthält DOLLAR A È einen Infrarotsensor (3), DOLLAR A È einen Kurzstreckenfunksender, DOLLAR A È eine elektrische Spannungsquelle und DOLLAR A È Mittel zum Befestigen des Sensormoduls (1) an einem Teilnehmer (6) an der Gefechtsfeldsimulation.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Sensormodul zur Treffererfassung für Gefechtsfeldsimulationen und dessen Verwendung bei einer Gefechtsfeldsimulation.
• Bekannterweise werden in Gefechtsübungszentren und der Schießausbildung mit direkt gerichteten Waffen Duellsimulatoren verwendet. Dabei wird die Information über den Schießenden, den Schuß, über die Art der Waffe und der verwendeten Munition mittels gerichtetem und codiertem Infrarot-Laserstrahl auf das Ziel übertragen. Auf dem Teilnehmer, der ein potentielles Ziel darstellt, sind mehrere Detektoren verteilt, die den auftreffenden Laserstrahl detektieren und die per Kabel mit einer Auswerte-Elektronik, der sogenannten Teilnehmereinheit, verbunden sind, die von dem Teilnehmer getragen wird. Sensorabstand und -position sind in Abhängigkeit vom Durchmesser des auftreffenden Laserstrahles so gewählt, dass eine sinnvolle Aussage über den Auftreffpunkt des Strahles auf das Ziel und damit über die in der Realität eintretende Waffenwirkung gemacht werden kann. Dazu ist in der Teilnehmereinheit ein Auswertesystem vorhanden, das nach einem hinterlegten Verwundbarkeitsmodell den Treffer auswertet. Zusätzlich enthält die Teilnehmereinheit ein Funksystem, das zur Treffermeldung mit der Übungsleitzentrale in Funkkontakt treten kann.
• Während des Betriebs der bekannten Sensorausstattungen im militärischen Umfeld kommt es häufig zu Beschädigungen der Sensoren oder der Kabelverbindungen an den Sensoren und damit zu einer Funktionseinschränkung oder zum Ausfall des gesamten Sensor-Systems und damit des Übungsteilnehmers. Die Identifizierung eines defekten Sensors oder einer defekten Kabelverbindung ist aufgrund der Art der Verschaltung in einer Parallel-Reihe schwierig und aufwändig. Der Reparaturaufwand ist im Verhältnis zum Wert der Ausstattung sehr hoch.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Sensormodul zur Treffererfassung für Gefechtsfeldsimulationen zu schaffen, das die vorstehend beschriebenen Nachteile nicht aufweist.
• Diese Aufgabe wird nach der Erfindung mit einem Sensormodul gelöst, das einen Infrarotsensor, einen Kurzstreckenfunksender, eine elektrische Spannungsquelle und Mittel zum Befestigen an dem Teilnehmer aufweist.
• Als „Teilnehmer" wird dabei ganz allgemein ein potentielles Ziel bei einer Gefechtsfeldsimulation bezeichnet. Teilnehmer kann somit eine Person, ein Fahrzeug oder auch ein Gebäude sein.
• Die einzelnen Sensormodule eines Teilnehmers können so mittels Kurzstreckenfunk in einem Funknetzwerk miteinander und mit der Teilnehmereinheit verbunden werden. Vorteilhafterweise kann ein auf der Blue-Tooth-Technologie basierendes Funk-Netzwerk mit einer Reichweite von bis zu 10 Metern verwendet werden.
• Der Infrarotsensor ist somit kabellos über Funk mit der Teilnehmereinheit verbunden. Dies vermindert die Schadenshäufigkeit, da keine Kabel vorhanden sind, die brechen können. Die Ausstattung mit den Sensormodulen braucht auch nicht auf den speziellen Teilnehmer angepaßt zu werden. Dies ermöglicht eine standardisierte Herstellung und vereinfacht die Lagerhaltung, führt also bei der Herstellung und Wartung zu einer Kostensenkung. Ebenso wird die Fehlersuche und -erkennung vereinfacht.
• Als weitere Vorteile treten hinzu, dass sich die Sensormodule vereinfacht an dem Teilnehmer anbringen und entfernen lassen. Die Ausstattung von neuen oder neuartigen Zielen wird vereinfacht, und eine flexible Anbringung der Sensormodule mit variablen Verwundbarkeitsmodulen unterschiedlicher Auflösung wird möglich.
• Bei der besonders vorteilhaften Ausführungsform nach Patentanspruch 2 enthält das Sensormodul zusätzlich eine Solarzelle und einen von der Solarzelle aufladbaren Akkumulator. In Abhängigkeit von den Lichtverhältnissen wird so der Akkumulator aufgeladen oder seine Entladung deutlich gepuffert.
• Die verbesserte Energieversorgung ermöglicht es, in das Sensormodul einen Signalverstärker zu integrieren, ohne die Gebrauchsdauer durch den erhöhten Energieverbrauch zu verringern (Patentanspruch 3). Die Empfindlichkeit des Sensormoduls wird durch den Signalverstärker gesteigert, so dass die ein Signal auslösende Laserenergie reduziert werden kann. Die Laser-Sendeleistungen können so auf einen Wert abgesenkt werden, bei dem jegliche Gefährdung der Augen von Teilnehmern ausgeschlossen ist. Ein weiterer Vorteil des Signalverstärkers besteht darin, dass Filter zur Ausfilterung von störendem Fremdlicht, z.B. Sonnenlicht, angebracht werden können.
• Bevorzugt hat der Sensor des Sensormoduls einen wirksamen Öffnungswinkel von mehr als 90°, bevorzugt etwa 120°. Durch den großen Öffnungswinkel und die höhere Empfindlichkeit des Sensors wird erreicht, dass auch Streulicht von Unebenheiten auf dem Ziel aufgenommen und verwertet wird. Da das Laserstrahlbündel im Nahfeld (Entfernung weniger als 5 bis 10 Meter) bei höherer Energiedichte einen geringen Durchmesser hat, kann es vorkommen, dass auch bei Körpertreffern die Sensoren nicht direkt beleuchtet werden. Bei den bekannten Sensoren führt dies zu einem unrealistischen Training, während der Sensor nach der Erfindung auch Streulicht aufnimmt und verwertet. Im Fernfeld kann das Ziel von allen Seiten getroffen werden.
• Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
• 1 zeigt eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Sensormodul,
• 2 zeigt eine Seitenansicht des Sensormoduls, und
• 3 zeigt als Blockschaltbild die Verwendung des Sensormoduls bei einer Gefechtsfeldsimulation.
• Das Sensormodul 1 besteht aus einem Gehäuse 2 in Form eines flachen Zylinders, der an seiner Rückseite verschlossen ist. Auf der Vorderseite ist in einer kreisförmigen Aussparung des Gehäuses 2 ein etwa halbkugelförmiger Infrarotsensor 3 befestigt, dessen Empfangsoberfläche in Form einer Kugelkappe aus dem Gehäuse 2 herausragt und so einen Raumwinkel von mehr als 90°, bevorzugt etwa 120° abdeckt. Eine ringförmige Solarzelle 4 ist außen um den Sensor 3 herum angeordnet, die einem im Innern des Gehäuses 2 angeordneten Akkumulator auflädt. Der Akkumulator versorgt als elektrische Spannungsquelle das Sensormodul 1 mit der erforderlichen elektrischen Leistung.
• Weiterhin ist im Innern des Gehäuses 2 ein Kurzstreckenfunksender angeordnet, der mit niedriger Sendeleistung bei hohen Frequenzen, vorzugsweise im GHz-Bereich, sendet. Bevorzugt ist der Kurzstreckenfunksender als auf Blue-Tooth-Technologie basierender Sender gestaltet. Weiterhin befindet sich im Innern des Gehäuses 2 ein Signal-Verstärker, der die von dem Infrarot-Sensor 3 erzeugten Signale verstärkt, bevor sie von dem Kurzstreckensender an eine Teilnehmereinheit 7 übermittelt werden. Bevorzugt sind zusätzlich optische Filter vorhanden, die zur Ausfilterung von störendem Fremdlicht, z. B. von Sonnenlicht, dienen und so die Signalqualität verbessern. An der Rückseite des Gehäuses sind Mittel zum Befestigen des Sensormoduls 1 an dem Teilnehmer angeordnet. Im Beispiel bestehen die Befestigungsmittel aus einem an der Rückseite befestigten Clip 5, mit dem sich das Sensormodul 1 einfach an dem Teilnehmer der Gefechtsfeldsimulation anklemmen läßt.
• Wie. in 3 schematisch dargestellt, werden bei einer Gefechtsfeldsimulation die einzelnen Sensormodule 1 an dem Teilnehmer 6, also einer Person, einem Fahrzeug oder auch einem Gebäude, entsprechend dem Verwundungsmodell des potentiellen Zieles exakt an den empfindlichen Stellen plaziert. Zusätzlich trägt jeder Teilnehmer 6 die Teilnehmereinheit 7, die als wesentliche Bestandteile ein Auswertesystem und ein Funksystem enthält, das zum einen die Signale der Sensormodule 1 des Teilnehmers 6 empfängt, zum anderen in Funkverbindung mit der Übungsleitzentrale 8 treten kann. Die einzelnen Sensormodule 1 und die Teilnehmereinheit 7 bilden an dem Teilnehmer 6 ein Funknetzwerk, das beispielsweise als WLAN-Netzwerk gestaltet ist. Falls der Simulationsteilnehmer ein Soldat ist, wird zweckmäßigerweise seine Simulationswaffe ebenfalls in das Funknetzwerk eingebunden.

Claims (8)

1. Sensormodul (1) zur Treffererfassung für Gefechtsfeldsimulationen mit • einem Infrarot-Sensor (3), • einem Kurzstreckenfunksender, • einer elektrischen Spannungsquelle und • Mitteln zum Befestigen des Sensormoduls (1) an einem Teilnehmer (6).
2. Sensormodul (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Solarzelle (4) und ein von der Solarzelle (4) aufladbaren Akkumulator enthält.
3. Sensormodul (1) nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Signal-Verstärker zur Verstärkung der Signale des Infrarot-Sensors (3) enthält.
4. Sensormodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es Filter zur Ausfilterung von störendem Fremdlicht enthält.
5. Sensormodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurzstreckenfunksender ein auf Blue-Tooth-Technologie basierender Sender ist.
6. Sensormodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsoberfläche des Infrarot-Sensors (3) in Form einer Kugelkappe gestaltet einen Raumwinkel von mehr als 90°, bevorzugt etwa 120° abdeckt.
7. Verwendung eines Sensormoduls (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Treffererfassung an dem Teilnehmer (6) einer Gefechtsfeldsimulation.
8. Verwendung nach Anspruch 7, wobei die einzelnen Sensormodule (1) eines Teilnehmers (6) mit seiner Teilnehmereinheit (7) in einem Funknetzwerk miteinander verbunden sind.