WO2000047943A1 - Target detection method and device - Google Patents

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WO2000047943A1
WO2000047943A1 PCT/EP2000/000276 EP0000276W WO0047943A1 WO 2000047943 A1 WO2000047943 A1 WO 2000047943A1 EP 0000276 W EP0000276 W EP 0000276W WO 0047943 A1 WO0047943 A1 WO 0047943A1
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target
distance
scanning beam
detection device
visor
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PCT/EP2000/000276
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Rolf Menne
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Dynamit Nobel Gmbh Explosivstoff- Und Systemtechnik
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Priority to DE50000865T priority patent/DE50000865D1/en
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    • F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G3/00—Aiming or laying means
    • F41G3/06—Aiming or laying means with rangefinder
    • F41G3/065—Structural association of sighting-devices with laser telemeters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
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    • F41G7/00—Direction control systems for self-propelled missiles
    • F41G7/20—Direction control systems for self-propelled missiles based on continuous observation of target position
    • F41G7/22—Homing guidance systems
    • F41G7/2226—Homing guidance systems comparing the observed data with stored target data, e.g. target configuration data
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F41G7/00—Direction control systems for self-propelled missiles
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    • F41G7/22—Homing guidance systems
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    • F41G7/22—Homing guidance systems
    • F41G7/2273—Homing guidance systems characterised by the type of waves
    • F41G7/2293—Homing guidance systems characterised by the type of waves using electromagnetic waves other than radio waves

Definitions

  • the invention relates to a target detection method and a target detection device, in particular for detecting the dimensions of moving targets.
  • Target acquisition can include determining the distance, speed, and dimensions of the target.
  • the lead results from the target speed, the distance to the target and the floor flight time.
  • the increase depends on the target distance and serves to compensate for the drop in height of the projectile along its ballistic trajectory.
  • the target acquisition system can consist of a laser rangefinder and a gyroscope system as a stable reference for determining the target movement, as well as a computer for processing the sensor data and displaying the results in the sight.
  • the laser range finder When aiming at a target, the laser range finder is activated, which then measures the distance to the target. At the same time, the shooter guides the sight towards the moving target. So he always holds the crosshairs on the target.
  • the computer determines the lateral lead as well as the required increase from the swiveling movement of the sighting device with the aid of the rotation rate information of the gyro system, the distance information of the laser rangefinder and taking into account stored ballistic data. As a result, a point is shown in the sight that the shooter aims at in Cover should be brought. After that, the weapon is aimed and raised and can be fired.
  • the problem is that the gyro system has to sense very small angular sizes caused by the shooter's tracking.
  • video systems are used in which a video camera detects the target, a computer uses information processing algorithms to obtain information about the target and this information is displayed to the shooter via a video display.
  • These systems have the disadvantage that they are very complex and expensive and also require a lot of space, which is extremely disadvantageous for small arms.
  • the invention has for its object to provide a target detection system for detecting the dimensions of the target, which is simple.
  • the target detection method provides for scanning the target with a range finder which has a deflectable scanning beam, the measurement result of the range finder having a distance jump on the outer edges of the target, by means of which the dimensions of the target are recognized.
  • This method has the advantage that the target detection device remains stationary during the target detection and the scanning movement takes place by deflecting the scanning beam of the range finder. The process can be done accurately and safely without using a gyro system or a Video surveillance is needed, the distance and dimensions of the target are recognized.
  • the target speed can also be determined, since the scanning beam of the range finder tracks the target with the scanning movements, so that the change in the location of the target over time is known.
  • a measuring point that lies in the representation of the target is preferably superimposed on the visor.
  • the point can, for example, be shown flashing. If it disappears, there is no plausible measurement result.
  • the necessary increase in the weapon depending on the target distance and the lateral lead dependent on the target speed can be determined and a consideration of the increase and the lead Target point can be calculated, which is shown in the visor.
  • the target point can be aligned with the target so that the weapon points in a direction above and in the direction of travel before the target. If a shot is triggered now, it is very likely to hit the target.
  • This method is particularly advantageous for a shooter because during the measurement he does not initially have to move the weapon with the aiming system and he can check the measured values on the basis of the measuring point. Then, for example at the press of a button, the shooter is given a corrected target point in the same sight, which he now has to swing with the weapon towards the target. If he has brought the target point in line with the target, the shot can be released.
  • the measuring point is preferably hidden when the target point is shown. This helps the shooter to clearly differentiate the measuring mode from the target mode and also simplifies the structure of the target acquisition system, since it then only has to be able to insert a single point into the sight.
  • the scanning movement of the scanning beam of the range finder is advantageously terminated behind the detected edges of the target, i.e. the scanning direction is reversed so that the scanning beam is guided over the target again.
  • the detection range of the range finder is thus reduced from the maximum size covering the entire field of view to a size covering the target. This has the advantage that the scanning can be carried out much faster, which leads to more current and reliable measured values. Changes to the target, such as be discovered faster in speed.
  • the target detection device contains a
  • Range finder with a transmitting part that emits a scanning beam and a receiving part for receiving the reflected scanning beam.
  • the transmitting part has a transmitter and a movable scanning beam device, such as a mirror for deflecting the scanning beam.
  • the scanning beam device deflects the scanning beam when the visor is not moving within the detection range of the visor.
  • a control unit recognizes the dimensions of the target on the basis of the jumps in distance of the reflected scanning beam occurring at the edges of the target. Of course, the target distance is also recorded. Based on the temporal change in the location of the target, which is precisely determined by the edges, the control unit can also determine the target speed.
  • the distance, the speed and the dimensions of the target are detected without the target detection device having to be moved to the target.
  • the target detection device preferably also has a visor which has a transparent display plate in the beam path and a light source whose light signal can be deflected onto the display plate via a movable mirror.
  • the control unit determines the dimensions of the target, the target distance and / or the speed, it controls the light source and / or the movable mirror in order to project measurement and / or target information onto the transparent display plate, so that this information is superimposed on the visor become. This enables the operator of the target acquisition device to immediately check the measured values and to directly overview the target information.
  • a so-called video visor can also be used.
  • a camera that is adapted to the distance, that is to say can enlarge or reduce the recorded image area, records the target.
  • the image is displayed on a monitor.
  • measurement and target data or information relating to the target detection device can be displayed in this monitor.
  • the measurement information can be a measurement point depicted in the sighting representation of the target, which enables the correctness of the measurement to be detected immediately.
  • the target information can be a target point which is corrected by the increase calculated from the target distance and the lead dependent on the target speed. If this point is now aimed at the target by a shooter, it is highly likely that a shot to be fired will hit the target.
  • the control unit changes the scanning direction of the scanning beam of the range finder after each determined distance jump, which has been caused by the edges of the target, so that the target is always in the detection range of the range finder swept by the scanning beam. This avoids the time-consuming scanning of the area of no interest for this target between the edges of the target and the edge of the sight.
  • FIG. 5 shows a schematic illustration of a bolooka with a target detection device
  • FIG. 6 shows the front view of the target detection device according to arrow VI in FIG. 5
  • 7 is a sectional view taken along the line VII-VII of FIG. 6, in which the range finder part of the drawing detection device is shown,
  • Fig. 8 is a sectional view taken along the line VIII-VIII in Fig. 6, in which the sight of the target detection device is shown, and
  • Fig. 9 is a top view of the mirror as used in the visor and in the rangefinder.
  • FIGS. 1 to 4 The target acquisition according to the invention is first explained with reference to FIGS. 1 to 4.
  • the visor representation 1 of a target 2 is shown.
  • a crosshair consisting of a crosshair horizontal line 3 and a crosshair vertical line 4 is shown in the sighting representation 1.
  • the shooter aligns the zero point of the crosshair with target 2. It is important that the crosshair horizontal line 3 lies in a central area of the target 2 that is as easy to recognize as possible, since the target detection device scans the sighting area along the crosshair horizontal line 3.
  • the target detection device is in the so-called measurement mode, which is activated as soon as the shooter presses a measurement button.
  • the target distance is first determined in the measuring mode.
  • the range finder which is designed, for example, as a laser range finder, is initially operated in a conventional manner, ie its scanning beam is guided and reflected onto the target 2 without being deflected, the target distance being calculated from the transit time and / or phase shifts of the scanning beam.
  • the scanning beam of the range finder begins to scan the sighting area along the crosshair horizontal line 3 in scanning movements. This is indicated by the dashed line on target 2. This dashed line is not visible in the actual visor display.
  • the scanning beam of the range finder moves, for example, to the right until it exceeds the rear edge 2a of the target 2 moving to the left in this illustration.
  • the target detection device detects a jump in the distance of the scanning beam, since the scanning beam is no longer reflected by the target 2 but by objects behind it and thus has a longer transit time.
  • the scanning beam is then now pivoted back in the left direction, that is to target 2. As soon as a jump in distance can be recognized in the scanning beam and the distance approximately corresponds to the target distance, it is determined that target 2 has been detected again.
  • the scanning beam is guided further to the left until it arrives at the front edge 2b of the target 2 and there also occurs a distance jump, as a result of which the target detection device also knows the front edge 2b of the target 2.
  • the length of the target 2 is now determined by forming the difference between the two edge positions. After reaching the leading edge 2b, the scanning direction is reversed again, so that the scanning beam again runs towards the trailing edge 2a. This scanning over target 2 in both directions is then continued.
  • a measuring point 5 is faded into the center of the target 2 in the sighting representation 1. This measuring point 5 indicates to the shooter that the target 2 has been detected with a stable measurement. In addition, he can check the measurement for plausibility by the position of the measuring point 5, since the measuring point 5 should always be in the center of the target 2.
  • the shooter does not have to track the target detection device to target 2.
  • the tracking is done by shifting the detection range of the range finder during the scanning process.
  • the amount of the jump in distance from which the target detection device detects that an edge of the target has been reached can be set and should be of the order of the width of the target, for example 2 to 3 m in the case of a tank. This prevents a map from being recognized as a boundary edge in the middle of the destination for targets with a jagged structure.
  • the sighting representation 1 of the target mode is shown in FIG. 3.
  • the shooter has still not moved the target-detection device including the weapon, so that in the sighting representation 1 the target 2 has moved further to the left.
  • the measuring point is no longer shown on target 2.
  • a target point 6 is shown in the visor display 1.
  • the target point 6 is below the target and to the right of it, ie against the direction of travel of target 2.
  • Target point 6 has already been corrected by the increase and the lateral lead. The increase depends on the target distance and is necessary to compensate for the ballistic drop of the projectile.
  • the lateral lead depends on the target distance, the target speed and the flight speed of the projectile.
  • the airspeed is stored in the target detection device and the target distance is continuously measured as described above.
  • the target speed is calculated from the temporal change in the location of target 2.
  • the target 2 can thereby be defined either by its trailing edge 2a or its leading edge 2b, but it is better to use the center of the target 2 calculated from these two values, which is identical to the measuring point 5, since then there are minor inaccuracies in the Compensate edge determination.
  • the shooter moves the target detection device together with the weapon to the left and to hover until the target point 6 is brought into overlap with the target 2.
  • the shooter now aims at a position above and in the direction of travel in front of the Target 2. If he now fires a shot, it is very likely to hit, unless target 2 abruptly changes its speed or direction.
  • the crosshair is irrelevant in the sighting representations 1 of the target mode of the target detection device shown in FIGS. 3 and 4. In this mode, only the target point 6 is important, which must be brought overlapping with the target 2.
  • the target distance and the target speed can also be shown in the sighting representation 1.
  • the visor representations 1 in FIGS. 1 to 4 show an optical visor.
  • a bazooka 7 is shown schematically in FIG. This consists of a tube 8 in which a floor 9 with an external warhead is arranged.
  • the target detection device 10 is fastened to the top of the tube 8.
  • On the underside of the tube 8 is a shoulder rest 11, a handle 12 with trigger 13 for one hand and a handle 14 for the other hand of the shooter.
  • On the handle 14 there is the measuring switch with which the target detection device 10 is brought into the measuring mode and the target switch 16 with which the target detection device 10 is brought into the target mode.
  • FIG. 6 shows the front side of the target detection device 10 opposite the eyepiece 17. There is an exit opening 18 for the visor 19 of the target detection device 10 as well as a transmission opening 20 and one Receiving opening 21 of a distance measuring part 22 of the target detection device 10.
  • the distance measuring part 22 is shown in more detail in FIG.
  • a transmitting part 23 of the distance measuring part 22 there is a transmitter 24, e.g. in the form of a laser diode.
  • the transmitter 24 is arranged on the front of the target detection device 10 and above the transmitter opening 20.
  • a scanning beam mirror 25 is arranged on the rear side of the distance measuring part 22, the transmitter 24 being oriented such that the scanning beam 26 emitted by it strikes the scanning beam mirror 25, is deflected there and through the transmission opening 20, in which a lens arrangement can be present, leaves the target detection device 10 in the direction of the target 2.
  • the scanning beam 26 then hits the target 2 and runs back from the latter as a reflected scanning beam 27 to the target detection device 10 and enters the receiving part 28 of the distance measuring part 22 through the receiving opening 21, in which a lens combination can be arranged.
  • the distance of the target 2 is determined, for example, by means of a transit time measurement.
  • the target distance is output by the receiving part 28 to a control unit 29.
  • the control unit 29 can use the distance jumps in the distance signal which occur at the end edges of the target 2 to calculate both the dimensions and the speed of the target 2. This has already been explained in connection with FIGS. 2 and 3.
  • the control unit 29 drives the scanning beam mirror 25, which is movable, so that the scanning beam 26 carries out a scanning movement along a line.
  • the details of this scanning movement have been explained in connection with FIG. 2.
  • Such a mirror 25 is shown in FIG.
  • This mirror is a semiconductor mirror and has a reflecting surface 30 the size of a few square millimeters.
  • the mirror surface 30 is gimbaled in a frame 31 with four connections 32. There is a free space below the mirror surface 30 so that the mirror surface 30 can be moved.
  • This mirror is produced from a semiconductor piece, for example as silicon, into which the free areas, that is to say those areas between the mirror surface 30 and the gimbal suspensions 32 and the area below the mirror surface 30, have been removed, for example by etching processes.
  • the free areas that is to say those areas between the mirror surface 30 and the gimbal suspensions 32 and the area below the mirror surface 30, have been removed, for example by etching processes.
  • the visor 19 of the target detection device 10 is now explained in more detail with reference to FIG. 8.
  • the eyepiece 17 is connected to the exit opening 18 via a beam path 35 shown in broken lines.
  • a lens combination can be arranged in the exit opening 18, just like in the eyepiece 17.
  • a transparent display plate 36 which consists for example of glass, is fixed in the beam path 35.
  • the optical part 19 also has a light source 37, which is designed, for example, as a laser diode.
  • the light source 37 is aligned with a light signal mirror 38.
  • the light signal mirror 38 corresponds to the movable mirror 25 shown in FIG. 9.
  • the light signal 39 deflected by the light signal mirror 38 is directed onto the display plate 36 and reflected by it, so that it is visible as a light spot for the shooter looking through the eyepiece 17. In this way, as explained with reference to FIGS. 2 to 4, Show the measuring point 5 and the target point 6 in the visor display 1.
  • the light signal mirror 38 is controlled by the control unit 29.

Abstract

The invention relates to a target detection method and a corresponding device (10). According to the invention, a target (2) is scanned in the course of a measurement by means of a distance measuring device (22) comprising a controllable detection area. During said measurement the dimensions of the target are identified on the basis of the sudden distance change at the edges (2a, 2b) of the target (2). The target-detection device (1) is immobile and the scanning motion is effected by deflecting the scanning beam (26) of the distance-measuring device (22).

Description

Zielerfassunαsverfahren und Vorrichtung Zielerfassunαsverfahren and device
Die Erfindung betrifft ein Zielerfassungsverfahren und eine Zielerfassungsvorrichtung, insbesondere zum Erfassen der Abmessungen von sich bewegenden Zielen.The invention relates to a target detection method and a target detection device, in particular for detecting the dimensions of moving targets.
Zur Zielerfassung kann das Bestimmen der Entfernung, Geschwindigkeit und der Abmessungen des Zieles gehören. Bei militärischen Anwendungen ist es außerdem interessant zum Ausrichten einer Waffe aus der Geschwindigkeit des Zieles den benötigen Vorhalt und aus der Entfernung des Zieles die nötige Erhöhung zu berechnen, so daß ein abgefeuerter Schuß tatsächlich das Ziel trifft. Der Vorhalt ergibt sich aus der Zielgeschwindigkeit, der Entfernung zum Ziel sowie der Geschoßflugzeit. Die Erhöhung hängt von der Zielentfernung ab und dient zum Ausgleichen des Höhenabfalles des Geschosses entlang seiner ballistischen Flugbahn.Target acquisition can include determining the distance, speed, and dimensions of the target. In military applications it is also interesting to aim a weapon from the speed of the target and to calculate the required lead and from the distance of the target the necessary increase so that a fired shot actually hits the target. The lead results from the target speed, the distance to the target and the floor flight time. The increase depends on the target distance and serves to compensate for the drop in height of the projectile along its ballistic trajectory.
Bei Handfeuerwaffen, beispielsweise einer sogenannten Panzerfaust zur Bekämpfung von Panzern, kann das Zielerfassungssystem aus einem Laserentfernungsmesser und einem Kreiselsystem als stabile Bezugsreferenz für die Ermittlung der Zielbewegung sowie einem Rechner zur Verarbeitung der Sensordaten und zur Einblendung der Ergebnisse in das Visier bestehen.For small arms, such as a so-called bazooka for fighting tanks, the target acquisition system can consist of a laser rangefinder and a gyroscope system as a stable reference for determining the target movement, as well as a computer for processing the sensor data and displaying the results in the sight.
Beim Anvisieren eines Zieles wird der Laserentfernungsmesser aktiviert, der dann die Entfernung zum Ziel mißt. Gleichzeitig führt der Schütze das Visier dem sich bewegenden Ziel nach. Er hält also immer das Fadenkreuz auf das Ziel. Der Rechner ermittelt aus der Schwenkbewegung der Visiereinrichtung mit Hilfe der Drehratenangabe des Kreiselsystems, der Entfernungsangabe des Laserentfernungsmessers und unter Berücksichtigung von gespeicherten Ballistikdaten den seitlichen Vorhalt sowie die erforderliche Erhöhung. Als Ergebnis wird im Visier ein Punkt dargestellt, der vom Schützen mit dem Ziel in Deckung gebracht werden soll. Danach ist die Waffe in Vorhalt und Erhöhung ausgerichtet und kann abgefeuert werden. Problematisch ist, daß das Kreiselsystem sehr kleine Winkelgrößen sensieren muß, die durch die Nachführung des Schützen entstehen. Diese Meßwerte müssen von der nicht homogen ablaufenden Körperbewegung und unbeabsichtigten Bewegungen, wie zum Beispiel das Verrutschen von Kleidung getrennt werden. Dies führt zu relativ ungenauen Messungen. Außerdem erhält der Schütze keine Angaben über die Qualität der Messung. Abmessungen des Zieles können mit diesem System überhaupt nicht erfaßt werden.When aiming at a target, the laser range finder is activated, which then measures the distance to the target. At the same time, the shooter guides the sight towards the moving target. So he always holds the crosshairs on the target. The computer determines the lateral lead as well as the required increase from the swiveling movement of the sighting device with the aid of the rotation rate information of the gyro system, the distance information of the laser rangefinder and taking into account stored ballistic data. As a result, a point is shown in the sight that the shooter aims at in Cover should be brought. After that, the weapon is aimed and raised and can be fired. The problem is that the gyro system has to sense very small angular sizes caused by the shooter's tracking. These measured values must be separated from the non-homogeneous body movement and unintentional movements, such as the slipping of clothes. This leads to relatively inaccurate measurements. In addition, the shooter receives no information about the quality of the measurement. Dimensions of the target cannot be captured at all with this system.
Desweiteren befinden sich Videosysteme im Einsatz, bei denen eine Videokamera das Ziel erfaßt, ein Rechner mit Hilfe von Bildverarbeitungsalgorythmen Informationen über das Ziel gewinnt und diese Informationen über ein Videodisplay dem Schützen anzeigt. Diese Systeme haben den Nachteil, daß sie sehr aufwendig und teuer sind und zudem sehr viel Raum benötigen, was bei Handfeuerwaffen überaus nachteilig ist.Furthermore, video systems are used in which a video camera detects the target, a computer uses information processing algorithms to obtain information about the target and this information is displayed to the shooter via a video display. These systems have the disadvantage that they are very complex and expensive and also require a lot of space, which is extremely disadvantageous for small arms.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zielerfassungssystem zur Erfassung der Abmessungen des Zieles zu schaffen, das einfach aufgebaut ist.The invention has for its object to provide a target detection system for detecting the dimensions of the target, which is simple.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 6 gelöst.This object is achieved with the features of claim 1 and claim 6.
Das erfindungsgemäße Zielerfassungsverfahren sieht vor, mit einem Entfernungsmesser, der einen ablenkbaren Taststrahl aufweist, das Ziel abzuscannen, wobei das Meßergebnis des Entfernungsmessers an den Außenkanten des Zieles einen Entfernungsprung aufweist, anhand dessen die Abmessungen des Zieles erkannt werden. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß die Zielerfassungsvorrichtung bei der Zielerfassung ortsfest verbleibt und die Scanbewegung durch Ablenken des Taststrahls des Entfernungsmessers erfolgt. Mit dem Verfahren kann genau und sicher, ohne daß ein Kreiselsystem oder eine Videoüberwachung benötigt wird, die Entfernung und die Abmessungen des Zieles erkannt werden. Darüberhinaus kann auch die Zielgeschwindigkeit festgestellt werden, da der Taststrahl des Entfernungsmessers mit den Scanbewegungen dem Ziel nachgeführt wird, so daß die zeitliche Änderung des Ortes des Ziels bekannt ist. Auch bei dieser Messung ist es nicht notwendig, die Zielerfassungsvorrichtung zu bewegen. Die den Erfassungsbereich überstreichende Scanbewegung des Taststrahls des Entfernungsmessers reicht zur Bestimmung der Zielgeschwindigkeit vollkommen aus. Dies ermöglicht sehr genaue Messungen, da ein Zielerfassungssystem bzw. eine damit gekoppelte Waffe viei genauer ortsfest gehalten werden kann als definiert geschwenkt zu werden.The target detection method according to the invention provides for scanning the target with a range finder which has a deflectable scanning beam, the measurement result of the range finder having a distance jump on the outer edges of the target, by means of which the dimensions of the target are recognized. This method has the advantage that the target detection device remains stationary during the target detection and the scanning movement takes place by deflecting the scanning beam of the range finder. The process can be done accurately and safely without using a gyro system or a Video surveillance is needed, the distance and dimensions of the target are recognized. In addition, the target speed can also be determined, since the scanning beam of the range finder tracks the target with the scanning movements, so that the change in the location of the target over time is known. With this measurement, too, it is not necessary to move the target detection device. The scanning movement of the scanning beam of the range finder, which sweeps over the detection area, is completely sufficient for determining the target speed. This enables very precise measurements, since a target acquisition system or a weapon coupled to it can be held in place more precisely than can be pivoted in a defined manner.
Vorzugsweise wird bei erfolgreicher Messung ein Meßpunkt in das Visier eingeblendet, der in der Darstellung des Zieles liegt. Mit der Einblendung dieses Meßpunktes ist eine sofortige Kontrolle der Qualität der Messung möglich. Bei unsauberen Messungen kann der Punkt zum Beispiel blinkend dargestellt werden. Wenn er verschwindet liegt kein plausibles Meßergebnis vor.When the measurement is successful, a measuring point that lies in the representation of the target is preferably superimposed on the visor. With the display of this measuring point, an immediate control of the quality of the measurement is possible. In the case of dirty measurements, the point can, for example, be shown flashing. If it disappears, there is no plausible measurement result.
Ist ein gültiger Meßpunkt in das Visier eingeblendet, d.h. daß die Zielentfernung und die Abmessungen des Zieles erfaßt worden sind, kann die von der Zielentfernung abhängende notwendige Erhöhung der Waffe sowie der von der Zielgeschwindigkeit abhängende seitliche Vorhalt ermittelt werden und ein die Erhöhung und den Vorhalt berücksichtigender Zielpunkt errechnet werden, der in das Visier eingeblendet wird. Nun kann der Zielpunkt auf das Ziel ausgerichtet werden, so daß die Waffe in eine Richtung oberhalb und in Fahrtrichtung vor dem Ziel zeigt. Wird jetzt ein Schuß ausgelöst, trifft er mit hoher Wahrscheinlichkeit das Ziel. Dieses Verfahren ist für einen Schützen besonders vorteilhaft, da er während der Messung die Waffe mit dem Zielerfassungssystem zunächst nicht bewegen muß und er die Meßwerte anhand des Meßpunktes kontrollieren kann. Anschließend, zum Beispiel auf einen Tastendruck des Schützen wird ihm in dem gleichen Visier ein korrigierter Zielpunkt vorgegeben, den er nun samt Waffe auf das Ziel zu schwenken hat. Hat er den Zielpunkt in Überdeckung mit dem Ziel gebracht, kann der Schuß gelöst werden.If a valid measuring point is shown in the sight, i.e. that the target distance and the dimensions of the target have been recorded, the necessary increase in the weapon depending on the target distance and the lateral lead dependent on the target speed can be determined and a consideration of the increase and the lead Target point can be calculated, which is shown in the visor. Now the target point can be aligned with the target so that the weapon points in a direction above and in the direction of travel before the target. If a shot is triggered now, it is very likely to hit the target. This method is particularly advantageous for a shooter because during the measurement he does not initially have to move the weapon with the aiming system and he can check the measured values on the basis of the measuring point. Then, for example at the press of a button, the shooter is given a corrected target point in the same sight, which he now has to swing with the weapon towards the target. If he has brought the target point in line with the target, the shot can be released.
Vorzugsweise wird der Meßpunkt ausgeblendet, wenn der Zielpunkt eingeblendet wird. Dies hilft dem Schützen den Meßmodus eindeutig vom Zielmodus abzugrenzen und vereinfacht außerdem den Aufbau des Zielerfassungssystems, da es dann nur in der Lage sein muß, einen einzigen Punkt in das Visier einzublenden.The measuring point is preferably hidden when the target point is shown. This helps the shooter to clearly differentiate the measuring mode from the target mode and also simplifies the structure of the target acquisition system, since it then only has to be able to insert a single point into the sight.
Vorteilhafterweise wird die Scanbewegung des Taststrahls des Entfernungsmessers hinter den erkannten Kanten des Zieles abgebrochen, d.h. die Scanrichtung wird umgekehrt, so daß der Taststrahl wieder über das Ziel geführt wird. Der Erfassungsbereich des Entfernungsmessers wird also von der das gesamte Visierfeld abdeckenden Maximalgröße auf eine das Ziel abdeckende Größe heruntergesetzt. Dies hat den Vorteil, daß das Scannen wesentlich schneller erfolgen kann, was zu aktuelleren und sicheren Meßwerten führt. So können Änderungen des Zieles, wie z.B. in der Geschwindigkeit schneller entdeckt werden.The scanning movement of the scanning beam of the range finder is advantageously terminated behind the detected edges of the target, i.e. the scanning direction is reversed so that the scanning beam is guided over the target again. The detection range of the range finder is thus reduced from the maximum size covering the entire field of view to a size covering the target. This has the advantage that the scanning can be carried out much faster, which leads to more current and reliable measured values. Changes to the target, such as be discovered faster in speed.
Die erfindungsgemäße Zielerfassungsvorrichtung enthält einenThe target detection device according to the invention contains a
Entfernungsmesser mit einem Sendeteil, das einen Taststrahl aussendet und einem Empfangsteil zum Empfangen des reflektierten Taststrahls. Der Sendeteil hat einen Sender und eine bewegliche Taststrahlvorrichtung, wie ein Spiegel zum Ablenken des Taststrahls. Die Taststrahlvorrichtung lenkt den Taststrahl bei unbewegtem Visier innerhalb des Erfassungsbereichs des Visiers ab. Eine Steuereinheit erkennt anhand der an den Kanten des Ziels auftretenden Entfernungssprünge des reflektierten Taststrahls die Abmessungen des Ziel. Selbstverständlich wird dabei auch die Zielentfernung erfaßt. Anhand der zeitlichen Änderung des Orts des Zieles, welches durch die Kanten genau bestimmt ist, kann die Steuereinheit außerdem die Zielgeschwindigkeit ermitteln. Somit können mit sehr wenigen Komponenten, nämlich einem Entfernungsmesser und einem beweglichen Spiegel zum Ablenken des Taststrahls die Entfernung, die Geschwindigkeit sowie die Abmessungen des Ziels erfaßt werden und zwar ohne daß die Zielerfassungsvorrichtung dem Ziel nachbewegt werden muß.Range finder with a transmitting part that emits a scanning beam and a receiving part for receiving the reflected scanning beam. The transmitting part has a transmitter and a movable scanning beam device, such as a mirror for deflecting the scanning beam. The scanning beam device deflects the scanning beam when the visor is not moving within the detection range of the visor. A control unit recognizes the dimensions of the target on the basis of the jumps in distance of the reflected scanning beam occurring at the edges of the target. Of course, the target distance is also recorded. Based on the temporal change in the location of the target, which is precisely determined by the edges, the control unit can also determine the target speed. Thus, with very few components, namely one Range finder and a movable mirror for deflecting the scanning beam, the distance, the speed and the dimensions of the target are detected without the target detection device having to be moved to the target.
Vorzugsweise weist die Zielerfassungsvorrichtung außerdem ein Visier auf, welches im Strahlengang eine transparente Darstellungsplatte aufweist und eine Lichtquelle, deren Lichtsignal über einen beweglichen Spiegel auf die Darstellungsplatte ablenkbar ist. Hat die Steuereinheit die Abmessungen des Zieles, die Zielentfernung und/oder die Geschwindigkeit ermittelt, steuert sie die Lichtquelle und/oder den beweglichen Spiegel, um Meß- und/oder Zielinformationen auf die transparente Darstellungsplatte zu projizieren, so daß diese Informationen in das Visier eingeblendet werden. Dies ermöglicht dem Bediener der Zielerfassungsvorrichtung eine sofortige Kontrolle der Meßwerte sowie die direkte Übersicht der Zielinformationen.The target detection device preferably also has a visor which has a transparent display plate in the beam path and a light source whose light signal can be deflected onto the display plate via a movable mirror. Once the control unit has determined the dimensions of the target, the target distance and / or the speed, it controls the light source and / or the movable mirror in order to project measurement and / or target information onto the transparent display plate, so that this information is superimposed on the visor become. This enables the operator of the target acquisition device to immediately check the measured values and to directly overview the target information.
Neben einem optischen Visier kann auch ein sogenanntes Videovisier verwendet werden. Bei einem derartigen Visier nimmt eine Kamera die entfernungsangepaßt ist, also den aufgenommenen Bildbereich vergrößern oder verkleinern kann, eine Darstellung des Zieles auf. Für den Bediener wird das Abbild auf einem Monitor dargestellt. In diesem Monitor können zusätzlich Meß- und Zieldaten oder auch die Zielerfassungsvorrichtung betreffende Informationen eingeblendet werden.In addition to an optical visor, a so-called video visor can also be used. With such a visor, a camera that is adapted to the distance, that is to say can enlarge or reduce the recorded image area, records the target. For the operator, the image is displayed on a monitor. In addition, measurement and target data or information relating to the target detection device can be displayed in this monitor.
Die Meßinformation kann ein in der Visierdarstellung des Ziels abgebildeter Meßpunkt sein, was ein sofortiges Erfassen der Richtigkeit der Messung ermöglicht.The measurement information can be a measurement point depicted in the sighting representation of the target, which enables the correctness of the measurement to be detected immediately.
Die Zielinformation kann ein Zielpunkt sein, der um die aus der Zielentfernung berechnete Erhöhung und den von der Zielgeschwindigkeit abhängenden Vorhalt korrigiert ist. Wird dieser Punkt von einem Schützen nun auf das Ziel geführt, trifft ein auszulösender Schuß mit hoher Wahrscheinlichkeit das Ziel. Vorzugsweise wechselt die Steuereinheit nach jedem festgestellten Entfernungssprung, der durch die Kanten des Ziels hervorgerufen worden ist die Scanrichtung des Taststrahls des Entfernungsmessers, so daß sich das Ziel stets im von dem Taststrahl überstrichenen Erfassungsbereich des Entfernungsmessers befindet. Dadurch wird das zeitaufwendige Abscannen des für dieses Ziel uninteressanten Bereiches zwischen den Kanten des Zieles und dem Visierrand unterbunden.The target information can be a target point which is corrected by the increase calculated from the target distance and the lead dependent on the target speed. If this point is now aimed at the target by a shooter, it is highly likely that a shot to be fired will hit the target. Preferably, the control unit changes the scanning direction of the scanning beam of the range finder after each determined distance jump, which has been caused by the edges of the target, so that the target is always in the detection range of the range finder swept by the scanning beam. This avoids the time-consuming scanning of the area of no interest for this target between the edges of the target and the edge of the sight.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawings.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 die Visierdarstellung der auf ein Ziel ausgerichteten Zielerfassungsvorrichtung, wobei diese noch nicht aktiviert ist,1 shows the sighting of the target detection device aimed at a target, although this is not yet activated,
Fig. 2 die Visierdarstellung im Meßmodus mit eingeblendetem Meßpunkt,2 shows the sighting in measuring mode with the measuring point shown,
Fig. 3 die Visierdarstellung im Zielmodus mit eingeblendetem Zielpunkt,3 shows the sighting in the target mode with the target point shown,
Fig. 4 die Visierdarstellung im Zielmodus, wobei der Zielpunkt mit dem Ziel in Überdeckung gebracht worden ist,4 shows the sighting in the target mode, the target point being brought into line with the target,
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Panzerfaust mit einer Zielerfassungsvorrichtung,5 shows a schematic illustration of a bazooka with a target detection device,
Fig. 6 die Vorderansicht der Zielerfassungsvorrichtung gemäß dem Pfeil VI in Fig. 5, Fig. 7 eine Schnittdarstellung gemäß der Linie VII-VII aus Fig. 6, in der der Entfernungsmesserteil der Zieierfassungsvorrichtung gezeigt ist,6 shows the front view of the target detection device according to arrow VI in FIG. 5, 7 is a sectional view taken along the line VII-VII of FIG. 6, in which the range finder part of the drawing detection device is shown,
Fig. 8 eine Schnittdarstellung gemäß der Linie Vlll-Vlll in Fig. 6, in der das Visier der Zielerfassungsvorrichtung gezeigt ist, undFig. 8 is a sectional view taken along the line VIII-VIII in Fig. 6, in which the sight of the target detection device is shown, and
Fig. 9 die Draufsicht auf den Spiegel, wie er im Visier und im Entfernungsmesser verwendet wird.Fig. 9 is a top view of the mirror as used in the visor and in the rangefinder.
Anhand der Figuren 1 bis 4 wird zunächst die erfindungsgemäße Zielerfassung erläutert. In Figur 1 ist die Visierdarstellung 1 eines Zieles 2 gezeigt. In der Visierdarstellung 1 ist ein Fadenkreuz, bestehend aus einer Fadenkreuzhorizontallinie 3 und einer Fadenkreuzvertikallinie 4 gezeigt. Vor Aktivierung der Zielerfassungsvorrichtung richtet der Schütze den Nullpunkt des Fadenkreuzes auf das Ziel 2aus. Wichtig ist dabei, daß die Fadenkreuzhorizontallinie 3 in einen mittleren möglichst gut zu erkennenden Bereich des Zieles 2 liegt, da die Zielerfassungsvorrichtung entlang der Fadenkreuzhorizontallinie 3 den Visierbereich abscannt.The target acquisition according to the invention is first explained with reference to FIGS. 1 to 4. In Figure 1, the visor representation 1 of a target 2 is shown. A crosshair consisting of a crosshair horizontal line 3 and a crosshair vertical line 4 is shown in the sighting representation 1. Before the target detection device is activated, the shooter aligns the zero point of the crosshair with target 2. It is important that the crosshair horizontal line 3 lies in a central area of the target 2 that is as easy to recognize as possible, since the target detection device scans the sighting area along the crosshair horizontal line 3.
In Figur 2 befindet sich die Zielerfassungsvorrichtung im sogenannten Meßmodus, der aktiviert wird, sobald der Schütze eine Meßtaste drückt. Im Meßmodus wird zunächst die Zielentfernung bestimmt. Dazu wird der Entfernungsmesser, welcher zum Beispiel als Laserentfernungsmesser ausgebildet ist, zunächst auf konventionelle Art betrieben, d.h. sein Taststrahl wird ohne Ablenkung auf das Ziel 2 geführt und reflektiert, wobei aus der Laufzeit und/oder Phasenverschiebungen des Taststrahls die Zielentfernung berechnet wird. Sobald die Zielentfernung bekannt ist, fängt der Taststrahl des Entfernungsmessers an, den Visierbereich entlang der Fadenkreuzhorizontallinie 3 in scannenden Bewegungen zu überstreichen. Dies ist durch die gestrichelte Linie auf dem Ziel 2 angedeutet. Diese gestrichelte Linie ist in der tatsächlichen Visierdarstellung nicht sichtbar. Ausgehend vom Ziel 2 bewegt sich der Taststrahl des Entfernungsmessers zum Beispiel nach rechts bis es die Hinterkante 2a des sich in dieser Darstellung nach links bewegenden Zieles 2 überschreitet. Sobald die Hinterkante 2a des Zieles 2 überschritten ist, stellt die Zielerfassungsvorrichtung einen Entfernungssprung des Taststrahles fest, da der Taststrahl nun nicht mehr von dem Ziel 2, sondern von dahinterliegenden Gegenständen reflektiert wird und somit eine längere Laufzeit aufweist.In Figure 2, the target detection device is in the so-called measurement mode, which is activated as soon as the shooter presses a measurement button. The target distance is first determined in the measuring mode. For this purpose, the range finder, which is designed, for example, as a laser range finder, is initially operated in a conventional manner, ie its scanning beam is guided and reflected onto the target 2 without being deflected, the target distance being calculated from the transit time and / or phase shifts of the scanning beam. As soon as the target distance is known, the scanning beam of the range finder begins to scan the sighting area along the crosshair horizontal line 3 in scanning movements. This is indicated by the dashed line on target 2. This dashed line is not visible in the actual visor display. Starting from the target 2, the scanning beam of the range finder moves, for example, to the right until it exceeds the rear edge 2a of the target 2 moving to the left in this illustration. As soon as the rear edge 2a of the target 2 is exceeded, the target detection device detects a jump in the distance of the scanning beam, since the scanning beam is no longer reflected by the target 2 but by objects behind it and thus has a longer transit time.
Daraufhin wird der Taststrahl nunmehr in die linke Richtung, also auf das Ziel 2 zurück geschwenkt. Sobald ein Entfernungssprung in dem Taststrahl erkennbar ist und die Entfernung in etwa der Zielentfernung entspricht, wird festgestellt, daß wieder das Ziel 2 erfaßt ist. Der Taststrahl wird weiter nach links geführt, bis es an der Vorderkante 2b des Zieles 2 angelangt und dort ebenfalls ein Entfernungssprung auftritt, wodurch die Zielerfassungsvorrichtung auch die Vorderkante 2b des Zieles 2 kennt. Nun wird die Länge des Zieles 2 bestimmt, indem die Differenz zwischen den beiden Kantenpositionen gebildet wird. Nach Erreichen der Vorderkante 2b wird die Scanrichtung wieder umgekehrt, so daß der Taststrahl wiederum auf die Hinterkante 2a zuläuft. Dieses das Ziel 2 in beide Richtungen überstreichende Abscannen wird dann fortgesetzt.The scanning beam is then now pivoted back in the left direction, that is to target 2. As soon as a jump in distance can be recognized in the scanning beam and the distance approximately corresponds to the target distance, it is determined that target 2 has been detected again. The scanning beam is guided further to the left until it arrives at the front edge 2b of the target 2 and there also occurs a distance jump, as a result of which the target detection device also knows the front edge 2b of the target 2. The length of the target 2 is now determined by forming the difference between the two edge positions. After reaching the leading edge 2b, the scanning direction is reversed again, so that the scanning beam again runs towards the trailing edge 2a. This scanning over target 2 in both directions is then continued.
Ist die Hinterkante 2a und die Vorderkante 2b des Zieles 2 sicher identifiziert, dies kann zum Beispiel nach einigen Messungen mit demselben Ergebnis der Fall sein, wird ein Meßpunkt 5 in die Mitte des Zieles 2 in die Visierdarstellung 1 eingeblendet. Dieser Meßpunkt 5 zeigt dem Schützen an, daß das Ziel 2 mit einer stabilen Messung erfaßt worden ist. Außerdem kann er durch die Lage des Meßpunktes 5 die Messung auf Plausibilität überprüfen, da der Meßpunkt 5 immer in der Mitte des Zieles 2 liegen sollte.If the rear edge 2a and the front edge 2b of the target 2 have been reliably identified, for example after a few measurements with the same result, a measuring point 5 is faded into the center of the target 2 in the sighting representation 1. This measuring point 5 indicates to the shooter that the target 2 has been detected with a stable measurement. In addition, he can check the measurement for plausibility by the position of the measuring point 5, since the measuring point 5 should always be in the center of the target 2.
Während dieser Meßphase muß der Schütze die Zielerfassungsvorrichtung nicht dem Ziel 2 nachführen. Das Nachführen geschieht durch die Verschiebung des Erfassungsbereiches des Entfernungsmessers während des Scanvorganges. Der Betrag des Entfernungssprunges, ab dem die Zielerfassungsvorrichtung erkennt, daß eine Kante des Ziels erreicht ist, ist einstellbar und sollte in der Größenordnung der Breite des Zieles liegen, beispielsweise bei einem Panzer 2 bis 3 m. So wird vermieden, daß bei Zielen mit zerklüfteter Struktur eine Karte mitten im Ziel als Begrenzungskante erkannt wird.During this measurement phase, the shooter does not have to track the target detection device to target 2. The tracking is done by shifting the detection range of the range finder during the scanning process. The The amount of the jump in distance from which the target detection device detects that an edge of the target has been reached can be set and should be of the order of the width of the target, for example 2 to 3 m in the case of a tank. This prevents a map from being recognized as a boundary edge in the middle of the destination for targets with a jagged structure.
Ist der Schütze sicher, daß das Ziel 2 ausreichend erfaßt worden ist, kann er einen Zielschalter betätigen, um in den Zielmodus zu wechseln. Die Visierdarstellung 1 des Zielmodus ist in Fig. 3 dargestellt. Zu Beginn des Zielmodus hat der Schütze die Zielerfassungsvorrichtung samt Waffe immer noch nicht bewegt, so daß in der Visierdarstellung 1 das Ziel 2 sich noch weiter nach links bewegt hat. Der Meßpunkt ist nun nicht mehr auf dem Ziel 2 eingeblendet. Stattdessen ist ein Zielpunkt 6 in die Visierdarstellung 1 eingeblendet. Der Zielpunkt 6 liegt unterhalb des Zieles und rechts davon, also entgegen der Fahrtrichtung des Zieles 2. Der Zielpunkt 6 ist bereits um die Erhöhung und den seitlichen Vorhalt korrigiert. Die Erhöhung ist abhängig von der Zielentfernung und notwendig, um das ballistische Abfallen des Geschosses auszugleichen. Der seitliche Vorhalt hängt von der Zielentfernung, der Zielgeschwindigkeit und der Fluggeschwindigkeit des Geschosses ab. Die Fluggeschwindigkeit ist in der Zielerfassungsvorrichtung gespeichert und die Zielentfernung wird, wie oben geschildert, ständig gemessen. Die Zielgeschwindigkeit wird aus der zeitlichen Änderung des Ortes des Zieles 2 berechnet. Das Ziel 2 kann dadurch entweder durch seine Hinterkante 2a oder seine Vorderkante 2b definiert werden, besser ist es jedoch, den aus diesen beiden Werten berechneten Mittelpunkt des Zieles 2 zu benutzen, der identisch mit dem Meßpunkt 5 ist, da sich dann kleinere Ungenauigkeiten in der Kantenbestimmung ausgleichen.If the shooter is sure that the target 2 has been detected sufficiently, he can actuate a target switch to switch to the target mode. The sighting representation 1 of the target mode is shown in FIG. 3. At the beginning of the target mode, the shooter has still not moved the target-detection device including the weapon, so that in the sighting representation 1 the target 2 has moved further to the left. The measuring point is no longer shown on target 2. Instead, a target point 6 is shown in the visor display 1. The target point 6 is below the target and to the right of it, ie against the direction of travel of target 2. Target point 6 has already been corrected by the increase and the lateral lead. The increase depends on the target distance and is necessary to compensate for the ballistic drop of the projectile. The lateral lead depends on the target distance, the target speed and the flight speed of the projectile. The airspeed is stored in the target detection device and the target distance is continuously measured as described above. The target speed is calculated from the temporal change in the location of target 2. The target 2 can thereby be defined either by its trailing edge 2a or its leading edge 2b, but it is better to use the center of the target 2 calculated from these two values, which is identical to the measuring point 5, since then there are minor inaccuracies in the Compensate edge determination.
Sobald der Zielpunkt 6 in der Visierdarstellung 1 eingeblendet ist, bewegt der Schütze die Zielerfassungsvorrichtung samt der Waffe nach links und nach oben zu schweben bis der Zielpunkt 6 in Überdeckung mit dem Ziel 2 gebracht ist. Der Schütze zielt nun also auf eine Position oberhalb und in Fahrtrichtung vor dem Ziel 2. Löst er nun einen Schuß aus, wird dieser mit hoher Wahrscheinlichkeit treffen, es sei denn, das Ziel 2 ändert abrupt seine Geschwindigkeit oder Richtung. Das Fadenkreuz ist bei den in den Figuren 3 und 4 gezeigten Visierdarstellungen 1 des Zielmodus der Zielerfassungsvorrichtung ohne Bedeutung. In diesem Modus ist nur der Zielpunkt 6 wichtig, der mit dem Ziel 2 Überdeckung gebracht werden muß.As soon as the target point 6 is shown in the sighting representation 1, the shooter moves the target detection device together with the weapon to the left and to hover until the target point 6 is brought into overlap with the target 2. The shooter now aims at a position above and in the direction of travel in front of the Target 2. If he now fires a shot, it is very likely to hit, unless target 2 abruptly changes its speed or direction. The crosshair is irrelevant in the sighting representations 1 of the target mode of the target detection device shown in FIGS. 3 and 4. In this mode, only the target point 6 is important, which must be brought overlapping with the target 2.
Zusätzlich zu dem Meßpunkt 5 oder dem Zielpunkt 6 können auch die Zielentfernung und die Zielgeschwindigkeit in die Visierdarstellung 1 eingeblendet werden. Die Visierdarstellungen 1 in den Figuren 1 bis 4 zeigen ein optisches Visier. Ebenso ist es aber möglich, ein sogenanntes Videovisier zu benutzen, bei dem eine Videokamera das Zielbild aufnimmt, welches auf einem Videomonitor ausgegeben wird. Zwischen der Aufnahme und der Ausgabe können auch Bildverarbeitungsschritte durchgeführt werden.In addition to the measuring point 5 or the target point 6, the target distance and the target speed can also be shown in the sighting representation 1. The visor representations 1 in FIGS. 1 to 4 show an optical visor. However, it is also possible to use a so-called video sight, in which a video camera records the target image, which is output on a video monitor. Image processing steps can also be carried out between the recording and the output.
In Figur 5 ist schematisch eine Panzerfaust 7 dargestellt. Diese besteht aus einem Rohr 8, in welchem ein Geschoß 9 mit außenliegendem Gefechtskopf angeordnet ist. An der Oberseite des Rohres 8 ist die Zielerfassungsvorrichtung 10 befestigt. An der Unterseite des Rohres 8 ist eine Schulterstütze 11 , ein Handgriff 12 mit Abzug 13 für die eine Hand sowie ein Handgriff 14 für die andere Hand des Schützen angeordnet. Auf dem Handgriff 14 befindet sich der Meßschalter, mit dem die Zielerfassungsvorrichtung 10 in den Meßmodus gebracht wird, und der Zielschalter 16, mit dem die Zielerfassungsvorrichtung 10 in den Zielmodus gebracht wird.A bazooka 7 is shown schematically in FIG. This consists of a tube 8 in which a floor 9 with an external warhead is arranged. The target detection device 10 is fastened to the top of the tube 8. On the underside of the tube 8 is a shoulder rest 11, a handle 12 with trigger 13 for one hand and a handle 14 for the other hand of the shooter. On the handle 14 there is the measuring switch with which the target detection device 10 is brought into the measuring mode and the target switch 16 with which the target detection device 10 is brought into the target mode.
An der dem Geschoß 9 abgewandten Seite weist die Zielerfassungsvorrichtung 10 ein Okular 17 auf, durch das der Schütze hindurchsehen kann. In Figur 6 ist die dem Okular 17 gegenüberliegende Vorderseite der Zielerfassungsvorrichtung 10 dargestellt. Dort befindet sich eine Ausgangsöffnung 18 für das Visier 19 der Zielerfassungsvorrichtung 10 sowie eine Sendeöffnung 20 und eine Empfangsöffnung 21 eines Entfernungsmessungsteils 22 der Zielerfassungsvorrichtung 10.On the side facing away from the projectile 9, the target detection device 10 has an eyepiece 17 through which the shooter can see through. FIG. 6 shows the front side of the target detection device 10 opposite the eyepiece 17. There is an exit opening 18 for the visor 19 of the target detection device 10 as well as a transmission opening 20 and one Receiving opening 21 of a distance measuring part 22 of the target detection device 10.
In Figur 8 ist der Entfernungsmessungsteil 22 detaillierter gezeigt. In einem Sendeteil 23 des Entfernungsmessungsteil 22 befindet sich ein Sender 24, z.B. in Form einer Laserdiode. Der Sender 24 ist an der Vorderseite der Zielerfassungsvorrichtung 10 und oberhalb der Senderöffnung 20 angeordnet. An der Hinterseite des Entfernungsmessungsteiles 22 ist ein Taststrahlspiegel 25 angeordnet, wobei der Sender 24 derart ausgerichtet ist, daß der von ihm abgestrahlte Taststrahl 26 auf den Taststrahlspiegel 25 trifft, dort umgelenkt wird und durch die Sendeöffnung 20, in welcher eine Linsenanordnuπg vorhanden sein kann, die Zielerfassungsvorrichtung 10 in Richtung des Zieles 2 verläßt. Der Taststrahl 26 trifft dann auf das Ziel 2 auf und läuft von diesem als reflektierter Taststrahl 27 zu der Zielerfassungsvorrichtung 10 zurück und tritt durch die Empfangsöffnung 21, in welcher eine Linsenkombination angeordnet sein kann, in den Empfangsteil 28 des Entfernungsmeßteils 22 ein. In dem Empfangsteil 28 wird beispielsweise über eine Laufzeitmessung die Entfernung des Zieles 2 bestimmt. Die Zielentfernung wird von dem Empfangsteil 28 an eine Steuereinheit 29 ausgegeben.The distance measuring part 22 is shown in more detail in FIG. In a transmitting part 23 of the distance measuring part 22 there is a transmitter 24, e.g. in the form of a laser diode. The transmitter 24 is arranged on the front of the target detection device 10 and above the transmitter opening 20. A scanning beam mirror 25 is arranged on the rear side of the distance measuring part 22, the transmitter 24 being oriented such that the scanning beam 26 emitted by it strikes the scanning beam mirror 25, is deflected there and through the transmission opening 20, in which a lens arrangement can be present, leaves the target detection device 10 in the direction of the target 2. The scanning beam 26 then hits the target 2 and runs back from the latter as a reflected scanning beam 27 to the target detection device 10 and enters the receiving part 28 of the distance measuring part 22 through the receiving opening 21, in which a lens combination can be arranged. In the receiving part 28, the distance of the target 2 is determined, for example, by means of a transit time measurement. The target distance is output by the receiving part 28 to a control unit 29.
Die Steuereinheit 29 kann anhand der Entfernungssprünge im Entfernungssignal, welche an den Endkanten des Zieles 2 auftreten, sowohl die Abmessungen als auch die Geschwindigkeit des Zieles 2 errechnen. Dies wurde schon in Zusammenhang mit den Figuren 2 und 3 erläutert.The control unit 29 can use the distance jumps in the distance signal which occur at the end edges of the target 2 to calculate both the dimensions and the speed of the target 2. This has already been explained in connection with FIGS. 2 and 3.
Entsprechend dieser Ergebnisse steuert die Steuereinheit 29 den Taststrahlspiegel 25, der beweglich ist, an, so daß der Taststrahl 26 entlang einer Linie eine scannende Bewegung ausführt. Die Einzelheiten dieser Scanbewegung sind im Zusammenhang mit Figur 2 erläutert worden. ln Figur 9 ist ein derartiger Spiegel 25 gezeigt. Dieser Spiegel ist ein Halbleiterspiegel und hat eine spiegelnde Fläche 30 von der Größe einiger Quadratmillimeter. Die Spiegelfläche 30 ist in einem Rahmen 31 mit vier Verbindungen 32 kardanisch aufgehängt. Unterhalb der Spiegelfläche 30 befindet sich ein Freiraum, so daß die Spiegelfläche 30 bewegt werden kann. Hergestellt ist dieser Spiegel aus einem Halbleiterstück, beispielsweise als Silizium, in das die freien Bereiche, also jene Bereiche zwischen der Spiegelfläche 30 und den kardanischen Aufhängungen 32 sowie der Bereich unterhalb der Spiegelfläche 30, beispielsweise durch Ätzvorgänge abgetragen worden sind. Auf der sich unter der Spiegelfläche 30 befindenden Fläche 33 befinden sich vier elektrisch polarisierbare Flächen 34, an welche eine Spannung angelegt werden kann. Ist an einer oder mehrerer dieser Flächen 34 eine Spannung angelegt, bewegt sich die Spiegelfläche 30 nach dem Kondensatorprinzip, da sie ebenfalls elektrisch leitend ist. Somit kann durch Variation der an die einzelnen Flächen 34 angelegten Spannungen die Spiegelfläche 30 bewegt werden, so daß der Taststrahl 26 den Erfassungsbereich in einer scannenden Bewegung überstreicht.In accordance with these results, the control unit 29 drives the scanning beam mirror 25, which is movable, so that the scanning beam 26 carries out a scanning movement along a line. The details of this scanning movement have been explained in connection with FIG. 2. Such a mirror 25 is shown in FIG. This mirror is a semiconductor mirror and has a reflecting surface 30 the size of a few square millimeters. The mirror surface 30 is gimbaled in a frame 31 with four connections 32. There is a free space below the mirror surface 30 so that the mirror surface 30 can be moved. This mirror is produced from a semiconductor piece, for example as silicon, into which the free areas, that is to say those areas between the mirror surface 30 and the gimbal suspensions 32 and the area below the mirror surface 30, have been removed, for example by etching processes. On the surface 33 located under the mirror surface 30 there are four electrically polarizable surfaces 34 to which a voltage can be applied. If a voltage is applied to one or more of these surfaces 34, the mirror surface 30 moves according to the capacitor principle, since it is also electrically conductive. Thus, by varying the voltages applied to the individual surfaces 34, the mirror surface 30 can be moved so that the scanning beam 26 sweeps over the detection area in a scanning movement.
Anhand von Figur 8 wird nun das Visier 19 der Zielerfassungsvorrichtung 10 näher erläutert. Das Okular 17 ist über einen gestrichelt dargestellten Strahlengang 35 mit der Ausgangsöffnung 18 verbunden. In der Ausgangsöffnung 18 kann eine Linsenkombination angeordnet sein, ebenso wie in dem Okular 17. Fest im Strahlengang 35 ist eine transparente Darsteilungsplatte 36 angeordnet, die beispielsweise aus Glas besteht. Der optische Teil 19 weist weiterhin eine Lichtquelle 37 auf, die beispielsweise als Laserdiode ausgeführt ist. Die Lichtquelle 37 ist auf einen Lichtsignalspiegel 38 ausgerichtet. Der Lichtsignalspiegel 38 entspricht dem in Figur 9 dargestellten beweglichen Spiegel 25. Das von dem Lichtsignalspiegel 38 abgelenkte Lichtsignal 39 wird auf die Darstellungsplatte 36 gelenkt und von dieser reflektiert, so daß es als Lichtpunkt für den durch das Okular 17 blickenden Schützen sichtbar ist. So lassen sich, wie anhand der Figuren 2 bis 4 erläutert, der Meßpunkt 5 und der Zielpunkt 6 in die Visierdarstellung 1 einblenden. Der Lichtsignalspiegel 38 wird dabei von der Steuereinheit 29 angesteuert. The visor 19 of the target detection device 10 is now explained in more detail with reference to FIG. 8. The eyepiece 17 is connected to the exit opening 18 via a beam path 35 shown in broken lines. A lens combination can be arranged in the exit opening 18, just like in the eyepiece 17. A transparent display plate 36, which consists for example of glass, is fixed in the beam path 35. The optical part 19 also has a light source 37, which is designed, for example, as a laser diode. The light source 37 is aligned with a light signal mirror 38. The light signal mirror 38 corresponds to the movable mirror 25 shown in FIG. 9. The light signal 39 deflected by the light signal mirror 38 is directed onto the display plate 36 and reflected by it, so that it is visible as a light spot for the shooter looking through the eyepiece 17. In this way, as explained with reference to FIGS. 2 to 4, Show the measuring point 5 and the target point 6 in the visor display 1. The light signal mirror 38 is controlled by the control unit 29.

Claims

A n s p r ü c h eExpectations
1. Zielerfassungsverfahren für eine Zielerfassungsvorrichtung (10), die ein Visier (19) und einen einen ablenkbaren Taststrahl (26) erzeugenden Entfernungsmesser (22) aufweist, mit den folgenden Schritten:1. Target acquisition method for a target acquisition device (10), which has a visor (19) and a range finder (22) that generates a deflectable scanning beam (26), with the following steps:
Ausrichten des Visiers (19) auf das Ziel (2),Aligning the visor (19) on the target (2),
Ablenken des Taststrahls (26) bei unbewegtem Visier (19) derart, daß dieser das Ziel (2) überstreicht,Deflecting the scanning beam (26) when the visor (19) is not moving in such a way that it sweeps over the target (2),
Erfassen der von dem Taststrahl (26) überstrichenen Kanten (2a,2b) des Ziels (2) anhand der festgestellten Entfernungssprünge.Detecting the edges (2a, 2b) of the target (2) swept by the scanning beam (26) on the basis of the determined jumps in distance.
2. Zielerfassungsverfahren nach Anspruch 1 , mit dem weiteren Schritt: Berechnen eines Meßpunktes (5) mit Hilfe der erfaßten Kanten (2a,2b) des Zieles (2), Einblenden des Meßpunktes (5) in die Visierdarstellung (1 ).2. Target acquisition method according to claim 1, with the further step: calculating a measuring point (5) with the aid of the detected edges (2a, 2b) of the target (2), displaying the measuring point (5) in the sighting representation (1).
3. Zielerfassungsverfahren nach Anspruch 2 mit den weiteren Schritten: Berechnung der von der Zielentfernung abhängenden Erhöhung, Berechnung des von der Zielgeschwindigkeit abhängenden Vorhalts, wobei die Zielgeschwindigkeit aus der zeitlichen Änderung des Meßpunktes (5) bestimmt wird,3. Target acquisition method according to claim 2 with the further steps: calculating the increase dependent on the target distance, calculating the lead dependent on the target speed, the target speed being determined from the change in time of the measuring point (5),
Einblenden eines Zielpunktes (6) in die Visierdarstellung (1 ), bei dem für einen abzufeuernden Schuß Erhöhung und Vorhalt berücksichtigt sind, und Ausrichten des Zielpunktes (6) auf das Ziel (2).Displaying a target point (6) in the sighting display (1), in which elevation and lead are taken into account for a shot to be fired, and aligning the target point (6) with the target (2).
Zielerfassungsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßpunkt (5) ausgeblendet wird, wenn der Zielpunkt (6) eingeblendet wird. Target acquisition method according to claim 3, characterized in that the measuring point (5) is hidden when the target point (6) is shown.
5. Zielerfassungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Scanbewegung hinter den erkannten Kanten (2a,2b) des Zieles (2) abgebrochen wird.5. Target detection method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the scanning movement behind the detected edges (2a, 2b) of the target (2) is interrupted.
6. Zielerfassungsvorrichtung mit einem Visier (19), einem Laser- Entfernungsmesser (22), mit einem Sendeteil (23) zum Ausgeben eines Taststrahls (26) und einem Empfangsteil (28) zum Empfangen des reflektierten Taststrahls (27), wobei der Sendeteil (23) einen Sender (24) und eine bewegliche Taststrahl-Ablenkvorrichtung (25) zum scannenden Ablenken des Taststrahls (26) bei unbewegtem Visier (19) innerhalb des6. Target detection device with a sight (19), a laser rangefinder (22), with a transmitting part (23) for emitting a scanning beam (26) and a receiving part (28) for receiving the reflected scanning beam (27), the transmitting part ( 23) a transmitter (24) and a movable scanning beam deflection device (25) for scanning deflection of the scanning beam (26) when the visor (19) is stationary within the
Erfassungsbereichs des Visiers (19) enthält, und einer Steuereinheit (29), welche anhand der an den Kanten (2a,2b) des Ziel (2) auftretenden Entfernungssprünge des reflektierten Testsignals (27) die von dem Taststrahl (26) überstrichenen Kanten des Ziels (2) erkennt.Detection area of the visor (19), and a control unit (29) which, based on the jumps in distance of the reflected test signal (27) occurring at the edges (2a, 2b) of the reflected test signal (27), the edges of the target swept by the scanning beam (26) (2) recognizes.
7. Zielerfassungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Visier (19) im Strahlengang (35) eine transparente Darstellungsplatte (36) aufweist und durch eine Lichtquelle (37), deren Lichtsignal (39) über einen beweglichen Lichtsignalspiegel (38) auf die Darstellungsplatte (36) ablenkbar ist, wobei die Steuereinheit die Zielentfernung und/oder die7. Target detection device according to claim 6, characterized in that the visor (19) in the beam path (35) has a transparent display plate (36) and by a light source (37), the light signal (39) via a movable light signal mirror (38) on the Display plate (36) can be deflected, the control unit being the target distance and / or the
Zielgeschwindigkeit ermittelt und zur Darstellung von Meß- und/oder Zielinformationen (5,6) die Lichtquelle (37) und/oder den beweglichen Spiegel (38) ansteuert.Determines the target speed and controls the light source (37) and / or the movable mirror (38) to display measurement and / or target information (5, 6).
8. Zielerfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Visier eine Kamera zur Aufnahme des Zieles und einen Monitor zur Darstellung des Zieles aufweist, wobei Meß- und/oder Zielinformationen auf dem Monitor darstellbar sind. 8. Target detection device according to claim 6, characterized in that the visor has a camera for recording the target and a monitor for displaying the target, wherein measurement and / or target information can be displayed on the monitor.
9. Zielerfassungsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßinformation ein in der Visierdarstellung (1 ) des Zieles (2) abgebildeter Meßpunkt (5) ist.9. Target detection device according to claim 7 or 8, characterized in that the measurement information is a measuring point (5) depicted in the sighting representation (1) of the target (2).
10. Zielerfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zielinformation ein Zielpunkt (6) ist, der um die aus der Zieientfernung berechnete Erhöhung und den aus der Zielgeschwindigkeit berechneten Vorhalt korrigiert ist.10. Target detection device according to one of claims 7-9, characterized in that the target information is a target point (6) which is corrected by the increase calculated from the target distance and the lead calculated from the target speed.
11. Zielerfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (29) nach jedem durch die Kanten (2a,2b) des Ziels (2) hervorgerufenen Entfernungssprung die Scanrichtung wechselt. 11. Target detection device according to one of claims 6-10, characterized in that the control unit (29) changes the scanning direction after each jump in distance caused by the edges (2a, 2b) of the target (2).
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