DE3603520C1

DE3603520C1 - Passive optical sensor for weapon system

Info

Publication number: DE3603520C1
Application number: DE19863603520
Authority: DE
Inventors: Richard Dr Benedikter
Original assignee: Daimler Benz Aerospace AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1986-02-05
Filing date: 1986-02-05
Publication date: 1997-05-22
Anticipated expiration: 2006-02-06
Also published as: GB2505630B; GB8702630D0; GB2505630A; FR2743883A1; GB8701199D0

Abstract

The optical sensor uses four sensor elements (A,B,C,D) for detection of a moving object, positioned so that their fields of view intersect one another, with a logic circuit (20) evaluating the response sequence of the sensor elements, to provide a trigger signal for releasing the weapon. Pref., the logic circuit is used to determine the direction and range of the detected moving object, with the weapon release initiated when one of the outer sensor elements (A,D) is the first in the response sequence and blocked when one of the inner sensor elements (B,C) is the first in the response sequence.

Description

Die Erfindung betrifft einen passiven optischen Auslösesensor, insbesondere für die Detektion bewegter Objekte.The invention relates to a passive optical trigger sensor, especially for the detection of moving objects.

Aus der DE-PS 24 25 466 ist eine Raumüberwachungsanlage für geschlossene Räume bekannt, die eine Korrelatorschaltung hinter einem beweglichen Ortsfrequenzfilter zur Auswertung enthält, um eine Bestimmung der Phasenlage der Ortsfrequenz durchzuführen. Eine Ermittlung der korrekten zeitlichen Reihenfolge beim Durch fahren eines bewegten Objektes durch die Strahlengänge einzelner Sensoren ist hiermit nicht möglich.From DE-PS 24 25 466 is a room monitoring system for closed rooms known that a correlator circuit behind contains a movable spatial frequency filter for evaluation to determine the phase position of the spatial frequency. A determination of the correct chronological order when passing through driving a moving object through the beam paths of individuals Sensors are not possible with this.

Aus der DE-OS 29 06 609 und der DE-PS 29 24 685 sind "aktive Sensoren" offenbart, deren Sender- und Empfängerstrahlen sich kreuzen.From DE-OS 29 06 609 and DE-PS 29 24 685 are "active Sensors "disclosed, the transmitter and receiver beams cross.

Die Verwendung von passiven Strahlungssensoren für Waffensysteme, wie beispielsweise Fernminen etc., wird bisher als ungeeignet angesehen, einmal weil die Detektion dieser Sensoren auf dem Kontrast der Strahlungstemperatur zwischen Objekt und Hintergrund beruht und dieser Kontrast bei Vorliegen ungünstiger Bedingungen sehr gering und nicht in allen Fällen zu einer Identifikation des Objektes ausreicht und zum andermal solche Sensoren keine Infor mation über die Entfernung zum erfaßten Objekt liefern.The use of passive radiation sensors for weapon systems, such as remote mines etc. has so far been considered unsuitable viewed, once because the detection of these sensors on the Contrast of the radiation temperature between the object and the background and this contrast in the presence of unfavorable conditions very low and not in all cases to identify the Object is sufficient and on the other hand such sensors no information provide the distance to the detected object.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Waffensystemen zur Bekämpfung bewegter Objekte einen solchen passiven optischen Auslösesensor zu schaffen, der als solcher sowohl verwendbar als auch informationsgebend über die Entfernung zum Zielobjekt ist.The invention is based, in weapon systems for Combating moving objects such a passive optical To create a trigger sensor, which is both usable as such also provides information about the distance to the target object.

Diese Aufgabe wird in überraschend einfacher Weise durch die im Anspruch 1 aufgeführten Maßnahmen gelöst. In den Unteran sprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen angegeben und in der nachfolgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Zusätzliche Erläuterungen sind aus den Figuren der Zeichnung entnehmbar. Es zeigen:This task is done in a surprisingly simple way by Measures listed in claim 1 solved. In the Unteran advantageous configurations are given and in the following description is an exemplary embodiment described. Additional explanations are from the figures can be seen from the drawing. Show it:

Fig. 1 eine Prinzipskizze des Strahlenverlaufs von je zwei Sensorelementenpaaren, die in einem Abstand S vonein ander angeordnet sind; Figure 1 is a schematic diagram of the beam path of two pairs of sensor elements, which are arranged at a distance S from each other.

Fig. 2 eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels zur Unterscheidung von drei Entfernungsmeßbe reichen; Fig. 2 is a schematic diagram of an embodiment for distinguishing three distance measuring ranges;

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2, jedoch mit anderen Strahlwinkeln; FIG. 3 shows a further exemplary embodiment according to FIG. 2, but with different beam angles;

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2, jedoch mit anderen Strahlwinkeln; FIG. 4 shows a further exemplary embodiment according to FIG. 2, but with different beam angles;

Fig. 5 ein Blockschaltbild der verwendeten Bauelemente. Fig. 5 is a block diagram of the components used.

Es sind zwei Paare von Sensorelementen mit einem gegen seitigen Abstand S so angeordnet, daß sich mindestens zwei Strahlengänge kreuzen.There are two pairs of sensor elements with one against side distance S arranged so that at least cross two beam paths.

Ein Ausrührungsbeispiel ist in Fig. 1 gezeigt. Die in neren Strahlengänge B und C kreuzen sich im Abstand L₁, die äußeren Strahlengänge A und D haben ihren Kreuzungspunkt im Abstand L₃. Dazwischen - im Abstand L₂ - liegt der Kreuzungspunkt der Strahlengangpaare A und C bzw. B und D. Im Abstandsbereich zwischen 0 und L₁ ist die Ansprech-Reihenfolge bei Annäherung von links: A, B, C, D und bei Annäherung von rechts: D, C, B, A. Im Bereich zwischen L₂ und L₃ ist die Reihen folge: C, A, D, B oder B, D, A, C bei Annäherung von links bzw. rechts. Jenseits der Entfernung L₃ ist die Ansprech-Reihenfolge C, D, A, B oder B, A, D, C in Ab hängigkeit von der Annäherungsrichtung. Mittels einfa cher Logikgatter und monostabiler Kippstufen lassen sich alle Entfernungsbereiche voneinander unterschei den. Die Logikschaltung 20 ist in Fig. 1 schematisch eingetragen (nur die einfachste Logik gezeigt). Wenn sich die Aufgabe darauf beschränkt, das Überschreiten oder Unterschreiten einer Entfernungsgrenze zu signali sieren, so vereinfacht sich die Auswertung noch erheb lich. Es reicht dann beispielsweise aus, die Auslösung zuzulassen, wenn einer der Strahlengänge A oder D als erster anspricht, oder die Auslösung zu unterbinden, wenn einer der zu den Strahlengängen B oder C gehörigen Sensoren zuerst anspricht. Die Grenzentfernung liegt dabei im Abstand L₂.An exemplary embodiment is shown in FIG. 1. The other beam paths B and C intersect at a distance L₁, the outer beam paths A and D have their crossing point at a distance L₃. In between - at a distance L₂ - is the point of intersection of the beam path pairs A and C or B and D. In the distance range between 0 and L₁ the response order when approaching from the left is: A, B, C, D and when approaching from the right: D , C, B, A. In the area between L₂ and L₃ the sequence is: C, A, D, B or B, D, A, C when approaching from the left or right. Beyond the distance L₃ is the response order C, D, A, B or B, A, D, C in dependence on the direction of approach. Using simple logic gates and monostable flip-flops, all distance ranges can be distinguished from one another. The logic circuit 20 is entered schematically in FIG. 1 (only the simplest logic is shown). If the task is limited to signaling that a distance limit has been exceeded or fallen short of, the evaluation is simplified considerably. It is then sufficient, for example, to allow triggering when one of the beam paths A or D responds first, or to prevent triggering when one of the sensors associated with beam paths B or C responds first. The limit distance lies in the distance L₂.

Ein Sonderfall ist in Fig. 2 schematisch dargestellt. Hier lassen sich mit einfachen Mitteln drei Abstandsbe reiche unterscheiden, indem die Ansprech-Reihenfolge ausgewertet wird. Sehr einfach stellt sich die Reali sierung einer Ansprech-Grenzentfernung im Abstand L₂ dar, denn es muß durch die Logikschaltung 20 nur sichergestellt werden, daß eine Auslösung nur dann stattfindet, wenn einer der zu den Strahlengängen A oder D gehörigen Sensoren als erster anspricht, oder die Auslösung verhindert wird, wenn als erster einer der zu den Strahlengängen B oder C gehörigen Sensoren anspricht.A special case is shown schematically in FIG. 2. Here, three distances can be distinguished using simple means by evaluating the response sequence. The realization of a response limit distance at a distance L 2 is very simple, because it only has to be ensured by the logic circuit 20 that triggering only takes place when one of the sensors belonging to the beam paths A or D responds first, or triggering is prevented when one of the sensors associated with beam paths B or C responds first.

Die in Fig. 3 skizzierte Anordnung entspricht, abgese hen von den Winkeln der Strahlengänge, dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel. Die Schaltlogik zur Auswertung von Richtung und Abstandsbereich entspricht ebenfalls Fig. 2. Das Beispiel nach Fig. 4 stellt nur eine Umkehrung der Strahlengänge nach Fig. 2 dar, die gezeigte Schalt logik 20 ergibt sich aus den gleichen Überlegungen.The arrangement sketched in FIG. 3 corresponds, apart from the angles of the beam paths, to the example shown in FIG. 2. The switching logic for evaluating the direction and distance range also corresponds to FIG. 2. The example according to FIG. 4 represents only a reversal of the beam paths according to FIG. 2, the switching logic 20 shown results from the same considerations.

Die Genauigkeit der beschriebenen Methode reicht für die Bestimmung der Ansprechgrenzen des Sensors bzw. eine Anpassung an die Reichweite einer Waffe von der Art einer Fernmine 2 aus, obwohl durch die optischen Gegebenheiten gewisse Bereiche mit nicht ganz eindeuti ger Anzeige vorhanden sind.The accuracy of the described method is sufficient for determining the response limits of the sensor or an adaptation to the range of a weapon of the type of a long-range mine 2 , although certain areas with a not quite clear display are available due to the optical conditions.

Die erzielbare Genauigkeit hängt von der Größe der Basis bzw. der Entfernung der Sensoren voneinander im Verhältnis zur Divergenz der Meß-Strahlengänge (Auf faß-Bereiche) ab, wie dies in übertriebener Darstellung in der Fig. 4 gezeigt wird.The achievable accuracy depends on the size of the base or the distance of the sensors from one another in relation to the divergence of the measurement beam paths (on barrel areas), as is shown in an exaggerated representation in FIG. 4.

Das in Fig. 5 gezeigte Blockschaltbild bedarf aufgrund vorstehender Angaben keiner weiteren Erläuterung.The block diagram shown in FIG. 5 requires no further explanation based on the above information.

Somit ist ein Auslösesensor der eingangs genannten Art geschaffen, bei dem aus den möglichen Kombinationen der Ansprech-Reihenfolgen sich ohne zusätzliche Zeitmessung bis zu vier Entfernungsbereiche und zwei Bewegungsrich tungen diskriminieren lassen. Mit zusätzlichen Zeitmes sungen lassen sich auch die für eine Vorhaltbildung notwendigen Informationen gewinnen.This is a trigger sensor of the type mentioned created in which from the possible combinations of Response sequences are without additional time measurement up to four distance ranges and two movement directions discriminate. With additional timekeeping can also be used for a lead formation gain necessary information.

Claims

1. Passive optical trigger sensor, in particular for the detection of moving objects, characterized in that the trigger sensor consists of four sensor elements (A, B, C, D) which are aligned so that their beam paths intersect, with at least one beam each a sensor element (eg B or C) crosses the beams of two other sensor elements (eg CD or AB) and that logic circuits ( 20 ) for signal evaluation from the response sequence are assigned to them.

2. Tripping sensor according to claim 1, characterized in that the trigger sensor for obtaining a lead information a time measuring device is assigned.

3. trigger sensor according to claims i or 2, characterized ge characterizes that for contrast detection known sensor arrays and coincidence circuits are arranged.