DE3603521A1 - Justierverfahren fuer rechnergestuetzte visiere (rgv) - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Justierung eines rechnergestützten Visiers (RGV) mit Kreuzgitter- Flüssigkristallanzeige (LCD), Laserentfernungsmesser (LEM) mit Zielbeleuchter sowie Überhöhungs- und Vor­ halteeinrichtungen.

Die bisher bekanntgewordenen Justierverfahren dieser Art erforderten nicht nur eine hohe Fertigungspräzision sondern auch eine aufwendige Justiermechanik, abgesehen von der erforderlichen manuellen Justierung. So ein System ist beispielsweise aus der DE-PS 28 41 622 be­ kannt. Hier soll zur Nachrüstung eine mit Visier ver­ sehene Waffe mit einem Laserentfernungsmesser gekoppelt werden. Dieser Laserentfernungsmesser ist als autonomes Gerät konzipiert und wird mit der Waffe verbunden, so daß eine Grobeinweisung durch die entsprechende Ein­ richtung der Waffe erfolgt. Zur Feineinweisung des Laserentfernungsmessers wird dieser mit einer eigenen Beobachtungs-, Bildübertragungs- und Einstelleinrich­ tung versehen, die alle dem Zweck dienen, durch das Visier des Laserentfernungsmessers eine Feineinweisung desselben auf das Ziel durchzuführen, jedoch unabhängig von der Stellung der Waffe. Dem Laserentfernungsmesser ist ein Bildübertragungssystem zugeordnet. Der Schütze muß hier zwei Visiere, nämlich das der Waffe und das des autonomen Laserentfernungsmessers bedienen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Justier­ verfahren zu schaffen, das es ermöglicht, den Aufwand an Harmonisierungseinrichtungen und Fertigungstoleran­ zen wesentlich zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 aufgezeigten Maßnahmen gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteil­ hafte Ausgestaltungen angegeben, und in der nachfolgen­ den Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel erläutert und in den Figuren der Zeichnung sinnbildlich darge­ stellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze eines mit einem RGV ausge­ statteten Waffensystems;

Fig. 2 eine Prinzipskizze eines RGV-Aufbaus;

Fig. 3 eine Prinzipskizze für die Justiergenauigkeit zwischen LEM-Peilpunkt und LEM-Richtung im Visier;

Fig. 4 eine Skizze des bisherigen RGV-Visierbildes mit LCD-Strichplatte;

Fig. 5 eine Skizze des vorgeschlagenen Visierbildes mit LCD-Strichplatte;

Fig. 6 eine Prinzipskizze für den Aufbau einer Kali­ brationsmessung;

Fig. 7 ein Blockschaltbild der Funktionselemente von RGV-Kalibrationseinrichtung mit Rechnersteue­ rung.

Bei der waffentechnischen Konzeption und Fertigung darf generell davon ausgegangen werden, daß der waffensei­ tige Adapterteil 10 a präzise zur Schußrichtung der Waf­ fe 10 bzw. zur Waffenachse justiert ist, d.h. beide Achsen sind zueinander parallel. Weiterhin darf aus denselben Gründen davon ausgegangen werden, daß ebenso präzise ausgerichtet der Adapterteil 10 b des rechnerge­ steuerten Visiers (RGV) 11 ist, d.h. die Achsen von waffenseitigem Adapter 10 a und geräteseitigem Adapter 10 b sind zueinander parallel und beide sind zur Waffen­ achse parallel. Ferner darf davon ausgegangen werden, daß aufgrund der Fertigungspräzision von rechnergesteu­ erten Visieren (RGV) 11 auch eine hinreichende Justier­ genauigkeit zwischen geräteseitigem Adapter 10 b und der Struktur des RGV 11 gegeben ist. Beim Stand der Technik muß nun in einem ersten Justierschritt durch die Justierung des Empfangsdetektors in Querrichtungen des­ sen Gesichtsfeldzentrum mit der Waffenrichtung zur Deckung gebracht werden, so daß die hier erforderliche Justiergenauigkeit zwischen Gerätestruktur und LEM-Emp­ fängergesichtsfeld gegeben ist.

Nicht anders verhält es sich mit der Justiergenauigkeit zwischen Gerätestruktur und LEM-Sendestrahl 11 h. Auch hier ist in einem zweiten Justierschritt der Sende­ strahl des LEM 11 b auf das Zentrum des Empfängerge­ sichtsfeldes und damit auf die Waffenrichtung zu justieren. Aber auch die Justiergenauigkeit zwischen LEM-Peilpunkt und LEM-Richtung im Visier 11 ist in einem dritten Justierschritt z.B. durch die Justierung des teildurchlässigen Spiegels 113 auf den LEM-Sende­ strahl zu erzielen, so daß auch die Richtung des LEM- Peilpunktes identisch gleich mit der Waffenrichtung ist.

Die Justiergenauigkeit zwischen LEM-Peilpunkt 112 a und Zielmarken-Nullpunkt ist durch die Präzision der LCD- Strichplatte 112 gegeben. Normalerweise sind beide so­ gar identisch. Diese ergibt das in Fig. 4 schematisch dargestellte Visierbild, wobei mit 112 a der Peilpunkt, mit 112 b die seitlichen Vorhaltemarken für maximale Zielquergeschwindigkeit und mit 112 c die sogenannten Überhöhungsmarken bezeichnet sind, jeweils der gemesse­ nen Entfernung entsprechend nur eine dieser Linien er­ scheint. Alle diese Justierschritte erfordern manuelle Verstellung entsprechender mechanischer Justiereinrich­ tungen.

Die Darstellung der Visiermarke entsprechend der Über­ höhung und abgestuftem Vorhalt erfolgt in dem nachfol­ gend beschriebenen Verfahren der Erfindung durch eine an sich bekannte Kreuzgitter-Strichplatte, so daß sich das in Fig. 5 skizzierte Visierbild ergibt. Auch hier erscheint im Visier natürlich nur "ein" Strichkreuz, das der Überhöhung und dem Vorhalt für das jeweilige Ziel entspricht.

Bei dem vorgeschlagenen Verfahren erfolgt nunmehr die Justierung zur Erfüllung der Bedingung: "LEM-Richtung identisch gleich Waffenrichtung" nicht mehr, sie wird durch die normale Fertigungsgenauigkeit als erfüllt bzw. hinreichend erfüllt angesehen. Dies beruht auf der Überlegung, daß der Schütze nach der Entfernungsmessung in jedem Fall die Waffenrichtung entsprechend dem neu angebotenen Zielmarkenkreuz ändern muß, so daß eine genaue Justierung der LEM-Richtung auf die Waffenrich­ tung sowieso nicht sinnvoll ist. Vielmehr wird nun das durch normale Fertigungspräzision nur genähert mit der Waffenrichtung übereinstimmende Zentrum des Empfänger­ gesichtsfeldes des LEM als LEM-Richtung definiert. Bei der nachfolgend beschriebenen Kalibrationsmessung wird der LEM-Sendestrahl mittels der Ablenkeinrichtung "software-mäßig" auf diese Richtung bezogen. Bei Nacht­ betrieb wird diese Richtung bereits vor der Entfer­ nungsmessung als Peilrichtung eingestellt. Damit ent­ fallen nunmehr alle Justierungen zwischen Adapter und RGV-Struktur sowie zwischen dieser Struktur und dem LEM.

Die Bedingung: "Peilpunktrichtung identisch gleich LEM- Richtung" wird dadurch ohne mechanische Justiereinrich­ tung erfüllbar, daß der Peilpunkt 112 a ebenfalls mit­ tels der Kreuzgitter-Strichmarken 114 a dargestellt wird, d.h. nicht mehr als ortsfestes Symbol auf der LCD-Strichplatte gegeben ist.

Alle weiteren notwendigen Justierungen erfolgen nunmehr ebenfalls "rein software-mäßig" in einer einmaligen Kalibrationsmessung, die auf der Verfügbarkeit eines Mikroprozessors 11 g, eines Kreuzgitter-LCD 114 im Visier 11 und einer motorgetriebenen Ablenksteuerung 11 c und 11 f für den Lasersendestrahl 11 h mit je einer Keilscheibe 11 c für Azimut und Elevation beruht. Die Ergebnisse werden im programmierbaren Festspeicher PROM des Mikroprozessors 11 g fest eingespeichert und bilden so eine "software-mäßige Justierung".

Von diesen Bedingungen geht das vorgeschlagene Justier­ verfahren aus, bei dem in einer einzigen Kalibrations­ messung bei einem Testaufbau (Fig. 6), bestehend aus Waffe 10 mit RGV 11 und einer Zielwand 12, zunächst die Waffenrichtung durch das Visier des RGV 11 beobachtet und gemessen wird, indem ein Linienkreuz des LCD ent­ sprechend dieser Waffenrichtung ausgewählt wird. Der Wert wird im Mikroprozessor 11 g gespeichert. Die so ge­ speicherte Waffenrichtung bildet im späteren Einsatz den Zielmarken-Nullpunkt 112 d. Die Parallaxe zwischen Waffe 10 und Visier 11 ist selbstverständlich im Meßer­ gebnis berücksichtigt.

Als nächster Kalibrationsschritt wird das LEM-Empfän­ gergesichtsfeld im RGV 11 beobachtet, gemessen und sein Zentrum 11 k im Mikroprozessor gespeichert und gleich­ zeitig an der Zielwand 12 markiert. Auf dieses Ge­ sichtsfeld wird in einem nächsten Schritt der LEM-Sen­ destrahl 11 h und der LEM-Peilpunkt 112 a software-mäßig justiert.

Dieser Verfahrensschritt sieht vor, daß der vom Mikro­ prozessor 11 g gesteuerte LEM-Sendestrahl 11 h in Waffen­ richtung gebracht wird. Die dann gegebene Stellung der Keilplatten 11 c wird ebenfalls im Mikroprozessor ge­ speichert. Sie bildet im Einsatz den Zielmarken-Null­ punkt bei Zielbeleuchterbetrieb im nächtlichen Verwen­ dungsbetrieb. Die Waffenballistik, also die Elevation von Zielmarken (Tagbetrieb) bzw. Laserstrahl (Nachtbe­ trieb) als Funktion der Zielentfernung, wird ähnlich wie bei der Speicherung der Waffenrichtung durch Beob­ achtung der entsprechenden Markierungen auf der Ziel­ wand 12 durch das Visier (Tag) bzw. durch Ablenken des LEM-Sendestrahls 11 f auf diese Markierungen (Nacht) im Mikroprozessor gespeichert.

Als nächster Verfahrensschritt wird gegebenenfalls - für den Einblick mit dem anderen Auge - das RGV 11 um 180° gedreht und die vorbeschriebenen Verfahrensschrit­ te werden wiederholt, wobei die Montageposition eben­ falls im Mikroprozessor 11 g gespeichert wird.

Der Testaufbau und dessen elektronische Verschaltung etc. ist in Fig. 7 in einem Blockschaltbild darge­ stellt. Die vorbeschriebene Kalibrationsmessung kann nun voll- oder halbautomatisch erfolgen, d.h. sie wird durch einen externen Rechner 13 a gesteuert. Mit letzte­ rem ist der Mikroprozessor 11 g des RGV 11 sowie eine Lichtquelle 14 b - beispielsweise eine geeignet modu­ lierte LED - in einer durch diesen Rechner 13 a gesteu­ erten x-y-Koordinatenverstellung 14 a, 14 c an der Ziel­ wand 12 verbunden.

Die Lichtquelle 14 b, der LEM-Sendestrahl 11 h sowie die Marken 114 a des LCD-Kreuzgitters 114 werden visuell bzw. mittels TV-Tracker und TV-Kamera 13 c, 13 d durch das Visier 11 a hindurch beobachtet. Dabei werden Posi­ tionen, Richtungen bzw. Stellgrößen entsprechend vari­ iert. Die Deckungsgleichheit von LCD-Marke oder Laser­ strahlrichtung mit der entsprechend positionierten Lichtquelle auf der Zielwand 12 kann mittels des TV- Trackers 13 c eingestellt und festgestellt werden.

Damit ist ein Verfahren geschaffen, das eine vollauto­ matische Justierung ermöglicht und das darüber hinaus eine stark verminderte Justierempfindlichkeit gegen Stöße aufweist, da mechanische Justiereinheiten - bis auf die an sich stoßunempfindliche Keilplattenablenk­ einheit 11 c - entfallen. Auch die mechanische Fertigung des RGV wird hierdurch wesentlich vereinfacht.

Claims (3)

1. Verfahren zur Justierung eines rechnergestützten Visiers (RGV) mit Kreuzgitter-Flüssigkeitsanzeige (LCD), Laserentfernungsmesser (LEM) mit Zielbeleuchter sowie Überhöhungs- und Vorhalteeinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) der Sendestrahl (11 h) des LEM (11) mittels einer Ablenkeinheit (11 c, 11 f) auf das Zentrum (11 k) des Gesichtsfeldes des LEM-Empfängers (11 d) justiert und die entsprechende Position der Ablenkeinheit (11 c, 11 f) als LEM-Peilpunktsichtung (112 a) gespei­ chert wird,
• b) ein dieser Richtung entsprechendes Linienkreuz der Kreuzgitter-Strichmarken (114 a) im LCD bestimmt und als LEM-Peilpunktrichtung (112 a) gespeichert wird,
• c) der Sendestrahl (11 h) des LEM (11) auf die Waffen­ richtung (101) justiert und die entsprechende Posi­ tion der Ablenkeinheit (11 c, 11 f) als Zielmarken- Nullpunkt (112 d) abgespeichert wird,
• d) ein der Waffenrichtung (101) entsprechendes Linien­ kreuz der Kreuzgitter-Strichmarken (114 a) im LCD (114) bestimmt und als Zielmarken-Nullpunkt (112 d) gespeichert wird,
• e) für jede Zielentfernung der Sendestrahl (11 h) des LEM (11) auf die entsprechende Überhöhung (112 c) justiert und die entsprechende Position der Ablenk­ einheit (11 c, 11 f) als dieser Entfernung entspre­ chende Zielmarke gespeichert wird,
• f) für jede Zielentfernung und dieser entsprechenden Überhöhung (112 c) ein entsprechendes Linienkreuz der Kreuzgitter-Strichmarken (114 a) im LCD (114) bestimmt und als dieser Entfernung entsprechende Zielmarke gespeichert wird,
• g) das RGV (11) um 180° gedreht und die Verfahrens­ schritte a) bis f) wiederholt und die Montageposi­ tion ebenfalls im Mikroprozessor (11 g) gespeichert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kalibrationsmessung voll- oder halbautomatisch durch einen externen Rechner (13) gesteuert wird, der mit dem Mikroprozessor (119) des RGV (11), einer in einer x-y-Koordinatenverstell­ einrichtung (14 c) an der Zielwand (12) und einer in dieser (14 c) angeordneten Lichtquelle (14 b) verbunden ist.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckungsgleich­ heit von LCD-Marke oder Laserstrahlrichtung mit der Li­ chtquelle (14 b) auf der Zielwand (12) mittels TV- Tracker (13 c) fest- und eingestellt wird.