DE3543647C2 - Einrichtung zur Vermessung von durch Reflektoren markierten Raumpunkten und darauf gerichteter Kommunikation mit Licht - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 1. Diese Einrichtung ist besonders zur realistischen Simulation des Schießens mit ballistischer Munition mit optisch zu richtenden Waffensystemen erforderlich.
Insbesondere eignet sich diese Einrichtung für Simulationsgeräte mit denen das Schießen von bewegten Waffensystemen wie z. B. KPz oder SPz auf bewegliche Ziele simuliert wird und mit denen Schießausbildung betrieben werden kann.

Bei derartigen Geräten hat sich heute allgemein die Verwendung von Lasertechnik, insbesondere von Halbleiterlasern durchgesetzt, da damit auch leicht die Entfernung zum Ziel gemessen werden kann.

Das Geschoß wird vielfach durch einen Laserpuls oder durch eine Pulskette ersetzt. In vielen Fällen wird auch der Laser zur Lagevermessung des Zieles verwendet. Die Ziele werden zu diesen Zwecken mit Retroreflektoren oder ähnlichen Reflektoren ausgerüstet.

Es ist Aufgabe eines Schußsimulations- oder Schießausbildungsgerätes, unter Berücksichtigung aller Parameter, sowohl waffenseitig als auch zielseitig, nur dann einen Treffer zu melden, wenn auch wirklich alle Voraussetzungen dafür erfüllt sind und, im Falle der Schießausbildung, auch die Ablagewerte eines Richtvorganges dem Richtschützen oder Ausbilder darzustellen.

Dies ist naturgemäß für Waffensysteme, die während des Schießens bewegt werden, und mit denen auf bewegte Ziele geschossen wird, sehr schwierig.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung anzugeben, mit der für den Schießsimulationsvorgang möglichst alle meßtechnisch vom schießenden Waffensystem aus vermeßbaren Daten der Ziele schnell, einfach und genau gemessen werden können. Diese Daten werden unmittelbar in einem zur Simulationsausrüstung gehörigen Rechner kontinuierlich ausgewertet. Damit sind für den Zeitpunkt der Schußabgabe und auch vorher und nachher, unter Hinzuziehung noch weiterer Meßdaten aus dem schießenden System, die Ablagewerte für alle erreichbaren und meßtechnisch erfaßten Ziele berechnet, auf ein fiktives Schießergebnis untersucht und zur Weiterverarbeitung bereitgestellt.

Weitere Aufgabe ist es, dem Ziel in geeigneter Weise von den Auswerteergebnissen Mitteilung zu machen. Die Weise wie das geschieht ist vom jeweiligen Waffensystem, von der taktischen Situation und von der jeweiligen Verwendungsart des Simulationsgerätes abhängig. Der Rechner selbst oder die Art und Weise der Berechnung ist nicht Gegenstand dieser Erfindung.

Zur Lösung der meßtechnischen Aufgabe und der Kommunikationsaufgabe ist bisher noch keine umfassend geeignete Einrichtung angegeben worden. In mehreren Schriften wurde die Existenz einer derartigen Einrichtung vorausgesetzt, ohne ein befriedigendes Konzept für die Funktionsweise anzugeben.

Dazu sind z. B. DE 22 62 605, DE 28 02 477 oder DE 31 14 000 zu nennen.

Die zu der erfindungsgemäßen Einrichtung entsprechenden, dort angegebene Lösungvorschläge sind, zusammenfassend gesagt, in ihrer Funktion zu langsam oder zu ungenau oder zu teuer oder zu groß oder zu kompliziert oder nicht allgemein verwendungsfähig. Forderungen nach Verwendbarkeit für möglichst alle Waffensysteme und Bereitstellung der Mittel für Kompatibilität mit verschiedenen bereits vorhandenen Simulationseinrichtungen sind ebenfalls nicht erfüllt.

Die entsprechend der erfinderischen Aufgabe der Einrichtung zu messenden Daten sind:
- Winkellage eines Zieles ohne Aufsatz- und Vorhaltwinkel. Diese Messung dient zur elektronischen Justage der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Visierlinie und Rohrseelenachse nach der Montage am Waffensystem. Damit wird die Grundjustage der Visierlinie zur Rohrseelenachse des Waffensystems in den Simulator übernommen.
- Winkellage der Ziele relativ zu einer festen Bezugsrichtung wie z. B. der Rohrseelenachse. Diese Messung wird kontinuierlich durchgeführt.
- Entfernung der Ziele. Diese Messung wird ebenfalls kontinuierlich für alle Ziele durchgeführt.

Die entsprechend der erfinderischen Aufgabe der Einrichtung zu erfüllende Aufgabe bezüglich Kommunikation ist:
- Ausrichten eines separaten, in seiner Divergenz auf wenige Milliradian begrenzten, Laserstrahls auf dasjenige Ziel, das vom Rechner als treffbares Ziel errechnet wurde.
- Halten des ausgewählten Zieles, so daß zu jedem Zeitpunkt eine Kommunikation, stattfinden oder eröffnet werden kann.

Natürlich sind noch weitere Messungen erforderlich. Dazu gehören beispielsweise waffensystemseitig:
- Schrägstellung des Waffensystems
- Querwind, Temperatur
- Geschwindigkeit und Winkelstellung des Turmes zur Schußrichtung
- Winkelgeschwindigkeit der Waffe etc.
und beispielsweise zielseitig:
- Quer- und Radialgeschwindigkeit des Zieles relativ zum schießenden Waffensystem
- Beschußrichtung
- Bewegung nach simulierter Schußabgabe etc.

Die Einrichtungen und die Verfahren dazu sind nicht Gegenstand der erfinderischen Aufgabe.

Die Erfüllung der oben angeführten erfindungsgemäß durchzuführenden meßtechnischen Aufgaben ermöglicht danach die Reduzierung der Hauptaufgabe der Schußsimulation, die Bestimmung ob Treffer oder Fehlschuß, im wesentlichen auf Datenverarbeitung da die Vermessung des Zieles permanent, im von der Waffe jeweils erreichbaren Bereich stattfindet.

Die erfinderische Aufgabe wird dadurch vereinfacht und zerlegt, daß die kontinuierlichen Messungen der Ziele und die Kommunikation mit dem Ziel zwar beide mit lasertechnischen Mitteln durchgeführt werden, jedoch mit getrennten separaten Baugruppen.

Dadurch besteht die erfinderische Einrichtung aus mindestens zwei Subsystemen:
- Einem Meßgerät, mit dem bezüglich der Rohrseelenachse im maximalen praktischen Aufsatzwinkelbereich und maximalen Vorhaltwinkelbereich inklusive der Berücksichtigung von maximalem Querwind und maximaler praktischer Schrägstellung des Waffensystems, die exakte Winkellage aller möglichen Ziele (Reflektoren) und die Entfernungen zu diesen Zielen kontinuierlich vermessen werden.
- Einem Kommunikationssystem, mit welchem mit demjenigen Ziel, das bei Schußabgabe getroffen würde, kommuniziert werden kann, und auf das zu diesem Zwecke ein Laserstrahl kontinuierlich nachgeführt wird.

Diese Trennung der Funktionen bringt mehrere wesentliche Vorteile:
- Die zur kontinuierlichen Vermessung der Zielpositionen benötigte Laserenergie ist geringer und die benötigte Pulsrate höher als die zur Kommunikation erforderliche. Auf diese Weise können die unterschiedlichen Aufgaben mit jeweils optimal ausgelegten optronischen Komponenten durchgeführt werden.
- Dadurch, daß der Kommunikationskanal vom meßtechnischen Problem unabhängig ist, kann nun dafür gesorgt werden, daß die Belange der Zielsysteme Berücksichtigung finden. Die weite Verbreitung verschiedener Systeme von verschiedenen Herstellern erfordert dies, damit die jeweils spezielle fabrikatsspezifische Art der Kommunikation (oder nacheinander mehrere Arten) auch durchgeführt werden können.
- Die genaue Zielvermessung liefert die genauen Lagedaten für treffbare Ziele. Genau das sind die Solldaten für die Ausrichtung des Kommunikationslasers. Die Divergenz dieses Strahles kann deshalb klein gehalten werden und so vermieden werden, daß nebenliegende Ziele eine nicht für sie bestimmte Information empfangen bzw. nur das als treffbar berechnete Ziel die Information erhält. Die zur Informationsübertragung zur Verfügung stehende Zeit ist auf diese Weise sehr groß, da das Ziel kontinuierlich vom Kommunikationsstrahl gehalten wird.

Die für beide Aufgaben erforderlichen technischen Mittel sind sich sehr ähnlich.

Um die meßtechnische Aufgabe zu erfüllen, wird der Raumwinkel, in dem, von der Rohrseelenachse aus gesehen, Ziele getroffen werden könnten, mit einem geeigneten Laserscanner abgesucht.

Es ist bekannt Scanner mit rotierenden Spiegeln aufzubauen. Dadurch wird das Lichtbündel kontinuierlich entsprechend der doppelten Spiegelbewegung abgelenkt. Diese Technik hat in vielen Varianten Verwendung gefunden.

Ebenso ist bekannt, elektrooptische Deflektoren zu verwenden, um Lichtbündel abzulenken oder zu modulieren, oder das Licht mit sog. Herschelprismensystemen abzulenken, oder Projektionslinsen zu bewegen.

Scanner, bei denen diese technischen Mittel eingesetzt werden, müssen in der Regel außerhalb des optischen Systems im parallelen Strahlengang angebracht werden. Hier ist jedoch der Durchmesser des Lichtbündels um ein Vielfaches größer als an der Lichtquelle, sodaß diese Scanner für divergente Quellen sehr groß werden.

Im Falle der rotierenden Spiegel würden nacheinander die Spiegelflächen durch das Lichtbündel geschwenkt werden.
Vom Winkelbereich, den diese Fläche zur Lichtausbreitungsrichtung durchläuft, wird nur ein kleiner Bereich verwendet, da der zu erreichende Scanbereich, z. B. im Falle des KPz, nur in der Größenordnung von ca. 20 × 20 Milliradian sein muß.
Dadurch entsteht zwischen den aufeinander folgenden Scanvorgängen eine Totzeit oder ein ungenutzter Winkelbereich, der die für das Scannen zur Verfügung stehende Zeit extrem stark einschränkt und zu einer sehr hohen Laserpulsrate führt oder, wenn dies vermieden werden soll, das System langsam macht.

Außerdem sind die Anforderungen an die Winkelmessung bei Verwendung von Spiegeln sehr hoch. Bei einer gewünschten Meßgenauigkeit von 0,1 Milliradian ist eine dynamische Meßgenauigkeit von besser als 0,05 Milliradian an der Spiegeldrehachse erforderlich.

Für die erfinderische Einrichtung ist deshalb eine kostengünstige Scanapparatur geschaffen, die diese Probleme nicht aufwirft, mit der in dem begrenzten Raumwinkelsektor die Lage von Reflektoren kontinuierlich und schnell gemessen werden können, die kostengünstig und klein gebaut werden kann, und bei der die Anforderungen an die Winkelmeßgenauigkeit innerhalb des Ablenkers klein sind.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß noch im divergenten Strahlengang nahe der Lichtquelle oder nahe einer Zwischenabbildung der Lichtquelle, eine für den Wellenlängenbereich der Lichtquelle transparente Planplatte mit der Drehachse senkrecht zur Lichtausbreitungsrichtung, gedreht wird.

Dadurch wird eine Strahlversetzung erzeugt, die eine Änderung des Abstrahlwinkels hinter dem letzten Objektiv des optischen Systems der Lichtquelle verursacht. Diese Änderung des Abstrahlwinkels ist durch die Brennweite des Systems und durch die Strahlversetzung bestimmt und die Strahlversetzung durch die Brechungszahlen vom Umgebungsmedium und der Planplatte, der Dicke und der Winkelstellung der Planplatte.

Wird die Planplatte kontinuierlich gedreht, entsteht eine kontinuierliche Ablenkung des Lichtbündels hinter dem Projektionsobjektiv.

Die Planplatte kann z. B. als Würfel oder mehrflächiges Element ausgebildet werden, so daß mit jeder Drehung einer Fläche im Strahlengang ein Scan-Vorgang erzeugt wird.

Da ein exakter rechnerischer Zusammenhang zwischen den geometrischen Größen und der Ablenkung des Lichtbündels besteht kann zur Messung des Ablenkwinkels des Lichtbündels die Messung des Drehwinkels der Planplatte herangezogen werden. Dies kann zum Beispiel durch Winkelgeber wie z. B. inkrementale Winkelgeber, durchgeführt werden. Ein besonderer Vorteil ist nun, daß eine Drehung der Planplatte nur eine geringe Ablenkung des Lichtbündels verursacht und auf diese Weise die Anforderungen an die Winkelmessung im selben Verhältnis herabgesetzt werden. Ein Faktor von 30 ist dabei leicht erreichbar.

Ein Scanner mit nur einer Ablenkeinrichtung erlaubt noch keine Bestimmung der Polarkoordinaten eines Reflektors. Dazu ist eine zweidimensionale Abtastung des Scanfeldes mit zwei derartigen Ablenkern, die beispielsweise senkrecht zueinander ablenken inclusive einer Entfernungsmessung zum Reflektor erforderlich. Durch unterschiedliche Ablenkgeschwindigkeiten der Scanner kann ein Scanfeld flächig mit einem projezierten Lichtfleck abgetastet werden.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung eines Scanners,

Fig. 2 das projezierte Bild der Linienlichtquelle im Fernfeld,

Fig. 3 das Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Scannersystems,

Fig. 4 ein optisches System für eine erfindungsgemäße Ausführungsform,

Fig. 5 ein weiteres optisches System für eine erfindungsgemäße Ausführungsform,

Fig. 6 das projezierte Bild zweier linienförmiger Lichtquellen, entsprechend einer Ausführungsform eines Scanners nach Fig. 2,

Fig. 7 das projezierte Bild einer weiteren Anordnung einer linienförmigen Lichtquelle,

Fig. 8 eine Ausführungsform eines Scanners mit zwei Ablenkern in einem optischen System,

Fig. 9 die schematische Beziehung zwischen Waffe und Ziel,

Fig. 10 das Meßfeld mit den linienförmigen Lichtquellen

Fig. 11 und Fig. 12 ein Beispiel einer linienförmigen Quelle

Ein Ausführungsbeispiel (Fig. 1) stellt einen Scanner dar, wie er in der erfindungsgemäßen Einrichtung verwendet wird.

Dabei wird eine divergente Lichtquelle die ggf. mittels speziell geformter Lichtleitfasern oder sonstiger optischer Komponenten zu einer linienförmigen Quelle (1), die quer zur Hauptausbreitungsrichtung (9) des Lichtbündels orientiert ist, umgeformt. Die Quelle (1) wird im Fernfeld mit einem Projektionsobjektiv (7) abgebildet.

Im divergenten Strahlengang, nahe der linienförmigen Lichtquelle oder nahe einer Zwischenabbildung der Lichtquelle, wird ein für den Wellenlängenbereich der Lichtquelle transparenter Würfel (2) mit der Drehachse (10) senkrecht auf der Strahlungsrichtung (9) gedreht.

Dadurch entsteht eine Strahlversetzung, die eine Änderung des Abstrahlwinkels hinter dem Projektionsobjektiv (7) der Lichtquelle (1) verursacht. Wird der Würfel (2) einmal um sich selbst gedreht, so wird das Lichtbündel viermal abgelenkt bzw. es laufen vier Scans ab.

Zur Messung des Ablenkwinkels des Lichtbündels hinter der Projektionslinse wird die Messung des Drehwinkels des Würfels herangezogen. Dafür wird der Winkelgeber (3) benutzt. Der Antrieb des Würfels erfolgt mittels Motor (4) über die Zahnräder (5, 6). In einer weiteren Bauform kann der Antrieb auch mittels elastischem Rundschnurring erfolgen.

Fig. 2 zeigt das Bild der projezierten linienförmigen Quelle (11), welches infolge der Rotation des Würfels (2) ein bestimmtes Feld (12) überstreicht.

Mit dieser Einrichtung findet man die Winkellage des Reflektors mit einem einzigen Scanvorgang in einer Winkelrichtung.

Mit einer zweiten derartigen Einrichtung deren Lichtquelle und Scanner senkrecht zur ersten orientiert sind, ist man in der Lage die zweite Winkel-Dimension zu messen.

Eine derartige Einrichtung wird in Fig. 3 dargestellt. Die Bezeichnungen (1a, 2a, 3a, 4a, 7a) gehören zur im rechten Winkel zur ersten angeordneten zweiten Scan-Einrichtung.

Die Scan-Richtungen sind folglich vertikal zueinander ausgerichtet. Die projezierten Lichtquellen sind in Fig. 6 dargestellt.

Fig. 4 und 5 zeigen weitere Beispiele von erfindungsgemäßen Anordnungen.

Das Empfangsobjektiv (15) mit dem Empfänger (20) ist so ausgelegt, daß das Sehfeld (14) das gesamte Scanfeld umgreift. Mittels der Entfernungsmeßelektronik (16) und der Winkelmeßelektronik (17) können genau zu dem Zeitpunkt, zu dem Reflexionssignale empfangen werden, Winkelauslesungen erfolgen.

Damit sind die Polarkoordinaten der Reflektoren und damit auch der möglichen Ziele vollständig bekannt und die meßtechnische Aufgabe erfüllt. Die Steuerelektronik (19) steuert den kontinuierlichen Ablauf der Messung und liefert die Daten für die Motorelektronik (18).

Zu einer Vermessung sind lediglich zwei Scans erforderlich, wodurch mit diesem, zur erfinderischen Einrichtung gehörigen Scan- System, besonders schnell gemessen werden kann. Dabei sind keine großen Pulsfolgefrequenzen für die Scan-Laser erforderlich.

Eine schnelle Messung ist besonders wichtig, da nur damit in genügend kurzer Zeit eine ausreichende Rate für die kontinuierliche Vermessung eines bewegten Zieles erreicht werden kann.

Ist der zu scannende Raumwinkel beispielsweise 15 × 15 mrad groß, wird eine Auflösung von 0,1 mrad gefordert und soll 10 mal in der Sekunde eine Messung aller Ziele abgeschlossen sein, so kann mit einer Pulsfolgefrequenz von ca. 2 kHz pro Scanner gearbeitet werden. Da mit den zu dieser Einrichtung gehörigen Laserpulsen nur Reflektoren vermessen werden, kann der Energieinhalt und die Pulsbreite, verglichen zum Kommunikationslaser, erfahrungsgemäß und auch rechnerisch nachweisbar, extrem niedrig gewählt werden, was für die Augensicherheit derartiger Geräte wichtig ist.

Weitere Anordnungen sind in den Fig. 4 und 5 dargestellt.

Diese Ausführungsformen stellen verschiedenen Anordnungen der optischen Systeme dar. So ist in Fig. 4 eine Anordnung dargestellt, bei der die senkrecht zueinander ausgerichteten, linienförmigen Lichtquellen mittels Strahlteiler koaxial vor einen Projektionsobjektiv zusammengefaßt sind. Der Empfänger (20), mit dem Sammelobjektiv (15), hat ein Sehfeld (14), das den ganzen Scan-Raumwinkel umgreift.

Fig. 5 stellt eine Ausführungsform dar, in der für jede Scan-Richtung jeweils ein Scan-Laser und Empfänger (1, 20) und (1a, 20a) mittels Strahlteiler, koaxial zu den Linsen (7) und (7a), zusammengefaßt sind. Die Sehfelder der Empfänger (13, 13a) sind in dieser Ausführungsform sehr viel kleiner als das zu Fig. 4 gehörige.

Fig. 9 stellt die Zuordnung der erfindungsgemäßen Einrichtung (29) zur Waffe dar. Die Waffe ist durch die Rohrseelenachse (28) repräsentiert, die sich im oberen Teil des Scanfeldes befindet. Fig. 10 stellt das Scanfeld dar, in dem mit den linienförmigen Quellen (1, 1a, 1b, 1c) der Raumwinkel abgescannt wird. (30) stellt ein mit einem Reflektor ausgerüstetes Ziel dar, das in der vertikalen und horizontalen (31, 32) Ablage vermessen wird. (36) stellt den auf dieses Ziel ausgerichteten Kommunikationslaserfleck dar.

Eine weitere Ausführungsform einer Anordnung von linienförmigen Lichtquellen ist in Fig. 7 dargestellt.

Dabei sind zwei parallele Lichtquellen nebeneinander angeordnet, sodaß nur der halbe Scanwinkel durchfahren werden muß, um die gesamte Scanfläche, bestehend aus (12, 12c), zu überstreichen. Bei gepulst betriebenen Lichtquellen können die Quellen (1) und (1c) nacheinander zyklisch angesteuert werden.

Diese Ausführungsform ist besonders dann geeignet, wenn
- ein sehr großer Scan-Bereich überstrichen werden soll, da der Scan-Winkel klein gehalten werden kann, ohne den Scanbereich zu verkleinern,
- eine große Meßgenauigkeit erreicht werden soll.

Der erste Grund ist dann wichtig, wenn die durch die optische Planplatte oder den Würfel hervorgerufenen Verzeichnungen des projezierten Bildes, was bei großen Ablenkwinkeln auftritt, vermieden werden soll.

Der linienförmigen Lichtquelle kommt innerhalb dieser erfindungsgemäßen Einrichtung eine erhebliche Bedeutung zu.

In Fig. 11 und 12 ist eine besonders geeignete Bauform dafür angegeben. Dabei stellt (33) eine Lichtquelle dar, die beispielsweise ein gepulst betriebener Halbleiterlaser, bestehend aus einer Laserdiode und Strompulser zur Lichtpulserzeugung sein kann. Diese ist mit einer Glasfaser (34) gekoppelt um in der räumlichen Anordnung dieses Lasers, innerhalb des Gerätes, frei zu sein. Die Glasfaser ist am zweiten Ende mit einem Formungselement (35) gekoppelt, in dem die Querschnittsfläche der Glasfaser auf eine Linienform übertragen wird.

Dieses Formungselement enthält eine Reihe von rechteckigen Glasfasern (36), die am einem Ende eng gestapelt sind um guten Anschluß an die Querschnittsfläche der Glasfaser zu finden, und am anderen Ende mit der schmalen Seite aneinander gereiht sind, um die gewünschte linienförmige Lichtquelle (7) zu bilden.

Die Vorteile dieser Anordnung liegen darin, daß
- ein sehr großes Verhältnis von Länge der Quelle zu Breite der Quelle erzeugt werden kann,
- die Quelle durch Hinzufügung von weiteren Fasern vergrößert werden kann, d. h. diese Art der Herstellung von linienförmigen Lichtquellen ist in sehr großem Maße der jeweiligen Aufgabenstellung anpaßbar,
- die Herstellung sehr wirtschaftlich ist, da die Rechteckfasern nicht direkt an die Chips der Laserdioden gekoppelt werden, sondern die Glasfaser (34) zwischengesetzt ist. Dies ist z. B. in DE PS 28 02 477 als Nachteil zu verzeichnen, da der Ausfall einer Klebestelle oder Faser das ganze Modul unbrauchbar macht.

Ähnliche technische Mittel wie sie erfindungsgemäß beim Scannen Verwendung finden, werden bei der Erfüllung der Kommunikationsaufgabe eingesetzt. Aus der Vermessung der Ziele mittels Scanner sind die Positionen der Reflektoren bekannt. Ein zum Simulationssystem gehöriger Rechner ermittelt unverzüglich das jeweilige Ziel, das im Falle einer Schußabgabe getroffen würde.

Die Koordinaten dieses Zieles sind also immer sofort verfügbar. Diese dienen als Sollwerte in einem Stellkreis in dem der Kommunikationslaserstrahl automatisch auf dies Ziel gerichtet wird, bis vom Rechner anderweitige Befehle gegeben werden.

Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform in der ein Scanner mit zwei Ablenkelementen (26, 27) in einem Strahlengang ausgerüstet ist. Die Drehachsen (24, 25) der optischen Planplatten (26, 27) sind dabei senkrecht zueinander angeordnet, sodaß man durch Drehung dieser Platten innerhalb eines bestimmten Winkelbereiches jeden Punkt im Scanfeld anfahren kann. Als Lichtquelle eignet sich hier insbesondere eine punktförmige Quelle (23).

Der Antrieb und die Messung der Winkelstellung der Planplatten (26, 27) erfolgen mit den gleichen Mitteln, wie sie im Scanner Verwendung finden. Auf diese Weise ist ein extrem billiger, hochgenauer Stellkreis realisiert, mit dem der Kommunikationslaserstrahl auf jeden Punkt im Scanfeld gesteuert werden kann.

Besondere Vorteile der Erfindung liegen darin, daß die zur Messung des Ablenkwinkels erforderliche Meßgenauigkeit durch die ersatzweise Messung des Drehwinkels der optischen Planplatte (2) in beiden Subsystemen stark herabgesetzt wird und trotzdem eine direkte Ablenkwinkelmessung erfolgt.

Weiterhin ist die Bauform dieses Scan-Systems und dieses Tracking- oder Folgesystems extrem klein, da sich sowohl die Scanner als auch der Tracker im divergenten Strahlengang und nicht hinter dem Projektionsobjektiv im parallelen Strahlengang befinden. Da mit einfachen technischen Mitteln eine hohe Genauigkeit und große Meßgeschwindigkeit erreicht wird, ist diese Einrichtung auch besonders kostengünstig und robust.

Claims (15)

1. Einrichtung zur Vermessung von Raumpunkten von durch Reflektoren markierten Zielen und darauf gerichteter Kommunikation innerhalb eines begrenzten, auf eine Bezugslinie bezogenen Raumwinkelsektors, unter Verwendung von Licht, einem Scansystem zum scannen von Licht, mehreren Licht emittierenden und/oder detektierenden optronischen Elementen in Kombination mit einem Ausrichtesystem für Kommunikation per Licht mit weiteren Licht emittierenden Elementen, wobei mit dem Scansystem von einer Waffe aus die Reflektorwinkellagen vermessen werden und mit dem Ausrichtesystem auf eines dieser Ziele ein Lichtstrahl zur Kommunikation von der gleichen Waffe aus gerichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Scannen und das Ausrichten gleichzeitig und kontinuierlich und unabhängig von einander erfolgt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Vermessen der Raumpunkte Scanner verwendet werden, deren projezierte Abbildungen dadurch durch den Raumwinkel geschwenkt werden, daß innerhalb des divergenten Strahlenganges eine transparente optische Planplatte (2), mit der Drehachse senkrecht zur Strahlungsrichtung gedreht wird und dadurch eine Strahlversetzung hervorgerufen wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Planplatte (2) als transparenter Würfel oder transparentes Polygonalprisma ausgebildet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ablenkende Element (2) eine direkte Verbindung mit einem Winkelmeßelement aufweist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle vor dem ablenkenden Element quer zur Ablenkeinrichtung eine sehr viel größere Ausdehnung als parallel dazu hat, so daß auch das projezierte Bild (11) der Quelle diese Form aufweist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Ablenkeinheiten derartig zu einem Ablenksystem zusammengestellt werden, daß die Lichtstrahlung von beiden Quellen im wesentlichen in die gleiche Richtung projeziert wird und die Ablenkrichtungen und die jeweils längeren Abmessungen der Quellen oder Abbildungen (11), (11a) rechtwinklig zueinander stehen.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Scanner mittels Strahlteiler (22) koaxial zusammengefaßt werden und nur ein Projektionsobjektiv (7) erforderlich ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder zu einem Scanner gehörenden linienförmigen Lichtquelle (1, 1a) mindestens ein Empfänger (20, 20a) zugeordnet ist, und beide Strahlengänge das gleiche Ablenkelement durchlaufen und das Empfängersehfeld (13, 13a) das projezierte Bild (11, 11a) umgreift.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle aus mehreren linienförmigen Quellen (7) zusammengesetzt ist.

10. Eirichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete Lichtquelle eine Laserdiode (33) ist, die an eine Glasfaser (34) gekoppelt ist und deren Ende mit einem Stapel rechteckiger Glasfasern (36) verbunden ist, der an seinem Ende wiederum so geordnet ist, daß die rechteckigen Fasern mit der schmalen Seite nebeneinander angeordnet sind und eine durchgehende, linienförmige Lichtaustrittsfläche (37) bilden.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtung des Lichtstrahls für die Kommunikation mittels zweier drehbarer, mit der Drehachse zueinander und zur Lichtausbreitungsrichtung (24, 25) senkrecht angeordneter, optischer Planplatten (26, 27), im divergenten Strahlengang einer Quelle (23) erfolgt, indem mit diesen Platten eine Strahlversetzung durch Drehung um die Achse (24) oder (25) hervorgerufen wird.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für gleiche Ablenkungen mit gleichen Drehwinkeln, die optische Planplattendicke für das Ausrichtesystem gleich der optischen Planplattendicke für das Scansystem gewählt ist.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Planplatten (26, 27) jeweils fest mit Winkelmeßeinrichtungen verbunden sind.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Planplatten motorisch angetrieben werden und als Winkelsollwerte die gemessenen Winkelwerte eines Zieles zugewiesen bekommen.

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle für den Kommunikationslichtstrahl eine eng begrenzte Lichtquelle ist, die in Ihrer Abbildung die Zielgröße nicht wesentlich überschreitet.