NL9500590A - Inrichting voor het detecteren van doelen. - Google Patents

Description

Inrichting voor het detecteren van doelen

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het detecteren van doelen, omvattende een rond een althans in hoofdzaak verticaal geplaatste zoekas roteerbare detectoreenheid, voorzien van focusseermiddelen en een detector van het lijnarray type, voor het cyclisch genereren van een de omgeving van de inrichting representerend tweedimensionaal beeld, en een op de detector aangesloten doelsextractor, voor het genereren van richtingen van gedetecteerde mogelijke doelen.

Een inrichting van deze soort is bekend uit bijvoorbeeld EP-B- 0 205 794. Het doel van de doelsextractor is om het aantal valse alarms dat een detectoreenheid levert te reduceren. Zonder doelsextractor genereert een detectoreenheid doorgaans duizenden valse alarms per omwenteling. Heeft de doelsextractor alle in het vakgebied bekende features, dan is het mogelijk dit aantal terug te brengen tot enkele valse alarms per omwenteling. Door meerdere detectors onder te brengen in de detectoreenheid en door vervolgens de door deze detectors gegenereerde beelden te kombineren, is het mogelijk het aantal valse alarms verder te reduceren.

De onderhavige uitvinding heeft eveneens tot doel het aantal valse alarms te reduceren, en wel door individuele gedetecteerde mogelijke doelen aan een nader onderzoek te onderwerpen. Ze heeft hiertoe als kenmerk, dat de inrichting tevens is voorzien van op basis van door de doelsextractor gegenereerde gegevens gestuurde optische verificatiemiddelen voor het verifiëren van de gedetecteerde mogelijke doelen.

In een gunstige uitvoeringsvorm zijn de verificatiemiddelen weliswaar samengebouwd met de detectoreenheid, maar roteren ze niet. Ze hebben daartoe als kenmerk, dat een optische as van de optische verificatiemiddelen althans in hoofdzaak samenvalt met de zoekas. In een gunstige realisatie hiervan is de detectoreenheid roteerbaar opgesteld rond een holle zoekas en zijn de optische verificatiemiddelen althans in hoofdzaak ondergebracht in de holle zoekas.

Een verdere gunstige uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft als kenmerk, dat de optische verificatiemiddelen zijn voorzien van een optisch venster aangebracht in een wanddeel van de holle zoekas dat zich buiten de detectoreenheid uitstrekt, en dat de optische verificatiemiddelen een in de holle zoekas geplaatste spiegel omvatten, waarvan een azimuthrichting en een elevatierichting op basis van door de doelsextractor gegenereerde gegevens instelbaar zijn, zodanig dat straling afkomstig van een geselecteerd mogelijk doel althans in hoofdzaak parallel aan de zoekas wordt verder geleid.

Een nog verdere gunstige uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft als voordeel dat het optische venster vlak kan zijn uitgevoerd en heeft als kenmerk, dat het optisch venster in de azimuthrichting op basis van door de doelsextractor gegenereerde gegevens instelbaar is, zodanig dat zijn azimuthrichting althans in hoofdzaak overeenkomt met de azimuthrichting van de spiegel.

Het is nu mogelijk de optische verificatiemiddelen met verschillende optische middelen uit te rusten, die in de holle zoekas ondergebracht kunnen worden.

In een eerste gunstige uitvoeringsvorm zijn de optische verificatiemiddelen uitgerust met een optische detector van het staring array type. Een detector van het staring array type is zeer geschikt voor het verifiëren van een potentieel doel, omdat in het algemeen langere integratie-tijden mogelijk zijn en omdat het hoekoplossend vermogen groter is dan van een voor volume search geselecteerd roterend lijnarray.

In een tweede gunstige uitvoeringsvorm zijn de optische verificatiemiddelen uitgerust met een laser rangefinder. Naast een verificatie van het doel levert de laser rangefinder bovendien de afstand tot het doel op.

In een derde gunstige uitvoeringsvorm zijn de optische verificatiemiddelen uitgerust met een CW doppler laserdetector. Naast een verificatie van het doel levert de CW doppler laserdetector bovendien de snelheid van het doel op en althans een indicatie van de afstand.

Een zeer gunstige uitvoeringsvorm van het radarapparaat heeft als kenmerk, dat is voorzien in middelen voor het operationeel naar keuze in de holle zoekas plaatsen van een detector van het staring array type, een laser rangefinder of een CW doppler laserdetector. Men kan dan afhankelijk van de operationele omstandigheden de optimale verificatiemiddelen kiezen en plaatsen.

Tenslotte kan men door de holle zoekas voldoende ruim uit te voeren meerdere optische verificatiemiddelen gelijktijdig inzetten.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van Fig. 1, die een schematische weergave in doorsnede is van een uitvoeringsvorm van de inrichting.

Fig. 1 geeft een uitvoeringsvorm van de inrichting in doorsnede, waarbij een detectoreenheid 1, voorzien van twee detectors 2 en 3, roteert rond een holle as 4 die vast staat opgesteld op een ondergrond 5, gevormd door bijvoorbeeld een scheepsdek. De rotatie wordt mogelijk gemaakt door op zich bekende voorzieningen, zoals aandrijfmiddelen met geïntegreerde lagering 6, verdere lagering 7, een rotary joint 8, voor aanvoer van voedingsspanningen en commandosignalen naar detectoreenheid 1 en voor afvoer van door de detectors 2,3 gegenereerde signalen. Essentieel is dat centraal in holle zoekas 4 een holle ruimte 9 beschikbaar blijft waarin hierna te beschrijven optische middelen kunnen worden aangebracht, die deel uitmaken van de optische verificatiemiddelen en die een optische as hebben welke althans in hoofdzaak samenvalt met de lengteas 10 van holle zoekas 4. Het bovenste deel 11 van holle zoekas 4 kan roteren ten opzichte van zoekas 4 met behulp van additionele lagering en aandrijfmiddelen 12. Bovenste deel 11 is verder voorzien van een vlak venster 13 en van een spiegel 14 die kantelbaar is opgesteld rond een kantelas 15, waarbij de kanteling kan worden gestuurd met behulp van een lineaire aandrijving 16.

Als de roterende detectors 2, 3 een mogelijk doel waarnemen, welke waarneming feitelijk gebeurt door een via rotary joint 8 op de detectors aangesloten doelsextractor, genereert de extractor een richting van het mogelijke doel, waaruit dan stuursignalen voor aandrijfmiddelen 12 en lineaire aandrijving 16 worden afgeleid, zodanig dat het mogelijke doel via vlak venster 13 en spiegel 14 langs de lengteas 10 van holle zoekas 4 is waar te nemen. Gedurende de waarneming staat vlak venster 13 en spiegel 14 althans nagenoeg stil. Eventueel is het mogelijk met behulp van een op de extractor aangesloten track computer vlak venster 13 en spiegel 14 zo te sturen dat een voorspelde of gemeten doelsbaan wordt gevolgd. Ook is het eventueel mogelijk vlak venster 13 en spiegel 14 met behulp van beschikbare rollen pitchsignalen zo te sturen dat de eigen beweging van het voertuig of vaartuig waarop de inrichting is gemonteerd op een op zich bekende wijze wordt gecompenseerd.

Het is nu mogelijk om de optische verificatiemiddelen uit te rusten met verschillende optische middelen door deze te plaatsen in holle ruimte 9. Hiermee is het dan mogelijk om onafhankelijk van de rotatie van detectoreenheid 1 en van de eventuele eigen beweging van het voertuig na te gaan of er sprake is van een echt doel of van een vals alarm. Een zeer geschikt optisch middel hiervoor is een camera voorzien van een detector van het staring array type. Bij voorkeur kiest men hiervoor een array van het infrarood gevoelige type, omdat dit doorgaans beter aansluit bij de spectrale gevoeligheid van detectors 2, 3 en omdat dit ook bij nacht en bij mist bruikbaar is. Door het voor het array geplaatste, op zich bekende lenzenstelsel gunstig te kiezen kan een hoekresolutie worden verkregen die beduidend groter is dan het hoekoplossend vermogen van detectors 2, 3. Daarnaast kan men voor het vergroten van de gevoeligheid de integratietijd van het array beduidend groter kiezen dan de integratietijd van detectors 2, 3. Vooral als beide factoren in kombinatie worden benut, is de verificatie van een doel steeds mogelijk, zonder dat de reactietijd van de inrichting significant wordt beïnvloed. Naast het eenduidig vaststellen of er sprake is van een doel, kan men dan doorgaans ook details waarnemen die met detectors 2, 3 niet waarneembaar zijn, zoals het type vliegtuig of schip, het aantal opvarenden van een rubberboot en dergelijke. In dat geval kan het nadelig zijn dat het beeld afhankelijk van de stand van spiegel 14 in bakshoek gedraaid is. Dit kan op een op zich bekende wijze worden verholpen door in holle ruimte 9 een dove prisma op te nemen, dat door een eveneens in holle ruimte 9 aangebrachte vertanding steeds over de halve bakshoek wordt gedraaid.

Een verder zeer geschikt verificatiemiddel verkrijgt men door in holle ruimte 9 een op zich bekende laser rangefinder te plaatsen. Uit de sterkte van een door een mogelijk doel gereflecteerde echo kan doorgaans direct worden bepaald of er sprake is van een echt doel en bovendien kan uit de looptijd direct de afstand van het doel worden bepaald.

Een eveneens zeer geschikt verificatiemiddel verkrijgt men door in holle ruimte 9 een CW doppler laserdetector te plaatsen. Hierbij wordt bijvoorbeeld met een C02 laser een monochromatische laserbundel gegenereerd en via spiegel 14 en vlak venster 13 naar het mogelijke doel geleid. Een deel van de lichtbundel wordt gereflecteerd en via vlak venster 13 en spiegel 14 naar een bij de laser opgestelde detector geleid, samen met een van de laserbundel afgeleide referentiebundel. Van het door de detector gegenereerde dopplersignaal kan dan worden afgeleid hoe groot het mogelijke doel is en wat zijn snelheid is. Door de laser op een op zich bekende wijze lineair in frequentie te moduleren, is het bovendien mogelijk op een op zich bekende wijze afstandsinformatie te genereren.

Door de hier genoemde en mogelijke andere optische middelen in een uniforme behuizing onder te brengen, is het mogelijk om afhankelijk van de operationele omstandigheden een optisch verificatiemiddel te selecteren. Dit kan handmatig, maar natuurlijk ook automatisch geschieden, bijvoorbeeld door de diverse optische middelen onder te brengen in een wisseleenheid.

Een bijkomend voordeel van de inrichting is dat men ook andere geschikte optische hulpmiddelen in holle ruimte 9 kan plaatsen, zoals bijvoorbeeld een TV camera als navigatiehulp op het moment dat men bijvoorbeeld een haven binnenvaart, waarbij dan weer een dove prisma kan worden opgenomen in holle ruimte 9 om te voorkomen dat het beeld samen met spiegel 14 in bakshoek verdraait. Een zo opgestelde TV camera maakt gebruik van het feit dat de inrichting doorgaans op de meest gunstige plaats van het schip is geplaatst.

Claims (10)

1. Inrichting voor het detecteren van doelen, omvattende een rond een althans in hoofdzaak verticaal geplaatste zoekas roteerbare deteetoreenheid, voorzien van focusseer-middelen en een detector van het lijnarray type, voor het cyclisch genereren van een de de omgeving van de inrichting representerende tweedimensionale beeldmatrix, en een op de detector aangesloten doelsextractor, voor het genereren van richtingen van gedetecteerde mogelijke doelen, met het kenmerk, dat de inrichting tevens is voorzien van op basis van door de doelsextractor gegenereerde gegevens gestuurde optische verificatiemiddelen voor het verifiëren van de gedetecteerde mogelijke doelen.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een optische as van de optische verificatiemiddelen althans in hoofdzaak samenvalt met de zoekas.

3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de detectoreenheid roteerbaar is opgesteld rond een holle zoekas en dat de optische verificatiemiddelen althans in hoofdzaak zijn ondergebracht in de holle zoekas.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de optische verificatiemiddelen zijn voorzien van een optisch venster aangebracht in een wanddeel van de holle zoekas dat zich buiten de detectoreenheid uitstrekt.

5. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de optische verificatiemiddelen zijn voorzien van een in de holle zoekas geplaatste spiegel, waarvan een azimuth-richting en een elevatierichting op basis van een door de doelsextractor gegenereerde richting instelbaar zijn, zodanig dat straling afkomstig van een geselecteerd mogelijk doel althans in hoofdzaak parallel aan de zoekas wordt verder geleid.

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat het optisch venster in de azimuthrichting op basis van een door de doelsextractor gegnereerde richting instelbaar is, zodanig dat zijn azimuthrichting althans in hoofdzaak overeenkomt met de azimuthrichting van de spiegel.

7. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de optische verificatiemiddelen zijn voorzien van een althans in hoofdzaak met de zoekas samenvallende optische detector van het staring array type.

8. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de optische verificatiemiddelen zijn voorzien van een althans in hoofdzaak met de zoekas samenvallende laser rangefinder.

9. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de optische verificatiemiddelen zijn voorzien van een althans in hoofdzaak roet de zoekas samenvallende CW doppler laserdetector.

10. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat is voorzien in middelen voor het operationeel naar keuze in de holle zoekas plaatsen van een detector van het staring array type, een laser rangefinder of een CW doppler laserdetector.