DE102020003080A1 - Method and control system for controlling a missile towards a target object - Google Patents

Abstract

Eine Ansteuerung eines Flugkörpers (20) auf ein Zielobjekt (12), wobei der Flugkörper (20) eine Sensorik (208) zum Erfassen eines Zielobjekts (12) in einem Zielgebiet (13) aufweist, wird dadurch verbessert, dass eine Zielanflugbahn (27) des Flugkörpers (20) an eine Umgebungsszene (14) des Zielobjekts (12) im Zielgebiet (13) in Abhängigkeit von Eigenschaften der Sensorik (208) des Flugkörpers (20) angepasst wird, um so die Trefferwahrscheinlichkeit des Flugkörpers (20) zu erhöhen. Diese Anpassung der Zielanflugbahn (27) erfolgt vorzugsweise durch ein Steuersystem (30) als Komponente separat zum Flugkörper (20).Control of a missile (20) at a target object (12), the missile (20) having a sensor system (208) for detecting a target object (12) in a target area (13), is improved in that a target approach path (27) of the missile (20) is adapted to an ambient scene (14) of the target object (12) in the target area (13) depending on the properties of the sensors (208) of the missile (20) in order to increase the probability of the missile (20) being hit. This adaptation of the target approach path (27) is preferably carried out by a control system (30) as a component separate from the missile (20).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Steuersystem zum Ansteuern eines Flugkörpers auf ein Zielobjekt, insbesondere eines Flugkörpers mit einer Sensorik zum Erfassen eines Zielobjekts in einem Zielgebiet.The present invention relates to a method and a control system for controlling a missile at a target object, in particular a missile with a sensor system for detecting a target object in a target area.

Zum Ansteuern eines Flugkörpers auf ein Zielobjekt ist es bekannt, dass zunächst eine Flugbahn von einem Startort des Flugkörpers zu einem Zielgebiet, in dem sich ein Zielobjekt befindet, ermittelt wird und der Flugkörper bei Erreichen des Zielgebiets mit Hilfe einer entsprechenden Sensorik in seinem Suchkopf eigenständig das Zielobjekt erfassen und anfliegen kann. Um eine möglichst hohe Trefferwahrscheinlichkeit des Flugkörpers zu erzielen, werden üblicherweise leistungsfähige Sensoriken mit maximierten Leistungsparametern (hohe Empfindlichkeit, hohe Ortsauflösung, multispektrales Design, etc.) und mit aufwändigerer / intelligenterer Signalverarbeitung im Suchkopf des Flugkörpers eingesetzt, was höhere Hardwarekosten und höhere Rechenleistungen für den Suchkopf bedingt.To control a missile to a target object, it is known that first a flight path from a starting point of the missile to a target area in which a target object is located is determined and the missile when reaching the target area with the help of a corresponding sensor in its seeker head independently Can capture target object and fly to it. In order to achieve the highest possible hit probability of the missile, powerful sensors with maximized performance parameters (high sensitivity, high spatial resolution, multispectral design, etc.) and with more complex / intelligent signal processing in the seeker head of the missile are usually used, which means higher hardware costs and higher computing power for the Seeker head conditional.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit zur Verbesserung der Trefferwahrscheinlichkeit eines Flugkörpers zu schaffen.It is the object of the invention to create a way of improving the hit probability of a missile.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Lehre der unabhängigen Ansprüche. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved by the teaching of the independent claims. Particularly advantageous configurations and developments of the invention are the subject matter of the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung hat ein Verfahren zum Ansteuern eines Flugkörpers auf ein Zielobjekt, wobei der Flugkörper eine Sensorik zum Erfassen eines Zielobjekts in einem Zielgebiet aufweist, die Schritte des Ermittelns einer Flugbahn von einem Startort des Flugkörpers zu einem Zielgebiet, in dem sich ein Zielobjekt befindet, wobei die Flugbahn in ihrem Endbereich zum Zielobjekt eine Zielanflugbahn aufweist; des Anpassens der Zielanflugbahn an eine Umgebungsszene des Zielobjekts im Zielgebiet in Abhängigkeit von Eigenschaften der Sensorik des Flugkörpers; und des Erstellens von Flugbahndaten für die ermittelte Flugbahn mit der angepassten Zielanflugbahn.According to a first aspect of the invention, a method for controlling a missile at a target object, wherein the missile has a sensor system for detecting a target object in a target area, has the steps of determining a flight path from a starting point of the missile to a target area in which a The target object is located, the trajectory having a target approach path in its end region to the target object; adapting the target approach path to a scene surrounding the target object in the target area as a function of the properties of the missile's sensors; and creating flight path data for the determined flight path with the adjusted target approach path.

Für alle Sensorikmodelle sind einzelne spezifische Hintergründe (z.B. Bewölkung, Reflexionen von Wasserflächen, Bodenclutter, rauschende Blätter von Bäumen, etc.) wegen dadurch erzeugter Störungen im Sensorsignal ungünstig für die Segmentierung des Zielobjekts von diesen Hintergründen. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, eine Ansteuerung eines Flugkörpers auf ein Zielobjekt dadurch zu verbessern, dass eine Zielanflugbahn des Flugkörpers - bevorzugt automatisiert - an eine Umgebungsszene des Zielobjekts im Zielgebiet in Abhängigkeit von Eigenschaften der Sensorik des Flugkörpers angepasst wird, um so die Trefferwahrscheinlichkeit des Flugkörpers zu erhöhen. Durch eine Analyse der Umgebungsszene des Zielobjekts kann eine für das jeweilige Sensorikmodell des Flugkörpers vorteilhaftere Hintergrundszene für das Zielobjekt im Zielgebiet ermittelt werden, um so die Trajektorie des Flugkörpers in der Zielanflugbahn entsprechend zu verbessern. Beispielsweise ist für Infrarotsensoren ein kalter, blauer Himmel ein besserer Hintergrund, um ein Zielobjekt erfassen zu können. Diese verbesserte Ansteuerung des Flugkörpers kann deutlich kostengünstiger realisiert werden als die Verwendung von leistungsfähigeren Sensoriken im Suchkopf des Flugkörpers und erzeugt auch weniger Aufwand in der Signalverarbeitung der Sensorik. Außerdem ist diese Verbesserung der Trefferwahrscheinlichkeit auch für bereits bestehende Flugkörper möglich und kann auch bei hochwertigen Sensoriken im Grenzbereich deren Leistungsfähigkeit erfolgen.For all sensor models, individual specific backgrounds (e.g. cloud cover, reflections from water surfaces, ground clutter, rustling leaves from trees, etc.) are unfavorable for the segmentation of the target object from these backgrounds due to the disturbances in the sensor signal. According to the invention, it is proposed to improve the control of a missile to a target object in that a target approach path of the missile - preferably automated - is adapted to a scene surrounding the target object in the target area as a function of properties of the missile's sensors in order to increase the missile's probability of being hit . By analyzing the surrounding scene of the target object, a background scene that is more advantageous for the respective sensor model of the missile can be determined for the target object in the target area in order to improve the trajectory of the missile in the target approach path accordingly. For example, for infrared sensors, a cold, blue sky is a better background to be able to detect a target object. This improved control of the missile can be implemented significantly more cost-effectively than the use of more powerful sensors in the seeker head of the missile and also generates less effort in the signal processing of the sensor system. In addition, this improvement in the hit probability is also possible for existing missiles and can also take place with high-quality sensors in the limit range of their performance.

Das Anpassen der Zielanflugbahn und das Erstellen der Flugbahndaten für die ermittelte Flugbahn mit der angepassten Zielanflugbahn können wahlweise vor oder nach einem Abschuss / Start des Flugkörpers durchgeführt werden.The adjustment of the target approach path and the creation of the flight path data for the determined flight path with the adjusted target approach path can optionally be carried out before or after a launch / launch of the missile.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist grundsätzlich für beliebige Flugkörper einsetzbar. Vorzugsweise ist der Flugkörper ein Lenkflugkörper und ein angetriebener Flugkörper mit beispielsweise einem Raketentriebwerk, es können aber auch nicht angetriebene Flugkörper wie beispielsweise lenkbare Artilleriemunition oder von Luftfahrzeugen abgeworfene Effektoren verwendet werden.The method according to the invention can in principle be used for any missile. The missile is preferably a guided missile and a powered missile with, for example, a rocket engine, but non-powered missiles such as steerable artillery ammunition or effectors dropped from aircraft can also be used.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist grundsätzlich auch in Kombination mit beliebigen Sensoriken des Flugkörpers einsetzbar. Vorzugsweise enthalten die Flugkörper in ihrem Suchkopf IR-Sensoren (Infrarot), VIS-Sensoren (sichtbares Licht), Radarsensoren und dergleichen, einzeln oder auch in Kombination, vorzugsweise jeweils als ortsauflösende Sensoren.The method according to the invention can in principle also be used in combination with any desired sensor systems of the missile. The missiles preferably contain IR sensors (infrared), VIS sensors (visible light), radar sensors and the like, individually or in combination, preferably each as spatially resolving sensors.

Der Begriff „Umgebungsszene“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere die komplette Umgebung eines Zielobjekts in einem Zielgebiet beschreiben. Besonders relevante Aspekte der Umgebungsszene sind eine Geländestruktur (Ebenen, Hügel, Berge, Gewässer, etc.), Flora (Wiesen, Wälder, einzelne Bäume, etc.), Bebauungen (Menge und Größe von Gebäuden, etc.), Helligkeit, Wetter (Wolken, Niederschlag, Windstärke, Lufttemperatur, etc.), Bodenclutter und dergleichen. Von einer Sensorik erfassbare Bildaufnahmen hängen von solchen Umgebungsszenen ab, welche die Erkennbarkeit von Zielobjekten in den Bildaufnahmen beeinflussen.In this context, the term “surrounding scene” is intended to describe, in particular, the complete surroundings of a target object in a target area. Particularly relevant aspects of the surrounding scene are the structure of the terrain (plains, hills, mountains, bodies of water, etc.), flora (meadows, forests, individual trees, etc.), buildings (number and size of buildings, etc.), brightness, weather ( Clouds, precipitation, wind strength, air temperature, etc.), ground clutter and the like. Image recordings that can be recorded by a sensor system depend on those surrounding scenes which influence the recognizability of target objects in the image recordings.

Die Anpassung der Zielanflugbahn für den Flugkörper beinhaltet in diesem Zusammenhang insbesondere eine Veränderung eines oder mehrerer Parameter aus Anflugrichtung, Anflugwinkel, Anfluggeschwindigkeit, Anflugzeit und dergleichen.In this context, the adaptation of the target approach path for the missile includes, in particular, a change in one or more parameters from the approach direction, approach angle, approach speed, approach time and the like.

Das Anpassen der Zielanflugbahn an die Umgebungsszene des Zielobjekts im Zielgebiet und das Erstellen der Flugbahndaten für die Flugbahn mit der angepassten Zielanflugbahn wird vorzugsweise nicht durch eine Steuereinheit im Flugkörper, sondern durch ein als Komponente separat zum Flugkörper vorgesehenes Steuersystem (z.B. in oder an einem Abschussgerät oder einer (Boden-)Leitstelle durchgeführt. So müssen die Flugkörper nicht modifiziert werden und das Verfahren kann auch mit bereits bestehenden Flugkörpern angewandt werden. In diesem Fall enthält das Verfahren dann ferner ein Senden der erstellten Flugbahndaten für die ermittelte Flugbahn mit der angepassten Zielanflugbahn an den Flugkörper, wobei das Senden der Flugbahndaten vom Steuersystem an den Flugkörper vorzugsweise über eine sichere Kommunikationsverbindung erfolgt. Grundsätzlich kann das erfindungsgemäße Konzept aber auch durch die Steuereinheit im Flugkörper realisiert werden.The adaptation of the target approach path to the surrounding scene of the target object in the target area and the creation of the flight path data for the flight path with the adjusted target approach path is preferably not carried out by a control unit in the missile, but by a control system provided as a component separately from the missile (e.g. in or on a launcher or The missiles do not have to be modified and the method can also be used with existing missiles. In this case, the method then also includes sending the created flight path data for the determined flight path with the adjusted target approach path to the Missile, the flight path data being sent from the control system to the missile preferably via a secure communication link, but in principle the concept according to the invention can also be implemented by the control unit in the missile.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung enthält das Anpassen der Zielanflugbahn eine Simulation möglicher Hintergrundszenen des Zielobjekts für verschiedene Trajektorien der Zielanflugbahn in Abhängigkeit von der Umgebungsszene des Zielobjekts und ein Bestimmen von Trefferwahrscheinlichkeiten des Flugkörpers für die simulierten Hintergrundszenen in Abhängigkeit von Eigenschaften der Sensorik des Flugkörpers. Die Hintergrundszenen werden in Abhängigkeit von der ermittelten Umgebungsszene und bevorzugt auch in Abhängigkeit von Eigenschaften wie Art, Größe, etc. des jeweiligen Zielobjekts simuliert. Die Trefferwahrscheinlichkeiten des Flugkörpers werden in Abhängigkeit von den Eigenschaften der jeweiligen Sensorik des Flugkörpers (Empfindlichkeit, Ortsauflösung, Bilderfassungstechnik, etc.) und ebenfalls bevorzugt auch in Abhängigkeit von Eigenschaften wie Art, Größe, etc. des jeweiligen Zielobjekts bestimmt. Die Trefferwahrscheinlichkeiten können vorzugsweise durch ein Abgleichen der simulierten Hintergrundszenen mit hinterlegten Beispielszenen bestimmt werden.In an advantageous embodiment of the invention, the adaptation of the target approach path includes a simulation of possible background scenes of the target object for different trajectories of the target approach path depending on the surrounding scene of the target object and a determination of hit probabilities of the missile for the simulated background scenes depending on the properties of the missile's sensors. The background scenes are simulated as a function of the determined surrounding scene and preferably also as a function of properties such as type, size, etc. of the respective target object. The hit probabilities of the missile are determined as a function of the properties of the respective sensors of the missile (sensitivity, spatial resolution, image acquisition technology, etc.) and also preferably as a function of properties such as type, size, etc. of the respective target object. The hit probabilities can preferably be determined by comparing the simulated background scenes with stored example scenes.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung enthält das Anpassen der Zielanflugbahn ein Ermitteln der Umgebungsszene des Zielobjekts basierend auf einem oder bevorzugt mehreren Parametern ausgewählt aus Geländestruktur des Zielgebiets, Flora im Zielgebiet, Bebauungen im Zielgebiet, Wetterdaten und Helligkeitswerten. Diese ein oder mehreren Parameter zum Ermitteln der Umgebungsszene können vorzugsweise über ein oder mehrere Netzwerke von Datenquellen oder bildgebenden Plattformen abgerufen werden.In an advantageous embodiment of the invention, the adaptation of the target approach path includes determining the surrounding scene of the target object based on one or preferably several parameters selected from the terrain structure of the target area, flora in the target area, buildings in the target area, weather data and brightness values. These one or more parameters for determining the surrounding scene can preferably be called up via one or more networks of data sources or imaging platforms.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Verfahren ferner ein Überwachen der Umgebungsszene des Zielobjekts während der Flugphase des Flugkörpers auf und es werden, falls eine Veränderung der Umgebungsszene festgestellt wird, die Schritte des Anpassens der Zielanflugbahn und des Erstellens der Flugbahndaten mit angepasster Zielanflugbahn erneut für die veränderte Umgebungsszene durchgeführt. Auf diese Weise kann die Trefferwahrscheinlichkeit des Flugkörpers sogar bei sich verändernden Umgebungsszenen (z.B. Wetteränderungen, Helligkeitsänderungen, etc.) weiter verbessert werden.In an advantageous embodiment of the invention, the method also has a monitoring of the surrounding scene of the target object during the flight phase of the missile and, if a change in the surrounding scene is detected, the steps of adapting the target approach path and creating the flight path data with an adapted target approach path are repeated for the changed surrounding scene carried out. In this way, the probability of the missile being hit can be further improved even if the surrounding scenes change (e.g. weather changes, changes in brightness, etc.).

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung weist ein Steuersystem zum Ansteuern eines Flugkörpers auf ein Zielobjekt, wobei der Flugkörper eine Sensorik zum Erfassen eines Zielobjekts aufweist, wenigstens einen Prozessor und einen Befehlsspeicher, in dem Befehle hinterlegt sind, die bei ihrer Ausführung durch den wenigstens einen Prozessor den wenigstens einen Prozessor das oben beschriebene Ansteuerverfahren gemäß der Erfindung durchführen lassen, auf.According to a second aspect of the invention, a control system for controlling a missile at a target object, wherein the missile has a sensor system for detecting a target object, at least one processor and an instruction memory in which instructions are stored that are executed by the at least one processor let the at least one processor carry out the control method according to the invention described above.

Bezüglich der Vorteile, Definitionen und bevorzugten Ausgestaltungen wird ergänzend auf die obigen Ausführungen in Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen.With regard to the advantages, definitions and preferred embodiments, reference is additionally made to the above statements in connection with the method according to the invention.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Steuersystem ferner einen Netzwerk-Kommunikator für eine Datenkommunikation über mindestens ein Netzwerk mit einer oder mehreren Informationsquellen ausgewählt aus einer bildgebenden Plattform zum Erfassen von Bilddaten des Zielobjekts, einer bildgebenden Plattform zum Erfassen von Bilddaten des Zielgebiets und einer Datenquelle für Wetterdaten im Zielgebiet auf. Die Netzwerkverbindung mit den bildgebenden Plattformen ist vorzugsweise eine sichere Datenverbindung. Die bildgebende Plattform zum Erfassen von Bilddaten des Zielobjekts und die bildgebende Plattform zum Erfassen von Bilddaten des Zielgebiets können wahlweise durch eine gemeinsame Plattform oder durch verschiedene Plattformen gebildet sein.In an advantageous embodiment of the invention, the control system also has a network communicator for data communication via at least one network with one or more information sources selected from an imaging platform for capturing image data of the target object, an imaging platform for capturing image data of the target area and a data source for weather data in the target area. The network connection with the imaging platforms is preferably a secure data connection. The imaging platform for capturing image data of the target object and the imaging platform for capturing image data of the target area can optionally be formed by a common platform or by different platforms.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Steuersystem ferner einen Datenspeicher zum Speichern von Informationsdaten zu Flugkörpermodellen und / oder zu Sensorikmodellen von Flugkörpern auf. Auf diese Weise kann es ausreichen, ein Modell des Flugkörpers oder seiner Sensorik vom Flugkörper abzurufen oder in das Steuersystem einzugeben, woraufhin das Steuersystem dann selbst die entsprechenden Informationsdaten aus seinem Datenspeicher abruft und für das erfindungsgemäße Ansteuern des Flugkörpers verwendet.In an advantageous embodiment of the invention, the control system also has a data memory for storing information data on missile models and / or on sensor models of missiles. In this way, it can be sufficient to call up a model of the missile or its sensors from the missile or to enter it into the control system, whereupon the control system itself retrieves the corresponding information data from its data memory and for the control of the missile according to the invention used.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Steuersystem ferner eine Eingabevorrichtung zum Eingeben von Informationen, auf deren Basis das Ansteuerverfahren durchgeführt werden soll, durch einen Nutzer auf. Zu den eingebbaren Informationen zählen beispielsweise das Flugkörper- oder das Sensorikmodell, das Modell des Zielobjekts, Wetterdaten, eine geplante Flugzeit, etc. Die Eingabevorrichtung weist beispielsweise eine Tastatur, einen Touchscreen oder eine Spracherkennung zum Eingeben der Informationen auf.In an advantageous embodiment of the invention, the control system also has an input device for a user to input information on the basis of which the control method is to be carried out. The information that can be entered includes, for example, the missile model or the sensor model, the model of the target object, weather data, a planned flight time, etc. The input device has, for example, a keyboard, a touchscreen or voice recognition for entering the information.

Das Steuersystem ist vorzugsweise als eine Komponente separat zum Flugkörper ausgebildet. In diesem Fall weist das Steuersystem ferner einen Flugkörper-Kommunikator für eine Datenkommunikation mit dem Flugkörper auf. Die Datenkommunikation mit dem Flugkörper erfolgt vorzugsweise als sichere Datenkommunikation, d.h. über eine sichere Datenverbindung und/oder durch verschlüsselte Daten.The control system is preferably designed as a component separate from the missile. In this case, the control system further comprises a missile communicator for data communication with the missile. The data communication with the missile is preferably carried out as secure data communication, i.e. via a secure data connection and / or using encrypted data.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein System mit wenigstens einem Flugkörper, der eine Sensorik zum Erfassen eines Zielobjekts aufweist, und einem oben beschriebenen Steuersystem gemäß der Erfindung, wobei der wenigstens eine Flugkörper einen Kommunikator für eine Datenkommunikation mit dem Steuersystem aufweist und das Steuersystem einen Flugkörper-Kommunikator für eine Datenkommunikation mit dem wenigstens einen Flugkörper aufweist. Die Kommunikationsverbindung zwischen dem Steuersystem und dem Flugkörper ist vorzugsweise eine sichere Kommunikationsverbindung, d.h. über einen sicheren Datenkanal und/oder durch verschlüsselte Daten.The invention also relates to a system with at least one missile which has a sensor system for detecting a target object, and an above-described control system according to the invention, the at least one missile having a communicator for data communication with the control system and the control system a missile Having a communicator for data communication with the at least one missile. The communication link between the control system and the missile is preferably a secure communication link, i.e. via a secure data channel and / or through encrypted data.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Befehlen zum Verwirklichen des oben beschriebenen Ansteuerverfahrens der Erfindung bei einer Ausführung durch ein Computersystem, wie beispielsweise einen Prozessor eines oben beschriebenen Steuersystems der Erfindung.The invention also relates to a computer program product with instructions for realizing the control method of the invention described above when executed by a computer system, such as a processor of a control system of the invention described above.

Obige sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter, nicht-einschränkender Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnung besser verständlich. Darin zeigen, größtenteils schematisch:

• 1 eine beispielhafte Flugbahn eines Flugkörpers durch eine Landschaft zu einem Zielobjekt;
• 2 ein System aus einem Flugkörper und einem Steuersystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
• 3A und B Beispiele von Hintergrundszenen eines Zielobjekts für unterschiedliche Zielanflugbahnen;
• 4 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Ansteuern eines Flugkörpers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
• 5 ein Flussdiagramm eines Verfahrensschrittes zum Anpassen der Zielanflugbahn aus dem Verfahren von 4 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

The above and other features and advantages of the invention can be better understood from the following description of preferred, non-limiting exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. In it show, mostly schematically:

• 1 an exemplary flight path of a missile through a landscape to a target object;
• 2 a system of a missile and a control system according to an embodiment of the invention;
• 3A and B examples of background scenes of a target object for different target approach paths;
• 4th a flowchart of a method for controlling a missile according to an embodiment of the invention; and
• 5 a flowchart of a method step for adapting the target approach path from the method of FIG 4th according to an embodiment of the invention.

1 veranschaulicht beispielhaft einen Einsatz eines Flugkörpers 20 auf ein Zielobjekt 12. In einem Gelände 10 ist ein Zielobjekt 12 innerhalb eines Zielgebiets 13 vorhanden. 1 illustrates an example of a missile deployment 20th on a target object 12th . In an area 10 is a target 12th within a target area 13th available.

Im Zielgebiet 13 existiert eine Umgebungsszene 14 mit Geländestruktur 10, Bebauungen 15, Flora 16, Wetterverhältnissen, Helligkeitsverhältnissen, etc.In the target area 13th there is an ambient scene 14th with terrain structure 10 , Buildings 15th , Flora 16 , Weather conditions, brightness conditions, etc.

Ein Flugkörper 20 fliegt, koordiniert von einer Bodenleitstelle 22, von einem Abschussgerät (z.B. Fahrzeug, Bodenplattform oder Luftfahrzeug) 23 an einem Startort 26 über eine gestrichelt dargestellte Flugbahn 25 zum Zielobjekt 12 im Zielgebiet 13. Im Endbereich der Flugbahn 25 im Zielgebiet 13 weist die Flugbahn eine Zielanflugbahn („Endgame“) 27 auf, in der der Flugkörper 20 eine Sicht auf das Zielobjekt 12 hat und dieses erfassen kann. Der Flugkörper 20 ist zum Beispiel ein mittels eines Raketentriebwerks angetriebener Lenkflugkörper. In 1 ist auch ein Flugzeug dargestellt, das als eine bildgebende Plattform 24 fungiert, die Bilddaten des Zielobjekts 12 und der Umgebungsszene 14 im Zielgebiet 14 erfasst. Zusätzlich oder alternativ können auch bildgebende Plattformen (z.B. in Form von Überwachungskameras) am Boden vorhanden sein.A missile 20th flies, coordinated by a ground control center 22nd , from a launcher (e.g. vehicle, ground platform or aircraft) 23 at a starting location 26th via a trajectory shown in dashed lines 25th to the target object 12th in the target area 13th . At the end of the trajectory 25th in the target area 13th the flight path indicates a target approach path ("endgame") 27 on where the missile 20th a view of the target object 12th and can grasp this. The missile 20th is, for example, a missile propelled by means of a rocket engine. In 1 Also shown is an aircraft that acts as an imaging platform 24 acts, the image data of the target object 12th and the surrounding scene 14th in the target area 14th recorded. In addition or as an alternative, imaging platforms (for example in the form of surveillance cameras) can also be present on the floor.

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems eines Flugkörpers 20 und eines Steuersystems 30. 2 shows an embodiment of a missile system according to the invention 20th and a control system 30th .

Der in 2 beispielhaft dargestellte Flugkörper 20 hat ein Triebwerk (z.B. Raketentriebwerk) 201 sowie Antriebe 202 und ein Leitwerk 203 zur Richtungseinstellung und ein Wirkteil 40 zum Beispiel in Form einer Sprengladung. Die Antriebe 202 und das Leitwerk 203 werden von einer Steuereinheit 206 angesteuert, welche eine Steuerung und einen Datenspeicher für Flugbahndaten und Referenzbildmerkmale aufweist. Der Flugkörper 20 hat auch einen Suchkopf 207 mit einer Sensorik 208, die durch einen für die Sensorik 208 transparenten Dom 205 zumindest freie Sicht nach vorne hat. Bei einer verschwenkbar ausgelegten Sensorik 208 oder verschwenkbar ausgelegter zugehöriger Optik ist auch die Erfassung eines Gesichtsfelds von beispielsweise bis zu 180° möglich. Die Sensorik 208 enthält zum Beispiel ortsauflösende IR-Sensoren, VIS-Sensoren oder Radarsensoren. Die Steuereinheit 206 kann aus den Detektionsdaten der Sensorik 208 und den charakteristischen Referenzbildmerkmalen im Datenspeicher das Zielobjekt 12 erkennen. Die Steuereinheit 208 steuert mithilfe der Antriebe 202 das Leitwerk 203 so an, dass der Flugkörper 20 in Richtung auf das Zielobjekt 12 gesteuert wird. Der Flugkörper 20 weist ferner einen Kommunikator 209 für eine Datenkommunikation mit dem Steuersystem 30 auf.The in 2 missile shown by way of example 20th has an engine (e.g. rocket engine) 201 as well as drives 202 and a tail unit 203 for setting the direction and an active part 40, for example in the form of an explosive charge. The drives 202 and the tail unit 203 are controlled by a control unit 206 controlled, which has a controller and a data memory for flight path data and reference image features. The missile 20th also has a seeker head 207 with a sensor system 208 that by one for the sensors 208 transparent cathedral 205 has at least a clear view to the front. With a pivotable sensor system 208 or associated optics designed to be pivotable, it is also possible to capture a field of view of, for example, up to 180 °. The sensors 208 contains for example spatially resolving IR sensors, VIS sensors or radar sensors. The control unit 206 can from the detection data of the sensors 208 and the characteristic reference image features in the data memory, the target object 12th recognize. The control unit 208 controls using the drives 202 the tail unit 203 so that the missile 20th towards the target object 12th is controlled. The missile 20th also has a communicator 209 for data communication with the control system 30th on.

Das Steuersystem 30 ist in diesem Ausführungsbeispiel eine vom Flugkörper 20 separate Komponente. Das Steuersystem 30 ist zum Beispiel in die Bodenleitstelle 22 oder das Abschussgerät 23 integriert oder an diese gekoppelt.The tax system 30th is one of the missile in this embodiment 20th separate component. The tax system 30th is, for example, in the ground control center 22nd or the launcher 23 integrated or linked to them.

Das Steuersystem 30 enthält einen oder mehrere Prozessoren 301 und einen Befehlsspeicher 303, in dem Befehle hinterlegt sind, die bei ihrer Ausführung durch den wenigstens einen Prozessor 301 diesen ein spezielles Ansteuerverfahren für den Flugkörper 20 durchführen lassen, welches später beschrieben wird. Das Steuersystem 30 enthält ferner einen Datenspeicher 302 zum Speichern von verschiedenen Informationsdaten, die für das Ansteuerverfahren benötigt werden bzw. einsetzbar sind. Zu diesen Informationsdaten zählen zum Beispiel Informationsdaten zu Modellen von Flugkörpern, Sensoriken in Flugkörpern, Zielobjekten und dergleichen. Außerdem ist das Steuersystem 30 vorzugsweise mit einer Eingabevorrichtung 305 versehen, über die ein Nutzer Daten für die Ansteuerung des Flugkörpers 20 eingeben kann. Zu diesen Daten zählen zum Beispiel das Modell des jeweiligen Flugkörpers, das Modell der jeweiligen Sensorik 208, das Modell des jeweiligen Zielobjekts 12, geplante Uhrzeit des Fluges, Wetterverhältnisse, Koordinaten des Abschussgeräts 23, Koordinaten des Zielgebiets 13, etc.The tax system 30th contains one or more processors 301 and an instruction memory 303 , in which commands are stored which, when they are executed by the at least one processor 301 this a special control method for the missile 20th can be carried out, which will be described later. The tax system 30th also contains a data memory 302 for storing various information data that are required or can be used for the control method. These information data include, for example, information data on models of missiles, sensors in missiles, target objects and the like. Besides, the tax system is 30th preferably with an input device 305 provided, over which a user data for the control of the missile 20th can enter. These data include, for example, the model of the respective missile, the model of the respective sensor system 208 , the model of the respective target object 12th , planned time of flight, weather conditions, coordinates of the launcher 23 , Coordinates of the target area 13th , Etc.

Das Steuersystem 30 ist außerdem mit einem Flugkörper-Kommunikator 304 für eine Datenkommunikation mit dem Flugkörper 20, genauer mit dem Kommunikator 209 des Flugkörpers 20 versehen. Die Datenkommunikation zwischen dem Steuersystem 30 und dem Flugkörper 20 ist vorzugsweise eine sichere Datenkommunikation über eine sichere Datenverbindung und/oder mit verschlüsselten Daten. Ferner ist das Steuersystem 30 mit einem Netzwerk-Kommunikator 306 für eine Datenkommunikation über ein erstes Netzwerk (z.B. Internet) 307 mit einer oder mehreren Datenquellen 308 für Wetterdaten und über ein zweites Netzwerk (bevorzugt Sicherheitsnetz) mit der bildgebenden Plattform 24 ausgestattet.The tax system 30th is also equipped with a missile communicator 304 for data communication with the missile 20th , more precisely with the communicator 209 of the missile 20th Mistake. The data communication between the control system 30th and the missile 20th is preferably a secure data communication via a secure data connection and / or with encrypted data. Further is the tax system 30th with a network communicator 306 for data communication via a first network (e.g. Internet) 307 with one or more data sources 308 for weather data and via a second network (preferably a safety network) with the imaging platform 24 fitted.

Die Befehle im Befehlsspeicher 303 lassen den Prozessor 301 des Steuersystems 30 ein spezielles Ansteuerverfahren durchführen, in dem neben dem Ermitteln der Flugbahn 25 vom Startort 26 zum Zielgebiet 13 auch noch die Zielanflugbahn 27 an die Umgebungsszene 14 des Zielobjekts 12 im Zielgebiet 13 angepasst wird, um die Trefferwahrscheinlichkeit des Flugkörpers 20 zu erhöhen. 3A und 3B veranschaulichen zwei unterschiedliche Zielanflugbahnen 27 für einen Flugkörper 20 zu einem Zielobjekt (z.B. Drohne) 12, wobei sich das Zielobjekt 12 beispielhaft vor einem Baum 16 befindet. Die Sensorik 208 des Flugkörpers 20 erfasst bzw. erzeugt in einem Detektionswinkel 28 entsprechende Hintergrundszenen 29, die je nach Zielanflugrichtung und Zielanflugwinkel unterschiedlich sind und deshalb eine unterschiedliche Qualität der Segmentierung des Zielobjekts 12 aus der Hintergrundszene 29 ergeben. Die Hintergrundszenen 29 und die Segmentierungsmöglichkeiten hängen dabei insbesondere von der Umgebungsszene 14 im Zielgebiet 13, der Zielanflugbahn 27 und den Eigenschaften der Sensorik 208 des Flugkörpers 20 ab. Zum Beispiel erzielt eine IR-Sensorik oder VIS-Sensorik einen besseren Kontrast des Zielobjekts zum Hintergrund, wenn das Zielobjekt vor dem Hintergrund des Himmels erfasst wird, als wenn es vor dem Hintergrund von Bäumen erfasst wird. Für IR- oder VIS-Sensoriken ist auch ein Zielanflug aus der Sonne besser als gegen die Sonne, um Sättigungen oder Blendungen zu vermeiden. Im Fall von Radar-Sensoriken ist zum Beispiel der Zielanflug gegen eine Bebauung besser als gegen eine Vegetation / Betäubung bei Wind, um Clutter durch Mikrodoppler zu vermeiden.The commands in the command memory 303 let the processor 301 of the tax system 30th Carry out a special control procedure in which, in addition to determining the flight path 25th from the starting point 26th to the target area 13th also the target approach path 27 to the surrounding scene 14th of the target object 12th in the target area 13th is adjusted to the hit probability of the missile 20th to increase. 3A and 3B illustrate two different target approach paths 27 for a missile 20th to a target object (e.g. drone) 12th , being the target object 12th exemplary in front of a tree 16 is located. The sensors 208 of the missile 20th detected or generated in a detection angle 28 corresponding background scenes 29 , which are different depending on the target approach direction and target approach angle and therefore a different quality of the segmentation of the target object 12th from the background scene 29 result. The background scenes 29 and the segmentation options depend in particular on the surrounding scene 14th in the target area 13th , the target approach path 27 and the properties of the sensors 208 of the missile 20th away. For example, an IR or VIS sensor system achieves a better contrast between the target object and the background when the target object is detected against the background of the sky than when it is detected against the background of trees. For IR or VIS sensors, a target approach from the sun is also better than against the sun, in order to avoid saturation or glare. In the case of radar sensors, for example, approaching a target against a built-up area is better than against vegetation / stunning in the wind, in order to avoid clutter caused by microdoppler.

Bezugnehmend auf 4 und 5 wird nun beispielhaft ein Ausführungsbeispiel eines vom Steuersystem 30 durchgeführten Ansteuerverfahrens eines Flugkörpers 20 auf ein Zielobjekt 12 in mehr Einzelheiten erläutert.Referring to 4th and 5 will now exemplify an embodiment of one of the control system 30th carried out control method of a missile 20th on a target object 12th explained in more detail.

Zum besseren Verständnis der Flussdiagramme von 4 und 5 wird zunächst auf die folgenden groben Bezeichnungen der Verfahrensschritte verwiesen:

• S10 Ermitteln einer Flugbahn 25 vom Startort 26 zum Zielgebiet 13
• S20 Erstellen von Flugbahndaten für die ermittelte Flugbahn 25 und Senden der Flugbahndaten für die ermittelte Flugbahn an den Flugkörper 20 (optional)
• S30 Anpassen der Zielanflugbahn 27 an die Umgebungsszene 14 des Zielobjekts 12
• S40 Erstellen von angepassten Flugbahndaten für die ermittelte Flugbahn 25 mit der angepassten Zielanflugbahn 27
• S50 Senden der angepassten Flugbahndaten an den Flugkörper 20
• S60 Flugkörper 25 im Zielgebiet 13 und bereits Zielobjekt 12 erfasst
• S70 Überwachen der Umgebungsszene 14
• S75 Veränderung der Umgebungsszene
• S310 Ermitteln der Umgebungsszene 14 des Zielobjekts 12
• S312 Simulation möglicher Hintergrundszenen 29 des Zielobjekts 12 für verschiedene Trajektorien der Zielanflugbahn 27
• S314 Bestimmen von Trefferwahrscheinlichkeit für die simulierten Hintergrundszenen 29
• S316 Auswählen einer Hintergrundszene 29 mit bester Trefferwahrscheinlichkeit
• S318 Auswählen der Trajektorie entsprechend der ausgewählten Hintergrundszene 29
• S320 Anpassen der Flugbahndaten an die ausgewählte Trajektorie

To better understand the flowcharts of 4th and 5 reference is first made to the following rough designations of the process steps:

• S10 Determining a flight path 25th from the starting point 26th to the target area 13th
• S20 Creation of flight path data for the determined flight path 25th and sending the flight path data for the determined flight path to the missile 20th (optional)
• S30 Adjusting the target approach path 27 to the surrounding scene 14th of the target object 12th
• S40 Creation of adapted flight path data for the determined flight path 25th with the adjusted target approach path 27
• S50 sending the adjusted flight path data to the missile 20
• S60 missile 25th in the target area 13th and already target 12th recorded
• S70 Monitoring the surrounding scene 14
• S75 Change of the surrounding scene
• S310 Determination of the surrounding scene 14th of the target object 12th
• S312 Simulation of possible background scenes 29 of the target object 12th for different trajectories of the target approach path 27
• S314 Determination of the hit probability for the simulated background scenes 29
• S316 Select a background scene 29 with the best hit probability
• S318 Selecting the trajectory corresponding to the selected background scene 29
• S320 Adapt the flight path data to the selected trajectory

Im ersten Schritt S10 nach dem Start des Ansteuerverfahrens wird vom Steuersystem 30 eine Flugbahn 25 für den Flugkörper 20 vom Startort 26 zum Zielgebiet 13 ermittelt. Die vorliegende Erfindung ist auf keine Verfahrensmodelle für das Ermitteln der Flugbahn 25 eingeschränkt, es können grundsätzlich alle bekannten Verfahrensweisen verwendet werden. Die ermittelte Flugbahn 25 ist zum Beispiel insbesondere abhängig vom Modell des Flugkörpers, d.h. den möglichen Flugweisen (Flughöhe, Fluggeschwindigkeit, Lenkmöglichkeiten, etc.) des Flugkörpers 20 und der Struktur des Geländes 10. Danach erstellt das Steuersystem 30 in Schritt S20 die entsprechenden Flugbahndaten für die ermittelte Flugbahn 25 und sendet diese Flugbahndaten für die ermittelte Flugbahn an den Flugkörper 20 bzw. dessen Steuereinheit 206, die die empfangenen Flugbahndaten in ihrem Datenspeicher hinterlegt. Dieser Schritt S20 ist im erfindungsgemäßen Ansteuerverfahren optional, alternativ können das Erstellen und Versenden der Flugbahndaten für die ermittelte Flugbahn 25 zu diesem Zeitpunkt auch weggelassen werden und erst nach der nachfolgend erläuterten Anpassung der Zielanflugbahn 27 erfolgen. Die Flugbahndaten enthalten beispielsweise charakteristische Punkte, eine Bahnfunktion, Bahnkoeffizienten, etc. für die Flugbahn und auch eine Gesamtflugzeit vom Startort 26 ins Zielgebiet 13 bzw. zum Zielobjekt 12. Beim Erstellen der Flugbahndaten werden auch spezifische Eigenschaften (Aerodynamik, Gewicht, Schubprofil, Wirkladungsart, etc.) des jeweiligen Flugkörpers 20 berücksichtigt.In the first step S10 after the start of the control method, the control system 30th a trajectory 25th for the missile 20th from the starting point 26th to the target area 13th determined. The present invention is not limited to method models for determining the flight path 25th limited, basically all known procedures can be used. The determined trajectory 25th is, for example, particularly dependent on the model of the missile, ie the possible modes of flight (altitude, flight speed, steering options, etc.) of the missile 20th and the structure of the site 10 . After that created the tax system 30th in step S20 the corresponding flight path data for the determined flight path 25th and sends this flight path data for the determined flight path to the missile 20th or its control unit 206 that stores the received flight path data in its data memory. This step S20 is optional in the control method according to the invention; alternatively, the creation and sending of the flight path data for the determined flight path can be performed 25th can also be omitted at this point in time and only after the adaptation of the target approach path explained below 27 take place. The trajectory data contain, for example, characteristic points, a trajectory function, trajectory coefficients, etc. for the trajectory and also a total flight time from the starting point 26th into the target area 13th or to the target object 12th . When creating the flight path data, specific properties (aerodynamics, weight, thrust profile, active charge type, etc.) of the respective missile are also taken into account 20th considered.

Der nächste Schritt S30 beinhaltet die Spezifität des Ansteuerverfahrens. In diesem Schritt S30 wird die Zielanflugbahn 27 der Flugbahn 25 an die Umgebungsszene 14 des Zielobjekts 12 angepasst. Die Einzelheiten dieser Anpassung S30 sind in mehr Einzelheiten in 5 veranschaulicht.The next step S30 contains the specificity of the control method. In this step S30, it becomes the target approach path 27 the trajectory 25th to the surrounding scene 14th of the target object 12th customized. The details of this adaptation S30 are in more detail in 5 illustrated.

Zunächst ermittelt das Steuersystem 30 in Schritt S310 die Umgebungsszene 14 des Zielobjekts 12. Dies geschieht insbesondere basierend auf der Geländestruktur (Ebenen, Hügel, Berge, Gewässer, etc.), der Helligkeit (abhängig auch z.B. von Jahreszeit und Uhrzeit), dem Wetter (Wolken, Niederschlag, Windstärken, Lufttemperatur, etc.), der Flora (einzelne Bäume, Wälder, Hecken, Wiesen, etc.) im Zielgebiet, der Bebauung (Menge, Größe und Art von Gebäuden, etc.) im Zielgebiet, und dergleichen. Diese Informationsdaten zum Ermitteln der Umgebungsszene 14 kann das Steuersystem 30 zum Beispiel über die Eingabevorrichtung 305 vom Nutzer empfangen, mithilfe des Netzwerk-Kommunikators 306 über das Internet 307 von Datenquellen 308 abrufen und/oder mithilfe des Netzwerk-Kommunikators 306 über ein Sicherheitsnetz 309 von einer oder mehreren bildgebenden Plattformen 24 abrufen.First, the control system determines 30th the surrounding scene in step S310 14th of the target object 12th . This happens in particular based on the structure of the terrain (plains, hills, mountains, bodies of water, etc.), the brightness (also depending e.g. on the season and time), the weather (clouds, precipitation, wind strengths, air temperature, etc.), the flora ( individual trees, forests, hedges, meadows, etc.) in the target area, the development (amount, size and type of buildings, etc.) in the target area, and the like. This information data for determining the surrounding scene 14th can control the system 30th for example via the input device 305 received from the user using the network communicator 306 over the internet 307 of data sources 308 and / or using the network communicator 306 via a safety net 309 from one or more imaging platforms 24 recall.

Dann führt das Steuersystem 30 in Schritt S312 eine Simulation, bevorzugt eine 3D-Simulation von möglichen Hintergrundszenen 29 des Zielobjekts 12 für verschiedene Trajektorien der Zielanflugbahn 27 durch, wie sie beispielhaft in 3A und 3B veranschaulicht sind. Diese Simulation der Hintergrundszenen 29 basiert neben dem Sensorikmodell 208 des jeweiligen Flugkörpers 20 insbesondere auch auf der ermittelten Umgebungsszene 14. Der Simulationsschritt S312 enthält beispielsweise ein Erzeugen einer Trajektorie der Zielanflugbahn 27 unter Einbeziehung des Flugkörpermodells 20 und der Informationen zur Umgebungsszene 14 und ein Generieren der entsprechenden sensorikspezifischen Hintergrundszene 29.Then the tax system leads 30th in step S312 a simulation, preferably a 3D simulation, of possible background scenes 29 of the target object 12th for different trajectories of the target approach path 27 as exemplified in 3A and 3B are illustrated. This simulation of the background scenes 29 based next to the sensor model 208 of the respective missile 20th in particular also on the determined surrounding scene 14th . The simulation step S312 contains, for example, generating a trajectory of the target approach path 27 including the missile model 20th and the information about the surrounding scene 14th and generating the corresponding sensor-specific background scene 29 .

Dann werden in Schritt S314 die Trefferwahrscheinlichkeiten des Flugkörpers 20 für die simulierten Hintergrundszenen 29 unter Berücksichtigung der Eigenschaften der Suchkopfsensorik 208 und auch abhängig von Art, Größe, etc. des Zielobjekts 12 bestimmt. Diese Bestimmung der Trefferwahrscheinlichkeit kann zum Beispiel mittels Abgleichens der generierten Hintergrundszenen 29 mit hinterlegten Beispielszenen, bevorzugt per Methoden der Künstlichen Intelligenz (Kl), wie zum Beispiel Supervised Learning, und entsprechendem Klassifizieren der generierten Hintergrundszenen 29 durchgeführt werden. Alternativ können die Trefferwahrscheinlichkeiten auch durch Auswertung der generierten Hintergrundszenen 29 über Methoden der Bild-/Signalverarbeitung und Bewertung der dabei ermittelten Parameter (z.B. Grad der Bewölkung, Temperatur, Homogenität des Hintergrunds, etc.) analog zur Beschreibung der optimalen Zielszene über ein Expertensystem bestimmt werden.Then, in step S314, the hit probabilities of the missile become 20th for the simulated background scenes 29 taking into account the properties of the seeker head sensors 208 and also depending on the type, size, etc. of the target object 12th certainly. This determination of the hit probability can be done, for example, by comparing the generated background scenes 29 with stored example scenes, preferably using methods of artificial intelligence (Kl), such as supervised learning, and corresponding classification of the generated background scenes 29 be performed. Alternatively, the hit probabilities can also be determined by evaluating the generated background scenes 29 Using methods of image / signal processing and evaluation of the determined parameters (e.g. degree of cloudiness, temperature, homogeneity of the background, etc.), analogous to the description of the optimal target scene, can be determined using an expert system.

Die Schritte S312 und S314 werden wahlweise iterativ für jeweils eine Trajektorie oder jeweils für alle möglichen Trajektorien durchgeführt, um insgesamt möglichst viele mögliche Trajektorien der Zielanflugbahn 27 mit entsprechenden Hintergrundszenen 29 zu simulieren. In Schritt S316 wird dann diejenige Hintergrundszene 29 mit der besten Trefferwahrscheinlichkeit ausgewählt, um dann in Schritt S318 die Trajektorie entsprechend der ausgewählten Hintergrundszene 29 auszuwählen. Danach werden in Schritt S320 die Flugbahndaten der Zielanflugbahn an die ausgewählte Trajektorie angepasst. Die Anpassung betrifft dabei insbesondere Parameter wie zum Beispiel Anflugrichtung, Anflugwinkel, Fluggeschwindigkeit, Uhrzeit, etc.Steps S312 and S314 are optionally carried out iteratively for one trajectory in each case or for all possible trajectories in each case, in order to create as many possible trajectories of the target approach path as possible overall 27 with corresponding background scenes 29 to simulate. Then, in step S316 that background scene 29 with the best hit probability is selected, then in step S318 the trajectory corresponding to the selected background scene 29 to select. Then in step S320 the flight path data of the target approach path are adapted to the selected trajectory. The adjustment concerns in particular parameters such as approach direction, approach angle, flight speed, time, etc.

Nach diesem Anpassungsschritt S30 mit den Details S310 bis S318 erstellt das Steuersystem 30 in Schritt S40 angepasste Flugbahndaten für die ermittelte Flugbahn 25 mit der angepassten Zielanflugbahn 27 und sendet diese dann in Schritt S50 über die sichere Datenverbindung zwischen dem Flugkörper-Kommunikator 304 des Steuersystems 30 und dem Kommunikator 209 des Flugkörpers 20 an den Flugkörper 20. Das Senden der angepassten Flugbahndaten kann bereits vor dem Abschuss des Flugkörpers 20 vom Abschussgerät 23, beispielsweise draht- bzw. kabelgebunden, oder auch erst nach dem Abschuss während des Fluges des Flugkörpers 20 - vorzugsweise drahtlos, bspw. per Funk - erfolgen. Falls der optionale Schritt S20 vorgesehen ist, dann werden die an den Flugkörper 20 gesendeten Flugbahndaten durch die angepassten Flugbahndaten überschrieben. Ein Start des Flugkörpers 20 erfolgt vorzugsweise spätestens nach Schritt S50, kann aber auch schon davor erfolgen.After this adaptation step S30 with the details S310 to S318, the control system creates 30th in step S40 adapted flight path data for the flight path determined 25th with the adjusted target approach path 27 and then sends it over the secure data link between the missile communicator in step S50 304 of the tax system 30th and the communicator 209 of the missile 20th to the missile 20th . Sending the adjusted flight path data can take place before the missile is launched 20th from the launcher 23 , for example wired or wired, or only after the launch during the flight of the missile 20th - preferably wirelessly, for example by radio. If the optional step S20 is provided, then the missile 20th sent flight path data will be overwritten by the adjusted flight path data. A launch of the missile 20th preferably takes place after step S50 at the latest, but can also take place before that.

In Schritt S60 prüft das Steuersystem 30, ob sich der Flugkörper 20 bereits im Zielgebiet 13 befindet und die Sensorik 208 des Flugkörpers 20 bereits das Zielobjekt 12 erfasst hat. Falls dies der Fall ist, kann das hier beschriebene Ansteuerverfahren beendet werden, weil dem Flugkörper 20 dann keine Flugbahndaten mehr bereitgestellt werden müssen. Für die Prüfung in Schritt S60 kann das Steuersystem 30 zum Beispiel Informationen vom Flugkörper 20 und/oder von der bildgebenden Plattform 24 und/oder anderen Überwachungssystemen empfangen bzw. abrufen.In step S60, the control system checks 30th whether the missile 20th already in the target area 13th and the sensors 208 of the missile 20th already the target object 12th has captured. If this is the case, the control method described here can be ended because the missile 20th then no more flight path data have to be provided. For the test in step S60, the control system 30th for example information from the missile 20th and / or from the imaging platform 24 and / or other surveillance systems.

Falls der Flugkörper 20 noch nicht im Zielgebiet 13 ist und / oder noch nicht das Zielobjekt 12 erfasst oder ggf. sogar angeflogen hat (Nein in S60), dann geht das Verfahren weiter zu Schritt S70, in dem die Umgebungsszene 14 überwacht wird. Die Überwachung betrifft insbesondere Änderungen der Wetterverhältnisse und ggf. auch eine Veränderung des Zielgebiets im Fall eines mobilen Zielobjekts 12, da sich hierdurch die Umgebungsszene 14 im Zielgebiet 13 und damit auch die Trefferwahrscheinlichkeit des Flugkörpers 20 verändern können. Falls sich die Umgebungsszene 14 gegenüber dem Zeitpunkt der Anpassung der Zielanflugbahn 27 in Schritt S30 merklich verändert hat (JA in S75), dann werden die Schritte S30, S40, S50 erneut durchgeführt, um die Zielanflugbahn 27 an die veränderte Umgebungsszene 14 anzupassen und die entsprechenden Flugbahndaten zu erstellen und an den Flugkörper 20 zu senden. Falls keine merkliche Veränderung der Umgebungsszene 14 vorliegt (NEIN in S75), dann geht das Verfahren wieder zu Schritt S60.If the missile 20th not yet in the target area 13th is and / or not yet the target object 12th has detected or possibly even flown to (no in S60), then the method continues to step S70, in which the surrounding scene 14th is monitored. The monitoring relates in particular to changes in the weather conditions and possibly also to a change in the target area in the case of a mobile target object 12th , as this changes the surrounding scene 14th in the target area 13th and thus also the probability of the missile being hit 20th can change. If the surrounding scene 14th compared to the point in time when the target approach path was adjusted 27 has changed noticeably in step S30 (YES in S75), then steps S30, S40, S50 are carried out again to determine the target approach path 27 to the changed surrounding scene 14th adapt and create the corresponding flight path data and to the missile 20th to send. If there is no noticeable change in the surrounding scene 14th is established (NO in S75), then the procedure goes back to step S60.

Das oben beschriebene Verfahren und das oben beschriebene System kann grundsätzlich für beliebige Flugkörper 20 verwendet werden. Zum Beispiel kann ein kostengünstiger Kleinflugkörper (z. B. mit einem Gewicht von weniger als 30 kg) oder Kleinstflugkörper (z. B. mit einem Gewicht von weniger als 10 kg) zur Bekämpfung zum Beispiel von Kleindrohnen verwendet werden. Im Zielanflug muss die Sensorik des Kleinstflugkörpers das Zielobjekt möglichst fehlerfrei auffassen, damit die Ablage berechnet werden kann. Das oben beschriebene Ansteuerverfahren kann hier mittels der Kommunikation der angepassten Flugbahndaten die Trefferwahrscheinlichkeit des Kleinstflugkörpers maßgeblich erhöhen. Ein Ground-Based-Air-Defence-Flugkörper ist trotz seiner hochwertigen bildgebenden Suchkopfsensorik (IR oder Radar) in bestimmten Szenarien (z.B. Clutter an Wolken, Boden, Wasseroberflächen, etc.) im Zielgebiet mit der Grenze der Leistungsfähigkeit der Sensorik und der Signalverarbeitung konfrontiert. Das oben beschriebene Ansteuerverfahren kann dieses Problem minimieren und damit die Trefferwahrscheinlichkeit des GBAD-Flugkörpers erhöhen. Bei einem Air-To-Ground-Flugkörper liefert die IR-Sensorik bei der Einweisung auf Bodenziele teilweise komplexe Szenen, in denen das Zielobjekt nur schwer von anderen Objekten im Bild zu differenzieren ist. Beispielsweise tritt auf Wasseroberflächen in ungünstigen Winkeln zur Sonne ein extremer Clutter auf, während in günstigen Winkeln das Zielobjekt singulär ist. Auch in diesem Fall kann das oben beschriebene Ansteuerverfahren diese Problematik minimieren und damit die Trefferwahrscheinlichkeit des Flugkörpers erhöhen. Eine Panzerabwehr-Lenkwaffe (z.B. PARS) mit IR-Suchkopfsensorik liefert aufgrund der komplexen IR-Szenen insbesondere bei temporären Abschattungen des Zielobjekts, anderen störenden Wärmequellen, etc. stark unterschiedliche Trefferwahrscheinlichkeiten. Mit dem oben beschriebenen Ansteuerverfahren kann eine von der direkten Flugbahn abweichende Trajektorie generiert und damit die Trefferwahrscheinlichkeit erhöht werden, wenn diese Störgrößen dadurch außerhalb des Bildfeldes oder nur teilweise im Bildfeld gehalten werden können oder durch kooperative/vorteilhafte Hintergründe das Signalrauschverhältnis verbessert werden kann.The above-described method and the above-described system can in principle be used for any missile 20th be used. For example, an inexpensive small missile (e.g. weighing less than 30 kg) or micro-missile (e.g. weighing less than 10 kg) can be used to combat small drones, for example. When approaching the target, the sensors of the micro-missile must grasp the target object as accurately as possible so that the offset can be calculated. The control method described above can significantly increase the hit probability of the micro-missile here by means of the communication of the adapted flight path data. A ground-based air defense missile is confronted with the limits of the capabilities of the sensors and signal processing in certain scenarios (e.g. clutter on clouds, ground, water surfaces, etc.) in the target area, despite its high-quality imaging seeker head sensors (IR or radar) . The control method described above can minimize this problem and thus increase the probability of being hit by the GBAD missile. In the case of an air-to-ground missile, the IR sensors provide sometimes complex scenes during instruction on ground targets, in which the target object is difficult to differentiate from other objects in the image. For example, extreme clutter occurs on water surfaces at unfavorable angles to the sun, while the target object is singular at favorable angles. In this case too, the control method described above can minimize these problems and thus increase the probability of hitting the missile. An anti-tank guided missile (e.g. PARS) with IR seeker head sensors provides very different hit probabilities due to the complex IR scenes, especially when the target object is temporarily shadowed, other interfering heat sources, etc. With the control method described above, a trajectory deviating from the direct flight path can be generated and thus the hit probability can be increased if these disturbance variables can be kept outside the image field or only partially in the image field or the signal-to-noise ratio can be improved through cooperative / advantageous backgrounds.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010

Geländeterrain

1212th

ZielobjektTarget object

1313th

ZielgebietTarget area

1414th

UmgebungsszeneSurrounding scene

1515th

BebauungDevelopment

1616

Floraflora

2020th

FlugkörperMissile

201201

TriebwerkEngine

202202

Antriebdrive

203203

LeitwerkTail unit

204204

WirkteilActive part

205205

DomDom

206206

SteuereinheitControl unit

207207

SuchkopfSeeker head

208208

SensorikSensors

209209

Kommunikator für Datenkommunikation mit SteuersystemCommunicator for data communication with control system

2222nd

(Boden-)Leitstelle(Ground) control center

2323

AbschussgerätLauncher

2424

bildgebende Plattformimaging platform

2525th

FlugbahnTrajectory

2626th

StartortStarting place

2727

ZielanflugbahnTarget approach path

2828

DetektionswinkelDetection angle

2929

simulierte Hintergrundszenesimulated background scene

3030th

SteuersystemTax system

301301

Prozessorprocessor

302302

DatenspeicherData storage

303303

BefehlsspeicherInstruction memory

304304

Flugkörper-KommunikatorMissile communicator

305305

EingabevorrichtungInput device

306306

Netzwerk-KommunikatorNetwork communicator

307307

erstes Netzwerkfirst network

308308

DatenquelleData Source

309309

zweites Netzwerksecond network

Claims (13)

Verfahren zum Ansteuern eines Flugkörpers (20) auf ein Zielobjekt (12), wobei der Flugkörper (20) eine Sensorik (208) zum Erfassen eines Zielobjekts (12) in einem Zielgebiet (13) aufweist, aufweisend: Ermitteln (S10) einer Flugbahn (25) von einem Startort (26) des Flugkörpers (20) zu einem Zielgebiet (13), in dem sich ein Zielobjekt (12) befindet, wobei die Flugbahn (25) in ihrem Endbereich zum Zielobjekt eine Zielanflugbahn (27) aufweist; Anpassen (S30) der Zielanflugbahn (27) an eine Umgebungsszene (14) des Zielobjekts (12) im Zielgebiet (13) in Abhängigkeit von Eigenschaften der Sensorik (208) des Flugkörpers (20); und Erstellen (S40) von Flugbahndaten für die ermittelte Flugbahn (25) mit der angepassten Zielanflugbahn (27).A method for controlling a missile (20) at a target object (12), the missile (20) having a sensor system (208) for detecting a target object (12) in a target area (13), comprising: Determination (S10) of a flight path (25) from a starting location (26) of the missile (20) to a target area (13) in which a target object (12) is located, the flight path (25) being a target approach path in its end area to the target object (27); Adapting (S30) the target approach path (27) to a scene (14) surrounding the target object (12) in the target area (13) as a function of properties of the sensors (208) of the missile (20); and Creation (S40) of flight path data for the determined flight path (25) with the adjusted target approach path (27). Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Anpassen (S30) der Zielanflugbahn (27) aufweist: Simulation (S312) möglicher Hintergrundszenen (29) des Zielobjekts (12) für verschiedene Trajektorien der Zielanflugbahn (27) in Abhängigkeit von der Umgebungsszene (14) des Zielobjekts; und Bestimmen (S314) von Trefferwahrscheinlichkeiten des Flugkörpers (20) für die simulierten Hintergrundszenen (29) in Abhängigkeit von Eigenschaften der Sensorik (208) des Flugkörpers (20).Procedure according to Claim 1 in which the adaptation (S30) of the target approach path (27) comprises: simulation (S312) of possible background scenes (29) of the target object (12) for different trajectories of the target approach path (27) as a function of the surrounding scene (14) of the target object; and determining (S314) of hit probabilities of the missile (20) for the simulated background scenes (29) as a function of properties of the sensors (208) of the missile (20). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem das Anpassen (S30) der Zielanflugbahn (27) ein Ermitteln (S310) der Umgebungsszene (14) des Zielobjekts (12) basierend auf einem oder mehreren Parametern ausgewählt aus Geländestruktur des Zielgebiets, Flora im Zielgebiet, Bebauungen im Zielgebiet, Wetterdaten und Helligkeitswerten aufweist.Procedure according to Claim 1 or 2 , in which the adaptation (S30) of the target approach path (27) includes determining (S310) the surrounding scene (14) of the target object (12) based on one or more parameters selected from the terrain structure of the target area, flora in the target area, buildings in the target area, weather data and Has brightness values. Verfahren nach Anspruch 3, bei welchem der eine oder die mehreren Parameter zum Ermitteln der Umgebungsszene (14) über ein oder mehrere Netzwerke (307, 309) von Datenquellen (308) oder bildgebenden Plattformen (24) abgerufen werden.Procedure according to Claim 3 , in which the one or more parameters for determining the surrounding scene (14) are retrieved via one or more networks (307, 309) from data sources (308) or imaging platforms (24). Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei welchem das Bestimmen (S314) der Trefferwahrscheinlichkeiten ein Abgleichen der simulierten Hintergrundszenen (29) mit hinterlegten Beispielszenen aufweist.Method according to one of the Claims 2 until 4th , in which the determination (S314) of the hit probabilities comprises a comparison of the simulated background scenes (29) with stored example scenes. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Verfahren ferner ein Überwachen (S70) der Umgebungsszene (14) des Zielobjekts (12) während der Flugphase des Flugkörpers (20) aufweist; und falls eine Veränderung der Umgebungsszene (14) festgestellt wird (S75), die Schritte des Anpassens (S30) der Zielanflugbahn (27) und des Erstellens (S40) der Flugbahndaten mit angepasster Zielanflugbahn erneut für die veränderte Umgebungsszene (14) durchgeführt werden.Method according to one of the preceding claims, in which the method further comprises monitoring (S70) the surrounding scene (14) of the target object (12) during the flight phase of the missile (20); and if a change in the surrounding scene (14) is determined (S75), the steps of adapting (S30) the target approach path (27) and creating (S40) the flight path data with an adjusted target approach path are carried out again for the changed surrounding scene (14). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Anpassen (S30) der Zielanflugbahn (27) an die Umgebungsszene (14) des Zielobjekts (12) im Zielgebiet (13) und das Erstellen (S40) der Flugbahndaten für die Flugbahn (25) mit der angepassten Zielanflugbahn (27) durch ein als Komponente separat zum Flugkörper (20) vorgesehenes Steuersystem (30) durchgeführt werden; und das Verfahren ferner ein Senden (S50) der erstellten Flugbahndaten für die ermittelte Flugbahn (25) mit der angepassten Zielanflugbahn (27) an den Flugkörper (20) aufweist.Method according to one of the preceding claims, in which adapting (S30) the target approach path (27) to the surrounding scene (14) of the target object (12) in the target area (13) and creating (S40) the flight path data for the flight path (25) the adjusted target approach path (27) are carried out by a control system (30) provided as a component separate from the missile (20); and the method also includes sending (S50) the created flight path data for the determined flight path (25) the adapted target approach path (27) to the missile (20). Steuersystem (30) zum Ansteuern eines Flugkörpers (20) auf ein Zielobjekt (12), wobei der Flugkörper (20) eine Sensorik (208) zum Erfassen eines Zielobjekts (12) aufweist, aufweisend: wenigstens einen Prozessor (301); und einen Befehlsspeicher (303), in dem Befehle hinterlegt sind, die bei ihrer Ausführung durch den wenigstens einen Prozessor (301) den wenigstens einen Prozessor (301) das Ansteuerverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchführen lassen.Control system (30) for controlling a missile (20) at a target object (12), the missile (20) having a sensor system (208) for detecting a target object (12), comprising: at least one processor (301); and an instruction memory (303) in which instructions are stored which, when executed by the at least one processor (301), allow the at least one processor (301) to carry out the control method according to one of the preceding claims. Steuersystem nach Anspruch 8, welches ferner einen Netzwerk-Kommunikator (306) für eine Datenkommunikation über mindestens ein Netzwerk (307, 309) mit einer oder mehreren Informationsquellen ausgewählt aus einer bildgebenden Plattform (24) zum Erfassen von Bilddaten des Zielobjekts (12), einer bildgebenden Plattform (24) zum Erfassen von Bilddaten des Zielgebiets (13) und einer Datenquelle für Wetterdaten im Zielgebiet aufweist.Tax system according to Claim 8 which further comprises a network communicator (306) for data communication via at least one network (307, 309) with one or more information sources selected from an imaging platform (24) for acquiring image data of the target object (12), an imaging platform (24 ) for capturing image data of the target area (13) and a data source for weather data in the target area. Steuersystem nach Anspruch 8 oder 9, welches ferner einen Datenspeicher (302) zum Speichern von Informationsdaten zu Flugkörpermodellen und / oder zu Sensorikmodellen von Flugkörpern aufweist.Tax system according to Claim 8 or 9 which also has a data memory (302) for storing information data on missile models and / or on sensor models of missiles. Steuersystem nach einem der Ansprüche 8 bis 10, welches ferner eine Eingabevorrichtung (305) zum Eingeben von Informationen, auf deren Basis das Ansteuerverfahren durchgeführt werden soll, durch einen Nutzer aufweist.Tax system according to one of the Claims 8 until 10 which further comprises an input device (305) for inputting information on the basis of which the control method is to be carried out by a user. Steuersystem nach einem der Ansprüche 8 bis 11, welches als eine Komponente separat zum Flugkörper (20) ausgebildet ist und ferner einen Flugkörper-Kommunikator (304) für eine Datenkommunikation mit dem Flugkörper (20) aufweist.Tax system according to one of the Claims 8 until 11 which is designed as a component separate from the missile (20) and furthermore has a missile communicator (304) for data communication with the missile (20). System, aufweisend: wenigstens einen Flugkörper (20), der eine Sensorik (208) zum Erfassen eines Zielobjekts (12) aufweist; und ein Steuersystem (30) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei der wenigstens eine Flugkörper (20) einen Kommunikator (209) für eine Datenkommunikation mit dem Steuersystem (30) aufweist und das Steuersystem (30) einen Flugkörper-Kommunikator (304) für eine Datenkommunikation mit dem wenigstens einen Flugkörper (20) aufweist.A system comprising: at least one missile (20) which has a sensor system (208) for detecting a target object (12); and a control system (30) according to any one of Claims 8 until 12th wherein the at least one missile (20) includes a communicator (209) for data communication with the control system (30) and the control system (30) includes a missile communicator (304) for data communication with the at least one missile (20).

Images