DE3736929C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ausbildung an Geschützen im Freien, vorzugsweise zur Luftab­ wehr, aber auch für Bodenziele.

Eine solche Vorrichtung, die im Freien verwendet wird oder zumindest im Freien verwendet werden kann, ist aus der DE-PS 27 46 534 bekannt.

Zur Ausbildung von Schützen sind die sogenannten Indoor- Trainer bekannt. Bei diesen werden bewegte Flugzeugbilder, die tatsächlich aufgenommene Bilder oder auch Trickbilder oder mit einem Computer erzeugte Bilder sein können, auf einer flachen Leinwand oder einer Rundleinwand oder Kuppel ähnlich wie in einem Planetarium gezeigt, wie dies in der US-PS 24 06 574 offenbart ist. Der Schütze befindet sich dann innerhalb des Raumes bzw. innerhalb der Kuppel und kann das Schießen mit Geschützen üben. Bei anderen Indoor-Trainern, die in der DE-AS 21 28 961 und der DE-PS 28 12 201 gezeigt sind, werden die Bilder nicht auf einer Leinwand gezeigt, sondern auf einer Anzeigevorrichtung, z. B. einem Bildschirm.

Der Nachteil besteht aber darin, daß innerhalb des Raumes, in dem die Indoor-Trainer angeordnet sind, nur wenige Schützen ausgebildet werden können, insbesondere dann, wenn die Ausbildung an tatsächlichen Geschützen erfolgen soll, die viel Raum einnehmen. Die sogenannten Indoor-Trainer sind daher, zumindest auf die Zahl der gleichzeitig auszubil­ denden Schützen bezogen, sehr teuer. Außerdem kann eine realistische Ausbildung nur im Freien erzielt werden, da bei den Indoor-Trainern die nachteiligen Wirkungen von Kälte, Nässe, Schnee usw. nicht simuliert werden können.

Der letztgenannte Nachteil wird vermieden beim sogenannten Schleppsack-Schießen. Bei diesem bekannten Verfahren zieht ein Flugzeug einen sogenannten Schleppsack an einer einige hundert Meter langen Leine oder einem Seil hinter sich her. Die Schützen müssen dann mit den Geschützen auf den Schleppsack schießen, der wiederum mit Signalaufnehmern für nahe Vorbei­ schüsse oder Treffer versehen ist, die dann zum schleppenden Flugzeug gemeldet werden. Der Nachteil beim Schleppsack- Schießen ist aber der, daß der Schleppsack nur eine verhält­ nismäßig geradlinige Bahn durchlaufen kann, da er hinter einem Flugzeug hergezogen wird. Schnelle Richtungsänderungen, die ein tatsächliches Flugzeug ausführen kann, können mit dem Schleppsack nicht erzeugt werden, so daß ebenfalls eine realistische Ausbildung nicht möglich ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, mit der eine besonders realistische und wirklichkeitsgetreue Schießausbildung möglich ist.

Gemäß der Erfindung zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, daß der wirkliche Zielhintergrund aufgenommen wird und nach Digitalisierung und Datenverarbeitung zusätzliche Informa­ tionen hinzugefügt werden und für den Schützen über bestehende Visiereinrichtungen zur Darstellung gelangen, wobei die Informationen z.B. Ziele, Flugzeuge, angreifende Flugzeuge, Helikopter oder Bodenziele sein können und als weitere Information bei Bedienung der Schußauslöseeinrichtung zusätz­ lich Leuchtspur realer Geschosse synthetisch dargestellt wird und sowohl die Dynamik der eingespeisten Information z.B. Farben, Flugzeugflugzeiten, Geschoßflugzeiten, Entfernungen usw. eingespielt werden und die Information Treffer als syn­ thetischer Lichtblitz am synthetischen Ziel angezeigt wird.

Der Schütze sieht im Visier ein simuliertes Bild, das aus mehreren überlagerten Komponenten besteht. Der Zielhintergrund wird nicht normal optisch gezeigt, sondern wird mit einer Fernsehkamera, insbesondere einer CCD-Matrix-Kamera aufgenom­ men, digitalisiert und dann in der Größe über einen Bildschirm dem Schützen sichtbar gemacht, die der Bildgröße im tatsäch­ lichen Visier entsprechend würde. Der ganz wesentliche Vorteil gegenüber der üblichen optischen Darstellung im Visier besteht darin, daß es dem Instruktor nur damit möglich ist, lokale bekannte Orte (Punkte) der Hintergrundlandschaft als Zielan­ sprache und Ziel-Einweisungshilfe anzusprechen. Der Instruktor kann also gewisse Teile des Zielhintergrundes durch Beein­ flussung des elektronisch erzeugten Bildes z.B. hervorheben oder sonstwie markieren. Dies ist wie gesagt bei den Verfahren nicht möglich, bei denen eine Abbildung des Zielhintergrundes durch lediglich optische Einrichtungen wie Linsen und der­ gleichen erfolgt. Dem Bild des so bearbeiteten Zielhintergrun­ des werden dann Bilder von Zielen, Flugzeugen, angreifenden Flugzeugen, Helikoptern oder Bodenziele überlagert. Der Schütze sieht auf diese Weise im Visier das, was er auch tatsächlich sehen würde. Betätigt er die Schußauslöseeinrich­ tung, so werden im Visier Leuchtspuren sichtbar, die den­ jenigen realer Geschosse entsprechen. Auch diese Leuchtspuren werden synthetisch dargestellt. Dabei wird jeweils auch immer die Dynamik der eingespeisten Information berücksichtigt. Hätte der Schütze das Ziel getroffen, so wird am Zielort ein synthetischer Lichtblitz erzeugt.

Einzelmaßnahmen der ebengenannten Maßnahmen sind zwar zum Teil bekannt. Die überraschende Wirkung mit den nicht vorher­ sehbaren Vorteilen ergibt sich aber erst aus der Kombination dieser Merkmale.

Ein wesentlicher Vorteil ist, daß das Verfahren mit verhält­ nismäßig preisgünstigen Einrichtungen durchgeführt werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, gleichzeitig eine größere Anzahl von Schützen zu annehmbaren Kosten auszubilden. Außerdem findet die Ausbildung im Freien statt, was besonders realistische Wirkungen hat.

Zweckmäßigerweise wird eine Registrierungseinrichtung zur Ergebnisfeststellung zwecks späterer Auswertung verwendet. Diese Registrierungseinrichtung kann z.B. aus einer Kamera bestehen, die in regelmäßigen Abständen den Bildschirm abfotografiert, auf dem Hintergrundlandschaft, Ziel usw. abgebildet werden. Dabei kann die Registrierungseinrichtung vorteilhafterweise eine Still-Picture-Kamera sein, mit der Standbilder auf einer Zwei-Zoll-Diskette gespeichert werden können. Es können aber auch andere Kameras, z.B. Sofortbild­ kameras oder Kameras mit einem gewöhnlichen Film verwendet werden. Auch eine elektronische Registrierung ist selbst­ verständlich möglich.

Selbstverständlich wird man für realistische Übungen meistens vorsehen, daß das Ziel bewegt ist. Wenn man die Bewegungen des Ziels von einem Rechner berechnen läßt, so wiederholen sich dieselben Bewegungen nach einer gewissen Zeit, da sonst das Programm sehr umfangreich sein müßte. Zweckmäßigerweise wird daher vorgesehen, daß die Bewegungen des synthetischen Ziels von einem Instruktor vorgegeben werden, was besonders einfach mit einem Lichtgriffel oder einem Steuerknüppel bewirkt werden kann, mit dem eine Flugbahn auf einem Bildschirm gesteuert bzw. erzeugt wird.

Besonders realistisch ist das Verfahren, wenn auch Einzel­ heiten der Topographie des Zielhintergrundes verwertet werden. Werden also Gegenstände wie zum Beispiel Berge nicht einfach abgebildet, sondern auch gleichzeitig ihre Entfernung bestimmt, so kann auf realistische Weise ein Flugzeug auch hinter einem Berg verschwinden und nach einiger Zeit wieder auftauchen, wenn es entsprechend tief fliegt und sich in der richtigen Entfernung befindet. Auch in diesem Falle kann das Schießen, z.B. das Zielen auf den Punkt, an dem das Wiederauf­ tauchen vermutet wird, in realistischer Weise geübt werden.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß sie einen Vorsatz für die Visiereinrichtung eines Geschützes mit einer Videokamera z.B. einer CCD-Matrix- Kamera und einem Bildschirm sowie einen Rechner aufweist. Der Vorsatz kann dabei insbesondere abnehmbar ausgebildet sein, so daß das Schießen an Geschützen geübt werden kann, die auch zum tatsächlichen Schießen verwendet werden können. In diesem Falle ist es auch möglich, den Vorsatz durch einen anderen Vorsatz eines anderen Schußsimulators zu ersetzen, z.B. durch den Vorsatz zur Schußsimulation, der von der Anmelderin unter dem Namen "Talissi" vertrieben wird.

Der Vorsatz könnte z.B. so ausgebildet werden, daß mit der üblichen Visieroptik direkt auf den Bildschirm geblickt wird, auf dem die synthetischen Bilder erzeugt werden. Der Vorsatz hat aber eine kompaktere Bauweise, wenn er ein oder insbeson­ dere zwei Spiegel aufweist, die zweckmäßigerweise unter 45° angeordnet sind, so daß der Bildschirm seitlich von der Visierrichtung oder sogar parallel zur Visierrichtung angeordnet ist, wobei er im letzteren Fall aber nach vorne zeigt.

Der Vorsatz kann noch Zusatzeinrichtungen aufweisen. So kann er eine Blitzlampe aufweisen, damit auch nachts mit Hilfe von Blitzlichtaufnahmen Bilder des Zielhintergrundes gewonnen werden können. Der Vorsatz kann auch einen Laser-Entfernungs­ messer aufweisen. Mit diesem könnte die Topographie des Ziel­ hintergrundes vermessen werden. In vielen Fällen wird dies aber zu aufwendig sein; hier kann dann die Topographie auf andere Weise eingegeben werden.

Schließlich kann der Vorsatz einen Laser-Transceiver mit x-y-z-Quellenverstellung und Entfernungsmesser aufweisen, wie sie von der Anmelderin bei den bereits erwähnten Talissi- Schußsimulatoren verwendet werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeich­ nungen anhand einer vorteilhaften Ausführungsform beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung ein Geschütz mit dem erfindungsgemäßen Vorsatz für die Visier­ einrichtung sowie einer Zentraleinheit;

Fig. 2 den Vorsatz im Längsschnitt;

Fig. 3 den Vorsatz von vorne; und

Fig. 4 ein schematisches Schaltbild der wichtigsten Teile der Vorrichtung.

In Fig. 1 ist ein von einem Schützen 1 bedientes Geschütz 2 gezeigt, das ein übliches Visier 3 aufweist. Auf dieses Visier 3 kann der erfindungsgemäße Vorsatz 4 aufgesetzt werden, der in Fig. 1 gleich zweimal gezeigt ist, so daß er rechts oben von vorne und links daneben von hinten zu sehen ist. Durch den Doppelpfeil 5 ist angeordnet, wie der Vorsatz 4 gedreht werden muß, damit er von der linken Stellung auf das Visier 3 aufge­ setzt werden kann.

Der Vorsatz 4 ist durch nicht gezeigte Kabel mit einer Zen­ traleinheit 6 verbunden, die als wesentlichen Teil einen Rechner enthält. Die Bahn des Zieles, z.B. eines Flugzeuges 7, kann mit Hilfe eines Steuerknüppels 8 oder eines Lichtgriffels 9 vorgegeben werden, indem mit einem dieser Teile die Bahn des Flugzeuges 7 auf einem Bildschirm 10 eingegeben bzw. gesteuert wird.

In Fig. 2 ist das normale Visier bei 2 schraffiert angedeutet. Auf dieses Visier 2 wird der Vorsatz 4 aufgesetzt, der im oberen Bereich eine Fernsehkamera, eine Videokamera oder insbesondere eine Matrix-CCD-Kamera 11 aufweist, mit der ein Bild des Zielhintergrundes aufgenommen wird. Dieses Bild wird dann durch nicht gezeigte Einrichtungen in der Kamera 11 digitalisiert und einem zentralen Rechner 12 (Fig. 4) zuge­ fügt, der in der Zentraleinheit 6 angeordnet ist. In den Zentralrechner 12 wird weiter das mit Hilfe von Steuerknüppel 8 oder Lichtgriffel 9 und Bildschirm 10 erzeugte Bild bzw. die erzeugte Bahn des Flugzeuges 7 oder sonstigen Zieles eingege­ ben. Zusätzlich können noch mit Hilfe der Einrichtung 13, die ebenfalls in Fig. 4 angedeutet ist, Daten über die Topographie eingegeben werden. Das so durch Überlagerung aus Zielhinter­ grund und Ziel erzeugte Bild wird dann mit Hilfe eines Umsetzers 14 einem Bildschirm 15 zugeführt und dort abgebil­ det, der ebenfalls im Vorsatz 4 angeordnet ist. Das Bild des Bildschirmes 15 wird dabei durch zwei Spiegel 16 und 17 umgelenkt, so daß der Schütze dieses Bild sieht, wenn er durch das normale Visier 3 blickt.

Die Leuchtspur, die der Schütze im Falle des Abfeuerns eines tatsächlichen Geschosses im Visier sehen würde, kann ebenfalls mit den gezeigten Einrichtungen in das Bild überlagert werden. Andererseits ist es dabei auch möglich, diese Leuchtspur mit Hilfe einer separaten Einrichtung 18 zu erzeugen, die sich hinter dem Spiegel 16 befindet, der zu diesem Zwecke halb­ durchlässig ist.

Die Bewegung des Geschützes 2 wird von Azimut- und Eleva­ tionssensoren (25, 26) abgeleitet und rechentechnisch einbezogen.

In den Fig. 1 bis 3 sind an der Hinterseite des Vorsatzes noch Abdeckscheiben 19 gezeigt, die Seitenlicht abschirmen sollen.

Der Vorsatz 4 kann noch Retroreflektoren 20 aufweisen, die immer dann von Wichtigkeit sind, wenn das Geschütz auch als Ziel dienen soll. In diesem Fall kann der Ort des Geschützes von anderen Übungsteilnehmern mit Hilfe der Retroreflektoren 20 über entsprechende Vermessungseinrichtungen festgestellt werden.

Wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, weist der Vorsatz 4 nicht nur die bereits erwähnte Kamera 11 auf, sondern auch eine Blitz­ lichtlampe 21, mit der der Hintergrund erhellt werden kann, so daß auch Nachtübungen möglich sind. Weiter ist im Vorsatz 4 ein Laserentfernungsmesser 22 vorgesehen, der insbesondere dann wesentlich ist, wenn auch die Topographie automatisch vermessen werden soll. Schließlich ist noch ein Laser- Transceiver mit x-y-z-Quellenverstellung und Entfernungsmesser 23 vorgesehen, der für den Talissi-Schußsimulator Verwendung finden kann.

In Fig. 4 ist noch gezeigt, daß das Bild auf dem Bildschirm 15 mit Hilfe einer Kamera 24 vorteilhafterweise in regelmäßigen Abständen aufgenommen werden kann, damit die Übung bzw. deren Ergebnisse zu einem späteren Zeitpunkt ausgewertet werden.

Eine nicht gezeigte Ausführungsform erlaubt auch die Benutzung üblicher Spinnenvisiere mittels eines in die optische Sicht­ achse eingespiegelten Sezenariors. Dies kann mit diversen konstruktiven an sich bekannten Maßnahmen erfolgen.

Claims (11)

1. Verfahren zur Ausbildung an Geschützen im Freien, vorzugs­ weise zur Luftabwehr, aber auch für Bodenziele, dadurch gekennzeichnet, daß der wirkliche Zielhintergrund aufgenom­ men wird und nach Digitalisierung und Datenverarbeitung zusätzliche Informationen hinzugefügt werden und für den Schützen über bestehende Visiereinrichtungen zur Darstel­ lung gelangen, wobei die Informationen z.B. Ziele, Flug­ zeuge, angreifende Flugzeuge, Helikopter oder Bodenziele sein können und als weitere Information bei Bedienung der Schußauslöseeinrichtung zusätzlich Leuchtspur realer Geschosse synthetisch dargestellt wird und sowohl die Dynamik der eingespeisten Information z.B. Farben, Flugzeugflugzeiten, Geschoßflugzeiten, Entfernungen usw. eingespielt werden und die Information Treffer als synthe­ tischer Lichtblitz am synthetischen Ziel angezeigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Registrierungseinrichtung zur Ergebnisfeststellung zwecks späterer Auswertung verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Registrierungseinrichtung eine Still-Picture-Kamera verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Bewegungen des synthetischen Ziels mit einem Lichtgriffel oder einem Steuerknüppel erzeugt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auch Einzelheiten der Topographie des Zielhintergrundes verwertet werden.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Vorsatz (4) für die Visiereinrichtung (3) mit einer Video­ kamera (11), z.B. einer CCD-Kamera und einem Bildschirm (15) sowie einen Rechner (12) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsatz (4) abnehmbar ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich­ net, daß der Vorsatz (4) Spiegel (16, 17) aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsatz (4) eine Blitzlampe (21) aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsatz (4) einen Laser-Entfer­ nungsmesser (22) aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsatz (4) einen Laser-Trans­ ceiver (23) mit x-y-z-Quellenverstellung und Entfer­ nungsmesser aufweist.