TARGET MEASUREMENT SYSTEM

Abstract: 1. Method for updating a given sighting indicator on a target moving in space, with a target tracking system having at least one distance sensor (D) and at least one angle sensor (W) and an angle sensor servo (Ss) which has at least two rotation axes and to which actuating signals are applied for constantly aligning onto the target the lines of sight of the sensors, directed in parallel to constitute a common line of sight, characterised in that the coder signals (c) mapping the output signals of the angle sensor servo (Ss), and the actuating signals (r) for the angle sensor servo (Ss), are processed into first estimates (es) in a first model (Se) mapping the angle sensor servo movement, and that the distance signals (d) of the distance sensor and the angle signals (a) of the angle sensor are processed, with the coder signals (c) of the angle sensor servo (Ss), into second estimates (ez) in another model (Ze) mapping the movement of the target object, and that the first and second estimates (es, ez) are processed in a controller (R) into actuating signals (r) for the angle sensor servo.

Description: ZIEI±VERMESSUNGSSYSTEM Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Zielvermessung und betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur räumlichzeitlichen Bahnbestimmung von Objekten, inbesondere von bewegten Zielobjekten, gemäss Oberbegriff des Verfahrensanspruchs 1 und des Vorrichtungsanspruchs 6. Zielverfolgungssysteme werden vor allem zur Vermessung der Flugbahnen von zivilen und militärischen Flugobjekten benötigt. Die verfolgten, d.h. in ständiger Bewegung befindlichen, zu vermessenden Objekte, also die Zielobjekte, können sich auf der Erdoberfläche, in beliebiger Höhe darüber, in Meeren und Seen, auch unterhalb der Wasseroberfläche oder aber im Weltraum bewegen. Die für die Zielwahrnehmung und Zielvermessung verwendeten Sensoren arbeiten in der Regel mit elektromagnetischen Wellen mit Wellenlängen zwischen und und 10 1 m. Unter Wasser werden hauptsäch- lich akustische Wellen verwendet. In der Regel .wird eine Raummessungsaufgabe im Sinne eines Polarkoordinatensystems in Distanzmessung und Winkelmessungen aufgeteilt. Distanzsensoren messen die Distanz zwischen Sensor und Zielobjekt und werten die Laufzeitdifferenz zwischen ausgesendeten und vom Zielobjekt rückreflektierten Wellenzügen (continuous), Wellenpaketen (pulsed) etc. aus. Da diese Sensoren den Informationsträger selber aussenden (müssen), zählen sie zu den aktiven Sensoren. Winkelsensoren messen die winkelmässige Abweichung oder Ablage des Zielobjekts von einer gegebenen Visierlinie. Sie können passiv als reine Signal-Empfänger ausgestaltet sein und lediglich auf Signale von Fremdquellen ansprechen; im Prinzip auch auf diejenigen des aktiven Distanzsensors. Zur Genauigkeit der Sensoren tragen u.a. vorrichtungsinhärente oder apparative Eigenschaften, zur Genauigkeit der Nachführung der Sensoren im Falle eines bewegten Zielobjekts funktionelle Eigenschaften bei. Die Ungenauigkeit dieser Nachführung wird oft auch Verfolgungsfehler genannt und beeinträchtigt die Genauigkeit der Sensoren, was wiederum den Verfolgungsfehler vergrössert usw.. Bei Radarsensoren (insbesondere) hat das Verhältnis der Wellenlänge zur Grösse der Antenne, mit welcher die Wellen empfangen oder ggf. ausgesendet und empfangen werden, grossen Einfluss auf die Genauigkeit der Winkelsensoren und auf die Richtwirkung aller Sensoren. Eine gute Richtwirkung wird benötigt, um u.a. die Energieabstrahlung der aktiven Sensoren möglichst klein zu halten, d.h. eine unnütz grosse Ausleuchtung zu vermeiden. Bei der Anwendung von längerwelliger Energie müssen verhältnismässig grosse, schwere Antennen dem Zielobjekt ebenso präzis nachgeführt werden können, wie es bei der Anwendung kürzerer Wellenlängen, d.h. bei leichteren Antennen ohnehin leichter realisierbar ist. Ungenauigkeiten in dieser masse- und dadurch trägheitsbehafteten Nachführung, auch Verfolgungsfehler genannt, beeinträchtigen wiederum direkt die Genauigkeit der betroffenen, als interdependentes Subsystem mit eigener innerer Abhängigkeit aufzufassenden Sensoren, was wechselwirkend wiederum den Verfolgungsfehler vergrössert. Um Ziele im Raum von einem beliebigen Raumpunkt aus zu vermessen und benachbarte Ziele oder ein Ziel und sein Spiegelbild klar auseinander halten zu können (Auflösung), ist es wichtig, die Sensorsignale dem entsprechenden Sensorservo derart verarbeitet zuzuführen, dass dieser die (not wendigerweise) gemeinsame Visierlinie möglichst genau auf das Ziel gerichtet hält. Durch die CH-PS 415'135 ist ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung bekanntgeworden, das zur Verminderung der statistischen Schwankungen bei elektrischen Nachlaufsystemen und damit, bei entsprechender Anwendung, auch zur präziseren Nachführung einer Visierlinie auf ein angepeiltes Objekt beiträgt. Die Schaltungsanordnung arbeitet (wie im Oberbegriff der erfindungsgemässen Vorrichtung genannt) mit (zwei) Winkelsensoren und (zwei) Distanzsensoren, wobei je ein Winkel- und ein Distanzsensor mittels Radargeräten realisiert sind. Die beiden Radargeräte arbeiten mit verschiedenen Wellenlängen und verwenden in einer Ausführungsform bspw. eine gemeinsame Antenne. Das Verfahren geht nun davon aus, dass bei zwei, es könnten auch mehr als zwei sein, statistischen (oder stochastischen) Fehlerschwankungen unterworfenen Systemen mit (nicht zeitlich, sondern untereinander) insbes. unkorreliertem Raushen,dieAuswertung der beiden gleichzeitigen Messungen (samples) ein besseresSignal-Pausch-Ver- hältnis erhalten wird, als bei der Messung durch nur ein System. Abgesehen vom apparativen Aufwand der zu einer nochmaligen Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses bei der kDnsequenten Anwendung dieser Lehre notwendig wäre, zeigt dieses Verfahren keinen Weg, wie weitere Informationen aus der Distanzmessung, über die Flugdynamik des Objekts und deren stochastische Veränderungen, sowie über die Dynamik des Servos und dessen stochastische Eigenschaften usf. zur Verbesserung des Verfolgungsverhaltens herangezogen werden können. Daraus lässt sich schliessen, dass die Varianz des Verfolgungsfehlers des angegebenen Systems nicht optimal klein sein kann. Um also Ziele genau vermessen und benachbarte Ziele oder ein Ziel und sein Spiegelbild sauber auseinanderhalten zu können, ist es wichtig, dass die Signale der Sensoren so verarbeitet und dem Sensorservo zugeführt werden, dass dieser die gemeinsame Visierlinie der Sensoren möglichst genau auf das Zielobjekt gerichtet hält. Dies ist die Aufgabe der Erfindung. Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 und 6 definierte Erfindung gelöst. Zweckmässige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Die Grundidee der Erfindung besteht darin, dass die Zielverfolgung in einem Regelkreis erfolgt, so dass eine gute Voraussage über das wahrscheinliche Zielverhalten möglich wird. Die Erfindung wird nun mit Hilfe der nachfolgend aufgeführten Figuren eingehend diskutiert. Figur 1 zeigt eine einfache Ausführungsform der Vorrichtung gemäss Erfindung; Figur 2 zeigt eine andere, erweiterte Ausführungsform der Vorrichtung gemäss Erfindung; Die Grundzüge des Verfahrens werden nun anhand der einfachen Ausführungsform der Vorrichtung gemäss Figur 1 beschrieben. Diese Figur zeigt die Zusammenschaltung eines Distanzsensors D und eines Winkelsensors W mit einem Zielestimator Ze und eines Winkelsensorservos Ss mit einem Winkelsensorservoestimator Se und mit einem Zustandsregler R, der mit den Ausgangsgrössen ez (=Schätzung des Ist-Bewegungszustandes des Zieles) und es (=Schätzung des Ist-Bewegungszustandes des Servos (Ss)) der beiden Estimatoren Ze und Se beaufschlagt wird. Zum nachfolgend und in den Ansprüchen benutzten Begriffsmodell: Der Zielestimator Ze ist im wesentlichen als Modell der Zielbewegung und der Servoestimator Se ist als Modell der Servobewegung, d.h. Bewegung der Visierlinie, welche durch den Servo Ss bewirkt wird, zu verstehen. Zwischen dem Regler R und den Positionsmesswerten liefernden Distanz-Sensoren D, Winkelsensoren W (die Zielsensoren) und den Codern (= Lagesensoren der Winkelsensorservos) ist also je eines dieser beiden Modelle zwischengeschaltet, die das Ziel bzw. den Sensorservo nachbildet (modelliert). Damit ist eine Voraussage, eine 'ggute" Schätzung möglich, wohin sich das angepeilte Ziel wahrscheinlich hinbewegen wird. Der Regler R wird der Systemqualität wegen vorzugsweise als nichtlinearer und adaptiver Zustandsregler ausgestaltet. Die meisten Zielverfolgungssysteme benutzen als Winkelsensoren bspw. Radargeräte, TV-Geräte, IR-Geräte (FLIR), Laser Geräte; als Distanzsensoren Radar- oder Lasergeräte. Dabei sind Radar und Laser verwendende Sensoren aktiv (Strahler), TV- und IR-Geräte reine Empfänger, also passiv. Bei Radar und Laser Anwendung ist oft ein Distanzsensor mit einem Winkelsensor eng kombiniert, bspw. dass sie gleiche Wellenlängen und eine gemeinsame Antenne benutzen, im gleichen Gehäuse untergebracht sind und schaltungstechnisch in der Lage sind, untereinander Signale auszutauschen. Die von den Distanzsensoren D abgegebenen Signale d sind meistens skalare Grössen, die Signale a der Winkelsensoren vektorielle Grössen. Im Polarkoordinatensystem sind dies ein- (für Distanz) und zweiwertige (für Seiten- und Höhenwerte) Signale. Zusammen ergibt dies dann die nötigen Parameter zur Bestimmung eines beliebigen Punktes im dreidimensionalen Raum. Ist das Signal eines Winkelsensors zweiwertig, so können die beiden Werte unabhängig voneinander betrachtet werden, wenn die beiden Mess-Richtungen orthogonal zueinander stehen und z.B. die Ablage des Zielobjekts zur Visierlinie sich aus zwei Winkelmessungen, Azimut und Elevation, ergibt. Enthält das Winkelsensorsignal mehr als zwei Werte, so läuft dies auf ein Mehr-als-zwei-Achsen Problem hinaus und die Werte sind als voneinander abhängig zu betrachten, wobei nur benachbarte Drehachsen einen festen Winkel bilden und jeder Position der Visierlinie, im Gegensatz zu den beiden einander orthogonal zugeordneten Achsen, unendlich viele Kombinationen von Positionen der Drehachsen entsprechen. Für Zielvermessungsaufgaben ist eine Einrichtung mit einem Distanzsensor und einem orthogonalen Zweiachsenwinkelsensor für die Bewältigung der Polarkoordinaten-Messungsaufgabe in der Regel ausreichend, doch erlaubt das Verfahren gemäss Erfindung auch, Einrichtungen zu schaffen und zu betreiben, die beliebig viele Sensoren aufweisen. In Fig. 1 sind die obengenannten Subsysteme D, W, Ze, Ss, Se, R so geschaltet, dass der Regler R vom Zielestimator Ze die Schätzung ez des Bewegungszustandes des Zieles als Sollgrösse des Bewegungszustandes des Servos, d.h., wohin der Servo drehen soll, und vom Servoestimator Se eine Istgrösse es, also den tatsächlichen Bewegungszustand des Servos erhält. Dabei ist die damit verbundene Interdependenz zu beachten; der Winkelsensor W und sein Servo Ss sind mechanisch miteinander verbunden. Die Reglerausgangsgrösse r (Stellsignal), welche vektoriell ist, korrigiert im Winkelsensor-Servo die Ablage gegen kleinere Werte, gleichzeitig wird sie in das Modell der Servobewegung (Servoestimator Se) aufgenommen. Im Servoestimator Se werden also die Korrekturgrössen oder Stellwerte r für den Servo und die Positionsmessungen c des Servos verarbeitet. Die Positionsmessungen des physischen Servos Ss bzw. des Originals werden auch als Grösse c in das Zielmodell des Zielestimators Ze übertragen. Das Modell der Zielbewegung (Zielestimator Ze) verarbeitet die Positionsmessungen c des Servo-Originals, die aktuellen Winkel sensorvektoren a und die aktuellen Distanzsensorskalare d zu Schätzwerten ez. Damit wird folgendes bewirkt: Der den Winkelsensor-Servo Ss nachbildende Estimator Seerarbeitet für den Regler R eine Schätzung des Bewegungszustandes des Servos. Der Bewegungszustand enthält alle Informationen, um mit Hilfe der den Servo be schreibbnden (vektoriellen) Differentialgleichung alle zukünftigen Bewegungszustände berechnen zu können, falls keine unerwarteten Störungen unbekannter Grösse (z.B. den Servo beeinflussende Windkräfte an der Antenne) auftreten. Das ebenfalls den Servo beeinflussende Regelsignat r dagegen ist keine unerwartete Störung unbekannter Grösse, sondern eine determinierte Grösse, deren Einfluss bei der Integration der Differentialgleichung genau berücksichtigt werden kann und soll. Der Bewegungszustandes des Servos kann bspw. Position, Geschwindig- keit, Beschleunigung etc. aller Antriebsmittel bzw. Drehachsen des beteiligten Subsystems darstellen und ermöglicht somit auch die Bestimmung von unbekannten Parametern als weitere Charakteristiken der Grundgesamtheit des Systems, also z.B. eine Schätzung des Codersignals c. Mit relativ wenigen empirisch erfahrbaren Grössen (Messungen) können die "wahren Systemgrössen und Zusammenhänge geschätzt werden. Das Codersignal c kann nur dann dauernd mit seiner Schätzung aus es übereinstimmen, wenn die den Bewegungszustand darstellende Grösse es des Modells vollständig mit jenem des Originals, das ist der Winkelsensorservo Ss, übereinstimmt. Dies ist gegeben, wenn der Schätzfehler es* der Schätzung des Bewegungszustandes es verschwindet .Allfällige Abweichungen des Werts des Codersignals c werden verwendet, um die Schätzfehler es* zu korrigieren, d.h. um die Abbildung des Originals zu verbessern. Die Theorie des Extended-Kalman-Bucy-Filters beschreibt, wie man diese Korrektur gestalten muss, damit die Varianz Vs=E((es*)'.es*) des Schätzfehlers es* minimal und somit der Servoestimator Se optimal wird. Dies unter Berücksichtigung von stochastischen Einflüssen wie Messfehler des Codersignals c, Windkräfte an der Antenne usw.. Der Operator E in der Varianz steht für die Erwartungswertbildung und der Operator ' (von es*') steht für die Transposition von Vektoren bzw. Matrizen. Die Varianz ist in diesem Falle eine Matrix (oder Tensor 2ter Ordnung). Die systemimmainente Kopplung der Elemente des Schätzfehlervektors es* bewirkt, dass kein Diagonal-Element der Varianzmatrix Vs minimal sein kann, ohne dass es alle anderen auch sind. So wie der Servoestimator Se den Bewegungszustand es des Senror Ss schätzt, so schätzt der Zielestimator Ze den Bewegungszustand ez desZielobjekts. Als Beobachtung verwendet der ZielestimatorZe aber nicht das Codersignal c allein, sondern das Codersignal c kombiniert mit dem Winkelsensorsignal a des Winkelsensors W und ergänzt durch das Signal d des Distanzsensors. Auch der Zielestimator Ze ist scmitein Modell, nämlich die Abbildung der Bewegung des Zieles1 und das Zielestimatorausgangssignal ez ist eine Schätzung des Winkel Bewegungszustands des Zielobjekts, also seiner räumlichen Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung etc.. Auch die Schätzung ez hat einen Fehler ez* und dieser eine Varianz Vz=E(ez*'.ez*), wie die Theorie des Extended-Kalman-Bucy Filters beschreibt, und das Modell lässt sich durch Korrektur ebenso dem Original annähern, wie dies oben, im Zusammenhang mit dem Servoestimator schon beschrieben wurde. Beide Modelle bzw. Estimatoren sind durch bspw. Extended Kalmanfilter bzw. Extended-Bucyfilter darstellbar. Das zeitdiskrete Extended-Kalmanfilter kann mit Digitalrechnern,das zeitkontinuierliche Extended-Bucyfilter mit Analogrechnern realisiert werden. Figur 2 zeigt nun eine erweiterte Ausführungsform mit zwei Winkelsensoren W1 und W2. Wie bei der schon erwähnten CH-PS 415'135 werden zwei Winkelsensoren W1,W2 verwendet, wobei die Winkelsensoren durch Radargeräte gebildet werden können. Ferner wird ein Distanzsensor D1 verwendet, der auch ein Radargerät sein kann. Die beiden Radargeräte der Winkelsensoren W7,W2 verwenden in dieser Ausführungsform verschiedene Wellenlängen. Durch den Winkelsensorservo Ss werden die zueinander parallelen Visierlinien zur dauernden Ausrichtung auf ein Zielobjekt gebracht, wobei diese Sensoren W1,W2,D1 kein Sensorsignal abgeben, wenn sie das Ziel nicht sehen (d.h. kein Zielecho empfangen) können. Die Winkelsensorsignale al,a2 werden beiden Estimatoren Ze und Se, sowie dem Winkelsensorservo zugeführt. Bei dieser Massnahme werden nun auch im Modell des Winkelsensorservos bzw. im Servoestimator Se die Winkelsensorsignale al,a2 nebst den Positionsmessungen c des Servo-Originals berücksichtigt. Sind die Estimatoren Ze und Se, wie hier vorgeschlagen wird, Extended-Kalman-Bucy-Filter, so liefern sie neben den Zustands schätzungen ez und es , also der Schätzung des Winkelbewegungszustandes des Zielobjekts und der Schätzung des Bewegungszustandes des Servos, auch noch die Varianzen Vz und Vs der entsprechenden Schätzfehler. So werden in der Ausführungsform gemäss Figur 2 dem Regler R auch die Schätzfehlervarianzen Vz und Vs zugeführt. Aus der Schätzfehler-Varianz können Aussagen über das System gemacht werden; so ist bspw. die Varianz des Verfolgungsfehlers ein direktes Mass für die Systemgüte. Ferner werden in dieser Ausführungsform die vom Zielestimator Ze zur Verfügung gestellten Schätzungen el des Distanzbewegungszustandes des Zielobjekts dem Distanzsensor D1 zugeführt, um damit eine Zeittorschaltung nachzuführen. Dieses System funktioniert wie folgt: Der Servo Ss wird dauernd durch die Ablagesignale al,a2 gesteuert. Wie dabei diese Signale gewichtet werden, spielt (abgesehen von Laufzeiteffekten bzw. Totzeiteffekten) keine Rolle, weil der Servoestimator Se von den gleichen Signalen in gleicher Weise gesteuert wird. Der Servoestimator Se berechnet aus den Positionsmessungen c und aus den Fehlersignalen a1,a2 eine Schätzung es des vollständigen Bewegungszustandes des Servos Ss, d.h. Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung usw. in Seite und Höhe. Gleichzeitig berechnet der Zielestimator Ze aus den Werten der Signale dl,c,al,a2 eine Schätzung ez des vollständigen Winkelbewegungszustandes des Zielobjekts, also jener Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung usw. in Seite und Höhe, welche der Servo Ss haben sollte, damit die Sensoren W1 und W2 auf das Zielobjekt gerichtet sind und bleiben. Die Ablagesignale al und a2 sind für den Zielestimator Ze fehlerbehaftete Messwerte der Position des Zieles, für den Servoestimator Se hingegen fehlerfrei bekannte Steuersignale des Servos Ss. Nun berechnet der Zustandsregler R sein Regelsignal dergestalt, dass die Schätzung es des IST-Bewegungszustands des Servos Ss möglichst rasch und genau übergeht in die Schätzung ez des IST-Bewegungszustands des Zieles, d.h. des SOLL-Bewegungszustands des Servos Ss. Da r nicht nur den Servoestimator Se regelt, sondern auch den Servo Ss, und weil S5 und Se auf al,a2 und r gleich reagieren, setzt sich der Folge fehler von Ss zusammen aus der SOLL-IST Differenz ez-es, sowie den Fehlern der Schätzungen (ez) und (es). Dieser Folgefehler, von dem letztlich nur die Positions-Xomponente interessiert, wird verursacht durch Ungenauigkeiten (Messrauschen, Spiegeleffekt usw. > der Signale dl,al,a2 und c, sowie durch unerwartete Bewegungen des Ziels, und wird verschlimmert durch Totzeiteffekte infolge Laufzeit auf dem Signalweg Wi & 2 -- > Ze & e --) R & s. Die Varianz dieses Folgefehlers wird minimal, wenn man die Estimatoren Ze und Se in bekannter Weise als Optimalfilter gestaltet, und auch beim Regler die bekannten Methoden der optimalen Zustandsregelung anwendet. Insbesondere kann der Zielestimator Ze als Extended-Kalman-Bucy-Filter ohne weiteres die Ablagesignale al und a2, sowie beliebig viele zusätzliche Signale von weiteren Sensoren parallel verarbeiten und damit ihren Informationsgehalt voll ausschöpfen. Dabei kann man wahlweise diese zusätzlichen Sensorsignale nur in den Zielestimator Ze einführen (wie in Figur 1) oder auch, wie hier in Fig.2 schon an zwei Sensoren dargsLellt, auch in den Servoestimator Se und den Sensorservo Ss. Die Verwertung von Informationen über die Messfehlervarianz z.B. von al und a2, bspw. die AGC-Spannungen (automatic gain control) von W1 und W2, ist dabei nützlich, aber nicht notwendig. Sind die Estimatoren Ze und Se Extended-Kalman-Bucy-Filter, so liefern sie neben den Schätzungen ez und es , wie gesagt, auch noch die Varianzen der entsprechenden Schätzfehler. Werden diese Varianzen Vz und Vs, wie in der Ausführungsform gemäss Figur 2 gezeigt, ebenfalls dem Zustandsreg ler R zugeführt, so kann dieser einen optimalen Kompromiss zwischen Folgefehler und Servobelastung finden, und zwar besonders einfach, wenn die entsprechenden Zielfunktionen quadratisch definiert sind.

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zum Nachführen eines gegebenen Visierindika tors an einem sich im Raum bewegenden Ziel mit einem Zielverfolgungssystem, das mindestens einen Distanzsensor (D) und mindestens einen Winkelsensor (W) und einen mindestens zwei Drehachsen aufweisenden Winkelsensor-Servo (Ss) aufweist zur dauernden Ausrichtung der zu einer gemeinsamen Visierlinie parallel gerichteten Visierlinien der Sensoren auf das Ziel, dadurch gekennzeichnet, dass die Coder signale (c) des Winkelsensor-Servos (Ss) und Stell signale (r) für den Winkelsensor-Servo (Ss) in einem ersten, die Winkel-Sensorservo-Bewegung abbilden den Modell zu ersten Schätzwerten verarbeitet werden, und dass die Distanzsignale (d) des Distanzsensors und die Winkel signale (a) des Winkelsensors mit den Codersignalen (c) des Winkelsensor-Servos (Ss) in einem anderen, die Zielobjekt-Bewegung abbildenden Modell zu zweiten Schätzwerten verarbeitet werden und dass die ersten und zweiten Schätzwerte in einem Regler zu Stell signalen (r) für den Winkelsensor-Servo verarbeitet werden. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zielestimator (Ze), ein Servoestimator (Se) und ein Zustandsregler (R) die Winkelsensorsignale und die Distanzsensorsignale und die Winkelsensorservo signale zu einem Regelsignal verarbeiten, um damit den Winkelsensorservo (Ss) und den Servoestimator (Se) gleichartig (gleicherweise) zu steuern und dass im Servoestimator (Se) aus dem Codersignal des Winkelsensor-Servos (Ss) eine Schätzung dessen Bewegungszustandes, der den Bewegungszustand der gemeinsamen Visierlinie der Sensoren darstellt, erzeugt wird und dass im Zielestimator (Ze) aus dem Codersignal und den Winkelsensorsignalen und den Distanzsensorsignalen eine Schätzung des Winkel bewegungszustandes des Zieles erzeugt wird und dass im Zustandsregler (R) das Regelsignal so erzeugt wird, dass die beiden Zustandsschätzungen möglichst genau gleich sind und bleiben. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass aus dem Zielestimator (Ze) Schätzungen des Distanz-Bewegungszustandes des Ziels den Distanz sensoren (D) zugeführt werden. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Zielestimator (Ze) und im Servoestimator (Se) Schätzfehlervarianzen (Vz, Vs) gebildet werden und diese dem Zustandsregler (R) zugeführt werden. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, daduch gekennzeichnet, dass die Winkelsensorsignale nicht nur dem Zielestimator (Ze) sondern auch sowohl dem Servoestimator (Se) als auch dem Winkelsensor Servo (Ss) zugeführt werden. 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit mindestens einem Distanzsensor (D) und mindestens einem Winkelsensor (W) und einem mindestens zwei Drehachsen aufweisenden Winkelsensor-Servo (Ss) zur dauernden Ausrichtung der zu einer gemeinsa men Visierlinie parallelgerichteten Visierlinien der Sensoren (D, W) auf das Ziel, dadurch gekennzeich net, dass der Winkelsensor-Servo (Ss) mit einem Servoestimatornetzwerk (Se) verbunden ist, dessen Ausgang (es) mit dem einen Eingang eines Regelnetz werks (R) verbunden ist, und dass der oder die Distanz sensor/en (D) und der oder die Winkelsensor/en (W) und der Winkelsensor-Servo (Ss) mit einem Zielestima tornetzwerk (Ze) verbunden sind, dessen Ausgang (ez) mit dem anderen Eingang des Regel netzwerks (R) verbunden ist und dass der Ausgang des Regel netzwerks (R) mit einem Reglereingang des Winkelsensor-Servos (Ss) und einem Eingang des Servoestimatornetzwerks (Se) verbunden ist (Fig. 1). 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zielestimator (Ze) und ein Servoestimator (Se) und ein Zustandsregler (R) vorgesehen sind, welche die Signale (al, a2, dl, c) der Winkelsensoren (W1, W2), des Distanzsensors (D1) und des Winkelsensorser vos (Ss) zu einem Regelsignal (r) verarbeiten, und dass am Winkelsensorservo (Ss) und am Servoestlma tor (Ss) Eingänge vorgesehen sind zur Einführung von Signalen mit Werten des Regelsignals (r) und der Ausgang des Winkelsensor-Servo (Ss) auf einen Eingang des Servoestimators (Se) geführt ist zur Übertragung des Codersignals (c) und dass Mittel vorgesehen sind zur Übertragung der Winkelsensor signale (al, a2), der Distanzsignale (dl) und des Codersignals (c) auf den Zielestimator (Ze) und dass die Ausgänge beider Estimatoren (Ze, Se) auf die Eingänge des Zustandsreglers (R) geführt sind, um Signale mit Werten der Zustandsschätzungen (ez, es) in ein Regelsignal (r) zu überführen (Fig. 2). 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn zeichnet, dass der Zielestimator (Ze) zur Übertragung von Signalen mit Werten der Schätzungen (el) des Distanzbewegungszustands des Ziels mit einem Distanz sensor (D1) verbunden ist. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind zur Übertragung von Signalen mit Werten der Schätzfehlervarianzen (Vz, Vs) vom Zustandsestimator (Ze) und vom Servoestimator (Se) zum Zustandsregler (R). 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass Winkelsensoren (W1, W2) auch mit dem Servoestimator (Se) und dem Winkelsensor Servo (Ss) verbunden sind, um die Winkelsensorsignale (al, a2) zu übertragen. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Estimatoren (Ze, Se) Extended-Kalman-Bucy-Filter sind. 12. Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, dass die Estimatoren (Ze, Se) Extended Kalman-Filter sind. 13. Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, dass die Estimatoren (Ze, Se) Extended-Bucy Filter sind.

Inventors: PICCOLRUAZ, HEINZ
Applicants: CONTRAVES AG
Application year: 1986
Main classification: F41G5
IPC codes: F41G5, G01S13