目标标记装置以及包括该目标标记装置的目标处理系统的制作方法

本发明涉及目标标记装置以及包括这样的目标标记装置的目标处理系统。

背景技术：

在本发明的框架中，术语“处理目标”表示对该目标执行动作，例如，以便于压制(neutralise)该目标、破坏该目标、将该目标带走等。

尽管并非排他性地，但是本发明更特别地应用于军事领域，特别是例如通过至少一种飞行装置(诸如，特别是导弹)作为媒介物来对目标(诸如，坦克)进行压制。

这样的飞行装置通常包括使得能够识别并分析目标的一组机载传感器以及用于压制该目标的装置。纵然这些传感器往往非常昂贵，但是其分辨率通常不足以在如下情况下准确地获取(acquisition)目标(或目的)：当飞行装置以非常高的速度从高海拔移动时，或者当必须在数千米的距离外对目标进行获取和分析时。

此外，对于可消耗类型的飞行装置(即，一旦任务完成，飞行装置不再可以进行使用)，不能对关于任务成功和/或对目标的临近环境造成的后果的信息进行采集。

通常，为了给目标分配飞行装置，存在多种方法：

A/第一种惯常方法假定操作员位于目标所在的目的区域附近。特别地借助于激光指示器，该操作员必须照亮该目标以便于飞行装置能够识别出该目标并且被制导至该目标。该第一种方法的主要缺点在于：

-操作员很难接近目的区域；

-当飞行装置为可消耗类型时，对机载传感器(特别是光电传感器)造成损耗；以及

-当飞行装置乃至机载传感器仍然远离目标时，传感器分辨率不足的问题；以及

B/第二种惯常方法假定操作员在决策环中，即使操作员可能位于距离目标较远的位置处。在这种情况下，操作员经由数据传输链路接收来自飞行装置上的传感器的图像，并且该操作员可以根据所接收到的图像来生成特别是用于制导或激活的命令。该第二种方法的主要缺点在于：

-当飞行装置是可消耗类型时，机载传感器(尤其是光电子器件)的损耗；

-当飞行装置乃至机载传感器仍然远离于目标时，传感器分辨率不足的问题；以及

-当飞行装置快速地接近目标时，留给操作员的反应时间很短。

因此，这些用于目标处理的惯常解决方案并不完全令人满意。

技术实现要素：

本发明涉及一种目标标记装置，其使得有助于克服该缺点。

为此目的，根据本发明，所述目标标记装置的卓著之处在于其至少包括：

-小型飞行单元，所述飞行单元被配置成在较低的高度处飞行并且借助于制导命令被制导，所述飞行单元设置有至少一个能够测量环境的至少一个参数的传感器；

-数据传输单元，该数据传输单元被配置成至少发射与由飞行单元的传感器实现的测量结果有关的数据并且接收飞行单元处的制导指令；以及

-至少一个发射器，该发射器被安装在飞行单元上并且能够发射位置信息。

更优选地，所述飞行单元在低于五十米的高度处飞行，并且飞行单元的尺寸小于边长为二十厘米的立方体的尺寸。

因此，受益于本发明，目标标记装置设置有具有小尺寸飞行单元，这种小尺寸使得该飞行单元能够在不会被检测到的情况下在较低的高度处飞行，这使得该飞行单元能够接近目标附近并因而能够使用低成本传感器，例如，具有低分辨率的传感器(光学或红外传感器)。

此外，受益于数据传输单元，该数据传输单元使得飞行单元能够与远程站(remote station)通信，操作员能够接收特别是关于飞行单元的环境的数据并且向飞行单元发送制导命令以便于远程地制导飞行单元，这使得操作员即使仍然在控制环中时也能够避难。

在优选实施例中，飞行单元设置有至少一个能够生成飞行单元的环境的至少一部分的图像的传感器，以及数据传输单元被配置成将该图像发送至远程站的显示单元。

此外，在特定实施例中，飞行单元设置有下列传感器中的至少一个：

-热传感器；

-能够生成环境的(光学的或红外)图像的传感器；

-至少一个能够对环境的下列参数之一进行分析的传感器：化学参数、机械参数(振动等)以及电磁参数。

此外，在第一实施例中，发射器被固定(或以固定的方式被安装)在飞行单元上。此外，作为替代或补充，目标标记装置包括发射器，该发射器以可拆卸方式安装在飞行单元上的发射器并且设置有至少一个附接元件，该附接元件能够将发射器附接到支撑件上(而不是飞行单元)。

在优选实施例中，发射器被配置成发射定向制导波束。

此外，有利地，飞行单元包括至少一个中央单元，该中央单元被配置成对数据进行处理，并且至少对接收自传感器的数据进行处理。在可替代实施例中，中央单元能够自动确定用于制导飞行单元的制导命令。

此外，在特定实施例中，所述飞行单元包括接收单元和数据管理单元，其中，接收单元被配置成接收电磁信号，该数据管理单元被配置成对所述接收单元所接收的电磁信号进行管理(或处理)，如下所述，这使得能够为多个这样的飞行单元创建制导链。

此外，在特定实施例中，所述飞行单元设置有这样的装置：该装置能够通过自动地触发或特别是由操作员远程触发来被激活以产生爆炸，以便于对例如目标(特别地，地雷)进行破坏，飞行单元位于该目标附近或者位于该目标上。

本发明还涉及一种目标处理系统。根据本发明，所述目标处理系统包括：

-至少一个目标标记装置，诸如上文所提及的目标标记装置；以及

-至少一个自主飞行装置，所述自主飞行装置包括：

●用于对所述目标标记装置的发射器所发射的位置信息进行检测的装置；

●用于管理该位置信息以对飞行装置进行制导的装置；以及

●用于处理目标的装置。

由此，受益于使用飞行单元所执行的对目标的标记，进行目标处理的飞行装置(或者操作员)没有必要发射信号、特别是发射目标标定波束以将飞行装置制导至待处理的目标。由此，飞行装置是非常隐秘的。此外，飞行装置是完全自主的。

在特定实施例中，目标处理系统包括多个目标标记装置，所述多个目标标记装置之间能够进行通信以便于在空间中对他们进行彼此定位，从而为至少一个自主飞行装置创建制导链。

可以在不同的应用中执行根据本发明的目标处理系统。

特别地，在第一应用中：

-所述目标标记装置是用于对待压制的目标(例如，坦克)进行标记的装置；以及

-所述自主飞行装置是意在压制(破坏)该目标的导弹。

此外，在第二应用中：

-所述目标标记装置是用于对处于困境中的一个或多个人进行定位的装置；以及

-所述自主飞行装置是救援工具，优选地为救援飞行器。

附图说明

所附的附图中的各个图将使得能够理解本发明是如何实现的。在这些图中，相同附图标记表示类似元件。

图1是示出了本发明的实施例的目标标记装置的框图。

图2是目标处理系统的框图。

图3和图4示出了来从目标发射信号的两个不同的示例。

图5概括示出了包括多个目标标记装置的制导链。

图6和图7示出了本发明的两种可能的应用。

具体实施方式

图1所概括示出的并且使得能够阐述本发明的装置1意在至少对目标进行标记。

根据本发明，该目标标记装置1包括：

-小型飞行单元2，其在图1中被概括示出。该飞行单元2包括惯常装置3(特别地，固定翼，旋转翼等用于悬浮并且用于生成向前移动的力的装置)，惯常装置3被概括示出并且以这样的方式形成以使得飞行单元2能够飞行。更特别地，如下文所提及的，飞行单元2的形成方式为便于通过由制导命令进行制导而在低高度处飞行。飞行单元2设置有一组传感器5，这组传感器包括至少一个下文所提及的传感器4，传感器4能够测量环境的至少一个参数；

-数据传输单元6，其包括发送/接收元件7A。该发送/接收元件7A被安装在飞行单元2上并且形成为发射和接收(由图1中的双向箭头E所示)电磁类型的信号，以便于从飞行单元2远程发送数据、特别是与一组传感器5中的至少一个传感器4所实现的测量结果有关的数据，并且接收飞行单元2处的制导命令。为此，数据传输单元6额外包括至少一个其他发送/接收元件7B，该发送/接收元件7B被布置在例如特别是在地面上的远程站8上并且通常能够与被安装在飞行单元2上的发送/接收元件7A交换信息；以及

-至少一个发射器9，所述发射器9以固定或移动的方式被安装在飞行单元2上，并且能够经由上文所提及并由符号S示出的电磁信号来发射位置信息。

飞行单元2优选地具有如下特征：

-飞行高度介于0至50米之间；

-尺寸小于边长为20厘米的立方体的尺寸，即，该飞行单元满足：L<20cm，w<20cm，h<20cm(L：长度；w：宽度；h：高度)；以及

-飞行单元2相对于目的(目标)的接近距离根据情况介于0米(或者直接接触)与10米之间。

因此，目标标记装置1设置有小尺寸的飞行单元2，这种小尺寸使得能够在不会被检测到的情况下在较低的高度处飞行，这使得该目标标记装置1能够(隐秘地)接近目标C的附近，并因而能够使用低成本传感器4，例如，具有低分辨率的传感器(光学或红外传感器)。

此外，受益于数据传输单元6，该数据传输单元6使得飞行单元2能够与远程站8进行通信，(位于该站8处的)操作员可以接收数据，特别是接收关于飞行单元2的环境的数据，并且使用接口单元10向飞行单元2发送制导命令以便于远程制导飞行单元2。例如，该接口单元10包括设置有屏幕的显示单元10A以及数据输入单元10B，诸如，计算机鼠标、触摸板或语音识别单元，从而使得操作员能够输入数据，特别是经由数据传输单元6待传输的数据。

由此，即使操作员仍然位于特别是用于控制和用于制导装置1的决策环中时，也能够避难。实际上，在这种情况下，操作员能够经由数据传输链路E接收特别是来自飞行单元2的传感器4的图像，这些图像被显示在显示单元10A上，并且该操作员可以根据由此所接收到的图像来生成特别是用于制导或激活的命令。这些命令可以经由链路E被直接地或通过中继器为媒介(例如，其他飞行单元2)间接地发送至飞行单元2，

飞行单元2的微型化(用于观察并且用于获取)使得其能够更容易地执行下文所提及的如下功能中的至少一些功能：

-接近目标C；

-观察目标C；

-标记目标C；

-制导；

-发送信息；以及

-提供任务报告。

特别是对于军事应用，就隐秘性而言，微型化当然是最关键的。

在优选实施例中，目标标记装置1是目标处理系统12的一部分。

如图2概括示出，目标处理系统12包括至少一个如上所述的目标标记装置1，以及至少一个飞行装置13。该飞行装置13是自主的并且包括：

-检测单元14，该检测单元能够接收目标标记装置1的发射器9所发射的信号S形式的位置信息；

-管理单元15，该管理单元15被形成为特别地对用于制导飞行装置13的位置信息(以信号S形式传送的)进行管理(或处理)。

-惯常装置16(特别地，翼，副翼等用于悬浮的装置以及反应器、旋转翼等用于生成向前移动的力的装置)，这些装置16被概括示出并且形成为使得飞行装置13能够飞行；以及

-用于处理目标的装置17，即，例如用于破坏目标C、压制目标C或将目标C带走的惯常装置。

由此，受益于由飞行单元2使用发射器9执行的对目标C的标记，用于处理目标的飞行装置13(或操作员)没有必要发射用于将飞行装置13制导至待处理的目标的信号，特别是目标标定波束。由此，飞行装置13是非常隐秘的并且成本低。此外，飞行装置13是完全自主的，因为该飞行装置13仅使用信号S来将其自身制导至目标C。

在特定实施例中，飞行单元2设置有下列惯常传感器4(或识别装置)中的至少一个：

-热传感器；

-能够生成环境的(光学的或红外)图像的传感器；

-能够分析化学参数的传感器(分析化学特征：油漆、炸药、废气、人类的气味等)；

-能够分析电磁参数的传感器；以及

-机械类型的传感器(声纳、振动探测器或地震探测器)。

在优选实施例中，飞行单元2设置有至少一个能够生成飞行单元2的环境的至少一部分的图像的传感器4，，并且数据传输单元6被配置成将该图像传送至位于远程站8处的接口单元10的显示单元10A，这使得在对目标C进行处理之前和之后，远程操作员能够看到飞行单元2、特别是目标C的环境。

此外，发射器9所执行的(并且由附图中的信号S所示出的)发射可以具有下列特征：

-发射范围为至少200米；

-发射模式：定向和全向的，具有能够构造通信链的中继器。通信链使得尤其能够提高发射范围；

-下列发射类型中的一种：激光、无线电。

在第一实施例中，发射器9被固定(或以固定的方式被安装)在所述飞行单元2上。在这种情况下，如图3所示，为了标记目标C(例如，坦克)，飞行单元2直接降落到目标C上。然而，在这种情况下，如果目标C的处理包括对飞行单元2的破坏，则飞行单元2在该处理过程中也会被破坏。

替代地或作为补充，目标标记装置1包括以可拆卸方式安装在飞行单元2上的发射器9。如图4所示，该发射器9设置有至少一个附接元件18，该至少一个附接元件18被配置成使得能够将发射器9附接至支撑件(而不是飞行单元2)，特别是附接至目标C。

在后一实施例中，飞行单元2降落到目标C上并且释放发射器9，发射器9通过使用附接元件18被附接至目标C。然后，如图4所示，可以将飞行单元2从目标C移走(通过遵循轨迹19)，以便于在对目标C进行处理或破坏期间不会波及飞行单元2和/或以便于飞行单元2执行其他任务。特别地，飞行单元2能够包括多个发射器9，飞行单元2能够将这些多个发射器依次放置在不同的目标上。用于将发射器9附接(或钩接)至目标C上的附接元件18包括下列元件中的至少一个：化学粘合剂、磁铁、吸盘、机械紧固件等。

此外，在优选实施例中，所述发射器9被配置成发射定向类型的制导波束S，特别是利于对协作飞行装置13进行制导。

此外，所述飞行单元2包括至少一个中央单元20，中央单元20被配置成对数据进行处理，并且至少对接收自一组传感器5中的至少一个传感器4的数据进行处理。在特定实施例中，所述中央单元20能够自动地确定装置3所使用的用于制导飞行单元2的制导命令。由此，飞行单元2可以在不受到来自操作员的干预或有限干预的情况下进行制导。

此外，在特定实施例中，所述飞行单元2还包括接收单元21，该接收单元21被配置成接收电磁信号。该接收单元21能够接收如下信号：

-诸如，由另一飞行单元2的发射器9或者置于目标C上的发射器9发射的信号S；或者

-从飞行单元2发射的其他信号，诸如，由发送/接收元件7A或7B所发射的那些信号E。在后一情况下，接收单元21可以是数据传输单元6的一部分。

接收单元21还可以是数据传输单元的一部分，如图5中的双向箭头F所示，仅意在在飞行装置2之间进行通信。

在特定实施例中，飞行单元2包括数据管理单元，该数据管理单元例如是中央单元20的一部分并且被配置成对所述接收单元21接收的电磁信号进行管理(或处理)，如下所述，这使得能够根据多个这样的飞行单元2创建制导链2(图5)。

此外，在使得能够破坏诸如地雷之类的目标C的特定实施例中，所述飞行单元设置有可以被激活来产生爆炸的装置22。可以按照如下方式来触发爆炸，该爆炸的目的在于破坏位于飞行单元2附近的或者飞行单元2之下的目标C：

-例如根据由一组传感器5中的至少一个传感器4实现的测量结果来自动触发；

-或者，例如通过操作员经由数据传输单元6远程触发。

如上文所指示的，如图2所示，目标处理系统12包括至少一个如上文中所述的目标标记装置1，以及至少一个自主飞行装置13。

因此，本发明提供了在飞行单元2中提供了自动控制的或由操作员控制的分配和侦察功能。该功能独立于飞行装置13，飞行装置13负责递送物品或者负责完成任务。换句话说，通过使用根据本发明的系统12，观察并分配的角色以及处理任务C的角色由两个单独的物理载体(physical vectors)来提供。

特别地，飞行单元2可以执行下列任务：

-(尽可能靠近地)识别目标C；

-可靠地指定目标C直到末端制导为止；以及

-将标记(发射器9)放置在目标C上，在特定替代方案中，标记为可拆卸标记。

飞行单元2将所需要的所有信息(经由信号S)传送至飞行装置13，以便于飞行装置13能够执行自身的任务。自主类型的飞行装置13由飞行单元2盲制导。

当飞行装置13已经完成了其任务时，飞行单元2可以生成任务报告，例如，使用合适的传感器4来拍摄目标的环境的图像，以及：

-通过将该图像发送给远程站8以便于将该图像显示在显示单元10A上，这尤其使得位于该远程站8处的操作员能够立即知道飞行装置13是否已经确实执行了其任务；和/或

-通过记录该图像以进行后续读取和处理。

还可以考虑作为本发明的补充使用的其他策略。特别地，如图5所示，可以使用多个飞行单元2，以便于形成用于观察并且用于制导最终的目的的链23，其中每个飞行单元2提供观察点，然后提供通道点。

为此，所述目标处理系统12包括多个目标标记装置1。这些目标标记装置1能够彼此通信(如图5中的箭头F所示)，以便于在空间中进行彼此定位，从而为至少一个自主飞行装置(未示出)创建制导链23，该自主飞行装置在沿着引导链23位移期间从不同的飞行单元2连续接收信号S。

根据本发明的目标处理系统12能够被实现在不同的应用中。

在与军事背景相关的特定应用中，本发明可以用于制导导弹，特别是以低成本制导导弹。在该应用中：

-如图6中的示例所示，自主飞行装置13是导弹13A；以及

-所述目标标记装置1包括用于标记目标C的小型化天线单元2A，该目标C例如为待被压制的建筑物或者诸如如图6所示的坦克之类的交通工具。

更准确地，目标标记装置1包括对特别是将要执行如下操作的观察和侦查单元2A：

-识别目标C；

-向导弹13A发送位置；以及

-(在移除单元2A之后，经由位于目标C上的发射器9执行制导的情况下)在可能的情况下执行对目标C的破坏的验证。

另一可能的军事应用(未示出)涉及在大规模任务期间进行排雷，这涉及至少一个陆地车辆车队。众所周知，地雷对于陆地车辆车队而言是相当大的威胁。特别地，这些地雷难以被识别，并且地雷爆炸会向敌人暴露车队的位置。该应用的目的在于对车队上游的地雷进行定位，而不会使该地雷爆炸。一个或多个目标标记装置1负责识别地雷并且在这些地雷的位置附近放置标记9。标记9发射信号S以便于很容易被车队识别。

此外，在其他应用中，该发明可以在自然灾害(地震、雪崩等)或例如工业事故(爆炸等)期间执行。众所周知，通常情况下，特别是在自然灾害或某些工业事故期间，救援队识别伤者(例如，在废墟中或在雪下面的伤者)有很大的困难。如图7非常概括示出的，当一个或更多个伤员24例如可以在瓦砾25下时，以较高高度飞过受影响的区域来识别处伤员24是非常困难的。另一问题是，有的时候不得不同时照顾大龄的伤员，这就需要设置优先级。

在该框架中：

-所述目标标记装置1是用于对处于困境中的人进行定位的装置。更准确地，该装置1包括负责探索事故区域或灾难区域的空中单元1B，从而执行初步诊断并且与所定位的人员24保持最早接触；以及

-所述自主飞行装置13是救援工具，特别是诸如如图7所示的自主直升机13B之类的的救援飞行器，该自主直升机13B能够援救伤员。

上文所述的本发明特别是具有如下优点：

-其使得目标C能够更可靠的定位、识别以及分配；

-其使得通过提供最终目的(目标C)以及可能地更加准确的通道点使得制导更可靠；

-通过将获取功能与处理目标C的功能在物理上进行分离，其使得能够留有更多的时间执行观察和获取步骤；

-其使得能够大大降低操作链成本：

●因为昂贵的获取功能由能够再次使用的飞行单元2补偿；以及

●因为通过更密切地接近目标C，飞行单元2(用于观察和获取)可以使用不太昂贵的传感器4；以及

-其提供了关于物理上共同实现所需要的所有各个功能的载体的使用的灵活性。