EP1087200A1 - Missile mission unit - Google Patents
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- EP1087200A1 EP1087200A1 EP00116828A EP00116828A EP1087200A1 EP 1087200 A1 EP1087200 A1 EP 1087200A1 EP 00116828 A EP00116828 A EP 00116828A EP 00116828 A EP00116828 A EP 00116828A EP 1087200 A1 EP1087200 A1 EP 1087200A1
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- EP
- European Patent Office
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- missile
- data
- mission unit
- target
- situation
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
- F41G7/00—Direction control systems for self-propelled missiles
- F41G7/007—Preparatory measures taken before the launching of the guided missiles
Definitions
- the invention relates to a missile mission unit to which sensors for Target movement and own movement of the missile are activated with means for Situation evaluation and analysis and in which for the mission of the missile relevant data and / or facts as knowledge including characteristic data about the capabilities of the missile and / or data and / or facts about the properties potential targets of the missile are stored, which are together with the means Results of the situation assessment and analysis on means for generating plans for actions and from them to generate decision criteria.
- Missiles suspended in launchers under the wings Missiles suspended in launchers under the wings.
- the pursuing Missiles have search heads with sensors that target one or more targets to capture.
- the missile can contain inertial sensors which point to the Address missile movements in inertial space. From viewfinder signals from Search heads are used to generate steering signals that guide the missile to the target.
- From viewfinder signals from Search heads are used to generate steering signals that guide the missile to the target.
- various search heads for example missiles, with a passive infrared seeker are equipped and missiles with a radar finder, Missile with combined infrared and radar viewfinder or missile with different range or speed.
- the pilot receives a variety of visual or audio signals from the various sensors, which he process and from which he must make his decision. In addition the pilot must of course fly the fighter plane in aerial combat. The pilot has to also watch out for threats from enemy missiles and Avoid such threats and activate countermeasures if necessary. This can overwhelm the pilot and lead to fatal wrong decisions.
- missile mission unit contains stored knowledge in the form of data and / or facts relevant to the mission of the Missile are relevant. This can be data that the properties of the Characterize the missile itself, for example speed, maneuverability (maximum lateral acceleration), range, etc. This can also be data about Characteristics of potential goals.
- the missile mission unit receives data from Sensors. On the one hand, this is the data from the sensors of the concerned Missile. This can also be data from sensors on the platform, e.g. the radar, or from the sensors of other missiles attached to the platform.
- Missile mission unit then provides the pilot with decision criteria for the Use of the associated missile. It can then e.g. displayed that Missile "1" is more suitable for the present situation and a specific target as missile "2". In the case of a manned fighter plane, however, the pilot becomes the make final decision. However, it is relieved of a lot of information. This information is preprocessed by the missile mission unit.
- Missile-specific mission units can in DE 197 16 025 A1 Mission avionics also contain only a single mission unit, in which the Functions of the individual, missile-specific units are integrated. Preferably but is the or each missile mission unit in the associated missile arranged and connected to the platform via a standardized interface. Then is when inserting a certain type of missile into the launch device via the Interface automatically the missile mission unit designed for this type of missile switched on in the computer network. There is no interference with that Platform-side mission avionics required.
- the means for generating plans for actions contain means for Situation prediction.
- the results of the situation prediction are advantageously based on means Calculation of missile ranges possibly with reference to the target or possibly different targets may be activated for different available missile types.
- the missile mission unit can predict the future change in the situation recognize and if necessary make visible to the pilot whether the target of one shot missile at the flight state of the platform (own aircraft) can be detected or not.
- the platform carries several missiles of different types Types, the missile mission unit can determine which of these Missiles with the best chance of success should be launched.
- the results of the calculation are optimal Inference means activated for generating reaction proposals.
- These inference means are preferably from a learnable, suitably trained neurofuzzy Structure formed. They contain “rules” in the form: “If the goal is without is more maneuvers of the aircraft in the missile range of the missile, then fire the Missile from ",” If the target is slightly outside the firing range of the Missile, then perform this or that flight maneuver to the target in the To bring the missile's shooting range "etc.
- the inputs” inside “or “slightly outside” are linquistic entries, which are “fuzzy logic” be recorded.
- the inference tools give the pilot recommendations for action.
- FIG. 1 is a target, in the present case an enemy fighter aircraft, designated.
- sensors are designated. These sensors 12 contain a viewfinder 14 and inertial sensors 16 for determining the own movement of the target 10.
- the Finder 14 detects the movement of target 10 relative to the missile. The movement the destination is symbolized by a block 18.
- the missile's own motion is represented by a block 20.
- the viewfinder 14 contains a plurality of different ones Sensors. The viewfinder may "see" several objects at the same time.
- Detection of objects i.e. a determination of where an object is located. It also takes place an identification of the objects with respect to friend / foe detection. By comparison with image structures e.g. known aircraft types with those of image resolution sensors supplied image structures, the type of object is determined. Furthermore, the Movement structures or traces of the objects tracked. The objects are classified, so that potential targets are selected. That is through a block 22 shown.
- means 24 activated for situation detection and analysis.
- These means 24 recognize from the Classification of the objects a certain situation, such as: "A type X aircraft flies a curve to the top left ".
- the missile mission unit further includes means 26 for generating plans and actions. These means 26 comprise the elements 28, 30, 32, 34, 36 and 38 in FIG. 1.
- Block 28 is a database in which knowledge of potential goals is stored are. It is known what flight characteristics a type X aircraft has and what aerial combat tactics usually do with you in a particular situation Type X aircraft can be used. If the target is a type X and the situation is recognized, then you can estimate from it how the goal in the is expected to behave in the near future.
- a situation prediction can be made from this. This is represented by block 32.
- Block 34 symbolizes the evaluation of the results of block 34 shown calculations. The result of this evaluation is on inference means 38 "activated".
- These inference means 38 are of a learnable, suitably trained neuro-fuzzy Structure formed. They contain “rules” approximately in the form: “If the goal without further Maneuver the aircraft in the missile's firing range, then fire the missile ab ",” If the target is slightly out of the missile's firing range, then perform this or that flight maneuver to get the target into the shooting range of the Bring missile "etc.
- the inputs" inside “or” slightly outside " are linquistic entries which are recorded by "fuzzy logic”.
- the Inference means 38 give recommendations to the pilot or decision element 44 to trade. These recommendations are shown in the figure by a parallelogram 46 shown.
- Fig.2 illustrates the acquisition of the required knowledge by the learnable Inference unit.
- the learnable inference unit can be from air combat simulations or during real ones Air combat training automatically acquire realistic knowledge. That is the A prerequisite for correct and effective conclusions.
- the own aircraft is designated 50.
- Reference numeral 10 denotes again the goal or goals.
- Your own aircraft 50 becomes real or in one Simulation - controlled by pilot 52, as shown by arrow 54.
- a Air combat simulation represented by block 56, or by real air combat training, represented by block 58, simulation data or training data about the situation-related behavior of attackers, i.e. own plane 50, and target 10 and generated via a simulated missile deployment.
- This simulation and / or Training data are stored in a data memory 60.
- the behavior of the attacker is essentially determined by the recommendations of the inference unit 38 and thus by the knowledge stored therein in the form of rules.
- the inference unit 38 is constructed as a fuzzy-neuronal network.
- a set of rules representing heuristic prior knowledge is stored and processed a priori in the inference means.
- the data stored in the data memory 60 continuously train the fuzzy-neuronal network of the inference unit based on the rules stored a priori . This takes place according to learning strategies and procedures known per se, which are represented by a block 62 in FIG. An arrow 64 symbolizes the change in the fuzzy-neuronal network of the inference unit 38.
- New learning rules can be generated automatically by these learning strategies and procedures, and / or the premise (if) or consequence parts (then) of the rules optimally match the behavior of the attacker and target are adjusted.
- the parameters of the fuzzy sets which define the membership functions for the linguistic value ranges of the variables, can also be optimally adapted to the circumstances.
- the recorded data in data storage 60 is also used to store the data Add and update databases 28 and 30 on targets and missiles.
Landscapes
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Abstract
Auf eine Flugkörper-Missionseinheit sind Sensoren (12,14,16) für Zielbewegung und Eigenbewegung des Flugkörpers (42) aufgeschaltet. Die Flugkörper-Missionseinheit enthält Mittel (24) zur Situations-Bewertung und -Analyse, und in welcher für die Mission des Flugkörpers relevante Daten und/oder Fakten als Wissen einschließlich charakteristischer Daten (30) über die Fähigkeiten des Flugkörpers und/oder Daten und/oder Fakten (28) über die Eigenschaften potentieller Ziele des Flugkörpers gespeichert sind. Diese Fakten und/oder Daten sind zusammen mit den Ergebnisse der Situations-Bewertung und Analyse auf Mittel (26,38) zur Erzeugung von Plänen für Aktionen und daraus zur Erzeugung von Entscheidungs-Kriterien aufgeschaltet. Die Mittel (26) zur Erzeugung von Plänen für Aktionen enthalten Mittel (32) zur Situations-Vorhersage. Die Ergebnisse der Situations-Vorhersage sind auf Mittel (34) zur Berechnung von Flugkörper-Reichweiten (40,40A,40B) ggf. in bezug auf das Ziel (10) oder ggf. verschiedene Ziele ggf. für verschiedene verfügbare Flugkörpertypen aufgeschaltet. Die Ergebnisse der Berechnung sind auf optimale Inferenzmittel (38) zur Erzeugung von Reaktionsvorschlägen (46) aufgeschaltet. <IMAGE>Sensors (12, 14, 16) for target movement and own movement of the missile (42) are connected to a missile mission unit. The missile mission unit contains means (24) for situation assessment and analysis, and in which data and / or facts relevant to the missile's mission as knowledge, including characteristic data (30) about the capabilities of the missile and / or data and / or or facts (28) about the properties of potential targets of the missile are stored. These facts and / or data, together with the results of the situation assessment and analysis, are switched on to means (26, 38) for generating plans for actions and therefrom for generating decision criteria. The means (26) for generating plans for actions contain means (32) for situation prediction. The results of the situation prediction are switched on to means (34) for calculating missile ranges (40, 40A, 40B), possibly with reference to the target (10) or, if applicable, different targets for different available missile types. The results of the calculation are connected to optimal inference means (38) for generating reaction proposals (46). <IMAGE>
Description
Die Erfindung betrifft eine Flugkörper-Missionseinheit, auf welche Sensoren für Zielbewegung und Eigenbewegung des Flugkörpers aufgeschaltet sind, mit Mitteln zur Situations-Bewertung und -Analyse und in welcher für die Mission des Flugkörpers relevante Daten und/oder Fakten als Wissen einschließlich charaktreristischer Daten über die Fähigkeiten des Flugkörpers und/oder Daten und/oder Fakten über die Eigenschaften potentieller Ziele des Flugkörpers gespeichert sind, welche auf Mittel zusammen mit den Ergebnisse der Situations-Bewertung und Analyse auf Mittel zur Erzeugung von Plänen für Aktionen und daraus zur Erzeugung von Entscheidungs-Kriterien aufgeschaltet sind.The invention relates to a missile mission unit to which sensors for Target movement and own movement of the missile are activated with means for Situation evaluation and analysis and in which for the mission of the missile relevant data and / or facts as knowledge including characteristic data about the capabilities of the missile and / or data and / or facts about the properties potential targets of the missile are stored, which are together with the means Results of the situation assessment and analysis on means for generating plans for actions and from them to generate decision criteria.
An einem Kampfflugzeug sind im Einsatz üblicherweise mehrere zielverfolgende Flugkörper in Startgeräten unter den Tragflächen aufgehängt. Die zielverfolgenden Flugkörper besitzen Suchköpfe mit Sensoren, welche ein Ziel oder mehrere Ziele erfassen. Weiterhin kann der Flugkörper Inertial-Sensoren enthalten, welche auf die Bewegungen des Flugkörpers im inertialen Raum ansprechen. Aus Suchersignalen der Suchköpfe werden Lenksignale erzeugt, die den Flugkörper auf das Ziel führen. Dabei können an einem Kampfflugzeug gleichartige oder unterschiedliche Flugkörper mit verschiedenen Suchköpfen aufgehängt sein, beispielsweise Flugkörper, die mit einem passiven Infrarot-Suchkopf ausgerüstet sind und Flugkörper mit einem Radar-Sucher, Flugkörper mit kombiniertem Infrarot- und Radarsucher oder Flugkörper mit unterschiedlicher Reichweite oder Geschwindigkeit. An dem Kampfflugzeug sind ebenfalls Sensoren vorgesehen, nämlich einmal Sensoren, welche auf die Bewegung des Flugzeugs ansprechen wie Inertial-Sensoren oder Empfänger für die Satelliten-Navigation, und Sensoren, welche Ziele im Gesichtsfeld erfassen, wie Radar- und/oder Infrarot-Geräte. Bei einem bemannten Kampfflugzeug muß der Pilot ein Ziel auswählen, einen Flugkörper zum Angriff auf das Ziel auswählen und den Flugkörper auf das Ziel einweisen, d.h. sicherstellen, daß der Suchkopf das Ziel erfaßt hat. Je nach Art und Entfernung des Ziels oder nach den Umgebungs-Bedingungen wird er den einen oder den anderen Flugkörper auswählen und abschießen. Für ein schnelles und wendiges Ziel in geringer Entfernung wird er einen schnellen und wendigen Flugkörper mit möglicherweise geringerer Reichweite auswählen. Ein anderer Flugkörper ist möglicherweise besser geeignet für langsamere Ziele in größerer Entfernung. Die Wahl zwischen einem Flugkörper mit aktivem Radar-Suchkopf und einem Flugkörper mit einem passiven Infrarot-Suchkopf wird u.U. abhängen von der Entfernung des Ziels, den Umgebungs-Bedingungen und den dem Gegner zur Verfügung stehenden Gegenmaßnahmen. Kritisch ist auch der Zeitpunkt des Abschusses des ausgewählten Flugkörpers.There are usually several target-tracking units in use on a combat aircraft Missiles suspended in launchers under the wings. The pursuing Missiles have search heads with sensors that target one or more targets to capture. Furthermore, the missile can contain inertial sensors which point to the Address missile movements in inertial space. From viewfinder signals from Search heads are used to generate steering signals that guide the missile to the target. there can have the same or different missiles on a fighter aircraft various search heads, for example missiles, with a passive infrared seeker are equipped and missiles with a radar finder, Missile with combined infrared and radar viewfinder or missile with different range or speed. Are on the fighter plane sensors are also provided, namely once sensors which respond to the movement of the Address aircraft such as inertial sensors or receivers for satellite navigation, and sensors which detect targets in the visual field, such as radar and / or Infrared devices. With a manned fighter aircraft, the pilot must select a target select a missile to attack the target and the missile to target instruct, i.e. make sure the seeker has caught the target. Depending on the type and Distance of the target or according to the environmental conditions, he becomes one or the other select and launch another missile. For a quick and agile goal in At close range, he will be using a fast and agile missile possibly select a shorter range. Another missile is may be more suitable for slower targets at a greater distance. The vote between a missile with an active radar seeker head and a missile with a passive infrared seeker head may depend on the distance of the target Environmental conditions and those available to the opponent Countermeasures. The time of shooting the selected one is also critical Missile.
Der Pilot erhält von den verschiedenen Sensoren eine Vielzahl von visuellen oder Audio-Signalen, die er verarbeiten und aus denen er seine Entscheidung treffen muß. Zusätzlich muß der Pilot natürlich das Kampfflugzeug im Luftkampf fliegen. Der Pilot muß außerdem auf Bedrohungen etwa durch gegnerische Flugkörper achten und erforderlichenfalls solchen Bedrohungen ausweichen und Gegenmaßnahmen aktivieren. Das kann den Piloten überfordern und zu fatalen Fehlentscheidungen führen.The pilot receives a variety of visual or audio signals from the various sensors, which he process and from which he must make his decision. In addition the pilot must of course fly the fighter plane in aerial combat. The pilot has to also watch out for threats from enemy missiles and Avoid such threats and activate countermeasures if necessary. This can overwhelm the pilot and lead to fatal wrong decisions.
Es ist bekannt (DE 197 16 025 A1), in das Netzwerk der Missions-Avionik der Plattform, also z.B. des Kampfflugzeugs, für jeden Flugkörper eine flugkörperspezifische Flugkörper-Missionseinheit einzubauen. Diese Flugkörper-Missionseinheit enthält gespeichertes Wissen in Form von Daten und/oder Fakten, die für die Mission des Flugkörpers relevant sind. Das können Daten sein, welche die Eigenschaften des Flugkörpers selbst charakterisieren, beispielsweise Geschwindigkeit, Wendigkeit (maximale Querbeschleunigung), Reichweite usw. Das können auch Daten über Eigenschaften potentieller Ziele sein. Die Flugkörper-Missionseinheit erhält Daten von Sensoren. Das sind einmal die Daten von den eigenen Sensoren des betreffenden Flugkörpers. Das können aber auch Daten von Sensoren der Plattform, z.B. dem Radar, oder von den Sensoren anderer an der Plattform angebrachter Flugkörper sein. Die Flugkörper-Missionseinheit liefert dann dem Piloten Entscheidungs-Kriterien für den Einsatz des zugehörigen Flugkörpers. Es kann dann z.B. angezeigt werden, daß Flugkörper "1" für die vorliegende Situation und ein bestimmtes Ziel besser geeignet ist als Flugkörper "2". Bei einem bemannten Kampfflugzeug wird dann jedoch der Pilot die letzte Entscheidung treffen. Er ist jedoch von einer Vielzahl von Informationen entlastet. Diese Informationen werden von der Flugkörper-Missionseinheit vorverarbeitet. Statt flugkörperspezifischer Missionseinheiten kann bei der DE 197 16 025 A1 die Missionsavionik auch nur eine einzige Missionseinheit enthalten, in welcher die Funktionen der einzelnen, flugkörperspezifischen Einheiten integriert sind. Vorzugsweise ist aber die oder jede Flugkörper-Missionseinheit in dem zugehörigen Flugkörper angeordnet und mit der Plattform über eine standardisierte Schnittstelle verbunden. Dann ist beim Einsetzen eines bestimmten Typs von Flugkörper in das Startgerät über die Schnittstelle automatisch die für diesen Typ von Flugkörper ausgelegte Flugkörper-Missionseinheit in das Rechner-Netzwerk eingeschaltet. Es ist kein Eingriff in die plattformseitige Missions-Avionik erforderlich.It is known (DE 197 16 025 A1), in the mission avionics network of the platform, e.g. e.g. of the combat aircraft, a missile-specific one for each missile Install missile mission unit. This missile mission unit contains stored knowledge in the form of data and / or facts relevant to the mission of the Missile are relevant. This can be data that the properties of the Characterize the missile itself, for example speed, maneuverability (maximum lateral acceleration), range, etc. This can also be data about Characteristics of potential goals. The missile mission unit receives data from Sensors. On the one hand, this is the data from the sensors of the concerned Missile. This can also be data from sensors on the platform, e.g. the radar, or from the sensors of other missiles attached to the platform. The Missile mission unit then provides the pilot with decision criteria for the Use of the associated missile. It can then e.g. displayed that Missile "1" is more suitable for the present situation and a specific target as missile "2". In the case of a manned fighter plane, however, the pilot becomes the make final decision. However, it is relieved of a lot of information. This information is preprocessed by the missile mission unit. Instead of Missile-specific mission units can in DE 197 16 025 A1 Mission avionics also contain only a single mission unit, in which the Functions of the individual, missile-specific units are integrated. Preferably but is the or each missile mission unit in the associated missile arranged and connected to the platform via a standardized interface. Then is when inserting a certain type of missile into the launch device via the Interface automatically the missile mission unit designed for this type of missile switched on in the computer network. There is no interference with that Platform-side mission avionics required.
Die Erfindung bezieht sich auf eine vorteilhafte Ausbildung einer Flugkörper-Missionseinheit der eingangs genannten Art, wie sie durch die DE 197 16 025 A1 bekannt ist, und insbesondere auf die Ausbildung der Mittel zur Erzeugung von Plänen für Aktionen.The invention relates to an advantageous embodiment of a missile mission unit of the type mentioned at the outset, as described in DE 197 16 025 A1 is known, and in particular on the training of funds for generating plans for actions.
Erfindungsgemäß enthalten die Mittel zur Erzeugung von Plänen für Aktionen Mittel zur Situations-Vorhersage.According to the invention, the means for generating plans for actions contain means for Situation prediction.
Es sind Fakten und Daten über die Eigenschaften von potentiellen Zielen, z.B. von verschiedenen feindlichen Flugzeugtypen gespeichert. Die Anzahl der in Frage kommenden Flugzeugtypen ist begrenzt. Deren Eigenschaften und übliche, für den betreffenden Flugzeugtyp charakteristische Luftkampftaktiken sind bekannt. Daher kann aus der Situations-Bewertung, die wiederum aus den Signalen der verschiedenen Sensoren gewonnen wird und z.B. den Flugzeugtyp des Ziels und die relativen Positions- und Bewegungszustände von Ziel und Flugkörper oder Träger liefern, abgeschätzt werden, wie diese Situation sich in Zukunft entwickeln wird. Es kann also z.B. durch die Flugkörper-Missionseinheit u.U. ohne Mitwirkung des Piloten abgeschätzt werden, welches Ausweichmanöver das feindliche Flugzeug bei der bewerteten Situation ausführen wird und wie sich andererseits das eigene Flugzeug oder der Flugkörper bewegen wird. Der Pilot wird von diesen Aufgaben entlastet.There are facts and data about the properties of potential targets, e.g. of different enemy aircraft types. The number of in question upcoming aircraft types is limited. Their properties and usual for the Air combat tactics characteristic of the type of aircraft concerned are known. Therefore from the situation assessment, which in turn from the signals of the different Sensors is obtained and e.g. the aircraft type of the target and the relative position and Provide motion states of target and missile or carrier, estimated how this situation will develop in the future. So it can e.g. through the Missile mission unit may can be estimated without the participation of the pilot, which evasive maneuver the enemy aircraft has in the assessed situation and how your own aircraft or missile will perform will move. The pilot is relieved of these tasks.
Vorteilhafterweise sind die Ergebnisse der Situations-Vorhersage auf Mittel zur Berechnung von Flugkörper-Reichweiten ggf. in bezug auf das Ziel oder ggf. verschiedene Ziele ggf. für verschiedene verfügbare Flugkörpertypen aufgeschaltet.The results of the situation prediction are advantageously based on means Calculation of missile ranges possibly with reference to the target or possibly different targets may be activated for different available missile types.
Aus der Vorhersage der zukünftigen Veränderung der Situation kann die Flugkörper-Missionseinheit erkennen und ggf. dem Piloten sichtbar machen, ob das Ziel von einem abgeschossenen Flugkörper bei dem Flugzustand der Plattform (des eigenen Flugzeugs) erfaßt werden kann oder nicht. Trägt die Plattform mehrere Flugkörper verschiedener Typen, so kann von der Flugkörper-Missionseinheit ermittelt werden, welcher dieser Flugkörper mit den besten Aussichten auf Erfolg abgeschossen werden sollte.The missile mission unit can predict the future change in the situation recognize and if necessary make visible to the pilot whether the target of one shot missile at the flight state of the platform (own aircraft) can be detected or not. The platform carries several missiles of different types Types, the missile mission unit can determine which of these Missiles with the best chance of success should be launched.
Bei einer bevorzugten Ausführung sind die Ergebnisse der Berechnung auf optimale Inferenzmittel zur Erzeugung von Reaktionsvorschlägen aufgeschaltet.In a preferred embodiment, the results of the calculation are optimal Inference means activated for generating reaction proposals.
Diese Inferenzmittel sind vorzugsweise von einer lernfähigen, geeignet trainierten neurofuzzy Struktur gebildet. Sie enthalten "Regeln" etwa in der Form: "Wenn das Ziel ohne weitere Manöver des Flugzeugs im Schußbereich des Flugkörpers ist, dann feure den Flugkörper ab", "Wenn das Ziel geringfügig außerhalb des Schußbereichs des Flugkörpers ist, dann führe dieses oder jenes Flugmanöver aus, um das Ziel in den Schußbereich des Flugkörpers zu bringen" usw. Die Eingaben "innerhalb" oder "geringfügig außerhalb" sind dabei linquistische Eingaben, die durch "Fuzzy-Logic" erfaßt werden. Die Inferenzmittel geben dem Piloten Empfehlungen zum Handeln. These inference means are preferably from a learnable, suitably trained neurofuzzy Structure formed. They contain "rules" in the form: "If the goal is without is more maneuvers of the aircraft in the missile range of the missile, then fire the Missile from "," If the target is slightly outside the firing range of the Missile, then perform this or that flight maneuver to the target in the To bring the missile's shooting range "etc. The inputs" inside "or "slightly outside" are linquistic entries, which are "fuzzy logic" be recorded. The inference tools give the pilot recommendations for action.
Durch die beschriebenen Maßnahmen wird der sog. "Recognize-Act-Cycle", also die Zeitspanne zwischen dem Erkennen einer Situation und der Reaktion darauf erheblich verkürzt. Das kann in einem Luftkampf wesentlich sein für das Überleben.The so-called "Recognize Act Cycle", ie the Time between recognizing a situation and responding to it significantly shortened. This can be essential for survival in a dogfight.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.An embodiment of the invention is below with reference to the associated drawings explained in more detail.
- Fig.1Fig. 1
- ist ein Blockdiagramm einer Struktur des Ablaufs vom Erkennen eines Ziels bis zur Reaktion durch den Piloten oder ein "Entscheidungselement" im Falle eines unbemannten Trägers.Fig. 12 is a block diagram of a structure of the process of recognizing a target until reaction by the pilot or a "decision element" in the In the case of an unmanned vehicle.
- Fig.2Fig. 2
- veranschaulicht den Erwerb von Wissen durch die Inferenzmittel bei einer Struktur von Fig.1.illustrates the acquisition of knowledge through the inference tools at a Structure of Fig.1.
In Fig.1 ist mit 10 ein Ziel, im vorliegenden Fall ein feindliches Kampfflugzeug,
bezeichnet. Mit 12 sind Sensoren bezeichnet. Diese Sensoren 12 enthalten einen Sucher
14 sowie Inertialsensoren 16 zur Bestimmung der Eigenbewegung des Ziels 10. Der
Sucher 14 erfaßt die Bewegung des Ziels 10 relativ zu dem Flugkörper. Die Bewegung
des Ziels ist durch einen Block 18 symbolisiert. Die Eigenbewegung des Flugkörpers ist
durch einen Block 20 dargestellt. Der Sucher 14 enthält eine Mehrzahl unterschiedlicher
Sensoren. Der Sucher kann u.U. mehrere Objekte gleichzeitig "sehen".1 in FIG. 1 is a target, in the present case an enemy fighter aircraft,
designated. With 12 sensors are designated. These
Auf Grund der von den verschiedenen Sensoren des Suchers für die verschiedenen
Objekte und potentiellen Ziele gelieferten Daten erfolgt durch Bildverarbeitung eine
Detektion der Objekte, also eine Feststellung wo sich ein Objekt befindet. Ferner erfolgt
eine Identifikation der Objekte hinsichtlich Freund/Feind-Erkennung. Durch Vergleich
mit Bildstrukturen z.B. bekannter Flugzeugtypen mit den von bildauflösenden Sensoren
gelieferten Bildstrukturen wird die Art des Objekts festgestellt. Weiterhin werden die
Bewegungsstrukturen oder Spuren der Objekte verfolgt. Die Objekte werden klassifiziert,
so daß potentielle Ziele herausgesucht werden. Die Das ist durch einen Block 22
dargestellt.Because of the different sensors of the viewfinder for the different
Data and objects delivered to destinations are processed by image processing
Detection of objects, i.e. a determination of where an object is located. It also takes place
an identification of the objects with respect to friend / foe detection. By comparison
with image structures e.g. known aircraft types with those of image resolution sensors
supplied image structures, the type of object is determined. Furthermore, the
Movement structures or traces of the objects tracked. The objects are classified,
so that potential targets are selected. That is through a
Das Ergebnis dieser Detektierung, Identifizierung und Klassifizierung wird auf Mittel 24 zur Situations-Erkennung und -Analyse "aufgeschaltet". Diese Mittel 24 erkennen aus der Klassifizierung der Objekte eine bestimmte Situation, etwa: "Ein Flugzeug vom Typ X fliegt eine Kurve nach links oben".The result of this detection, identification and classification is put on means 24 "activated" for situation detection and analysis. These means 24 recognize from the Classification of the objects a certain situation, such as: "A type X aircraft flies a curve to the top left ".
Die Flugkörper-Missionseinheit enthält weiterhin Mittel 26 zur Erzeugung von Plänen
und Aktionen. Diese Mittel 26 umfassen die Elemente 28, 30, 32, 34, 36 und 38 in Fig.1.The missile mission unit further includes
Block 28 ist eine Datenbank, in welcher Kenntnisse über potentielle Ziele gespeichert
sind. Es ist bekannt, welche Flugeigenschaften ein Flugzeug vom Typ X besitzt und
welche Luftkampftaktiken in einer bestimmten Situation üblicherweise mit einem
Flugzeug vom Typ X angewandt werden. Wenn das Ziel als Flugzeug vom Typ X und
die Situation erkannt ist, dann kann man daraus abschätzen, wie sich das Ziel in der
nächsten Zukunft voraussichtlich verhalten wird.
In ähnlicher Weise ist in einer durch Block 30 dargestellten Datenbank abgespeichert,
welche Eigenschaften und Fähigkeiten der vom eigenen Flugzeug abzuschießende
Flugkörper oder jeder einzelne von verschiedenen verfügbaren Flugkörpern besitzt.Similarly, is stored in a database represented by
Daraus läßt sich eine Situations-Vorhersage treffen. Das ist durch Block 32 dargestellt.A situation prediction can be made from this. This is represented by
Aus dieser Situations-Vorhersage läßt sich berechnen, wie das Ziel zu dem Reichweite-Bereich
40 des Flugkörpers bzw. zu den Reichweite-Bereichen 40, 40A und 40B
verschiedener verfügbarer Flugkörper liegt. Das ist in der Figur durch den Block 34
dargestellt. Block 36 symbolisiert die Auswertung der Ergebnisse der durch Block 34
dargestellten Berechnungen. Das Ergebnis dieser Auswertung ist auf Inferenzmittel 38
"aufgeschaltet". From this situation prediction can be calculated how the target to the
Diese Inferenzmittel 38 sind von einer lernfähigen, geeignet trainierten neuro-fuzzy
Struktur gebildet. Sie enthalten "Regeln" etwa in der Form: "Wenn das Ziel ohne weitere
Manöver des Flugzeugs im Schußbereich des Flugkörpers ist, dann feure den Flugkörper
ab", "Wenn das Ziel geringfügig außerhalb des Schußbereichs des Flugkörpers ist, dann
führe dieses oder jenes Flugmanöver aus, um das Ziel in den Schußbereich des
Flugkörpers zu bringen" usw. Die Eingaben "innerhalb" oder "geringfügig außerhalb"
sind dabei linquistische Eingaben, die durch "Fuzzy-Logic" erfaßt werden. Die
Inferenzmittel 38 geben dem Piloten oder dem Entscheidungs-Element 44 Empfehlungen
zum Handeln. Diese Empfehlungen sind in der Figur durch ein Parallelogramm 46
dargestellt.These inference means 38 are of a learnable, suitably trained neuro-fuzzy
Structure formed. They contain "rules" approximately in the form: "If the goal without further
Maneuver the aircraft in the missile's firing range, then fire the missile
ab "," If the target is slightly out of the missile's firing range, then
perform this or that flight maneuver to get the target into the shooting range of the
Bring missile "etc. The inputs" inside "or" slightly outside "
are linquistic entries which are recorded by "fuzzy logic". The
Inference means 38 give recommendations to the pilot or
Fig.2 veranschaulicht den Erwerb des erforderlichen Wissens durch die lernfähige Inferenzeinheit.Fig.2 illustrates the acquisition of the required knowledge by the learnable Inference unit.
Die lernfähige Inferenzeinheit kann aus Luftkampfsimulationen oder während echten Luftkampftrainings automatisch realitätsnahes Wissen erwerben. Das ist die Voraussetzung für richtige und wirksame Schlußfolgerungen.The learnable inference unit can be from air combat simulations or during real ones Air combat training automatically acquire realistic knowledge. That is the A prerequisite for correct and effective conclusions.
In Fig.2 ist das eigene Flugzeug mit 50 bezeichnet. Das Bezugszeichen 10 bezeichnet
wieder das Ziel oder die Ziele. Das eigene Flugzeug 50 wird -real oder in einer
Simulation- von dem Piloten 52 gesteuert, wie durch Pfeil 54 dargestellt ist. Durch eine
Luftkampf-Simulation, dargestellt durch Block 56, oder durch echtes Luftkampf-Training,
dargestellt durch Block 58, werden Simulationsdaten oder Trainingsdaten über
das situationsbedingte Verhalten von Angreifer, d.h. eigenem Flugzeug 50, und Ziel 10
sowie über einen simulierten Flugkörpereinsatz erzeugt. Diese Simulations- und/oder
Trainingsdaten werden in einem Datenspeicher 60 gespeichert.In Figure 2, the own aircraft is designated 50.
Das Verhalten des Angreifers wird im wesentlichen durch die Empfehlungen der
Inferenzeinheit 38 bestimmt und damit durch das darin in Form von Regeln abgelegte
Wissen. Die Inferenzeinheit 38 ist als fuzzy-neuronales Netz aufgebaut. Ein Satz von
heuristisches Vorwissen repräsentierenden Regeln wird a priori in den Inferenzmitteln
gespeichert und verarbeitet.The behavior of the attacker is essentially determined by the recommendations of the
Durch die in dem Datenspeicher 60 gespeicherten Daten wird das fuzzy-neuronale Netz
der Inferenzeinheit ausgehend von den a priori gespeicherten Regeln laufend weiter
trainiert. Das geschieht nach an sich bekannten Lernstrategien und -prozeduren, die in
Fig.2 durch einen Block 62 dargestellt sind. Ein Pfeil 64 symbolisiert die Veränderung
des fuzzy-neuronalen Netzes der Inferenzeinheit 38. Durch diese Lernstrategien und -
prozeduren können automatisch neue Regeln erzeugt werden, und/oder die Prämissen-(if)
oder Konsequenzteile (then) der Regeln optimal an das Verhalten von Angreifer und
Ziel angepaßt werden. Es können auch die Parameter der Fuzzy-Mengen, welche die
Zugehörigkeitsfunktionen zu den linguistischen Wertebereichen der Variablen definieren,
optimal an die Gegebenheiten angepaßt werden.The data stored in the
Auf diese Weise wird das in den Regeln manifestierte Wissen über den Flugkörpereinsatz laufend und automatisch den sich verändernden Erfordernissen infolge neuer Taktiken, Zieltypen, Flugkörper etc. angepaßt.In this way, the knowledge about missile deployment manifested in the rules continuously and automatically the changing requirements due to new tactics, Target types, missiles etc. adjusted.
Die aufgezeichneten Daten im Datenspeicher 60 werden außerdem benutzt, um die
Datenbanken 28 und 30 über Ziele und Flugkörper zu ergänzen und zu aktualisieren.The recorded data in
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