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TECHNISCHES GEBIET
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Die
Erfindung betrifft ein Zuordnungsverfahren nach dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Außerdem betrifft
die Erfindung eine Vorrichtung für
Empfänger
nach dem Oberbegriff von Anspruch 9.
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STAND DER TECHNIK
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Im
Verlauf von Gefechtsübungen
tragen Infanterieteilnehmer Waffen, die am Feuern gehindert werden
müssen,
wenn der Teilnehmer eliminiert ist. "Feuern" bezieht sich nicht nur auf das Verschießen von
scharfer oder Übungsmunition,
sondern auch auf das Verschießen
simulierter Munition, z. B. in Form von Laserstrahlen, aus einem
auf der Waffe angeordneten Feuersimulator. Um die Übungssituation
noch realistischer zu machen, ist auch erwünscht, daß die Teilnehmer Waffen untereinander
austauschen können,
wonach jede Waffe automatisch dem neuen Teilnehmer zugeordnet wird,
dem sie gehört.
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Eine
derzeit bekannte Lösung
für dieses
Problem beruht auf der Verwendung einer unidirektionalen Funkverbindung
von jedem Teilnehmer mit seiner zugehörigen Waffe/seinem Waffensimulator.
In einer sehr einfachen Variante besteht das einzige angewendete
Kriterium darin, daß die
Sendungen des Teilnehmers, die mit der größten Häufigkeit empfangen werden,
dazu dienen, den Teilnehmer zu bestimmen, dem die Waffe/der Waffensimulator
gehört.
In einer verfeinerten Variante kommen auch Signalstärkemessungen
zum Einsatz. Dann bestimmt der Funkempfänger der Waffe/des Waffensimulators
den zugeordneten Teilnehmer auch auf der Grundlage des Kriteriums,
welcher Teilnehmer am stärksten empfangen
wird und daher am nächsten
ist und folglich der Teilnehmer im Besitz der Waffe sein sollte.
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Allerdings
ist die Feldstärke
des Funkstrahls in einem bestimmten Abstand von sendenden Teilnehmer
in der Praxis infolge von Reflexionen, Interferenz usw. nicht homogen.
Diese Erscheinung erzeugt Probleme, insbesondere wenn die Infanterieteilnehmer
einander sehr nahe und nicht in Bewegung sind, z. B. in einem Graben,
und in solchen Situationen besteht eine Gefahr, daß die Waffe/der
Waffensimulator dem falschen Teilnehmerobjekt zugeordnet wird.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist, das Problem von Zuordnungen zu falschen
Objekten in bestimmten Situationen zu beseitigen oder zumindest
zu reduzieren. Erreicht wurde dies in einer Ausführungsform mit Hilfe eines
Verfahrens, bei dem ein Objekt einer zweiten Art mindestens einem
Objekt aus einer Gruppe von Objekten einer ersten Art zugeordnet wird.
Das verfahren beinhaltet das durch jedes Objekt der ersten Art erfolgende
Senden eines Signals, das die Identität dieses Objekts enthält. Beispielsweise
ist das Signal ein Funksignal, ein Ultraschallsignal oder Infrarotlicht.
Die durch das Objekt der ersten Art gesendeten Signale werden durch
das Objekt der zweiten Art empfangen. Die Empfangssignale werden
analysiert, wonach das Objekt der zweiten Art auf der Grundlage
der Signalanalyse einem bevorzugten Objekt der ersten Art zugeordnet
wird. Gekennzeichnet ist das Verfahren dadurch, daß jegliche vorherige
Zuordnung(en) des Objekts der zweiten Art zum Objekt der ersten
Art im Zuordnungsvorgang berücksichtigt
wird (werden).
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist das Objekt der ersten Art ein Teilnehmerobjekt, während das
Objekt der zweiten Art ein Waffenobjekt ist. Das Wort "Waffe" findet hierin in
seinem weitesten Sinn Anwendung, und neben Waffen zum Verschießen scharfer
Munition gehören
dazu auch Feuersimulatoren zum Verschießen simulierter Munition, z. B.
in Form von Laserstrahlen. Solche Feuersimulatoren können auf
der Waffe angeordnet sein.
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In
einer alternativen Variante, bei der es die Teilnehmer sind, die
ein durch die Waffe gesendetes Signal empfan gen, ist das Objekt
der ersten Art das Waffenobjekt, während das Objekt der zweiten
Art ein Teilnehmerobjekt ist.
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Zusätzliche
bevorzugte Ausführungsformen zeigen
ein oder mehrere der kennzeichnenden Merkmale, die in den Unteransprüchen 2 bis
8 dargelegt sind.
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In
der Praxis werden Waffen während
einer Übung
recht selten ausgetauscht. Kommt es tatsächlich zu einem solchen Austausch,
kann man begründet
annehmen, daß der
Teilnehmer, der seine Waffe aufgibt, nicht neben ihr stehen/liegen
bleibt, sofern er nicht feuerunfähig
gemacht (z. B. eliminiert) wurde. Beim erfindungsgemäßen Zuordnungsgrundsatz werden
bestimmte Objekte durch Aufnahme eines Bonuswerts favorisiert. Somit
bezeichnet der Bonuswert das Maß,
in dem jedes jeweilige Objekt favorisiert wird. Während der
Signalanalyse wird eine solche Favorisierung zusammen mit anderen
Zuordnungskriterien, z. B. Signalstärke, Empfangsintervall usw.,
anhand früherer
Zuordnungen gewichtet.
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Gemäß einer
Ausführungsform
wird der Bonuswert auf einer Zeitachse variiert. Das Objekt, dem die
Waffe/der Teilnehmer zugeordnet ist, erhält einen steigenden Bonuswert,
bis eine Höchstgrenze
erreicht ist. Die Bonuswerte anderer Objekte werden als Funktion
der Zeit verringert, bis sie einen Minimalwert erreichen, z. B.
0. Ein Objekt, dem die Waffe/der Teilnehmer längere Zeit zugeordnet ist,
wird somit gegenüber
anderen favorisiert. Bei jeder Signalanalyse zur Bestimmung der
Zuordnung zu einem der Objekte wird der Bonuswert zusammen mit anderen Zuordnungskriterien
für das
Objekt gewichtet, zu dem eine (mehrere) vorherige Zuordnung(en)
auftraten, um einen Qualitätsfaktor
zu erzeugen. Die Bonuswerte für
andere Objekte werden beim Erzeugen des Qualitätsfaktors nicht in die Gewichtung
einbezogen.
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Eine
erhebliche Verbesserung der Zuverlässigkeit, die im Objektzuordnungsvorgang
erreicht wird, kommt zustande, wenn ein Bonuswert mit jedem Objekt
verknüpft
und die richtige Wertauswahl im Hinblick auf Zunahmerate, Abnahmerate
und Maximalwert getroffen wird. Möglich ist das Erstellen geeigneter
Zuordnungen auch in Situationen, in denen dies sonst mit Hilfe von
Funkverbindungen unmöglich
wäre.
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Der
Grundsatz, einem ausgewählten
Objekt, das derzeit nicht als zur Waffe/zum Teilnehmer zugehörig betrachtet
wird, zu ermöglichen,
seinen kumulativen Bonuswert für
eine Zeit zu behalten, schafft auch die Möglichkeit einer Gruppenfavorisierung.
In einer Situation, in der sich zwei Teilnehmerobjekte eine einzelne
Waffe teilen, werden beiden Teilnehmern 50% des vollen Bonus/der
vollen Favorisierung relativ zu anderen Teilnehmerobjekten gewährt.
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Es
liegt auch der Hand, daß Zuordnungen nicht
unbedingt zwischen einem Teilnehmer in Form eines Soldaten und einer
Waffe erfolgen müssen. Denkbar
ist alternativ eine Übungssituation,
in der jeder Sender auf einem Fahrzeug oder feststehenden Objekt
in Form eines Bauwerks o. ä.
angeordnet ist, während
jeder Empfänger
an einem Teilnehmer, z. B. einem Soldaten, angeordnet ist. In dieser
Ausführungsform
kann dem Teilnehmer ein Fahrzeug oder Bauwerk zugeordnet werden,
zu dem er gehört.
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Die
Erfindung betrifft außerdem
eine Vorrichtung nach Anspruch 9.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
zeigen ein oder mehrere der in den Unteransprüchen 10 bis 14 dargelegten
kennzeichnenden Merkmale.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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Im
folgenden wird die Erfindung mit Hilfe von exemplarischen Ausführungsformen
und anhand der beigefügten
Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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1 ein
System zur Zuordnung einer Waffe zu einem Teilnehmer und
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2 ein
Beispiel dafür,
wie Qualitätsfaktoren
für drei
Teilnehmer in einer Übungssituation
gemäß dem System
von 1 variieren können.
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BEVORZUGTE
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In 1 bezeichnet
die Bezugszahl 1 eine Anzahl identischer Sender A, B und
C. Im hier beschriebenen Beispiel wird jeder dieser Sender von einem
Teilnehmer mitgeführt,
z. B. einem Infanteristen, der an einer militärischen Übung teilnimmt. Die Sender
werden von den Teilnehmern dadurch getragen, daß sie z. B. in Westen eingebaut
sind, die von den Teilnehmern getragen werden. Jeder Sender sendet ein
Signal z. B. in Form eines Funksignals, Ultraschallsignals oder
von Infrarotlicht. Das Signal von jedem Sender ist gepulst und wird
mit einer Impulsfrequenz übertragen,
die für
alle Sender gleich ist. Die Signale enthalten Informationen über die
eindeutige Identität
ihres Senders und haben eine vorbestimmte Sendestärke, die
für alle
Sender A, B und C gleich ist.
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In
der militärischen Übung verwendete
Waffen oder Waffensimulatoren sind mit einer Empfangs- und Auswertungseinheit 2 ausgerüstet, um
die von den Sendern 1 gesendeten Signale zu empfangen und
auszuwerten. Ein herkömmlicher
Empfänger 3 in der
Einheit 2 empfängt
die ankommenden Signale und wandelt sie in elektrische Signale um,
die in einer Signalverarbeitungseinheit 4 zu verarbeiten
sind. Die Signalverarbeitungseinheit 4 extrahiert die Identität des Senders
aus jedem Empfangssignal, mißt
die Empfangssignalstärke
und erzeugt ein Maß für die Empfangsrate.
Hierbei ist das Maß für die Empfangsrate
als Maß dafür festgelegt,
wie häufig
eine fehlerfreie Nachricht von einem der Sender A, B oder C empfangen
wird. Die Signalverarbeitungseinheit 4 kann Hardwareschaltungen
aufweisen und/oder aus Softwaremodulen bestehen, die so gestaltet
sind, daß sie
die Senderidentitäten
extrahieren sowie die Signalstärken
und Empfangsraten bestimmen. Die Gestaltung solcher Hardwareschaltungen/Softwaremodule
ist dem Fachmann vertraut, weshalb auf ihre nähere Beschreibung verzichtet
wird. Die Signalverarbeitungseinheit 4 mißt kontinuierlich
Daten bezüglich
der gemessenen Signalstärke
und Empfangsrate für
jede Senderidentität.
Diese Daten werden durch eine Zuordnungseinheit 5 empfangen,
die für
jede der Senderidentitäten
einen Qualitätsfaktor
für das Empfangssignal
erzeugt. Zu diesem Qualitätsfaktor gehört ein gewichteter
Gesamtwert der Signalstärkemessung
und der Empfangsrate. In einer einfachen Ausführungsform gehören weder
die Signalstärkemessung
noch die Empfangsrate zum Qualitätsfaktor.
Außerdem
erzeugt die Zuordnungseinheit für jede
Identität
einen Bonuswert, der für
jede Aktualisierung des Qualitätsfaktors
aktualisiert wird. Der Bonuswert ist so strukturiert, daß bei Zuordnung
einer neuen Identität
zur Waffe/zum Simulator der Bonuswert der neuen Identität als Funktion
der Zeit erhöht wird,
bis ein Maximalwert erreicht ist. Nach Zuordnung der neuen Identität zur Waffe/zum
Simulator verringert sich der Bonuswert der zuvor der Waffe/dem
Simulator zugeordneten Identität
als Funktion der Zeit, bis der Bonuswert null erreicht. Beim Berechnen
der Qualitätsfaktoren
für die
Identitäten
findet der Bonuswert Eingang in den Qualitätsfaktor für die Identität, die der
Waffe/dem Simulator zugeordnet ist, während die Bonuswerte für andere
Identitäten bei
der Berechnung des Qualitätsfaktors
unberücksichtigt
bleiben. Erwirbt die zuvor der Waffe/dem Simulator zugeordnete Identität erneut
den höchsten Qualitätsfaktor,
nimmt diese Identität
wieder ihre Zuordnung zur Waffe/zum Simulator an, wonach der Bonuswert
wieder von dem Wert aus aufgebaut wird, den er hatte, als die Identität der Waffe/dem
Simulator erneut zugeordnet wurde.
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Die
Qualitätsfaktoren
mit zugehörigen
Bonuswerten werden für
jede der Senderidentitäten
in einem Lese-/Schreibspeicher 6 gespeichert, der mit der
Zuordnungseinheit 5 verbunden ist. Die Zuordnungseinheit 5 aktualisiert
kontinuierlich die Qualitätsfaktoren
im Speicher, wenn neue Daten zur Signalqualität von der Signalverarbeitungseinheit 4 empfangen
werden.
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2 veranschaulicht,
wie die Waffe/der Simulator einem der Sender A, B und C zugeordnet wird,
der von einem zugehörigen
Teilnehmer im Einsatz des in 1 beschriebenen
Systems getragen wird. Die Kurven weisen sowohl ein oberes als auch ein
unteres Kurventeilstück
auf, wobei das untere Kurventeilstück den Qualitätsfaktor
unter Ausschluß des
Bonuswerts darstellt, während
das obere Kurventeilstück
den Qualitätsfaktor
mit dem Bonuswert repräsentiert.
Die Identität
des der Waffe/dem Simulator zugeordneten Senders ist im Feld unter
der Zeitachse angegeben.
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Somit
liefert die untere Kurve für
jeden Teilnehmer ein Maß für die Grundqualität des Signals
unter Ausschluß von
Boni. Dieser Qualitätswert
ist der, der mit den Signalen von den anderen Sendern verglichen
wird, sofern nicht die Sendeeinheit der Besitzer des Empfängers ist,
d. h. der Sender, dem der Empfänger
zu dieser Zeit zugeordnet ist. In diesem Fall wird statt dessen
die Grundqualität
zuzüglich
des Bonuswerts (obere Kurve) mit der unteren Kurve für den anderen
Sender verglichen. Somit fallen die Sendungen des Besitzers dem
Bonus, falls vorhanden, beim Vergleich zu, während alle anderen Sendungen ohne
diesen Wert ausgewertet werden.
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In 2 ist
der erste Sender A der Waffe/dem Simulator zugeordnet, und der Qualitätsfaktor von
A mit dem Bonuswert wird mit den Qualitätsfaktoren für B und
C ohne Boni verglichen. Am Punkt P übergibt A seine Waffe an B
und geht davon. Dies verschlechtert die Signalqualität, was im
unteren Teilstück
des Qualitätsfaktors
für A angezeigt
ist. Gleichzeitig wird der Bonuswert allmählich verringert, was dadurch
veranschaulicht ist, daß sich
die obere Kurve allmählich
der unteren Kurve nähert,
bis sie schließlich
mit ihr zusammenfällt.
Da B der Waffe zugeordnet ist, baut sich der Bonuswert für B auf,
bis am Punkt Q sein Maximalwert erreicht ist. Am Punkt R beginnt
C, sich B zu nähern,
und der Teilnehmer, der den Sender C trägt, positioniert sich am Punkt
S neben dem Teilnehmer, der den Sender B trägt. Zeitlich betrachtet hat
C einen etwas höheren
Qualitätsfaktor
ohne den Bonuswert, aber da der B besitzende Teilnehmer der Träger der
Waffe für
eine längere
Zeit war und ihm dadurch der resultierende hohe Bonuswert erwächst, kommt
es zu keiner Neuzuordnung zu C.