DE3824441A1

DE3824441A1 - Method and device for the identification of mines and of the earth surface contour and for making them visible

Info

Publication number: DE3824441A1
Application number: DE19883824441
Authority: DE
Inventors: Norbert Dr Ing Hoogen
Original assignee: Jastram Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Blohm and Voss International GmbH
Priority date: 1988-07-19
Filing date: 1988-07-19
Publication date: 1990-01-25

Abstract

The invention relates to a method and a device for the identification of land mines. In order, especially, to make mines passive and visible to the device without wear and tear, it is proposed to record or to store a laser-interferometric hologram photographically or by means of data processing. The ground is preferably additionally stimulated externally into mechanical vibrations, the vibratory waves being propagated at different speeds on the mine and in the ground. The different propagation in comparison with the quiescent condition can be detected metrologically in a hologram by comparison of the interference lines (Fig. 2). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor richtung zur Identifikation bzw. Sichtbarmachung von Erdoberflächen nach verlegten Landminen und der Erd oberflächenkontur.The invention relates to a method and a Direction for the identification or visualization of Earth surfaces after laid landmines and the earth surface contour.

Die Landmine ist ein aktives Hindernis, um eine gegne rische Bewegung aufzuhalten, zu verzögern oder unmög lich zu machen. Sie wird auch in Zukunft immer ein wichtiges Element der Kampfunterstützung sein. Durch den Einsatz von Elektronik ist nicht nur die Zuver lässigkeit, sondern auch die Wirksamkeit der Minen verbessert worden.The land mine is an active obstacle to an opponent stopping, delaying or impossible movement to make. It will always be one in the future be an important element of combat support. By the use of electronics is not just the Zuver nonchalance, but also the effectiveness of the mines been improved.

Nach dem Stand der Technik sind verschiedene Arten von mechanischen Minenräumsystemen, wie Minenpflüge und/oder Minenwalzen, aber auch explosive Minenräum systeme bekannt. Traditionelle Systeme, wie z.B. Sprengladungen, Sprengschnüre und -teppiche werden zunehmend ergänzt und teilweise sogar ersetzt durch Kraftstoff-Luft-Explosivsysteme (FAE-Systeme). Letztere können bereits über 90% aller bekannten Minen mit Druckzünder neutralisieren. Jedoch sind auch FAE-resistente Minen bekannt.There are different types in the prior art mechanical mine clearance systems such as mine plows and / or mine rollers, but also explosive mine clearance systems known. Traditional systems such as Explosive charges, detonating cords and carpets increasingly supplemented and sometimes even replaced by Fuel-air explosive systems (FAE systems). The latter can already over 90% of all known Neutralize the leads with a detonator. However are also known as FAE-resistant mines.

Moderne Minen sind weitaus schwieriger zu räumen, als dies bei den derzeit benutzten Minen mit Druck zünder der Fall ist. Eine integrierte Aufnahmesperre, die im Bedarfsfall auch abschaltbar ist, verhindert ein einfaches Räumen. Seismische Sensoren schließen das Aufnehmen der Minen von Hand aus. Ein zur Räumung künstlich erzeugtes elektromagnetisches Feld bleibt ohne Wirkung, wenn vorher nicht der richtige Wecksensor angesprochen worden ist. Auch pyrotechnische Räummittel haben gegen moderne Minen kaum noch eine Wirkung, da diese eine hohe Wider standsfähigkeit gegen An- und Übersprengen haben. Modern mines are far more difficult to clear than this with the currently used mines with pressure igniter is the case. An integrated recording lock, which can also be switched off if necessary a simple clearing. Close seismic sensors picking up the mines by hand. One for Clearance of artificially generated electromagnetic Field remains ineffective if not previously correct alarm sensor has been addressed. Also pyrotechnic clearing agents have against modern mines hardly an effect anymore, since this has a high resistance have stability against jumping on and over.

Solche plötzlichen und kräftigen Lageveränderungen, wie sie detonierender Sprengstoff erzeugt, werden von einer bei Landminen eingebauten Schocksperre aufgefangen und die Detonation wird dadurch verhin dert. Mechanische Räummittel, wie Roller und Schlag ketten wirken dagegen nur gegen Drucksensoren und können Minen mit Sensorenkombinationen allenfalls zerstören, wobei jedoch eine hohe Risikorate be stehen bleibt. Diese Räummittel sind aber nicht nur sehr langsam und schwerfällig , sondern nach einer bestimmten Anzahl von Minendetonationen auch verschlissen. Die wirkungsvollste Räummethode be steht in der Entfernung des verminten Erdreiches in der gesamten Fahrzeugbreite, indem Erde und Minen nach vorne und seitwärts geschleudert und somit aus dem Weg geräumt werden. Jedoch ist hierzu nicht nur ein hoher technischer Aufwand erforderlich, sondern die Räumgeschwindigkeit ist auch relativ niedrig.Such sudden and vigorous changes in position, how detonating explosives are generated from a shock barrier installed at landmines caught and the detonation is prevented different. Mechanical broaching devices such as roller and impact chains only work against pressure sensors and can only use mines with sensor combinations destroy, however, be high risk rate stop. But these clearing agents are not only very slow and clumsy, but after a certain number of mine detonations as well worn. The most effective clearing method be stands in the distance of the mined earth across the entire width of the vehicle, using earth and Mines flung forward and sideways and thus be cleared out of the way. However, this is not only a high technical effort required, but the clearing speed is also relative low.

Zu den nach dem Stand der Technik noch sichersten, aber auch besonders gefährlichen und zeitaufwendigen Räummethoden gehört die Verwendung einzelner Schlag ladungen, die von Hand direkt auf oder an die Mine gelegt werden. Diese Räumtechnik ist jedoch für das rasche Überwinden von Minensperren gänzlich ungeeignet.Among the safest according to the state of the art, but also particularly dangerous and time consuming Broaching methods include the use of single blow loads by hand directly on or to the mine be placed. However, this clearing technique is for that quickly overcoming mine barriers completely unsuitable.

Nach dem Stand der Technik sind auch sogenannte intelligente Landminen bekannt, die mit den herkömm lichen Mitteln nicht gefunden bzw. beseitigt werden können. Diese Art von Landminen besteht aus sehr schwer detektierbaren Materialien, wie z.B. Nicht metallen, Kunststoffen od.dgl., wobei die Minen unter Umständen zur Tarnung mit ortsüblichen Stoffen überdeckt sind, so beispielsweise mit Pflanzenteilen, Erdmaterial od.dgl.. Auch durch den Einsatz von Mikroelektronik im Bereich des Zündmechanismus nimmt "die Intelligenz der Landminen" zu, so daß traditionel le Mittel bei der Minenräumung versagen. Selbst durch ein flächendeckendes Ansprengen mit Hilfe von Spreng schnüren, Sprengteppichen oder Kraftstoff-Luft- Explosionssystemen lassen sich "intelligente Landminen" nicht immer sicher beseitigen.According to the prior art, so-called intelligent landmines known with the conventional resources are not found or eliminated can. This type of land mine consists of very difficult to detect materials such as Not metals, plastics or the like., The mines possibly for camouflage with local fabrics are covered, for example with plant parts, Earth material or the like. Also by using Microelectronics in the field of the ignition mechanism takes "the intelligence of the landmines" too, so that traditional le means of mine clearance fail. Even through a comprehensive blasting with the help of explosives lace up, carpets or fuel-air Explosion systems can be "intelligent landmines" not always eliminate safely.

Die einzige konventionelle Problemlösung scheint darin zu bestehen, daß mit üblicher Geschoßmunition durch systematisches flächendeckendes Beschießen jede vorhandene Landmine getroffen und durch Zünden des Zündmechanismus zur Detonation gebracht wird. Abge sehen davon, daß aus logistischen und auch aus Kosten- Gründen eine derartige Methode undurchführbar ist, müßten die Minen zunächst erkannt bzw. sichbar gemacht werden.The only conventional problem-solving seems to be in it to insist that with usual projectile ammunition systematic area-wide bombardment every existing land mine hit and by igniting the Ignition mechanism is detonated. Abge see that from logistical and also from cost Reasons such a method is impracticable the mines would first have to be recognized or made visible will.

Nach der DE-A-33 35 464 ist ein Minenräumfahrzeug zum Räumen von Landminen mit an einem gepanzerten Fahrzeug angeordneten Greifwerkzeugen zum Erfassen und Beseitigen der Landminen aus dem Räumbereich des Fahrzeuges bekannt. Die Greifwerkzeuge bestehen dabei aus einem Flüssigkeitsstrahl, vorzugsweise aus einem Wasserstrahl, die nebeneinander aus Flüssigkeitsstrahl düsen ausströmen und mit denen nach Art der Zinken eines Rechens der zu räumende Bodenbereich in kämmen der Weise beaufschlagt wird. Hierbei werden die Flüs sigkeitsstrahldüsen ständig so geschwenkt, daß ein zunächst senkrecht in den Boden eindringender Flüs sigkeitsstrahl nach vorne geführt wird worauf nach einem Schwenkwinkel von weniger als 90° der Flüssig keitsstrahl abgestellt wird und die Flüssigkeits strahldüse wieder senkrecht zum Boden geschwenkt wird, um den Boden wieder erneut mit einem nach vorn wandernden Flüssigkeitsstrahl zu durchschneiden. According to DE-A-33 35 464 is a mine clearance vehicle for Clearing landmines on an armored vehicle arranged gripping tools for grasping and Remove the landmines from the clearing area of the Vehicle known. The gripping tools are there from a liquid jet, preferably from a Jet of water juxtaposed from jet of liquid Flow out nozzles and with the type of tines Comb the floor area to be cleared in a rake the wise is acted upon. Here the rivers liquid jet nozzles constantly pivoted so that a first, rivers penetrating vertically into the soil liquid jet is directed forward, after which a swivel angle of less than 90 ° of the liquid is turned off and the liquid jet nozzle is swiveled perpendicular to the floor again, around the floor again with a forward to cut through the migrating liquid jet.

Nachteiligerweise setzt ein derartiges Minenräum system voraus, daß eine ausreichende Menge einer Flüssigkeit, z.B. Wasser, zur Verfügung steht. Das Minenräumfahrzeug muß daher einen Vorrats behälter zur Aufnahme der Flüssigkeit besitzen oder zumindest ein zusätzliches Fahrzeug mit einem solchen Behälter hinter sich herziehen, welches einen aus reichenden Flüssigkeitsvorrat mit sich führt. Diese zusätzlichen Einrichtungen machen das Minenräum fahrzeug schwerfällig; hinzu kommt, daß der Flüssig keitsverbrauch sehr groß ist, um wirksam im Erdreich verlegte Bodenminen zu bekämpfen. Hierdurch wird das Räumen von Minen unwirtschaftlich und umständlich und setzt im übrigen Möglichkeiten voraus, die not wendige Flüssigkeit nachzutanken bzw. vorhandene Vorratsbehälter mit Wasser erneut aufzufüllen. Befinden sich im Wirkungsbereich des Minenräumfahrzeuges keine Wasserstellen, dann ist ein Nachtanken nicht möglich. Eine Minenräumung in wasserlosen Gegenden ist mit einem derartigen Minenräumfahrzeug praktisch ausge schlossen, denn Operationsausgangspunkt derartiger Minenräumfahrzeuge ist oftmals eine in großer Ent fernung liegende Basisstellung, zu der dann ein der artiges Minenräumfahrzeug zurückkehren muß, um Wasser nachtanken zu können. Hinzu kommt, daß das Operieren in wasserlosen Gegenden schon dadurch mit Schwierig keiten verbunden ist, daß aufgrund von Wassermangel die für das Räumen von Minen mit einem Wasserstrahl erforderlichen Wassermengen gar nicht zur Verfügung stehen und auch nicht herantransportiert werden können. Der Einsatzbereich eines mit einem Flüssig keitsstrahl arbeitenden Minenräumfahrzeuges ist hier nach sehr begrenzt. Hinzu kommt, daß eine wirksame Minenbekämpfung nur dann möglich ist, wenn der Flüssigkeitsstrahl zunächst senkrecht in den Boden zum Eindringen gebracht wird und dann daraufhin durch entsprechende Schwenkbewegung nach vorne über das verminte Feld geführt wird. Trifft bereits ein senkrecht in den Boden eindringender Flüssigkeits strahl auf eine Bodenmine und wird diese zur Detonation gebracht, dann werden die Greifwerkzeuge, die mit den Flüssigkeitsstrahldüsen versehen sind, zerstört oder beschädigt. Zur Vermeidung einer Beschädigung der Greifwerkzeuge durch detonierende Minen ist bei diesem Minenräumfahrzeug zwischen den Flüssigkeitsstrahldüsen und der Fahrzeugfront noch ein zusätzliches gepanzertes Schild angeordnet, wo durch das Fahrzeuggewicht wesentlich erhöht wird.Such a mine clearance disadvantageously sets system that a sufficient amount of a Liquid, e.g. Water, is available. The mine clearance vehicle must therefore have a supply own containers for holding the liquid or at least one additional vehicle with one Pull the container behind you, which one out sufficient liquid supply. These additional facilities make the mine clearance vehicle sluggish; in addition, the liquid is very large in order to be effective in the soil combat laid mines. This will Clearing mines is uneconomical and cumbersome and also presupposes possibilities that are necessary refuel agile liquid or existing liquid Refill the reservoir with water. Are located none in the area of action of the mine clearance vehicle Water points, then refueling is not possible. Mine clearance in waterless areas is included such a demining vehicle practically out closed, because such starting point of operation Mine clearance vehicles are often one in large ent distant basic position to which one of the like demining vehicle must return to water to refuel. Add to that the operating This makes it difficult in waterless areas due to lack of water those for clearing mines with a jet of water required amounts of water are not available stand and are not transported can. The area of application one with a liquid mine-sweeping vehicle is here after very limited. Add to that an effective Mine control is only possible if the Liquid jet first vertically into the ground is penetrated and then through corresponding swiveling movement forward over the mined field is led. Already arrives liquid penetrating vertically into the ground shine on a floor mine and this becomes Detonated, then the gripping tools, which are equipped with the liquid jet nozzles, destroyed or damaged. To avoid a Damage to the gripping tools from detonating Mines are between the Liquid jet nozzles and the vehicle front still an additional armored shield placed where is significantly increased by the vehicle weight.

Das Räumen von Minen mit einem Flüssigkeitsstrahl ist auch nicht wirksam durchführbar. Bereits durch Schotter oder eine Vielzahl von kleinen Steinen wird der auf das Erdreich gerichtete Flüssigkeitsstrahl abgelenkt und aufgefächert, so daß er keine ausreichen de Wirkung mehr hat; der Flüssigkeitsstrahl kann nur wirken, wenn er fokussiert und mit hohem Druck auf trifft. Nachteiligerweise wird durch den Einsatz eines Flüssigkeitsstrahles das Erdreich aufgewühlt, wobei Minen freigelegt oder auch durch das aufgewühlte Erdreich noch zusätzlich abgedeckt werden können, so daß bereits durch Erdreichanhäufungen im Boden überdeckte Minen zusätzlich mit einer weiteren Erd schicht überdeckt werden, wodurch ein Erfassen und eine Neutralisation der Minen erschwert wird. Schließ lich ist ein Flüssigkeitsstrahl nur auf relativ gerin ger Entfernung aktiv einsetzbar, da er bei größeren Entfernungen aufgefächert wird und keine ausreichende Druckwirkung mehr entfaltet, um im Erdreich vergrabene Bodenminen zu erfassen und zur Detonation zu bringen.Clear mines with a liquid jet is also not effective. Already through Crushed stone or a variety of small stones becomes the liquid jet directed at the ground distracted and fanned out so that he is not enough de has more effect; the liquid jet can only act when he is focused and with high pressure meets. The disadvantage is the use a jet of liquid churned up the soil, whereby mines are exposed or also agitated by the Soil can also be covered, so that already through piles of soil in the ground covered mines with an additional earth layer are covered, thereby capturing and neutralization of the mines is difficult. Close Lich a liquid jet is only relatively low distance can be used actively because it is larger Distances are fanned out and not sufficient Pressure effect more unfolded to be buried in the ground Detect and detonate soil mines.

In der DE-A-21 21 089 wird ein Gerät zum Räumen von Landminen beschrieben, das ein oder mehrere Strahl triebwerke bzw. Strahldüsen zur unmittelbaren oder mittelbaren Vernichtung oder Beseitigung von Minen verwendet. Dieses Gerät erzeugt einen heißen Gas strahl, durch den der Boden erodiert und die ausge legten Minen durch den Gasdruck und die dabei ent stehenden hohen Temperaturen zerstört bzw. unbrauchbar gemacht oder zur Detonation gebracht oder zur Seite geschleudert werden sollen, um so eine minenfreie Gasse durch das Minenfeld zu schaffen. Gegenüber solchen Bodenminen, die weder auf Temperatur noch auf Druck reagieren, sind die mit einem Gasstrahl arbeitenden Minenräumgeräte jedoch wirkungslos. Offenbar ist das Räumen von Minen mit einem heißen Gasstrahl auch nicht so wirkungsvoll, denn die inter mittierend arbeitenden Strahltriebwerke bzw. Strahl düsen werden zur selbständigen Fortbewegung eines Springhammers eingesetzt, durch dessen Eigengewicht der Boden abgeklopft wird, um Minen zur Detonation zu bringen. Die Strahltriebwerke müssen, um wirksam arbeiten zu können, in geringem Abstand über der Erd oberfläche geführt werden, was die Gefahr einer Beschädigung der Strahltriebwerke bei einer plötz lichen Detonation einer aufgespürten Mine mit sich bringt. Aus diesem Grunde sind an dem Minenräum fahrzeug auch weitere zusätzliche Einrichtungen vorge sehen, mittels der die Strahltriebwerke vor dem Räum fahrzeug angeordnet sind, wodurch sich jedoch nach teiligerweise das Eigengewicht des Fahrzeuges wesent lich erhöht.DE-A-21 21 089 describes a device for clearing Landmines described the one or more jet engines or jet nozzles for immediate or indirect destruction or removal of mines used. This device generates a hot gas beam through which the soil is eroded and die out laid mines by the gas pressure and thereby standing high temperatures destroyed or unusable made or detonated or set aside should be hurled, so a mine-free Alley through the minefield. Across from such mines that are neither on temperature nor responding to pressure are those with a gas jet working mine clearance devices, however, ineffective. Apparently, clearing mines with a hot one Gas jet not as effective either, because the inter central jet engines or jet nozzles become an independent locomotion Springhammers used by its own weight the ground is tapped to detonate mines bring to. The jet engines need to be effective to be able to work at a short distance above the ground be carried out, which creates the risk of Damage to the jet engines in the event of a sudden detonation of a tracked mine brings. For this reason, the mine clearance vehicle also featured other additional facilities see by means of which the jet engines in front of the clearing vehicle are arranged, which, however, after partly the weight of the vehicle is essential Lich increased.

Insgesamt sind Minenräumgeräte , die mit einem Flüssig keitsstrahl oder einem Gasstrahl arbeiten, in ihrem Wirkungsbereich beschränkt und nur bei solchen im Erdreich verlegten Minen brauchbar, die auf Druck oder Temperatur reagieren. Intelligente Minen können auch durch die letztgenannten Minenräumgeräte nicht aufge funden bzw. beseitigt werden, insbesondere ist ihr Zündmechanismus auch so ausgebildet, daß sie auf die konventionellen Mittel erst gar nicht ansprechen.Overall, mine clearers are made with a liquid jet or a gas jet work in your Area of effect limited and only in those in Mines laid on ground that can be used on pressure or React temperature. Smart mines can too not cleared up by the latter mine clearance equipment to be found or disposed of, in particular is hers Ignition mechanism also designed so that it on the don't even address conventional means.

In der FR-A-24 15 792 wird zur Entschärfung von Munition vorgeschlagen, bei bereits aufgefundenen Minen zur Entschärfung der Munition den Initial sprengstoff des Zünders des Sprengkopfes zu zer stören. Mit diesem Verfahren soll die Munition entschärft werden, ohne daß die Muniton selbst zerstört wird. Um dies zu erreichen, bedarf es der Einhaltung besonderer Maßnahmen, die darin bestehen, daß die zu entschärfende Munition so zur Laufrichtung des Laserstrahles angeordnet sein muß, daß der Laser strahl quer durch die Struktur des Geschoßkopfes läuft, d.h. es wird ein fokussierter Laserstrahl nur auf den Zünder der Munition gerichtet und hierbei werden lediglich die bei der Lasermetallbearbeitung bekannten Erkenntnisse angewandt. Die Laserstrahlung wird vom Zündkopf absorbiert und die dabei ent stehende Wärme als Prozeßwärme zur Zerstörung des Zündkopfes und zur Zündung des Sprengstoffes einge setzt. Zum Auffinden bzw. Zünden von solchen Minen, die durch eine Erdschicht geschützt sind, ist das Verfahren jedoch ungeeignet, da die Laserstrahlung vom Erdreich nicht hinreichend gut absorbiert und weitergeleitet wird, so daß die vom Aufschneiden des Zündkopfes bzw. Sprengen des Zündkopfsprengstoffes erforderliche Temperatur nicht erreicht wird.In FR-A-24 15 792 is used to defuse Ammunition suggested to those already found Mines to defuse the ammunition the initial explosive of the detonator of the warhead to disturb. With this procedure, the ammunition be defused without the ammunition itself gets destroyed. To achieve this, the Compliance with special measures, which consist in that the ammunition to be disarmed so to the direction the laser beam must be arranged so that the laser beam across the structure of the projectile head running, i.e. it becomes a focused laser beam only aimed at the detonator of the ammunition and here only those in laser metal processing known knowledge applied. The laser radiation is absorbed by the ignition head and ent standing heat as process heat to destroy the Ignition head and to ignite the explosive puts. To find or ignite them Mines that are protected by a layer of earth However, the method is unsuitable because of the laser radiation not sufficiently well absorbed by the soil and is forwarded so that the cut open Detonating head or detonating the detonating explosive required temperature is not reached.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem bzw. der Minen einschließlich solcher, die durch Erdanhäufungen überdeckt sind, aufgefunden bzw. sichtbar gemacht werden können, ohne daß die Minen zur Detonation gebracht und/oder Erd reich weggeräumt werden muß. Insbesondere sollen das Verfahren und die Vorrichtung einfach handhabbar, zuverlässig und wirtschaftlich sein.It is therefore an object of the present invention Method and an apparatus of the aforementioned Specify the type of mine or mines included those covered by piles of earth can be found or made visible without that the mines detonated and / or earth must be put away richly. In particular, should the method and the device are easy to handle, be reliable and economical.

Die Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst,daß ein laserinterferometrisches Holo gramm fototechnisch oder mittels einer Datenverarbei tung aufgezeichnet und/oder gespeichert wird.The task is in the procedure mentioned above solved in that a laser interferometric holo gram phototechnically or by means of data processing tion is recorded and / or saved.

Unter einem Hologramm versteht man ein dreidimensiona les, räumliches Interferenzbild, das mittels eines Lasers erzeugt wird. Das Prinzip beruht darauf, daß ein mit kohärentem Licht bestrahlter, vor einer reflektierenden Fläche liegender Körper Kugelwellen zurückstreut, die mit den an der Reflexionsfläche zurückgeworfenen Wellen interferieren. Bringt man eine fotografische Platte oder einen anderen Hologramm speicher in die Interferenzzone, so nimmt diese die aus der Optik bekannten Interferenzbilder auf. Be strahlt man nach dem Entwickeln die Fotoplatte mit demselben Laserlicht, so kann der die Kugelwellen aussendende Gegenstand räumlich sichtbar gemacht werden. Das Verfahren wird als Holographie bezeichnet und inzwischen in anderen Bereichen verwendet. So wird Interferometrie mit Holographie zur Darstellung von Dichteschwankungen in einem durchsichtigen Medium sowie zur Untersuchung von Schwingungen sowie zur Längen- und Geschwindigkeitsmessung, z.B. bei Werk zeugmaschinen, verwendet (vgl. VDI-Z Bd.128(1986) Nr.9-Mai, S.321 bis 326). Das Hologramm kann entweder auf einer Fotoplatte, auf geeignetem Filmmaterial oder auf Videoband gespeichert werden. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, das erzeugte Hologramm auf der Fotoplatte, auf geeignetem Filmmaterial oder auf Videoband zu speichern. Gleichermaßen kann eine andere Darstellung gewählt werden, die ein permanent erstell tes Hologramm ständig auf einem Bildschirm(Monitor) zur Verfügung stellt. Bei einem Dauer-Laser ist dies ohne weiteres möglich, jedoch sind solche Laser in der Regel nicht leistungsstark genug, um den mit Minen belegten Boden hinreichend tief zu durchleuchten. Daher werden die leistungsstärkeren Pulslaser, ins besondere Rubin- oder NdYAG-Laser bevorzugt (Ansprüche 8, 9). Insbesondere bei Verwendung dieser Laser ist es zweckmäßig, das Hologrammspeichermedium takt weise zu belichten, und zwar nach einer Weiterbil dung in einer solch hohen Taktfrequenz, daß eine Echtzeitbeobachtung oder Quasiechtzeitbeobachtung des Hologrammobjektes möglich ist (Ansprüche 2, 3). Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungs gemäße Vorrichtung beruhen darauf, daß zwischen der Mine (bzw. dem Metallgehäuse) und dem Erdreich große Dichtunterschiede bestehen, die eine sichere Identi fizierung der Minen ermöglichen. Gleichzeitig wird die Erdbodenstruktur deutlich gemacht, d.h. der Ort, insbesondere die Tiefe, in der die Mine liegt, wird deutlich identifiziert.A hologram is a three-dimensional one les, spatial interference image, which by means of a Laser is generated. The principle is based on the fact that one illuminated with coherent light, in front of one reflecting surface of lying body spherical waves backscattered with those on the reflective surface interfering reflected waves. Bring one photographic plate or other hologram store in the interference zone, this takes the interference images known from optics. Be you radiate the photo plate after developing the same laser light, so the spherical waves emitting object made spatially visible will. The process is called holography and now used in other areas. So will Interferometry with holography for the representation of Fluctuations in density in a transparent medium as well as for the investigation of vibrations and for Length and speed measurement, e.g. at work machine tools used (see VDI-Z Vol.128 (1986) No. 9-May, pp. 321 to 326). The hologram can either on a photo plate, on suitable film material or saved on videotape. As part of the Invention, it is possible to the hologram generated the photo plate, on suitable film material or on Save video tape. Similarly, another Representation can be selected that create a permanent hologram constantly on a screen (monitor) provides. This is the case with a permanent laser easily possible, but such lasers are in the Usually not powerful enough to those with mines to illuminate the occupied floor sufficiently deep. Therefore, the more powerful pulse lasers, ins special ruby or NdYAG lasers preferred (claims 8, 9). Especially when using this laser it is useful to clock the hologram storage medium to expose wisely, and after a continuation tion in such a high clock frequency that a Real-time observation or quasi-real-time observation of the hologram object is possible (claims 2, 3). The inventive method and the Invention according device are based on the fact that between the Mine (or the metal case) and the soil large Differences in density exist, which is a reliable identification enable the refining of the mines. At the same time made the soil structure clear, i.e. the place, especially the depth at which the mine is located clearly identified.

Die besonderen Vorzüge des Verfahrens und der Vor richtung liegen in der passiven Arbeitsweise. Die Vorrichtung arbeitet zudem verschleißfrei, d.h. es tritt keine mechanische Abnutzung von Räummitteln wie beim Abtragen von mit Minen durchsetztem Erd reich ein. Die Mine wird nicht aktiviert, die Identi fizierung kann aus sicherer Entfernung oder sogar ferngesteuert in dem zu untersuchenden Gebiet durchgeführt werden.The special advantages of the procedure and the advantages direction lies in the passive way of working. The device also works without wear, i.e. there is no mechanical wear of broaching agents like removing mined earth submit. The mine is not activated, the identi fication can be from a safe distance or even remote controlled in the area to be examined be performed.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird der Erd boden extern zu mechanischen Schwingungen angeregt. Vorzugsweise werden harmonische oder auch Kurzzeit- Schwingungen durch einen mechanischen Impuls bzw. eine Impulsfolge ausgelöst. Hierbei wird die Ober flächenveränderung durch den Wellenverlauf sowie der an der Mediumsänderung stattfindenden Störung in dem Hologramm festgehalten. Das Hologramm kann die Außenkonturen bzw. die Grenzkonturen des starken Dichtewechsels durch Verschiebung der Interferenzstreifen darstellen, wie dies z.B. bei der holografischen Untersuchung von Schwingungen an Werkzeugmaschinen bereits angewendet wird.According to a development of the invention, the earth floor excited externally to mechanical vibrations. Harmonic or short-term Vibrations caused by a mechanical impulse or triggered a pulse train. Here the waiter area change due to the waveform as well the disturbance occurring at the medium change recorded in the hologram. The hologram can the outer contours or the boundary contours of the strong density change by shifting the Show interference fringes, such as this at the holographic investigation of vibrations Machine tools are already applied.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus der im Prinzip nach dem Stand der Technik bekannten laserinterferometrischen Anordnung mit einem Laser, einem Strahlteiler und mindestens einem Spiegel und besitzt eine Aufweitungslinse im zum Meßobjekt führenden Strahlengang und ein Hologrammspeicher medium. Die Aufweitungslinse dient dazu, um den scharf gebündelten Strahl derart aufzuweiten, daß eine sich aus der Aufweitung ergebende Fläche unter sucht bzw. beobachtet werden kann.The device according to the invention consists of the known in principle according to the prior art laser interferometric arrangement with a laser, a beam splitter and at least one mirror and has a widening lens in the object to be measured leading beam path and a hologram memory medium. The expansion lens is used to the to expand the sharply focused beam in such a way that an area resulting from the expansion below searches or can be observed.

Aus Intensitätsgründen wird nach einer Weiterbildung der Erfindung ein Pulslaser, vorzugsweise ein Rubin- oder NdYAG-Laser verwendet. Um Interferenzen zu er möglichen, wird dazu der Referenzstrahlweg mittels einer entsprechend großen Anzahl von Spiegeln ent sprechend dem Meßstrahlweg gebildet, damit der Meß- und der Referenzstrahl gleiche Laufzeiten aufweisen.For reasons of intensity, training is required the invention a pulse laser, preferably a ruby or NdYAG laser used. To cause interference possible, the reference beam path is a correspondingly large number of mirrors speaking the measuring beam path so that the measuring and the reference beam have the same transit times.

Wie bereits oben erwähnt, kann zusätzlich ein mit dem Erboden kontaktierbarer Impulsgeber zur Schwingungs erzeugung vorgesehen sein. As already mentioned above, one can also use the Contactable pulse generator for vibration generation be provided.

In einer komfortableren und leicht verständlicheren Darstellung wird das Hologramm in einem grafikfähigen Mikrocomputer mit einem Plotter in einer dreidimen sionalen Darstellung dargestellt bzw. mit einem Rech ner verarbeitet.In a more comfortable and easy to understand The hologram is displayed in a graphics-capable format Microcomputer with a plotter in three dimensions sional representation shown or with a rake ner processed.

Vorzugsweise ist die Vorrichtung mobil ausgestaltet und besitzt einen Geschwindigkeitsmesser, der mit dem Mikrocomputer (Rechner) gekoppelt ist, damit zuverlässige Entfernungsangaben möglich sind.The device is preferably designed to be mobile and has a speedometer with the microcomputer (computer) is coupled with it reliable distance information is possible.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und soll im folgenden näher erläutert werden. Es zeigen:An embodiment of the invention is in the Drawings are shown and are detailed below are explained. Show it:

Fig. 1 eine schematische Ansicht der laserinterfero metrischen Anordnung, des Impulsgebers und des Strahlenverlaufes in einer Seitenansicht, Fig. 1 is a schematic view of the laserinterfero metric arrangement of the impulse transmitter and of the beam path in a side view;

Fig. 2 dieselbe Anordnung in einer Draufsicht, Fig. 2 shows the same arrangement in a top view,

Fig. 3 einen Ausschnitt entsprechend Fig. 1 mit zusätzlicher Darstellung der interferierenden Schwin gungen und Fig. 3 shows a section corresponding to FIG. 1 with additional representation of the interfering vibrations and

Fig. 4 eine entsprechende Darstellung nach Fig. 3 in Draufsicht. Fig. 4 is a corresponding representation of FIG. 3 in plan view.

Die laserinterferometrische Anordnung 10 besteht aus einem Laser 101, dessen Strahl bzw. Strahlbündel zunächst auf einen ersten Umlenkspiegel 11 trifft und von dort aus auf einen Strahlteiler 102 geleitet wird. Dieser teilt den ausgesandten Strahl in einen Meßstrahl 15 sowie einen Referenzstrahl 17 auf, wobei der Meßstrahl von einem weiteren schwenkbaren Umlenk spiegel 11 auf eine Aufweitungslinse 12 geworfen wird, die ein divergentes Strahlenbündel 15 erzeugt, das in Richtung auf den zu untersuchenden Erdboden 19 gerichtet ist. Der vom Strahlteiler 102 abgeleitete Referenzstrahl 17 wird von mehreren Spiegeln 103 mehrfach reflektiert, wobei der Referenzstrahlweg dem Hin- und Rückweg des Meßstrahles 15 entspricht, damit der vom Meßobjekt, der Mine 18 bzw. dem Erd boden 19 reflektierte Objektstrahl 16 mit dem Referenzstrahl 17 interferieren kann. Das Interferenz bild wird von einer Fotoplatte 13 als Hologramm speichermedium aufgenommen. Anstelle der Fotoplatte 13 kann selbstverständlich auch ein Videoband oder ein anderer geeigneter optischer Meßwertaufnehmer angeordnet sein, der mit einem nicht dargestellten Mikrocomputer, einem Plotter und/oder einem Bild schirm ausgestattet ist. Ist die Meßvorrichtung mobil ausgerüstet, besitzt sie vorzugsweise einen (nicht dargestellten) Geschwindigkeitsmesser, dessen Ge schwindigkeitswerte in Verbindung mit den Ausgangs ortswerten zur Standortbestimmung verarbeitet werden. Zusätzlich ist ein Impulsgeber 14 vorgesehen, der kontinuierlich oder in vorgebbaren Zeitabständen mechanische Impulse auf den Erdboden 19 sendet. Wie bereits oben angesprochen, ist der ausleucht bare Bereich eines Untersuchungsabschnittes im wesentlichen durch die zur Verfügung stehende Laser- Energie bestimmt. Als Anhaltswert kann davon ausgegan gen werden, daß für eine Ausleuchtung von ca. einem Quadratmeter Erdoberfläche bei Tageslicht mehrere Mega Joule Laser-Energie erforderlich sind.The laser interferometric arrangement 10 consists of a laser 101 , the beam or beam of rays of which initially strikes a first deflecting mirror 11 and is directed from there to a beam splitter 102 . This divides the emitted beam into a measuring beam 15 and a reference beam 17 , the measuring beam being thrown by a further pivotable deflecting mirror 11 onto an expansion lens 12 , which generates a divergent beam 15 which is directed in the direction of the soil 19 to be examined . The reference beam 17 derived from the beam splitter 102 is reflected several times by several mirrors 103 , the reference beam path corresponding to the outward and return path of the measuring beam 15 , so that the object beam 16 reflected by the measuring object, the mine 18 or the ground 19 interfere with the reference beam 17 can. The interference image is recorded by a photo plate 13 as a hologram storage medium. Instead of the photo plate 13 , a video tape or other suitable optical transducer can of course be arranged, which is equipped with a microcomputer, not shown, a plotter and / or a screen. If the measuring device is equipped with a mobile device, it preferably has a speedometer (not shown), the speed values of which are processed in connection with the initial location values for determining the location. In addition, a pulse generator 14 is provided, which sends mechanical pulses to the ground 19 continuously or at predefinable time intervals. As already mentioned above, the illuminable area of an examination section is essentially determined by the available laser energy. As a guide, it can be assumed that several Mega Joules of laser energy are required to illuminate approximately one square meter of earth's surface in daylight.

Das dargestellte Verfahrensprinzip beruht auf einer mechanischen Anregung des Erdbodens 19 und auf der holografischen Beobachtung der Erdoberfläche und einer Speicherung dieser Beobachtung durch fototechnische Hilfsmittel. Die Laufstreckendifferenz des Referenz strahles und des Meß-/Objektstrahles ist in geeigneter Weise zu wählen; die Belichtungszeit ist in entsprechen der Weise darauf abzustimmen. Durch das Ein bringen der mechanischen Störung, sei es durch eine harmonische Schwingung oder einen Impuls, wird das Abbild der Erdoberfläche vom ersten zum zweiten Bild auf der Fotoplatte sich um die Wellenausbrei tungsbewegung verändert haben. Diese Veränderung läßt sich durch Verschiebung der Interferenzstreifen meßtechnisch erfassen.The principle of the method shown is based on a mechanical excitation of the ground 19 and on the holographic observation of the surface of the earth and storage of this observation by means of photo-technical aids. The path difference of the reference beam and the measuring / object beam is to be selected in a suitable manner; the exposure time should be adjusted accordingly. By introducing the mechanical disturbance, be it through a harmonic vibration or an impulse, the image of the earth's surface will have changed from the first to the second image on the photo plate by the wave propagation movement. This change can be measured by shifting the interference fringes.

Die Erdoberflächenmanipulation durch mechanische Störungen löst eine Oberflächenwelle 20 aus, die auf verschiedene Medien, nämlich den Erdboden 19 und die Mine 18, verschieden gebrochen wird und sich dementsprechend verschiedenartig ausbreitet. Fig. 3 und Fig. 4 zeigt die unterschiedliche Wellenaus breitung in der Mine 18 und dem Erdboden 19. Der Meßstrahl 15 ist durch parallele Linien dargestellt, welche die Wellenausbreitung deutlich machen sollen. Die Dichteänderung des Erdbodens relativ zum Minenwerkstoff mit der veränderten Wellenausbreitung wird in einem Hologramm sichtbar gemacht in der Form, daß die Interferenzstreifen nicht konzentrisch vom Erreger aus weiterlaufen, sondern durch den Dichteunterschied (die Mine als Störkörper) an dieser Stelle gestört werden. Die Störung läuft exakt entlang den äußeren Körper konturen des Störkörpers 18, wodurch bei geeigneter Wahl der Belichtungszeit, der Lautzeit der Ober flächenwelle 20, des Erregermodus (dem Impuls oder der harmonischen Schwingung des Impulsgebers 14) die Konturen der in dem Erdboden 19 eingebrachten Mine auf dem Hologramm deutlich sichtbar erscheinen.The manipulation of the earth's surface by mechanical disturbances triggers a surface wave 20 which is broken differently onto different media, namely the earth 19 and the mine 18 , and accordingly spreads in different ways. Fig. 3 and Fig. 4 shows the different Wellenaus spread in the mine 18 and the ground 19th The measuring beam 15 is represented by parallel lines which are intended to make the wave propagation clear. The change in density of the earth relative to the mine material with the changed wave propagation is visualized in a hologram in the form that the interference fringes do not continue concentrically from the exciter, but are disturbed by the difference in density (the mine as a disturbing body) at this point. The disturbance runs exactly along the outer body contours of the disturbing body 18 , whereby with a suitable choice of the exposure time, the sound time of the surface wave 20 , the excitation mode (the pulse or the harmonic oscillation of the pulse generator 14 ) the contours of the mine introduced into the ground 19 appear clearly visible in the hologram.

Im Rahmen der Erfindung ist es ebenso möglich, den Ausgangsort zu speichern und in Kombination mit einem zusätzlichen Navigationssystem einem beobachteten Geländeabschnitt die Verlegeorte so zuzuordnen, daß die Kombinationen in einem Speicher leicht abrufbar sind und für eine Weiterbehandlung des Minenkörpers jederzeit abgerufen werden können. Zur Änderung des Abbildes der Erdoberfläche, was durch Einbringen von mechanischen Störungen, d.h. harmonische Schwingung oder Impuls, erfolgt, wodurch das Abbild der Erdoberfläche vom ersten zum zweiten Bild auf der Fotoplatte sich um die Wellenaus breitungsbewegung verändert, bedarf es nicht aus schließlich der Herstellung von zwei Interferenzbil dern bzw. zweier auslösender Laserimpulse. Hin reichend deutliche Meßergebnisse werden auch erhalten, wenn der Erdboden ohne Unterbrechung (für die erste Messung) mit Schwingungen beaufschlagt wird.It is also possible within the scope of the invention Save starting point and in combination with a additional navigation system one observed Allocate the site section to the installation locations so that the combinations are easily accessible in a memory and for further treatment of the mine body can be called up at any time. To change of the image of the earth's surface, what by bringing mechanical disturbances, i.e. harmonious Vibration or impulse, which causes the Image of the earth's surface from the first to the second Picture on the photo plate around the waves widespread movement does not need to change finally the production of two interference pictures or two triggering laser pulses. There sufficiently clear measurement results are also obtained if the ground is uninterrupted (for the first Measurement) is subjected to vibrations.

Claims

1. A method for the identification or visualization of earth surfaces after laid land mines and the earth surface contour, characterized in that a laser interferometric hologram is recorded phototechnically or by means of data processing and / or ge.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the hologram storage medium in cycles is exposed.

3. The method according to claim 2, characterized by a real-time observation of the hologram object enabling clock frequency.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, because characterized in that the soil is external to mechanical vibrations is excited.

5. The method according to claim 4, characterized by harmonic or short-term vibrations caused by a mechanical pulse or a pulse train to be triggered.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized by the use of a powerful pulse laser, preferably one Ruby or NdYAG laser.

7. The method according to claim 1 to 6, characterized records that one or two interference images are provided, with only one in the manufacture Interference image of the ground without interruption (for the first measurement) vibrate is struck.

8. Apparatus for performing the method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the laser interferometric arrangement consisting of a laser ( 101 ), a beam splitter ( 102 ) and at least one mirror ( 103 ) comprises an expansion lens ( 12 ) for Measuring object ( 18 , 19 ) leading beam path ( 15 ) and a hologram storage medium ( 13 ).

9. The device according to claim 8, characterized in that the laser ( 101 ) is a pulse laser and the reference beam path ( 17 ) by a correspondingly large number of mirrors ( 103 ) is equal to the measuring beam ( 15 ) or the laser pulse transit times.

10. The device according to claim 9, characterized by a ruby or NdYAG laser ( 101 ).

11. Device according to one of claims 8 to 10, characterized in that in addition a with the ground ( 19 ) contactable pulse generator ( 14 ) is provided.

12. Device according to one of claims 8 to 11, characterized in that the hologram memory medium ( 13 ) has a graphics-capable microcomputer with plotter.

13. The apparatus according to claim 12, characterized records that a to the microcomputer closed speedometer provided and the device is designed to be mobile.