Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB

Schützendetektion

Schützendetektion

Optronische Detektion von Mündungsfeuerblitzen

John F. Kennedy, Martin Luther King und Zoran Djindjic sind nur drei bekannte Opfer, die durch Heckenschützen ermordet wurden. Doch eine sehr viel größere Zahl an Menschen musste seit der Erfindung des Gewehrs mit dem Leben bezahlen, weil Personen aus der Ferne hinterrücks auf sie geschossen hatten. Nicht immer sind Einzelpersonen das Ziel. Häufig wird der Schuss aus der Deckung zum Erreichen zweifelhafter Ziele eingesetzt. So versuchten z. B. im Bosnienkrieg bosnisch-serbische Paramilitärs mit Hilfe von Scharfschützen die Einwohner Sarajevos zu demoralisieren und zur Übergabe der Stadt zu zwingen. Ähnliche Interessen hatten wohl auch Gaddafis Scharfschützen in Bengasi und Misrata im Sinn.

 

Neben diesen Angriffen, bei denen sich die Opfer in der Regel ungeschützt im Freien aufhalten, werden auch Personen beschossen, die sich in Fahrzeugen aufhalten. Bei einem Treffer können dann unter Umständen alle Fahrzeuginsassen sterben. Gleiches gilt bei Flügen mit Luftfahrzeugen. Hubschrauber im Einsatz werden häufig mit Rohrwaffen beschossen. Sofern kein kritisches Bauteil oder gar einer der Insassen getroffen wird, kann ein Beschuss oft erst nach erfolgter Landung erkannt werden. Auch wenn ein aktiver Schutz dagegen im Augenblick noch reine Zukunftsmusik ist, wäre ein sofortiges Erkennen von Beschuss zusammen mit einer Richtungsangabe ein wesentlicher Baustein zur Erhöhung von Sicherheit - Gefahren könnten umgangen, Bereiche umflogen, Deckung an der passenden Stelle gesucht werden.

 

 

 

Beispiele für Mündungsfeuer -  Bilder: Wikipedia (gemeinfrei)

 

In vielen Ländern wird seit nunmehr fast zwei Jahrzehnten mit Hochdruck an der Entwicklung entsprechender Warngeräte gearbeitet. Prinzipiell gibt es mehrere Möglichkeiten einen Schuss selbst bzw. ein Projektil zu detektieren. Bei Benutzung von Gewehren wird durch die Explosion, die das Projektil vorantreibt, eine Druckwelle erzeugt. Diese lässt sich mit Hilfe von Mikrofonen messen. Die Radartechnik erlaubt bei ausreichender Projektilgröße eine Detektion desselben. Die Flugbahn kann bestimmt werden. Der bei der Explosion entstehende Mündungsblitz kann aber auch mit elektro-optischen Detektoren erkannt werden. Bei genügend hoher optischer Auflösung kann zusätzlich das Projektil selbst auf seiner Flugbahn verfolgt werden.

 

Die Zunahme asymmetrischer bzw. terroristischer Bedrohungen im letzten Jahrzehnt und der daraus resultierende dringende Bedarf haben dazu geführt, dass Geräte zur Erkennung von Gewehrfeuer schon operationell eingesetzt wurden, die gerade über die Erprobungsphase hinaus waren. Besonders die Vereinigten Staaten und Großbritannien machten im Irak und in Afghanistan regen Gebrauch davon. Zunehmend werden diese Warnsysteme aber auch von US-amerikanischen Kommunen eingesetzt. Städte, wie Pittsburgh, Newark oder Dallas, haben in besonders gefährdeten Stadtteilen schon Warnsysteme aufgebaut oder sind gerade in der Planungsphase.

 

Wirklich zufrieden stellend arbeiten die Geräte bisher leider nicht. Bei den meisten im Einsatz befindlichen Systemen beruht das Detektionsprinzip auf der akustischen Ortung. Diese ist gerade im urbanen Umfeld nicht trivial, da u. a. Reflexionen des Schalls an Bauwerken zu Missdeutungen und somit zu Fehlern in der Bestimmung des Abschussorts führen können.

 

Die Erweiterung eines rein akustisch arbeitenden Warnsystems, um eine zusätzliche elektro-optische Komponente, kann die Lösung für eine exakte Bestimmung der Beschussrichtung sein. In einem ersten Schritt wird dazu am IOSB an der grundsätzlichen Umsetzung für ein Warnsystem gearbeitet, welches mit elektro-optischen Sensoren den Mündungsblitz zuverlässig detektiert. Bisherige Untersuchungen zeigen gute Ergebnisse bei der Verwendung von Sensoren, die im infraroten Spektralbereich arbeiten. Eine hohe Abtastrate könnte zusätzlich zu einer Verringerung der Falschalarmrate beitragen, da die temporale Signatur des kurzzeitigen Schussereignisses ausgewertet werden kann.

 

Ein noch nicht gelöstes Problem ist die Verwirklichung der operationell erforderlichen Rundumsicht. Während ein Mikrofon Schallwellen aus allen Richtungen wahrnimmt, ist das Gesichtsfeld eines optischen Sensors meist deutlich eingeschränkt. Deshalb muss mehr als ein Sensor verwendet werden, um eine großräumige Abdeckung zu gewährleisten. Daraus ergeben sich diverse Nachteile wie z. B. höherer Energie­verbrauch, Größen- und Gewichtszunahme. Ansätze und Ideen zur Lösung des Problems werden gerade am IOSB erarbeitet und getestet. Als nächster logischer Schritt schließen sich Arbeiten zur Fusion von Akustik und Optronik an, um zivilen wie militärischen Nutzern ein zuverlässig arbeitendes Warnsystem bieten zu können.