DE19519503C2 - System zur Erfassung, Aufzeichnung, Untersuchung und Wiedergabe von Ziel- und Schußvorgängen für Schützen mit Handwaffen - Google Patents
System zur Erfassung, Aufzeichnung, Untersuchung und Wiedergabe von Ziel- und Schußvorgängen für Schützen mit HandwaffenInfo
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- F41G3/2616—Teaching or practice apparatus for gun-aiming or gun-laying using a light emitting device
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Description
Die Erfindung betrifft ein System zur Erfassung, Aufzeichnung, Untersuchung und
Wiedergabe von Ziel- und Schußvorgängen für Schützen mit Handwaffen wie z. B.
Pistolen und Gewehre durch optoelektronische Bildaufnahme und rechnergesteuerter
Objekterkennung, Meßwertermittlung, Auswertung und graphischer Darstellung der
Ergebnisse sowie eine Einrichtung zu seiner Durchführung.
Derartige Systeme dienen zur Messung und Aufzeichnung relevanter physikalischer
Meßgrößen von Ziel- und Schußvorgängen um eine anschließende objektive Analyse
dieser Vorgänge zu ermöglichen und weitgehend zu unterstützen. Als wesentliche
Meßgrößen sind die Bewegungen der Waffe relativ zum Ziel und das Verkanten der
Waffe in einer zeitlichen Umgebung um den Schuß, sowie die erreichte Trefferlage zu
nennen.
Daneben sind weitere, die Trefferlage beeinflussende Größen wie z. B. Raum
temperatur, Ausleuchtung des Ziels, Schallwellen in den Materialien der Waffe,
Druckverteilung an den Griffen der Waffe und in den Schuhen bis hin zu Herzschlag,
Atmung und Hirnströmen des Schützen als mögliche Meßwerte zu nennen.
Es sind verschiedene Vorrichtungen bekannt, die aber ausgehend von den hier
gestellten Aufgaben nur ansatzweise Lösungen in den Bereichen Training oder
Auswertung darstellen.
Hier sind folgende Systeme zu nennen:
- 1) Schießsimulatoren, bei denen mit Laserlicht auf spezielle lichtempfindliche Zielgeräte geleuchtet wird. Hier wird nicht wirklich geschossen und die üblichen Schießanlagen der verschiedenen Schießdisziplinen werden ebenfalls nicht verwendet. Dadurch kann mit diesen Simulatoren nicht sehr realitätsnah trainiert werden und bei wirklichen Wertungsschießen sind sie auch nicht zu verwenden. (DE 34 11 786; DE 35 04 579; DE 39 06 997; DT 23 39 345).
- 2) Systeme mit Laser, Kamera und Monitor, bei denen neben dem Schützen mindestens eine weitere Person den Ziel- und Schußvorgang online auf einem Monitor beobachtet und bewertet. Hier wird wirklich geschossen, aber es erfolgt lediglich eine subjektive Betrachtung und Wertung der Vorgänge und keine Meßwertermittlung und damit auch keine Aufzeichnung von Ergebnissen.
- 3) Auswertesysteme für Wettkämpfe mit speziellen Scheibenhaltern und akustischen
Sensoren zur Geschoßdurchgangsmeßung, bei denen lediglich errechnete
Trefferlagen aufgezeichnet und optisch dargestellt werden. Diese Systeme erfassen
nicht den zeitlichen Verlauf der Ziel- und Schuß-Vorgänge. Damit sind sie nicht
zum Training von Schützen geeignet. Daneben besitzen diese Systeme keine
besonderes gute systematische Meßgenauigkeit, da zum einen nicht garantiert
werden kann, daß der Null-Punkt des Meß-Koordinatensystems mit dem jeweiligen
Zielscheibenmittelpunkt übereinstimmt (offset), und zum anderen durch die nicht
konstante Schallgeschwindigkeit keine ausreichend genaue Längenskalierung
vorgenommen werden kann. (DE 29 43 766; DE 22 08 326)
Hier gibt es auch Systeme, die ohne die übliche Papier-Zielscheibe arbeiten. Diese haben den Nachteil, daß die angegebenen Trefferergebnisse nie kontrollierbar sind. - 4) Eine Vorrichtung zur Kontrolle von Schießübungen mit Handfeuerwaffen (DE 40 35 023 A1).
Aufgaben dieser Erfindung sind:
- - Schaffen eines universellen Systems, das für Training und Wettkampf, bei verschiedenen Schießdisziplinen mit ihren unterschiedlichen Zielscheiben, Schußweiten und Kalibern gleichermaßen geeignet ist.
- - Alle beim üblichen, wirklichen Schießen verwendeten Komponenten wie eigene Ausrüstung des Schützen, Zielscheiben und deren Halter sowie Munition und Kugelfänger sollen uneingeschränkt weiter benutzt werden können.
- - Die beschossenen Zielscheiben sollen zur Kontrolle erhalten bleiben.
- - Das System soll die Möglichkeit der Erweiterbarkeit zur Aufnahme und Auswertung weiterer Meßgrößen bieten.
- - Die Meßergebnisse sollen für beliebige spätere Verwendungen dauerhaft aufgezeichnet werden.
- - Das System soll sowohl als einzelne Einheit arbeiten, sowie als Teil eines Verbundes mehrerer gleichartiger Einheiten verwendbar sein.
- - Schaffen eines Verfahrens, durch welches mit hoher Meßgenauigkeit die Treffer lage auf Zielscheiben schon direkt nach dem Schuß automatisiert ermittelt werden.
Die Lösung dieser Aufgaben erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des
Hauptanspruchs. Die Merkmale des Anspruches 2 stellen besonders vorteilhafte
Weiterbildungen der Merkmale des Hauptanspruchs dar. Zweckmäßige Ausgestaltungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung wird anhand der
Zeichnungen Fig. 1 und Fig. 2 veranschaulicht und im Nachstehenden erläutert.
In Fig. 1 sind die wesentlichen Komponenten (4 . . . 10) des Systems des
Hauptanspruchs in funktionalem Zusammenhang mit den beim Schießen üblichen
Komponenten (1, 2) Waffe und Ziel dargestellt.
Die Kamera (5) ist mittels ihrer Optik auf das Ziel (2) ausgerichtet. Der an der
Waffe (1) angebrachte Laser (4) beleuchtet während des Zielvorgangs das Ziel mit
einem Lichtfleck (3). Dies bedeutet, daß die Bewegungen der Waffe aus der Bewegung
des Lichtflecks erkennbar sind. Die von der Kamera (5) aufgenommenen Bilder
werden von dem frame-grabber (7) digitalisiert und dem Rechner (6) zur Verfügung
gestellt.
Durch Programme zur Mustererkennung werden die einzelnen Kamerabilder auf
bestimmte vorgegebene Objekte wie Zielscheibenspiegel, Laserlichtfleck (3),
Schußloch und evtl. Text hin untersucht. Die Untersuchung betrifft zum einen das
Vorhandensein der einzelnen Objekte im aktuellen Bild und zum anderen deren
räumliche Positionen innerhalb des Bildes, d. h. X-Y-Koordinate, sowie weitere
Parameter wie z. B. Winkellage des Laserlichtflecks oder die Erkennung der Scheiben
nummern. Mittels der Winkellage des Laserlichtflecks kann das Verkanten der Waffe
während des Zielvorgangs gemessen werden. Die geometrische Form des Laserlicht
flecks kann dabei z. B. eine Ellipse sein, so daß die Erkennung der Winkellage möglich
ist. Daneben können weitere Größen, die den Ziel- und Schuß-Vorgang beeinflussen,
durch zusätzlicher Sensoren (12) ermittelt und über die Rechnerschnittstellen (8)
gelesen werden. Diese Größen werden ebenfalls aufgezeichnet.
All diese ermittelten Meßwerte werden in ihrer zeitlichen Folge in Speichermedien
(9) (RAM, Festplatte, Streamer oder Diskette) gespeichert. Die Videobilder selbst
werden hier nicht gespeichert! Mit diesen gespeicherten Meßwerten können nun
jederzeit die untersuchten Vorgänge in ihrer ursprünglichen zeitlichen Abfolge auf
Sichtgeräten (10) graphisch simuliert wiedergegeben werden. Die Meßwerte können
auch, in Graphiken und Histogrammen eingetragen, zur Analyse der Ziel- und
Schuß-Vorgänge benutzt werden.
Jeder Schütze kann alle Möglichkeiten des Trainingssystem steuern und nutzen.
Hierzu ist er nicht auf Hilfestellung weiterer Personen angewiesen. Er kann nach einem
Schuß die aufgezeichneten Vorgänge nochmal anschauen und sich Graphiken seiner
Bewegungsabläufe darstellen lassen. Damit wird es möglich, die eigenen Eindrücke des
Schützen mit den objektiven Meßwerten des Trainingssystems zu vergleichen. Es werden
damit bisher unbemerkte Schwächen der Schützen aufgedeckt und trainiertes Verhalten
während des Ziel- und Schußvorgangs wird konkret überprüfbar.
Eine objektive Trefferauswertung muß relativ zu dem Mittelpunkt des Zielscheiben
spiegels erfolgen, da sich der Schütze beim Zielen an dem runden Zielscheibenspiegel
orientiert und versucht, dessen Mittelpunkt zu treffen.
Die Position der erkannten Objekte wird durch ihre vom Rechner ermittelten Flächen
schwerpunkte bestimmt. Das beschreibende Koordinatensystem wird so gewählt, daß
sein Nullpunkt mit dem Mittelpunkt des Zielscheibenspiegels übereinstimmt. Damit sind
die Koordinaten der Objekte immer Relativkoordinaten zum Zielmittelpunkt. Als
Abstand zweier Objekte wird der geometrische Abstand der Flächenschwerpunkte der
Objekte verwendet. Die Abmessungen der verwendeten Zielscheiben sind im
Objekterkennungsprogramm gespeichert. Dies ermöglicht die eindeutige Eichung der
Meßwerte und damit des Abbildungsmaßstabs des gesamten Trainingssystems, der
abhängt von Abstand zwischen Kamera und Ziel, der Brennweite der Kameraoptik und
der Auflösung der Kamera.
Zur Messung der Winkellage der Waffe muß die geometrische Form des Laserlicht
flecks von der eines Kreises abweichen. Dies wird hier durch Laserkollimatormodule
erreicht, die ein elliptisches Strahlprofil aufweisen, und somit zu einem elliptischen
Lichtfleck führen. Hier können z. B. Laserkollimatormodule der Firma Power
Technologies Incorporated, Arkansas, vom Typ PMO2 mit 850 nm Wellenlänge und
2 mW Lichtleistung verwendet werden. Um den Lichtfleck auch dann zu erkennen, wenn
sein Mittelpunkt in einem Schußloch liegt, wird die Größe des Laserlichtflecks zweck
mäßig so gewählt, daß die Länge der kleinen Ellipsenachse größer ist als der Durch
messer der Trefferlagen.
Bei der graphischen Wiedergabe der Abläufe auf Sichtgeräten, werden die Objekte
am Ort ihrer ermittelten Position simuliert dargestellt. Diese Darstellung erfolgt in der
gleichen zeitlichen Abfolge in der die Kamerabilder aufgenommen und untersucht
wurden. Dadurch werden die ursprünglichen, bewegten Vorgänge wieder sichtbar, wie
z. B. die Bewegungen des Laserlichtflecks auf einer Zielscheibe. Daneben können die
weiteren ermittelten Meßwerte ebenfalls graphisch und als Zahlenwert angezeigt werden,
wie z. B. der geschossene Ringwert. Es wird neben der Echtzeitdarstellung auch möglich,
die untersuchten Vorgänge in Zeitlupe, Zeitraffer und Einzelstandbildern darzustellen.
Die Echtzeitwiedergabe der Ergebnisse kann schon während der Datenaufzeichnung
erfolgen, also online. Durch diese gleichzeitige Darstellung können Zuschauer direkt an
den Schießvorgängen und den von diesem System ermittelten Informationen teilhaben.
Während der Datenaufzeichnung können parallel zu dieser digitalen Bearbeitung und
Darstellung auch die anologen Videobilder der Kamera direkt auf weiteren
Monitoren (13) angezeigt werden.
Für eine Analyse der Ziel und Schußvorgänge stehen alle aufgezeichneten Meßwerte
der Objekterkennung sowie die Meßwerte der zusätzlichen Sensoren zur Verfügung;
Durch die Objekterkennung direkt gemessene Größen sind:
Δt: zeitlicher Abstand zwischen zwei Bildauswertungen,
X(t), Y(t): Koordinaten des Laserlichtflecks zum Zeitpunkt t,
ϕ(t): Winkellage der Laserlichtflecks zum Zeitpunkt t,
t₀: Zeitpunkt des Geschoßdurchgangs durch′s Ziel,
X₀, Y₀: Koordinaten des Geschoßdurchgangs durch′s Ziel.
X(t), Y(t): Koordinaten des Laserlichtflecks zum Zeitpunkt t,
ϕ(t): Winkellage der Laserlichtflecks zum Zeitpunkt t,
t₀: Zeitpunkt des Geschoßdurchgangs durch′s Ziel,
X₀, Y₀: Koordinaten des Geschoßdurchgangs durch′s Ziel.
Aus diesen direkt gemessenen Größen können auch weitere Größen ermittelt werden.
Diese sind z. B. Geschwindigkeiten und Beschleunigungen oder andere beliebige
Verknüpfungen. Alle Größen können in beliebigen Verknüpfungen und Permutationen
graphisch dargestellt werden, auch in anderen Koordinatensystemen. Mittels graphischer
Darstellung von Histogrammen wird auch eine statistische Untersuchung der Vorgänge
ermöglicht. Durch diese Graphiken können vorhandene Abhängigkeiten zwischen den
verschieden Größen festgestellt werden und damit dann auf Bewegungen und
Verhaltensmuster des einzelnen Schützen und seiner Waffe geschlossen werden. Dies
ermöglicht die Erkennung und Einübung notwendiger Maßnahmen und ihrer
Erfolgskontrolle durch erneute Messungen.
Die Objekterkennung erfolgt schnellstens mit der Bildwiederhofrate von ca. 50
Halbbildern pro Sekunde der z. Z. üblichen Kameras, wie z. B. bei dem von Hitachi
hergestellten Typ KP-M1. Zu einer aussagekräftigen Rekonstruktion des zeitlichen
Ablaufs der Ziel- und Schußvorgänge sind etwa 10 Bilder pro Sekunde notwendig. Bei
ca. 400.000 Pixel pro Bild sind somit etwa 4 MByte Daten pro Sekunde zu bearbeiten.
Damit sind hohe Leistungs-Anforderungen an das verwendete Rechnersystem gestellt.
Die hier notwendige Rechenleistung wird von jedem IBM-kompatiblen PC ab Typ
DX486 mit mindestens 33 MHz Taktfrequenz erreicht. Diese Geräte sind als Massen
produkte auf dem freien Markt zu erwerben.
Bei einer Verwendung des Systems beim Schießen mit vollautomatischen Waffen sind
Bildraten notwendig, die sich an der Schußrate der verwendeten Waffe orientieren, die
im Bereich von ca. 30 Schuß pro Sekunde liegen. Diese Anforderungen werden von
diesem System dadurch erreicht, daß schneller getaktete Rechner wie LB. DX486 mit
50 MHz Taktfrequenz verwendet werden und eine Meßgenauigkeit von einem
einhundertstel einer Ringbreite als ausreichend genau erachtet wird.
Durch die Objekterkennung wird die gesamte Bilddatenmenge von ca. 0,4 MByte pro
Bild auf 2 bis 5 einzelne Zahlenwerte pro Bild reduziert. Die Zahlenwerte repräsentie
ren die gemessenen Koordinaten der Objekte und evtl. weitere Parameter. Somit werden
für die Aufzeichnung aller für eine Rekonstruktion notwendigen Parameter eines
zeitlichen Rahmens von etwa 10 Sekunden nur noch ca. 1 kByte Speicherplatz benötigt.
Fig. 2 zeigt schematisch ein vernetztes Mehrplatzsystem nach Anspruch 2. Bei diesem
Mehrplatzsystem sind mehrere Systeme des Hauptanspruchs über das Computernetzwerk
(14) mit einem zentralen Rechner (15) verbunden. Jede dieser Einheiten arbeitet als
eigenständiges optoelektronisches rechnergesteuertes Datenerfassungssystem wie oben
beschrieben. Jede Einheit liefert ihre Meßergebnisse, d. h. die Parameter der untersuchten
Ziel- und Schuß-Vorgänge, über das Netzwerk (14) an den zentralen Rechner (15).
Dieser zentrale Rechner (15) sichert die eintreffenden Daten auf Speichermedien und
steuert die Ausgabe der Ergebnisse auf Sichtgeräten (17) und Anzeigetafeln (16).
Die Datenaufzeichnung innerhalb jedes einzelnen Systems bleibt davon unabhängig
und weiter möglich. Alle Rechner des Systems können preiswerte Standard-Rechner
wie z. B. PCs sein. Dadurch sind auch alle Geräte untereinander beliebig tauschbar.
Je nach Datenmenge der Meßergebnisse (ca. 1 kBit pro Sekunde und Meßeinheit)
und der maximalen Übertragungsrate des Computernetzes (ca. 10 Mbit pro Sekunde)
können bis zu 1000 dieser Meßeinheiten an einem Netz betrieben werden.
Dieses System eignet sich besonders für Trainings- und Wettkampfstätten, bei denen
die Ergebnisse von den einzelnen Schießständen an einer Stelle gesammelt werden
sollen. Bei der Verwendung als Trainingssystem kann jeder Schütze sein zugeordnetes
System, wie oben angegeben, individuell verwenden. Bei der Verwendung bei
Wettkämpfen können die Sichtgeräte der einzelnen Meßrechner für Zuschauer einsehbar
aufgestellt werden. Dadurch können die Zuschauer direkt an den Schießvorgängen
teilnehmen und werden über die aktuellen Ergebnisse wie über die erzielte Trefferlage
sofort informiert. Dies fördert die Anteilnahme des Zuschauers am Sportgeschehen und
erhöht die Spannung und die Attraktivität des Schießsports für Zuschauer wesentlich.
Es stehen daneben jederzeit die aktuellen Ranglisten auf den Anzeigetafeln zur
Verfügung. Die Schützen haben hier zur Gewährung der Objektivität keinen direkten
Einfluß auf die Systeme.
Es können die originalen Kamerabilder dargestellt werden oder die mit den
gemessenen Parametern simulierten Bilder. Die aufgezeichneten Informationen über die
Schießvorgänge können später den Wettkampfteilnehmern z. B. auf Diskette kopiert für
eigene Wettkampfanalysen zur Verfügung gestellt werden.
Die Einrichtung kann bei verschiedenen Schießdisziplinen mit ihren unterschiedlichen
Zielscheibenformaten, Schußweiten und Kalibern eingesetzt werden, da alle notwendigen
Größen zur Unterscheidung und Kennzeichnung der Schießdisziplinen lediglich als
vorgegebene Parameter in Tabellen innerhalb der Objekterkennungsprogramme
berücksichtigt werden müssen. Es wird damit nur eine technische Systemausstattung für
viele mögliche Schießdisziplinen notwendig.
Die persönliche Ausrüstung der Schützen und alle Komponenten bestehender
Schießanlagen bleiben unverändert; sie werden lediglich durch die in Zielnähe
angebrachte Kamera sowie den an der Waffe angebrachten Laserpointer mit einem
Gewicht von wenigen 10 Gramm erweitert. Da die üblichen CCD-Kameras auch noch
außerhalb des sichtbaren Spektralbereichs ausreichende Lichtempfindlichkeit aufweisen,
kann die Farbe des Laserlichtes für den Schützen unsichtbar gewählt werden, z. B. mit
einer Wellenlänge von ca. 800 nm. Hierdurch werden systematische Verfälschungen des
Ziel- und Schuß-Vorgangs durch das Meßverfahren vermieden und somit realitätsnahe
Ergebnisse erzielt.
Durch die dauerhafte Speicherung der gemessenen Parameter wird es möglich die
Vorgänge zu einem späteren Zeitpunkt wie in einem Film in Echt-Zeit, Zeitlupe oder
Zeitraffer und mit Standbildern auf Sichtgeräten simuliert wiederzugeben. Außerdem
ermöglicht die digitale Speicherung die schnelle Darstellung der ermittelten Parameter in
Graphiken und Histogrammen für Untersuchungen von Abhängigkeiten zwischen
verschiedenen Parametern.
Die üblichen Zielscheiben bleiben als Teil der bestehenden Schießanlagen erhalten
und können somit zur Kontrolle und bei Einsprüchen nach Wettkämpfen verwendet
werden. Erneute Auswertungen hinsichtlich der Trefferlagen sind möglich und erlauben
damit die Überprüfung und Kontrolle des Systems.
Durch eine sofortige Trefferauswertung nach dem Schuß sind genauere Meßergebnisse
der Trefferpositionen erreichbar als bei späteren Auswertungen und die Trefferlagen
stehen frühzeitig zur Verfügung. Dies ist darin begründet, daß das Schußloch direkt nach
dem Geschoßdurchgang durch die Scheibe eine bessere Konturschärfe aufweist als zu
späteren Zeiten. Die ausgefransten Fasern des Scheibenmaterials am Rand des
Schußloches sind noch durch die Geschoßeinwirkung in Flugrichtung abgebogen. Später
haben sie sich durch Rückstellkräfte in das Schußloch zurückgebogen und erschweren
die Erkennung der Schußlochkontur.
Sich überlappende Trefferlagen können bei dieser Echt-Zeit-Auswertung genauer
ausgewertet werden als bei einer späteren Auswertung. Bei dieser sequenziellen
Auswertung stehen bei jedem Treffer deutlich mehr Informationen zur Verfügung, weil
nach jedem weiteren Treffer die Parameter der früheren Schüsse schon bekannt sind.
Die erreichbare Meßauflösung der Trefferlagen, die hier im Bereich von ca. 10 µm
liegt, eröffnet die Möglichkeit, von der bisher üblichen groben quantisierten
Ringwertung zu einer realen Radienwertung überzugehen. Bisher wird noch ein knapp
erreichter Ringwert genauso gewertet wie ein knapp verpaßter höherer Ringwert, obwohl
der letztere um fast einen Ring näher am Zielmittelpunkt liegt!
Durch eine Meßgenauigkeit, die einem Zweihundertstel eines Rings entspricht, kann
somit zweihundert mal genauer unterschieden werden als bisher üblich. Dadurch wird
die Auswertung den tatsächlichen Fähigkeiten der Schützen besser gerecht und auch
genauere Leistungsunterscheidungen möglich. Die Fälle von Ringgleichheit mehrerer
Schützen werden deutlich weniger.
Das System kann aufgrund seiner Leistungsfähigkeit auch beim Schießen mit
vollautomatischen Handwaffen Verwendung finden.
Dieses System erfaßt die wesentlichen physikalischen Größen von Ziel- und
Schußvorgängen. Es ermöglicht damit eine objektive Analyse der Bewegungs- und
Verhaltensweisen der Schützen bei den Ziel- und Schußvorgängen. Es können Gegen
maßnahmen eingeübt und Erfolge durch erneute Messungen nachgewiesen werden.
Die Erweiterbarkeit zur Aufnahme und Auswertung weiterer Meßgrößen sowie die
Erweiterbarkeit zur Netzwerkfähigkeit wird durch die Verwendung von Standard-
Computern wie z. B. durch sogenannte IBM-kompatible Pcs erreicht. Diese Geräte
bieten Vielseitigkeit und Ausbaubarkeit in Verbindung mit einem reichhaltigen Angebot
an Zusatzgeräten auf dem freien Markt. Diese Rechner können auch außerhalb der
Trainings- und Wettkampfzeiten für weitere Aufgaben genutzt werden. Es können auch
schon vorhandene Rechner mit diesem System erweitert werden. Viele potentielle
Anwender diesen Systems sind im Umgang mit diesen Rechnern schon vertraut, was zur
deutlichen Steigerung der Akzeptanz am Markt beiträgt.
Die Einzelkomponenten für dieses System sind Standard-Geräte wie Kamera,
Laser-Pointer, Computer, Frame-Grabber. Dadurch sind keine teuren Sonderan
fertigungen notwendig und diese Ausstattung wird auch durch einen günstigen Preis
für einen großen interessierten Personenkreis erschwinglich.
Als wesentliche Verwendungsgebiete sind Ausbildung, Training und Wettkampf bei
Sportschützen in Verbänden und Vereinen, sowie professionelle Ausbildung, an
Handwaffen bei Polizei, Militär, und Sicherheitsdiensten zu nennen.
Claims (13)
1. Ausbildungs-, Trainings- und Analyse-Einrichtung und Vorrichtung für Schützen mit
Handwaffen wie Pistolen und Gewehre, bei dem ein an der Waffe (1) angebrachter
Laserpointer (4) einen Lichtfleck (3) auf das Ziel (2) abbildet und das Ziel von einer Kamera
(5) aufgenommen wird und die Bilder in Echtzeit digitalisiert mit mindestens 10 Hz zu einem
Rechner (6) weitergeführt werden,
dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (6) derart programmiert ist, daß er
· die Koordinaten der Flächenschwerpunkte des Ziels (2) und des Laserlichtflecks (3) in genormten Längeneinheiten ermittelt und
· die Differenzen zwischen den Koordinaten des Laserlichtflecks und des Ziels als Zahlenwerte in den Speichermedien (9) sichert (der Flächenschwerpunkt des Ziels bildet den Nullpunkt des Koordinatensystems) und
· schon während des Zielvorgangs mit diesen Koordinaten die Bewegungen des Laserlichtflecks auf einem Bildschirm graphisch simuliert wiedergibt und
· den erfolgten Geschoßdurchgang durch das Ziel in den Bildern erkennt und
· den Flächenschwerpunkt der Trefferlage in genormten Längeneinheiten ermittelt und die Differenzen zwischen den Koordinaten des Flächenschwerpunkts der Trefferlage und dem Flächenschwerpunkt des Ziels als Zahlenwerte in Speichermedien (9) sichert und
· noch während des Zielvorgangs mit diesen Koordinaten die Trefferlage auf einem Bildschirm graphisch simuliert wiedergibt und
· noch während des Zielvorgangs den erreichten Ringwert ermittelt und zusammen mit dem geometrischen Abstand zwischen Ziel und Trefferlage als Zahlenwert auf dem Bildschirm anzeigt und
· noch nach dem Geschoßdurchgang durch das Ziel die Bewegungen des Laserlichtflecks ermittelt und aufzeichnet und
· diese Vorgänge für beliebig viele aufeinander folgende Schüsse wiederholt.
· die Koordinaten der Flächenschwerpunkte des Ziels (2) und des Laserlichtflecks (3) in genormten Längeneinheiten ermittelt und
· die Differenzen zwischen den Koordinaten des Laserlichtflecks und des Ziels als Zahlenwerte in den Speichermedien (9) sichert (der Flächenschwerpunkt des Ziels bildet den Nullpunkt des Koordinatensystems) und
· schon während des Zielvorgangs mit diesen Koordinaten die Bewegungen des Laserlichtflecks auf einem Bildschirm graphisch simuliert wiedergibt und
· den erfolgten Geschoßdurchgang durch das Ziel in den Bildern erkennt und
· den Flächenschwerpunkt der Trefferlage in genormten Längeneinheiten ermittelt und die Differenzen zwischen den Koordinaten des Flächenschwerpunkts der Trefferlage und dem Flächenschwerpunkt des Ziels als Zahlenwerte in Speichermedien (9) sichert und
· noch während des Zielvorgangs mit diesen Koordinaten die Trefferlage auf einem Bildschirm graphisch simuliert wiedergibt und
· noch während des Zielvorgangs den erreichten Ringwert ermittelt und zusammen mit dem geometrischen Abstand zwischen Ziel und Trefferlage als Zahlenwert auf dem Bildschirm anzeigt und
· noch nach dem Geschoßdurchgang durch das Ziel die Bewegungen des Laserlichtflecks ermittelt und aufzeichnet und
· diese Vorgänge für beliebig viele aufeinander folgende Schüsse wiederholt.
2. Einrichtung dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Vorrichtungen nach Anspruch 1
durch ein Computer-Netzwerk (14) mit einem oder mehreren Steuerrechnern
verbunden sind und über dieses Netzwerk (14) ihre Meßergebnisse an diesen
Steuerrechner (15) senden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera (5)
mittels der verwendeten Optik den relevanten Zielbereich erfaßt und die Kamera vor
direktem und vor indirektem Beschuß gesichert angebracht ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera (5) auch
außerhalb des sichtbaren Spektralbereichs die notwendige Lichtempfindlichkeit für den
Laserfleck (3) aufweist, sowie die Auflösung der Kamera und die Abbildungseigen
schaften der Optik der angestrebten Meßgenauigkeit entspricht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser (4)
permanent oder gepulst Licht abstrahlt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbe des
Laserlichtes außerhalb des sichtbaren Spektralbereichs liegt, aber noch innerhalb des
empfindlichen Bereichs der Kamera.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlprofil des
Laserlichtes ellipsenförmig und die Länge der kleinen Achse im Ziel größer ist als die
Durchmesser der Trefferlagen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser derart an der
Waffe montiert ist, daß der Laserlichtfleck durch Stellglieder auf den Visierpunkt der
verwendeten Waffe fokossierbar ist, und diese Einstellung arretierbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (6) derart
programmiert ist, daß er mit den gespeicherten Meßergebnissen die Ziel- und
Schuß-Vorgänge auf Sichtgeräten (10) graphisch wiedergeben kann, wahlweise in
Echt-Zeit, Zeitlupe, Zeitraffer oder in Einzelstandbildern.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (6) über
eine wählbare Programmeinrichtung verfügt die Graphiken und Histogramme der
Meßergebnisse auf Sichtgeräten (10) darstellt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (6) zur
Aufnahme weiterer Meßgrößen über Schnittstellen (8) verfügt und daß diese Meßwerte
mit der gleichen Frequenz gelesen und gespeichert werden wie auch die Bilder
ausgewertet werden, mindestens jedoch mit 10 Hz.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (6)
derart programmiert ist, daß die Auswertung der Trefferlagen direkt nach dem
Geschoßdurchgang durch das Ziel erfolgt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerrechner
(15) die aktuellen Meßergebnisse und Rangfolgen auf Anzeigetafeln (16) und/oder
Sichtgeräten (17) zur Anzeige bringt.
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DE1995119503 DE19519503C2 (de) | 1995-05-27 | 1995-05-27 | System zur Erfassung, Aufzeichnung, Untersuchung und Wiedergabe von Ziel- und Schußvorgängen für Schützen mit Handwaffen |
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Publications (2)
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DE19519503A1 DE19519503A1 (de) | 1995-12-14 |
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