RU2698839C1

RU2698839C1 - Shooting simulator for computer systems with digital camera

Info

Publication number: RU2698839C1
Application number: RU2018113228A
Authority: RU
Inventors: Владимир Михайлович Фунтиков
Original assignee: Войсковая часть 13991
Priority date: 2018-04-11
Filing date: 2018-04-11
Publication date: 2019-08-30

Abstract

FIELD: training means.

SUBSTANCE: invention relates to technical means for training, practicing and controlling shot production. Shooting simulator represents a portable set, which includes computer (1), a digital camera or video camera (2) and microphone (3). Set can be supplemented with tripod (4) for digital camera or video camera and target with hole for lens (5).

EFFECT: enabling creation (recovery) of accurate shot technology, possibility of analyzing skill of aiming and controlling shooter, pointing at its errors during training without cartridge (empty).

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к техническим средствам для тренировки, обучения и контроля процесса производства выстрела.The invention relates to technical means for training, training and monitoring the process of production of a shot.

Известен оптико-электронный стрелковый тренажер, который включает имитатор оружия, фотоэлектрические мишени и командно-контрольный блок. Имитатор оружия содержит размещенные внутри корпуса автономный источник питания, соединенный через нормально разомкнутую контактную систему, которая механически связана с курком, с цепью питания генератора импульсов тока прямоугольной формы и радиопередатчика К выходу генератора импульсов тока прямоугольной формы подключен оптический излучатель, сопряженный с оптической системой, установленной в канале ствола имитатора оружия, а выход радиопередатчика соединен с всенаправленной антенной. Каждая фотоэлектрическая мишень включает последовательно соединенные фотоприемный блок, избирательный усилитель, детектор и генератор одиночных импульсов, выход которого соединен с индикатором (RU 93039361, 1997). Недостатком этого тренажера является то, что он не пред назначен для использования с реальным оружием.Known optoelectronic shooting simulator, which includes a weapon simulator, photovoltaic targets and command and control unit. The weapon simulator contains an autonomous power source located inside the housing, connected through a normally open contact system, which is mechanically connected to the trigger, with a power supply circuit of a rectangular current pulse generator and a radio transmitter. An optical emitter connected to an optical system installed is connected to the output of a rectangular current pulse generator in the barrel channel of the weapon simulator, and the output of the radio transmitter is connected to an omnidirectional antenna. Each photoelectric target includes a series-connected photodetector unit, a selective amplifier, a detector and a single pulse generator, the output of which is connected to an indicator (RU 93039361, 1997). The disadvantage of this simulator is that it is not intended for use with real weapons.

Известен стрелковый тренажер, содержащий оптический излучатель и мишень, отличающийся тем, что излучатель выполнен для размещения в стволе стрелкового оружия и включает лазер, элементы питания и схему запуска для срабатывания в момент выстрела, а мишень представляет собой разбитое на сектора поле с равномерно расположенными по нему светодиодами, при этом в каждом из секторов светодиоды соединены последовательно, а количество секторов для сигнализации результатов попадания выбрано не менее одного (RU 21825, F41G 3/26, опубл. 20.02.2002). Недостатком такого тренажера является изменение баланса оружия во время тренировки за счет необходимости закрепления оптического излучателя.Known shooting simulator containing an optical emitter and a target, characterized in that the emitter is designed to be placed in the barrel of small arms and includes a laser, batteries and a trigger circuit to fire at the time of the shot, and the target is a field divided into sectors with uniformly located on it LEDs, while in each of the sectors the LEDs are connected in series, and the number of sectors for signaling the results of the hit is selected at least one (RU 21825, F41G 3/26, publ. 02.20.2002). The disadvantage of this simulator is a change in the balance of the weapon during training due to the need to fix the optical emitter.

Состав стрелкового тренажера для компьютерных систем с цифровым фотоаппаратом сводится к трем комплектующим: компьютер (ЭВМ) с программным обеспечением, цифровой фотоаппарат и микрофон. Существует широкий спектр таких комплектующих, удовлетворяющих техническим требованиям, необходимым для выполнения поставленных перед изобретением задач. Так же вместо цифрового фотоаппарата может быть использована цифровая видеокамера Взаимодействие между комплектующими организуется программным обеспечением с компьютера (ЭВМ), что дает возможность вносить изменения в работу изделия и обновлять алгоритм программного обеспечения. Комплект прост в установке (развертывании) и подготовке к работе. Достаточно разместить и подключить цифровой фотоаппарат и микрофон к компьютеру и запустить программное обеспечение. Если фотоаппарат и(или) микрофон встроены в компьютер, то подготовка к работе сводиться к меньшему. Стрелку предоставляется возможность работать с любым стрелковым оружием, оснащенным открытым или апертурным прицельным приспособлением.The composition of a shooting simulator for computer systems with a digital camera is reduced to three components: a computer (computer) with software, a digital camera and a microphone. There is a wide range of such components that meet the technical requirements necessary to fulfill the tasks set for the invention. Also, instead of a digital camera, a digital video camera can be used. The interaction between components is organized by software from a computer (computer), which makes it possible to make changes to the product and update the software algorithm. The kit is easy to install (deploy) and get ready for use. It is enough to place and connect the digital camera and microphone to the computer and run the software. If the camera and (or) microphone are built into the computer, then preparation for work comes down to a smaller one. The shooter is given the opportunity to work with any small arms equipped with an open or aperture sighting device.

Стрелковый тренажер для компьютерных систем с цифровым фотоаппаратом призван проанализировать умение прицеливания и контроля спуска стрелка и указать на его ошибки во время тренировки без патрона (вхолостую). Основная задача изобретения - создание (восстановление) технологии меткого выстрела.A shooting simulator for computer systems with a digital camera is designed to analyze the ability to aim and control the shooter’s descent and to indicate its errors during training without a cartridge (empty). The main objective of the invention is the creation (restoration) of a well-aimed shot technology.

Работа стрелкового тренажера заключается в получении и анализе фотографии элементов прицельного механизма стрелкового оружия на фоне «стреляющего» (прицельного) глаза стрелка в момент производства холостого (без патрона) выстрела в центр объектива цифрового фотоаппарата.The work of a shooting simulator consists in obtaining and analyzing photographs of elements of the aiming mechanism of small arms against the background of a “shooting” (sighting) eye of a shooter at the time of the production of a single (without cartridge) shot at the center of the lens of a digital camera.

Получение фотографии (кадра) стрелка с оружием при прицеливании в объектив цифрового фотоаппарата в момент производства выстрела осуществляется по улавливанию звука срабатывания спускового механизма с помощью встроенного или выносного микрофона, подключенного в компьютерной системе. В целях обеспечения профессиональных условий цифровой фотоаппарат может быть расположена за привычной для стрелка мишенью с круглой прорезью для объектива. В этом случае центр объектива должен совпадать с центром мишени. При этом задача стрелка состоит в том, чтобы при колеблющейся в районе точки прицеливания (центр объектива) мушке произвести ровное, без рывков, "дожатие" спуска, ориентируясь на мышечную "спусковую" память стреляющего пальца. В режиме ожидания срабатывания спускового механизма программа производит фокусировку и гамма-коррекцию необходимую для более точного анализа в дальнейшем, а так же отсчитывается время использованное стрелком на прицеливание. Полученное изображение является входными данными для дальнейшей работы устройства. Необходимый кадр также может быть получен из видеоизображения, на котором запечатлен весь процесс производства выстрела.Receiving a photograph (frame) of a gunner with a weapon while aiming at the lens of a digital camera at the time of the shot is carried out by catching the sound of the trigger using an integrated or external microphone connected to a computer system. In order to ensure professional conditions, the digital camera can be located behind the target familiar to the shooter with a round slot for the lens. In this case, the center of the lens should coincide with the center of the target. In this case, the shooter’s task is to make the squeeze of the trigger smooth, without jerking, when the sight fluctuates in the region of the aiming point (center of the lens), focusing on the muscular trigger trigger memory of the shooting finger. In standby mode, the trigger triggers the program focuses and gamma correction is necessary for more accurate analysis in the future, as well as the time used by the arrow to aim is counted. The resulting image is the input data for further operation of the device. The necessary frame can also be obtained from a video image on which the entire process of producing a shot is captured.

Анализ информации по положению стрелка и оружия с прицельным механизмом в момент спуска производится по входным данным, полученным с фотофиксации. Технология анализа основана на распознании на цифровом изображении элементов оружия (ствола и прицельных механизмов) на фоне стрелка. Цифровое изображение рассматривается как проекция на вертикальную плоскость. Распознание начинается со ствола (так как его просто определить по ровному черному кругу), затем далее выше по вертикальной оси производится поиск мушки, целика и затем «стреляющего» глаза стрелка. Для этого возможно применить контурный анализ, а также другие методы распознания объектов на цифровом изображении.Analysis of information on the position of the shooter and weapons with an aiming mechanism at the time of descent is carried out according to the input data obtained from photofixation. The analysis technology is based on the recognition on a digital image of the elements of weapons (barrel and sighting mechanisms) against the background of the shooter. A digital image is viewed as a projection onto a vertical plane. Recognition starts from the trunk (since it is easy to identify it in a smooth black circle), then further up the vertical axis, a search is made for the front sight, the rear sight, and then the shooter “shooting” the eye. To do this, it is possible to apply contour analysis, as well as other methods of recognizing objects in a digital image.

Координаты всех распознанных объектов сохраняются в анализируемые переменные. Программное обеспечение, оперируя координатами элементов прицельного механизма и глаза стрелка, производит их анализ, направленный на выявление ошибок стрелка при производстве выстрела. Идеальная позиция мушки, целика и зрачка при производстве выстрела достигается равенством координат центра зрачка, мушки и целика, при этом левая и правая половинки целика должны быть в одной горизонтальной плоскости (для исключения «заваливания» оружия). По отклонениям координат элементов прицельного механизма и глаза стрелка изобретение позволяет выявить ошибки стрелка, такие как боязнь выстрела, зацеливание, неодновременное наведение оружия на цель, «подлавливание» точки прицеливания, преждевременное прекращение прицеливания, прищуривание «нестреляющего» глаза, сваливание оружия и другие. Так же по отклонениям координат прицельного механизма и глаза стрелка производится расчет углов наклона оружия, что позволяет предоставить расчетную меткость и координаты предполагаемой пробоины на мишени. Точность результатов обеспечивает определение и дальнейший учет в расчетах расстояния от среза ствола до объектива с помощью формулы тонкой линзы.The coordinates of all recognized objects are stored in the analyzed variables. The software, operating with the coordinates of the elements of the sighting mechanism and the shooter's eye, performs their analysis aimed at identifying the shooter's errors in the production of the shot. The ideal position of the front sight, rear sight and pupil when firing a shot is achieved by the equality of the coordinates of the center of the pupil, front sight and rear sight, while the left and right halves of the rear sight should be in the same horizontal plane (to exclude the "filling up" of the weapon). According to deviations of the coordinates of the elements of the sighting mechanism and the eye of the shooter, the invention allows to identify shooter errors, such as fear of a shot, aiming, simultaneous aiming of the weapon at the target, "catching" the aiming point, premature stopping of aiming, squinting of the "non-shooting" eye, stalling of the weapon and others. Also, according to deviations of the coordinates of the sighting mechanism and the shooter's eye, the angle of inclination of the weapon is calculated, which allows us to provide the calculated accuracy and coordinates of the alleged hole on the target. The accuracy of the results ensures the determination and further consideration in the calculations of the distance from the cut of the barrel to the lens using the formula of a thin lens.

Результаты предоставляются обучаемому в отчете на экране компьютера и в случае выявления ошибок оказывается теоретическая помощь и предлагается дальнейшая тренировка. Обучаемому представляется возможность сохранить результаты в базу данных под своим именем с целью формирования статистической информации о результатах тренировок.The results are provided to the student in a report on a computer screen and in case of errors, theoretical assistance is provided and further training is offered. The student is given the opportunity to save the results to a database under his name in order to generate statistical information about the results of the training.

Структура настоящего изобретение поясняется на фиг. 1, которая, однако, не является единственно возможной, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.The structure of the present invention is illustrated in FIG. 1, which, however, is not the only possible, but clearly demonstrates the possibility of achieving the desired technical result.

На фиг. 1 - представлена блок-схема изобретения. Согласно настоящему изобретению рассматривается конструкция стрелкового тренажера, которая позволяет тренировать стрелков (спуск курка, прицеливание, удержание оружия) из любого оружие с открытым или апертурным прицелом, без использования боевых патронов, проводить тренировки в любом помещении или на открытой местности, без специальных условий (тир, полигон), получая результаты стрельбы с возможностью последующей обработки на ЭВМ.In FIG. 1 is a block diagram of the invention. According to the present invention, the design of a shooting simulator is considered, which allows you to train shooters (trigger release, aiming, holding a weapon) from any weapon with an open or aperture sight, without using live ammunition, conduct training in any room or in an open area, without special conditions (shooting range , training ground), receiving firing results with the possibility of subsequent processing on a computer.

Стрелковый тренажер (фиг. 1) представляет собой портативный комплект, который включает в себя компьютер (ЭВМ) - 1, цифровой фотоаппарат или видеокамера - 2 и микрофона - 3. Так же комплект может быть дополнен штативом для цифрового фотоаппарата или видеокамеры - 4 и мишенью с отверстием под объектив - 5.The shooting simulator (Fig. 1) is a portable kit that includes a computer (computer) - 1, a digital camera or camcorder - 2 and a microphone - 3. The kit can also be supplemented with a tripod for a digital camera or camcorder - 4 and a target with a hole for the lens - 5.

Промышленная применимость.Industrial applicability.

Изобретение промышленно применимо и может быть изготовлено с использованием известных узлов.The invention is industrially applicable and can be manufactured using known nodes.

Claims

The shooting simulator for computer systems with a digital camera is designed to evaluate with high information content the effectiveness of firing from any small arms with an open or aperture sighting device without making changes to its balance during shooting training without a cartridge based on receiving a video frame at the trigger-triggered trigger when aiming at the center of the target, in the hole behind which the photo lens is located, and automated analysis of the location which are involved in aiming elements of the shooter-weapon-target system, consisting of a computer - a computer with software, a microphone and a digital camera or video camera located behind the target.