CH678357A5 - - Google Patents

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Schusssimulation an Geschützen im Freien.

Zur Ausbildung von Schützen sind die sogenannten Indoor-Trainer bekannt. Bei diesen werden bewegte Flugzeugbilder, die tatsächlich aufgenommene Bilder oder auch Trickbilder oder mit einem Computer erzeugte Bilder sein können, auf einer flachen Leinwand oder einer Rundleinwand oder Kuppel ähnlich wie in einem Planetarium gezeigt. Der Schütze befindet sich dann innerhalb des Raumes bzw. innerhalb der Kuppel und kann das Schiessen mit Geschützen üben.

Der Nachteil besteht aber darin, dass innerhalb dieses Raumes nur wenige Schützen ausgebildet werden können, insbesondere dann, wenn die Ausbildung an tatsächlichen Geschützen erfolgen soll, die viel Raum einnehmen. Die sogenannten Indoor-Trainer sind daher, zumindest auf die Zahl der gleichzeitig auszubildenden Schützen bezogen, sehr teuer. Ausserdem kann eine realistische Ausbildung nur im Freien erzielt werden, da bei den In-door-Trainern die nachteiligen Wirkungen von Kälte, Nässe, Schnee usw. nicht simuliert werden können.

Der letztgenannte Nachteil wird vermieden beim sogenannten Schleppsack-Schiessen, Bei diesem bekannten Verfahren zieht ein Flugzeug einen sogenannten Schleppsack an einer einige hundert Meter langen Leine oder einem Seil hinter sich her. Die Schützen müssen dann mit den Geschützen auf den Schleppsack schiessen, der wiederum mit Signal-aufnehmem für nahe Vorbeischüsse oder Treffer versehen ist, die dann zum schleppenden Flugzeug gemeldet werden. Der Nachteil beim Schleppsack-Schiessen ist aber der, dass der Schleppsack nur eine verhältnismässig geradlinige Bahn durchlaufen kann, da er hinter einem Flugzeug hergezogen wird. Schnelle Richtungsänderungen, die ein tatsächliches Flugzeug ausführen kann, können mit dem Schleppsack nicht erzeugt werden, so dass ebenfalls eine realistische Ausbildung nicht möglich ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, mit der eine besonders realistische und wirklichkeitsgetreue Schiessausbildung möglich ist.

Die Lösung der gestellten Aufgabe ist wiedergegeben im Patentanspruch 1 hinsichtlich des Verfahrens, im Patentanspruch 6 hinsichtlich der Vorrichtung.

Der Schütze sieht im Visier ein simuliertes Bild, das aus mehreren überlagerten Komponenten besteht. Der Zielhintergrund wird nicht normal optisch gezeigt, sondern wird mit einer Fernsehkamera, insbesondere einer CCD-Matrix-Kamera aufgenommen, digitalisiert und dann in der Grösse über einen Bildschirm dem Schützen sichtbar gemacht, die der Bildgrösse im tatsächlichen Visier entsprechen würde. Der ganz wesentliche Vorteil gegenüber der üblichen optischen Darstellung im Visier besteht darin, dass es dem Instruktor nur damit möglich ist, lokale bekannte Orte (Punkte) der Hintergrundlandschaft als Zielansprache und Ziel-Einweisungshilfe anzusprechen. Der Instruktor kann also gewisse Teile des Zielhintergrundes durch Beeinflussung des elektronisch erzeugten Bildes z.B. hervorheben oder sonstwie markieren. Dies ist wie gesagt bei den Verfahren nicht möglich, bei denen eine Abbildung des Zielhintergrundes durch lediglich optische Einrichtungen wie Linsen und dergleichen erfolgt. Dem Bild des so bearbeiteten Zielhintergrundes werden dann Bilder von Zielen, Flugzeugen, angreifenden Flugzeugen, Helikoptern oder Bodenziele überlagert. Der Schütze sieht auf diese Weise im Visier das, was er auch tatsächlich sehen würde. Betätigt er die Schussauslöseeinrichtung, so werden im Visier Leuchtspuren sichtbar, die denjenigen realer Geschosse entsprechen. Auch diese Leuchtspuren werden synthetisch dargestellt. Dabei wird jeweils auch immer die Dynamik der eingespeisten Information berücksichtigt. Hätte der Schütze das Ziel getroffen, so wird am Zielort ein synthetischer Lichtblitz erzeugt.

Einzelmassnahmen der ebengenannten Massnahmen sind zwar zum Teil bekannt. Die überraschende Wirkung mit den nicht vorhersehbaren Vorteilen ergibt sich aber erst aus der Kombination dieser Merkmale.

Ein wesentlicher Vorteil ist, dass das Verfahren mit verhältnismässig preisgünstigen Einrichtungen durchgeführt werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, gleichzeitig eine grössere Anzahl von Schützen zu annehmbaren Kosten auszubilden. Gleichzeitig kann die Ausbildung auch im Freien durchgeführt werden.

Zweckmässigerweise wird eine Registrierungseinrichtung zur Ergebnisfeststellung zwecks späterer Auswertung verwendet. Diese Registrierungseinrichtung kann z.B. aus einer Kamera bestehen, die in regelmässigen Abständen den Bildschirm abfotografiert, auf dem Hintergrundlandschaft, Ziel usw. abgebildet werden. Dabei kann die Registrierungseinrichtung vorteilhafterweise eine Still-Pic-ture-Kamera sein, mit der Standbilder auf einer Zwei-Zoll-Diskette gespeichert werden können. Es können aber auch andere Kameras, z.B. Sofortbildkameras oder Kameras mit einem gewöhnlichen Film verwendet werden. Auch eine elektronische Registrierung ist selbstverständlich möglich. _ Selbstverständlich wird man für realistische Übungen meistens vorsehen, dass das Ziel bewegt ist. Wenn man die Bewegungen des Ziels von einem Rechner berechnen lässt, so wiederholen sich dieselben Bewegungen nach einer gewissen Zeit, da sonst das Programm sehr umfangreich sein müsste. Zweckmässigerweise wird daher vorgesehen, dass die Bewegungen des synthetischen Ziels von einem Instruktor vorgegeben werden, was besonders einfach mit einem Lichtgriffel oder einem Steuerknüppel bewirkt werden kann, mit dem eine Flugbahn auf einem Bildschirm gesteuert bzw. erzeugt wird.

Besonders realistisch ist das Verfahren, wenn auch Einzelheiten der Topographie des Zielhintergrundes verwertet werden. Werden also Gegenstände wie zum Beispiel Berge nicht einfach abgebildet, sondern auch gleichzeitig ihre Entfernung bestimmt, so kann auf realistische Weise ein Flugzeug auch hinter einem Berg verschwinden und nach eini5

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ger Zeit wieder auftauchen, wenn es entsprechend tief fliegt und sich in der richtigen Entfernung befindet. Auch in diesem Falle kann das Schiessen, z.B. das Zielen auf den Punkt, an dem das Wiederauftauchen vermutet wird, in realistischer Weise geübt werden.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass sie einen Vorsatz für die Visiereinrichtung eines Geschützes mit einer Videokamera z.B. einer CCD-Matrix-Kamera und einem Bildschirm sowie einen Rechner aufweist. Der Vorsatz kann dabei insbesondere abnehmbar ausgebildet sein, so dass das Schiessen an Geschützen geübt werden kann, die auch zum tatsächlichen Schiessen verwendet werden können. In diesem Falle ist es auch möglich, den Vorsatz durch einen anderen Vorsatz eines anderen Schusssimulators zu ersetzen, z.B. durch den Vorsatz zur Schusssimulation, der von der Anmelderin unter dem Namen «Talissi» vertrieben wird.

Der Vorsatz könnte z.B. so ausgebildet werden, dass mit der üblichen Visieroptik direkt auf den Bildschirm geblickt wird, auf dem die synthetischen Bilder erzeugt werden. Der Vorsatz hat aber eine kompaktere Bauweise, wenn er ein oder insbesondere zwei Spiegel aufweist, die zweckmässigerweise unter 45° angeordnet sind, so dass der Bildschirm seitlich von der Visierrichtung oder sogar parallel zur Visierrichtung angeordnet ist, wobei er im letzteren Fall aber nach vorne zeigt.

Der Vorsatz kann noch Zusatzeinrichtungen aufweisen. So kann er eine Blitzlampe aufweisen, damit auch nachts mit Hilfe von Blitzlichtaufnahmen Bilder des Zielhintergrundes gewonnen werden können. Der Vorsatz kann auch einen Laser-Entfernungsmesser aufweisen. Mit diesem könnte die Topographie des Zielhintergrundes vermessen werden. In vielen Fällen wird dies aber zu aufwendig sein; hier kann dann die Topographie auf andere Weise eingegeben werden.

Schliesslich kann der Vorsatz einen Laser-Tran-sceiver mit x-y-z-Quellenverstellung und Entfernungsmesser aufweisen, wie sie von der Anmelderin bei den bereits erwähnten Talissi-Schusssimula-toren verwendet werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen anhand einer vorteilhaften Ausführungsform beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung ein Geschütz mit dem erfindungsgemässen Vorsatz für die Visiereinrichtung sowie einer Zentraleinheit;

Fig. 2 den Vorsatz im Längsschnitt;

Fig. 3 den Vorsatz von vorne; und

Fig. 4 ein schematisches Schaltbild der wichtigsten Teile der Vorrichtung.

In Fig. 1 ist ein von einem Schützen 1 bedientes Geschütz 2 gezeigt, das ein übliches Visier 3 aufweist. Auf dieses Visier 3 kann der erfindungsge-mässe Vorsatz 4 aufgesetzt werden, der in Fig. 1 gleich zweimal gezeigt ist, so dass er rechts oben von vorne und links daneben von hinten zu sehen ist. Durch den Doppelpfeil 5 ist angeordnet, wie der Vorsatz 4 gedreht werden muss, damit er von der linken Stellung auf das Visier 3 aufgesetzt werden kann.

Der Vorsatz 4 ist durch nicht gezeigte Kabel mit einer Zentraleinheit 6 verbunden, die als wesentlichen Teil einen Rechner enthält. Die Bahn des Zieles, z.B. eines Flugzeuges 7, kann mit Hilfe eines Steuerknüppels 8 oder eines Lichtgriffels 9 vorgegeben werden, indem mit einem dieser Teile die Bahn des Flugzeuges 7 auf einem Bildschirm 10 eingegeben bzw. gesteuert wird.

In Fig. 2 ist das normale Visier bei 2 schraffiert angedeutet. Auf dieses Visier 2 wird der Vorsatz 4 aufgesetzt, der im oberen Bereich eine Fernsehkamera, eine Videokamera oder insbesondere eine Matrix-CCD-Kamera 11 aufweist, mit der ein Bild des Zielhintergrundes aufgenommen wird. Dieses Bild wird dann durch nicht gezeigte Einrichtungen in der Kamera 11 digitalisiert und einem zentralen Rechner 12 (Fig. 4) zugefügt, der in der Zentraleinheit 6 angeordnet ist. In den Zentralrechner 12 wird weiter das mit Hilfe von Steuerknüppel 8 oder Lichtgriffel 9 und Bildschirm 10 erzeugte Bild bzw. die erzeugte Bahn des Flugzeuges 7 oder sonstigen Zieles eingegeben. Zusätzlich können noch mit Hilfe der Einrichtung 13, die ebenfalls in Fig. 4 angedeutet ist, Daten über die Jopographie eingegeben werden. Das so durch Überlagerung aus Zielhintergrund und Ziel erzeugte Bild wird dann mit Hilfe eines Umsetzers 14 einem Bildschirm 15 zugeführt und dort abgebildet, der ebenfalls im Vorsatz 4 angeordnet ist. Das Bild des Bildschirmes 15 wird dabei durch zwei Spiegel 16 und 17 umgelenkt, so dass der Schütze dieses Bild sieht, wenn er durch das normale Visier 3 blickt.

Die Leuchtspur, die der Schütze im Falle des Ab-feuerns eines tatsächlichen Geschosses im Visier sehen würde, kann ebenfalls mit den gezeigten Einrichtungen in das Bild überlagert werden. Andererseits ist es dabei auch möglich, diese Leuchtspur mit Hilfe einer separaten Einrichtung 18 zu erzeugen, die sich hinter dem Spiegel 16 befindet, der zu diesem Zwecke halbdurchlässig ist.

Die Bewegung des Geschützes 2 wird von Azimut- und Elevationssensoren (25, 26) abgeleitet und rechentechnisch einbezogen.

In den Fig. 1 bis 3 sind an der Hinterseite des Vorsatzes noch Abdeckscheiben 19 gezeigt, die Seitenlicht abschirmen sollen.

Der Vorsatz 4 kann noch Retroreflektoren 20 aufweisen, die immer dann von Wichtigkeit sind, wenn das Geschütz auch als Ziel dienen soll. In diesem Fall kann der Ort des Geschützes von anderen Übungsteilnehmern mit Hilfe der Retroreflektoren 20 über entsprechende Vermessungseinrichtungen festgestellt werden.

Wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, weist der Vorsatz 4 nicht nur die bereits erwähnte Kamera 11 auf, sondern auch eine Blitzlichtlampe 21, mit der der Hintergrund erhellt werden kann, so dass auch Nachtübungen möglich sind. Weiter ist im Vorsatz 4 ein Laserentfemungsmesser 22 vorgesehen, der insbesondere dann wesentlich ist, wenn auch die Topographie automatisch vermessen werden soll. Schliesslich ist noch ein Laser-Transceiver mit x-y-z-Quellenverstellung und Entfernungsmesser 23

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vorgesehen, der für den Talissi-Schusssimulator Verwendung finden kann.

In Fig. 4 ist noch gezeigt, dass das Bild auf dem Bildschirm 15 mit Hilfe einer Kamera 24 vorteilhafterweise in regelmässigen Abständen aufgenommen werden kann, damit die Übung bzw, deren Ergebnisse zu einem späteren Zeitpunkt ausgewertet werden.

Eine nicht gezeigte Ausführungsform erlaubt auch die Benutzung üblicher Spinnenvisiere mittels eines in die optische Sichtachse eingespiegelten Se-zenariors. Dies kann mit diversen konstruktiven an sich bekannten Massnahmen erfolgen.

Claims (11)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Schussimulation an Geschützen im Freien, dadurch gekennzeichnet, dass der wirkliche Zielhintergrund mittels einer Videokamera aufgenommen wird, nach Digitalisierung und Datenverarbeitung zusätzliche Information in Form von Zielen, Flugzeugen, Helikoptern oder Bodenzielen dem Bild hinzugefügt wird und dieses Bild über bestehende Visiereinrichtungen sichtbar gemacht wird, dass dem Bild bei Betätigung der Schussauslöseinrich-tung zusätzlich die Abbildung der Leuchtspur realer Geschosse unter Berücksichtigung von Farben, Flugzeugflugzeiten, Geschossflugzeiten und Entfernungen synthetisch hinzugefügt wird und ein Treffer als synthetischer Lichtblitz am synthetischen Ziel angezeigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Registrierungseinrichtung zur Ergebnisfeststellung zwecks späterer Auswertung verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Registrierungseinrichtung eine Still-Picture-Kamera verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Bewegungen des synthetischen Ziels mit einem Lichtgriffel oder einem Steuerknüppel erzeugt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auch Einzelheiten der Topographie des Zielhintergrundes verwertet werden.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Vorsatz (4) für die Visiereinrichtung (3) mit einer Videokamera (11) und einem Bildschirm (15) sowie einen Rechner (12) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsatz (4) abnehmbar ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsatz (4) Spiegel (16, 17) aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis

8, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsatz (4) eine Blitzlampe (21) aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis

9, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsatz (4) einen Laser-Entfernungsmesser (22) aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis

10, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsatz (4) einen Laser-Transceiver (23) mit x-y-z-Quellenver-steilung und Entfernungsmesser aufweist.

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