DE102013111123A1 - Verfahren zur Justage eines Schusssimulators auf eine vorgegebene Zielentfernung - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Justage eines an einer Schusswaffe (1) befestigten Schusssimulators (3) zu einer Visierlinie (20), wobei der Schusssimulator (3) wenigstens einen ersten und einen weiteren Laserkanal (31), (32) mit jeweils einer Laserkanalachse (33), (34) aufweist, bei dem in einem ersten Verfahrensgang, bei dem die Visierlinie (20) parallel zu einem Rohr (10) der Schusswaffe (1) ausgerichtet ist, mittels einer auf den Schusssimulator (3) aufgesetzten Justiervorrichtung (4) die erste Laserkanalachse (33) des ersten Laserkanals (31) parallel zur Visierlinie (20) justiert wird, womit die weitere Laserkanalachse (34) vorjustiert ist, und in einem zweiten Verfahrensgang, bei dem die Visierlinie (20) gegenüber dem Rohr (10) um einen von einer vorgegebenen Zielentfernung (50) abhängigen Anstellwinkel (α) verkippt ist, mittels einer in der vorgegebenen Zielentfernung (50) angeordneten Zieltafel (5) die Ausrichtung der weiteren Laserkanalachse (34) festgestellt wird, um über eine Verstellung der ersten Laserkanalachse (33) die zu ihr fest angeordnete weitere Laserkanalachse (34) fein zu justieren.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Justierverfahren zur Justage eines Schusssimulators auf eine vorgegebene Zielentfernung.
• Schusssimulatoren, die für große Entfernungsbereiche, z. B. für Ziele in einem Wirkungsbereich der Schusswaffe zwischen nahe 0 m bis über 1000 m, geeignet sind, sind in der Regel mit mehreren Laserkanälen, die jeweils für einen Entfernungsteilbereich aktiviert werden, ausgestattet. Die Zielentfernung ist entweder bekannt, wird abgeschätzt oder wird vor der Schusssimulation vermessen. Dazu werden bevorzugt Laserentfernungsmesser verwendet, die zumeist in den Schusssimulatoren integriert sind.
• Bei mechanischen Zieleinrichtungen, üblicherweise mit Kimme und Korn, nimmt der Schütze in Abhängigkeit von der Zielentfernung entsprechende Einstellungen an der Visiereinrichtung der Schusswaffe vor, indem er die Visierlinie gegenüber der Rohrachse der Schusswaffe um einen entfernungsabhängigen Anstellwinkel verkippt, welcher durch die ballistische Flugbahn des Geschosses bestimmt ist.
• Ist die Zieleinrichtung ein Zielfernrohr, wird entweder eine Zielmarke, z.B. der Kreuzungsmittelpunkt eines Strichkreuzes, im Sehfeld vertikal verschoben oder es können mehrere Zielmarken, z. B. mehrere Querteilungen in einem Strichkreuz alternativ visuell mit dem Ziel in Deckung gebracht werden.
• Beim realen Schießen sollte dann der Schnittpunkt der Visierlinie mit der ballistischen Flugbahn des Geschosses möglichst genau in der Zielentfernung liegen.
• Damit der an der Schusswaffe befestigte Schusssimulator einen durch Aussenden eines Laserstrahls simulierten Schuss in Richtung der Visierlinie abgibt, müsste die Schusssimulatorachse für sich ändernde Zielentfernungen idealerweise stufenlos zur Rohrachse verkippt werden können, um die Schusssimulatorachse bei jeder Zielentfernung stets parallel zur Visierlinie ausrichten zu können.
• Stattdessen verfügt der Schusssimulator für weitreichende Waffen in der Regel über mehrere Laserkanäle, die jeweils unterschiedlichen Entfernungsteilbereichen zugeordnet sind, wobei die Laserkanalachsen der Laserkanäle jeweils nur in einer Zielentfernung innerhalb der Entfernungsteilbereiche exakt parallel zur Visierlinie verlaufen. Nach obigem Beispiel könnte jeweils ein Laserkanal einem Entfernungsteilbereich bis zu 250 m, zwischen 250 m und 400 m, zwischen 400 m und 550 m und über 700 m zugeordnet sein. Die Laserkanäle sind mit ihren Laserkanalachsen werksseitig so zueinander justiert, dass sie mit dem ersten Laserkanal, der parallel zu Rohrachse justiert wird, jeweils einen festgelegten vertikalen Anstellwinkel einschließen, der dann einem der Entfernungsteilbereiche zugeordnet werden kann. Je nach vorgegebener Zielentfernung kann dann am Schusssimulator der Laserkanal für den Entfernungsteilbereich ausgewählt werden, der der Entfernung des anvisierten Ziels entspricht. Im Vergleich zu den anderen Laserkanälen weist die Laserkanalachse dieses ausgewählten Laserkanals bei dieser vorgegebenen Zielentfernung die geringste Winkelabweichung zur Visierlinie auf. Mit dem von diesem Laserkanal ausgehenden Laserstrahl sollte ein anvisiertes Ziel innerhalb eines Toleranzbereichs auch getroffen werden.
• Grundvoraussetzung dafür, dass die Laserkanalachsen der einzelnen Laserkanäle jeweils in einer bestimmten Entfernung parallel zur Visierlinie verlaufen, ist, dass der an der Schusswaffe montierte Schusssimulator zunächst über einen der Laserkanäle zur Visiereinrichtung justiert wird.
• Ein Verfahren zur parallelen Ausrichtung einer ersten Laserkanalachse (dort Simulatorachse) eines an einer Schusswaffe befestigten Schusssimulators zur Visierlinie eines Visierkanals einer Schusswaffe ist aus der Offenlegungsschrift WO 2011/026487 A1 bekannt. Bei diesem Verfahren wird eine Justiervorrichtung verwendet, die während des Justierverfahrens temporär am Schusssimulator befestigt ist. Diese Justiervorrichtung weist ein Displaymodul mit einem Display und einer vorgeordneten Optik zur Projektion und Abbildung eines Strichkreuzes in den Visierkanal und ein Kameramodul mit einem Bildsensor (dort Kamerachip) und einer vorgeordneten Optik zur Abbildung eines vom Schusssimulator ausgehenden und auf der Simulatorachse verlaufenden Laserstrahls auf den Bildsensor auf. Das Display- und das Kameramodul definieren jeweils ein kartesisches Display- bzw. Kamerakoordinatensystem, deren Koordinatenachsen feststehend und zueinander parallel angeordnet sind.
• In einem ersten Justierschritt wird mit dem Display im Koordinatenursprung des Displaykoordinatensystems ein Strichkreuz erzeugt, welches dann für den Schützen sichtbar in die Visiereinrichtung abgebildet wird. Mittels eines Manipulators verschiebt der Schütze dann das Strichkreuz solange auf dem Display, bis die Abbildung des Strichkreuzes auf der Visierlinie liegt. Die dazu erforderliche Verschiebung des Strichkreuzes aus dem Koordinatenursprung des Displaykoordinatensystems heraus wird in Form von Displayablagewerten (dort Displayschiebewerten) registriert.
• In einem zweiten Justierschritt wird die erste Laserkanalachse verkippt, bis der Laserstrahl im Koordinatenursprung des Kamerakoordinatensystems auftrifft.
• In einem dritten Justierschritt werden aus den Displayablagewerten maßstabskorrigierte Kameraablagewerte (dort Kameraschiebewerte) zum Koordinatenursprung des Kamerakoordinatensystems berechnet. Entsprechend der Kameraablagewerte wird nun die Laserkanalachse soweit verkippt, bis der Laserstrahl an der Stelle der Kameraablagewerte auf dem Bildsensor auftrifft. Die Laserkanalachse ist danach parallel zu einer durch das Strichkreuz und die dem Display vorgeordnete Optik definierten und zur Visierlinie fluchtend ausgerichteten Hilfsachse (dort verkippte Displaymodulachse) ausgerichtet. Sie gilt damit als zur Visierlinie justiert, womit die Justierung des Schusssimulators abgeschlossen ist.
• Grundsätzlich wird davon ausgegangen, dass bei einem mehrkanaligen Schusssimulator, der an der Schusswaffe montiert ist und bei dem die Laserkanalachse einer der Laserkanäle zur Visierlinie justiert wurde, auch alle anderen Laserkanäle für die ihnen zugeordneten Entfernungsteilbereiche hinreichend genau justiert sind. Dass dies praktisch nicht so ist und welche entscheidenden Einflussfaktoren hierfür erkannt wurden, soll im Folgenden erläutert werden.
• In der Praxis hat sich gezeigt, dass Schusssimulatoren mit mehreren Laserkanälen für unterschiedliche Entfernungsteilbereiche, die nach diesem (oder ähnlichen) Verfahren justiert wurden, nur in dem Entfernungsteilbereich eine hohe Treffergenauigkeit erreichen, für den der zugeordnete Laserkanal justiert wurde. In der Regel ist das der Laserkanal für die kürzeste Entfernung. In den anderen Entfernungsteilbereichen treten mit der Entfernung zunehmend größere Abweichungen in der Treffergenauigkeit auf.
• Die in der Praxis gefundenen Einflussfaktoren führen jeder für sich zwar nur zu einer minimalen und kaum merklichen Abweichung in der Treffergenauigkeit, können sich aber auch im ungünstigsten Fall aufsummieren, sodass die Abweichung in der Treffergenauigkeit nicht mehr vernachlässigt werden kann.
• Ein Einflussfaktor sind Toleranzen bei der Fertigung und der werksseitigen Justage der einzelnen Laserkanäle zueinander. Wie bereits beschrieben, weisen die Laserkanalachsen fest vorgegebene Winkel zueinander auf. Die Winkel werden anhand der Ballistik von Geschossen des jeweiligen Waffentyps errechnet. Entsprechend dem mit der Waffe abzudeckenden Entfernungsbereich wird dann eine den erforderlichen Entfernungsteilbereichen angepasste Anzahl an Laserkanälen verwendet, die in entsprechenden Winkeln anzuordnen sind.
• Durch die Toleranzen der Aufnahme der Laserkanäle können zwischen den einzelnen Laserkanälen geringste Winkelabweichungen entstehen. Während diese Winkelabweichungen in den nahen Entfernungsteilbereichen kaum Auswirkungen haben, können sie sich mit zunehmender Entfernung verstärken und wirken sich, aufgrund der Winkelempfindlichkeit in dem am weitesten entfernten Entfernungsteilbereich, am deutlichsten aus. Eine Verbesserung kann hier kaum erzielt werden, da dies schnell zu einem nicht mehr vertretbaren Fertigungsaufwand mit entsprechend hohen Herstellungskosten führen würde.
• Als ein anderer Einflussfaktor hat sich die Gewichtskraft des temporär am Schusssimulator bzw. an der Schusswaffe befestigten Justagegerätes herausgestellt, die auf Teile der Schusswaffe einwirkt. Während der Justage der Laserkanalachse zur Visierlinie führt diese Gewichtskraft zu einer geringfügigen Verformung der Schusswaffe. Da die Justiervorrichtung nach der Justage wieder von der Schusswaffe entfernt wird, nehmen die zuvor mit der Gewichtskraft belasteten Teile wieder ihre Ausgangslage ein, was insbesondere in den entfernten Entfernungsteilbereichen zu Abweichungen in der Treffergenauigkeit führt.
• Ein weiterer Einflussfaktor ergibt sich daraus, dass die Justage des mehrkanaligen Schusssimulators zur Visierlinie der Schusswaffe in der Regel mit dem ersten Laserkanal erfolgt, der dem Entfernungsteilbereich für die geringsten Entfernungen zugeordnet ist.
• Das hat den Vorteil, dass in diesem Entfernungsteilbereich die ballistische Flugbahn der Geschosse noch vernachlässigt werden kann. Die Visierlinie weist deshalb einen Anstellwinkel von Null auf, sodass sie hier noch parallel zur Rohrachse der Schusswaffe verläuft. Da in der Regel der erste Laserkanal eines Schusssimulators parallel zur Rohrachse verläuft, kann eine Justiervorrichtung zur Justage von Schusssimulatoren an den verschiedensten Waffentypen und mit unterschiedlicher Anzahl von Laserkanälen verwendet werden.
• Die Justage des Schusssimulators mit dem ersten Laserkanal hat aber den Nachteil, dass der vom ersten Laserkanal ausgehende Laserstrahl im Vergleich zu den weiteren Laserkanälen für die entfernteren Entfernungsteilbereiche die größte Strahlaufweitung aufweist. Die Aufweitung der Laserstrahlen ist entsprechend der Entfernungen zu den Entfernungsteilbereichen angepasst, sodass die Laserstrahlen in jedem Entfernungsteilbereich möglichst den gleichen Strahldurchmesser auf dem Ziel aufweisen. Der deshalb vergleichsweise große Strahldurchmesser des ersten Laserkanals kann zu Ungenauigkeiten bei der Justage führen.
• Ein weiterer Einflussfaktor entsteht aus den Abstufungen der Entfernungsteilbereiche. Für Ziele, die in Entfernungen liegen, die sich genau zwischen zwei Entfernungsteilbereichen der Laserkanäle befinden, können nur die Laserstrahlen der benachbarten Laserkanäle verwendet werden, wodurch Abweichungen in der Treffergenauigkeit mit dem bisherigen Justierverfahren nicht verhindert werden können.
• Aufgabe der Erfindung ist es, ein Justierverfahren zu schaffen, mit dem ein Schusssimulator so justiert werden kann, dass er für Entfernungsbereiche größer 250 m eine höhere Treffsicherheit gewährleistet.
• Die Aufgabe wird für ein Verfahren zur Justage eines Schusssimulators auf eine vorgegebene Zielentfernung gemäß Anspruch 1 gelöst.
• Vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen 2–5 offenbart.
• Anhand der Zeichnungen soll das Verfahren näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen:
• 1 einen schematischen Aufbau und eine Anordnung eines an einer Schusswaffe befestigten Schusssimulators mit einer aufgesetzten Justiervorrichtung entsprechend dem Stand der Technik,
• 2 ein Beispiel einer Waffe mit Schusssimulator mit zwei Laserkanälen, die auf zwei unterschiedliche Zielentfernungen zielen,
• 3 eine stark vereinfachte Darstellung zur Erläuterung der Ablagewerte in der Justiervorrichtung bei der Justierung im ersten Verfahrensgang,
• 4 eine Schusssimulation im Nahbereich mit einem vorjustierten ersten Laserkanal,
• 5 eine Schusssimulation in einem Entfernungsteilbereich im Fernbereich nach dem ersten Verfahrensgang, mit einem noch nicht feinjustierten weiteren Laserkanal und
• 6 eine Schusssimulation in dem Entfernungsteilbereich wie in 5, mit einem feinjustierten weiteren Laserkanal, nach dem zweiten Verfahrensgang.
• Mit dem Verfahren wird ein an einer Schusswaffe 1 befestigter Schusssimulator 3 zur Abgabe eines mittels eines Laserstrahls 30 simulierten Schusses auf eine Zielentfernung 50 größer 250 m justiert, in der für eine gute Treffersicherheit eine ballistische Flugbahn 11 eines realen Geschosses beachtet werden muss.
• Der Schusssimulator 3 weist, wie in der Beschreibung des Standes der Technik erläutert, eine Anordnung mit wenigstens zwei, in einer festen Winkelbeziehung zueinander angeordneten Laserkanälen 31, 32 mit jeweils einer Laserkanalachse 33, 34 auf, die vertikal in einer festen Winkelbeziehung zueinander angeordnet sind. Die Anordnung der Laserkanäle 31, 32 ist mittels einer Stelleinrichtung 35 gegenüber einer Visierlinie 20 eines Visierkanals 2 der Schusswaffe 1 justierbar, um gleich dem Stand der Technik einen ersten der Laserkanäle 31 parallel zur Visierlinie 20 vorzujustieren (dort justieren).
• Gemäß 1 sind die Laserkanäle 31, 32 des Schusssimulators 3 der erste Laserkanal 31 mit der ersten Laserkanalachse 33 und der weitere Laserkanal 32 mit der weitere Laserkanalachse 34. Die durch den Visierkanal 2 verlaufende Visierlinie 20 ist in vertikaler Richtung gegenüber einer Rohrachse 10.1 eines Rohrs 10 der Schusswaffe 1, an welcher der Schusssimulator 3 angebracht ist, um einen vertikalen Anstellwinkel α (siehe 2) verkippbar. Wie in 2 dargestellt, wird mit dem Verkippen der Visierlinie 20 gegenüber der Rohrachse 10.1 der ballistischen Flugbahn 11 des realen Geschosses Rechnung getragen. Das heißt, dass zwischen der Visierlinie 20 und der Rohrachse 10.1 ein von der Zielentfernung 50 abhängiger Wert des Anstellwinkels α eingestellt wird, bei dem sich die Visierlinie 20 und die Flugbahn in der Zielentfernung 50 schneiden. Zur Schusssimulation über eine Zielentfernung 50 größer 250 m wird dann der weitere Laserkanal 32 mit der kleinsten Winkelabweichung zur verkippten Visierlinie 20 ausgewählt.
• Der erste Laserkanal 31 wird grundsätzlich verwendet, wenn die Zielentfernung 50 so gering ist, dass die Ballistik des Geschosses nicht zur Wirkung kommt, also ein Ziel getroffen wird, bevor das reale Geschoss an Höhe verlieren würde. Dementsprechend ist die Visierlinie 20 parallel zur Rohrachse 10.1 ausgerichtet, sodass der Wert des Anstellwinkels α gleich Null ist. Dieser Entfernungsbereich soll im Sinne dieser Offenbarung als Nahbereich 52 verstanden werden und ist kleiner 250 m.
• Für darüber hinausgehende Zielentfernungen 50, die dann in einem Entfernungsteilbereich im Fernbereich 53 liegen, wird zur Schusssimulation einer der weiteren Laserkanäle 32 verwendet. Entsprechend der mit einem Anstellwinkel α größer Null auf die Ballistik des Geschosses eingestellten Visierlinie 20, ist der weitere Laserkanal 32 oder sind die weiteren Laserkanäle 32 auf Zielentfernungen 50 im Fernbereich 53 ausgerichtet.
• Vor der eigentlichen Schusssimulation wird der Schusssimulator 3 in zwei Verfahrensgängen justiert.
• In einem ersten Verfahrensgang wird der erste Laserkanal 31 zur Visierlinie 20 justiert, während diese parallel zur Rohrachse 10.1 ausgerichtet ist, also einen Anstellwinkel α gleich Null mit der Rohrachse 10.1 einschließt. Diese Justierung ist für den Nahbereich 52 ausreichend.
• In einem zweiten Verfahrensgang wird dann mit dem für die Zielentfernung 50 im Fernbereich 53 ausgewählten weiteren Laserkanal 32 der Laserstrahl 30 ausgesendet und anhand dessen Winkelabweichung zur Visierlinie 20, die hierbei mit der Rohrachse 10.1 den für diese Zielentfernung 50 vorgegebenen Anstellwinkel α einschließt, wird der erste Laserkanal 31 eingestellt, was einer Feinjustierung des ausgewählten weiteren Laserkanals 32 gleichkommt. Der erste Laserkanal 31, der grundsätzlich parallel zur Visierlinie 20 verlaufen soll, wenn diese parallel zur Rohrachse 10.1 verläuft, ist dann genau genommen dejustiert. Das heißt, für den Nahbereich 52 wurde eine Treffergenauigkeit des Schusssimulators 3 verschlechtert. Dafür wurde die Treffergenauigkeit für die ausgewählte Zielentfernung 50 im Fernbereich 53, in dem zur Schusssimulation nicht der erste Laserkanal 31 verwendet wird, erheblich verbessert.
• Nachfolgend soll der Ablauf der beiden Verfahrensgänge genauer beschrieben werden.
• Der erste Verfahrensgang soll gemäß einem Ausführungsbeispiel grundsätzlich nach einem bereits aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren erfolgen, mittels dem der erste Laserkanal 31 mit der ersten Laserkanalachse 33, parallel zur Visierlinie 20 justiert wird, die hierbei parallel zur Rohrachse 10.1 ausgerichtet ist.
• Zur Durchführung des ersten Verfahrensgangs wird in einem ersten Verfahrensschritt des ersten Verfahrensgangs eine Justiervorrichtung 4 auf den an der Schusswaffe 1 befestigten Schusssimulator 3 aufgesetzt.
• In 1 ist eine Schusswaffe 1, mit Visierkanal 2 und Schusssimulator 3 gezeigt, auf die eine Justiervorrichtung 4 aufgesetzt ist.
• Die Justiervorrichtung 4 verfügt über ein Displaymodul 41 und eine Kamera 42.
• Das Displaymodul 41 verfügt über ein Display 41.1 und eine vorgeordnete Abbildungsoptik 41.3. Rechentechnisch wird das Display 41.1 mit einem kartesischen Displaykoordinatensystem 41.2 versehen, dessen Koordinatenursprung sich im Auftreffpunkt einer optischen Achse der Abbildungsoptik 41.4, nach Umlenkung über einen Spiegel, bevorzugt in der Mitte des Displays 41.1 befindet und dessen Einheiten der nativen Auflösung des Displays 41.1 oder einem Vielfachen davon entsprechen.
• Die Kamera 42 verfügt über einen Bildsensor 42.1 und ein Objektiv 42.3. Der Bildsensor 42.1 wird ebenfalls rechentechnisch mit einem Kamerakoordinatensystem 42.2 versehen, dessen Koordinatenursprung sich im Auftreffpunkt der optischen Achse des Objektivs 42.4, bevorzugt in der Mitte des Bildsensors 42.1, befindet und dessen Einheiten der Auflösung des Bildsensors 42.1 entsprechen. Die Vorraussetzung für die Funktion dieses Verfahren ist, dass die optischen Achsen der Abbildungsoptik 41.4 und des Objektivs 42.4 und damit auch das Displaykoordinatensystem 41.2 und das Kamerakoordinatensystem 42.2 genau parallel zueinander orientiert sind.
• Mit dem Display 41.1 der Justiervorrichtung 4 wird im Koordinatenursprung des Displaykoordinatensystems 41.2 ein Strichkreuz 41.5 erzeugt. Das Strichkreuz 41.5 wird über die Abbildungsoptik 41.3 in den Visierkanal 2 abgebildet. Ein Schütze sieht entlang der parallel zur Rohrachse 10.1 eingestellten Visierlinie 20 durch den Visierkanal 2 hindurch und verschiebt das dort abgebildete Strichkreuz 41.5 auf die Visierlinie 20. Dazu verwendet er einen mit dem Displaymodul 41 verbundenen Manipulator 41.6, mit dem er die Lage des auf dem Display 41.1 erzeugten Strichkreuzes 41.5 verändern kann. Er verschiebt das Strichkreuz 41.5 auf dem Display 41.1 aus dem Koordinatenursprung des Displaykoordinatensystems 41.2 heraus in eine Displayablage, in der die Abbildung des Strichkreuzes 41.5, genau genommen der Kreuzungspunkt des Strichkreuzes 41.5, exakt auf der Visierlinie 20 liegt. Die Koordinaten der Displayablage im Displaykoordinatensystem 41.2 werden als Displayablagewerte x_D, y_D registriert. Die Displayablagewerte x_D, y_D sind in 3 dargestellt.
• Wird durch das nun verschobene Strichkreuz 41.5 und eine Hauptebene der Abbildungsoptik 41.3 eine imaginäre Hilfsachse gelegt, weist diese Hilfsachse einen Winkel zu den parallel verlaufenden optischen Achsen der Abbildungsoptik 41.4 und des Objektivs 42.4 auf. Der Winkel entspricht einer Winkelabweichung der optischen Achsen 41.4 und 42.4 des Displaymoduls 41 und des Kameramoduls 42 zur Visierlinie 20. Der erste Verfahrensschritt des ersten Verfahrensganges ist somit eine Ausrichtung der Justiervorrichtung 4 zur Visierlinie 20 bzw. zur dazu parallel verlaufenden Rohrachse 10.1 der Schusswaffe 1.
• In einem zweiten Verfahrensschritt des ersten Verfahrensgangs wird vom ersten Laserkanal 31 entlang der ersten Laserkanalachse 33 der Laserstrahl 30 ausgesendet und in die Justiervorrichtung 4 auf den Bildsensor 42.1 gerichtet. Die Position des Auftreffpunktes des Laserstrahls 30 auf dem Bildsensor 42.1 wird erfasst und bei einer bestehenden Ablage des Laserstrahls 30 zum Koordinatenursprung des Kamerakoordinatensystems 42.2 wird der Laserstrahl 30 mittels der Stelleinrichtung 35 verstellt, bis der Laserstrahl 30 im Koordinatenursprung auf dem Bildsensor 42.1 auftrifft. Dadurch wird die erste Laserkanalachse 33 zu den optischen Achsen 41.4 und 42.4 des Displaymoduls 41 und des Kameramoduls 42 ausgerichtet. Der zweite Verfahrensschritt des ersten Verfahrensganges ist somit eine Ausrichtung des Schusssimulators 3 zur Justiervorrichtung 4.
• Im dritten Verfahrensschritt des ersten Verfahrensgangs werden aus den im ersten Verfahrensschritt registrierten Displayablagewerten x_D, y_D korrelierende und in 3 dargestellte Kameraablagewerte x_K, y_K ermittelt. Dazu werden die Displayablagewerte x_D, y_D entsprechend den Abbildungsverhältnissen von Displaymodul 41 und Kamera 42 maßstabsgerecht umgerechnet und in das Kamerakoordinatensystem 42.2 übertragen. Entsprechend der Kameraablagewerte x_K, y_K erfolgt ein erneutes Verstellen der ersten Laserkanalachse 33 mittels der Stelleinrichtung 35, bis der Laserstrahl 30 an der Position der Kameraablagewerte x_K, y_K auf dem Bildsensor 42.1 auftrifft. Durch die maßstabsgerechte Umrechnung und die Verstellung ist nun die erste Laserkanalachse 33 um den gleichen Winkel zur Visierlinie 20 verstellt wie die Hilfsachse des Displaymoduls 41, sodass die erste Laserkanalachse 33 des Schusssimulators 3 danach parallel zur Visierlinie 20 der Schusswaffe 1 ausgerichtet ist. Damit ist die Vorjustierung des Schusssimulators 3 abgeschlossen und die Justiervorrichtung 4 wird nun vom Schusssimulator 3 abgenommen. Für eine im zweiten Verfahrensgang erfolgende Feinjustage des Schusssimulators 3 verfügt die Justiervorrichtung 4 auch nach dem Abnehmen über eine Verbindung zum Schusssimulator 3. Die Verbindung kann per Funk oder über ein Kabel erfolgen, und dient der Ansteuerung der Stelleinrichtung 35 durch die Justiervorrichtung 4.
• Nach der Vorjustierung sind die Laserkanalachsen 33 und 34 des Schusssimulators 3 gegenüber einem Ziel im Nahbereich 52 in der in 4 gezeigten Form angeordnet.
• Um die zum Stand der Technik erläuterten Abweichungen in der Treffergenauigkeit eines der weiteren Laserkanäle 32 für Entfernungsteilbereiche im Fernbereich 53 zu beseitigen, erfolgt nun im zweiten Verfahrensgang die Feinjustage des weiteren Laserkanals 32 auf die vorgegebene Zielentfernung 50.
• Schusssimulatoren 3 mit mehr als einem Laserkanal werden verwendet, um gegenüber Schusssimulatoren mit nur einem Laserkanal eine höhere Treffergenauigkeit beim Schießen über einen vergleichsweise großen Entfernungsbereich zu erreichen. Zur Steigerung der Treffergenauigkeit werden große Entfernungsbereiche in kleinere Entfernungsteilbereiche z. B. in einen Nahbereich 52 und einen oder mehrere Entfernungsteilbereiche im Fernbereich 53 aufgeteilt, denen jeweils ein speziell auf diesen Entfernungsteilbereich ausgerichteter Laserkanal zugeordnet wird. Die Aufteilung erfolgt vorzugsweise so, dass der erste Laserkanal 31 dem Nahbereich 52 und jeder der weiteren Laserkanäle 32 einem der Entfernungsteilbereiche im Fernbereich 53 zugeordnet ist.
• Wie in 5 dargestellt, wird für den zweiten Verfahrensgang eine Zieltafel 5 verwendet, die in der vorgegebenen Zielentfernung 50 aufgestellt wird. Zentrisch auf der Zieltafel 5 ist eine Mittenmarkierung 51 dargestellt, die so gestaltet ist, dass sie aus allen zu simulierenden Entfernungsteilbereichen durch den Visierkanal 2 anvisiert werden kann. Um die Mittenmarkierung 51 herum verteilt ist eine Anzahl von lichtempfindlichen Sensoren (nicht dargestellt) auf der Zieltafel 5 angeordnet, mit denen die Position des auf die Zieltafel 5 auftreffenden Laserstrahls 30 erfasst und eine Zieltafelablage des Laserstrahls 30 von der Mittenmarkierung 51 festgestellt werden kann.
• In einem ersten Verfahrensschritt des zweiten Verfahrensgangs richtet der Schütze die Schusswaffe 1 anhand der Visierlinie 20 auf die Mittenmarkierung 51 der Zieltafel 5 aus. Die Zieltafel 5 befindet sich dazu in einem Entfernungsteilbereich des Fernbereichs 53, in einer Zielentfernung 50 von größer 250 m. Die genaue Zielentfernung 50 ist entweder bekannt oder wird mittels eines Entfernungsmessgerätes vor bzw. während der Schusssimulation ermittelt, sodass der Schütze zuvor eine der Zielentfernung 50 angepasste Einstellung der Visierlinie 20 vornehmen kann. Die Rohrachse 10.1 ist danach um den der ballistischen Flugbahn 11 des realen Geschosses entsprechenden Anstellwinkel α gegenüber der Visierlinie 20 angewinkelt.
• Der Schütze wählt dann den der weiteren Laserkanäle 32 aus, welcher dem Entfernungsteilbereich des Fernbereiches 53 zugeordnet ist, in dem die Zielentfernung 50 liegt und gibt anschließend entlang der weiteren Laserkanalachse 34 den Laserstrahl 30 auf die Zieltafel 5 ab.
• In einem zweiten Verfahrensschritt des zweiten Verfahrensgangs wird mit den Sensoren der Zieltafel 5 die Zieltafelablage des auf die Zieltafel 5 auftreffenden Laserstrahls 30 zur Mittenmarkierung 51 festgestellt. Die Zieltafelablage wird in Form von Zieltafelablagewerten x_Z, y_Z erfasst. Aus den Zieltafelablagewerten x_Z, y_Z und der Zielentfernung 50 werden Ablagewinkel β_x, β_y errechnet, die die weitere Laserkanalachse 34 gegenüber der auf die Mittenmarkierung 51 ausgerichteten Visierlinie 20 aufweist.
• Die Ablagewinkel β_x, β_y werden von der Zieltafel 5 an die Justiervorrichtung 4 übermittelt. Aufgrund der großen Entfernung wird dazu bevorzugt eine Funkverbindung 54 verwendet.
• In einem dritten Verfahrensschritt des zweiten Verfahrensgangs wird die weitere Laserkanalachse 34 mittels der Stelleinrichtung 35 feinjustiert.
• Zur Feinjustierung der weiteren Laserkanalachse 34 wird die erste Laserkanalachse 33 um die berechneten Ablagewinkel β_x, β_y verstellt. Das ist möglich, da die weitere Laserkanalachse 34 des weiteren Laserkanals 32 in der festen Winkelbeziehung zum ersten Laserkanal 31 steht. Nach der Feinjustierung ist die weitere Laserkanalachse 34 des weiteren Laserkanals 32, wie in 6 dargestellt, parallel zu der auf die Mittenmarkierung 51 der Zieltafel 5 gerichteten Visierlinie 20 ausgerichtet.
• Vorzugsweise wird die Zielentfernung 50 im ersten Verfahrensschritt des zweiten Verfahrensgangs mittels eines Entfernungsmessgerätes, das vorteilhaft im Schusssimulator 3 integriert ist, gemessen. Der Laserstrahl 30 kann dann vorteilhaft bereits mit der Zielentfernung 50 kodiert an die Zieltafel 5 gesendet werden.
• Die Zieltafel kann demzufolge schon die Ablagewinkel β_x und β_y an die Justiervorrichtung 4 übermitteln.
• Grundsätzlich kann der erste Verfahrensgang, mit dem der erste Laserkanal 31 zur Visierlinie 20 justiert wird, die parallel zum Rohr 10 der Schusswaffe 1 ausgerichtet ist, beliebig ausgeführt werden.
• Wird der erste Verfahrensgang gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel durchgeführt, dann kann die Justiervorrichtung 4 vorteilhaft aus den Ablagewinkeln β_x und β_y ein Korrektur-Offset für das Kamerakoordinatensystem 42.2 der Kamera 42 bilden. Der Schütze setzt die Justiervorrichtung 4 wieder auf den Schusssimulator 3 auf und führt einen erneuten Justiervorgang gemäß dem ersten Verfahrensgang durch, wobei zuvor rechentechnisch die Lage des Koordinatenursprungs des Kamerakoordinatensystems 42.2 auf dem Bildsensor 42.1 um Korrektur-Offset-Werte x_O, y_O versetzt wird, die sich aus der Einstellung der optischen Achse 42.4 des Objektivs 42.3 der Kamera 42 um die Ablagewinkel β_x und β_y aus deren Durchstoßpunkt durch den Bildsensor 42.1 ergeben. Im Ergebnis ist die erste Laserkanalachse 33 um die Ablagewinkel β_x, β_y gegenüber der vorhergehenden Lage nach der Vorjustierung im ersten Verfahrensgang korrigiert.
• Die Visierlinie 20 war während der Vorjustierung parallel zur Rohrachse 10.1 verlaufend ausgerichtet. Da die Laserkanalachsen 33 und 34 in einer festen Winkelbeziehung zueinander stehen, wird die weitere Laserkanalachse 34 ebenfalls um die Ablagewinkel β_x, β_y verstellt und dadurch parallel zur Visierlinie 20 ausgerichtet, die während der Feinjustierung einen von der Zielentfernung 50 abhängigen Anstellwinkel α mit der Rohrachse 10.1 einschließt. Die Feinjustage ist damit abgeschlossen.
• Das Verfahren kann auch angewendet werden, wenn der Schusssimulator 3 nur für verhältnismäßig kleine Entfernungsbereiche vorgesehen ist, z. B. für Entfernungen von 800 m bis 1200 m, und nur mit einem Laserkanal ausgestattet ist. Alle Verfahrensschritte werden dann mit dem nur einen Laserkanal ausgeführt. Die Justierung dieses nur einen Laserkanals kann dann ebenfalls durch die Durchführung der zwei Verfahrensgänge verbessert werden.
• Bezugszeichenliste

1

Schusswaffe

10

Rohr

10.1

Rohrachse

11

ballistische Flugbahn

2

Visierkanal

20

Visierlinie

3

Schusssimulator

30

Laserstrahl

31

erster Laserkanal

32

weiterer Laserkanal

33

erste Laserkanalachse

34

weitere Laserkanalachse

35

Stelleinrichtung

4

Justiervorrichtung

41

Displaymodul

41.1

Display

41.2

Displaykoordinatensystem

41.3

Abbildungsoptik

41.4

optische Achse der Abbildungsoptik

41.5

Strichkreuz

41.6

Manipulator

x_D, y_D

Displayablagewerte

42

Kamera

42.1

Bildsensor

42.2

Kamerakoordinatensystem

42.3

Objektiv

42.4

optische Achse des Objektivs

x_K, y_K

Kameraablagewerte

5

Zieltafel

50

Zielentfernung

51

Mittenmarkierung

x_Z, y_Z

Zieltafelablagewerte

β_x, β_y

Ablagewinkel

52

Nahbereich

53

Entfernungsteilbereich im Fernbereich

54

Funkverbindung

α

Anstellwinkel

x_O, y_O

Korrektur-Offset-Werte

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• WO 2011/026487 A1 [0009]

Claims (5)

1. Verfahren zur Justage eines an einer Schusswaffe (1) befestigten Schusssimulators (3) zu einer gegenüber einer Rohrachse (10.1) eines Rohres (10) der Schusswaffe (1) um einen entfernungsabhängigen Anstellwinkel (α) vertikal verkippten Visierlinie (20) eines Visierkanals (2), wobei der Schusssimulator (3) wenigstens zwei in einer festen Winkelbeziehung zueinander angeordnete Laserkanäle (31, 32) mit jeweils einer Laserkanalachse (33, 34) aufweist, die mittels einer Stelleinrichtung (35) gegenüber der Visierlinie (20) justierbar sind, bei dem in einem ersten Verfahrensgang, bei dem die Visierlinie (20) parallel zur Rohrachse (10.1) ausgerichtet ist, mittels einer auf den Schusssimulator (3) aufgesetzten Justiervorrichtung (4) die erste Laserkanalachse (33) des ersten Laserkanals (31) parallel zur Visierlinie (20) justiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verfahrensgang eine Vorjustierung ist, dem ein zweiter Verfahrensgang zur Feinjustierung nachgeordnet ist, wobei in dem zweiten Verfahrensgang nach Abnahme der Justiervorrichtung (4) vom Schusssimulator (3) in einem ersten Verfahrensschritt die Visierlinie (20) der Schusswaffe (1) auf eine Mittenmarkierung (51) einer Zieltafel (5) in einer Zielentfernung (50) von größer 250 m gerichtet wird, wobei die Rohrachse (10.1) und die Visierlinie (20) den eingestellten und von der Zielentfernung (50) abhängigen Anstellwinkel (α) miteinander einschließen und ein Laserstrahl (30) entlang einer weiteren Laserkanalachse (34) der wenigstens zwei Laserkanalachsen (33, 34) eines weiteren Laserkanals (32) der wenigstens zwei Laserkanäle (31, 32) auf die Zieltafel (5) abgegeben wird, in einem zweiten Verfahrensschritt eine Zieltafelablage des auf die Zieltafel (5) auftreffenden Laserstrahls (30) zur Mittenmarkierung (51) festgestellt und als Zieltafelablagewerte (x_Z, y_Z) erfasst wird und aus den Zieltafelablagewerten (x_Z, y_Z) und der Zielentfernung (50) Ablagewinkel (β_x, β_y) der weiteren Laserkanalachse (34) zur Visierlinie (20) berechnet werden und in einem dritten Verfahrensschritt die erste Laserkanalachse (33) um die Ablagewinkel (β_X, β_y) verstellt wird, womit die weitere Laserkanalachse (34) zu der auf die Mittenmarkierung (51) der Zieltafel (5) gerichteten Visierlinie (20) feinjustiert wird.
2. Verfahren zur Justage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vorjustage im ersten Verfahrensgang eine Justiervorrichtung (4) mit einem Displaymodul (41) und einer Kamera (42) verwendet wird und in einem ersten Verfahrensschritt auf einem Display (41.1) des Displaymoduls (41) ein Strichkreuz (41.5) im Koordinatenursprung eines Displaykoordinatensystems (41.2) des Displays (41.1) erzeugt wird, das in den Visierkanal (2) eingeblendet und auf dem Display (41.1) in eine Displayablage verschoben wird, aus der eine Abbildung des Strichkreuzes (41.5) auf der ausgerichteten Visierlinie (20) zu liegen kommt, wobei die Verschiebungen des Strichkreuzes (41.5) aus dem Ursprung des Displaykoordinatensystems (41.2) in die Displayablage als Displayablagewerte (x_D, y_D) abgespeichert werden, in einem zweiten Verfahrensschritt, von dem ersten Laserkanal (31) entlang der ersten Laserkanalachse (33) der Laserstrahl (30) ausgesendet und auf einem Bildsensor (42.1) der Kamera (42) mit einem Kamerakoordinatensystem (42.2) in dessen Ursprung abgebildet wird, wobei das Kamerakoordinatensystem (42.2) und das Displaykoordinatensystem (41.2) kartesische Koordinatensysteme mit zueinander parallelen Koordinatenachsen sind und in einem dritten Verfahrensschritt die Displayablagewerte (x_D, y_D) in korrelierende Kameraablagewerte (x_K, y_K) umgerechnet werden und der Schusssimulator (3) mittels der Stelleinrichtung (35) so eingestellt wird, dass der entlang der ersten Laserkanalachse (32) ausgesendete Laserstrahl (30) auf dem Bildsensor (42.1) in einer Kameraablage entsprechend der Kameraablagewerte (x_K, y_K) abgebildet wird.
3. Verfahren zur Justage gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Verfahrensschritt des zweiten Verfahrensganges die Zielentfernung (50) mittels eines im Schusssimulator (3) integrierten Entfernungsmessers gemessen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl (30) mit der gemessenen Zielentfernung (50) kodiert ist.
5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Laserkanalachse (33) um die Ablagewinkel (β_x, β_y) verstellt wird, indem aus den Ablagewinkeln (β_x, β_y) Korrektur-Offset-Werte (x_O, y_O) berechnet werden, um die der Ursprung des Kamerakoordinatensystems (42.2) versetzt wird, bevor der erste Verfahrensgang wiederholt wird.

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