DE102017006254A1

DE102017006254A1 - Vorrichtung zur Auswertung von Laserschüssen auf Zielscheiben

Info

Publication number: DE102017006254A1
Application number: DE102017006254.4A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-06-30
Filing date: 2017-06-30
Publication date: 2019-01-03

Abstract

Über eine Zielschiebe werden Laserschüsse mittels eines Lasersignaldetektors und einem Kamerasystem präzise erfasst.

Description

BEREICH DER ERFINDUNG
Es geht um die Erfassung der Treffgenauigkeit von Schüssen, genauer gesagt um eine Zielscheibe für kodierte Laserschüsse. Über ein Signaldetektor werden Modulierte Laserimpulse („Schüsse“) erkannt und mittels Kamera punktgenau erfasst.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG-ZU LÖSENDES PROBLEM
Im Bereich des Schießsportes werden immer häufiger Systeme mit Lasern und Laserzielschieben anstelle der bisherigen Lösung mit Kugeln und Durchschusszielen eingesetzt.
Bisher arbeiten fast alle Laser-Zielscheiben für Sportschützen mit externen Datenverarbeitungsrechnern. Werden mehrere dieser Zielscheiben eingesetzt, so werden entweder mehrere Rechnersysteme oder ein Hochleistungssystem mit umfangreicher Verkabelung und daraus folgendem hohen Kostenaufwand verwendet. Wird die Verbindung zu dem Datenverarbeitungsrechner unterbrochen, ist die Auswertung der exakten Schussposition unmöglich.
Bislang wird die Treffererkennung durch ein Kamerasystem realisiert, hierzu wird die Trefferposition per Kamera von vorn oder im Durchlichtverfahren gefilmt. Die Bilder mit dem Treffer werden erfasst und die Position des Treffers auf der Zielscheibe berechnet. Veränderliches Umgebungslicht oder Helligkeitsschwankungen während der Erfassung des Treffers führen zu vermehrtem Kalibrierungsaufwand oder erhöhten Fehlerquoten.
Wackelt (Zittert) der Schütze beim auslösen der Waffe, bildet sich auf dem Ziel eine gerade oder in sich verschlungenen Linie anstelle eines einzelnen Punktes ab. Je nach Geschwindigkeit mit der die Waffe „verzogen“ wird und je nachdem wie lang der Laserpuls andauert, ist diese Linie kürzer oder länger. Dies erschwert eine wiederholbar genaue Auswertung eines Schusses.
Einige auf dem Markt befindliche Systeme reagieren auch auf verschiedenste Arten von Laserlicht, beispielsweise auch Laserpointer oder auf anderes Fremdlicht wie beispielsweise Blitzlichter von Foto-Kameras.
Bei Modernen Zielscheiben wird die Kodierung des Laserpulses ausgewertet. Dies geschieht überwiegend durch Photodetektoren (Dieser Photodetektor kann sich sowohl hinter der Zielscheibe befinden und somit im Durchlichtverfahren arbeiten als auch vor der Zielscheibe und somit mit dem reflektierten Licht arbeiten) die das eintreffende Licht des Lasers in elektrische Signale umwandeln und somit elektronisch auswertbar machen. Durch ein Kamerasystem wird zusätzlich die Zielscheibe erfasst (ebenfalls entweder von vorn oder im Durchlichtverfahren von hinten) und die Bilddaten in Echtzeit ausgewertet.
Wird nun durch die Bildverarbeitung ein Laser-Treffer erkannt, so wird dieser nur als tatsächlicher Treffer gewertet, wenn auch die Kodierung des Laserpulses korrekt war. Selbst wenn die Erfassung des Schusses im Ziel erfolgt wird die Trefferposition vorwiegend in externen Rechnersystemen berechnet. Zudem ist auch hier nicht das Problem der Linienbildung bei verzogenen Schüssen gelöst.
Um verzogene Schüsse zuverlässig auszuwerten, muss die Bildrate der Kamera erhöht werden, dadurch steigen die Kosten für Kamera und Verarbeitungsrechner, zudem muss das System in der Lage sein, die genaue Position des Treffers aus den Daten zu interpretieren.
STAND DER TECHNIK
Nach US 2004 0087378 A1 kann ein Ziel gleichzeitig die Treffer von mehreren Schützen auf dort angebrachte Sensoren auswerten und zuordnen, dies jedoch unter Verwendung eines externen Auswertungs- und Anzeigesystems. Ein Autarker Betrieb des Zielsystems alleine ist nicht möglich. Ähnlich ist dies bei US 2005 0153262 A1 ,
Bei US 2005 0118556 A1 handelt es sich um ein System aus Laseremittierenden Gewehr und Zieleinheit, wobei beide miteinander kommunizieren. Die Schusserkennung erfolgt über diese Kommunikation, ein Betrieb mit beliebigen Laser emittierenden Waffen ist nicht möglich. Ähnlich gelagert ist US 6322365 B1 .
Die Detektion von Lasertreffern auf beliebigem Untergrund, darunter auch Film, wird bei US 20070190495 A1 behandelt. Es ist kein Präzisionsziel da durch die wechselnden Untergründe keine genaue Trefferpositionserkennung möglich ist. Zudem muss das System für jeden Untergrund neu kalibriert werden.
Auf dem Markt befinden sich verschiedene Systeme, u.a. PLT2 von Dr. Schneider Messtechnik: Hier erfolgt die Verarbeitung in einem externem Rechner, ein autarker Betrieb als Präzisionsziel ist nicht möglich. Pentashot S-Box 2 Precision Target verwendet eine über USB gespeiste Kamera, deren Signale müssen in einem PC per Software ausgewertet werden. Die Auslösung erfolgt nicht Synchronisiert, ein autarker Betrieb als Präzisionsziel ist nicht möglich.
Bei dem System von DISAG Reddot wird mit einer internen Verarbeitung des Treffers gearbeitet, dieser wird aber nicht über die Auslösung des Schusses synchronisiert sondern schätzt einen Treffer aufgrund kontinuierlicher Bilderfassung ab. Es erfolgt keine Verarbeitung der Lasercodierung, das Ziel kann mit Fremdquellen wie Laserpointern oder durch andere Schützen gestört oder ausgelöst werden. Eine wiederholbar genaue Erkennung von verzogenen Schüssen ist nicht möglich.
AUFGABENSTELLUNG
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Schusserkennung und -auswertung ohne externe Rechnersysteme zu erreichen, Fremdimpulse auszufiltern, verzogene Schüsse mit wiederholbarer hoher Genauigkeit zu erkennen und eine exakte Trefferposition zu erfassen.
LÖSUNG
Dies wird durch ein autarkes System erreicht, dessen Kamerasystem erst durch die Schussabgabe ausgelöst wird. Nach dieser ersten Auslösung wird gewartet bis der Modulierte Laserimpuls endet und berechnet, ob der Laserpuls korrekt war.
Ist der Impuls als korrekter Laserschuss identifiziert, wird das Kamerasystem erneut ausgelöst um anschließend mittels Subtraktion der Bildinhalte störendes Umgebungslicht auszufiltern.
Auf Basis dieser Daten kann dann durch ein Bildauswertungsverfahren die genaue Trefferposition ermittelt werden. Die Ausgabe des Treffers kann lokal gespeichert, per Netzwerk kommuniziert oder direkt auf einem Monitor ausgegeben werden.
Die vom Schützen zu treffenden Zielscheiben können im Durchlichtverfahren oder im Reflexionsverfahren ausgewertet werden. Das diffundierende Licht wird von hinten, das reflektierte Licht von vom ausgewertet.
Figurenliste

1 zeigt beispielhaft eine Vorrichtung in einem geschlossenen Gehäuse (1), an dessen Vorderseite sich eine halbtransparente Zielscheibe (2) mit einer Abbildung des Zielbereiches befindet. Hinter dieser ist ein Lasersignaldetektor (3) der das auftreffende modulierte Lasersignal (4) erkennt und die Kamera (5) aktiviert.

Die von der Kamera (5) aufgenommenen Inhalte werden an ein Bildverarbeitungsystem [6] übertragen. Das Ergebnis wird danach an eine Kommunikationsschnittstelle (7) weitergeleitet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 20040087378 A1 [0010]
US 20050153262 A1 [0010]
US 20050118556 A1 [0011]
US 6322365 B1 [0011]
US 20070190495 A1 [0012]

Claims

Vorrichtung zur autarken Auswertung von kodierten Laserschüssen auf Zielscheiben mittels einer Kamera, interner Signalverarbeitung und Signalauswertung durch einen oder mehrere Signalprozessoren, dadurch gekennzeichnet, dass der Schussimpuls eine Signalerkennung bewirkt, durch die eine Kamera mehrfach ausgelöst wird und über eine Subtraktion der Kamerabilder die genaue Trefferposition ermittelt ist.
Vorrichtung zur autarken Auswertung von kodierten Laserschüssen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das System keine zusätzlichen externen Rechnersysteme erfordert, Ergebnisse dagegen auf einem Speichermedium erfasst werden und über eine Kommunikationsschnittstelle verfügbar sind.
Vorrichtung zur autarken Auswertung von kodierten Laserschüssen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ergebnisse über oben benannte Kommunikationsschnittstelle aktiv gesendet werden.
Vorrichtung zur autarken Auswertung von kodierten Laserschüssen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese Vorrichtung eine fest verbaute oder eine wechselbare Diffusionsscheibe mit Zielmarkierungen enthält.
Vorrichtung zur autarken Auswertung von kodierten Laserschüssen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese Vorrichtung eine reflektierende Scheibe enthält.
Vorrichtung zur autarken Auswertung von kodierten Laserschüssen nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fernzugriff auf die Signalprozessoren und damit eine Manipulation der Ergebnisberechnung erschwert ist.