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Die Erfindung betrifft eine Trainingsvorrichtung mit einer Waffe nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1, 3 und 12.
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Der sichere Umgang mit einer Schusswaffe wird beispielsweise auf einem Schießstand geübt. Hier findet ein Übungs- und Wettkampfschießen statt. Unter einem Schießstand wird entweder eine Schießanlage auf einem Freigelände (Schießplatz) oder eine Schießanlage in einer Schießhalle oder Schießkeller verstanden. Als Waffen werden entweder Faustfeuerwaffen, Gewehre oder Bogenwaffen eingesetzt. Die gesamte Fläche, die vom Schützen während Übung oder des Wettkampfes genutzt werden kann, also auch die Fläche hinter dem Schützen, wird als Schützenstand bezeichnet. Während der Übung bzw. des Wettkampfes gibt der Schütze einen Schuss auf ein Ziel ab, welches in Form, Darstellung wie auch Distanz unterschiedlich sein kann. Das Ziel dient zur Überprüfung der Schießfertigkeit eines Schützen oder der Ziel- und Treffgenauigkeit einer Schusswaffe. Die Auswertung der Zielscheibe erfolgt optisch mit dem Auge oder durch eine elektronische Auswertemaschine.
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Neben der Zielscheibe aus Papier werden heutzutage immer mehr elektronische Scheiben eingesetzt. Diese Scheiben werden auf einem Monitor angezeigt, wobei der Schütze auf ein dunkles Loch in einem Messrahmen schießt. Das ermittelte Ergebnis wird von einem Computer ausgewertet und elektronisch angezeigt.
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Mit der
US 2007/0045339 A1 wird beispielsweise eine elektronische Erfassungsvorrichtung für ein Geschoss von einer Waffe offenbart, wobei vor der Zielscheibe zwei Laser angeordnet sind, welche das Geschoss erfassen und dann graphisch darstellen.
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Die abgeschossene Munition bzw. das Geschoss werden von einem Kugelfang aufgefangen. Bei einem Kugelfang handelt es sich um eine Vorrichtung, welche bei einem Schießstand hinter den Zielen die durchschlagenden oder fehlgehenden Geschosse auffängt. Der Kugelfang ist beispielsweise als Metalltrichter, als Kettengeschossfang oder als Sand- oder Erdwall ausgebildet.
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Lasergestützten Waffen werden beispielsweise bei einem taktischen Training eingesetzt, welches als realistische Schusswaffensimulation (Duellsimulation), durchgeführt wird. Die Simulation dient zur Ausbildung und Übung eines Polizisten, eines Soldaten oder einer Person, welche im Sicherheitsdienst arbeitet. Selbstverständlich kann die Trainingsvorrichtung auch im Hobbybereich oder im privaten Umfeld eingesetzt werden. Dort ist das Spiel als Laser Tag bekannt, wobei die Benutzer Indoor oder Outdoor eine realitätsnahe Gefechtssituation nachspielen.
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Um den sicheren Umgang mit einer Waffe unter realen Bedingungen zu trainieren, werden solche Trainingsvorrichtungen immer gefragter. Hierbei geht es um den sicheren Gebrauch mit einer realen Waffe, aber auch das Trainieren mit einer Waffe unter realen Einsatzbedingungen.
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Mit der
DE 10 2016 104 186 A1 wird ein Simulator für ein Training einer Hubschrauberbesatzung offenbart. Der Benutzer trägt während des Trainings eine Virtual-Reality-Brille. Der Sichtbereich des Benutzers wird von einer Videokamera aufgenommen. Mit Hilfe einer Hand-Tracking-Vorrichtung werden die Handbewegung des Benutzers erfasst. Die gesammelten Daten werden dann mit einem Bildgenerator in der virtuellen Umgebung der Virtual-Reality-Brille dargestellt. Bei der vorliegenden Ausführungsform sieht der Benutzer jedoch ausschließlich nur virtuelle Darstellungen.
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Die
WO 2010/075481 A1 offenbart ein Virtual-Reality-Interface System mit einer Tiefenmessungskamera, einem Laufband, sowie einer Vorrichtung zur Ermittlung des Standpunkts oder zur Blickrichtungskontrolle und zur Ermittlung der Ausrichtung des Waffenzielfernrohrs, sowie einem Rechner, welcher alle Daten verarbeitet und darstellt.
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Es sind ferner sogenannte Augmented-Reality-Pistolen bekannt. Die Spielzeugpistole weist eine Halterung für ein Smartphone auf. Zum Betrieb der Pistole wird eine App benötigt, welche eine Verbindung zwischen der Pistole und dem Smartphone herstellt. In der App sind mehrere Spiele hinterlegt, wobei die durch die Augmented-Reality Technik die visuellen Spiele mit der realen Umgebung kombiniert bzw. vermischt werden. Die Übertragung zwischen der Pistole, insbesondere des Auslösers und dem Smartphone erfolgt über eine Bluetooth-Verbindung.
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Die bekannten Trainingsvorrichtungen sind mit dem Nachteil verbunden, dass die virtuellen Szenen nicht realitätsnah dem trainierenden Benutzer dargestellt werden. Zwar wird mit der Virtual-Reality-Brille eine virtuelle Umgebung dargestellt, jedoch erscheint die Hand des Benutzers und/oder die Waffen des Benutzers nur als Avatar in der virtuellen Umgebung.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine realitätsnahe Trainingsvorrichtung bereitzustellen, mit welcher der Trainierende weiterhin die reale Umwelt sieht und zusätzlich virtuelle Bilder in Form von Zielen und Objekten dargestellt werden.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre der Ansprüche 1, 3 und 12 gekennzeichnet.
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Wesentliches Merkmal ist, dass Trainingsvorrichtung eine Anzeigevorrichtung aufweist, welche als Augmented Reality (AR) -Vorrichtung ausgebildet ist, wobei die Waffe als Schusswaffe ausgebildet ist, welche mindestens ein Geschoss abschießt wobei das Geschoss von mindestens einem Laser erfasst, ausgewertet und visuell auf der Anzeigevorrichtung dargestellt wird.
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Das Geschoss wird somit hinter dem Ziel von einem oder mehreren Lasern erfasst und dabei die Flugbahn und die genaue Position bestimmt. Diese Daten werden für die weitere Verarbeitung abgespeichert.
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Unter einem Laser wird sowohl der physikalische Effekt als auch das Gerät, mit dem Laserstrahlen erzeugt werden, verstanden. Der Laser erzeugt Strahlungen, wie z.B. Mikrowellen, Infrarot, sichtbares Licht, ultraviolettes Licht oder auch Röntgenstrahlung. Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform werden beispielsweise Laser mit einer Laufzeitmessung (z.B. LIDAR) eingesetzt.
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Oder es werden beispielsweise Laser eingesetzt, bei welchen das Lasersignal von einem Sensor erfasst wird. Der mindestens eine Laser projiziert dann eine flächiges Lasernetz, welches von gegenüberliegenden Sensoren erfasst wird. Fliegt nun ein Geschoss durch das Lasernetz, so wird an dieser Stelle das Lasernetzt unterbrochen, was dann von den Sensoren erfasst wird. Dadurch können die genauen x-y-z-Koordinaten des Geschosses festgestellt werden. Wird ein weiterer Laser mit einem weiteren Lasernetz und mindestens einem Sensor dahinter angeordnet, so kann anhand der Flugbahn durch die beiden Lasernetze die Ballistik des Geschosses bestimmt werden.
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Die erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung, welche als Augmented Reality Vorrichtung ausgebildet ist, hat den wesentlichen Vorteil, dass der Trainierende weiterhin zumindest teilweise die reale Umwelt sieht, jedoch zusätzliche Bilder über die Anzeigevorrichtung eingeblendet bekommt. Bei den zusätzlichen Informationen, handelt es sich vorzugsweise um potentielle Ziele oder Objekte, auf welche mit der Waffe geschossen werden oder welche nicht beschossen werden dürfen. Der Trainierende ist durch die Augmented Reality Vorrichtung jedoch weiterhin in der Lage seine reale Waffe zu sehen und diese zu benutzen. Es findet somit ein scharfer Schuss auf ein virtuelles Ziel statt. Das Ergebnis des Schusses wird dem Trainierenden dann in der Anzeigevorrichtung eingeblendet.
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Dies stellt einen wesentlichen Unterschied zu den bekannten Virtual-Reality-Vorrichtungen (VR) dar, bei welchen der Trainierende die reale Umwelt nicht mehr wahrnimmt, da jedes Detail ausschließlich nur virtuell dargestellt ist. Dies bedeutet, dass sich der Trainierende und seine Waffe nur in der Form eines Avatars sieht. Es ist daher nicht möglich bei einer Virtual-Reality-Vorrichtungen (VR) eine scharfe Waffe zu benutzen, da der Benutzer die scharfe Waffe nicht sieht und daher nicht feststellen kann wohin das Geschoss fliegt.
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Unter Augmented Reality (AR) wird die computergestützte Erweiterung der Realitätswahrnehmung verstanden. Unter dem Begriff erweiterte Realität wird die visuelle Darstellung von Informationen verstanden, wobei als Ergänzung von Bildern oder Videos computergenerierte Zusatzinformationen oder virtuelle Objekte mittels Einblendung und/oder Überlagerung dem Benutzer dargestellt werden.
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Mit der erfindungsgemäßen Ausführungsform ist es nun möglich Ziele und Szenarien mit der Anzeigevorrichtung (z.B. einer Augmented Reality Brille) im Rahmen eines Schiesstrainings darzustellen. Die Art der Ziele wird hierbei auf die Bedürfnisse des Benutzers angepasst. Mit der Anzeigevorrichtung können somit unterschiedliche Ziele dargestellt werden und es können unterschiedliche Schießtrainings mit z.B. scharfen Waffen, Trainingswaffen (beispielsweise Blue- und Redguns) oder Farbmarkiermunition durchgeführt werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die erfindungsgemäße Trainingsvorrichtung für jede Branche, wie z.B. Behörden mit bewaffnetem Personal (Polizei, Grenzschutz, etc.), Militär, zivile Sicherheitskräfte, Jäger aber auch private Personen und Sportschützen, geeignet ist.
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Als Ziele werden beispielsweise Fotos, Zielscheiben, Objekte, Tiere, Videos mit Personen oder Szenarien mit der Anzeigevorrichtung dargestellt bzw. in den Sichtbereich des Benutzers eingeblendet. Die Darstellung erfolgt in 2D- oder in 3D-Modellen. Zusätzlich ist es möglich interaktive Inhalte auf die Anzeigevorrichtung zu projizieren, indem eine Person in einem anderen Raum in einer Blue / Green Box oder andersartigem Hintergrund platziert wird. Die Aktionen dieser Person werden dann live auf die Anzeigevorrichtung projiziert.
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Die erfindungsgemäße Trainingsvorrichtung kann für verschiedene Arten von Training angewendet werden. Diese können beispielsweise Trainings auf einem Freigelände oder auch in einem Gebäude mit jeweils einer scharfen Waffe oder einer Simulationswaffe sein.
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Es ist auch möglich ganze virtuelle oder reale Umgebungen (Straßenzüge, Häuser, Räume, Landschaften, etc.) zu erstellen und darin digital potentielle Ziele einzupflegen und diese mit der Anzeigevorrichtung darzustellen.
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Die Anzeigevorrichtung ist vorzugsweise als Brille (AR-Brille), als Head-Up-Display (z.B. Head-Mounted-Display (HMD)), als Smartphone, als Tablet oder als Holographie-System ausgebildet.
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Das Head-Mounted-Display (HMD) umfasst beispielsweise zwei Anzeigen (oder zwei Teile einer einzelnen Anzeige), wobei jedem Auge eine eigene Anzeige zugeordnet ist. Es ist jedoch auch möglich, dass die Anzeigevorrichtung auch nur einen Bildschirm umfasst, der gleichzeitig zwei Bilder, je eines für eines der beiden Augen, auf einem Bildschirm anzeigt. Eine Brille weist dann eine Filterfunktion auf, so dass jedem Auge nur eines der beiden Bilder angezeigt wird. Alternativ können ein Standard-2D-Bildschirm oder ein mobiles Gerät mit einem 3D-Viewer oder einem 3D-CAD-System verwendet werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Waffe als scharfe Schusswaffe ausgebildet ist, welche mindestens ein Geschoss gegen einen Kugelfang abschießt, wobei das fliegende Geschoss von mindestens einem Laser erfasst, unter Auswertung der ballistischen Schussbahn zielbezogen ausgewertet und visuell auf der benutzergetragenen Anzeigevorrichtung dargestellt wird.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die gesamten Bildprojektionen digital vermessen, d.h. jeder Punkt eines Zieles oder Person kann drei- oder zweidimensional bestimmt werden.
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Die Daten der Trainingsvorrichtung werden entweder von der Anzeigevorrichtung und/oder von einer Rechnereinheit bearbeitet. Die Rechnereinheit kann beispielsweise als ein Computer, ein Server oder eine Cloud ausgebildet sein. Vorzugsweise befindet sich die Rechnereinheit in der Nähe der Anzeigevorrichtung. Es ist aber auch möglich, dass die Rechnereinheit in einem Rechenzentrum oder einer Cloud, befindet. Es ist ferner auch möglich, dass die Funktionen der Rechnereinheit durch eine Software ausgeführt wird, die in der Anzeigevorrichtung ausgeführt wird.
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Unter einer Waffe wird eine Waffe mit scharfer Munition, eine Waffe mit Trainingsmunition, eine Trainingswaffe, wie z.B. eine Blue - oder Redgun-Waffe, eine lasergestütze Waffe oder eine Imitiationswaffe verstanden.
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Folgende unterschiedliche Arten von Trainings können mit der erfindungsgemäßen Trainingsvorrichtung durchgeführt werden.
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Training mit scharfer Waffe, d.h. scharfer Schuss (Indoor und Outdoor)
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Für das Training mit einer scharfen Waffe, d.h. mit scharfer Munition erfolgt die Treffererkennung mittels eines Lasers. Vor dem Kugelfang werden hintereinander ein, zwei oder mehrere Lasernetze angeordnet, welche für das Auge nicht wahrnehmbare Lasernetze (=Lasersignale) projiziert. Die Kugel bzw. das Geschoss wird vom ersten und oder zweiten Lasersignal detektiert. Da zwei Lasersignale verwendet werden, ist eine Winkelberechnung und die damit verbundene 3D-Berechnung der Ballistik möglich. Es lässt sich somit das genaue Verhalten eines Projektils beim Abschießen aus der Waffe bis zum Eintreffen in das Ziel feststellen.
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Unter dem Begriff Ballistik wird die Form und das Verhalten von ballistischen Körpern (z.B. Geschossen) während den Phasen der Beschleunigung, Flug und Aufschlag verstanden. Mit Hilfe der mindestens zwei hintereinander platzierten Laser kann nun insbesondere die Außenballistik festgestellt und berechnet werden, welche das Verhalten des verschossenen Geschosses während dem Flug und Zielballistik, d.h. Wirkung des Projektils im Ziel umfasst.
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Vorzugsweise befinden sich zwei Lasernetze zur Erzeugung der beiden Lasersignale direkt vor oder hinter dem Ziel, d.h. vor dem Kugelfang. Es ist jedoch auch möglich, dass die beiden Laser im Raum angeordnet sind. Dadurch können beispielsweise auch Zwischenziele oder Ziele im Raum erfasst werden.
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Die Daten der Laser werden mit dem digitalen Bild, welches auf der Anzeigevorrichtung projiziert wird, abgeglichen. Es findet somit ein Abgleich der x-y-z-Koordinaten des digitalen Bildes mit den x-y-z-Daten des erfassten Geschosses statt. Die Schussbahn und der Treffer werden berechnet und visuell auf der Anzeigevorrichtung des Trainierenden angezeigt. Optional wird der Treffer zusätzlich auf einem Monitor für den Instruktor angezeigt.
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Die Berechnung der Ballistik erfolgt entweder mit der Anzeigevorrichtung und/oder mit einer Rechnereinheit. Die Kalkulation erfolgt nach Angabe von Geschossgewicht, Mündungsgeschwindigkeit, Dralllänge und Ballistischem Koeffizient. Die weiteren Werte, wie z.B. Visierhöhe, Windrichtung und Einschießentfernung können vorab eingestellt werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist an der Waffe und/oder am Körper des Trainierenden mindestens ein Positionsdetektor angeordnet. Sollte sich ein Trainierender außerhalb des vorher definierten Sicherheitsbereiches (z.B. außerhalb des Schützenstandes) bewegen oder die Waffe auf Ziele außerhalb des Sicherheitsbereiches richten, wird das Training automatisch unterbrochen. Der Trainierenden erhält dann eine optische und/oder akustische Meldung. Es ist ferner möglich, dass der Trainierende eine Einrichtung trägt, welcher beim Verlassen des Sicherheitsbereichs mit der Waffe, einem Sicherheitsverstoss oder virtuellen Gegentreffer einen elektrischen Impuls an den Trainerenden abgibt.
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Training mit Trainingswaffe
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Die verwendeten Waffen sind reine Trainingswaffen, mit welchen keine Projektile abgeschossen werden. Dies können beispielsweise Waffen sein, welche elektrisch oder mit Gas- oder Luftdruck den Abschuss einer Patrone d.h. insbesondere den Rückschlag, simulieren. Es ist auch möglich, dass reine Trainingswaffen aus Plastik ohne eine Funktion eingesetzt werden. Es können auch echte Waffen verwendet werden, welche Platzpatronen verschießen.
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Der Abschluss bzw. die Schussauslösung werden mittels eines an der Waffe angebrachten Mikrophons ermittelt, welches den Knall der Platzpatrone als Signal identifiziert und an das System zusammen mit einer Identifikation des Schützen übertragen. Bei der Verwendung von Plastikwaffen ohne Funktion erfolgt die Schussauslösung bzw. die Detektion mittels Drucksensor am Abzug (vor dem Abzug oder hinter dem Abzug).
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Vorzugsweise weist die Waffe und/oder der Trainierende einen Positionssensor auf, welcher die Ausrichtung der Waffe und des Schützen berechnet und übermittelt. Das System führt die beiden Datensätze zusammen und zeigt die Treffer auf der Anzeigevorrichtung des Trainierenden an. Optional wird der Treffer zusätzlich auf einem Monitor für den Instruktor angezeigt. Alternativ kann auch ein optionaler Laser an die Waffe montiert und die Treffererkennung mit Kamera sichergestellt werden.
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Auch bei dieser Ausführungsform ist es möglich einen Sicherheitsbereich zu definieren, wobei das Training unterbrochen wird, wenn der Schütze den Sicherheitsbereich verlässt oder die Waffe auf Ziele außerhalb des Sicherheitsbereiches richtet. Damit ist sichergestellt, dass dieselben Übungen zuerst mit Trainingswaffen und anschließend mit den echten Waffen im scharfen Schuss durchgeführt werden können.
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Training mit Verwendung von Farbmarkiermunition
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Die verwendeten Waffen sind spezielle Trainingswaffen, welche Farbprojektile verschießen. Beim Aufprall auf eine harte Fläche platzen die Geschosse auf und hinterlassen einen Farbpunkt.
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Die Treffererkennung erfolgt entweder mittels dem Lasernetz, bei welchem mindestens ein oder zwei hintereinander angeordnete Lasersignale projiziert werden, welche das Geschoss der Farbmarkierungsmunition detektieren und die Schussbahn, sowie die Trefferposition berechnen. Oder die Waffe und/oder der Trainierende weisen einen Positionssensor auf, welcher die Lagedaten der Waffe und des Schützen berechnet und übermittelt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Trainingsvorrichtung aus den folgenden Komponenten:
- • Rechnereinheit, welche Positionsdaten von Sensoren mit den digitalen Daten der Zieldarstellung abgleicht, berechnet und visuell darstellt.
Die Verknüpfung von verschiedenen Hardwarekomponenten und die Einbindung von AR-Brillen in die Schießsimulation bzw. in das Schiesstraining in Verbindung mit Positionssensoren, die digitale Darstellung von Zielen (Fotos, Videos, Live Stream, Interaktive Ziele, abstrakte Ziele (Kreise, Dreiecke, etc.).
- • Anzeigevorrichtung, wie z. B. eine AR Brille
- • Positionssensoren
- • Automatische Zielbild-Darstellung mittels Sensoren
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Trainingsvorrichtung für ein Training auf einem Schiessparcours (sogenannte CQB Trainingsanlagen), in Gebäuden oder im Gelände bei dynamischen Trainings eingesetzt. Dabei können mittels Sensoren (Lichtschranken, Wärmebild, Druckplatten) automatische Zieldarstellungen auf der Anzeigevorrichtung ausgelöst werden. Betritt beispielsweise ein Trainierender einen Raum, wird ihm automatisch ein Zielbild auf die Anzeigevorrichtung übermittelt. Die Übermittelung erfolgt automatisch über ein Funknetz oder Bluetooth bei Aktivierung des Sensors (beispielsweise durchschreiten der Lichtschranke). Diese Sensoren sind kabellos mit dem System verbunden. Zusätzlich können Ziele oder Objekte ohne Sensoren aufgrund der Positionsidentifikation des Trainierenden eingeblendet werden.
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Die Sensoren können stationär in Trainingszentren verbaut werden oder mobil für temporäre Einrichtungen eingesetzt werden und sind mittels Funkverbindung oder Kabel mit dem Steuerungssystem verbunden.
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Neben der Trainingsvorrichtung wird ein weiterer Schutz für ein Verfahren zum Betrieb der Trainingsvorrichtung beansprucht. Das Verfahren umfasst die folgenden Verfahrensschritte:
- • Abschuss mindestens eines Geschosses (7) aus einer Waffe (3), welche als Schusswaffe ausgebildet ist;
- • Erfassung des fliegenden Geschosses (7) durch mindestens einen Laser (9, 11)
- • Auswertung der Ballistik (8) des Geschosses (7)
- • Auswertung ob ein Treffer des Geschosses (7) in dem virtuellen Ziel (13) erfolgt ist;
- • Darstellung des Treffers in der Anzeigevorrichtung (6).
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Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
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Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
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Es zeigen:
- 1: schematische Darstellung eines trainierenden Benutzers in einem Trainingsraum
- 2: schematische Darstellung eines Benutzers mit einer Anzeigevorrichtung
- 3: Darstellung einer Brille mit Anzeigevorrichtung
- 4: schematische Draufsicht auf einen Trainingsraum mit AR-Zielen
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Mit der 1 wird die Trainingsvorrichtung 1 mit einem Benutzer 2 gezeigt. Der Benutzer 2 befindet sich in einem Trainingsraum 19 mit einer Decke 16 und einem Boden 15.
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Der Benutzer 2 trägt eine Waffe 3, welche als Schusswaffe ausgebildet ist und scharfe Geschosse 7 abschießt. Auf dem Kopf trägt der Benutzer 2 einen Helm 4, welcher eine Anzeigevorrichtung 5 aufweist. Bei der Anzeigevorrichtung 5 handelt es sich um eine Augmented Reality (AR) -Vorrichtung oder Brille, welche als Head-Up-Display 6 ausgebildet ist. Die Anzeigevorrichtung 5 bzw. der Head-Up-Display ist im Bereich des Sichtfeldes 17 des Benutzers an dem Helm 4 angeordnet. Dies bedeutet, dass der Benutzer 2 durch die Anzeigevorrichtung 5 durchschaut. Der Benutzer sieht dadurch nicht nur die reale Umwelt, sondern es werden dem Benutzer 2 zusätzlich virtuelle Bilder mit der Augmented Reality (AR) -Vorrichtung in des Sichtfeld 17 eingeblendet.
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Gemäß der 1 wird dem Benutzer 2 in sein Sichtfeld 17 von der Augmented Reality (AR) -Vorrichtung das visuelle Ziel 13 (strichlierte Darstellung) eingeblendet, welches als Zielscheibe 23 ausgebildet ist. Der Benutzer 2 nimmt somit innerhalb seiner Sichtfeldes 17 nicht nur den realen Trainingsraum 19, die reale Waffe 3, seine reale Hand und Ausrüstung usw. wahr, sondern auch das visuell dargestellte Ziel 13, welches als Zielscheibe 23 ausgebildet ist.
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Mit der realen Waffe 3 gibt der Benutzer 2 einen Schuss oder mehrere Schüsse ab, wodurch ein Geschoss 7 entlang der Schussbahn, d.h. der Ballistik 8 fliegt und von dem Kugelfang 14 aufgefangen wird.
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Ein erster Laser 9, welcher vor, hinter oder auf Höhe des Kugelfangs16 im Trainingsraums 19 angeordnet ist, projektziert ein erstes Lasersignal 10. Ein zweiter Laser 11 ist hinter dem ersten Laser 15 des Trainingsraums 19 angeordnet und projektziert ein zweites Lasersignal 12. Die beiden Laser 9, 10 sind nacheinander, beabstandet voneinander angeordnet.
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Alternativ wird ein Lasernetzt aus mehreren Lasern und Sensoren gebildet, welches im Bereich des Kugelfangs angeordnet ist.
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Das abgeschossene Geschoss 7 fliegt entlang der Schussbahn durch das erste Lasersignal 10 und danach durch das zweite Lasersignal 12 und wird dadurch von beiden Lasern 9, 11 erfasst. Durch das hintereinander Anordnen von zwei Lasern 9, 11 kann nun die Ballistik 8 des Geschosses 7 festgestellt werden. Anhand dieser Daten ist es nun möglich einen Treffer auf dem virtuellen Ziel 13 zu bestimmen. Dies bedeutet, es wird ein Treffer eines realen Geschosses 7 in einem virtuellen Ziel 13, d.h. auf der Zielscheibe 23 bestimmt.
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Sowohl die Ballistik 8 des Geschosses 7, als auch die Daten der Augmented Reality (AR) -Vorrichtung werden von einer Rechnereinheit erfasst, ausgewertet und auf der Anzeigevorrichtung 5 des Benutzers 2 dargestellt. Es ist ferner möglich, dass die dargestellten Daten ferner auf einem externen Monitor angezeigt werden, so dass Externe bzw. Dritte die Möglichkeit haben, das Schiesstraining mitzuverfolgen.
Die Anzeigevorrichtung 5 stellt das zu treffende Ziel 13 virtuell dar, wobei bei einer Schussauslösung aus der Waffe 3 die aktuelle Position des virtuellen Ziels 13 festgehalten wird. Es folgen dann die Daten der Ballistik 8 des Geschosses 7. Die Position des virtuellen Ziels 13 wird dann mit der Ballistik 8 ausgewertet und das Ergebnis (=Treffer) auf der Anzeigevorrichtung 5 dargestellt.
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Mit der 2 wird der Benutzer 2 mit einem Helm 4 gezeigt. In dem Sichtfeld 17 des Benutzers 2 befindet sich die Anzeigevorrichtung 5, welche als Augmented Reality (AR) -Vorrichtung ausgebildet ist. Gemäß der 2 ist die Anzeigevorrichtung 5 in Form eines Head-Up-Display 6 ausgebildet. Die Anzeigevorrichtung 5 kann ferner auch als Brille 18 oder nur als Display ausgebildet sein, welches mit einer lösbaren Befestigung an dem Benutzer 2 angeordnet ist.
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3 zeigt die Anzeigevorrichtung 5, welche als Augmented Reality (AR) -Brille ausgebildet ist. Die Brille 18 besteht aus einem gebogenen oder geraden Rahmenelement, wobei im Sichtfeld 17 des Benutzers 2 jeweils ein Display 5 angeordnet ist. Im Sichtfeld 17 des Benutzers 2 können ganzflächige oder einzelne, punktuelle Einspielungen vorgenommen werden.
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Mit der 4 wird beispielhaft der Ablauf eines Trainings mit der Trainingsvorrichtung 1 gezeigt. Das Training mit der Trainingsvorrichtung 1 findet in einem Trainingsraum 19 statt, welcher durch mehrere Wände unterteilt ist. Der Benutzer 2 trägt während des Trainings im Bereich seines Sehfeldes 17 eine Anzeigevorrichtung 5, mit welcher ihm mit der Augmented Reality (AR)- Vorrichtung virtuelle Ziele 13 eingeblendet werden. Entscheidend ist, dass der Benutzer 2 während des Trainings alle realen Gegenstände, wie z.B. Wände, Türen, Decken, Böden, Möbel, seine Waffe, seine Hände oder seine Füße und seine Ausrüstung durch die Anzeigevorrichtung 5 sehen kann.
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Der Benutzer 2 betritt durch den Eingang 20 den Trainingsraum 19 und läuft durch das Sensorfeld 22a, welches von zwei Sensoren 21a erzeugt wird. Das Durchlaufen des Sensorfeldes 22 wird von den Sensoren 21 erfasst und über Funk der Recheneinheit 25 mitgeteilt. Die Recheneinheit 25 sendet nun Daten an die Anzeigevorrichtung 5 des Benutzers 2. Bei den Daten handelt es sich um die Darstellung eines virtuellen Ziels 13a, welches gemäß der 4 als menschlicher Gegner 24a dargestellt wird. Die Rechnereinheit 25 kann ferner festlegen, wann und wo der Gegner 24a in der Anzeigevorrichtung 5 des Benutzers 2 dargestellt werden soll.
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Um den Gegner 24a zu eliminieren, muss nun der Benutzer 2 einen scharfen Schuss mit seiner Waffe 4 in Richtung des virtuellen Ziels 13a abgegeben. Das abgeschossene Geschoss 7 wird nun von den beiden Lasern 9, 11 erfasst und die Daten an die Recheneinheit 25 gesendet. Das Geschoss 7 wird von einem nichtdargestellten Kugelfang aufgefangen. Die Recheneinheit 25 berechnet die Ballistik 8 des Geschosses 7 und kann dadurch feststellen, ob der Benutzer 2 den virtuellen Gegner 24a getroffen hat oder nicht. Das Ergebnis des Schusses (Treffer) wird dem Benutzer 2 auf seiner Anzeigevorrichtung 5 angezeigt.
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Der Benutzer 2 läuft nun weitere innerhalb des Trainingsraums 19 und durchquert ein weiteres Sensorfeld 22b, welches von den Sensoren 21b ausgesendet wird. Die Sensoren 21b teilen dies wieder der Rechnereinheit 25 mit, welche ein weiteres virtuelles Ziel 13b an die Anzeigevorrichtung 5 des Benutzers 2 sendet. Die Rechnereinheit 25 gibt ferner wieder an, wann und wo das virtuelle Ziel 13b in Form eines weiteren personellen Gegners 24b dem Benutzer 2 dargestellt wird.
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Sobald der Benutzer 2 den virtuellen Gegner 24 sieht, wird in dessen Richtung wieder ein Schuss mit der Waffe 3 abgefeuert. Das Geschoss 7 wird von den Lasern 9, 11 detektiert und die Daten an die Rechnereinheit 25 gesendet. Die Rechnereinheit 25 ermittelt nun wieder die Ballistik 8 des Geschosses 7 und berechnet, ob der Benutzer 2 das virtuelle Ziel 13b getroffen hat oder nicht. Im Anschluss daran wird das Ergebnis dem Benutzer 2 auf dessen Anzeigevorrichtung 5 angezeigt.
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Bezugszeichenliste
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- 1.
- Trainingsvorrichtung
- 2.
- Benutzer
- 3.
- Waffe
- 4.
- Helm
- 5.
- Anzeigevorrichtung
- 6.
- Head-Up-Display
- 7.
- Geschoss
- 8.
- Ballistik
- 9.
- Laser (Nr. 1)
- 10.
- Lasersignal von 9
- 11.
- Laser (Nr.2)
- 12.
- Lasersignal von 11
- 13.
- Ziel
- 14.
- Kugelfang
- 15.
- Boden
- 16.
- Decke
- 17.
- Sichtfeld
- 18.
- Brille
- 19.
- Trainingsraum
- 20.
- Eingang
- 21.
- Sensor
- 22.
- Sensorfeld
- 23.
- Zielscheibe
- 24.
- Gegner
- 25.
- Rechnereinheit
- 26.
- Kontrolleinheit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2007/0045339 A1 [0004]
- DE 102016104186 A1 [0008]
- WO 2010/075481 A1 [0009]
