DE3521078A1 - Vorrichtung zur zieluebung mit waffen - Google Patents

Description

Patentanwälte Dr..rer. nat. Thomas Bependt

Dp.-Ing. Hans Leyh Innere Wiener Str. 20 - D 8000 Minchen 80

A 14 Lh/nc

Ferranti plc
Bridge House, Park Road Gatley, Cheadle,
Cheshire, England

Vorrichtung zur Zielübung mit Waffen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zielübung mit Waffen, d. h. eine Vorrichtung, um das Anvisieren eines Zieles mit Waffen zu trainieren. Sie betrifft insbesondere eine Vorrichtung für eine Waffe des Typs, die ein Projektil auf ein Ziel in einer im wesentlichen geradlinigen Bahn abfeuert, z. B. eine handbetätigte Feuerwaffe.

Das Ziel wird dargestellt durch ein Bild auf dem Schirm eines Displaygerätes, z. B. einer Kathodenstrahlröhre oder dgl., so daß die Waffe nicht wirklich ein Projektil abfeuern kann, trotzdem aber eine wirkliche Waffe sein kann, die geeignet modifiziert ist, oder es kann sich auch um eine simulierte Waffe handeln.

Es bekannt, optische Vorrichtungen zur Zielanvisierung für Handfeuerwaffen, wie z. B. Gewehre oder Pistolen zu verwenden, die auf der Aussendung und dem Empfang optischer Strahlung, gewöhnlich sichtbares Licht, zwischen einer simulierten Waffe und einem Ziel beruhen.

Diese können weiter unterteilt werden in solche, in denen die Waffe eine Lichtquelle enthält, z. B. ein Laser, der durch Abfeuern der Waffe getriggert wird, um einen Lichtimpuls auf einen Detektor auszusenden, der in einem bekannten Zusammenhang mit einem Ziel steht, ferner in solche, in denen der Lichtsender und Empfänger beim Ziel angeordnet sind und die Waffe einen Reflektor hat, welcher den Strahl längs der wirklichen Bahn reflektiert, wenn die Waffe richtig ausgerichtet ist, einschließlich solchen, bei denen das Ziel oder Target eine Lichtquelle enthält und die Waffe einen Detektor für dieses Licht besitzt.

Die Erfindung betrifft eine optische Vorrichtung dieser letzten Kategorie.

Eine derartige Vorrichtung ist in dem US-Patent 4 395 beschrieben in Form eines Fernsehspieles, in welchem ein simuliertes Gewehr einen Photodetektor enthält, der koaxial mit der Bohrungsachse des Laufes ausgerichtet ist. Wird das Gewehr auf einen Fernsehschirm gerichtet, auf welchem das Bild eines Zieles normalerweise durch Rasterabtastung dargestellt ist, so wird bei Betätigung des Abzuges des Gewehres der Fernsehraster momentan aufgehellt, was zu einem Aufblitzen des aufgehellten Schirmes führt. Dieses ist sichtbar für die Bedienungsperson als ein kontinuierliches Aufleuchten des Schirmes und für den Photodetektor als eine Reihe von Impulsen, die den einzelnen Rasterzellen entsprechen.

Das Blickfeld des Detektors umfaßt mehrere solche Rasterzeilen, und aus dem Zusammenhang zwischen den das Raster erzeugenden Signalen und den Zeiten des Auftretens der gemessenen Impulse kann die Position des Zentrums des Blickfeldes, die dem Ort entspricht, auf den das Gewehr gerichtet ist, ermittelt werden.

Die Genauigkeit, mit welcher die Position bestimmt werden kann, reicht für ein Spiel aus, nicht jedoch für das ernsthafte Training eines Schützen an einer Waffe. Auch ist die Abdeckung des Zieles, die verursacht wird durch die Notwendigkeit, den gesamten Rasterbereich aufzuhellen, unrealistisch und ablenkend für den übenden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für eine Waffe, die ein Projektil abfeuert, eine optische Vorrichtung zum üben des Zielens zu schaffen, die genauer ist als bisherige Vorrichtungen und damit deren Nachteile vermeidet.

Nach der Erfindung ist hierzu eine optische Vorrichtung vorgesehen, die folgende Einrichtungen umfaßt:

ΛΛ

ein Displaygerät mit einem Schirm zur Darstellung des Bildes eines Zieles,

eine Waffe, die auf den Schirm gerichtet werden kann, mit einem Zielgerät, das eine Sichtlinienachse definiert, die sich zum Schirm erstreckt und diesen schneidet, um einen Zielpunkt zu definieren, einen Photodetektor mit einem Blickfeld, zentriert um eine Detektorachse, die sich zum Schirm erstreckt und diesen in einem Detektorpunkt schneidet, derart, daß der Detektorpunkt zum Zielpunkt in einem bekannten Zusammenhang versetzt ist, und einem Schalter, der operativ mit dem Abzug der Waffe verbunden ist;

ferner mit einer Steuerschaltung, die auf die Betätigung des Schalters durch Betätigung des Abzuges anspricht, um das Displaygerät zu veranlassen, auf dem Schirm durch Aussendung einer optischen Strahlung von einer Vielzahl von Orten in Form eines Rasters aus Zeilen aus sukzessiv beleuchteten Displayelementstellen, einen Markierungsbereich zu definieren, der kleiner ist als der Schirm, jedoch größer als das Blickfeld des Photodetektors, und der zu dem Bild des Zieles oder Targets durch diesen bekannten Zusammenhang versetzt ist,

ferner mit einem Prozessor, der auf die Feststellung der optischen Strahlung aus dem Markierungsbereich des Schirmes durch den Photodetektor anspricht, um die Position des Detektorpunktes bezüglich dem Raster und damit die Position des Zielpunktes bezüglich der Position der Abbildung des Targets zu bestimmen.

Außer dem Trainieren, eine Waffe korrekt zu richten oder ein Ziel anzuvisieren, ist es ferner erwünscht, daß die Waffe richtig gehalten wird, insbesondere eine korrekte Ausrichtung der Waffe um ihre Bohrungsachse, um Visier-Fehlerquellen zu identifizieren, wozu die Vorrichtung Orientierungseinrichtungen umfassen kann zur Bestimmung der Orientierung oder Ausrichtung der Waffe um die Bohrungsachse.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 zeigt hierin eine schematische Ansicht einer optischen Vorrichtung nach der Erfindung, wobei eine Waffe in Form eines simulierten Gewehres dargestellt ist, ferner eine Photodetektorschaltung und ein Fernsehschirm einer Kathodenstrahlröhre zur Darstellung einer Abbildung eines Targets oder Zieles.

Fig. 2(a) zeigt eine Seitenansicht von Fig. 1 längs der Bohrungsachse, wobei der Zusammenhang zwischen Abständen und Achsen der Vorrichtung dargestellt ist.

Fig. 2(b) zeigt einen Schnitt durch den Photodetektor nach Fig. 2(a),

Fig. 3 zeigt schematisch einen Teil des Schirmes der Kathodenstrahlröhre, wobei die Bildung einer Abbildung auf dem Schirm dargestellt ist sowie der Zusammenhang zwischen dieser und einem rautenförmigen Blickfeld des Photodetektors und einem dadurch definierten Detektor.

Fig. 4(a) zeigt schematisch den Bereich des Bildschirmes in der Nähe eines kreisförmigen Blickfeldes des Photodetektors, zur Darstellung einer Methode einer genauen Bestimmung des Detektorpunktes längs einer Achse des Rasters.

Fig. 4(b) zeigt eine Methode zur genauen Bestimmung des Detektorpunktes des Blickfeldes nach Fig. 4(a) längs der anderen Achse des Rasters.

Fig. 5Ca) zeigt im Schnitt einen Teil eines Gewehrlaufes, der eine modifizierte Form eines Photodetektors aufweist, einschließlich einer weiteren Detektorachse, wodurch die Ausrichtung des Gewehres und der Abstand vom Schirm überwacht werden kann.

Fig. 5(b) zeigt schematisch den Bildschirm in einem

Bereich der Blickfelder beider Detektorachsen zur Darstellung der Bestimmung der Ausrichtung des Gewehres.

Fig. 1 zeigt eine optische Vorrichtung 10 zum Trainieren des Zieles auf bzw. Anvisierens von Zielen mit einem Displaygerät 11 mit einer Kathodenstrahlröhre mit einem Schirm 12, auf welchem eine Abbildung 13 eines Zieles auf einem dunklen grauen Hintergrund dargestellt ist mittels eines abgetasteten Rasters von im wesentlichen parallelen horizontalen Linien 14 in der Art eines üblichen Fernseh-Display-Formates. Das Rasterbild kann aus einem einzelnen oder mehreren Feldern bestehen, aus Gründen der Einfachheit wurde jedoch angenommen, daß ein abgetastetes Feld ein Bild darstellt.

Das Displaygerät umfaßt einen Display-Prozessor 15, der die übliche Schaltung hat zur Erzeugung von Zeilenimpul-

sen (horizontal) und Feldimpulsen (vertikal) zur Steuerung der Abtastung durch den Elektronenstrahl in der Kathodenstrahlröhre und damit des auf dem Schirm gebildeten Lichtpunktes, in Form eines Rasters, sowie die Modulation der Signale für den abtastenden Elektronenstrahl, um die Intensität des Lichtpunktes zu variieren und die Abbildung zu erzeugen. Solche Synchronisierungsimpulse können auch als Rastersteuersignale bezeichnet werden. Die Videosignale, die die Abbildung darstellen, können ruhende oder bewegte Bilder bilden, die durch eine Kameraeinrichtung 15' oder elektronisch durch einen Generator 15" erzeugt werden, und sie können direkt erzeugt und dargestellt werden oder gespeichert und aus externen Speichern 15" oder von nicht gezeigten Speichern im Display-Prozessor 15 ausgelesen werden.

Der Display-Prozessor liefert ferner Timing-Signale, die den Zeilen und Feldimpulsen sowie der Position innerhalb des Feldes einer Ziel-Abbildung zugeordnet sind, über Leitungen 17 an eine Prozessorschaltung 16.

Die Waffe 18, an welcher die Zielübungen ausgeführt werden, kann ein simuliertes Gewehr sein. Das Gewehr ist zweckmäßigerweise eine richtige Waffe, um dem übenden ein realistisches Gefühl zu geben, es ist jedoch modifiziert, so daß es ein Projektil nicht abfeuern kann. Der Gewehrlauf 19 hat eine Bohrungsachse 2Q. Benachbart zur Mündung des Laufes ist ein Photodetektor 21 montiert, der ein mit dem Lauf ausgerichtetes Gehäuse 22 aufweist und in welchem optische und optoelektronische Elemente eingebaut sind, die ein Blickfeld oder Sichtfeld haben, das zentrisch um eine Detektorachse 23 liegt, die parallel zur Bohrungsachse 20 verläuft.

Das Gewehr hat ein konventionelles Visiergerät oder Zielgerät 24 mit einer Visierlinienachse 25, die parallel

zu der Bohrungsachse und der Detektorachse verläuft und in derselben vertikalen Ebene wie diese liegt ,werrn das Gewehr richtig um die Bohrungsachse ausgerichtet ist.

Das Gewehr ist ferner insofern modifiziert, als der Abzug 26 einen Schalter 27 betätigt und ein Signal über eine Leitung 27' an eine Steuereinheit 28 gibt, das die Betätigung des Abzuges anzeigt.

Die Steuereinrichtung gibt in Response auf dieses Triggersignal Signale an den Display-Prozessor 15 und verursacht ein zeitweiliges Aufhellen eines vorgegebenen kleinen Abschnittes 29 des Fernseh-Rasters, der zu Ziel-Abbildung 13 versetzt ist und einen Markierungsbereich darstellt.

Der Photodetektor 21 spricht auf optische Strahlung von dieser hell erleuchteten Markierungsregion an und liefert Detektorsignale über eine Leitung an den Prozessor

Die positioneile Zuordnung zwischen dem Schirm der Röhre und der Waffe, zwischen der Visierlinie und der Detektorachse und zwischen der Ziel-Abbildung und der Markierungsregion wird zusammen mit der Arbeitsweise anhand der Fig. 2 und 3 beschrieben.

Fig. 2(a) zeigt das Gewehr 18, gehalten von einem übenden 31, wobei die Bohrungsachse 20 im wesentlichen horizontal liegt und das Gewehr korrekt um diese Achse ausgerichtet ist, wobei die Visierlinie 25 vertikal über der ersten liegt. Das Zielgerät 24 wird eingestellt, wobei die Bohrungsachse und die Visierlinie parallel liegen, um auf ein Ziel zu schießen, das eine Entfernung von einigen hundert Metern hat. Ein Ziel in einer solchen Entfernung kann dargestellt werden z. B. durch eine kriechende Figur mit einer Höhe von etwa einem Meter.

4b

-JBr-

Tatsächlich ist das Gewehr in einer Arbeitsposition angeordnet, die etwa einen Meter vom Schirm 12 des Displaygerätes entfernt, und die Ziel-Abbildung 13 auf dem Schirm hat eine Größenordnung von einem Zentimeter Höhe, wodurch dem übenden Schützen eine geeignete maßstabsgerechte Darstellung gegeben wird.

Bei dieser Anordnung sind in der Arbeitsdistanz der Waffe von dem Schirm die Visierlinie 25 und die Detektorachse 23 vertikal übereinander angeordnet, wobei der Schnittpunkt zwischen der Visierlinie 25 und dem Schirm einen Zielpunkt 33 und der Schnitt der Detektorachse 23 mit dem Schirm einen Detektorpunkt 34 definiert.

Fig. 3 zeigt vergrößert einen Teil des Schirmes mit dem Rastermuster, von welchem die Abbildung 13 und der Markierungsbereich 29 abgeleitet werden, wobei der Zielpunkt 33 und der Detektorpunkt 34 dargestellt sind.

Fig. 2(b) zeigt einen Schnitt durch den Photodetektor Das Gehäuse 22 ist zylindrisch, und es enthält eine Fokussierungs-Linse 35 und eine Blende 36, die eine kleine Öffnung 37 hat, und benachbart zu dieser ist ein Halbleiter-Photodetektor 38 angeordnet. Der Letztere erzeugt ein elektrisches Ausgangssignal, dessen Stärke der Beleuchtungsstärke entspricht und das an einen Signalverstärker 38' gelegt wird. Die Öffnung 37 hat Rautenform mit einer Seitenlänge von etwa 0,2 mm, wobei die Brennweite der Linse und das Verhältnis des Abstandes von Öffnung-Linse zu dem Abstand von Linse-Schirm so gewählt sind, daß die Öffnung ein entsprechend geformtes Sichtfeld 39 auf dem Schirm bildet, kleiner als 0,5 cm in Querrichtung, das mehrere Rasterzeilen umfaßt.

Aus Fig. 3 ergibt sich, daß, wenn ein aufgehelltes Raster erzeugt wird auf dem Bereich des Schirmes, der das Sicht-

feld 39 schneidet, der Photodetektor eine Reihe von Lichtimpulsen empfängt, entsprechend der Abtastung von sukzessiven Zeilen des Rasters. Diese Lichtimpulse differieren in Amplitude und Stärke als Funktion der einen Länge oder des einen Abschnittes, der das Sichtfeld kreuzt. Der Photodetektor erzeugt von jedem einen Detektor-Impuls, der auch charakteristisch ist für die Zeilenlänge oder den Zeilenabschnitt, der das Sichtfeld kreuzt bzw. schneidet, wodurch der Prozessor 16 in die Lage versetzt wird, aus der entsprechenden Folge von Detektor-Impulsen den Detektorpunkt 34 zu bestimmen, ausgedrückt in den Raster-Parametern, d. h. Zeilenzahl und Position längs der Zeile (Lage des Display-Elementes).

Der Photodetektor 38 gibt die durch das Licht induzierten Signale an einen Verstärker 38', der eine relativ langsame Anstiegszeit hat, in Response auf die Eingangssignale, wobei diese Anstiegszeit so gewählt wird, daß sie nicht kleiner ist als die Maximalzeit in jeder abgetasteten Zeile des Markierungsbereiches, in welcher optische Strahlung vom Photodetektor empfangen werden kann, um Detektorsignale für jede Zeile zu erzeugen, die einen Spitzenwert erreichen, nachdem der Abtastpunkt das Blickfeld überkreuzt hat.

Es wurde gefunden, daß das impulsartige Detektorsignal, das durch eine solche Photodetektoranordnung erzeugt wird, einen Spitzenwert oder eine Amplitude hat, bezogen auf die Länge der Zeile, deren Abschnitt das Sichtfeld schneidet, wobei der Spitzenwert um eine konstante Zeitspanne auftritt, nachdem der Abtastpunkt den Mittelpunkt des Zeilenabschnittes überkreuzt hat.

So ist es möglich, durch das Auftreten jeder Detektorsignalspitze für jede Zeile den Mittelpunkt des Schnittes dieser Zeile mit dem Sichtfeld zu bestimmten, ausgedrückt

in der Zeilenabtastzeit oder der Lage des Display-Elementes der Zeile (line display element location) sowie durch Bestimmung, welches Detektorsignal den höchsten Spitzenwert hat, um den längsten Rasterzeilenabschnitt zu bestimmen und damit den Mittelpunkt des Sichtfeldes, d. h. den Detektorpunkt 34.

Die Detektorsignale werden an den Prozessor 16 gelegt, in welchem das Auftreten von absoluten oder relativen Spitzenwerten bestimmt wird und die Zeilensignale und die Feldsignale, die über die Leitungen 17 empfangen werden, mittels bekannter Signalverarbeitungstechniken verarbeitet werden, um die Zeilenzahl und die Zeilenposition des Detektorpunktes zu bestimmen.

Die Vorrichtung wird zunächst geeicht, wobei das Gewehr in der Arbeitsposition so gehalten wird, daß eine Position des Zielpunktes auf dem Schirm durch optische Methoden bestimmt wird.

Der Schirm wird über den gesamten Rasterbereich aufgehellt, und die Schirmposition des Detektorpunktes wird bestimmt durch die Prozessorschaltung unter Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens, wobei die Prozessorschaltung auch den Versatz zwischen dem Detektorpunkt und dem Zielpunkt bestimmt, ausgedrückt durch die Abstände oder Versetzungen der Rasterzeile und der Feldabtastung. Dieser gemessene Abstand wird dann ein bekannter Abstand für den nachfolgenden Betrieb der Vorrichtung mit der im wesentlichen in Betriebsposition angeordneten Waffe. Bei dem vertikalen Abstand zwischen der Visierlinie und der Detektorachse, wie beschrieben, ist der bekannte Abstand zwischen dem Zielpunkt und dem Detektorpunkt ein vertikaler Abstand.

Nach dieser Eichung kann eine Abbildung 13 irgendwo in einem größeren Teil des abgetasteten Bereiches gebildet werden, und die vorgegebene Markierungsregion 29, die nur das für den Zielpunkt zulässige Toleranzmaß größer sein muß als das Sichtfeld, wird erzeugt durch zeitweiliges Aufhellen dieses bekannten Abstandes unter ihr.

Der Abstand oder die Versetzung des Markierungsbereiches von der Abbildung 13 braucht nur angenähert zu sein, abhängig von seinen Dimensionen, vorzugsweise wird er aber so angeordnet, daß sein Zentrum diesen bekannten Abstand von einem nominalen Zielpunkt hat.

Im Betrieb wird der Schirm durch den Elektronenstrahl abgetastet in dem Muster des Rasters 14, wobei der Elektronenstrahl und der von ihm erzeugte Punkt hinsichtlich der Intensität gedrückt oder gedämpft werden, um einen gleichmäßigen Graubereich zu erzeugen, oder er wird völlig ausgetastet, um einen nicht beleuchteten oder schwarzen Bereich zu schaffen. Die Ziel-Abbildung 13 wird dargestellt durch Aufhellen des normalerweise unterdrückten Abtastpunktes durch die Videosignale, die die Abbildung darstellen, wobei die Positionen der Darstellung von geeigneten Ziel-Merkmalen an den Prozessor 16 gegeben und gespeichert werden als Punktion ihrer Lage im Raster, d. h. der Zeilenzahl um der Abtastposition auf der Zeile.

Wenn der übende die Waffe auf die Ziel-Abbildung gerichtet hat und den Abzug betätigt, wird der vorgegebene Bereich 29 des Rasters, der den Markierungsbereich bildet, temporär aufgehellt unterhalb der Abbildung in dem bekannten Abstand, der durch die Eichung bestimmt wurde.

Da sich das Sichtfeld 39 über eine Mehrzahl von Rasterzeilen erstreckt, empfängt der Photodetektor eine Folge

von optischen Impulsen aufgrund der Abtastung jeder Zeile, und er erzeugt für jeden Impuls ein Detektorsignal, das an die Prozessorschaltung gelegt wird.

Die Prozessorschaltung 16 verarbeitet die Signale wie oben für die Eichung beschrieben und bestimmt aus dem Signal mit der größten Amplitude dessen Zeilenposition und die Zeilenzahl, auf der es auftritt. Der dadurch definierte Detektorpunkt wird bezogen auf seinen bekannten Abstand von Zielpunkt, um entsprechende Rasterkoordinaten für den wirklichen Zielpunkt einzurichten.

Es kann dem übenden einfach gezeigt werden in Form einer Markierung, die der Abbildung überlagert ist, oder in Form eines Treffers, der auf seinen Abstand von einem beabsichtigten Zielpunkt bezogen ist. Alternativ kann, nachdem eine vorgegebene Anzahl von Schüssen ausgeführt worden ist, eine vergrößerte Darstellung des Zieles auf dem Schirm gezeigt werden, auf welchem die positioneilen Zusammenhänge der Zielpunkte für jeden Schuß markiert sind. Die aus dem Schuß erhaltene Information, ob sie nun für den Prüfling auf dem Schirm 11 dargestellt wird oder nicht, kann natürlich auch auf anderen Displays, z. B. für einen Lehrer oder andere übende, dargestellt werden.

Obwohl bei dem zeitweiligen Aufhellen der Markierungsregion 29 ein heller Lichtblitz entsteht, erkennt man aus Fig. 3, daß diese klein ist im Vergleich mit dem Rasterbereich, und sie ist in der Praxis gegen den übenden durch die Waffe abgedeckt und praktisch nicht zu sehen.

Die oben beschriebene Methode zur Bestimmung des Detektorpunktes durch Feststellung der Zeilenposition des Mittelpunktes des Schnittes jeder Rasterzeile mit dem

Sichtfeld ist vorteilhafter als die Bestimmung der Mitte eines Sichtfeldes auf der Basis anderer Kriterien, z. B. der Messung der Ränder des Sichtfeldes. Die Genauigkeit der Bestimmung ist nicht beeinträchtigt durch Veränderungen der Grenzen des Sichtfeldes und entsprechenden Änderungen der Länge des Abschnittes der das Sichtfeld schneidenden oder kreuzenden Zeile, was der Fall sein kann bei Veränderungen der Dicke des Bildschirmes, Vergrößerung des Sichtfeldes durch axiale Verschiebung der Arbeitsposition und daraus folgende üngenauigkeit der Positionen der Grenzen des Sichtfeldes.

Das vorstehend beschriebene Verfahren zur Bestimmung des Detektorpunktes beruht auf der Bestimmung des Zeitpunktes des Auftretens der Spitze des einen Detektorsignales, das dem Detektorsignal mit der größten Amplitude zugeordnet ist. In der Praxis wurde festgestellt, daß bei . einem Sichtfeld, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, die schnelle Änderung der Breite jeder Seite des Zentrums es ermöglicht, den Detektorpunkt mit ausreichender Genauigkeit zu bestimmen, auch wenn die Information aus vorhergehenden Detektorsignalen unbeachtet bleibt und ausgeschieden wird zugunsten derjenigen aus einem geeigneteren Signal.

Bei einem Sichtfeld anderer Gestalt, z. B. mit Kreisform, ist die Veränderung der Zeilenlänge geringer, was zu einer gewissen Unsicherheit hinsichtlich der Identität der längsten Zeile führt. Wenn gewünscht, kann jedoch die im übrigen ausgeschiedene Information für eine genauere Bestimmung des Detektorpunktes benutzt werden.

Fig. 4(a) zeigt den Markierungsbereich 29 des Rasters mit einem kreisförmigen Sichtfeld 39; betrachtet man nun die Folge der Detektorsignale und insbesondere die Zeiten ihres Auftretens in bezug auf den Beginn jeder Zeile, so

kann es sein, daß die Spitzen in etwas unterschiedlichen Zeiten auf jeder Zeile erscheinen, wie durch die Kreuze 40 dargestellt ist, so daß das Signal 40', das der längsten Zeile (mit dem größten Durchmesser) zugeordnet ist, und die Zeilenposition des Detektorpunktes liefert, auch einem kleinen Positionsfehler ausgesetzt sein kann. Der geometrische Ort dieser Punkte, der durch die gestrichelte Linie 41 dargestellt ist, halbiert das Sichtfeld in der Feldabtastrichtung, d. h. quer zur Zeilenabtastrichtung, und durch seine Lage bezüglich des Ursprungs der Zeilenabtastung eine genauere Darstellung der Zeilenposition des Detektorpunktes 34. In der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Prozessorschaltung 16 benützt werden zum Bestimmen des Erscheinungszeitpunktes jeder Detektorsignalspitze für alle Zeilen, die das Sichtfeld kreuzen und durch einfache Durchschnittsbildung oder andere Korrelation kann eine sehr gute Bestimmung des Erscheinungs-Zeitpunktes (Lage des Display-Elementes) der Halbierenden 41 und damit des Detektorpunktes erreicht werden.

Das Verfahren kann in gleicher Weise ausgeführt werden mit dem oben beschriebenen rautenförmigen Sichtfeld. Bei einer solchen Gestalt des Sichtfeldes liegt die Halbierende in einem Winkel zur Feldrichtung, aber der Durchschnittswert entspricht trotzdem dem Mittelpunkt des Sichtfeldes.

Die Grundmethode zur Bestimmung des Detektorpunktes arbeitet auf einer Zeile-um-Zeile-Basis und liefert den Detektorpunkt mit der Genauigkeit einer Rasterzeile in der Feldrichtung.

Fig. 4(b) zeigt graphisch eine Folge von Detektorsignalen 42, die durch ihre Amplituden die Längen der sukzessiven Zeilen und durch das Auftreten ihres Spitzenwertes die Zentren 47 der Rasterzeilen angeben. Aus der Fig. ergibt

sich, daß, wenn der Detektorpunkt koinzident ist mit einer abgetasteten Zeile, daß dann die Amplitude des Detektorsignales, das dieser Zeile zugeordnet ist, deutlich größer ist als die benachbarter Zeilen, während wenn er zwischen den Zeilen liegt, nur eine geringe Differenz in der Amplitude zwischen aufeinanderfolgenden Detektorsignalen vorliegen kann.

Die Positions-Genauigkeit in der Feldrichtung kann gesteigert werden, indem die Spitzenwerte (Amplituden) der Folge von Signalen zueinander in Beziehung gesetzt werden und aus der Hüllkurve 44 ihrer Amplituden die Feldposition 45 bestimmt wird, wodurch man die beste Bestimmung des Detektorpunktes mit größerer Genauigkeit erhält als mittels einer integralen Anzahl von Rasterzeilen.

Betrachtet man den Zusammenhang zwischen der Visierlinie und der Bohrungsachse, wie in Fig. 2 gezeigt, sowie dem Detektorpunkt und dem Zielpunkt, gemäß Fig. 3, so ergibt sich, daß die Möglichkeit zur Bestimmung des wirklichen Zielpunktes in bezug auf den Detektorpunkt davon abhängt, daß die bekannte Versetzung oder der bekannte Abstand aus dem Eichverfahren unverändert bleibt. Eine Veränderung kann dadurch entstehen, wenn die Waffe nicht in richtiger Ausrichtung um die Bohrungsachse des Laufes gehalten wird, so daß die Detektorachse und die Achse der Visierlinie nicht in derselben vertikalen Ebene liegen wie bei der Eichung. Eine solche Ausrichtung versetzt den Zielpunkt und den Detektorpunkt horizontal zueinander und kann dazu.führen, daß der Zielpunkt das ziel (Target) korrekt bezeichnet, der Detektorpunkt jedoch innerhalb des Markierungsbereiches 2-9 versetzt ist. Ferner kann das gesamte oder ein Teil des Sichtfeldes der Detektorschaltung aus dem Markierungsbereich 29 herausfallen, und eine Betätigung unter diesen Umständen würde bestenfalls zu einem seitlichen Fehler beim Ziel-

punkt führen und schlechtestenfalls zu einem völligen Fehlen des Ziel-Bereiches.

Um Fehler dieser Art zu vermeiden, wird zweckmäßigerweise eine Ausrichteinrichtung vorgesehen zur Bestimmung der Orientierung oder Ausrichtung der Waffe um die Bohrungsachse oder die Detektorachse. In einfachster Weise kann dies in Form eines Pendels ausgebildet sein oder eines anderen durch Schwerkraft gesteuerten Sensors, das an der Waffe angebracht ist und Signale an die Prozessorschaltung 16 liefert, die den Grad der Ausrichtung anzeigen oder die Betätigung des Schalters 27 sperren, wenn die Ausrichtung nicht korrekt ist.

Vorzugsweise ist eine solche Ausrichteinrichtung jedoch in die Photodetektorschaltung eingebaut.

Fig. 5(a) zeigt einen Teil des Gehäuses 22· der Photodetektorschaltung 21', die einen Photodetektor 46 hat, der optische Strahlung über eine Linse 47 und eine Öffnung 48 in einer Maske 49 empfängt, welche die Detektorachse 23' definieren und dem Sichtfeld 39' auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre gegenüberliegen, welches den Detektorpunkt 34' enthält.

Die Maske 49 hat eine weitere Öffnung 50, die vertikal gegenüber der Öffnung 48 versetzt ist, so daß eine vertikal versetzte weitere Detektorachse 51 definiert ist, die ein weiteres Sichtfeld 52 auf dem Schirm definiert, das zentrisch um einen weiteren Detektorpunkt 53 liegt. Ein optisches Element, wie z. B. ein Prisma 54 mit reflektierenden und halb-reflektierenden Flächen 55 und 55' ist zwischen der Maske 49 und dem Photodetektor 46 angeordnet, um Licht, das durch die Öffnungen 48 und 50 empfangen wird, auf den Photodetektor zu richten, per letztere erzeugt einen elektrischen Ausgang, der an den

Signalverstärker 56 gelegt wird, dessen Ausgang an eine Torschaltung 57 gelegt wird, die Teil der Orientierungseinrichtung ist und in der die Signale aufgeteilt werden auf zwei verschiedene Verarbeitungs-Kanäle auf einer Zeit-Multiplex-Basis, abhängig von dem Zusammenhang zwischen den Sichtfeldern und dem abgetasteten Raster unter Anwendung bekannter Techniken. Ein Kanal führt die Hauptdetektorsignale für die Prozessorschaltung 16, und der andere Kanal führt weitere Detektorsignale zum Anlegen an eine Ausrichtungs-Schaltung 58 (Fig. 1). Beispielsweise wenn die Sichtfelder in der Feldabtastrichtung versetzt sind, werden die Detektorsignale, die für einen Block von aufeinanderfolgenden Zeilen empfangen werden, an einen Kanal gelegt, und diejenigen für einen nachfolgenden Block von Zeilen werden an den anderen Kanal gelegt. Fig. 5(b) zeigt den Zusammenhang bzw. die Beziehung dieser Sichtfelder und der Detektorpunkte auf dem Bildschirm, die entstehen, wenn die Waffe falsch ausgerichtet ist.

Die Steuerschaltung 28 arbeitet in der Weise, daß, wenn der Abzug betätigt wird und ein Signal vom Schalter 27 empfangen wird, daß dann der vorgegebene Bereich 2.9' des Rasters einen Markierungsbereich darstellt, der groß genug ist, um beide Sichtfelder zu umfassen und der temporär aufgehellt wird.

Die Arbeitsweise ist praktisch gleich der oben beschriebenen insoweit als die Detektorsignale auf jedem Kanal von der Photodetektorschaltung 21" an die Prozessorschaltung 16 und weiter an die Prozessorschaltung 58 gelegt werden und die Positionen von beiden Detektorpunkten 34' und 53 werden in den Richtungen der Zeilenabtastung und der Feldabtastung bestimmt. Wenn der Abstand der Felder gleich F ist und der Abstand bzw. die Entfernung längs der Abtastung gleich L ist, dann ist der

Ausrichtungs-Winkel A der Waffe einfach durch die Prozessorschaltung berechenbar aus der Beziehung tan L/F.

Der so berechnete Winkel A kann benutzt werden zur Modifizierung des bestimmten Zielpunktes, der dem übenden unbekannt ist, indem einfach ein etwaiger offenbarer Fehler eliminiert wird, der nicht ernsthaft die Genauigkeit eines wirklichen Schusses über eine große Distanz beeinflussen würde, oder der Winkel kann einen Orientierungsfehler, der zu berichtigen ist, anzeigen. Der Grad des Orientierungsfehlers oder Ausrichtungsfehlers kann graphisch oder alphanumerisch dargestellt werden.

Soll nur ein Ausrichtungsfehler beachtet werden, aber ohne ihn zu messen, z. B. um den übenden aufmerksam zu machen oder wenn der Schuß gestrichen wird, so reicht die bloße Feststellung, daß die beiden Detektorpunkte in der Abtastrichtung versetzt sind, d. h. sie haben irgendeinen begrenzten Wert L.

Wenn die Form der Begrenzung des Sichtfeldes es zweckmäßig erscheinen läßt, kann die Bestimmung der Position in Abtastrichtung sowohl des Detektorpunktes 35' als auch des weiteren Detektorpunktes 53 erreicht werden durch Bestimmung der Abtastpositionen der Halbierenden der Sichtfelder, indem aufeinanderfolgende Detektorsignale, wie oben beschrieben, in Beziehung zueinander (correlation) gesetzt werden.

Aus der Fig. 5(b) ergibt sich, daß die vertikale Entfernung F zwischen dem Detektorpunkt 34' und dam weiteren Detektorpunkt 53 auch eine Funktion des Abstandes der Waffe von dem Bildschirm ist. Die Größe von F wurde bestimmt während des Eichvorganges, wobei die Waffe sich in optimaler oder nominaler Arbeitsposition befand. Jede nachfolgenden Änderungen der Größe von F, die nicht von

Änderungen in der Lage oder Ausrichtung der Waffe begleitet waren, können verwendet werden als Maß für eine Änderung des Abstandes der Arbeitsposition vom Schirm.

Eine solche Änderung kann zuverlässig bestimmt werden durch die Prozessorschaltung unter Anwendung bekannter trigonometrischer Beziehungen zwischen der Größe von F und dem festen Winkel zwischen den Detektorachsen 23" und 51.

Eine Änderung der Position kann benützt werden zum überwachen des Grades, um den die Sichtfelder auf dem Schirm defokussiert werden, und es kann ein Alarmsignal abgegeben werden, wenn das Ausmaß einer durch Verschiebungen oder Bewegungen induzierten Defokussierung eine Größe erreicht, bei der eine Bestimmung des Detektorpunktes ungenau wird.

Wie oben beschrieben, tritt der Spitzenwert jedes Detektorsignales zu einem festen Zeitpunkt auf, nachdem der Abtastpunkt den Mittelpunkt der Schnittlinie dieser Zeile mit dem Sichtfeld überkreuzt hat, unabhängig von der Länge des Zeilenabschnittes, und der Spitzenwert oder Amplitude des Detektorsignales stellt die Länge dieses Zeilenabschnitts dar.

Eine entsprechend konstante Beziehung existiert ferner zwischen dem aufwärtigen Gradienten des impulsartigen Detektorsignales, dem maximalen Gradienten, der den Zeilenabschnitt darstellt und dem Zeitpunkt seines Erscheinens einerseits mit dem Zeitpunkt in der Zeilenabtastung oder Zeilenposition andererseits, zu welchem der Mittelpunkt des Zeilenabschnittes erscheint. Anstelle der Spitzenwerte können die Gradienten der'" Detektorsignale verwendet werden zur Bestimmung des Detektorpunktes.

Bei der Waffe kann, wenn es sieh um eine simulierte Waffe handelt, die Photodetektorschaltung zweckmäßigerweise im Lauf eingebaut sein, und die Detektorachse liegt koaxial mit der Bohrungsachse des Laufes. Wenn gewünscht, kann die Photodetektoreinrichtung in einem separaten Gehäuse untergebracht sein, das in der Nähe der Mündung des Laufes z. B. als Verlängerung des letzteren montiert ist, so daß die Achsen ebenfalls gemeinsam sind. Diese Ausführungsform kann zusammen mit einer funktionierenden Waffe wie auch mit einer simulierten oder modifizierten Waffe verwendet werden.

Die Photodetektorschaltung kann andererseits sowohl bei einer simulierten, einer modifizierten oder einer funktionierenden Waffe längs des Laufes oder auch in anderer geeigneter Weise an der Waffe montiert sein. Zweckmäßigerweise verläuft die Detektorachse parallel zur Bohrungsachse (mit der die Visierlinie ausgerichtet ist), um eine Veränderung des Abstandes der Arbeitsposition vom Schirm zu ermöglichen auch nachdem die Eichung durchgeführt worden ist. Werden jedoch Ausrichteinrichtungen des oben beschriebenen Typs mit einer Photodetektorschaltung verwendet, so ist es infolge der Fähigkeit dieser Einrichtungen, den Abstand der Arbeitsposition vom Schirm zu messen, auch möglich, die Detektorachse und die Visierachse nicht parallel zueinander anzuordnen, wobei die bekannte Versetzung, die durch die Eichung bestimmt worden ist, eine abstandsabhängige Variable wird, die, bezogen auf einen bekannten Winkel zwischen Detektorachse und Visierachse im Betrieb, variiert mit gemessenen Änderungen des Abstandes der Arbeitsposition vom Bildschirm.

Eine solche nicht-parallele Anordnung von Detektorachse und Visierachse können entstehen, wenn das Zielgerät oder Visiergerät in der Höhe einstellbar ist, wenn z. B. ein

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Ziel anvisiert wird, das mehrere hundert Meter entfernt ist. Die Einstellposition des Zielgerätes wird überwacht, d. h. die Neigung der Visierachse bezüglich der Bohrungsachse, und der modifizierte Zielpunkt wird bestimmt mit Bezug auf den Standard-Zielpunkt, wenn die Achsen in einer festen Beziehung zueinander liegen.

Die bekannte Versetziung der Ziel-Abbildung auf dem Markierungbereich 29 ist eine Funktion der Beziehung zwischen der Visierlinie und der Detektorachse. Diese Versetzung wird vorzugsweise relativ kleingehalten, um für die Positionierung der Ziel-Abbildung eine größere Freiheit zu haben.

Die Öffnung 37 ist rautenförmig ausgebildet, wie in den Figuren dargestellt. Diese Gestalt erlaubt eine bestimmte Änderung der Zeilenlängen in allen Positionen, insbesondere angrenzend an das Zentrum, anders als bei dem kreisförmigen Feld, das anhand von Fig. 4 beschrieben wurde, in welchem die Zeilen in der Nähe des Durchmessers hinsichtlich ihrer Länge sehr nahe beieinanderliegen, und eine gewisse Unsicherheit entstehen kann bei der Bestimmung des längsten Zeilenabschnittes.

Wenn gewünscht, kann jedoch jede Gestalt für das Sichtfeld einschließlich der Kreisform verwendet werden.

Der Zusammenhang zwischen den Maßen der Öffnung oder Apertur und dem Abstand zwischen Apertur und Linse wird geeignet gewählt, damit das Sichtfeld gewünschte zweckmäßige Abmessunge hat. Anstelle eines kurzen .Abstandes und einer kleinen Öffnung, wie gezeigt, was ein kurzes Gehäuse zur Befestigung an der Waffe ermöglicht, kann ein längerer Abstand und ensprechend eine größere Öffnung benützt werden.

Die oben beschriebene Einrichtung zur Ausrichtung der Waffe umfaßt eine Photodetektorschaltung mit einem Photodetektor zum Empfang von Strahlung längs der Detektorachse und über die versetzte weitere Detektorachse. Die optischen Elemente, die das weitere Sichtfeld bilden, können wenn gewünscht ersetzt werden durch einen Photodetektor angrenzend an die Öffnung 50, so daß die Detektorsignale und die weiteren Detektorsignale von Anfang an über separate Kanäle erzeugt werden zur einfachen Weiterverarbeitung.

Um das Verhältnis von Signal/Rauschen zu verbessern, können die Signale von beiden Dektektoren betrachtet werden als definierten sie einen effektiven Bezugspunkt in der Mitte des Detektorpunktes und des weiteren Detektorpunktes, wobei die Ausrichtungseinrichtung nicht erforderlich ist, um diese Abstandsmessung vorzunehmen, wobeijedoch die Detektorachse und die weitere Detektorachse parallel liegen.

Die vorstehenden Ausführungsformen wurden anhand eines horizontal abgetasteten Rasters beschrieben, das Raster kann aber auch erzeugt werden durch vertikale Zeilenabtastung oder in einem dazwischenliegenden Winkel, wobei die Abstände zwischen dem Zielpunkt und dem Detektorpunkt bzw. zwischen dem Detektorpunkt und dem weiteren Detektorpunkt der Ausrichtungseinrichtung geeignet auf den Ursprung des benutzten Rasters bezogen werden,

Die Arbeitsweise ist nicht beschränkt auf einen konventionellen Raster, in welchem die abgetastete Fläche definiert ist durch ein Feld von parallelen Linien. Es kann auch ein Raster gebildet werden durch z. B. kreisförmige oder radiale Linien.

Jedes Sichtfeld kann ferner auch anders definiert sein als durch ein Raster, z. B. durch eine kontinuierliche spiralförmige Abtastung, wobei die beschriebenen Zeilenzahlen und die Zeilenpositionen und die Abtastpositionen entsprechend ausgetauscht und auf den Ursprung der Abtastung bezogen werden. Der Markierungsbereich ist jedoch immer noch vorhanden und erscheint als ein Raster aus sukzessive erzeugten Zeilenabschnitten der Spirale.

Der Schirm, auf dem die Ziel-Abbildung und der Markierungsbereich dargestellt werden, kann auch anders ausgebildet sein als ein direkt beobachtbarer Schirm einer Kathodenstrahlröhre, beispielsweise ein Fernsehprojektor, oder ein anderweitig abgetasteter Projektor.

Es können auch andere Formen von Displays verwendet werden, z. B. solche mit einer Matrix von adressierbaren beleuchtbaren Bildpunkten, wie die sogenannten Plasma-Display-Platten, vorausgesetzt, daß die relevanen Bildpunkte, die dem Markierungsbereich zugeordnet sind, selektiv und nacheinander beleuchtet werden können, damit die Photodetektorschaltung Detektorsignale liefern kann, die geeignete Charakteristiken haben zur Bestimmung der Zeilenlänge und des Zentrums für jede Zeile, die das Sichtfeld kreuzt oder schneidet.

Das Display kann eine Kombination aus einer optisch projizierten Abbildung des Zieles sein, das gegenüber einem Teil des Schirmes versetzt ist, auf welchem ein Markierungsbereich durch optische Abtastung eines Punktes erzeugt wird oder durch eine Kathodenstrahlröhre oder andere elektronische Darstellung mit relativ kleinen Displaybereichen gebildet wird. Abhängig von dem Typ der Displayvorrichtung, die benutzt wird zur Bildung der Markierungsregion, kann die Folge von abgetasteten Display-Element-Stellen (display element 'locations) ihre

Beleuchtung später beibehalten, so daß die Lichtstärke in dem Feld linear mit jeder abgetasteten Zeile und mit Intervallen zwischen aufeinanderfolgenden zunehmenden Abschnitten zunimmt. Es würde dann die zunehmende Funktion der längsten Dauer oder der stärkste Anstieg in einer Zeilenperiode gemessen werden, um die Zeile des Detektorpunktes und das Zentrum der zunehmenden Funktionen zu bestimmen, um hieraus die Positionen des Detektorpunktes zu bestimmen.

Die optische Strahlung, die von dem Markierungsbereich emittiert und von dem Photodetektor empfangen wird, ist hier als Licht bezeichnet worden. Diese Strahlung braucht jedoch nicht im sichtbaren Teil des Spektrums zu liegen.

Die simulierte Waffe kann vollständig künstlich sein, oder es kann eine wirkliche Waffe sein, die modifiziert ist, um den Prüfling mit ihr vertraut zu machen, ohne daß Projektile abgefeuert Werden müssen.

Das Gewehr ist zweckmäßigerweise ein Standard-Gewehr, das derart modifiziert ist, daß, wenn der Abzug betätigt wird, ein Rückstoßeffekt simuliert wird. Dies kann erreicht werden durch einen fluidbetätigten Kolben und einen Zylinder, die am Kolben des Gewehres angebracht sind und einen Impuls auf den Kolben übertragen. Das Fluid ist zweckmäßigerweise gasförmig, wie z. B. Druckluft, die durch einen Kompressor 59 (Fig. 1) geliefert wird. Aufgrund des Abzug-Signales liefert die Steuerschaltung ein Rückstoßsignal an eine Verzögerungseinrichtung 60, welche dieses um ein Intervall verzögert, das ausreicht für das Raster, den Markierungsbereich zu bilden, ehe das Signal an den Kompressor 59 gelegt wird. Die Luft wird über flexible Rohrleitungen 61 zugeführt, die geeignet mit der Steuerung und den Detektorsignalkabeln gekoppelt sind. Die Leitungen und die Kabel sind

geeignet an der Unterseite des Laufes gekoppelt, so daß sie für den Prüfling nicht direkt in der Schußposition sichtbar und auch die Handhabung der Waffe nicht beeinträchtigen.

Um zu überwachen, daß der Prüfling oder der Übende die Waffe richtig benutzt, in anderer Hinsicht als beim Zielen, können die Teile der Waffe, die beim Schießen betätigt werden, hinsichtlich ihrer Operation gemessen und die Folge dieser Messungen und die Operation überwacht werden. Beispielsweise wird, wenn das Magazin leer ist, ein Hebel gezogen, mit einer vorgegebenen Mindestkraft und über einen vollen Weg, worauf dieser freigegeben wird und durch Federwirkung zurückbewegt wird. Geeignete Sensoren können vorgesehen werden, um sicherzustellen, daß jede Aufgabe durchgeführt wird und durch die Signale, die an die Prozessorschaltung zurückgeführt werden, kann überwacht werden, ob jede Folge korrekt ausgeführt wird. Um sicherzustellen, daß der Abzug kontinuierlich betätigt wird und nicht ruckweise, kann der Schalter 27 so ausgebildet sein, daß er die Bewegung des Abzuges überwacht.

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Claims (21)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur übung der Zielanvisierung für eine Feuerwaffe, mit einem Displaygerät mit einem Schirm zur Darstellung einer Abbildung eines Zieles, sowie einer Waffe, die auf den Schirm gerichtet und im Abstand von diesem in einer Betatigungsposition angeordnet ist und die ein Zielgerät aufweist, das eine Visier-Achse hat, die sich zu dem Schirm erstreckt und diesen schneidet, um einen Zielpunkt zu definieren, die ferner einen Photodetektor aufweist, mit einem Sichtfeld, das zentrisch um eine Detektorachse angeordnet ist, die sich zum Schirm erstreckt und diesen in einem Detektorpunkt derart schneidet, daß dieser gegen den Zielpunkt in bekannter Weise versetzt ist, und die ferner einen Schalter aufweist,der operativ mit dem Abzug der Waffe verbunden ist, gekennzeichnet durch eine Steuerungsschaltung, die auf die Betätigung des Schalters infolge Betätigung des Abzuges anspricht, um auf dem Schirm des Displaygerätes durch Emission einer optischen Strahlung an einer Vielzahl von Stellen auf dem Display in Form eines Rasters aus Zeilen von sukzessive beleuchteten Stellen des Displays, einen Markierungsbereich zu erzeugen, der kleiner ist, als der Schirm, jedoch größer als das Sichtfeld des Photodetektors und der gegenüber der Abbildung des Zieles in dieser vorgegebenen Weise versetzt ist, ferner durch eine Prozessorschaltung, die auf die vom Photodetektor aufgenommene optische Strahlung von dem Markierungsbereich des

Schirmes anspricht, um die Position des Detektorpunktes mit Bezug auf das Raster zu bestimmen und damit die Position des Zielpunktes mit Bezug auf die Position der Abbildung des Zieles.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Displaygerät die Abbildung des Zieles darstellbar ist durch kontinuierliche Abtastung des Schirmes in einem Rster von Zeilen unter Erzeugung eines Lichtpunktes mit modulierter Intensität.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeilenraster, welches die Abbildung des Zieles erzeugt, Teil eines Rasters ist, das auch den Markierungsbereich erzeugt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Displaygerät eine Kathodenstrahlröhre aufweist, auf deren Schirm der Markierungsbereich gebildet wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Waffe eine Feuerwaffe ist mit einem Lauf und daß der Photodetektor bezüglich des Laufes derart ausgerichtet ist, daß die Detektorachse wenigstens parallel zur Bohrungsachse des Laufes liegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Photodetektor bezüglich der Waffe so angeordnet ist, daß die Detektorachse und die Bohrungsachse koaxial verlaufen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Waffe eine funktioneile Waffe ist und daß der Photodetektor in einem Gehäuse angeordnet ist, das

lösbar angrenzend an die Mündung des Laufes montiert ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zielgerät mit Bezug auf die Bohrungsachse so ausgerichtet ist, daß die Visierlinie um die Bohrungsachsen im wesentlichen parallel zueinander verlaufen und derart versetzt zueinander sind, daß, wenn die Waffe richtig gehalten wird, die Visierlinie und die Bohrungsachse in einer vertikalen Ebene durch die Waffe liegen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Sichtfeld des Detektors am Detektorpunkt sich über eine Mehrzahl von Rasterzeilen sich erstreckt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Displaygerät das Raster des Markierungsbereiches erzeugt durch Beleuchtung der Elementpunkte auf einer Zeile nur zu einem Zeitpunkt, daß der Photodetektor auf die sukzessive Beleuchtung der Display-Elemente in jeder Zeile des Markierungsbereiches anspricht, die sich durch das Sichtfeld erstreckt und ein Detektorsignal erzeugt, dessen Dauer und Amplitude auf die Länge des Zeilenabschnittes bezogen ist, der das Sichtfeld schneidet, daß die Prozessorschaltung eine Schaltung aufweist zur Bestimmung des Auftretens der Spitze jedes Detektorsignales als Funktion eines vorgegebenen Positions-Zusammenhanges zwischen dem Mittelpunkt des Zeilenabschnittes, der das Sichtfeld schneidet, und dem Markierungsbereich auf dieser Zeile, und daß der Prozessor eine Rechenschaltung aufweist, die auf eine Folge von Detektorsignalen anspricht, welche die Rasterzeilen dieses Markierungsabschnittes repräsen-

tieren, der das Sichtfeld schneidet, sowie auf Rastersteuersignale, um die Rasterzeile zu bestimmen, welche dem Detektorsignal mit der größten Amplitude und dem Mittelpunkt des Zeilenabschnittes zugeordnet ist, der das Sichtfeld schneidet, um den Detektorpunkt mit Bezug auf den Bezugspunkt 2u definieren.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Photodetektor auf Änderungen der Stärke der empfangenen optischen Strahlung anspricht, um hieraus einen elektrischen Ausgang zu erzeugen, dessen Stärke repräsentativ hierfür ist, und daß er einen Signalverstärker aufweist, der eine Response-Anstiegszeit hat, die nicht kleiner ist als die Maximalzeit in jeder abgetasteten Zeile des Markierungsbereiches, in der optische Strahlung durch den Photodetektor empfangen werden kann, wobei der elektrische Ausgang des Photodetektors an den Verstärker gelegt wird, um das Detektorsignal zu erzeugen.

12. Vorichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenschaltung eine Einrichtung umfaßt, um aus dem geometrischen Ort der berechneten Mittelpunktpositionen dieser sukzessiven Detektorsignal-Spitzen die Halbierende des Sichtfeldes zu bestimmen und um aus der Position dieser Halbierenden die Position des Detektorpunktes auf seiner zugeordneten Rasterzeile abzuschätzen bzw. zu bestimmen.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Bestimmen der Orientierung bzw. Ausrichtung der Waffe um die Bohrungsachse des Laufes.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß diese Einrichtung besteht aus einer Photodetektor-

schaltung zur Definierung eines weiteren Sichtfeldes, das zentrisch um eine weitere Detektorachse angeordnet ist, die sich zum Schirm erstreckt und diesen in einem weiteren Detektorpunkt innerhalb des Markierungsbereiches schneidet, wenn die Waffe korrekt um die Bohrungsachse ausgerichtet ist, daß ferner eine Prozessorschaltung vorgesehen ist, die auf die von der Photodetektorschaltung festgestellt optische Strahlung von dem Markierungsbereich innerhalb dieses weiteren Sichtfeldes anspricht, um die Position des weiteren Detektorpunktes bezüglich des Rasters und aus dessen Lage zur Position des Detektorpunktes die Ausrichtung der Waffe um die Bohrungsachse zu bestimmen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Photodetektorschaltung das Sichtfeld und das weitere Sichtfeld erzeugt und auf optische Strahlung von diesen anspricht, um Detektorsignale zu erzeugen, und daß die Orientierungsschaltung, die zur Ausrichtung der Waffe dient, Torschaltungen aufweist, die auf Rastersteuersignale ansprechen, um die Detektorsignale an die Prozessorschaltung oder an die Prozessorschaltung für die Ausrichtung der Waffe zu geben, entsprechend dem Teil des Markierungsbereiches, aus dem die Signale kommen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Detektorpunkt gegen den ersteren Detektorpunkt um eine vorgegebene Anzahl von Rasterzeilen versetzt ist und im wesentlichen dieselbe Position längs der entsprechenden Zeile einnimmt, wenn die Waffe in korrekter Ausrichtung gehalten wird.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozessorschaltung für die Ausrichtung der Waffe auf eine Positions-Versetzung

der Zeilenabtastrichtung zwischen dem Detektorpunkt und dem weiteren Detektorpunkt anspricht, um eine falsche Ausrichtung anzuzeigen.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozessorschaltung für die Ausrichtung auf die Größe der Positions-Versetzung in der Zeilenrichtung und die Anzahl der Zeilen des Abstandes zwischen dem Detektorpunkt und dem weiteren Detektorpunkt anspricht, um die Größe des Ausrichtungsfehlers zu bestimmen.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18 und Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen der Detektorachse und der weiteren Detektorachcse fest ist und daß die Prozessorschaltung für die Ausrichtung aus diesem Winkel und der Versetzung zwischen dem Detektorpunkt und dem weiteren Detektorpunkt auf dem Schirm den Abstand der Arbeitsposition der Waffe von dem Bildschirm bestimmt.

20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung den Durchgang des Abzuges durch eine Mehrzahl von Zwischenstellungen während seiner Betätigung überwacht, daß ferner die Prozessorschaltung einen Monitor aufweist,

,- um aus den Zeitpunkten des Durchganges des Abzuges / durch diese Zwischenstellungen die richtige Betätigung des Abzuges zu bestimmen.

21. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Waffe eine Rückstoß-Simuliereinrichtung aufweist, die auf ein Rückstoßsignal von der Steuerschaltung anspricht, um einen Impuls aus einem komprimierten Fluid an einen Zylinder zu geben, der an der Waffe angebracht ist und der

einen Kolben enthält, der durch das Fluid verschiebbar ist, um einen mechanischen Impuls auf die Waffe zu übertragen, und daß die Steuereinrichtung eine Verzögerungsschaltung aufweist, um das Rückstoßsignal um ein Intervall zu verzögern, das ausreicht, um den Markierungsbereich auf dem Schirm für die Photodektorschaltung zu bilden.