DE4327500C2 - Gerät zur Trefferauswertung von Schießscheiben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Trefferauswertung von Schießscheiben der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 an­ gegebenen Gattung. Ein derartiges u. a. aus der DE-OS 40 20 658 bekanntes Gerät zur Trefferauswertung von Schießscheiben weist ein kastenförmiges Gehäuse mit einer Einschuböffnung an der einen und einer Ausschuböffnung an der anderen Stirnseite auf. Im Gehäuse ist eine Transport­ einrichtung mit zwei motorisch synchron und reversierbar angetriebenen Walzenpaaren angeordnet, die eine in die Ein­ schuböffnung eingeführte Schießscheibe in einer Walzenbahn mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit durch das Gerät hin­ durch bis zu ihrem Auslauf aus der Ausschuböffnung trans­ portieren. Auf einer Seite der Transportbahn ist eine Durch­ licht-Sendezeile mit einer Zylinderlinse und auf der anderen Seite der Transportbahn ist eine Lichtempfangszeile vorgese­ hen, wobei die Sendezeile und die Empfangszeile zueinander parallel und in bzw. symmetrisch zu einer die Transportbahn rechtwinklig kreuzenden Querebene ausgerichtet sind. Die Lichtempfangszeile ist als Scanner oder auch als Flächen­ kamera ausgebildet und stellt das einzige Lichtemp­ fangsorgan dar, das mit einer über die ganze Zeilenlänge reichenden Auflicht-Beleuchtungseinheit ausgestattet ist. Das Scheibenband wird von der Transporteinrichtung in der Transportbahn vorgeschoben und sobald das Lichtempfangsorgan ein Schußloch durchdringendes Durchlicht aus der Lichtsende­ zeile empfängt wird die Vorschubgeschwindigkeit des Schei­ benbandes auf eine mit der Abtastgeschwindigkeit des Emp­ fangsorgans synchronisierte Geschwindigkeit reduziert. Wäh­ rend der Vorschubbewegung des Scheibenbandes empfängt das Lichtempfangsorgan Durchlicht von der an der anderen Seite der Transportbahn angeordneten Durchlicht-Sendezeile und er­ faßt Randpunkte des Schußloches, die einem Rechenspeicher zu­ geführt werden. Abwechselnd oder auch gleichzeitig empfängt das Lichtempfangsorgan das von der Scheibe reflektierte Auf­ licht aus der zugeordneten Auflicht-Beleuchtungseinheit, wo­ durch auf dem Schußloch benachbarten Ring der Schießscheibe liegende Punkte erfaßt werden können. Der in der elektroni­ schen Auswerteeinrichtung vorgesehene Rechner errechnet aus der Vielzahl von Lochrandpunkten ein Lochrandpolygon, das rechnerisch mit einem ausgewählten Bezugsvieleck zur Deckung gebracht wird. Aus diesem Bezugsvieleck wird dann die Loch­ mitte errechnet. In der gleichen Weise erfolgt die Berechnung eines Ringbogenstücks und daraus des Scheibenmittelpunkts. Durch eine zusätzliche Berechnung des Abstandes von der Loch­ mitte zur Scheibenmitte wird das Schußergebnis ermittelt, das auf einem Bildschirm angezeigt und auf den Rand der Schieß­ scheibe aufgedruckt wird. Bei diesem bekannten Auswertegerät ist zwar nur eine einzige Lichtempfangszeile erforderlich, die funktionsnotwendige Verwendung der beiden oberhalb und unterhalb der Transportbahn vorgesehenen Lichtkörper bedingen jedoch eine relativ hohe Bauhöhe des Gerätes und einen ent­ sprechenden Konstruktionsaufwand, der sich in erhöhten Her­ stellungskosten niederschlägt. Wird statt eines Zeilenscan­ ners eine Flächenkamera verwendet, die sich prinzipiell aus einer Vielzahl von hintereinandergesetzten Scannern zusammen­ setzt, dann kann die Auswertung des Schußlochrandes und des Ringbogens momentan erfolgen.

In der DE-OS 42 07 933 mit älterem Zeitrang ist eine Anord­ nung zur Trefferauswertung von Schießscheiben beschrieben, die eine Videokamera zur Aufnahme der beschossenen Schieß­ scheibe und einen am Stand des Schützen angeordneten Monitor aufweist. Ein Bildauswertecomputer enthält einen Bildspei­ cher, in dem nach jedem Schuß ein vollständiges von der Vi­ deokamera geliefertes Bild gespeichert wird. Eine in den Com­ puter integrierte Auswerteelektronik ermittelt aus den im Bildspeicher gespeicherten Daten die Lage des Schußlochs re­ lativ zu den Ringen auf der Schießscheibe. Sobald das so er­ rechnete Schießergebnis vorliegt, wird das im Bildspeicher gespeicherte Bild auf dem Monitor wiedergegeben. Die Auswer­ tung setzt voraus, daß in dem gespeicherten Videobild die Bildpunkte des weißen Scheibenuntergrundes von den Bildpunk­ ten der aufgedruckten schwarzen Linien und Flächen und beide wiederum von den Bildpunkten des Schußlochs unterschieden werden können. Diese Bedingung läßt sich aufgrund der unter­ schiedlichen Helligkeit dieser Bildpunkte, die in einem Schwarz-Weiß-Bild unterschiedliche Grauwerte ergibt, problem­ los erfüllen. Vorzugsweise wird die Scheibe von hinten entwe­ der durch einfallendes Tageslicht oder durch eine künstliche Lichtquelle so beleuchtet, daß die Helligkeit des Schußlochs größer als die Helligkeit des weißen Scheibenhintergrundes ist. Ein entsprechendes Ergebnis kann auch durch eine geeig­ nete Beleuchtung von vorn erzielt werden, wobei dann das Schußloch dunkler als alle von der Scheibe stammenden Bild­ punkte ist.

Schließlich ist aus der DE 39 06 535 A1 ein Meßverfahren zum Auswerten von Treffern auf Schießscheiben mittels einer opti­ schen Abtastung bekannt, bei dem die Schießscheibe mit ihrem Schußloch auf einen Zentraldorn gesteckt und bei einer um die Dornachse sektoriellen Relativbewegung zwischen der Schieß­ scheibe und einer Reflexionslichtschranke diese Reflexions­ lichtschranke radial verschoben wird. Nach Erreichen der Hell-Dunkel-Grenze wird die Reflexionslichtschranke in einer sektoriellen Relativbewegung entlang des Spiegelrandes be­ wegt, wobei aus der Wegdifferenz zwischen zwei diametral ge­ genüberliegenden Meßpunkten der Abstand vom Schußlochmittel­ punkt zum Schießscheibenmittelpunkt mit Hilfe der Vektoraddi­ tion errechnet wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gerät zur Trefferauswertung von Schießscheiben zu schaffen, das bei relativ einfachem konstruktiven Aufbau und geringen Abmessungen eine schnelle und präzise Auswertung von Schußlöchern in einer Schießschei­ be ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Gemäß der Erfindung wird die Scheibe nur noch durch eine ein­ zige quer zur Durchlaufrichtung oberhalb der plattenförmigen Unterlage angeordnete Lichtquelle ausgeleuchtet, wobei wäh­ rend eines kontinuierlichen Durchlaufes das von dem relativ dunklen Scheibenspiegel reflektierte Auflicht und gleichzei­ tig das im Bereich des Schußloches von der verspiegelten Un­ terlage stark reflektierte Auflicht von dem Empfänger erfaßt werden. Dieser Erfassungsvorgang jeweils der gesamten Fläche des Scheibenspiegels und der des Schußlochs erfolgt in Form von Abtastpunkten, wobei diese Flächen des Scheibenspiegels und des Schußlochs durch arithmetische Mittelung der erfaßten Abtastpunkte errechnet werden. Zur Bestimmung der Mittelpunk­ te des Scheibenspiegels und des jeweiligen Schußloches werden die x-Koodinatenwerte und die y-Koordinatenwerte von allen erfaßten Abtastpunkten jeweils gesondert addiert, und die je­ weiligen Summen werden durch die Anzahl der Abtastpunkte di­ vidiert, woraufhin dann die Bestimmung des Abstandes zwischen diesen beiden Mittelpunkten in bekannter Weise erfolgt.

Um durch ausgefranste Schußlochränder verursachte Fehler der Meßergebnisse zu eliminieren, kann gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ein sog. Fuzzy-Pattern-Komparator der elektronischen Auswerte- und Steuereinheit zugeord­ net sein, in welchem die Abtastpunkte mit einem gespeicher­ ten Bezugsmuster verglichen und Abweichungen nach der Fuzzy- Logik eliminiert werden. Aus der DE-Fachzeitschrift Elek­ tronik 22/1992, S. 88-92; P. Arnemann, "Mustererkennung mit Fuzzy-Logik" ist ein Fuzzy-Pattern-Komparator bekannt, der mittels eines Mikroprozessors die seriellen Eingabedaten eines Bildmusters mit den gespeicherten Daten von einer Vielzahl von Referenzmustern vergleicht, wobei ein Akkumulator den Wert mit der niedrigsten Fehlerrate ermittelt und auf diese Weise das Referenzmuster mit der größten Überein­ stimmung auswählt.

Weitere Besonderheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Aus­ führungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 ein Auswertegerät in schematischer Seitenansicht,

Fig. 2 ein in das Auswertegerät teilweise eingeführtes scheibenband in Draufsicht,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer im Auswertegerät nach Fig. 1 verwendeten Auswerte- und Steuereinheit.

Das in Fig. 1 dargestellte Auswertegerät enthält ein kasten­ förmiges Gehäuse 1, in dessen Stirnenden eine schlitzförmige Einschuböffnung 2 und eine schlitzförmige Ausschuböffnung 3 aus­ gebildet sind. Ein Scheibenband 4 der einen Schießscheibe wird durch die schlitzför­ mige Einschuböffnung 2 in das Gehäuse eingeführt und gleitet horizontal auf einer plattenförmigen Unterlage 6 bis zum Eingriffsbereich einer Transport- bzw. Vorschubeinrichtung 7, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei syn­ chron laufende Walzenpaare 8, 9 enthält, die von einem Motor 10 über ein Getriebe z. B. einen Zahn- oder Keilriemen 11 angetrieben werden. Im Bereich dieser Walzenpaare 8, 9 sind in der plattenförmigen Unterlage 6 Ausschnitte 11, 12 aus­ gebildet, so daß die ggf. gummibeschichteten Walzen in ge­ genseitigem Kontakt stehen. Zweckmäßigerweise besteht die Unterlage 6 aus einer Eisenplatte mit verspiegelter, z. B. verchromter, Oberfläche.

Im Gehäuse 1 ist ferner eine Video- oder Zeilenkamera 13 befestigt, vor deren Objektiv 14 ein Farbfilter 15 durch eine verschließbare Öffnung 16 im Gehäusedeckel eingesetzt werden kann. Um bei Verwendung eines einfachen Objektivs in der Videokamera die gesamte Breite der Schießscheibe 4 er­ fassen zu können, ist eine ausreichend lange Strahlenbahn erforderlich, die in Fig. 1 strichpunktiert eingezeichnet worden ist und durch entsprechend positionierte Umlenkspie­ gel 17, 18 erreicht wird. Ferner ist in dem Bereich zwischen den Walzenpaaren 8, 9 eine Auflichtquelle 20 im Gehäuse mon­ tiert, die hier in Form einer sich über die gesamte Gehäuse­ breite erstreckenden Leuchtstoffröhre ausgebildet ist und den Längenbereich der Schießscheibe bzw. des Scheibenbandes 4 zwischen den beiden Walzenpaaren 8, 9 mit weißem Licht aus­ leuchtet. In Durchlaufrichtung hinter dem Walzenpaar 9 befindet sich im Gehäuse 1 oberhalb des Scheibenbandes 4 eine Druck- oder Stanzeinrichtung 21, mit der die Auswert-Ergebnisse und weitere Daten auf vorbestimmte Felder des Scheibenbandes 4 aufgedruckt werden. Ferner ist im Gehäuse 1 eine elektro­ nische Auswerte- und Steuereinheit 22 vorgesehen, die über Anschlüsse 23, 24 mit einer Stromversorgung und einem nicht dargestellten Personal Computer mit einem Anzeigegerät elektrisch verbunden werden kann.

Die Fig. 2 zeigt ein in das Gehäuse der Auswertevorrichtung einlaufende Schießscheibenband 4 in Draufsicht, auf dem meh­ rere Schießscheiben 25a, 25b mit je einem Scheibenspiegel 26a, 26b sowie je einem Schußloch 27a, 27b vorgesehen sind. Am Ende des Scheibenbandes 4 befindet sich ein Schriftenfeld 28, das beim Durchlauf des Scheibenbandes 4 vom Drucker 21 bedruckt wird. Sobald eines der Schußlöcher 27b auf die verspie­ gelte Oberfläche der Tragplatte 6 in den von der Leucht­ stoffröhre 20 ausgeleuchteten Bereich gelangt, erscheint das Schußloch aufgrund der Spiegelung als helles Bild gegenüber der umgebenden dunklen bzw. farbigen Fläche des Scheiben­ spiegels. Zur seitlichen Ausrichtung und Führung des Schei­ benbandes 4 sind mehrere Haftmagnete 29 auf die Eisenplatte 6 aufgesetzt.

In dem Blockschaltbild nach Fig. 3 sind der Motor 10 mit seinem Regler, der Drucker 21, ein Display 30, eine Tastatur 31 und eine Schnittstelle 32 an einem Mikroprozessor 35 an­ geschlossen, der über einen Datenbus 36 mit einem Schreib- Lese-Speicher 37 (VRAM) und einem Programmierbaren Logikele­ ment 38 (PLD) verbunden ist. Dieser Speicher 37 ist an einen Analog-Digital-Wandler 39 angeschlossen, welchem die Analog­ signale von der Kamera 13 zugeführt werden. In dem Logikele­ ment 38 ist ein Addierwerk integriert, welches die ggf. zwi­ schengespeicherten x- und die y-Koordinaten der von der Ka­ mera 13 erfaßten Abtastpunkte jeweils gesondert summiert und die Summenwerte dem Mikroprozessor 35 übergibt. Im Mikro­ prozessor werden diese beiden Summenwerte jeweils durch die Anzahl der Abtastpunkte dividiert. Diese Rechenoperationen werden einmal für den dunklen bzw. farbigen Scheibenspiegel und zum anderen für das Schußloch durchgeführt, um die Schwerpunkte dieser beiden Flächen zu erhalten. Nach Ermitt­ lung der beiden Flächenschwerpunkte wird im Mikroprozessor der Abstand zwischen diesen beiden Flächenschwerpunkten und ggf. auch der Abstand des Flächenschwerpunktes des Schuß­ loches vom nächstbenachbarten Ring errechnet und dem PC zu­ geführt bzw. auf dem Display 30 angezeigt. Diese Ergebnisse werden auch vom Drucker 21 auf den oberen oder unteren Rand der Schießscheibe bzw. des Scheibenbandes aufgedruckt.

An den Mikrocomputer 35 ist ferner eine Lampensteuerung 40 über einen Optokoppler 41 angeschlossen, durch welche die Helligkeit der Leuchtstofflampe 20 laufend so verändert wird, daß ein optimaler Kontrast zwischen den entsprechenden Scheibenflächen entsteht. Die Lampe 20 wird über einen Stromumformer 42 mit elektrischem Strom entweder aus dem Netz oder einer portablen Stromquelle, z. B. einen im Gehäuse angeordneten Batterie-Satz gespeist.

Claims (7)

1. Gerät zur Trefferauswertung von Schießscheiben, bestehend aus

• - einem Gehäuse (1) mit je einer stirnseitigen Einschub- und Ausschuböffnung (2, 3) für eine Schießscheibe (4),
• - einer im Gehäuse angeordneten Transportvorrichtung (7) für den planparallelen Vorschub Schießscheibe (4), einer Auflichtquelle (20) und einer Videokamera (13, 14), die beide oberhalb der Transportvorrichtung (7) im Ge­ häuse (1) angeordnet sind, und
• - einer elektronischen Steuer- und Auswerteeinheit (22) zur Ermittlung und Anzeige der Lage eines Schußloches (27) auf der Schießscheibe (25),

dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Transportvorrichtung (7) eine gehäusefeste kon­ trastbildende Unterlage (6) im Gehäuse (1) mit verspie­ gelter Oberfläche aufweist, auf der die durchlaufende Schießscheibe (4) aufliegt, und
• - die elektronische Steuer- und Auswerteeinheit (22) ei­ nen Speicher (37) (VARM) für die von der Videokamera erfaß­ ten Abtastdaten und einen Mikroprozessor (35) aufweist, der mit einem programmierbaren Logikelement (38) ver­ knüpft ist, das Addierwerke für die Addition der x-Ko­ ordinatenwerte und der y-Koordinatenwerte der erfaßten Abtastpunkte des Scheibenspiegels (26) und des Schuß­ lochs (27) aufweist, wobei ein Dividierglied im Mikro­ prozessor (35) die Summen der x- und y-Koordinatenwerte jeweils durch die Anzahl der Abtastpunkte dividiert.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuer- und Auswerteeinheit (22) einen Fuzzy-Komparator enthält, in dem ein abgespeichertes Bezugsbild mit dem erfaßten Bild des Schußloches und/oder der Schießscheibe zum Erhalt eines Korrekturwertes ver­ glichen wird.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (20) eine weißes Licht abstrahlende Leucht­ stoffröhre ist.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in dem reflektierten Strahlengang der Lichtquelle (20) vor der Videokamera (13) Umlenkspiegel (17, 18) angeordnet sind.

5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage aus ferromagnetischem Material besteht.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an den Mikroprozessor (35) eine Lampen­ steuerung (40) über einen Optokoppler (41) angeschlossen ist, durch welche die Helligkeit der Lichtquelle (20) eingestellt wird.