EP0323941A2 - Method and apparatus for detecting and repeating at a distance the position of an impact on a target - Google Patents
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- EP0323941A2 EP0323941A2 EP89420008A EP89420008A EP0323941A2 EP 0323941 A2 EP0323941 A2 EP 0323941A2 EP 89420008 A EP89420008 A EP 89420008A EP 89420008 A EP89420008 A EP 89420008A EP 0323941 A2 EP0323941 A2 EP 0323941A2
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- impact
- microphone
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41J—TARGETS; TARGET RANGES; BULLET CATCHERS
- F41J5/00—Target indicating systems; Target-hit or score detecting systems
- F41J5/04—Electric hit-indicating systems; Detecting hits by actuation of electric contacts or switches
- F41J5/056—Switch actuation by hit-generated mechanical vibration of the target body, e.g. using shock or vibration transducers
Definitions
- the present invention relates to a device intended to view remotely, on a screen, the image of a target used for firing and the successive impacts of projectiles having reached the target, and to translate phonetically in an audible manner. position of the impacts on the target.
- the present invention aims to avoid these drawbacks, while viewing on a screen, in the immediate vicinity of the shooter, the image of the target and the successive impacts of its shots on the target. This brings great comfort to the practice of this activity. Comfort can be further increased by an audible phonetic translation by the shooter of the positions of the impacts on the target.
- a device uses the propagation of sound in the material of the target itself to determine the differences in the distances of the impact at three fixed points on the target.
- Indirect measurements of differences d2 - d1 and d3 - d1 are carried out by measuring the time elapsed since the arrival date of the noise of the impact of the projectile on the target having propagated in the material of the target, on the point M1, until the arrival of the noise of the impact having propagated under the same conditions on points M2 and M3.
- the time elapsed from the date of impact until the arrival of impact noise propagating in the target material is measured at two points M2, M3.
- These corresponding durations t2 and t3 lead to the knowledge of distances d2 and d3 of the impact at points M2 and M3, which is sufficient to determine the coordinates of the impact.
- the means used by the device are the target itself, the material of which must conduct sound without too much attenuation and time counting means.
- the target in cardboard for example, has at three of its points, three blind holes whose diameter is of the order of the precision expected in determining the coordinates of the impact.
- a sensor sensitive to sound microphone with electrets for example.
- the free end of the hole being closed by the microphone, a cavity is thus formed in the material of the target to serve as an acoustic impedance adapter between the material of the target and the microphone.
- An electronic circuit is associated with each microphone so that, when the microphone is excited by the sound of the impact which has propagated in the target material up to the microphone passing through the cavity, the electrical circuit generates without delay a calibrated electrical signal suitable for triggering other circuits.
- the device comprises two electronic timers.
- the noise of the latter propagating into the target reaches the nearest microphone.
- the signal generated by the associated circuit is used to simultaneously trigger the two timers which then measure the time that elapses until the arrival of the impact noise propagating in the target on the other two microphones.
- Each stopwatch being assigned to one of these two microphones by logic circuits, each of them stops counting the time when it receives the signal generated by the circuit associated with the microphone excited by the noise of the impact which has reached it. .
- the contents of the two chronometers represent two durations which, multiplied by the value of the speed of sound in the material, of the distance at impact of the microphone associated with the chronometer and of the distance at impact of the microphone reached first by the noise of the impact and having initialized the time counting.
- Knowing these two lengths and the position of the three microphones on the target in a frame linked to the target makes it possible to calculate the coordinates of the impact on the target in this frame.
- the two durations measured by the chronometers after the impact of the projectile on the target are used in a calculation module which provides the coordinates of the impact on the target; the calculation module can be in a box either near the target or near the shooter.
- a determined number of pairs of possible impact coordinates on the target are stored in an electronic memory. than.
- Each pair of durations provided by the chronometers makes it possible to search in a memory box for the coordinates corresponding to the impact.
- the coordinates of the impact thus calculated or sought in memory are entered by management circuits of a display screen which then displays a bright point representing the impact on the drawing of the target shown to scale on the screen.
- the luminous points corresponding to the impacts preceding the last impact appear in a fixed manner.
- the last impact appearing on the screen in the form of a flashing light point.
- the screen and the associated electronic circuits are contained in a box within immediate sight of the shooter
- the various detection, measurement, calculation and management circuits are assembled in two boxes, one located at the foot of the target, the other near the shooter.
- the data transmission between the two boxes being carried out either by conductors or by radio.
- the display screen is a flat screen with light-emitting diodes or with liquid crystals, but it can be produced by a cathode ray tube.
- the durations measured by the two counters would then lead to knowing the distances of each of the microphones at impact, which is sufficient to determine the position of the impact on the target.
- a single power supply battery can power the two boxes and the electro circuits nics in the case of a cable connection between the two boxes, two batteries being necessary in the case of a radio link, one battery per box.
- the electrical diagram illustrated in FIG. 1 includes a microphone 4 associated with the amplification and shaping circuit 5.
- the sensitivity and bandwidth of the set are adjusted to react only to the only impact noise propagating in the target material, to the exclusion of all other noises.
- An impact detector 3 which, in this example, is an assembly identical to system 4 and 5, generating a signal 7 for triggering electronic timers 8.
- the circuit 5 generates an electrical signal 11 which, applied to the stopwatch 8, determines the end of the time counting.
- a calculation module 16 operating on the basis of a microprocessor receives the values 10 of the contents of the timers and calculates the coordinates of the impact.
- a memory 24 contains a determined number of pairs of impact coordinates. Each couple of coordinates located in a memory box whose address is directly related to the content of the chronometers corresponding to the impact, this relationship being established by a prior calculation.
- the supply of electrical energy can be done from an electric battery, or from a storage battery or from a power supply operating on the mains, located in the housing 15, by conductors of the cable 9 also supplying the housing 14.
- the operation is as follows: The shooter activates his weapon, firearm, gas, arrow, the projectile 6 reaching the target 1 generates in the material of the target an impulse noise which propagates in all the target at the speed of sound in the material of the target.
- the noise begins by reaching the nearest microphone 3 and its associated circuit generates an electrical signal 7 (fig. 1).
- the signal 7 is applied to the two timers 8, triggering their operation.
- the two timers 8 are assigned to the other two microphones 4 (Fig. 1)
- the two chronometers 8 thus contain the values of two durations t2 and t3 corresponding to the course of the distances d2-d1 and d3-d1 (FIG. 2) by the noise of the impact in the material of the target 1.
- the values t2 and t3 available on the outputs of the timers 8 (signals 10) are integrated by the calculation module 16 which provides on its outputs the values x1 and y1 of the coordinates of the impact calculated from the values t2, t3, of the value of the speed of sound in the target material and the coordinates of the attachment points of the microphones.
- the couple (t2, t3) is used to generate an address of the memory box containing the pair (x1, y1) in memory 24.
- a flat screen with liquid crystals or light-emitting diodes is managed by circuits 17 which receive the values of the coordinates of the successive impacts generating on the screen a bright point representing the impact.
- These circuits can, in addition, generate various information displayed on the screen such as the impact number, the corresponding number of points, the total number of points achieved.
- the screen shows the drawing of the target to scale.
- the circuits 17 can transmit information to speech synthesis circuits 25 which generate vocables informing the shooter by phonic transducers 26 of the results of his successive shots for example by announcing after a shot the corresponding number of points and the situation of impact in polar coordinates.
- Target 1 consists of a cardboard panel, square or rectangular; it is pierced with three holes 12 at locations 3 and 4. On one of its faces, these holes closed by gluing a patch 27. On the other face, an elastomer cap 20 contains an electret microphone 22 and is fixed to the target using an adhesive 13, at the location of the hole 12, providing a cavity 21, the electrical wires connecting with the microphone 23 come out of the cap 20.
- the cap is removable and can be installed on a new target.
- Each target has the blind holes and at the location of the holes, the adhesive protected by a patch.
- the six wires of the three microphones 22 arrive in a single cable in a box 14 which contains the circuits 5 and the electric supply battery.
- the circuits 8 to 26 are distributed in the two boxes 14 and 15 and the connection between the two boxes for the transmission of the data is ensured by a cable with several conductors 9.
- This cable can, for example, carry the signals 7 and 11 in the case where the housing 14 does not contains only circuits 5.
- the values of the coordinates of the impact 2 (x1, y1) are introduced into the screen management circuit 17 which generates the appearance of a luminous point on the screen, occupying on the screen, at l scale, the same position as impact 2 on target 1.
- the last impact is represented on the screen by a flashing light point, the previous impacts being represented by light points without flashing.
- the circuit 17 generates useful information for the shooter, in alphanumeric form on the screen, such as the number of points corresponding to each shot, the total of the points, the number of each shot for example.
- An improvement allows a speech synthesis circuit 25, receiving data from circuit 17 to supply the shooter via the transducer 26 with audible information on the position of the impact of his shot on the target, for example: "7 to 8 pm”.
- a single set -microphone 4 associated circuit 5- is used on the target under the same previous conditions of use.
- the invention based on the transmission of acoustic waves within the target material itself, is based on the following observation: At the moment of impact, from point 2, two wave trains arise within the target material, - a wave propagating at around 2,800 m / s; - a wave propagating at around 350 m / s.
- This device has a considerable advantage over all known systems. It does not require any special device associated with the target.
- a simple card (target) is enough, associated with the three sensors which are fixed to it by an ordinary adhesive. This results in a particularly cost price low.
- a major innovation according to the invention is constituted by the voice announcement of the position of the impact. This voice announcement is transmitted directly to the earphones worn by the shooter.
- the x, y coordinates of the impact are "captured" by a circuit specialized in speech synthesis which generates terms such as: "an eight to 10 o'clock”.
- This device has been successfully tested in target shooting by blind people.
- Another very important advantage of the device it can localize the impacts of all the bullets fired by all the weapons because its principle does not involve a greater or lesser energy of the bullet, nor a supersonic speed (shock wave).
- a sensor 28 has been shown diagrammatically glued to the back of the target 1, so as to be sensitive only to the wave which propagates there at the speed of approximately 2,800 m / s.
- This sensor 28 comprises a casing 29 of plastic material, inside which is placed a piezoelectric patch 30. The latter is connected by wires 31 to the electronics of the system.
- a sensor 32 sensitive to the wave which propagates in the target 1 at the speed of approximately 350 m / s.
- a plastic case 33 which contains a filling of elastomeric foam 34 in which there is a microphone 35, for example of the electret type.
- the latter is connected to the electronics by wires 36.
Landscapes
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- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
La présente invention est relative à un dispositif destiné à visualiser à distance, sur un écran, l'image d'une cible utilisée pour le tir et les impacts successifs des projectiles ayant atteint la cible, et à traduire phonétiquement d'une manière audible la position des impacts sur la cible.The present invention relates to a device intended to view remotely, on a screen, the image of a target used for firing and the successive impacts of projectiles having reached the target, and to translate phonetically in an audible manner. position of the impacts on the target.
Habituellement dans un stand de tir, à chaque tir sur la cible, pour connaître l'emplacement de l'impact, il faut soit se déplacer, soit utiliser une lunette grossissante, soit ramener la cible vers le tireur, soit recevoir l'information d'une personne ayant examiné la cible.Usually in a shooting range, each time you shoot at the target, to know the location of the impact, you must either move, or use a magnifying scope, or bring the target back to the shooter, or receive information from '' a person who examined the target.
Tous ces procédés, peu commodes, ne permettent pas au tireur de se concentrer sur la seule pratique du tir au mieux de ses moyens, étant entre deux tirs distrait par l'opération de repérage de l'impact.All these methods, inconvenient, do not allow the shooter to focus on the sole practice of shooting to the best of his ability, being between two shots distracted by the impact tracking operation.
Il est connu pour cela par exemple par le brevet PCT-WO 86/03284 d'associer à une cible plusieurs microphones. Ces derniers sont capables de détecter dans une chambre acoustique les signaux sonores engendrés par le choc d'impact sur la cible. Toutefois un tel dispositif connu présente divers inconvénients majeurs.It is known for this, for example, from patent PCT-WO 86/03284 to associate several microphones with a target. The latter are capable of detecting in an acoustic chamber the sound signals generated by the impact shock on the target. However, such a known device has various major drawbacks.
Tout d'abord, il ne fonctionne qu'avec des projectiles de haute énergie. Par ailleurs il est d'un prix de revient absolument prohibitif.First of all, it only works with high energy projectiles. Furthermore, it is absolutely prohibitive.
La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients, tout en visualisant sur un écran, à proximité immédiate du tireur, l'image de la cible et des impacts successifs de ses tirs sur la cible. Cela apporte un très grand confort à la pratique de cette activité. Le confort peut être encore augmenté par une traduction phonétique audible par le tireur des positions des impacts sur la cible.The present invention aims to avoid these drawbacks, while viewing on a screen, in the immediate vicinity of the shooter, the image of the target and the successive impacts of its shots on the target. This brings great comfort to the practice of this activity. Comfort can be further increased by an audible phonetic translation by the shooter of the positions of the impacts on the target.
Un dispositif selon l'invention utilise la propagation du son dans le matériau même de la cible pour déterminer les différences des distances de l'impact à trois points fixes de la cible.A device according to the invention uses the propagation of sound in the material of the target itself to determine the differences in the distances of the impact at three fixed points on the target.
La connaissance des différences d2 - d1 et d3 - d1 des distances d1, d2, d3 de l'impact à trois points fixes de la cible M1, M2, M3 détermine en effet complètement la position de l'impact par rapport à la cible.Knowledge of the differences d2 - d1 and d3 - d1 of the distances d1, d2, d3 of the impact at three fixed points on the target M1, M2, M3 indeed completely determines the position of the impact with respect to the target.
Les mesures indirectes des différences d2 - d1 et d3 - d1 sont effectuées en mesurant le temps écoulé depuis la date d'arrivée du bruit de l'impact du projectile sur la cible s'étant propagé dans le matériau de la cible, sur le point M1, jusqu'à l'arrivée du bruit de l'impact s'étant propagé dans les mêmes conditions sur les points M2 et M3.Indirect measurements of differences d2 - d1 and d3 - d1 are carried out by measuring the time elapsed since the arrival date of the noise of the impact of the projectile on the target having propagated in the material of the target, on the point M1, until the arrival of the noise of the impact having propagated under the same conditions on points M2 and M3.
Les durées t2 et t3 ainsi mesurées correspondant respectivement aux points M2 et M3 permettent de calculer d2 - d1 et d3 - d1, connaissant la vitesse du son dans le matériau de la cible.The durations t2 and t3 thus measured corresponding respectively to points M2 and M3 make it possible to calculate d2 - d1 and d3 - d1, knowing the speed of sound in the material of the target.
Un calcul simple conduit alors à la connaissance des coordonnées de l'impact dans un repère (oxy) lié à la cible.A simple calculation then leads to the knowledge of the coordinates of the impact in a frame of reference (oxy) linked to the target.
Suivant une variante du procédé, on mesure le temps écoulé depuis la date de l'impact jusqu'à l'arrivée du bruit de l'impact se propageant dans le matériau de la cible, sur deux points M2, M3. Ces durées t2 et t3 correspondantes conduisent à la connaissance de distances d2 et d3 de l'impact aux points M2 et M3, ce qui est suffisant pour déterminer les coordonnées de l'impact.According to a variant of the method, the time elapsed from the date of impact until the arrival of impact noise propagating in the target material is measured at two points M2, M3. These corresponding durations t2 and t3 lead to the knowledge of distances d2 and d3 of the impact at points M2 and M3, which is sufficient to determine the coordinates of the impact.
Mais cela suppose que l'impact soit immédiatement détecté par un capteur -accéléromètre par exemple- pour initialiser le comptage du temps. En général ce procédé introduit une erreur sur le calcul de d2 et d3. L'utilisation de trois capteurs identiques élimine cet inconvénient.But this supposes that the impact is immediately detected by a sensor - accelerometer for example - to initialize the time counting. In general this process introduces an error on the calculation of d2 and d3. The use of three identical sensors eliminates this drawback.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, les moyens utilisés par le dispositif sont la cible elle-même dont le matériau doit conduire le son sans une trop grande atténuation et des moyens de comptage du temps.According to another characteristic of the invention, the means used by the device are the target itself, the material of which must conduct sound without too much attenuation and time counting means.
La cible, en carton par exemple, comporte en trois de ses points, trois trous borgnes dont le diamètre est de l'ordre de la précision attendue dans la détermination des coordonnées de l'impact.The target, in cardboard for example, has at three of its points, three blind holes whose diameter is of the order of the precision expected in determining the coordinates of the impact.
Sur chacun de ces trous est fixé un capteur sensible au son, microphone à électrets par exemple. L'extrémité libre du trou étant obturée par le microphone, une cavité se trouve ainsi ménagée dans le matériau de la cible pour servir d'adapteur d'impédance acoustique entre le matériau de la cible et le microphone.On each of these holes is fixed a sensor sensitive to sound, microphone with electrets for example. The free end of the hole being closed by the microphone, a cavity is thus formed in the material of the target to serve as an acoustic impedance adapter between the material of the target and the microphone.
A chaque microphone on associe un circuit électronique de telle sorte que, lorsque le microphone est excité par le son de l'impact qui s'est propagé dans le matériau de la cible jusqu' au microphone en passant par la cavité, le circuit électrique génère sans retard un signal électrique calibré propre à déclencher d'autres circuits.An electronic circuit is associated with each microphone so that, when the microphone is excited by the sound of the impact which has propagated in the target material up to the microphone passing through the cavity, the electrical circuit generates without delay a calibrated electrical signal suitable for triggering other circuits.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comporte deux chronomètres électroniques.According to another characteristic of the invention, the device comprises two electronic timers.
Tout de suite après l'impact, le bruit de ce dernier se propageant dans la cible atteint la microphone le plus proche. Le signal généré par le circuit associé est utilisé pour déclencher simultanément les deux chronomètres qui mesurent alors le temps qui s'écoule jusqu'à l'arrivée du bruit de l'impact se propageant dans la cible sur les deux autres microphones.Immediately after impact, the noise of the latter propagating into the target reaches the nearest microphone. The signal generated by the associated circuit is used to simultaneously trigger the two timers which then measure the time that elapses until the arrival of the impact noise propagating in the target on the other two microphones.
Chaque chronomètre étant affecté à un de ces deux microphones par des circuits logiques, chacun d'eux cesse de compter le temps lorsqu' il reçoit le signal généré par le circuit associé au microphone excité par le bruit de l'impact arrivé jusqu'à lui.Each stopwatch being assigned to one of these two microphones by logic circuits, each of them stops counting the time when it receives the signal generated by the circuit associated with the microphone excited by the noise of the impact which has reached it. .
Ainsi, les contenus des deux chronomètres représentent deux durées qui, multipliées par la valeur de la vitesse du son dans le matériau de la distance à l'impact du microphone associé au chronomètre et de la distance à l'impact du microphone atteint le premier par le bruit de l'impact et ayant initialisé le comptage du temps.Thus, the contents of the two chronometers represent two durations which, multiplied by the value of the speed of sound in the material, of the distance at impact of the microphone associated with the chronometer and of the distance at impact of the microphone reached first by the noise of the impact and having initialized the time counting.
La connaissance de ces deux longueurs et la position des trois microphones sur la cible dans un repère lié à la cible permet de calculer les coordonnées de l'impact sur la cible dans ce repère.Knowing these two lengths and the position of the three microphones on the target in a frame linked to the target makes it possible to calculate the coordinates of the impact on the target in this frame.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, les deux durées mesurées par les chronomètres après l'impact du projectile sur la cible, sont utilisées dans un module de calcul qui fournit les coordonnées de l'impact sur la cible; le module de calcul peut se trouver dans un coffret soit près de la cible soit près du tireur.According to another characteristic of the invention, the two durations measured by the chronometers after the impact of the projectile on the target are used in a calculation module which provides the coordinates of the impact on the target; the calculation module can be in a box either near the target or near the shooter.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, un nombre déterminé de couples de coordonnées d'impacts possibles sur la cible sont mis en mémoire dans une mémoire électroni que. Chaque couple de durées fournies par les chronomètres permettent de chercher dans une case mémoire les coordonnées correspondant à l'impact.According to another characteristic of the invention, a determined number of pairs of possible impact coordinates on the target are stored in an electronic memory. than. Each pair of durations provided by the chronometers makes it possible to search in a memory box for the coordinates corresponding to the impact.
Suivant une autre caractéristique de l'invention,les coordonnées de l'impact ainsi calculées ou recherchées en mémoire, sont saisies par des circuits de gestion d'un écran de visualisation qui affiche alors un point lumineux représentant l'impact sur le dessin de la cible représenté à l'échelle sur l'écran. Sur l'écran apparaissent d'une manière fixe les points lumineux correspondant aux impacts précédant le dernier impact. Le dernier impact figurant sur l'écran sous la forme d'un point lumineux clignotant.According to another characteristic of the invention, the coordinates of the impact thus calculated or sought in memory, are entered by management circuits of a display screen which then displays a bright point representing the impact on the drawing of the target shown to scale on the screen. On the screen, the luminous points corresponding to the impacts preceding the last impact appear in a fixed manner. The last impact appearing on the screen in the form of a flashing light point.
L'écran et les circuits électroniques associés sont contenus dans un coffret à portée de vue immédiate du tireurThe screen and the associated electronic circuits are contained in a box within immediate sight of the shooter
Suivant une autre caractéristique de l'invention,les divers circuits de détection, de mesure, de calcul, de gestion sont rassemblés dans deux boîtiers l'un se trouvant au pied de la cible, l'autre à proximité du tireur. La transmission des données entre les deux boîtiers étant réalisée soit par des conducteurs soit par radio.According to another characteristic of the invention, the various detection, measurement, calculation and management circuits are assembled in two boxes, one located at the foot of the target, the other near the shooter. The data transmission between the two boxes being carried out either by conductors or by radio.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'écran de visualisation est un écran plat à diodes électroluminescentes ou à cristaux liquides, mais il peut être réalisé par un tube cathodique.According to another characteristic of the invention, the display screen is a flat screen with light-emitting diodes or with liquid crystals, but it can be produced by a cathode ray tube.
Bien entendu, on ne sortirait pas du cadre de l'invention en utilisant seulement deux microphones fixés sur la cible; les deux chronomètres associés seraient alors déclenchés par un signal provenant d'un détecteur d'impact et l'on s'efforcerait d'obtenir pour une bonne précision la simultanéité de l'impact et du signal généré par le détecteur d'impact.Of course, it would not go beyond the scope of the invention to use only two microphones fixed on the target; the two associated timers would then be triggered by a signal from an impact detector and efforts would be made to obtain, for good accuracy, the simultaneity of the impact and of the signal generated by the impact detector.
Les durées mesurées par les deux compteurs conduiraient alors à la connaissance des distances de chacun des microphones à l'impact, ce qui est suffisant pour déterminer la position de l'impact sur la cible.The durations measured by the two counters would then lead to knowing the distances of each of the microphones at impact, which is sufficient to determine the position of the impact on the target.
Enfin, une seule pile d'alimentation en électricité peut alimenter les deux boîtiers et les circuits électro niques dans le cas d'une liaison par câble entre les deux boîtiers, deux piles étant nécessaires dans le cas d'une liaison par radio, une pile par boîtier.Finally, a single power supply battery can power the two boxes and the electro circuits nics in the case of a cable connection between the two boxes, two batteries being necessary in the case of a radio link, one battery per box.
On ne sortirait pas non plus du cadre de l'invention en fixant les microphones sur le matériau de la cible sans ménager, à l'endroit des microphones, de trou dans la cible, le trou n'ayant qu'un rôle d'adaptateur d'impédance.It would not go beyond the scope of the invention to fix the microphones on the target material without leaving, at the place of the microphones, a hole in the target, the hole having only an adapter role. impedance.
Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif permet de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention et les avantages qu'elle est susceptible de procurer.
- Figure 1 représente le synoptique du fonctionnement électrique du dispositif, schéma bloc de toutes les fonctions et indication des signaux et informations échangées.
- Figure 2 représente une cible avec dans un repère oxy les positions des microphones et d'un impact; les distances des microphones d1, d2, d3 à l'impact y figurent.
- Figure 3 donne le détail de la fixation d'un microphone à électret sur la cible et de la cavité.
- Figure 4 situe les éléments constitutifs du système complet.
- Figure 5 et 6 sont des vues en coupe illustrant la structure des capteurs dans un cas particulier.
- Figure 1 shows the block diagram of the electrical operation of the device, block diagram of all the functions and indication of the signals and information exchanged.
- Figure 2 shows a target with in an oxy mark the positions of the microphones and of an impact; the distances of microphones d1, d2, d3 at impact are included.
- Figure 3 shows the detail of the attachment of an electret microphone to the target and the cavity.
- Figure 4 locates the components of the complete system.
- Figure 5 and 6 are sectional views illustrating the structure of the sensors in a particular case.
Le schéma électrique illustré sur la figure 1 comprend un microphone 4 associé au circuit 5 d'amplification et de mise en forme. La sensibilité et la bande passante de l'ensemble sont réglées pour ne réagir qu au seul bruit de l'impact se propageant dans le matériau de la cible, à l'exclusion de tous les autres bruits.The electrical diagram illustrated in FIG. 1 includes a
Un détecteur d'impact 3 qui, dans cet exemple, est un ensemble identique au système 4 et 5, générant un signal 7 de déclenchement des chronomètres électroniques 8.An
Le circuit 5 génère un signal électrique 11 qui, appliqué au chronomètre 8, détermine la fin du comptage du temps.The circuit 5 generates an electrical signal 11 which, applied to the
Un module de calcul 16 fonctionnant sur la base d'un microprocesseur reçoit les valeurs 10 des contenus des chronomètres et calcule les coordonnées de l'impact. Dans une autre variante, une mémoire 24 contient un nombre déterminé de couples de coordonnées d'impacts. Chaque couple de coordonnées se trouvant dans une case mémoire dont l'adresse est en relation directe avec le contenu des chronomètres correspondant à l'impact, cette relation étant établie par un calcul préalable.A
L'alimentation en énergie électrique peut se faire à partir d'une pile électrique, ou d'une batterie d'accumulateurs ou d'une alimentation fonctionnant sur le secteur, située dans le boîtier 15, par des conducteurs du câble 9 alimentant aussi le boîtier 14.The supply of electrical energy can be done from an electric battery, or from a storage battery or from a power supply operating on the mains, located in the housing 15, by conductors of the
Le fonctionnement est le suivant :
Le tireur actionne son arme, arme à feu, à gaz, à flèche, le projectile 6 atteignant la cible 1 génère dans le matériau de la cible un bruit impulsionnel qui se propage dans toute la cible à la vitesse du son dans le matériau de la cible.The operation is as follows:
The shooter activates his weapon, firearm, gas, arrow, the projectile 6 reaching the
Le bruit commence par atteindre le microphone 3 le plus proche et son circuit associé génère un signal électrique 7 (fig. 1).The noise begins by reaching the
Le signal 7 est appliqué aux deux chronomètres 8, déclenchant leur fonctionnement. En même temps, les deux chronomètres 8 sont affectés aux deux autres microphones 4 (Fig. 1)The signal 7 is applied to the two
Lorsque les microphones 4 (Fig. 1) reçoivent à leur tour le bruit de l'impact qui se propage dans la cible, leurs circuits respectifs 5 génèrent chacun un signal électrique 11 qui appliqué au chronomètre associé 8 met fin à son comptage.When the microphones 4 (FIG. 1) in turn receive the noise of the impact which propagates in the target, their respective circuits 5 each generate an electrical signal 11 which applied to the associated
Les deux chronomètres 8 contiennent ainsi les valeurs de deux durées t2 et t3 correspondant au parcours des distances d2-d1 et d3-d1 (fig. 2) par le bruit de l'impact dans le matériau de la cible 1.The two
Les valeurs t2 et t3 disponibles sur les sorties des chronomètres 8 (signaux 10) sont intégrées par le module de calcul 16 qui fournit sur ses sorties les valeurs x1 et y1 des coordonnées de l'impact calculées à partir des valeurs t2, t3, de la valeur de la vitesse du son dans le matériau de la cible et des coordonnées des points de fixation des microphones.The values t2 and t3 available on the outputs of the timers 8 (signals 10) are integrated by the
Dans une variante, le couple (t2, t3) est utilisé pour générer une adresse de la case mémoire contenant le couple (x1, y1) dans la mémoire 24.In a variant, the couple (t2, t3) is used to generate an address of the memory box containing the pair (x1, y1) in
Un écran plat à cristaux liquides ou à diodes électroluminescentes est géré par des circuits 17 qui reçoivent les valeurs des cooronnées des impacts successifs générant sur l'écran un point lumineux figurant l'impact.A flat screen with liquid crystals or light-emitting diodes is managed by
Ces circuits peuvent, en outre, générer diverses informations affichées sur l'écran comme le numéro de l'impact, le nombre de points correspondant, le total des points réalisés.These circuits can, in addition, generate various information displayed on the screen such as the impact number, the corresponding number of points, the total number of points achieved.
L'écran porte le dessin de la cible à l'échelle.The screen shows the drawing of the target to scale.
Les circuits 17 peuvent transmettre des informations à des circuits 25 de synthèse de la parole qui génère des vocables informant le tireur par des transducteurs phoniques 26 des résultats de ses tirs successifs par exemple en annonçant après un tir le nombre de points correspondant et la situation de l'impact en coordonnées polaires.The
La cible 1 est constituée d'un panneau de carton, carré ou rectangulaire; elle est percée de trois trous 12 aux emplacements 3 et 4. Sur l'une de ses faces, ces trous obturés par collage d'une pastille 27. Sur l'autre face, un capuchon 20 en élastomère contient un microphone à électret 22 et est fixé sur la cible à l'aide d'un adhésif 13, à l'endroit du trou 12, ménageant une cavité 21, les fils électriques de liaison avec le microphone 23 sortent du capuchon 20.
Grâce à l'adhésif, le capuchon est démontable et peut s'installer sur une nouvelle cible. Chaque cible comporte les trous borgnes et à l'endroit des trous, l'adhésif protégé par une pastille. Pour utiliser la cible, on ôte les pastilles et l'on fixe les capuchons sur l'adhésif. Les six fils des trois microphones 22 arrivent dans un seul cable dans un coffret 14 qui contient les circuits 5 et la pile électrique d'alimentation.Thanks to the adhesive, the cap is removable and can be installed on a new target. Each target has the blind holes and at the location of the holes, the adhesive protected by a patch. To use the target, remove the pellets and attach the caps to the adhesive. The six wires of the three microphones 22 arrive in a single cable in a box 14 which contains the circuits 5 and the electric supply battery.
Les circuits 8 à 26 sont répartis dans les deux boîtiers 14 et 15 et la liaison entre les deux boîtiers pour la transmission des données est assurée par un câble à plusieurs conducteurs 9. Ce câble peut, par exemple, véhiculer les signaux 7 et 11 dans le cas où le boîtier 14 ne contient que les circuits 5.The
Les valeurs des coordonnées de l'impact 2 (x1, y1) sont introduites dans le circuit 17 de gestion de l'écran 19 qui génère l'apparition d'un point lumineux sur l'écran, occupant sur l'écran, a l'échelle, la même position que l'impact 2 sur la cible 1.The values of the coordinates of the impact 2 (x1, y1) are introduced into the
Le dernier impact est figuré sur l'écran par un point lumineux clignotant, les impacts précédents étant figurés par des points lumineux sans clignotement.The last impact is represented on the screen by a flashing light point, the previous impacts being represented by light points without flashing.
En même temps, le circuit 17 génère les informations utiles au tireur, sous forme alphanumérique sur l'écran, comme le nombre de points correspondant à chaque tir, le total des points, le numéro de chaque tir par exemple.At the same time, the
Un perfectionnement permet à un circuit 25 de synthèse de la parole, recevant des données du circuit 17 de fournir au tireur par l'intermédiaire du transducteur 26 des informations audibles sur la position de l'impact de son tir sur la cible comme par exemple : "7 à vingt heures".An improvement allows a speech synthesis circuit 25, receiving data from
Suivant une utilisation très simplifiée du dispositif, un seul ensemble -microphone 4 circuit associé 5- est utilisé sur la cible dans les mêmes conditions d'utilisation précédentes.According to a very simplified use of the device, a single set -
Il résulte de ce qui précède que l'invention, en se fondant sur la transmission des ondes acoustiques au sein même du matériau de la cible, est fondée sur la constatation suivante :
Au moment de l'impact, à partir du point 2, prennent naissance au sein du matériau de la cible deux trains d'ondes,à
- une onde se propageant à environ 2.800 m/s;
- une onde se propageant à environ 350 m/s.It follows from the above that the invention, based on the transmission of acoustic waves within the target material itself, is based on the following observation:
At the moment of impact, from
- a wave propagating at around 2,800 m / s;
- a wave propagating at around 350 m / s.
C'est en mesurant les intervalles de temps séparant la réception des ondes successivement à chacun des capteurs 3, 4, 4, qu'on détecte électroniquement la position du point d'impact 2.It is by measuring the time intervals separating the reception of the waves successively at each of the
Ce dispositif a un avantage considérable sur tous les systèmes connus. Il ne nécessite aucun dispositif spécial associé à la cible. Un simple carton (cible) suffit, associé aux trois capteurs qui y sont fixés par un adhésif ordinaire. Il en résulte un prix de revient particulièrement bas.This device has a considerable advantage over all known systems. It does not require any special device associated with the target. A simple card (target) is enough, associated with the three sensors which are fixed to it by an ordinary adhesive. This results in a particularly cost price low.
Une innovation majeure selon l'invention, est constituée par l'annonce vocale de la position de l'impact. Cette annonce vocale est transmise directement dans les écouteurs portés par le tireur.A major innovation according to the invention is constituted by the voice announcement of the position of the impact. This voice announcement is transmitted directly to the earphones worn by the shooter.
Les coordonnées x, y de l'impact sont "saisies" par un circuit spécialisé dans la synthèse vocale qui génère des vocables comme : "un huit à 10 heures".The x, y coordinates of the impact are "captured" by a circuit specialized in speech synthesis which generates terms such as: "an eight to 10 o'clock".
Ceci permet au tireur de savoir si il tire sans même avoir à quitter la cible des yeux.This allows the shooter to know if he is shooting without having to take his eyes off the target.
Ce dispositif a été testé avec succès dans le tir à la cible exécuté par des non-voyants.This device has been successfully tested in target shooting by blind people.
Il constitue la partie la plus originale du système.It is the most original part of the system.
Autre avantage très important du dispositif : il peut localiser les impacts de toutes les balles tirées par toutes les armes car son principe ne fait pas intervenir une plus ou moins grande énergie de la balle, ni une vitesse supersonique (onde de choc).Another very important advantage of the device: it can localize the impacts of all the bullets fired by all the weapons because its principle does not involve a greater or lesser energy of the bullet, nor a supersonic speed (shock wave).
En ce qui concerne la réalisation pratique des capteurs on peut adopter la technologie suivante.With regard to the practical realization of the sensors, the following technology can be adopted.
Sur la Fig. 5, on a schématisé un capteur 28 collé au dos de la cible 1, pour être sensible uniquement à l'onde qui s'y propage à la vitesse de 2.800 m/s environ. Ce capteur 28 comprend un boîtier 29 de matière plastique, à l'intérieur duquel est placée une pastille piézo-électrique 30. Celle-ci est reliée par des fils 31 à l'électronique du système.In Fig. 5, a
Sur la Fig. 6, on montre un capteur 32 sensible à l'onde qui se propage dans la cible 1 à la vitesse de 350 m/s environ. Ici, on colle au dos de la cible 1, un boîtier 33 en matière plastique qui contient un remplissage de mousse élastomère 34 au sein duquel se trouve un microphone 35, par exemple du type électret. Ce dernier est relié à l'électronique par des fils 36.In Fig. 6, there is shown a
Claims (19)
- un capteur (3) sensible à l'impact (2) du projectile (6) sur la cible (1) délivrant un signal électrique (7) à chaque impact, ce signal définissant l'origine du comptage du temps qui coincide avec la date de son apparition.
- Deux capteurs (4) sensibles au son fixés sur la cible (1) en deux points fixes -les deux capteurs sont identiques-associés chacun à un circuit électronique (5) réglé pour délivrer un signal électrique (11) seulement lorsque le capteur (4) est ecité par le bruit de l'impact (2) qui s'est propagé dans le matériau de la cible (1) depuis l'impact (2) jusqu'à lui.
- Deux chronomètres électroniques (8), chaque chronomètre associé à un capteur (4) est déclenché par le signal (7) et mesure le temps qui s'écoule depuis son déclenchement jusqu'à l'arrivée du bruit de l'impact (2) -s'étant propadans le matériau de la cible- sur le capteur (4) qui lui est associé, la fin du comptage étant obtenue en appliquant au chronomètre (8) le signal électrique (11) Les deux durées (10) ainsi mesurées par les deux chronomètres (8) après chaque impact sur la cible, en association avec la connaissance de la vitesse du son dans le matériau de la cible (1) et la position des trois capteurs (3) et (4° sur la cible déterminent complètement la position de l'impact (2) sur la cible (1).
- Une cible -feuille plane en matériau conducteur du son- et donc du bruit de l'impact -sur laquelle sont fixés les capteurs (3) et (4) d'une manière démontable et étanche aux bruits extérieurs.
Un système de transmission des données (9) depuis un coffret (14) situé au pied de la cible (1) jusqu'à un coffret (15) situ£ à proximité immédiate du tireur.
- Un circuit de calcul (16) qui calcule à partir des valeurs des durées (10) les coordonnées (x1, y1) de l'impact (2).
- Un écran de visualisation (18) de l'image de la cible (1) et des impacts (2) géré par un circuit électronique (17) recevant les valeurs des coordonnées (x1, y1) pour générer les points lumineux figurant les impacts (2).
- Un générateur électrique (19) alimentant l'ensemble des circuits électroniques.2. Device for implementing the method according to claim 1 and for indirectly determining the position of the impact of a projectile on a firing target and for transmitting this information remotely to be viewed, characterized in that it includes the following elements:
- a sensor (3) sensitive to the impact (2) of the projectile (6) on the target (1) delivering an electrical signal (7) at each impact, this signal defining the origin of the counting of time which coincides with the date of its appearance.
- Two sensors (4) sensitive to sound fixed on the target (1) at two fixed points - the two sensors are identical - each associated with an electronic circuit (5) adjusted to deliver an electrical signal (11) only when the sensor ( 4) is ecited by the noise of the impact (2) which has propagated in the material of the target (1) from the impact (2) to it.
- Two electronic chronometers (8), each chronometer associated with a sensor (4) is triggered by the signal (7) and measures the time which elapses from its triggering until the arrival of impact noise (2 ) - being propadans in the material of the target - on the sensor (4) associated with it, the end of the counting being obtained by applying to the chronometer (8) the electrical signal (11) The two durations (10) thus measured by the two chronometers (8) after each impact on the target, in association with the knowledge of the speed of sound in the target material (1) and the position of the three sensors (3) and (4 ° on the target determine the position of the impact (2) on the target (1) completely.
- A target - flat sheet made of sound conducting material - and therefore impact noise - on which are fixed the sensors (3) and (4) in a removable manner and impervious to external noise.
A data transmission system (9) from a box (14) located at the foot of the target (1) to a box (15) located in the immediate vicinity of the shooter.
- A calculation circuit (16) which calculates from the values of the durations (10) the coordinates (x1, y1) of the impact (2).
- A display screen (18) of the target image (1) and of the impacts (2) managed by an electronic circuit (17) receiving the values of the coordinates (x1, y1) to generate the light points representing the impacts (2).
- An electric generator (19) supplying all of the electronic circuits.
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FR8800232 | 1988-01-07 | ||
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