EP1159579B1 - Verfahren und vorrichtung zur zieldarstellung und treffererkennung bei schiessanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Vorrichtungen zur Zieldarstellung finden bei zu Ausbildungszwecken benutzten Raumschießanlagen von Polizei, Militär und vergleichbaren Sicherheitsorganen Anwendung und bestehen im Regelfall aus einer Zielfläche, auf die ein Zielobjekt projiziert wird, sowie einer Messeinrichtung, deren Zweck darin besteht, die Trefferlage innerhalb des Zielfeldes zu ermitteln, datenmäßig zu erfassen und einer rechnergestützten Auswertung zuzuführen.

Die Zielfläche wird beispielsweise durch ein Bildwandsystem verkörpert, bei welchem zwei Lagen einer Bildwand, die von Rollensystemen ab- bzw. aufgewickelt und mit geringem Abstand in einer einander überdeckenden Anordnung gehalten werden. Über eine, die Zielfläche erfassende Videokamera kann in Verbindung mit einer Hinterleuchtung der Zielfläche ein Durchschuss als Leuchtpunkt erkannt und bezüglich seiner Lage relativ zu dem Zielfeld unter Mitwirkung eines, in die Bildebene der Videokamera eingeblendeten Koordinatensystems vermessen werden. Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist, dass die maximal zu erfassende Schussfolgegeschwindigkeit durch die Bildfolgegeschwindigkeit der Videokamera begrenzt ist. Hinzu treten Sondermaßnahmen, die sich aus den Durchschüssen der Bildwand und der Behebung dieser Durchschüsse zwecks Identifizierung zeitlich nachfolgender Durchschüsse ergeben.

Das auf die Zielfläche projizierte Zielobjekt kann ein Standbild sein - es kann sich jedoch auch um einen Film handeln, der auf einem entsprechenden Träger aufgezeichnet ist. In Abhängigkeit von der Art des Trägers ist hierbei ein mehr oder weniger großes Speichervolumen erforderlich. Häufig besteht auch das Bedürfnis, einen Film zum Zweck der Zieldarstellung bearbeiten zu können.

Die DVD (digital video disc) bietet als Speichermedium für Daten und Bilder in der heutigen Version bekanntlich den Vorteil einer großen Speicherfähigkeit bei gleichzeitig hoher Bildqualität, insbesondere eines hohen Auflösungsvermögens. Derartige Speichermedien sind z.Zt. bereits im Handel verfügbar, bei denen auf der Größe einer üblichen CD (compact disc) Video-, Audio- und Surrounddaten mit einer Abspieldauerdauer von ca. 2 Stunden gespeichert sind. Neben den allgemeinen Vorteilen der Digitaltechnik hat dies seine Ursache in der Weiterentwicklung der eingesetzten Kodierverfahren und hiermit zusammenhängend der Verfahren der Datenkompression. Zu nennen sind in diesem Zusammenhang die unterschiedlichen Stufen der MPEG-Standards, welche stets höhere Kompressionen digitaler Datenströme ermöglichen. So wird beispielsweise gemäß dem bereits eingeführten Standard MPEG 2 die Kompression eines Video-Daten-Stromes um den Faktor 10, gemäß den z.Zt. noch geplanten Standard MPEG 4 um bis zu 350 ermöglicht.

Um im obigen Sinne bei der Bilddatenaufzeichnung bei gegebenem Speichervolumen des Speichermediums eine maximale Speicherung zu erreichen, wird ein Film derartig aufgezeichnet, dass jeweils bild- bzw. situationsbezogene einzelne Bilder (keyframes) aufgezeichnet werden, um anschließend lediglich die diesen einzelnen Bildern zugeordneten Änderungen festzuhalten. Das heißt, dass ein kontinuierlicher Film lediglich aus einer Folge von keyframes und den diesen jeweils zugeordneten Änderungen besteht.

Nun besteht u.a. zur Zieldarstellung bzw. Zielmarkierung bei Schießanlagen häufig das Bedürfnis einzelne Bilder eines Filmes zu adressieren mit dem Ziel, diese zu bearbeiten und an diesen definierte Veränderungen vorzunehmen. Es kann sich hierbei um Einzelbilder, jedoch auch um Bildfolgen handeln, wo immer es um das Problem der Zieldarstellung oder auch der Simulation bestimmter Situationen in einer Bewegtbildabfolge geht.

Die Adressierung von beispielsweise nach dem MPEG 2 Standard aufgezeichneten Einzelbildern eines Filmes gestaltet sich jedoch außerordentlich schwierig, da nach Maßgabe des Zeitpunktes einer Filmsituation nur die Änderungen zu einem zuvor gespeicherten Einzelbild adressierbar sind. Vergleichbares gilt für weitere Datenkompressionsverfahren. Dies wiederum erschwert die Nutzung des Speichermediums DVD beispielsweise für Zwecke der Zieldarstellung in Schießanlagen.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu konzipieren, dass eine Nutzung des Speichermediums DVD in Schießanlagen mit der Maßgabe ermöglicht wird, dass gezielt einzelne Bilder zum Zweck der Bearbeitung adressierbar sind. Gelöst ist diese Aufgabe bei einem solchen Verfahren durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1.

Erfindungswesentlich ist hiernach, dass aus dem die Bildfolge beschreibenden Datenstrom zunächst die genannten keyframes herausgefiltert werden. Es ist dies möglich, weil der komprimierte Datenstrom, z.B. der MPEG-Datenstrom aus einer Folge von zwei Dateiarten besteht, die sich in ihrer Größe deutlich unterscheiden. So fällt die ein einzelnes keyframe beschreibende Datei deutlich größer aus als die dem jeweiligen keyframe zugeordnete Änderung beschreibende Datei. Erfindungswesentlich ist ferner, dass ein digitaler Speicher vorgesehen ist, der zur vorübergehenden Speicherung wenigstens eines keyframes bestimmt und eingerichtet ist. Dieser Speicher steht während des Betriebs des Wiedergabegerätes mit diesem in Wirkverbindung, wobei nach Maßgabe des Abspielens des Filmes die jeweils gespeicherten keyframes von den jeweils nachfolgenden keyframes ständig überschrieben werden. Wird somit über das Wiedergabegerät eine Pausen- oder Filmsprungfunktion ausgelöst, welche ansonsten nur zur Adressierung lediglich der jeweils aktuellen Änderung führen würde, nicht jedoch zwangsläufig zu einem komplettierten Bild, besteht nunmehr erfindungsgemäß aufgrund der vorübergehenden Speicherung eines keyframes die Möglichkeit, gezielt das zum Zeitpunkt der Auslösung der Pausenfunktion aktuelle und komplettierte einzelne Bild des über das Wiedergabegerät abgespielten Filmes zu adressieren. Dies wiederum eröffnet die Möglichkeit einer gezielten Einbringung von Veränderungen in den digital gespeicherten Film, um diesen beispielsweise zur Zieldarstellung in Schießanlagen nutzen zu können. Als Speicher wird ein RAM-Speicher benutzt, dessen Zugriffszeit für den Zweck der Erfindung naturgemäß derart beschaffen sein muss, dass der Bildfluss infolge der Bildabfolge des Filmes nicht gestört wird. Dies ist beispielsweise dann erreichbar, wenn ein Speicher mit einer Zugriffszeit von etwa 10 ns benutzt wird, wobei der Speicher im Übrigen dahingehend eingerichtet ist, dass ständig eine Filmlänge von etwa 2 s gespeichert ist. Das Verfahren eignet sich gleichermaßen zur unmittelbaren Bearbeitung von keyframes, sobald diese in dem genannten Speicher zur Verfügung stehen und damit zur gezielten Bearbeitung einzelner Bilder einer Bildfolge zwecks Zieldarstellung bei Schießanlagen.

Das erfindungsgemäße Verfahren eröffnet gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 eine neue Anwendungsmöglichkeit für das Speichermedium DVD. Es erschließt die Vorteile dieses Speichermediums, nämlich eine hohe Bildqualität und einen geringen Speicherbedarf im Rechner für Zwecke der Adressierung einzelner, beliebig wählbarer Bilder der Bildfolge eines auf diesem Speichermedium gespeicherten Filmes.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 3 werden stets zwei oder mehr keyframes in dem genannten Speicher vorübergehend gespeichert. Diese Maßnahme hat sich praktisch als zweckmäßig erwiesen.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 4 ergeben sich umfassende, über die bereits erwähnte Zieldarstellung in Schießanlagen hinausgehende Anwendungsmöglichkeiten für das erfindungsgemäße Verfahren allgemein im Multimediabereich, wo immer es um die nachträgliche Bearbeitung eines auf einem digitalen Speichermedium wie z.B. eines DVD gespeicherten Filmes geht.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist für den Fachmann einfach realisierbar und es können insbesondere auch handelsübliche Wiedergabegeräte für diesen Zweck umgerüstet werden.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 5.

Es ist vor diesem Hintergrund ferner die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der oben bezeichneten Art dahingehend auszugestalten, dass im Vergleich zu dem dargelegten Stand der Technik eine Erhöhung der Schussfolgegeschwindigkeit möglich ist, wobei gleichzeitig das Speichermedium DVD mit der Maßgabe nutzbar gemacht wird, dass gezielt einzelne Bilder zum Zweck der Bearbeitung adressierbar sind.

Keyframes können somit bearbeitet werden, sobald sie in dem genannten Speicher zur Verfügung stehen. Das Speichermedium bringt den Vorteil mit sich, dass eine hohe Bildqualität und ein geringer Speicherbedarf im Rechner für Zwecke der Adressierung einzelner, beliebig wählbarer Bilder der Bildfolge des auf diesem Speichermedium gespeicherten Filmes zur Verfügung gestellt werden können. Es können zwei oder mehr keyframes in dem genannten Speicher vorübergehend gespeichert werden. Die bauliche Unterbringung des genannten Speichers gestaltet sich grundsätzlich beliebig - dieser kann mit dem Wiedergabegerät zusammengefasst sein - dieser kann jedoch auch mit der Steuereinrichtung zusammengefasst sein. Letztere ist zur Auswertung von Messergebnissen der Messeinrichtung sowie zur Steuerung des Wiedergabegerätes eingerichtet.

Die Messeinrichtung kann entsprechend den Merkmalen der Ansprüche 7 und 8 dahingehend ausgebildet sein, dass die Lagevermessung eines Treffers innerhalb einer hinterleuchteten Zielfläche mittels einer Videokamera vorgenommen wird, in deren Bildebene ein Koordinatensystem eingeblendet ist.

Der Messeinrichtung entsprechend den Merkmalen der Ansprüche 10 bis12 hingegen liegt ein anderes Konzept zugrunde, welches auf der Auswertung einer von dem Geschoss emittierten Strahlung, von diesem reflektierter Strahlung bzw. von diesem unterbrochener Strahlung basiert. Zu diesem Zweck sind innerhalb einer mit geringem Abstand vor der Zielfläche befindlichen Messebene, die sich senkrecht zu der Beschussrichtung erstreckt, mehrere linienhafte Anordnungen entweder von Strahlungsempfängern oder von paarweise angeordneten Strahlungsempfängern und Strahlungssendem vorgesehen. Alternativ können sich auch jeweils paarweise Anordnungen gegenüberliegen, die jeweils aus Strahlungsempfängern oder Strahlungssendern bestehen und somit Strahlungsketten bilden. Sämtliche dieser Varianten sind dazu bestimmt, die Position des Geschosses zum Zeitpunkt des Durchtritts durch die Messebene zu ermitteln, und zwar entweder unter Auswertung der von dem Geschoss emittierten Strahlung, der von diesem reflektierten Strahlung oder der von diesem unterbrochenen Strahlung. Der Vorteil dieser Ausgestaltung der Messeinrichtung besteht darin, dass nach Maßgabe der Art der verwendeten Strahlung äußerst kurze Ansprechzeiten der eingesetzten Strahlungsempfänger realisierbar sind, welche die Lagevermessung von Geschossen in der Messebene bei praktisch beliebigen Schussfolgegeschwindigkeiten ermöglichen. Ein Überkleben von Durchschussöffnungen einer Zielfläche zwecks Erkennung der Lage folgender Geschosse relativ zu der Zielfläche entfällt somit, so dass diese Messeinrichtung eine wesentlich komfortablere Handhabung ermöglicht.

Gemäß den Merkmalen der Ansprüche 13 und 14 sind die genannten Anordnungen in der Messebene jeweils mit der Maßgabe platziert, dass diese als Ausgangspunkt zur Bildung kartesischer Koordinatensysteme benutzbar sind, so dass die eine von zwei Anordnungen zur Bildung der X-Achse und die andere zur Bildung der Y-Achse nutzbar ist. Vorausgesetzt wird hierbei, dass die einzelnen Strahlungsempfänger und/oder Strahlungssender mit Linsensystemen zusammenwirken, die eine fokussierende Wirkung derart ausüben, dass sich jeweils linienhafte, in der Messebene verlaufende, die Zielfläche überdeckende Richtcharakteristiken ergeben, welche eine verzerrungsfreie Lagevermessung eines Geschosses zum Zeitpunkt des Durchtritts durch die Messebene ermöglichen. Aus der Lagevermessung in der Messebene kann unmittelbar auf die Trefferlage in der Zielfläche geschlossen werden. Die konkrete Gestaltung der Zielfläche kann in diesem Zusammenhang beliebig vorgenommen sein.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 15 liegt der Messeinrichtung ein akustisches Messprinzip zugrunde. Auch in diesem Fall wird jedoch die Lage des Punktes in einer Messebene vermessen, die dem Durchstoßpunkt der Flugbahn des Geschosses in Richtung auf eine Zielfläche hin entspricht, so dass aus der Lage dieses Punktes auf die Trefferlage innerhalb der Zielfläche geschlossen werden kann. Diese Ausgestaltung ist jedoch lediglich beispielhaft zu verstehen, so dass auch andere Schallmessverfahren in Betracht kommen.

Die Zusammenstellung der für den Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung erforderlichen Komponenten sowie deren Schaltung ist dem Fachmann ausgehend von obigen Informationen ohne weiteres möglich und bedarf keiner weiteren Erläuterungen.

Bei dem genannten Strahlungsempfänger und Strahlungssender kann es sich um solche handeln, deren Strahlung im Infrarotbereich gelegen ist, jedoch auch um solche, die im Bereich des sichtbaren Lichts liegt. Im einfachsten Fall werden durch linienhafte Anordnungen von Sendern und Empfängern jeweils "Lichtvorhänge" gebildet, deren Unterbrechung infolge eines Geschossdurchtritts nach Maßgabe von X- und Y-Koordinaten erfasst und datenmäßig zur beliebigen weiteren Auswertung zur Verfügung gestellt wird.

Die Messeinrichtung kann auch in diesem Fall ein Sichtgerät umfassen, über welches das Messergebnis visuell dargestellt wird, um anschließend unter Mitwirkung eines Steuercomputers weiter ausgewertet zu werden. Der genannte Steuercomputer kann im Rahmen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ferner zentral zur Steuerung des DVD-Wiedergabegerätes sowie zur Auswertung der Trefferergebnisse benutzt werden.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die in den beiliegenden Zeichnungen wiedergegebenen Schaltschemata näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Zieldarstellung und Treffererkennung;

Fig. 2 eine Darstellung eines anderen Blockschaltbildes zur Treffererkennung;

Fig. 3 eine Darstellung eines weiteren Blockschaltbildes zur Treffererkennung.

Es wird im Folgenden zunächst auf die zeichnerische Darstellung gemäß Fig. 1 Bezug genommen.

Mit 1 ist eine Zielfläche in der Seitenansicht bezeichnet, auf die unter Mitwirkung eines Videoprojektors 2 ein Zielbild projiziert wird. Der Videoprojektor 2 befindet sich in einem definierten Abstand vor der Zielfläche 1, die aus einer Richtung 3 beschossen wird. Es kann sich bei dem Zielbild um ein Standbild oder auch eine Bewegtbildfolge, einen Interaktivfilm oder dergleichen handeln.

Mit 4 ist eine Videokamera bezeichnet, die sich ebenfalls in einem definierten Abstand vor der Zielfläche 1 befindet und die dahingehend justiert ist, dass in dieser Bildebene die durch den Videoprojektor 2 projizierte Zielfläche 1 vollständig erfasst wird.

Die Videokamera 4 steht über eine Datenleitung mit einem Sichtgerät 5 in Verbindung, welches dahingehend eingerichtet ist, dass dem über die Videokamera 4 aufgezeichneten Bild ein X-Y-Koordinatensystem überlagert wird, so dass in Verbindung mit einer rückwärtigen Beleuchtung der Zielfläche 1 die Trefferlage eines Geschosses durch einen Leuchtpunkt innerhalb dieses Koordinatensystems und damit innerhalb der Zielfläche 1 darstellbar und auswertbar ist.

Mit 6 ist ein, mit dem Sichtgerät 5 über eine weitere Datenleitung verbundener Steuercomputer bezeichnet, der seinerseits mit einem DVD-Wiedergabegerät 7 in Verbindung steht. Das DVD-Gerät 7 hat erfindungsgemäß eine besondere Ausgestaltung dahingehend erfahren, dass einzelne Bilder der Bildfolge eines auf einer DVD (digital video disc) gespeicherten Filmes addressierbar sind und zum Zweck der Verwendung als Zielbild bearbeitbar sind. Beispielsweise können einzelne Bilder oder ein einzelnes Bild dieser Bildfolge zum Zweck der Zieldarstellung markiert werden. Dies wird dadurch erreicht, dass aus dem, die Bildfolge beschreibenden Datenstrom zunächst die sogenannten keyframes herausgefiltert werden. Dies ist deshalb möglich, weil der komprimierte Datenstrom, z.B. der MPEG-Datenstrom aus einer Folge von zwei Dateiarten besteht, die sich in ihrer Größe deutlich unterscheiden. So fällt die ein keyframe beschreibende Datei deutlich größer aus als die dem jeweiligen keyframe zugeordneten Änderungen beschreibenden Dateien. Die Größe der Dateien bildet somit das Unterscheidungskriterium, anhand welchem diese beiden, inhaltlich unterschiedlichen Dateiarten in einem Datenstrom voneinander getrennt werden können. Wesentlich ist in diesem Zusammenhang, dass ein digitaler Speicher vorgesehen ist, der zur vorübergehenden Speicherung wenigstens eines keyframes bestimmt und eingerichtet ist. Dieser Speicher steht während des Betriebs des Wiedergabegerätes 7 mit diesem in Wirkverbindung, wobei nach Maßgabe des Abspielens des Films die jeweils gespeicherten keyframes von den jeweils nachfolgenden keyframes ständig überschrieben werden. Wird somit bei dem Wiedergabegerät 7 eine Pausen- oder eine Filmsprungfunktion ausgelöst, welche ansonsten im Regelfall nur zur Adressierung lediglich der jeweils aktuellen Änderung führen würde, nicht jedoch zwangsläufig zu einem komplettierten Bild, besteht aufgrund der vorübergehenden Speicherung eines keyframes die Möglichkeit, gezielt das zum Zeitpunkt der Auslösung der Pausenfunktion aktuelle und somit komplettierte einzelne Bild des über das Wiedergabegerät 7 abgespielten Filmes zu adressieren. Es besteht somit die Möglichkeit, das jeweils gespeicherte keyframe mit der zum Zeitpunkt der Auslösung der Pausenfunktion aktuellen Änderung zu einem aktualisierten Gesamtbild zu kombinieren. Dies eröffnet die Möglichkeit einer gezielten Einbringung von Veränderungen in den digital gespeicherten Film, um diesen zur Zieldarstellung in Schießanlagen nutzen zu können. Als Speicher wird ein RAM-Speicher benutzt, dessen Zugriffszeit derart beschaffen ist, dass der Bildfluss infolge der Bildabfolge des Filmes nicht gestört wird. Dies ist beispielsweise dann erreichbar, wenn ein Speicher mit einer Zugriffszeit von etwa 10 ns benutzt wird, wobei der Speicher im übrigen dahingehend eingerichtet ist, dass ständig eine Filmlänge von etwa 2 s gespeichert ist.

Der Steuercomputer 6 dient zur Auswertung und Speicherung der über das Sichtgerät 5 ermittelten Trefferergebnisse - er dient ferner zur Steuerung des DVD-Gerätes 7, nämlich dahingehend, die vorübergehende Speicherung bzw. Bearbeitung eines bestimmten Bildes im oben dargelegten Sinne zu ermöglichen. Der genannte digitale Speicher, der zur Zwischenspeicherung von keyframes eingerichtet ist, bildet einen integralen Bestandteil des DVD-Gerätes. Dies ist jedoch nicht unbedingt notwendig und es kann dieser Speicher grundsätzlich auch einen Bestandteil des Steuercomputers 6 bilden.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 ermöglicht in Verbindung mit der Verwendung einer DVD als digitales Speichermedium für einen Film ein komfortables Adressieren einzelner Bilder des Films mit dem Ziel, diese zur Zieldarstellung zu verwenden, wobei das jeweilige Bild über den Videoprojektor 2 auf die Zielfläche 1 projiziert wird.

Die in der Beschussrichtung 3 auf die Zielfläche 1 treffenden Geschosse werden hinsichtlich ihrer Position in der Ebene der Zielfläche nach Maßgabe ihrer X-Y-Koordinaten durch Verwendung des über das Sichtgerät 5 eingeblendeten Koordinatensystems in ihrer Lage vermessen, identifiziert und über den Steuercomputer 5 gespeichert sowie ausgewertet. Die Durchschüsse in der, die Zielfläche bildenden Leinwand müssen anschließend durch Überklebung oder sonstige Maßnahmen geschlossen werden, um eine einwandfreie Identifizierung auch neuer Durchschüsse zu ermöglichen. Die maximal mit dieser Vorrichtung auswertbare Schussfolge ist jedoch durch die Bildfolgegeschwindigkeit der Videokamera 4 begrenzt.

Zur Erhöhung der maximal auswertbaren Schussfolgegeschwindigkeit werden bei ansonsten unveränderten Verhältnissen zwei alternative ebenfalls erfindungsgemäße Formen der Treffererkennung vorgeschlagen, die im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 erläutert werden, die letztendlich auf der punktuellen Vermessung der Flugbahn eines einzelnen Geschosses beruhen und bei denen demzufolge auf eine Hinterleuchtung der Zielfläche 1 verzichtet werden kann. Hierzu wird zunächst auf die Zeichnungsfigur 2 Bezug genommen:

Wesensmerkmal der in Fig. 2 gezeigten Anordnung zur Treffererkennung sind zwei bandartige Anordnungen 8, 9, die jeweils aus einer Aneinanderreihung von Infrarotsensoren bestehen, die in ihrer jeweiligen Reihe beispielsweise in einem gleichförmigen Abstand von 5 mm relativ zueinander angeordnet sind. Die Anordnungen 8, 9 erstrecken sich in der Zeichenebene, somit senkrecht zu der Beschussrichtung, und zwar in einem geringfügigen Abstand vor der Zielfläche 1. Jeder Sensor 10 der beiden Anordnungen 8, 9 erfasst über eine vorgeschaltete Linse einen bestimmten linienhaften Bereich innerhalb der durch die beiden Anordnungen 8, 9 definierten Messebene, in der durch die beiden, sich senkrecht zueinander erstreckenden Anordnungen 8,9 ein kartesisches Koordinatensystem definiert ist. Praktisch können die Anordnungen 8, 9 - in der Zeichenebene der Fig. 2 gesehen - seitlich neben der bzw. oberhalb der Zielfläche 1 vorgesehen sein, d.h. an einer Seitenwand sowie an der Decke des jeweiligen Raumes, innerhalb welchem die erfindungsgemäße Vorrichtung benutzt wird, fest angeordnet sein.

Man erkennt, dass ein die Messebene in Richtung auf die Zielfläche 1 hin durchdringendes Geschoss 11 im Durchstoßpunkt der Messebene nach Maßgabe zweier Koordinaten erfassbar ist, welche für Zwecke der Auswertung als X- bzw. als Y-Koordinate bezeichnet werden.

Die Erfassung des Geschosses 11 wird bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel durch Erfassung von Wärmestrahlungsunterschieden zwischen dem Geschoss 11 einerseits und der neutralen Umgebung andererseits ermöglicht. Heute kommerziell verfügbare Infrarotsensoren sind durch extrem kurze Ansprechzeiten gekennzeichnet, welche die Erfassung selbst extremer Schussfolgegeschwindigkeiten ohne weiteres zulassen, nachdem diese Ansprechzeiten im Nanosekundenbereich liegen. Die einzelnen Sensoren 10 stehen jeweils über Messwandler mit einem Sichtgerät bzw. einem Steuercomputer in Verbindung, wobei diese Kette Messwandler-Sichtgerät-Steuercomputerbezogen auf das Funktionsschema der Fig. 1 die dortige Wirkungskette Videokamera 4, Sichtgerät 5 und Steuercomputer 6 ersetzt. In Abhängigkeit von dem Erfassungswinkel der einzelnen Sensoren kann durch eine diesen nachgeordnete Interpolationsstufe bei einem Abstand der Sensoren von 5 mm die tatsächliche Position eines beispielsweise 9 mm-Geschosses bis auf eine Genauigkeit von 0,5 mm innerhalb der Messebene festgestellt werden.

Aus der Position des Geschosses 11 innerhalb der Messebene kann auf die Trefferlage innerhalb der Zielfläche 1 geschlossen werden.

Die Steuerung des in die Zielfläche 1 projizierten Zielobjektes, insbesondere die Art der Zieldarstellung erfolgt im Übrigen nach Maßgabe des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 mit lediglich dem Unterschied, dass bei dem System gemäß Fig. 2 eine andere Art der Treffererkennung gewählt ist.

Das in Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel entspricht hinsichtlich seiner Einbindung in das Funktionsschema gemäß Fig. 1 demjenigen der Fig. 2 - es ist lediglich die Art der Erkennung eines Geschosses 11 in der Messebene anders ausgestaltet. Während nämlich das System zur Treffererkennung gemäß Fig. 2 ein passives, auf der Auswertung lediglich der durch das Geschoss 11 emittierten Strahlung beruhendes System ist, ist das in Fig. 3 dargestellte System ein aktives System, bei welchem das Geschoss 11 bestrahlt wird und ein reflektiertes Signal ausgewertet wird. Es sind zu diesem Zweck wiederum zwei linienhafte Anordnungen 12, 13 vorgesehen, die in einer gemeinsamen Ebene, der Messebene senkrecht zueinander angeordnet sind, die sich senkrecht zur Beschussrichtung der Zielfläche 1 erstreckt. Diese gebildete Messebene befindet sich in geringem Abstand vor der Zielfläche 1.

Jede der Anordnungen 12, 13 besteht aus paarweise angeordneten Strahlungsempfängen bzw. Strahlungssendern, die dahingehend eingerichtet sind, dass die genannte Messebene mittels der Strahlungssender kontinuierlich durchstrahlt wird, wobei durch ein, die Messebene durchstoßendes Geschoss 11 ein Reflexsignal ausgelöst wird, welches durch das, dem Ort des Durchstoßpunktes in der Messebene zugeordnete Paar von Strahlungsempfängern der Anordnungen 12, 13 detektiert wird. Bei den genannten Strahlungsempfängern und -sendern kann jede Strahlung verwendet werden, die zur Reflexbildung geeignet ist und bei der verfügbare Ansprechzeiten zur Erfassung auch höchster Schussfolgegeschwindigkeiten ausreichend sind. Beispielsweise kann es sich hier um eine Strahlung im Bereich des sichtbaren oder auch unsichtbaren Teil des Spektrums handeln. Die Auswertung der anhand der reflektierten Signale gewonnenen Durchstoßpunktes in der Messebene erfolgt im übrigen in analoger Weise wie bei dem in Fig. 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel.

Alternativ zu dem, auf der Auswertung von reflektierten Signalen beruhenden Messprinzip gemäß Fig. 3, bei dem Strahlungssender und Strahlungsempfänger stets paarweise an dem gleichen Ort angeordnet sind, so dass sich zwei zueinander senkrechte Anordnungen 12, 13 ergeben, kommt auch ein solches System in Betracht, bei dem Strahlungssender und Strahlungsempfänger einander gegenüberliegen, somit räumlich getrennt voneinander angeordnet sind, so dass sich vier, global rechteckförmig angeordnete Anordnungen ergeben, wobei einander gegenüberliegende Anordnungen jeweils durch Strahlungssender bzw. Strahlungsempfänger gebildet werden, so dass ein, eine auf diese Weise definierte Messebene durchdringendes Geschoss anhand der Unterbrechung zweier Strahlengänge, denen jeweils die X- bzw. die Y-Richtung zugeordnet ist, erkennbar ist. Auch in diesem Fall, der nicht auf der Auswertung von reflektierten Signalen sondern auf der örtlichen "Abschattung" beruht, kann grundsätzlich jede Strahlung eingesetzt werden, bei der verfügbare Ansprechzeiten insbesondere der Empfänger für die Auswertung auch hoher Schussfolgegeschwindigkeiten geeignet sind.

Claims (15)

1. Verfahren zur Zieldarstellung und Treffererkennung bei Schießanlagen, insbesondere zur Gewinnung von einzelnen Bildern aus der Bildfolge eines auf einem digitalen Speichermedium gespeicherten Filmes ausgehend von einem, von dem Speichermediums mittels eines Wiedergabegerätes gewonnenen, nach einem MPEG-Standard oder einem vergleichbaren Standard komprimierten, die Bildfolge nachbildenden, aus einer Dateienfolge aus Einzelbildern (keyframes) und zugehörigen Änderungen bestehenden Datenstrom mit dem Ziel, einzelne ausgewählte Bilder des gespeicherten Filmes zu bearbeiten bzw. zu verändern, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Datenstrom die anhand ihrer Dateigröße von den diesen jeweils zugeordneten Änderungen unterscheidbaren keyframes herausgefiltert werden, dass der Datenstrom über einen digitalen, zur vorübergehenden Speicherung wenigstens eines keyframes bestimmten und eingerichteten Speicher geleitet wird und dass durch Ansteuerung einer Pausen- oder einer Filmsprungfunktion des Wiedergabegerätes nur die aktuelle Änderung des jeweils gespeicherten keyframes mit diesem verbunden wird, so dass das jeweils aktuelle Bild zur Vornahme von Änderungen zur Verfügung steht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als digitales Speichermedium eine DVD (digital video disc) verwendet wird,
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr keyframes in dem Speicher vorübergehend gespeichert werden.
4. Anwendung des Verfahrens gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 3 zur Zieldarstellung bei Schießanlagen, insbesondere in der Form von Einzelbildern, Filmclips, Interaktivfilmen usw.
5. Vorrichtung zur Zieldarstellung und Treffererkennung bei Schießanlagen, mit einer, zur Bildung eines Zielobjektes auf einer Zielfläche (1) bestimmten Abbildungseinrichtung, einer zur Lageerkennung eines Geschosses (11) relativ zu der Zielfläche (1) bestimmten Messeinrichtung und einer, sowohl mit der Abbildungs- als auch der Messeinrichtung in Verbindung stehenden Steuerungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass unter Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 die Abbildungseinrichtung aus einem DVD-Wiedergabegerät (7) und einem Videoprojektor (2) besteht, dass als Zielobjekt einzelne Bilder der Bildfolge eines auf einer DVD (digital video disc) gespeicherten Filmes verwendet werden und dass die Steuerungseinrichtung zumindest zur Steuerung des Wiedergabegerätes (7) sowie zur Auswertung der Messergebnisse der Messeinrichtung bestimmt und eingerichtet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen digitalen Speicher, über welchen ein, die Bildfolge des Filmes beschreibender Datenstrom geführt ist, wobei die Dateienfolge des Datenstromes aus jeweils Einzelbilder (keyframes) beschreibenden Dateien und diesen zugehörige Änderungen beschreibenden Dateien besteht und durch eine Filterstufe, die zum Herausfiltern von keyframes aus dem Datenstrom eingerichtet ist, wobei der Speicher zur vorübergehenden Speicherung wenigstens eines keyframes bestimmt und eingerichtet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung ein Sichtgerät zur visuellen Darstellung der Lage eines Geschosses (11) relativ zu der Zielfläche (1) umfasst.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielfläche (1) hinterleuchtet ist, dass die Messeinrichtung eine, die Zielfläche (1) in eine Bildfläche abbildende Videokamera (4) umfasst, wobei in die Bildfläche ein, die Lageermittlung eines Geschosses (11) ermöglichendes Koordinatensystem eingeblendet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung einen Steuercomputer (6) umfasst, der mit der Messeinrichtung in Verbindung steht und der zur Auswertung der Messergebnisse eingerichtet ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (2) in einer Messebene senkrecht zur Beschussrichtung (3) mit geringem Abstand vor der Zielfläche (1) platzierte Anordnungen (8,9) bestehend jeweils aus nebeneinander angeordneten Strahlungsempfängern aufweist.
11. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (2) in einer Messebene senkrecht zur Beschussrichtung (3) mit geringem Abstand vor der Zielfläche (1) platzierte Anordnungen (12,13) bestehend jeweils aus einer Nebeneinanderanordnung von paarweise angeordneten Strahlungsempfängern und Strahlungssendern aufweist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (4) in einer Messebene senkrecht zur Beschussrichtung (3) mit geringem Abstand vor der Zielfläche (1) platzierte Anordnungen bestehend aus Strahlungsempfängern und Strahlungssendern aufweist, wobei einander gegenüberliegende Anordnungen jeweils durch Nebenanordnungen bestehend aus Strahlungsempfängern oder Strahlungssendern gebildet sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Anordnungen (8,9;12,13) in der Messebene senkrecht zueinander erstrecken und dass jeder Strahlungsempfänger und jeder Strahlungssender mit einem Linsensystem zur Bereitstellung einer angenähert linienhaften, sich senkrecht zur der jeweiligen Anordnung (8,9;12,13) in der Messebene erstreckenden, die Zielfläche (1) überdeckenden Richtcharakteristik versehen ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnungen die Projektion der Zielfläche (1) in die Messebene umgeben und jeweils paarweise zueinander senkrecht verlaufen und dass jeder Strahlungsempfänger und jeder Strahlungssender mit einem Linsensystem zur Bereitstellung einer angenähert linienhaften, sich senkrecht zur der jeweiligen Anordnung in der Messebene erstreckenden, die Zielfläche (1) überdeckenden Richtcharakteristik versehen ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (2) aus einer Anordnung von Schallempfängern besteht, die zur Detektion des Durchstoßpunktes des Geschosses in einer Messebene senkrecht zur Beschussrichtung (3) bestimmt und eingerichtet sind.

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