ES2613229T3 - Marco de medición para la determinación óptica sin contacto de una posición de disparo y procedimiento de medición asociado - Google Patents

Abstract

Marco de medición para la determinación óptica sin contacto de una posición de disparo de una bala (134) a través de una superficie diana (102), comprendiendo el marco de medición (100): al menos una primera fuente de radiación (120) para el envío de un primer campo de radiación (116) divergente; al menos una segunda fuente de radiación (120) para el envío de un segundo campo de radiación (116) divergente, cruzándose en un ángulo el primer y el segundo campo de radiación en un plano transversalmente a una dirección de disparo; al menos un primer y al menos un segundo equipo de recepción óptico que están asignados respectivamente a al menos una primera y a al menos una segunda fuente de radiación (120); presentando cada uno de los equipos de recepción ópticos un conjunto de elementos de recepción (136) ópticos que miden la intensidad de radiación respectivamente recibida, de manera que se determina una ubicación de sombreado espacialmente extendida como consecuencia de la bala (134) que va a detectarse, y presentando el marco de medición (100) diagramas perforados (124', 124) sucesivos con un diámetro de diafragma en aumento en la dirección de radiación para el moldeado del campo de radiación (116) enviado por la fuente de radiación (120).

Description

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

DESCRIPCION

Marco de medicion para la determinacion optica sin contacto de una posicion de disparo y procedimiento de medicion asociado

La presente invencion se refiere a un marco de medicion para la determinacion optica sin contacto de una posicion de disparo de una bala a traves de una superficie diana. Ademas, la presente invencion tambien se refiere a un procedimiento de medicion y de evaluacion asignados. La presente invencion se refiere ademas a un sistema de indicacion que usa al menos un marco de medicion de este tipo.

En el ambito de los tiradores deportivos y en la formacion de tiradores se usan desde hace algun tiempo marcos de medicion que determinan una posicion de disparo con ayuda de la tecnologfa de barreras de luz sin contacto. En el caso de un marco de medicion optico de este tipo, se mide de manera libre de contacto una bala que atraviesa volando el marco de medicion con ayuda de barreras de luz infrarroja. A este respecto, una barrera de luz infrarroja individual se compone de un transmisor de infrarrojos que envfa luz infrarroja en un haz de luz concentrado y un receptor de infrarrojos que se encuentra enfrente del transmisor de infrarrojos y mide la claridad del haz de luz infrarroja incidente. Segun el tamano de los marcos de medicion, estan instaladas hasta 500 barreras de luz independientes que estan dispuestas en una trama de rejilla fija en los lados interiores del marco.

Los transmisores de infrarrojos de las barreras de luz individuales generan una cortina de luz continua dentro del marco. Si una bala vuela a traves de esta cortina de luz, se interrumpen parcial o completamente varias barreras de luz, tanto sobre el eje X horizontal como sobre el eje Y vertical del marco de medicion.

La ventaja de esta solucion se encuentra, por una parte, en la falta de desgaste, puesto que no esta implicado ningun material consumible como papel o bandas elasticas. Por otra parte, el uso de marcos de medicion opticos tiene la ventaja de una alta precision de medicion y una baja susceptibilidad frente al ensuciamiento y las oscilaciones de temperatura.

Se conocen marcos de medicion lineales de este tipo, por ejemplo, por el documento DE 4115995 A1 o el documento EP 034284 A1. Por el documento US 2012 0194802 A1 se conoce ademas un dispositivo de medicion combinado que usa dos barreras de luz opticas que se cruzan para cubrir el area diana mas interior y un procedimiento acustico para determinar una posicion de disparo en un area exterior. A este respecto, se usa una fila de receptores de luz que estan dispuestos sobre un segmento de arco circular para determinar la intensidad de radiacion, que se emite desde un transmisor de luz que se encuentra enfrente, a diversos puntos del arco circular. La posicion de disparo se determina mediante los distintos valores de claridad.

Ademas, el documento US 4 949 942 A revela un marco de medicion para una evaluacion de tiro automatica en la que se forma una cortina de luz a partir de una pluralidad de transmisores y receptores. Para generar haces de luz cilmdricos con seccion circular estan previstos medios de conformacion de haces ("light beam outlet means") cilmdricos tanto para el lado del transmisor como para el lado del receptor.

Sin embargo, todavfa existe la necesidad de indicar marcos de medicion con una precision y robustez aumentadas que pueden producirse economicamente y prescinden completamente de materiales consumibles como membranas acusticas y, a este respecto, no obstante, cumplen con las dimensiones maximas admisibles para los marcos de medicion de este tipo.

Este objetivo se resuelve por el objeto de las reivindicaciones independientes. Los perfeccionamientos ventajosos de la presente invencion son objeto de las reivindicaciones dependientes.

A este respecto, la presente invencion se basa en la idea de que un marco de medicion para la determinacion optica sin contacto de una posicion de disparo de una bala a traves de una superficie diana posee al menos una primera fuente de radiacion para el envm de un campo de radiacion divergente, asf como una segunda fuente de radiacion para el envm de un segundo campo de radiacion divergente. El primer y el segundo campo de radiacion se cruzan en un plano transversalmente a una direccion de disparo en un angulo. Al menos un primer y al menos un segundo equipo de recepcion optico estan asignados respectivamente a la primera y la segunda fuente de radiacion, reciben la radiacion enviada y la evaluan.

Especialmente, cada uno de los equipos de recepcion opticos presenta un conjunto de elementos de recepcion opticos que se evaluan de manera que se determina una ubicacion de sombreado espacialmente extendida como consecuencia de la bala que va a detectarse. Especialmente, los elementos de recepcion opticos estan dispuestos en al menos dos filas y los elementos de recepcion de una fila estan dispuestos de manera desplazada en comparacion con los elementos de recepcion de una fila adyacente.

De manera ventajosa, con ayuda de la disposicion de acuerdo con la invencion, puede llevarse a cabo un procedimiento de evaluacion que, usando la limitacion de las ubicaciones de sombreado determinadas y la posicion de la fuente de radiacion respectiva enviada, calcula tangentes a la bala detectada. Con ayuda de un tal procedimiento de calculo, puede obtenerse una exactitud considerablemente aumentada y pueden determinarse, ademas de la posicion de disparo, asf, la ubicacion de un centro de la bala, tambien el calibre correspondiente, asf, el tamano de la bala.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

A este respecto, como fuentes de radiacion sirven, por ejemplo, diodos que emiten luz, LED que envfan radiacion infrarroja, o diodos laser como, por ejemplo, VCSEL (laser de emision superficial de cavidad vertical, por sus siglas en ingles), en los cuales se irradia radiacion laser perpendicularmente al plano del chip semiconductor. Como elementos detectores se utilizan, por ejemplo, fotodiodos. Sin embargo, evidentemente, tambien puede usarse cualquier otra tecnica de sensor adecuada como, por ejemplo, fototransistores.

Para mantener relativamente corta la trayectoria de luz y, por lo tanto, mantener pequenas las dimensiones totales del marco de medicion, la resolucion de la ubicacion de sombreado sobre el lado del receptor debe ser especialmente corta y debe estar garantizado, en el caso de una disposicion con multiples campos de radiacion, que no tiene lugar ninguna diafoma desde una fuente de radiacion no asociada. Para realizar una disposicion de alta resolucion de este tipo, puede preverse, de acuerdo con un perfeccionamiento ventajoso de la presente invencion, una disposicion de diafragma. A este respecto, por una parte, puede disponerse uno o varios diafragmas muy proximos a la fuente de radiacion para moldear correspondientemente el haz divergente antes de que alcance el campo de medicion.

Por otra parte, pueden preverse diafragmas muy proximos a los elementos de recepcion para limitar la radiacion incidente sobre los elementos de recepcion despues de que hayan atravesado el area de medicion. Se obtiene una exactitud especialmente alta por la combinacion de esta tecnica de diafragmas, de manera que esta prevista una disposicion de diafragmas correspondiente tanto antes de la fuente de radiacion como antes de los elementos de recepcion.

El marco de medicion de acuerdo con la invencion puede realizarse de manera especialmente sencilla y eficaz si la primera y la segunda fuente de radiacion y la primera y la segunda unidad de recepcion asociadas estan dispuestas de manera que los ejes centrales de los campos de radiacion enviados se cruzan fundamentalmente de manera rectangular. Ademas de una realizacion mecanica simplificada de esta disposicion, el calculo geometrico de las tangentes tambien resulta especialmente sencillo con esta disposicion, puesto que el marco de medicion puede interpretarse entonces como primer cuadrante de un sistema de coordenadas cartesiano. Para ampliar la precision de la medicion y el area de medicion que puede detectarse, pueden estar previstos multiples fuentes de radiacion y equipos de recepcion asignados.

A este respecto, resulta especialmente ventajoso si el marco de medicion que limita la superficie diana fundamentalmente de forma rectangular esta formado por cuatro listones de medicion estructurados fundamentalmente de manera similar que estan dispuestos a lo largo de los bordes de la limitacion rectangular. Esto significa que cada uno de los bordes del marco de medicion porta fuentes de radiacion y equipos de recepcion, de manera que toda la superficie diana esta cubierta por multiples campos de radiacion divergentes que se cruzan.

En el procedimiento de evaluacion de acuerdo con la invencion, pueden calcularse en principio cuatro tangentes a la bala que ha atravesado volando. Sin embargo, para la determinacion inequvoca de la posicion de disparo, solo es necesario el calculo de tres tangentes. Por lo tanto, en el caso de un calculo de cuatro tangentes, esta presente una redundancia que puede usarse para una prueba de plausibilidad del resultado de medicion.

La disposicion de acuerdo con la invencion ofrece ademas la posibilidad de intercalar una etapa de calibracion. A este respecto, se desconecta durante un corto penodo de tiempo al menos una de las fuentes de radiacion y se determina un valor de diferencia de la intensidad de radiacion entre el estado iluminado y el no iluminado en la unidad de recepcion asociada y de calcula de ello un factor de calibracion. Estos valores de calibracion pueden determinarse nuevamente, por ejemplo, despues de cada medicion.

De esta manera, pueden comprobarse modificaciones de luz, por ejemplo, por ensuciamiento durante el funcionamiento, al compararse el valor de diferencia medido con un valor umbral. Puede generarse un mensaje de advertencia si desciende de este valor umbral, asf, si la intensidad de la radiacion enviada ya no corresponde a los requisitos. Un usuario puede informarse a tiempo de un estado cntico del marco de medicion, por ejemplo, antes de que se produzcan fallos de medicion debido a un ensuciamiento.

Con ayuda del procedimiento de acuerdo con la invencion, se puede calcular sin esfuerzo adicional, ademas de la posicion de tiro, tambien el calibre de una bala que atraviesa volando el marco de medicion. Esto puede emplearse asimismo para una prueba de plausibilidad.

Para la mejor comprension de la presente invencion, esta se explica con mas detalle mediante los ejemplos de realizacion representados en las siguientes Figuras. A este respecto, las mismas partes estan provistas de las mismas referencias y las mismas denominaciones de componentes. Ademas, algunas caractensticas o combinaciones de caractensticas de las distintas formas de realizacion mostradas y descritas tambien pueden representar soluciones de acuerdo con la invencion o independientes de la invencion.

Muestran:

Fig. 1 una vista en perspectiva de un marco de medicion de acuerdo con la presente invencion;

Fig. 2 una vista en planta del marco de medicion de la Fig. 1;

5

10

15

20

25

30

35

40

Fig. 3 una vista detallada parcialmente abierta del marco de medicion de acuerdo con la invencion;

Fig. 4 una vista en planta de un primer equipo de diafragma;

Fig. 5 un detalle de la Fig. 4;

Fig. 6 otro detalle de la Fig. 4;

Fig. 7 otro equipo de diafragma;

Fig. 8 un detalle de la Fig. 7;

Fig. 9 otro detalle de la Fig. 7;

Fig. 10 otro detalle de la Fig. 7;

Fig. 11 una vista en planta de un tercer equipo de diafragma;

Fig. 12 un detalle de la Fig. 11;

Fig. 13 otro detalle de la Fig. 11;

Fig. 14 otro equipo de diafragma;

Fig. 15 otro equipo de diafragma;

Fig. 16 otro equipo de diafragma;

Fig. 17 un diagrama esquematico del modo de accion del primer conformador de haz en los equipos de diafragma;

Fig. 18 una representacion esquematica del modo de accion del segundo conformador de haz en los equipos de

diafragma;

Fig. 19 una representacion esquematica del haz de luz incidente sobre el lado del receptor;

Fig. 20 una representacion esquematica del modo de accion de los diafragmas en el lado del receptor;

Fig. 21 una representacion inclinada de la disposicion de la Fig. 20;

Fig. 22 una representacion esquematica de los equipos de recepcion y de la disposicion de diafragmas que se encuentra mas proxima a ellos;

Fig. 23 una representacion esquematica de la base de calculo;

Fig. 24 una representacion esquematica del campo de medicion con barreras de luz ficticias que sirven para el calculo;

Fig. 25 un detalle de la Figura 24 suponiendo que una bala atraviesa volando el plano diana;

Fig. 26 un detalle de la Fig. 25;

Fig. 27 un detalle de las disposiciones de diafragma cerca de los receptores al sombrearse por una bala;

Fig. 28 una vista en planta del conjunto de elementos de recepcion en el caso de un sobrevuelo de proyectil;

Fig. 29 una ilustracion del calculo de base para determinar las tangentes a una bala.

La Figura 1 muestra una representacion en perspectiva de un marco de medicion 100 de acuerdo con una forma de realizacion ventajosa de la presente invencion.

En la forma de realizacion mostrada, el marco de medicion esta conformado de manera fundamentalmente cuadrada y rodea un plano diana 102 asimismo fundamentalmente cuadrado a traves del que atraviesan volando las balas que van a detectarse.

Como quedara claro por las siguientes Figuras, por cada uno de los listones del marco de medicion 104, 106, 108 y 110 salen campos de radiacion divergentes que chocan sobre el liston del marco de medicion que se encuentra respectivamente enfrente. Con ello, se cruzan de manera rectangular los campos de radiacion de los listones del marco de medicion situados uno tras otro respectivamente de manera perpendicular.

Cada uno de los listones de medicion 104 a 110 posee tanto fuentes de radiacion como equipos de recepcion opticos. En la Figura 1 pueden reconocerse unicamente las aberturas de diafragma mas exteriores de los equipos de recepcion

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

dispuestos debajo.

Puesto que limitan el area de disparo 102, estos conjuntos de diafragma 112 estan cubiertos ademas por una cubierta transparente, por ejemplo, una luna de vidrio acnlico. En la Figura 1 pueden reconocerse los soportes 114 asociados.

La Figura 2 muestra en una vista en planta el marco de medicion 100 de la Figura 1. En la Figura 2 esta ilustrado esquematicamente el recorrido de dos campos de radiacion 116 divergentes que se cruzan en el plano diana 102. Puesto que ahora cada uno de los listones del marco de medicion esta equipado correspondientemente con fuentes de radiacion y equipos de recepcion, se puede cubrir todo el plano diana con estos campos de radiacion 116 divergentes. El centro Z del plano diana esta fijado inequvocamente por las condiciones mecanicas en la solucion de acuerdo con la invencion.

Como fuentes de radiacion sirven, por ejemplo, diodos que emiten luz (LED) que emiten en el intervalo infrarrojo. Sin embargo, evidentemente, tambien pueden usarse otras fuentes de radiacion, como diodos laser o similares. El equipo de recepcion correspondiente se elige de manera adaptada al respectivo tipo usado de fuente de radiacion. Por ejemplo, estos pueden ser fotodiodos o fototransistores.

De acuerdo con la presente invencion, en cada uno de los listones del marco de medicion 104, 106, 108, 110 estan dispuestos diversos listones de diafragma. A este respecto, cada uno de los listones de diafragma comprende diafragmas perforados para el conformado de la radiacion enviada a un lugar que esta dispuesto muy proximo a las fuentes de radiacion y diafragmas perforados para la concentracion de la radiacion que cae sobre el receptor a un lugar que se encuentra inmediatamente sobre los elementos de recepcion. La Figura 3 aclara en una vista parcial la disposicion de los listones de diafragma.

De acuerdo con la invencion, hay dos tipos de listones de diafragma, a saber, aquellos listones que estan dispuestos, por ejemplo, abajo y a la derecha, y aquellos que estan montados arriba y a la izquierda. De esta manera, se garantiza que respectivamente dos listones distintos se encuentran enfrente entre sf, de manera que la radiacion enviada por la fuente de radiacion alcanza los elementos de recepcion asociados en el liston del marco de medicion que se encuentra enfrente.

En la Figura 3 esta mostrada una forma de realizacion en la que estan previstos tres primeros listones de diafragma 118, 118' y 118”. A este respecto, cada uno de los listones de diafragma 118, 118', 118” posee diafragmas perforados para el conformado del campo de radiacion enviado y para la cubierta de la radiacion que va a recibirse tras el paso por el plano diana. Como quedara claro por las siguientes Figuras, el liston de diafragma 118 situado mas proximo al plano diana 102 tiene diafragmas perforados alargados 124 para el conformado del campo de radiacion 116 antes de que este entre en el plano diana. Ademas, el liston de diafragma 118 posee diafragmas perforados circulares para el campo de radiacion que llega desde el liston del marco de medicion que se encuentra enfrente, los cuales limitan la radiacion incidente sobre los elementos de recepcion (referencias 126). A una cierta distancia del primer liston de diafragma 118 esta dispuesto otro liston de diafragma 118' que presenta, por una parte, diafragmas perforados 126' limitados mas estrechamente para limitar la radiacion entrante y, por otra parte, un diafragma perforado alargado 124' de dimensiones algo mas pequenas para el conformado de la radiacion enviada.

El tercer liston de diafragma 118” esta dispuesto inmediatamente sobre el soporte de circuito no representado en este caso sobre el que estan montados los LED y fotodiodos. En la Figura 3 solo puede reconocerse en este caso el conjunto de diafragmas perforados de receptor 126”, puesto que esta previsto un diafragma de separacion 128 para la proteccion frente a radiacion difusa indeseada a traves de las fuentes de radiacion existentes en este liston del marco de medicion.

Los segundos listones de diafragma 119, 119' y 119” correspondientes se diferencian de los primeros listones de diafragma 118, 118', 118” por la posicion de los diafragmas de transmisor y diafragmas de receptor. Esta esta seleccionada de manera que esta garantizada una interaccion recta con los elementos de recepcion que se encuentran directamente enfrente en cada caso. Sin embargo, las dimensiones de los diafragmas perforados de receptor y de los diafragmas perforados de transmisor estan seleccionadas identicamente por razones de simetna.

Las Figuras 4 a 6 muestran correspondientemente los segundos diafragmas 119 exteriores que colindan directamente con el plano diana 102. De acuerdo con la presente forma de realizacion, estan previstos en conjunto seis fuentes de radiacion en este liston del marco de medicion, de manera que el liston de diafragma 119 presenta correspondientemente seis diafragmas perforados alargados 124. De acuerdo con la forma de realizacion espedfica de estas Figuras, el equipo de recepcion presenta un conjunto de 32 elementos de recepcion, de manera que esta previsto un conjunto de 32 diafragmas perforados de receptor 126 alineados opticamente con estos elementos de recepcion en el liston de diafragma 119 para cada conjunto de elementos de recepcion.

Para mejorar la resolucion y la exactitud, especialmente dos filas de elementos de recepcion estan dispuestas de tal manera que estan respectivamente desplazadas entre sf, como queda claro por la Figura 6.

El segundo liston de diafragma 119' central, que se encuentra mas cerca de la placa de circuitos impresos con las fuentes de radiacion y elementos de recepcion, esta representado en las Figuras 7 a 10. A este respecto, los diafragmas perforados de receptor 126' estan seleccionados, por ejemplo, con el mismo diametro que los diafragmas

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

perforados de receptor 126. Sin embargo, evidentemente, tambien podna seleccionarse otro diametro. Sin embargo, el diafragma perforado alargado 124' para la radiacion enviada es de distinta forma en comparacion con el diafragma perforado alargado 124 de las Figuras 4 a 6. De esta manera, el diafragma perforado alargado 124' puede conformarse, por ejemplo, con el mismo radio pero una extension mas corta que el diafragma perforado 124 exterior. A traves de la limitacion de la radiacion enviada sobre solo un area parcial menor, se puede conseguir de acuerdo con la invencion una homogeneizacion considerable de la radiacion usada, mediante lo cual se disminuyen los fallos de medicion y se simplifica la evaluacion.

Las Figuras 11 a 13 muestran finalmente el segundo liston de diafragma 119” mas interior. Este liston de diafragma se encuentra en la distancia mas corta respecto a los verdaderos elementos constructivos y tiene un diafragma de transmisor 124” circular para el primer conformado del campo de radiacion enviado. A cada elemento de recepcion esta asignado un diafragma perforado de receptor 126” que posee un diseno fundamentalmente rectangular con esquinas redondeadas. Una tal configuracion rectangular posibilita un aprovechamiento especialmente eficiente de la radiacion entrante aqrn, puesto que los diafragmas perforados de receptor 126” rectangulares corresponden fundamentalmente a un contorno exterior de los elementos de recepcion que se encuentran debajo.

Las Figuras 14 a 16 ilustran los primeros listones de diafragma 118, 118' y 118” correspondientes que estan instalados en los listones del marco de medicion que se encuentran respectivamente enfrente, de manera que respectivamente un conjunto de elementos de recepcion se encuentra enfrente de una fuente de radiacion. A excepcion de esto, las dimensiones y formas de los diafragmas perforados de transmisor y de receptor son identicas. Esto tiene la ventaja de que pueden estandarizarse las herramientas de perforacion para la produccion de los listones de diafragma.

A continuacion, se tratara en detalle la grna de radiacion durante la emision y deteccion con respecto a las Figuras 17 a 22.

La Figura 17 muestra el efecto de un diafragma perforado alargado 124'. Especialmente, se recorta un area alargada fundamentalmente reducida del campo de radiacion 116 conico de una fuente de radiacion 120, por ejemplo, un LED, con ayuda del diafragma perforado alargado 124'. Como ya se ha mencionado, por esta limitacion se aumenta la homogeneidad de la radiacion que abandona el diafragma perforado alargado 124. Cabe senalar que el diafragma 124” circular no esta representado en la Figura 17 para aumentar la claridad. La posicion del diafragma perforado en la Figura 17 tambien podna equipararse con la posicion de la fuente de radiacion 120.

La Figura 18 muestra en la vision de conjunto el modo de accion de los dos diafragmas perforados alargados 124' y 124 que estan distanciados entre sf de manera que el mayor diafragma perforado alargado 124 ya no elimina ningun porcentaje significativo de la radiacion sino que unicamente conforma las areas de borde y reduce la radiacion difusa.

Como se muestra en la Figura 19, un campo de radiacion 116 divergente bien definido alcanza el liston de medicion situado respectivamente enfrente, a saber, correspondientemente el liston de diafragma 119 o 118 respectivamente diferente.

Como puede reconocerse de las dos vistas detalladas de las Figuras 20 y 21, los diafragmas perforados de receptor 126 y 126' provocan una conformacion de la radiacion que llega desde abajo a los elementos de recepcion y especialmente una reduccion ya considerable de la radiacion que recae sobre los elementos de recepcion que no pertenecen a la fuente de radiacion que se encuentra directamente enfrente. Este corte de la radiacion por los diafragmas perforados no realmente asignados esta justificado por el angulo de incidencia aumentado bajo el que incide la radiacion de una fuente de radiacion no asignada.

La Figura 22 muestra a continuacion la funcion del diafragma perforado 126” mas interior. Puede reconocerse que la radiacion difusa 122 ya no llega por los diafragmas perforados 126” rectangulares hasta el soporte de circuito 130 sobre el que estan dispuestos los elementos de recepcion.

Para la evaluacion computacional, el plano diana 102 puede presentarse, por lo tanto, como atravesado por barreras de luz 132 virtuales individuales, como esta representado en las siguientes Figuras para la explicacion del principio de calculo. Sin embargo, se observa que el plano diana 102 siempre esta penetrado de manera puramente ffsica por conos de radiacion continuos. Para la evaluacion, se emplean unicamente las barreras de luz 132 virtuales mostradas a continuacion.

La Figura 25 muestra la situacion al atravesar volando una bala 134 a traves del plano diana 102. En el caso del calibre de la bala 134 representado a modo de ejemplo en este caso, se interrumpen tres barreras de luz 132 virtuales. Con otras palabras, no se iluminan tres elementos de recepcion.

Segun la posicion de disparo y el calibre de la bala 134, pueden interrumpirse barreras de luz completamente o incluso solo parcialmente, como esta esbozado en la Figura 26. La Figura 27 muestra una representacion en perspectiva del area de los diafragmas perforados de receptor 126” rectangulares y puede reconocerse que, en el caso de la situacion representada en la Figura 25, no se iluminan en absoluto precisamente tres elementos de recepcion, mientras que un cuarto elemento de recepcion recibe solo un haz parcial y, por eso, mide una intensidad reducida. Para explicar la disposicion de los elementos de recepcion 136, el liston de diafragma 119” de la Figura 28 esta eliminado en la representacion de la Figura 28.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Con referencia a todas las Figuras anteriores y con adicion de la Figura 29, se explica en detalle a continuacion la evaluacion de acuerdo con la invencion.

Como ya se ha mencionado, el campo de medicion consta de campos de luz individuales fundamentalmente triangulares. Un campo individual tiene una fuente de luz 120 cuya luz irradia sobre sensores fotosensibles en forma de conjunto. Para poder medir exactamente el sombreado de la bala 134 en el campo de radiacion 116, como se ha explicado, estan montados diafragmas antes de los sensores y antes de las fuentes de radiacion. Estos diafragmas provocan que el campo de radiacion 116 continuo se divida en multiples barreras de luz virtuales. Estas son, por ejemplo, 32 por conjunto de receptores en la presente forma de realizacion. El valor de medicion determinado de cada elemento de recepcion se subdivide, por ejemplo, en hasta 220 niveles. Como ya se ha explicado, la influencia indeseada del valor de medicion por luz extrana, especialmente radiacion de fuentes de radiacion adyacentes, se evita por los diafragmas previstos.

La superficie de medicion que corresponde al plano diana 102 se ilustra en el modelo de evaluacion de acuerdo con la presente invencion como primer cuadrante de un sistema de coordenadas cartesiano. Como se muestra en la Figura 29, los puntos lfmite del sombreado se determinan sobre el lado que se encuentra respectivamente enfrente de una fuente de radiacion. La coordinada de la fuente de radiacion 120 respectivamente asociada esta predeterminada mecanicamente y es conocida y, por eso, se pueden determinar los lfmites del sombreado por dos rectas 138 que representan tangentes simultaneas a la bala 134. Puesto que la medicion se realiza con ayuda de dos campos de medicion 116 que se cruzan desde dos fuentes de radiacion 120 distintas, se obtienen en conjunto cuatro tangentes 138 entre las que debe encontrarse la bala 134. Los puntos de interseccion de las cuatro rectas 138 representan los vertices de un cuadrilatero tangencial.

Ademas, el punto de interseccion de la bisectriz del respectivo par de rectas es el punto central de la bala que va a medirse y, por lo tanto, la posicion de disparo buscada. Ademas, el diametro de la bala, el calibre, puede deducirse de las tangentes mediante el calculo trigonometrico sencillo.

Puesto que un cfrculo esta descrito ineqmvocamente por los puntos de contacto de tres tangentes adyacentes al mismo, con el procedimiento de calculo de acuerdo con la invencion puede realizarse una prueba de plausibilidad, puesto que las cuatro tangentes medidas representan una informacion redundante.

Para obtener valores de medicion optimos, puede desconectarse una de las fuentes de radiacion durante un breve penodo de tiempo, por ejemplo, durante aproximadamente 200 ps. Con ello, se produce una modificacion de la radiacion que corresponde a un sombreado al cien por cien de los elementos de recepcion que se encuentran enfrente. Los valores determinados por esta etapa de calibracion se pueden aprovechar para calibrar el marco de medicion. Por ejemplo, puede volverse a calibrar despues de cada medicion con ayuda de los valores de calibracion.

Aparte de eso, durante el funcionamiento tambien pueden comprobarse modificaciones de la intensidad de la radiacion que se producen, por ejemplo, por ensuciamiento. Especialmente, puede comprobarse inmediatamente despues de cada medicion la calidad del campo de medicion a traves de, por ejemplo, la desconexion secuencial de las fuentes de radiacion. Se generan nuevos valores de calibracion y, a partir de estos y de los valores de calibracion originales, pueden calcularse factores de calibracion al dividirse el nuevo valor por el valor de calibracion original. Por una parte, estos factores de calibracion pueden aprovecharse para una determinacion de posicion lo mas precisa posible de la bala 134. Sin embargo, por otra parte, mediante estos factores tambien puede determinarse una modificacion de la intensidad de la radiacion y aprovecharse para informar a un usuario en el menor tiempo posible de un estado deteriorado del marco de medicion. Por ejemplo, puede efectuarse una comparacion del valor umbral para fijar el nivel de disminucion aun permitida de la intensidad de luz.

Con la evaluacion de acuerdo con la invencion y el marco de medicion descrito pueden desarrollarse sistemas de visualizacion de disparo que determinen e indiquen posiciones de disparo de manera fiable, economica y extraordinariamente precisa. Ademas, las dimensiones de un marco de acuerdo con la invencion pueden mantenerse tan pequenas que pueden respetarse los tamanos maximos necesarios para todas las aprobaciones de competencia entre el centro de un blanco hasta el centro del blanco adyacente. Por ejemplo, puede respetarse la distancia centro-centro permitida como maximo de 750 mm de dos blancos con un diametro de blanco de 500 mm (distancia de 25 m). Estos tamanos maximos son necesarios para la autorizacion de la Federacion Internacional de Tiro Deportivo (ISSF, por sus siglas en ingles) para la medicion en la disciplina olfmpica "pistola rapida de fuego".

Claims (15)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   50

   55

   REIVINDICACIONES

   1. Marco de medicion para la determinacion optica sin contacto de una posicion de disparo de una bala (134) a traves de una superficie diana (102), comprendiendo el marco de medicion (100):

   al menos una primera fuente de radiacion (120) para el envfo de un primer campo de radiacion (116) divergente; al menos una segunda fuente de radiacion (120) para el envfo de un segundo campo de radiacion (116) divergente, cruzandose en un angulo el primer y el segundo campo de radiacion en un plano transversalmente a una direccion de disparo;

   al menos un primer y al menos un segundo equipo de recepcion optico que estan asignados respectivamente a al menos una primera y a al menos una segunda fuente de radiacion (120);

   presentando cada uno de los equipos de recepcion opticos un conjunto de elementos de recepcion (136) opticos que miden la intensidad de radiacion respectivamente recibida, de manera que se determina una ubicacion de sombreado espacialmente extendida como consecuencia de la bala (134) que va a detectarse, y

   presentando el marco de medicion (100) diagramas perforados (124', 124) sucesivos con un diametro de diafragma en aumento en la direccion de radiacion para el moldeado del campo de radiacion (116) enviado por la fuente de radiacion (120).
2. 2. Marco de medicion segun la reivindicacion 1, estando dispuestos los elementos de recepcion (136) opticos en al menos dos filas y estando dispuestos los elementos de recepcion (136) de una fila de manera desplazada en comparacion con los elementos de recepcion (136) de una fila adyacente.
3. 3. Marco de medicion segun la reivindicacion 1 o 2, comprendiendo cada uno de los elementos de recepcion (136) un fotodiodo.
4. 4. Marco de medicion segun una de las reivindicaciones anteriores, presentando la fuente de radiacion (120) un diodo que emite luz, un LED que envfa radiacion infrarroja, o un diodo laser.
5. 5. Marco de medicion segun una de las reivindicaciones anteriores, que comprende ademas al menos un diagrama de recepcion (126, 126', 126”) para diafragmar gradualmente la radiacion indeseada.
6. 6. Marco de medicion segun la reivindicacion 5, presentando el diafragma de recepcion diagramas perforados (126, 126', 126”) sucesivos en direccion de radiacion con forma de abertura diferente.
7. 7. Marco de medicion segun la reivindicacion 5 o 6, presentando el diagrama de recepcion un conjunto de diagramas perforados (126, 126', 126”) a cada uno de los cuales esta asignado un elemento de recepcion (136) optico.
8. 8. Marco de medicion segun una de las reivindicaciones anteriores, estando dispuestas respectivamente la primera y la segunda fuente de radiacion (120) y la primera y la segunda unidad de recepcion de tal manera que los ejes centrales de los campos de radiacion (116) enviados se cruzan de manera rectangular.
9. 9. Marco de medicion segun una de las reivindicaciones anteriores, limitando el marco de medicion (110) la superficie diana (102) fundamentalmente de forma rectangular y presentando cuatro listones de medicion (104, 106, 108, 110) estructurados identicamente que estan dispuestos a lo largo de los bordes de la limitacion rectangular.
10. 10. Marco de medicion segun la reivindicacion 9, comprendiendo cada uno de los listones de medicion (104, 106, 108, 110) al menos una fuente de radiacion (120) y al menos un equipo de recepcion.
11. 11. Procedimiento para la determinacion optica sin contacto de una posicion de disparo de una bala (134) a traves de una superficie diana (102) usando un marco de medicion (100) segun una de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo el procedimiento las siguientes etapas:

    envfo de al menos un primer y de al menos un segundo campo de radiacion (116) divergente a partir de una primera y una segunda fuente de radiacion (120), cruzandose en un angulo el primer y el segundo campo de radiacion en un plano transversalmente a una direccion de disparo;

    determinacion de una ubicacion de sombreado en al menos un primer y en al menos un segundo equipo de recepcion que estan asignados respectivamente a al menos una primera y una segunda fuente de radiacion (120) a traves de la medicion de la intensidad de radiacion de elementos de recepcion (136) opticos individuales de un conjunto de elementos de recepcion (136) opticos;

    calculo de al menos tres tangentes (138) usando las limitaciones de las ubicaciones de sombreado determinadas y la posicion de la fuente de radiacion (120) asociada;

    calculo y emision de la posicion de disparo y/o del calibre sobre la base de las tangentes (138) calculadas.
12. 12. Procedimiento segun la reivindicacion 11, que comprende ademas una etapa de calibracion en la que se desconecta y se vuelve a conectar la al menos una fuente de radiacion para generar un valor de calibracion y se usa un valor de diferencia de la intensidad de radiacion entre el estado iluminado y el no iluminado de la unidad de recepcion asociada para la determinacion de un factor de calibracion.
13. 13. Procedimiento segun la reivindicacion 12, comparandose el valor de diferencia con un valor umbral para generar un mensaje de advertencia cuando desciende el valor umbral.
14. 14. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 11 a 13, calculandose cuatro tangentes (138) y efectuandose una prueba de plausibilidad de los valores medidos con ayuda de la informacion redundante.
15. 15. Sistema de indicacion para indicar una posicion de disparo de una bala a traves de una superficie diana con al menos un marco de medicion (100) segun una de las reivindicaciones 1 a 10, al menos un dispositivo de evaluacion y

    5 al menos un dispositivo de indicacion.