PL241211B1 - Mobilny ćwiczebny cel strzelecki - Google Patents

Abstract

Cel strzelecki zawiera podwozie jezdne, manekin (3) osadzony na tym podwoziu oraz środki detekcji trafienia pociskiem w manekin (3). Manekin (3) celu ma postać cienkościennej sztywnej krzywoliniowej kopulastej powłoki z otwartą podstawą (4) skierowaną w stronę podwozia jezdnego. Powłoka ta ma część bliższą podwoziu, symbolizująca tułów oraz część dalszą, symbolizująca głowę. Wewnętrzna powierzchnia tej powłoki jest zasadniczo gładka i ma jednolity kolor, korzystnie czarny Każdy kolejny rzut przekroju wewnętrznej powierzchni manekina (3) na płaszczyznę jej podstawy (4) kolejną płaszczyzną równoległą do tej podstawy (4), licząc od podstawy (4) manekina (3) ku jego szczytowi, mieści się w polu analogicznego rzutu przekroju tej powierzchni płaszczyzną poprzednią. Środki detekcji trafienia pociskiem w manekin (3) i rozpoznania trafionego rejonu stanowią układ analizy obrazu z przetwornikiem obrazu i oświetlaczem (8), pracującymi w podczerwieni. Obiektyw (7) przetwornika obrazu oraz oświetlacz (8) ulokowane są u podstawy (4) manekina (3) i skierowane w stronę jego wnętrza.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest mobilny ćwiczebny cel strzelecki, zawierający podwozie jezdne, manekin strzelecki osadzony na tym podwoziu oraz środki pozwalające na wykrycie samego faktu trafienia pociskiem, wizualną sygnalizację tego faktu strzelcowi i weryfikację czy pocisk trafił w wybraną (krytyczną) część manekina.

Przykładowy mobilny ćwiczebny cel strzelecki, zawierający podwozie jezdne, humanoidalny manekin osadzony na tym podwoziu, oraz środki detekcji trafienia pociskiem w manekin, ujawniono w publikacji nr CN107218848. Detekcja trafienia polega tu na wykrywaniu impulsów elektrycznych wywołanych penetracją metalowego pocisku przy pomocy licznych rozmieszczonych w „ciele” manekin czujników. Wśród wspomnianych czujników wydzielono sygnałowo te, które znajdują w miejscach krytycznych dla życia człowieka symbolizowanego przez manekin. Dzięki temu, poza wykryciem samego faktu trafienia, dodatkowo weryfikuje się czy trafienie nastąpiło w miejsce krytyczne. Aby strzelec, nawet z dużej odległości, był w stanie zaobserwować efekty swojego strzelania, po jego wykryciu trafienia manekin celu zmienia pozycję z pionowej na mocno pochyloną, czyli mającą symbolizować upadek, a następnie gdy układ detekcji rozpozna, że trafienie nie dotyczyło miejsca krytycznego, manekin podnosi się do pionu.

Publikacja nr EP3504506B1 ujawnia podobny cel strzelecki, w którym na podwoziu jezdnym znajduje się manekin wyposażony w liczne czujniki ciśnienia, rejestrujące lokalny wzrost ciśnienia wywołanego uderzeniem pocisku.

Publikacja nr EP3504506B1 ujawnia podobny cel strzelecki, w którym na podwoziu jezdnym znajduje się manekin wyposażony w liczne czujniki ciśnienia, rejestrujące lokalny wzrost ciśnienia wywołanego uderzeniem pocisku .

Publikacja nr US2017/370683 ujawnia stanowisko do sportowego strzelania dynamicznego wielu zawodników do jednej papierowej tarczy, nie wymagające do oceny celności strzelca obserwacji z bliskiej odległości podziurawionej tarczy, przed dopuszczeniem do strzelania kolejnego zawodnika. W rozwiązaniu tym, tradycyjna papierowa tarcza oprawiona jest w metalową ramkę i obserwowana z bliskiej odległości ale spoza linii strzału przez kamerę wizyjną z układem analizy obrazu. Układ ten rejestruje na bieżąco miejscowe zmiany refleksyjności tarczy w paśmie widzialnym, wywołane przebiciem papierowej tarczy przez pocisk. Układ analizy obrazu musi być w stanie rozpoznać i odrzucić zmiany refleksyjności wynikające z drgań tarczy, w tym silnych drgań wywołanych uderzeniem pocisku we wspomnianą metalową ramkę oraz ze zmian intensywności oświetlenia tarczy przez tzw. światło zastane.

Publikacja PL227256B1 ujawnia sposób wykrywania uderzeń pocisków w cel przy pomocy zewnętrznej kamery termowizyjnej i układu analizy obrazu termicznego trafianego celu. Procedura wykrycia trafienia polega na porównywaniu obrazu termicznego celu sprzed strzelania z obrazem bieżącym, w którym wyodrębnia się miejsca z punktowym wzrostem temperatury powierzchni celu o określoną wartość.

Celem wynalazku jest poprawienie skuteczności szkolenia strzeleckiego. Cel taki realizuje mobilny ćwiczebny cel strzelecki zawierający podwozie jezdne, manekin osadzony na tym podwoziu, środki detekcji trafienia pociskiem w manekina, środki rozpoznania trafienia w krytyczny rejon manekina oraz środki wizualnej sygnalizacji trafienia w manekina. Wynalazek polega na tym, że manekin ma postać cienkościennej sztywnej krzywoliniowej kopulastej powłoki z otwartą podstawą skierowaną w stronę podwozia jezdnego. Powłoka manekina ma część bliższą podwoziu celu, symbolizująca tułów oraz część dalszą temu podwoziu, symbolizująca głowę. Wewnętrzna powierzchnia tej powłoki jest zasadniczo gładka i ma jednolity kolor, korzystnie czarny. Każdy kolejny rzut przekroju wewnętrznej powierzchni manekina na płaszczyznę jego podstawy kolejną płaszczyzną równoległą do tej podstawy, licząc od podstawy manekina ku jego szczytowi, mieści się w polu analogicznego rzutu przekroju tej powierzchni płaszczyzną poprzednią. Środki detekcji trafienia pociskiem i rozpoznania trafionego rejonu, stanowią układ analizy obrazu z przetwornikiem obrazu i oświetlaczem, pracującymi w podczerwieni. Obiektyw przetwornika obrazu i oświetlacz ulokowane są u podstawy manekina i skierowane w stronę jego wnętrza. W jednym z wariantów wynalazku podstawa powłoki manekina ma zarys eliptyczny, obiektyw przetwornika obrazu ulokowany jest zasadniczo centralne u tej podstawy, zaś oświetlacz stanowi zespół diod elektroluminescencyjnych otaczających obiektyw.

W kolejnym wariancie wynalazku oświetlacz zawiera diody luminescencyjne emitujące promieniowanie elektromagnetyczne o długości 940 nm, zaś obiektyw przetwornika obrazu jest skorygowany dystorsyjnie i wyposażony w filtr na pasmo 940-960 nm.

PL 241 211 B1

W innym wariancie wynalazku manekin wykonany jest z pulpy papierowej, na przykład z dwóch sklejonych ze sobą pionowych wytłoczek papierowych, o grubości zawierającej się w zakresie od 2 do 4 mm.

W jeszcze innym wariancie wynalazku środkiem wizualnej sygnalizacji trafienia w manekina jest mechanizm pochylania tego manekina względem podwozia jezdnego.

Wynalazek ułatwia wyszkolenie strzeleckie funkcjonariuszy, żołnierzy oraz zawodników dynamicznych konkurencji strzeleckich, poprzez zwiększenie realizmu ćwiczeń przy zachowaniu odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa. Zapewnia łatwą implementację różnorodnych scenariuszy szkoleniowych naśladujących realne warunki akcji bojowych. Przypominający człowieka manekin można odpowiednio do rodzaju szkolenia ubrać, zwiększając tym samym jego realizm bez wpływu na dokładność działania systemu. Wynalazek ułatwia szybką ocenę celności strzałów, dzięki wyraźnemu wskazywaniu miejsca trafienia, a w wielu przypadkach również kierunku, z którego padł strzał, co jest istotne zwłaszcza, gdy do jednego celu strzela kilku strzelców z różnych lokalizacji. Wynalazek pozwala także na stosowanie niedrogich i przyjaznych środowisku manekinów papierowych, o stosunkowo dużej odporności na zużycie, bo wytrzymujących co najmniej dwieście trafień przy nieznacznym tylko pogorszeniu wykrywania kolejnych przestrzelin. Cienkościenny manekin jest lekki, więc nie podnosi znacząco środka ciężkości podwozia jezdnego, co ma znaczenie zwłaszcza w przypadku poruszania się celu w trudniejszych warunkach terenowych.

Wynalazek w przykładzie realizacji został przedstawiony schematyczny na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia cel mobilny według wynalazku w widoku aksonometrycznym od przodu, zaś fig. 2 przedstawia widok tego celu z boku. Fig. 3 przedstawia w widoku od przodu manekin celu mobilnego. Fig. 4 przedstawia w widoku od przodu układ wykrywający dwie przestrzeliny przez manekin z fig. 3, zaś fig. 5 przedstawia ten sam układ w widoku z boku. Fig. 6 przedstawia rzuty przestrzelin z fig. 4 i fig. 5 na płaszczyznę podstawy manekina i sposób identyfikacji położenia obu tych przestrzelin na manekinie, zaś fig. 7 przedstawia przykład realizacji oświetlacza wnętrza manekina, uwidocznionego schematycznie na fig. 4 i fig. 5.

Przykładowy cel mobilny ma podwozie jezdne 1 z czterema kołami 2, znane z innych robotów mobilnych. Na podwoziu 1 osadzony jest sztywny papierowy humanoidalny manekin 3, wykonany z pulpy papierowej o grubości od 2 do 4 mm i sklejony z dwóch symetrycznych pionowych połówek 3’ i 3”. Manekin 3 ma postać sztywnej krzywoliniowej kopulastej powłoki z otwartą na dole eliptyczna podstawą 4 i z dwiema wizualnie różniącymi się częściami. Część powłoki bliższa podwoziu 1, symbolizuje tułów 5 i zwieńczona jest od góry częścią symbolizująca głowę 6, przy czym część 5 płynnie przechodzi w część 6. Wielkości części 5 i 6 manekina 3 odpowiadają przeciętnym wielkościom symbolizowanym przez nie częściom ciała człowieka. W opisywanym przykładzie realizacji eliptyczna podstawa 4 manekina 3 mieści się w prostokącie o wymiarach 450 x 300 mm, zaś całkowita wysokość manekina 3 mieści się w zakresie od 750 do 800 mm. Wewnętrzna powierzchnia manekina 3 jest zasadniczo gładka i pokryta czarną matową farbą. Istotne jest, żeby wewnętrzna powierzchnia manekina 3 była w całości widoczna ze środka jego podstawy 4. Warunek taki spełnia powłoka, w której każdy kolejny rzut przekroju jej wewnętrznej powierzchni na płaszczyznę jej podstawy 4 kolejną płaszczyzną równoległą do tej podstawy, licząc od podstawy 4 manekina 3 ku jego szczytowi, mieści się w polu analogicznego rzutu przekroju tej powierzchni płaszczyzną poprzednią. W górnej części podwozia 1 znajduje się układ detekcji trafienia pociskiem w manekin 3 i rozpoznania trafionego rejonu tego manekina. Detekcja trafienia w manekin 3 realizowana jest przez układ analizy obrazu z przetwornikiem obrazu o rozdzielczości 3000 x 2000 pikseli, pracujący w podczerwieni. Obiektyw 7 przetwornika obrazu ulokowany jest centralnie ok. 160 mm poniżej podstawy 4 i skierowany pionowo do wnętrza manekina 3. W opisywanym przykładzie realizacji zastosowano obiektyw o ogniskowej 3 mm, skorygowany dystorsyjnie i wyposażony w filtr na pasmo 940-960 nm. Wokół obiektywu 7 znajduje się oświetlacz 8 wewnętrznej powierzchni manekina 3, zawierający diody elektroluminescencyjne (LED) 9 o długości fali 940 nm, świecące do wnętrza manekina 3. Na fig. 7 uwidoczniono prostopadłościenne diody 9’, do montażu powierzchniowego, o różnych kątach świecenia oraz klasyczne diody do montażu przewlekanego 9”, przy czym zmiana kierunku świecenia tych drugich daje się łatwo i bez narzędzi korygować. Dzięki takiemu rozwiązaniu oświetlacza 8 łatwo uzyskać jednolite oświetlenie promieniowaniem podczerwonym całej powierzchni wewnętrznej manekina. Sposób wykrycia trafienia w manekin 3 opisano poniżej na przykładzie wykrycia przez układ analizy obrazu dwóch otworów, przebitych w powłoce manekina 3 przez jeden pocisk, to jest otworu wlotowego P1 i otworu wylotowego P2. Tor lotu pocisku na fig. 4, fig. 5 i fig. 6 oznaczono linią przery

PL 241 211 B1 waną ze strzałką. W miejscu przebicia czarnej matowej powierzchni wewnętrznej manekina 3, obserwowanej przez obiektyw 7, przestrzelina w bardzo krótkim czasie zmienia punktowo zdolność tej powierzchni do odbijania promieniowania. Zmiana taka jest łatwa do wykrycia przez układ analizy obrazu, szczególnie że kolor materiału, z którego wykonany jest manekin 3 kontrastuje z kolorem wewnętrznej jego powłoki i kontrast ten uwidacznia się w momencie penetracji pocisku. Stan wewnętrznej powierzchni manekina 3 analizowany jest na jej rzucie na poziomą powierzchnię eliptyczną 10. W takim odwzorowaniu siatka poziomych 11 i pionowych 12 linii, uwidocznionych linią przerywaną na fig. 3, może być odwzorowana na powierzchni eliptycznej 10 w postaci współśrodkowych elips 13 i odcinków linii prostych 14, wybiegających z geometrycznego środka 15 powierzchni eliptycznej 10. Zaczepienie w punkcie 15 początku prostokątnego układu współrzędnych X-Y, pozwala jednoznacznie określić, w którym miejscu manekina 3 znajduje się przestrzelina, której rzut na powierzchnię eliptyczną 10 wykrył i zarejestrował układ analizy obrazu. Układ analizy obrazu, poza współrzędnymi X1 i Y1 rzutu przestrzeliny P1 oraz współrzędnymi X2 i Y2 rzutu przestrzeliny P2, rejestruje także czas, w którym pojawiły się przestrzeliny P1 i P2. Jeśli odstęp czasowy między pojawieniem się przestrzelin P1 i P2 jest dostatecznie mały, w praktyce nie dłuższy niż 3 ms, przyjmuje się że przestrzeliny P1 i P2 wywołał jeden pocisk. W tej sytuacji można wyznaczyć także kierunek strzału, który wywołał przestrzeliny P1 i P2 względem podwozia 1. Jeśli zarówno cel mobilny jak i strzelec wyposażeni są w układ pozycjonowania geograficznego, na przykład w systemie GPS, możliwe jest także wyznaczenie w terenie miejsca, z którego padł ten zarejestrowany strzał. Odwzorowanie powierzchni wewnętrznej manekina 3 na powierzchnię 10, pozwala na wyodrębnienie w tej powierzchni obszarów krytycznych. Przykładowo rzut „głowy” 6 znajduje się w centrum powierzchni 10 i wykrycie dwóch kolejnych przestrzelin tym samym pociskiem w obszarze tego rzutu można interpretować jak trafienie śmiertelne. Wyniki działania układu wykrywania trafień można analizować, zarówno post factum, na przykład podczas omawiania wyników szkolenia całego zespołu strzelców, jak i w czasie rzeczywistym, poprzez obserwację trafień na wyświetlaczu ekranowym terminala połączonego bezprzewodowo z celem mobilnym. Można także sygnalizować wizualnie wykryte trafienia strzelcom biorącym udział w szkoleniu. W opisywanym przykładzie jest to realizowane poprzez zmianę położenia manekina 3 względem podwozia 1. Przykładowo po trafieniu w obszar niekrytyczny manekina 3, cel mobilny się zatrzymuje, a nieuwidoczniony na rysunku mechanizm pochyla manekin 3, po czym wraca on do pionu a cel mobilny rusza dalej. Trafienie w obszar krytyczny można zasygnalizować dłuższym zatrzymaniem się celu i głębszym niż w poprzednim przypadku „skłonem” manekina 3.

Claims (6)

1. Mobilny ćwiczebny cel strzelecki, zawierający podwozie jezdne, manekin osadzony na tym podwoziu, środki detekcji trafienia pociskiem w manekina, środki rozpoznania trafienia w krytyczny rejon manekina oraz środki wizualnej sygnalizacji trafienia w manekina, znamienny tym, że manekin (3) ma postać cienkościennej sztywnej krzywoliniowej kopulastej powłoki (5, 6) z otwartą podstawą (4) skierowaną w stronę podwozia jezdnego (1), przy czym powłoka ta ma część bliższą (5) podwoziu (1), symbolizująca tułów oraz część dalszą (6) podwoziu (1), symbolizująca głowę, wewnętrzna powierzchnia tej powłoki jest zasadniczo gładka i ma jednolity kolor, korzystnie czarny, zaś każdy kolejny rzut przekroju wewnętrznej powierzchni manekina (3) na płaszczyznę jego podstawy (4) kolejną płaszczyzną równoległą do tej podstawy (4), licząc od podstawy (4) manekina (3) ku jego szczytowi, mieści się w polu analogicznego rzutu przekroju tej powierzchni płaszczyzną poprzednią, natomiast środki detekcji trafienia pociskiem i rozpoznania trafionego rejonu, stanowią układ analizy obrazu z przetwornikiem obrazu i oświetlaczem (8), pracującymi w podczerwieni, przy czym obiektyw (7) przetwornika obrazu i oświetlacz (8) ulokowane są u podstawy (4) manekina (3) i skierowane w stronę jego wnętrza.

2. Cel strzelecki według zastrz. 1 znamienny tym, że podstawa (4) powłoki manekina (3) ma zarys eliptyczny, obiektyw (7) przetwornika obrazu ulokowany jest zasadniczo centralnie u tej podstawy (4), zaś oświetlacz (8) stanowi zespół diod elektroluminescencyjnych (9) otaczających obiektyw (7).

PL 241 211 B1

3. Cel strzelecki według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że oświetlacz (8) zawiera diody luminescencyjne (9) emitujące promieniowanie elektromagnetyczne o długości 940 nm, zaś obiektyw (7) przetwornika obrazu jest skorygowany dystorsyjnie i wyposażony w filtr na pasmo 940-960 nm.

4. Cel strzelecki według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, że manekin (7) wykonany jest z pulpy papierowej.

5. Cel strzelecki według zastrz. 4, znamienny tym, że manekin (3) wykonany jest z dwóch, sklejonych ze sobą pionowych wytłoczek papierowych (3’, 3”) o grubości zawierającej się w zakresie od 2 do 4 mm.

6. Mobilny cel strzelecki według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, znamienny tym, że środkiem wizualnej sygnalizacji trafienia w manekina jest mechanizm pochylania manekina (3) względem podwozia jezdnego (1).