RU2147112C1 - Opticoelectronic mark of shooting trainer - Google Patents
Opticoelectronic mark of shooting trainer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2147112C1 RU2147112C1 RU99117070A RU99117070A RU2147112C1 RU 2147112 C1 RU2147112 C1 RU 2147112C1 RU 99117070 A RU99117070 A RU 99117070A RU 99117070 A RU99117070 A RU 99117070A RU 2147112 C1 RU2147112 C1 RU 2147112C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- weapon
- screen
- trigger
- shooting
- photodetectors
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к мишеням стрелковых тренажеров для обучения стрельбе и может быть использовано в тренажерах для обучения приемам и навыкам стрельбы из спортивного оружия без применения боеприпасов. The invention relates to targets of shooting simulators for training in shooting and can be used in simulators for teaching techniques and skills of shooting from sports weapons without the use of ammunition.
Известен способ слежения за источником излучения [1, 2], основанный на применении позиционно-чувствительных полупроводниковых элементов. Световой поток от источника излучения, сфокусированный объективом, вызывает изменения напряжений на токосъемных шинах в зависимости от координат светового пятна на поверхности фотоприемника. A known method of tracking the radiation source [1, 2], based on the use of position-sensitive semiconductor elements. The luminous flux from the radiation source, focused by the lens, causes voltage changes on the collector buses depending on the coordinates of the light spot on the surface of the photodetector.
Недостатком оптико-электронной мишени на основе полупроводникового позиционно-чувствительного элемента является низкая точность из-за нелинейной характеристики и температурной нестабильности. Кроме того, существовавший уровень технологии производства не позволил получить позиционно-чувствительные элементы с требуемыми и идентичными параметрами. Поэтому их серийный выпуск не был налажен. The disadvantage of an optoelectronic target based on a semiconductor position-sensitive element is its low accuracy due to non-linear characteristics and temperature instability. In addition, the existing level of production technology did not allow to obtain position-sensitive elements with the required and identical parameters. Therefore, their serial production was not established.
Известен стрелковый тренажер Кудрякова [3], содержащий источник излучения, выполненный в виде секторной мишени, установленный на стрелковом оружии приемник излучения, связанный с усилителем и схемой обработки сигнала. Мишень выполнена четырехсекторной с X-образным расположением секторов и промодулированным излучением каждого из ее секторов, что позволяет из общего сигнала на выходе приемника излучения выделять сигналы, соответствующие секторам мишени. Оптико-электронный приемник состоит из собирающей линзы, в главном фокусе которой установлена диафрагма с калиброванным отверстием и фотоэлемент. Величины выделенных сигналов от каждой секции мишени (амплитуда) прямо пропорциональны проекции площади соответствующего сектора мишени на фотоэлемент оптико-электронного приемника. Смещение оптической оси приемника от центра мишени вызывает перераспределение амплитудных значений, что позволяет определить величину этого смещения, т.е. координаты точки наведения. Источниками измерения являются диоды, например АЛ107Б. Known shooting simulator Kudryakova [3], containing a radiation source made in the form of a sector target mounted on a small arms radiation receiver associated with an amplifier and signal processing circuit. The target is made four-sector with an X-shaped arrangement of sectors and modulated radiation of each of its sectors, which makes it possible to extract signals corresponding to target sectors from the general signal at the output of the radiation receiver. The optoelectronic receiver consists of a collecting lens, in the main focus of which a diaphragm with a calibrated hole and a photocell are installed. The magnitude of the extracted signals from each section of the target (amplitude) is directly proportional to the projection of the area of the corresponding sector of the target onto the photocell of the optoelectronic receiver. The shift of the optical axis of the receiver from the center of the target causes a redistribution of the amplitude values, which makes it possible to determine the magnitude of this shift, i.e. coordinates of the guidance point. Sources of measurement are diodes, for example AL107B.
Недостатками данного устройства являются: трудность обеспечения равномерной освещенности секторов мишени из-за неоднородности излучения в разных направлениях, например, диодов АЛ107Б, особенно в случае больших габаритов мишени; из-за неоднородности просвечиваемого материала мишени; большие габариты устанавливаемого на оружие оптико-электронного приемника, приводящие к нарушению массогабаритных параметров учебного оружия по сравнению с боевым, большое количество проводов, связывающих оружие с электронными устройствами обработки сигналов и ограничивающих свободу действий обучаемого стрельбе; трудность экранирования от электромагнитных полей, создаваемых при работе, например имитатором отдачи оружия. The disadvantages of this device are: the difficulty of ensuring uniform illumination of the sectors of the target due to the heterogeneity of radiation in different directions, for example, AL107B diodes, especially in the case of large dimensions of the target; due to the heterogeneity of the transmitted target material; the large dimensions of the optoelectronic receiver installed on the weapon, leading to a violation of the mass-dimensional parameters of the training weapon as compared to the combat weapon, a large number of wires connecting the weapon with electronic signal processing devices and restricting the freedom of action of the trained gunner; the difficulty of shielding from electromagnetic fields created during operation, for example, a weapon recoil simulator.
Известна мишень [4], содержащая учебное оружие со спусковым механизмом, снабженным контактом, замыкающим электрическую цепь при нажатии на спусковой крючок, лазерный излучатель, установленный на дульном срезе оружия, и телевизионный приемник (камеру), установленный стационарно напротив экрана тренажера. При нажатии на спусковой крючок на экране от лазера, работающего в импульсном режиме, образуется световое пятно в точке попадания. Координаты пятна определяются с помощью телекамеры. A known target [4], containing a training weapon with a trigger equipped with a contact that closes the electric circuit when the trigger is pulled, a laser emitter mounted on the muzzle of the weapon, and a television receiver (camera) mounted stationary opposite the screen of the simulator. When you press the trigger on the screen from a laser operating in a pulsed mode, a light spot is formed at the point of impact. Spot coordinates are determined using a camera.
Недостатком устройства является низкая точность из-за малой разрешающей способности телекамеры. Размеры поля регистрации (мишени) ограничены из-за ограниченного угла поля зрения телекамеры. Увеличение угла поля зрения приводит к увеличению погрешности (шага дискретизации). Кроме того, частота замеров равна частоте кадровой развертки (50 Гц) и недостаточна для измерений координат в момент спуска спускового крючка оружия. The disadvantage of this device is the low accuracy due to the low resolution of the camera. The dimensions of the registration field (target) are limited due to the limited angle of the field of view of the camera. An increase in the angle of the field of view leads to an increase in the error (discretization step). In addition, the measurement frequency is equal to the frequency of the vertical scan (50 Hz) and is insufficient for measuring coordinates at the moment of the trigger release of the weapon.
Задача изобретения заключается в устранении недостатков известных устройств путем создания оптико-электронной мишени стрелкового тренажера на базе серийных полупроводниковых приборов с высокой точностью измерения координат и малым временем между соседними измерениями при сохранении массогабаритных параметров оружия и минимальном ограничении подвижности обучаемого при стрельбе. The objective of the invention is to eliminate the disadvantages of the known devices by creating an optoelectronic target shooting simulator based on serial semiconductor devices with high accuracy of coordinate measurement and short time between adjacent measurements while maintaining weight and size parameters of the weapon and minimizing the mobility of the student when shooting.
Задача решается тем, что напротив экрана стационарно устанавливаются четыре фотоприемника, располагаемые за полосовыми диафрагмами и пирамидальными фоконами, используемыми для оптического усиления сигнала и выравнивания освещенности на чувствительных площадках фотоприемников с целью уменьшения влияния неравномерности чувствительности на точность измерений. Определение координат точки попадания основано на том, что при их изменении величины световых потоков, поступающих через фоконы на фотоприемники, пропорционально изменяются. The problem is solved by the fact that four photodetectors are installed stationary opposite the screen, located behind the strip diaphragms and pyramidal focons, which are used to optically amplify the signal and equalize the illumination on the sensitive areas of the photodetectors in order to reduce the effect of sensitivity non-uniformity on the measurement accuracy. The determination of the coordinates of the point of impact is based on the fact that when they change, the magnitudes of the light flux entering the photodetectors through the foci change proportionally.
На фиг. 1 изображена схема оптико-электронной мишени стрелкового тренажера. На фиг. 2, 3 приведены основные геометрические размеры для вывода уравнений мишени. На фиг. 4 изображен пирамидальный фокон. На фиг. 5, 6 показана схема расположения полосовых щелей диафрагмы относительно входных торцев фоконов для определения вертикальной координаты Y. Для координаты Z схема аналогична и получается из схемы фиг. 5, 6 поворотом на 90o.In FIG. 1 shows a diagram of an optoelectronic target of a shooting simulator. In FIG. Figures 2 and 3 show the basic geometric dimensions for deriving the equations of the target. In FIG. 4 depicts a pyramidal trick. In FIG. 5, 6 show the arrangement of the strip slits of the diaphragm relative to the input ends of the focons for determining the vertical coordinate Y. For the coordinate Z, the scheme is similar and is obtained from the scheme of FIG. 5, 6 by 90 ° .
Устройство содержит учебное оружие 1 со спусковым механизмом, снабженным контактом, замыкающим электрическую цепь при нажатии на спусковой крючок, лазерный излучатель 2, экран тренажера 3, на котором лазерным излучателем 2 формируется световое пятно 4, оптико-электронный приемник 5, усилители фототока 6, схемы фиксации максимального уровня сигнала 7, аналого-цифровые преобразователи 8, вычислитель (ЭВМ) 9, устройство отображения результатов выстрела (монитор) 10 и блок управления лазером 11. На фиг. 2, 3, 4 через L обозначено расстояние от оптико-электронного приемника 5 (полосовой диафрагмы 14) до экрана 3; 1 - расстояние между полосовой диафрагмой 14 и входным окном фоконов 13; α - угол наклона лазерного луча в вертикальной плоскости; 2hy, 2hz - размеры входного окна фокона; a, b - размеры выходного окна фокона. Фоконы обеспечивают сбор световых потоков на фотоприемниках, устанавливаемых вплотную к выходным окнам. Благодаря многократному внутреннему отражению от боковых стенок фокона входные лучи распределяются относительно равномерно по выходному торцу, что позволяет значительно уменьшить влияние неравномерности чувствительности по площадкам фотоприемников на точность определения координат. На схеме расположения фоконов 13 (фиг. 5, 6) для определения вертикальной координаты: 12 - фотоприемники (фотодиоды); 14 - диафрагма с полосовыми окнами Hy • Hz; 15 - лучи от светового пятна 4 с экрана 3 в случае расположения пятна в центре экрана, 16 - в случае расположения пятна у нижней границы экрана и 17 - у верхней границы экрана. Из фиг. 6 видно, что в случае расположения светового пятна в центре экрана световые потоки на фотоприемники одинаковы, в случае смещения светового пятна вниз световой поток на нижний фотоприемник пропорционально уменьшается, а на верхней - увеличивается. В случае смещения светового пятна вверх - наоборот.The device contains a training weapon 1 with a trigger equipped with a contact closing the electric circuit when the trigger is pressed, a laser emitter 2, a simulator screen 3, on which a light spot 4, an optoelectronic receiver 5, photocurrent amplifiers 6 are formed with a laser emitter 2, circuits fixing the maximum signal level 7, analog-to-digital converters 8, a computer (computer) 9, a device for displaying the results of a shot (monitor) 10 and a laser control unit 11. In FIG. 2, 3, 4 through L indicates the distance from the optoelectronic receiver 5 (band diaphragm 14) to the screen 3; 1 - the distance between the
Согласно схеме фиг. 2, 3 напряжение u1 на выходе фотоприемника пропорционально засвечиваемой площади входного окна фокона S1, т.е.According to the circuit of FIG. 2, 3, the voltage u 1 at the output of the photodetector is proportional to the illuminated area of the input window of the focon S 1 , i.e.
u1 = kуkдES1 = kуkдE•2hz(hу-1•tgα). (1)
Аналогично для второго фотоприемника
u2 = kуkдES2 = kуkдE•2hz(hу+1•tgα). (2)
где kу - коэффициенты усиления усилителей фототока, kд - коэффициент чувствительности фотоприемников, E - освещенность площадок. Из (1), (2) имеем
Отсюда
Аналогичные зависимости координат светового пятна на экране от отношений разностей напряжений к суммам справедливо для второй пары фотоприемников по координате z.u 1 = k y k d ES 1 = k y k d E • 2h z (h y -1 • tgα). (1)
Similarly for the second photodetector
u 2 = k y k d ES 2 = k y k d E • 2h z (h y + 1 • tgα). (2)
where k y are the amplification factors of the photocurrent amplifiers, k d is the sensitivity coefficient of photodetectors, E is the illumination of the sites. From (1), (2) we have
From here
Similar dependences of the coordinates of the light spot on the screen on the ratio of voltage differences to the sums are valid for the second pair of photodetectors along the z coordinate.
Устройство работает следующим образом. Обучаемый или тренирующийся (стрелок) наводится на цель, изображаемую на экране тренажера 3 проекционной системой. При нажатии на спусковой крючок замыкается электрический контакт и на вход вычислителя 9 поступает сигнал "выстрел произведен". В ответ от вычислителя 9 поступает сигнал на блок управления лазером 11 и лазер 2 излучает короткий импульс, образуя на экране 3 в точке попадания 4 световое пятно. Излучение от пятна 4 засвечивает площади S1...S4 входных окон фоконов. С выходов фотоприемников сигналы поступают на усилители фототоков 6, а с их выходов - на входы схем фиксации максимальных величин сигналов 7. Эти амплитудные значения аналоговых сигналов цифроаналоговыми преобразователями 8 преобразуются в цифровую форму и вводятся в вычислитель 9, в котором осуществляется вычисление координат точки наведения. Результат выводится на монитор 10. По желанию пользователя на экране монитора показывается цель с точками попадания, высвечивается средняя точка попадания по нескольким выстрелам, дисперсия или другие параметры, принятые в наставлении по стрелковому делу для соответствующего вида оружия. The device operates as follows. The trainee or trainee (shooter) is aimed at the target displayed on the screen of the simulator 3 by the projection system. When you press the trigger closes an electrical contact and the input of the computer 9 receives the signal "shot fired". In response from the calculator 9, a signal is sent to the laser control unit 11 and the laser 2 emits a short pulse, forming a light spot on the screen 3 at the point of contact 4. The radiation from spot 4 illuminates the areas S1 ... S4 of the input windows of the focons. From the outputs of the photodetectors, the signals go to the amplifiers of the photocurrents 6, and from their outputs to the inputs of the circuits for fixing the maximum values of the signals 7. These amplitude values of the analog signals by digital-to-analog converters 8 are converted into digital form and entered into a calculator 9, in which the coordinates of the guidance point are calculated. The result is displayed on the monitor 10. At the request of the user, the target with the hit points is displayed on the screen of the monitor, the average point of hit for several shots, the dispersion or other parameters adopted in the manual on small business for the corresponding weapon are displayed.
Предложенная оптико-электронная мишень стрелкового тренажера построена на основе серийных полупроводниковых приборов имеет высокую точность и малое время между соседними измерениями, в ней сохранены массогабаритные параметры оружия и минимально ограничена свобода обучаемого при стрельбе. The proposed optoelectronic target of a shooting simulator built on the basis of serial semiconductor devices has high accuracy and short time between adjacent measurements, it retains the weight and size parameters of the weapon and minimizes the freedom of the learner when shooting.
Источники информации
1. А.с. N 225 331 (СССР). Способ слежения за источником светового излучения //В. Д. Зотов, Г. П. Катыс, Н.В. Кравцов, В.Б. Широков, по заявке N 111298/26-25 от 14.11.66. - Бюл. N 27, 1968.Sources of information
1. A.S. N 225 331 (USSR). The method of tracking the source of light radiation // V. D. Zotov, G.P. Katys, N.V. Kravtsov, V.B. Shirokov, according to the application N 111298 / 26-25 from 11/14/66. - Bull. N 27, 1968.
2. А.с. N 213 231 (СССР). Способ слежения за источником светового излучения //Г. П. Катыс, В.Д. Зотов, по заявке N 1069106/26-25 от 24.03.66. - Бюл. N 7, 1969. 2. A.S. N 213 231 (USSR). The method of tracking the source of light radiation // G. P. Katys, V.D. Zotov, according to the application N 1069106 / 26-25 from 03.24.66. - Bull. N 7, 1969.
3. Патент N 2060437 C1, кл. F 41 G 3/26 (Россия). Стрелковый тренажер Кудрякова по заявке N 92006402/08 от 16.11.92, Бюл. N 14. 1996. 3. Patent N 2060437 C1, cl. F 41 G 3/26 (Russia). Shooting simulator Kudryakova on the application N 92006402/08 from 11.16.92, bull.
4. US patent 4583950 by James E. Schroeder "Light pen marksmanship trainer", Apr. 22, 1986 (прототип). 4. US patent 4583950 by James E. Schroeder "Light pen marksmanship trainer", Apr. 22, 1986 (prototype).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99117070A RU2147112C1 (en) | 1999-08-02 | 1999-08-02 | Opticoelectronic mark of shooting trainer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99117070A RU2147112C1 (en) | 1999-08-02 | 1999-08-02 | Opticoelectronic mark of shooting trainer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2147112C1 true RU2147112C1 (en) | 2000-03-27 |
Family
ID=20223515
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99117070A RU2147112C1 (en) | 1999-08-02 | 1999-08-02 | Opticoelectronic mark of shooting trainer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2147112C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2620744C2 (en) * | 2015-08-03 | 2017-05-29 | Фонд правовых и экономических исследований | Device for a small arms firing instruction |
-
1999
- 1999-08-02 RU RU99117070A patent/RU2147112C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2620744C2 (en) * | 2015-08-03 | 2017-05-29 | Фонд правовых и экономических исследований | Device for a small arms firing instruction |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4619616A (en) | Weapon aim-training apparatus | |
US4923402A (en) | Marksmanship expert trainer | |
US9897415B2 (en) | Infrared-light and low-light two-phase fusion night-vision sighting device | |
US9127911B2 (en) | Electro-optic system for crosswind measurement | |
US4195422A (en) | System for simulating weapon firing | |
US5929444A (en) | Aiming device using radiated energy | |
US6997716B2 (en) | Continuous aimpoint tracking system | |
EP0344153A1 (en) | Locating system. | |
US10222176B2 (en) | Simulated gun shooting and target position sensing apparatus and method | |
CN208588275U (en) | A kind of laser directly takes aim at mirror | |
SE427874B (en) | DEVICE FOR DETERMINING, INDICATING AND RECORDING HOW A FORM WAS RELATIVELY OBTAINED AT A GIVEN POINT AT A GIVEN TIME OR DURING A SPECIFIC TIME INTERVAL | |
CN103759598A (en) | Controllable infrared photoelectric detection target device and diction method thereof | |
US20170176143A1 (en) | Photoelectric sighting device capable of performing 3d positioning and display of target object | |
US4923401A (en) | Long range light pen | |
CN108731555A (en) | A kind of projectile measurement system canopy of the heavens trigger device and its triggering method | |
CN110162735B (en) | Ballistic trajectory calculation method and system based on laser ranging telescope | |
CN107990788B (en) | Impact point positioning method for laser simulation precision shooting training | |
CN104422393B (en) | Laser sensor measuring displacement | |
RU2147112C1 (en) | Opticoelectronic mark of shooting trainer | |
RU2168145C2 (en) | Shooting trainer with optoelectronic detector | |
TW200307805A (en) | Target device and light detecting device | |
CN109556453B (en) | Recording and analyzing system for ball firing process data and using method thereof | |
FI84753B (en) | FOLLOW-UP FOR ANALYSIS AND ANALYSIS OF SKYTTEPROCESSEN. | |
RU2151361C1 (en) | Shooting trainer coordinate transmitter | |
WO1996026410A1 (en) | Displacement measurement apparatus and method |