RU2147113C1 - Мишень стрелкового тренажера с бегущими лучами - Google Patents
Мишень стрелкового тренажера с бегущими лучами Download PDFInfo
- Publication number
- RU2147113C1 RU2147113C1 RU99117088A RU99117088A RU2147113C1 RU 2147113 C1 RU2147113 C1 RU 2147113C1 RU 99117088 A RU99117088 A RU 99117088A RU 99117088 A RU99117088 A RU 99117088A RU 2147113 C1 RU2147113 C1 RU 2147113C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- screen
- target
- simulator
- beams
- optical head
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к тренажерам для обучения приемам и навыкам стрельбы из стрелкового оружия. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и точности измерения координаты в тренажере при его большой протяженности. Сущность изобретения заключается в том, что мишень тренажера с бегущими лучами содержит оптическую головку, установленную на дульном срезе учебного оружия, экран, регистрирующую аппаратуру, измеритель времени и вычислитель. При этом в нее введены блок развертки лазерных лучей, реперные фотоприемники и в установленной в фокальной плоскости объектива оптической головки диафрагме выполнены две пересекающиеся с оптической осью щели. Блок развертки выполнен в виде вращающегося барабана с зеркалами, развертывающими два параллельных бегущих луча на экране, причем линии бегущих лучей проходят через реперные фотоприемники, установленные слева и справа от экрана. Вычислитель позволяет определять координаты точки наведения по измеренному измерителем времени координат точки наведения. 5 ил.
Description
Изобретение относится к мишеням стрелковых тренажеров для обучения стрельбе и может быть использовано для обучения приемам и навыкам стрельбы из стрелкового оружия.
Известна мишень [1] , содержащая лазерный излучатель, установленный на учебном оружии, и телевизионный приемник (камеру), установленный стационарно против 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.
Недостатком устройства является низкая точность измерения из-за малой разрешающей способности телекамеры. Кроме того, размеры поля регистрации (экрана) ограничены из-за ограниченного угла поля зрения телекамеры, а увеличение размеров приводит к уменьшению точности измерений.
Известно устройство [2], содержащее оптическую головку, установленную на прицельные приспособления (мушку и целик) оружия, и две взаимно перпендикулярные линейки, набранные из светодиодов с шагом h, установленные в плоскости мишени. В фокальной плоскости оптической головки установлена диафрагма с двумя взаимно перпендикулярными щелями, а за диафрагмой установлен фотоприемник (фотодиод). При наведении оружия в точку в пределах мишени изображение горизонтальной линейки светодиодов в плоскости диафрагмы пересекает вертикальную щель, а горизонтальной - вертикальную. Координаты точек пересечения зависят от координат точки наведения оружия. Светодиоды зажигаются в импульсном режиме последовательно и номера светодиодов, изображения которых попали на щели и вызвали срабатывание фотоприемников, определяют координаты точки наведения.
Недостаток устройства состоит в низкой точности, определяемой шагом h между светодиодами. Уменьшение шага приводит к увеличению количества светодиодов, а также к увеличению времени между двумя соседними измерениями координат точки наведения. Увеличение количества светодиодов приводит к снижению надежности устройства.
Кроме того, возникает погрешность измерения координат из-за свала оружия, так как при этом изображения щелей в плоскости экрана отклоняются от вертикали и горизонтали. Даже при отсутствии свала в случае большого экрана (больших углов по верху и боку) изображение горизонтальной щели отклоняется от горизонтали.
Задача изобретения заключается в создании мишени стрелкового тренажера большой протяженности (панорамной мишени), которая при высокой надежности обеспечивает высокую точность измерения координат в тренажере для стрелкового оружия.
Задача решается тем, что в качестве приемного устройства в мишени применена расположенная на дульном срезе оптическая головка (датчик), диафрагма которой имеет две пересекающиеся с оптической осью щели, фотоприемник имеет две (верхнюю и нижнюю) чувствительные площадки, по экрану тренажера развертывается пара горизонтальных лазерных лучей от блока развертки, содержащего приводной двигатель, вращающий с постоянной скоростью барабан с плоскими зеркалами, против которых установлена пара лазерных излучателей, работающих в режиме постоянного излучения, а на линиях лазерных лучей слева и справа от экрана установлено по одному реперному фотоприемнику (фотодиоду).
В диафрагме выполнены две пересекающиеся с оптической осью щели, что обеспечивает инвариантность измерения координат по отношению к свалу оружия и при больших углах по верху и по боку.
На фиг. 1 изображена общая схема мишени стрелкового тренажера с бегущими лучами, на фиг. 2 изображена оптическая головка, на фиг. 3 - диафрагма со щелями, на фиг. 4 - изображение щелей диафрагмы и бегущие лучи в плоскости экрана тренажера, на фиг. 5 - модель блока развертки лазерного луча.
Устройство содержит учебное оружие 1 со спусковым механизмом, снабженным контактом, замыкающим электрическую цепь при нажатии на спусковой крючок; оптическую головку 2, установленную на дульном срезе, блок развертки лазерных лучей 3, экран тренажера 4 с реперными фотоприемниками 5, измеритель времени прихода видеоимпульсов 6, вычислитель (ЭВМ) 7 и устройство отображения результатов выстрела 8.
Блок развертки лазерных лучей 3 содержит приводной двигатель 9, вращающий с постоянной скоростью барабан с зеркалами 10 и лазеры 11. Оптическая головка 2 (фиг. 2) состоит из корпуса 12, объектива 13, диафрагмы со щелями 14, установленной в фокальной плоскости объектива, фотоприемника с двумя чувствительными площадками 15 (или двух фотоприемников (верхнего и нижнего) и усилителей фототоков 16.
В диафрагме 14 (фиг. 3) выполнены две щели 17, пересекающиеся с оптической осью. На фиг. 4 изображения щелей пересекаются с бегущими лазерными лучами Л1, Л2 в точках с абсциссами Z1...Z4. Yп, Zп - координаты точки попадания (точки пересечения оптической оси устройства 2 с плоскостью экрана 4), H1, H2 - координаты точек пересечения бегущих лучей с осью Y; K1, K2 - тангенсы углов наклона лучей к оси Z. На фиг. 5: L - расстояние между экраном и зеркалом, Zн, Zк - абсциссы начальной (левой) и конечной (правой) реперных точек, Zб - смещение зеркала относительно начала координат (центра) экрана 4, ω0 - угловая скорость вращения луча, равная удвоенной скорости вращения зеркала.
Из геометрических соотношений в соответствии с фиг. 4 в случае параллельных лучей Л1, Л2 (К1=К2) имеем
где
Следовательно, по отношению к Yп, Zп мишень инвариантна к положению позиции (дальности стрельбы, смещению позиции по верху и по боку) и обеспечивает измерение при большом размере экрана по боку, определяемом длиной бегущих лазерных лучей, а не углом поля зрения оптической головки.
где
Следовательно, по отношению к Yп, Zп мишень инвариантна к положению позиции (дальности стрельбы, смещению позиции по верху и по боку) и обеспечивает измерение при большом размере экрана по боку, определяемом длиной бегущих лазерных лучей, а не углом поля зрения оптической головки.
Угол свала оружия φ оценивается по углу наклона средней линии, проходящей через середину отрезков между точками Z1, Z2 и Z3, Z4, то есть
Дополнительно, с погрешностью не более 5%, свал оружия оценивается по формуле
Так как линия наведения, проходящая через прицельные приспособления (мушку и целик) оружия, расположена на Yq выше оптической оси, совпадающей с осью канала ствола, то при условии их коллинеарности, что обеспечивается регулировкой прицельных приспособлений (мушки) оружия, можно определить координаты точки наведения по формулам
Yн = Yп+Yqcosφ; Zн = Zп+Yqsinφ. (5)
В соответствии с моделью блока развертки лазерного луча (фиг. 5) имеем для Zi, i=1...4.
Дополнительно, с погрешностью не более 5%, свал оружия оценивается по формуле
Так как линия наведения, проходящая через прицельные приспособления (мушку и целик) оружия, расположена на Yq выше оптической оси, совпадающей с осью канала ствола, то при условии их коллинеарности, что обеспечивается регулировкой прицельных приспособлений (мушки) оружия, можно определить координаты точки наведения по формулам
Yн = Yп+Yqcosφ; Zн = Zп+Yqsinφ. (5)
В соответствии с моделью блока развертки лазерного луча (фиг. 5) имеем для Zi, i=1...4.
Устройство работает следующим образом. Лучи лазеров 11, отражаясь от вращающихся зеркал барабана 10, изменяют направление и пробегают на экране 4 по линиям Л1, Л2. При пересечении лучами реперных фотодиодов 5 слева от экрана (точки Zн) на их выходах формируются электрические сигналы, по которым запускаются измерители времени в блоке 6. В момент времени пересечения лучами точек Z1...Z4 и правых реперных фотодиодов 5 (в точках Zк) на выходах фотодидов и соответственно усилителей фототоков формируются электрические сигналы, времена появления которых t1...t4 и tk относительно начала отсчета (времени пересечения точки Zн) фиксируются блоком 6. При этом фиксация времен блоком 6 и последующая передача информации в блок 7 осуществляется после нажатия на спусковой крючок с замыканием электрической цепи его контактом и прохождения сигналов tk от обоих лучей, после чего логическая схема блока 6 разрешает прохождение сигналов для измерения. По сигналам tk информация с блока 6 передается в вычислитель (ЭВМ) 7, в котором по формуле (6) ti пересчитываются в Zi, а затем по формулам (1) - (5) определяются координаты точки наведения.
Предложенная мишень стрелкового тренажера с бегущими лучами обеспечивает высокие надежность и точность измерения координат при большой протяженности мишени (панорамная мишень), так как времена появления сигналов практически не зависят от неравномерности чувствительности фотоприемника, разрешающая способность определяется тактовой частотой блока измерения времен и может достигать десятки мегагерц, измеренные времена являются цифровыми сигналами и дальнейшие вычисления производятся в цифровой форме, не требуется угол поля зрения датчика, охватывающий всю панорамную мишень.
Источники информации
1. United States Patent N 4,824,374, Apr. 25, 1989, Target trainer.
1. United States Patent N 4,824,374, Apr. 25, 1989, Target trainer.
2. Исследование способов и технических средств для создания устройства автоматического определения положения линии визирования. Отчет НИР ГП-1-80 N гос. рег. 80069998, Ижевск. ВИНИТИ, инв. N 0285.0050046, 1985 (прототип).
Claims (1)
- Мишень стрелкового тренажера с бегущими лучами, содержащая учебное оружие с оптической головкой, экран и регистрирующую аппаратуру, отличающаяся тем, что в нее введены блок развертки лазерных лучей и реперные фотоприемники, при этом в установленной в фокальной плоскости объектива оптической головки диафрагме выполнены две пересекающиеся с оптической осью щели, блок развертки выполнен в виде вращающегося барабана с зеркалами, развертывающими два параллельных бегущих луча на экране, причем линии бегущих лучей проходят через реперные фотоприемники, установленные слева и справа от экрана.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99117088A RU2147113C1 (ru) | 1999-08-02 | 1999-08-02 | Мишень стрелкового тренажера с бегущими лучами |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99117088A RU2147113C1 (ru) | 1999-08-02 | 1999-08-02 | Мишень стрелкового тренажера с бегущими лучами |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2147113C1 true RU2147113C1 (ru) | 2000-03-27 |
Family
ID=20223528
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99117088A RU2147113C1 (ru) | 1999-08-02 | 1999-08-02 | Мишень стрелкового тренажера с бегущими лучами |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2147113C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007063449A1 (en) * | 2005-11-30 | 2007-06-07 | Koninklijke Philips Electronics N. V. | Light pen input system and method, particularly for use with large area non-crt displays |
WO2010121988A3 (de) * | 2009-04-23 | 2012-02-02 | E.Sigma Technology Ag | Vorrichtung und verfahren zur bestimmung des zielpunktes einer beobachtungseinheit, insbesondere eines schusswaffensimulators |
-
1999
- 1999-08-02 RU RU99117088A patent/RU2147113C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Исследование способов и технических средств для создания устройства автоматического определения положения линии визирования. Отчет НИР ГП-1-80 N гос. рег. 80069998, Ижевск, ВИНИТИ, инв. N 0285.0050046, 1985. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007063449A1 (en) * | 2005-11-30 | 2007-06-07 | Koninklijke Philips Electronics N. V. | Light pen input system and method, particularly for use with large area non-crt displays |
WO2010121988A3 (de) * | 2009-04-23 | 2012-02-02 | E.Sigma Technology Ag | Vorrichtung und verfahren zur bestimmung des zielpunktes einer beobachtungseinheit, insbesondere eines schusswaffensimulators |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10126426B2 (en) | Multi-clad fiber-based light detection and ranging sensor | |
US11774557B2 (en) | Distance measurement instrument with scanning function | |
US11506759B2 (en) | Surveying instrument and surveying instrument system | |
US11536568B2 (en) | Target instrument and surveying system | |
EP1411371B1 (en) | Surveying and position measuring instrument with a fan-shapped light beam | |
JP3953103B2 (ja) | 標的マークの位置を敏速に検出するための方法及び装置 | |
CN100464159C (zh) | 位置检测装置 | |
CN109416399A (zh) | 三维成像系统 | |
US20140104594A1 (en) | Lidar Measurement Device with Target Tracking and Method for Use of Same | |
US11933632B2 (en) | Surveying device with a coaxial beam deflection element | |
US4111383A (en) | Laser beam transmitter system for laser beam rider guidance systems | |
US6717684B1 (en) | Target scoring system | |
US4111384A (en) | Scanner system for laser beam rider guidance systems | |
US11598854B2 (en) | Surveying system | |
US11402206B2 (en) | Surveying instrument and surveying instrument system | |
US4111385A (en) | Laser beam rider guidance system | |
US4482252A (en) | Calibration method and apparatus for optical scanners | |
JP7360298B2 (ja) | 測量装置 | |
GB1400841A (en) | Apparatus for determining the profile of a plane or cylindrical surface | |
CN100451672C (zh) | 自动测定两个物体间相对方向的系统和实施方法 | |
JP2019023653A (ja) | 写真測量システム | |
RU2147113C1 (ru) | Мишень стрелкового тренажера с бегущими лучами | |
US4162124A (en) | Passive optical rangefinder-sextant | |
JPS6341402B2 (ru) | ||
JP2001289620A (ja) | トンネル内施工状態検知方法 |