RU2151361C1

RU2151361C1 - Датчик координат стрелкового тренажера

Info

Publication number: RU2151361C1
Application number: RU99117072A
Authority: RU
Inventors: Ю.К. Шелковников; А.Ю. Веркиенко; Н.И. Осипов; Б.Г. Подласкин
Original assignee: Институт прикладной механики Уральского отделения РАН
Priority date: 1999-08-02
Filing date: 1999-08-02
Publication date: 2000-06-20

Abstract

Изобретение относится к датчикам координат (мишеням) тренажеров для обучения приемам и навыкам стрельбы из спортивного оружия без применения боеприпасов. Технический результат - создание датчика координат (мишени), который при низкой стоимости обеспечивает высокую точность измерения координат в тренажере для обучения приемам и навыкам стрельбы из спортивного оружия в случае стрельбы по стандартной мишени из концентрических окружностей. Датчик координат стрелкового тренажера содержит учебное оружие со спусковым механизмом и установленный на дульном срезе оружия лазерный излучатель, оптически прозрачную для лазерного излучения мишень с концентрическими кругами и установленный за нею П-образный мультискан, блок выделения видеоимпульсов, микропроцессор и регистрирующее устройство. 3 ил.

Description

Изобретение относится к датчикам координат (мишеням) тренажеров для обучения стрельбе и может быть использовано для обучения приемам и навыкам стрельбы из спортивного оружия без применения боеприпасов.

Известен датчик координат (мишень) [1], содержащий монитор для отображения мишенной обстановки и целей и стандартное световое перо, дополненное системой фокусирующих линз, обеспечивающих проецирование изображения с монитора на светочувствительную часть светового пера. Световое перо с системой фокусирующих линз установлено на дульном срезе учебного оружия и снабжено дополнительной кнопкой, связанной со спусковым крючком.

Недостатком является низкая точность, лимитируемая размером пикселя изображения и погрешностью определения центра изображения при наличии помех. Кроме того, устройство имеет высокую стоимость, так как содержит монитор и компьютер для создания мишенной обстановки и анализа изображения светового пера. Одновременно оно имеет функциональную избыточность, так как для тренировки и обучения приемам и навыкам стрельбы из спортивного оружия, например, для биатлона достаточна стандартная мишень с концентрическими окружностями для определения меткости стрельбы (количества выбитых очков).

Известен датчик координат стрелкового тренажера, содержащий фотоприемник с электронной схемой (RU, N 2046272, C1, 20.10.1995).

Недостатком ближайшего аналога является недостаточно высокая точность определения координат при имитации выстрела из оружия.

Задача изобретения состоит в создании датчика координат (мишени), который при низкой стоимости обеспечивает высокую точность измерения координат в тренажере для обучения приемам и навыкам стрельбы из спортивного оружия в случае стрельбы по стандартной мишени из концентрических окружностей.

Задача решается тем, что в датчике координат стрелкового тренажера, содержащем учебное оружие (имитатор оружия) со спусковым механизмом, излучатель и фотоприемник с электронной схемой, излучатель закреплен на дульном срезе учебного оружия и выполнен в виде лазера с оптической системой, формирующей световое пятно Т-образной формы на размещенном на мишени фотоприемнике, выполненном в виде П-образного мультискана, у которого выводы делительных и коллекторной шин соединены со входом блока выделения видеоимпульсов, выход которого подключен к входу микропроцессора, соединенного с регистрирующим устройством, а спусковой механизм электрически связан с блоком выделения видеоимпульсов.

На фиг. 1 изображена структурная схема датчика координат стрелкового тренажера, на фиг. 2 - П-образный мультискан при проецировании на его поверхность светового пятна Т-образной формы, на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства.

Датчик координат стрелкового тренажера содержит учебное оружие 1 со спусковым механизмом и установленным на дульном срезе оружия лазерным излучателем 2, мишень 3 с концентрическими кругами, оптически прозрачную для лазерного излучения, и установленный за нею П-образный мультискан 4, блок выделения видеоимпульсов 5, микропроцессор 6 и регистрирующее устройство 7.

Выводы делительных и коллекторной шин мультискана 4 и лазерный излучатель 2 соединены с блоком выделения видеоимпульсов 5, выход которого подключен к входу микропроцессора 6, последний соединен с регистрирующим устройством 7. Спусковой механизм учебного оружия 1 электрически связан с блоком выделения видеоимпульсов 5.

Датчик координат стрелкового тренажера работает следующим образом. При наведении стрелком учебного оружия 1 в центр мишени 3 и нажатии на крючок спускового механизма блок выделения видеоимпульсов 5 включает лазерный излучатель 2 для проецирования светового пятна Т-образной формы на П-образный мультискан 4 (фиг. 1) и пилообразное напряжение развертки, при этом на выходе блока 5 формируются коды измерительных видеоимпульсов. Стабильность положения фронтов этих видеоимпульсов, соответствующих точкам c, e в мультискане 4 (фиг. 2), определяется внутренним генератором пилообразного напряжения развертки блока 5. Фронты, соответствующие световым зонам и точкам b, d, f, являются измерительными (подвижными). Длительности видеоимпульсов t_xи, t_yи, t_xα, t_s (фиг. 3) пропорциональны соответствующим длинам x_и, y_и, x_α, S фоточувствительной поверхности мультискана 4 согласно уравнению преобразования мультискана x_i=t_xiL/T (где L, T - соответственно длина мультискана и период его опроса; t_xi, x_i - длительность i-го видеоимпульса и пропорциональный ему участок длины мультискана. Таким образом, измеряются расстояния x_и, y_и, x_α, S (с погрешностью ~ 10 мкм).

При неправильном наведении ("свале") стрелком учебного оружия 1 на угол α появляется дополнительная погрешность Δx, Δy (фиг. 2), при этом истинные координаты x, y точки наведения вычисляются микропроцессором 6 по формулам:

При отсутствии "свала" учебного оружия 1 имеем α = 0; Δx = 0; Δy = 0 и истинные координаты x, y точки наведения равны измеряемым координатам x_и, y_и, т.е. x=x_и; y=y_и.

Предложенный датчик координат стрелкового оружия обладает невысокой стоимостью, обеспечивает высокое быстродействие и точность измерения координат в тренажере для обучения приемам и навыкам стрельбы из спортивного оружия за счет использования нового фотоприемника - П-образного мультискана (с погрешностью измерения не более 10 мкм) и коррекции координат точки попадания при свале учебного оружия.

Источник информации:
1. US patent 4, 583, 950 by James E. Schroeder "Light pen marksmanship trainer", Apr. 22, 1986.

Claims

Датчик координат стрелкового тренажера, содержащий фотоприемник с электронной схемой, отличающийся тем, что размещенный на мишени фотоприемник выполнен в виде П-образного мультискана, у которого выводы делительных и коллекторной шин соединены с входом блока выделения видеоимпульсов, выход которого подсоединен к входу микропроцессора, соединенного с регистрирующим устройством, а один из входов блока выделения видеоимпульсов предназначен для соединения со спусковым механизмом учебного оружия, на дульном срезе которого закреплен лазер с оптической системой для формирования светового пятна Т-образной формы.