RU2211433C1 - Optoelectronic infantry trainer of collective fighting - Google Patents
Optoelectronic infantry trainer of collective fighting Download PDFInfo
- Publication number
- RU2211433C1 RU2211433C1 RU2002119486/02A RU2002119486A RU2211433C1 RU 2211433 C1 RU2211433 C1 RU 2211433C1 RU 2002119486/02 A RU2002119486/02 A RU 2002119486/02A RU 2002119486 A RU2002119486 A RU 2002119486A RU 2211433 C1 RU2211433 C1 RU 2211433C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- screen
- training
- computer
- sensors
- weapon
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к стрелковым тренажерам для обучения стрельбе и ведению коллективного боя и может быть использовано в тренажерах для обучения приемам коллективного боя и навыкам стрельбы из оружия без применения боеприпасов. The invention relates to shooting simulators for training in shooting and conducting collective combat and can be used in simulators for teaching collective fighting techniques and skills of shooting from weapons without the use of ammunition.
Известен стрелковый тренажер Кудрякова [1], 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 Х-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 [1], containing a radiation source made in the form of a sector target mounted on a small arms radiation receiver associated with an amplifier and a 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 оружии оптико-электронного приемника, приводящие к нарушению массо-габаритных 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 the radiation in different directions, for example, AL107B diodes, especially in the case of large dimensions of the target; due to the heterogeneity of the translucent material of the target; the large dimensions of the optoelectronic receiver mounted on the weapon, leading to a violation of the mass-dimensional parameters of the training weapon compared to the combat weapon, a large number of wires connecting the weapon with electronic signal processing devices and limiting 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 [2], 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 [2], 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.
Известно устройство [3], содержащее вычислитель (ЭВМ), устройство отображения результатов (монитор), экран тренажера, на котором расположены в два ряда с постоянным шагом излучатели (ИК-диоды), подключенные к блоку управления 5, и n идентичных каналов (до восьми), каждый из которых содержит учебное оружие со спусковым механизмом, снабженным контактом, замыкающим электрическую цепь при нажатии на спусковой крючок, и оптико-электронным преобразователем, установленным на дульном срезе, а также усилители фототоков, схемы фиксации максимального уровня сигнала и аналого-цифровые преобразователи. A device [3] is known, which contains a computer (computer), a device for displaying results (monitor), a simulator screen on which emitters (IR diodes) are connected in two rows with a constant pitch, connected to
Несмотря на панорамную мишень с большим полем регистрации данному устройству присущи недостатки, связанные с наличием на экране источников излучения, искажающих визуальную картину местности и мишенной обстановки. Кроме того, низка помехозащищенность из-за большого количество проводов, связывающих оружие с электронными устройствами обработки сигналов, а также сложно создать малогабаритный приемник, устанавливаемый на оружии и не нарушающий массогабаритных соотношений учебного оружия. Despite the panoramic target with a large registration field, this device has drawbacks associated with the presence on the screen of radiation sources that distort the visual picture of the terrain and the target environment. In addition, the noise immunity is low due to the large number of wires connecting the weapon with electronic signal processing devices, and it is also difficult to create a small-sized receiver mounted on the weapon and not violating the mass-dimensional ratios of the training weapon.
Известна оптико-электронная мишень стрелкового тренажера [4], содержащая учебное оружие со спусковым механизмом, снабженным контактом, замыкающим электрическую цепь при нажатии на спусковой крючок, лазерный излучатель, установленный на дульном срезе оружия, экран, вычислитель и устройство отображения результатов выстрела. В устройстве, что напротив экрана установлен оптико-электронный приемник, содержащий две пары полосовых диафрагм, фоконов и фотоприемников, расположенных под углом 90o друг к другу, выходы фотоприемников соединены с входами усилителей фототока, выходы которых соединены со входами схем фиксации максимального уровня сигнала, соединенных с аналого-цифровыми преобразователями, выходы которых соединены с входами вычислителя.Known optoelectronic target shooting simulator [4], containing a training weapon with a trigger mechanism equipped with a contact that closes the electric circuit when you press the trigger, a laser emitter mounted on the muzzle of the weapon, a screen, a computer and a device for displaying the results of the shot. In the device, which is opposite the screen, an optoelectronic receiver is installed, containing two pairs of stripe diaphragms, focons and photodetectors located at an angle of 90 o to each other, the outputs of the photodetectors are connected to the inputs of the photocurrent amplifiers, the outputs of which are connected to the inputs of the circuits for fixing the maximum signal level, connected to analog-to-digital converters, the outputs of which are connected to the inputs of the calculator.
Недостатками данного устройства являются относительно низкая точность определения координат из-за спекл-эффекта, заключающегося в смещении геометрического центра излучения лазерного пятна на экране в пределах размеров этого пятна (до одной трети от диаметра пятна), так как сигналы с фотоприемников устройства пропорциональны именно положению геометрического центра лазерного пятна на экране. Кроме того, мало поле регистрации из-за ограниченного угла поля зрения, высока стоимость установки на каждый вид стрелкового оружия отдельного лазера и низка мощность из-за трудности охлаждения лазера в условиях массогабаритных ограничений учебного оружия. The disadvantages of this device are the relatively low accuracy of determining coordinates due to the speckle effect, which consists in displacing the geometric center of the laser spot radiation on the screen within the size of this spot (up to one third of the spot diameter), since the signals from the photodetectors of the device are proportional to the position of the geometric center of the laser spot on the screen. In addition, the registration field is small due to the limited field of view angle, the cost of installing a separate laser for each type of small arms and the low power due to the difficulty of cooling the laser under the conditions of mass and size limitations of the training weapon.
Ближайшим аналогом является стрелковый тир [5], содержащий диапроектор для программирования циклограмм упражнений с появляющимися на заданное время мишенями, мишенную панель с встроенными акустическими датчиками, блок определения координат, вычислительное устройство и устройство отображения результатов стрельбы. Мишенная панель выполнена в виде пуленепробиваемого экрана, по которому ведется стрельба из стрелкового оружия, а координаты точек попадания определяются посредством измерения времени распространения акустической волны от точки попадания до акустических датчиков. The closest analogue is a shooting range [5], which contains a slide projector for programming exercise patterns with targets appearing for a given time, a target panel with built-in acoustic sensors, a coordinate determination unit, a computing device and a device for displaying shooting results. The target panel is made in the form of a bulletproof screen, on which small arms are fired, and the coordinates of the hit points are determined by measuring the propagation time of the acoustic wave from the hit point to the acoustic sensors.
Недостатками данного устройства является стрельба из боевого оружия, что не безопасно при обучении и тренировке, расход боеприпасов, износ пуленепробиваемого экрана и невозможность определения в случае коллективной стрельбы, кто из стрелков поразил цель. The disadvantages of this device are shooting from military weapons, which is not safe during training and training, ammunition consumption, bulletproof screen wear and the inability to determine in case of collective shooting which of the shooters hit the target.
Задача изобретения заключается в устранении недостатков известных устройств путем создания оптико-электронного стрелкового тренажера коллективного боя с многосекционной мишенью с проекторами, образующими панорамное реалистичное изображение мишенной обстановки и подвижных и движущихся целей, путем использования учебного оружия и схем формирования световых лучей с оптическими световодами и стационарно установленными лазерами с радиаторами, путем использования для определения координат точек попадания (лазерных пятен на экране) в пределах каждой секции экрана стационарно установленными датчиками с ПЗС или фотолинейками, расположенными горизонтально для определения боковой координаты и вертикально для определения вертикальной координаты. Для реалистичности звуковой обстановки стрелки снабжены наушниками, связанными с выходами вычислителя. Для определения принадлежности выстрела конкретному стрелку при нажатии на спусковой крючок замыкается электрическая цепь и на вход вычислителя и соответствующего лазера подается сигнал производства выстрела данным стрелком. The objective of the invention is to eliminate the disadvantages of the known devices by creating an optical-electronic shooting simulator of a collective battle with a multi-section target with projectors that form a panoramic realistic image of the target environment and moving and moving targets, by using training weapons and light-beam generation schemes with optical fibers and stationary mounted lasers with radiators, by using to determine the coordinates of the points of impact (laser spots on the screen) in thinning each screen section permanently installed sensors or CCD fotolineykami arranged horizontally to define the lateral and vertical coordinates to determine the vertical coordinates. For realistic sound conditions, the arrows are equipped with headphones connected to the outputs of the computer. To determine whether a shot belongs to a particular shooter, when you press the trigger, an electric circuit is closed and a signal to produce a shot by this shooter is sent to the input of the calculator and the corresponding laser.
Технический результат - оптико-электронный стрелковый тренажер коллективного боя, обеспечивающий реалистичное изображение местности, мишенной обстановки, подвижных и неподвижных целей, реалистичное звуковое сопровождение стрельбы в случае коллективного боя, высокую точность определения координат точек попадания, обучение и тренировку без боевой стрельбы. The technical result is an optical-electronic shooting simulator of a collective battle, providing a realistic image of the terrain, target situation, moving and stationary targets, realistic sound accompaniment of shooting in the event of a collective battle, high accuracy of determining the coordinates of points of contact, training and training without live shooting.
На фиг.1 изображена схема оптико-электронного стрелкового тренажера коллективного боя. На фиг.2 показана схема формирования лазерного луча с оптическим световодом. На фиг.3 показана схема датчика координат на базе ПЗС-линейки или фотолинейки. Figure 1 shows a diagram of an optoelectronic shooting simulator of a collective battle. Figure 2 shows a diagram of the formation of a laser beam with an optical fiber. Figure 3 shows a diagram of a coordinate sensor based on a CCD line or photo line.
Тренажер содержит широкоформатный экран 1, разделенный на секции 11, 12, 13. Напротив каждой секции установлен проектор 21, 22, 23, соединенный с выходом компьютера 3, задающего изображение сложной сцены на весь экран 1 тренажера. Дополнительно напротив каждой секции установлено по 2 датчика с вертикально расположенными линейками 4Вi, i=1,2,3 и с горизонтальными линейками 4Гi, i=l,2,3 для определения соответственно вертикальной координаты Y лазерного пятна и горизонтальной - боковой координаты Z. На дистанции стрельбы (5-7м) установлены наушники 15 и лазеры с радиаторами 5, снабженные оптическими разъемами 6 и соединенные световодами 7 с объективами 8 для формирования лазерного луча, установленными на учебном оружии (фиг.1, фиг.2). Каждый из датчиков 4В и 4Г состоит из цилиндрического объектива 9, линейки 10, электронного блока 11, содержащего усилитель сигнала 12, компаратор 13 и микроконтроллер 14 (фиг.3). Причем первый и второй входы линейки 10 соединены с первым и вторым выходами микроконтроллера 14, а выход линейки соединен со входом усилителя сигналов 12. В свою очередь выход усилителя сигналов 12 соединен со входом компаратора 13, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами микроконтроллера 14. Третий выход микроконтроллера 14 является выходом датчика 4 и соединяется с компьютером 3.The simulator contains a widescreen screen 1, divided into sections 1 1 , 1 2 , 1 3 . Opposite each section is a projector 2 1 , 2 2 , 2 3 , connected to the output of a computer 3, which sets the image of a complex scene on the entire screen 1 of the simulator. Additionally, in front of each section, 2 sensors with vertically arranged 4B i , i = 1,2,3 rulers and with 4G horizontal rulers i , i = l, 2,3 are installed to determine the vertical coordinate Y of the laser spot and the horizontal side coordinate Z At a firing distance (5-7 m), headphones 15 and lasers with
Тренажер работает следующим образом. Согласно выбранному сценарию компьютер 3 выдает сигнал на проектор 2 и на экране формируется реалистичное изображение местности, мишенной обстановки и целей. Стрелок наводит учебное оружие по прицельным приспособлениям на выбранную цель, предварительно определив расстояние до цели по угловым ее размерам и установив планку на соответствующую дальность, от контактного датчика положения планки сигнал поступает на вход компьютера 3 для фиксации установленной дальности. При нажатии спускового крючка одним из участников коллективного боя электрический сигнал замкнутой электрической цепи поступает на вход компьютера и соответственно с выхода компьютера на вход управления лазером 5 поступает сигнал, по которому формируется лазерный луч длительностью 40 мкс. Кроме того, компьютер формирует сигнал, имитирующий звук выстрела, который поступает на наушники 15. Отражение от лазерного пятна на экране с помощью цилиндрической линзы 9 собирается в световую полосу, пересекающую линейку 10 в месте, соответствующем угловому положению лазерного пятна. The simulator works as follows. According to the selected scenario, the computer 3 gives a signal to the projector 2 and a realistic image of the terrain, target environment and targets is formed on the screen. The shooter directs the training weapon on sights to the selected target, having previously determined the distance to the target by its angular dimensions and setting the bar to the appropriate range, from the contact sensor of the bar position, the signal is fed to the input of computer 3 to fix the set range. When the trigger is pressed by one of the participants in a collective battle, an electric signal of a closed electric circuit is supplied to the computer input and, accordingly, a signal is received from the computer output to the
Датчик 4Г работает следующим образом. Микроконтроллер 14 вырабатывает тактовые импульсы и импульсы сброса, поступающие на соответствующие входы ПЗС-линейки 10. Кроме того, одновременно с выдачей импульса сброса, в микроконтроллере обнуляется счетчик координат, а с выдачей каждого тактового импульса счетчик координат увеличивается на 1. При поступлении на линейку последовательности тактовых импульсов на ее выходе формируется видеосигнал, амплитуда которого в каждой точке линейки пропорциональна падающему световому потоку. Видеосигнал поступает на вход усилителя сигналов 12, а с его выхода - на вход компаратора 13. При превышении видеосигнала порогового уровня на прямом выходе компаратора появляется 1, а на инверсном 0. При поступлении с прямого выхода компаратора на соответствующий вход микроконтроллера переднего фронта сигнала запоминается значение счетчика координат XL. При поступлении с инверсного выхода компаратора на соответствующий вход микроконтроллера заднего фронта сигнала запоминается значение счетчика координат ХР и вычисляется положение центра световой полосы X=(XL+XP)/2, соответствующее горизонтальному положению лазерного пятна. Координата центра световой полосы передается из микроконтроллера в компьютер 12. Аналогично датчик 4В выдает вертикальную координату Y центра лазерного пятна. The 4G sensor works as follows. The
Компьютер принимает от датчиков координаты X, Y места попадания лазерного пятна на экран и на своем мониторе отображает эти координаты с учетом установленной дальности, зарегистрированной в компьютере по сигналу от датчика положения прицельной планки. При попадании лазерного луча в цель компьютер изменяет мишенную обстановку, например путем удаления пораженной цели с экрана. The computer receives from the sensors the coordinates X, Y of the spot where the laser spot hits the screen and displays these coordinates on its monitor taking into account the established range recorded in the computer by the signal from the position sensor of the aiming strip. When a laser beam hits the target, the computer changes the target environment, for example, by removing the affected target from the screen.
Источники информации
1. Патент 2060437 С1, кл. F 41 G 3/26 (Россия). Стрелковый тренажер Кудрякова по заявке 92006402/08 от 16.11.92, Бюл. 14, 1996.Sources of information
1. Patent 2060437 C1, cl. F 41 G 3/26 (Russia). Shooting simulator Kudryakova on the application 92006402/08 from 11/16/92, bull. 14, 1996.
2. US patent 4, 583, 950 by James E. Schroeder "Light pen marksmanship trainer", Apr. 22, 1986. 2. US
3. Патент на изобретение 2168145 от 27.05.2001 по заявке 99117071 от 02.08.1999. Стрелковый тренажер с оптико-электронным регистрирующим устройством. 3. Patent for invention 2168145 dated 05/27/2001 according to the application 99117071 dated 02/08/1999. Shooting simulator with an optical-electronic recording device.
4. Патент на изобретение 2147112 от 27.03.2000 по заявке 99117070 от 02.08.1999. Оптико-электронная мишень стрелкового тренажера. 4. Patent for invention 2147112 of 03/27/2000 according to application 99117070 of 02/02/1999. Optoelectronic target shooting simulator.
5. Заявка на изобретение 94043628/02 от 09.12.1994, МПК F4175/056 (Россия). Стрелковый тир (прототип). 5. Application for invention 94043628/02 of 12/09/1994, IPC F4175 / 056 (Russia). Shooting range (prototype).
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002119486/02A RU2211433C1 (en) | 2002-07-17 | 2002-07-17 | Optoelectronic infantry trainer of collective fighting |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002119486/02A RU2211433C1 (en) | 2002-07-17 | 2002-07-17 | Optoelectronic infantry trainer of collective fighting |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2211433C1 true RU2211433C1 (en) | 2003-08-27 |
RU2002119486A RU2002119486A (en) | 2004-02-10 |
Family
ID=29246755
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002119486/02A RU2211433C1 (en) | 2002-07-17 | 2002-07-17 | Optoelectronic infantry trainer of collective fighting |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2211433C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU206907U1 (en) * | 2021-05-31 | 2021-09-30 | АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "Научно-исследовательский институт оптико-электронного приборостроения" (АО "НИИ ОЭП") | DEVICE FOR CONTROLLING THE PARAMETERS OF THERMAL IMAGING SYSTEMS |
RU2774375C2 (en) * | 2019-07-19 | 2022-06-20 | Общество с Ограниченной Ответственностью "Измерительные технологии" | Shooting simulator |
-
2002
- 2002-07-17 RU RU2002119486/02A patent/RU2211433C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2774375C2 (en) * | 2019-07-19 | 2022-06-20 | Общество с Ограниченной Ответственностью "Измерительные технологии" | Shooting simulator |
RU206907U1 (en) * | 2021-05-31 | 2021-09-30 | АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "Научно-исследовательский институт оптико-электронного приборостроения" (АО "НИИ ОЭП") | DEVICE FOR CONTROLLING THE PARAMETERS OF THERMAL IMAGING SYSTEMS |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2002119486A (en) | 2004-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6997716B2 (en) | Continuous aimpoint tracking system | |
US4923402A (en) | Marksmanship expert trainer | |
US4619616A (en) | Weapon aim-training apparatus | |
CA1252291A (en) | Training device for indoor weapon-firing | |
EP0873492B1 (en) | Impact position marker for ordinary or simulated shooting | |
US20070254266A1 (en) | Marksmanship training device | |
US4583950A (en) | Light pen marksmanship trainer | |
US6942486B2 (en) | Training simulator for sharp shooting | |
US5208417A (en) | Method and system for aiming a small caliber weapon | |
US20100092925A1 (en) | Training simulator for sharp shooting | |
US20120183931A1 (en) | Hit detection in direct-fire or small-arms simulators | |
US4854595A (en) | Firearm aiming simulator device | |
US4923401A (en) | Long range light pen | |
KR20030069095A (en) | Shooting training system with device allowing instructor to exhibit example to player in real-time | |
JP2003038865A (en) | Shooting system, method of signal processing therefor and method of adjusting target position for beam gun | |
RU2211433C1 (en) | Optoelectronic infantry trainer of collective fighting | |
RU2046272C1 (en) | Method of shooter training on test bed and device for its accomplishment | |
EP0330886B1 (en) | Shooting simulator device | |
GB2260188A (en) | Target acquisition training apparatus | |
KR970070940A (en) | Method and apparatus for fire training using light rays | |
RU2774375C2 (en) | Shooting simulator | |
WO1991012480A1 (en) | A method for analyzing shooting training and performance results | |
UA109927U (en) | ELECTRONIC MODULAR SHOOTER TRAINER | |
RU2599457C1 (en) | Simulator for training in deflection shooting | |
RU2151361C1 (en) | Shooting trainer coordinate transmitter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040718 |