WO1998019132A1 - Target device for an installation for simulated firing - Google Patents

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WO1998019132A1
WO1998019132A1 PCT/CH1997/000399 CH9700399W WO9819132A1 WO 1998019132 A1 WO1998019132 A1 WO 1998019132A1 CH 9700399 W CH9700399 W CH 9700399W WO 9819132 A1 WO9819132 A1 WO 9819132A1
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WO
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target
target device
shot
hit
signal
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Application number
PCT/CH1997/000399
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German (de)
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Inventor
Jürg Boss
Eugen Halter
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Mentrex Ag
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G3/00—Aiming or laying means
    • F41G3/26—Teaching or practice apparatus for gun-aiming or gun-laying
    • F41G3/2616—Teaching or practice apparatus for gun-aiming or gun-laying using a light emitting device
    • F41G3/2622—Teaching or practice apparatus for gun-aiming or gun-laying using a light emitting device for simulating the firing of a gun or the trajectory of a projectile
    • F41G3/2655—Teaching or practice apparatus for gun-aiming or gun-laying using a light emitting device for simulating the firing of a gun or the trajectory of a projectile in which the light beam is sent from the weapon to the target
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41J—TARGETS; TARGET RANGES; BULLET CATCHERS
    • F41J5/00—Target indicating systems; Target-hit or score detecting systems
    • F41J5/02—Photo-electric hit-detector systems

Definitions

  • Target device for a system for simulated shooting
  • the invention relates to a target device for a system for simulated shooting according to the preamble of claim 1.
  • a target device of the type mentioned is known for example from DE 27 56 210 A.
  • the detector is formed by a multiplicity of sensors designed as photo transistors.
  • the collectors of the phototransistors correspond to the rings on the target and the emitters of the transistors correspond to the sectors of the target.
  • This target device immediately delivers a hit signal in coarse polar coordinates of the hit.
  • a disadvantage is not only the complex training due to the large number of phototransistors covering the target, but in particular also the imprecision of the hit detection.
  • the shot signal must be optimally bundled, the cross-section must be smaller than the area of a photo transistor, and / or the shot must not be blurred, because otherwise more than one photo transistor will be activated and more complicated and expensive evaluation devices are required to improve the accuracy of the hit . If, on the other hand, the cross section of the shot signal is too small, it may not be possible to display if it strikes the dead area between the phototransistors. The light beam divergence leads to practically fixed exercise distances if the cross-section is to be optimal. The great The target and the density of the assignment with phototransistors as well as the freely selectable distance between the target device and the contactor are limited.
  • Target devices are also known, for example from US Pat. Nos. 3,838,856 and 4,164,081 and DE 27 56 210 A cited above, in which the detector is formed by an image pickup tube that does not produce a hit in the form of the polar coordinates of the hit displays, but in which the target image is continuously scanned line by line and X and X coordinates are calculated.
  • the shot signal is detected by a recording tube, which scans the image area line by line with an electrode beam. Since this scan is usually 25 to 50 times per sec. a shot signal must last at least 20 msec. to be recorded at all safely. Such a long shot signal does not correspond to the real conditions when shooting with a weapon, so that the gun must be kept still longer by the shooter in order to get a hit than would be necessary when shooting with live ammunition. It is also disadvantageous that the light beam generating the shot signal must be bundled very closely, in order not to cover a larger hit area than would correspond to the projectile impact on a corresponding target. The known aiming device therefore does not provide any conditions corresponding to shooting with live ammunition.
  • the object of the invention is to design a target device of the type mentioned at the outset in such a way that a realistic simulation of the firing of a weapon is achieved with the simplest of means.
  • the object is achieved according to the invention by the characterizing features of claim 1.
  • a position-sensitive light sensor which is known as a PSD sensor, with at least one light-sensitive layer, each of which delivers two position signals defining the hit signal in the X and Y axes .
  • Only a single PSD sensor is required for the detector, which results in a very simple and inexpensive detector that completely covers the entire target.
  • an electrical hit signal is immediately available, so that shot signals of very short duration, for example, ⁇ 43 ⁇ sec. possible are.
  • Such a short duration of the shot signal enables a realistic simulation of the firing of live ammunition with a weapon.
  • a PSD sensor does not have to make high demands on the size and cross-section of the incoming shot signal, since when the incoming shot signal is detected, the entire cross-section does not provide an indication but only the center of gravity of the shot signal shown.
  • the PSD sensor therefore enables very fast processing and therefore extremely short shot signals. Since only the center of gravity of the shot signal is evaluated, there is also a practically infinite resolution and thus very precise results, which enable simple and varied evaluation of the shot signal or the hit.
  • the target device is equipped with a target image, which is either permanently installed or preferably exchangeable.
  • the target device can be formed according to claim 2 with a target image arranged parallel to the focusing screen from a preferably transparent carrier layer that is transparent to the shot signal. So that the result of the hit is not falsified by the images, design according to claim 3 is advantageous.
  • Backlight according to claim 4 is also expedient, which enables shooting even under unfavorable lighting conditions. The backlight also allows the target image to be better emphasized and the influence of extraneous light reduced.
  • An embodiment of the target device according to claim 5 is also particularly advantageous, since then the focusing screen is not impaired by pictorial representations, but the shot signal reaches the focusing screen practically unaffected.
  • the target image and / or a backlight can then be deposited on the mirrored glass pane, in which case the target image can be a simple paper or paper disc and no consideration needs to be given to the type of shot signal and / or the optical device and scanning of the target device .
  • the backlight can be designed, for example, according to claim 6, wherein a flat film can be used as the light source, which glows when a voltage is applied.
  • the target image is configured as an LCD display
  • the target images can be changed without changing a corresponding target, and moving images are also possible.
  • the LCD display is expediently provided with a corresponding control unit which can be coupled to the control unit of the target device and / or a corresponding evaluation device in order to adjust the evaluation of the target device or the evaluation device to the respectively selected target image.
  • the claims and parts of the description of this application directed to the target image are independent in nature, ie are not limited to the target device according to claim 1, but can also be used with target devices which operate according to other principles.
  • An embodiment of the target device according to claim 8 is particularly advantageous, since interference voltages can be largely eliminated with the aid of the integrator, which significantly improves the accuracy of the result.
  • the hold circuit then provides the result of the integration until it is picked up by downstream means for forming the difference between two signals and processed further. Any remaining interference voltages are further eliminated by forming the difference.
  • the means for forming the difference can be, for example, an operational amplifier to which the signals to be differentiated are applied.
  • an embodiment according to claim 9 is particularly advantageous.
  • Claim 10 describes a particularly simple construction of the integrator, the integrator being combined with a sample / hold circuit.
  • the processing of the PSD signals can be further improved and simplified by designing the target device according to claim 11.
  • the target device is designed according to claim 12.
  • the signal available at the RS 485 interface can now be further processed in various additional devices, for example in an evaluation device according to claim 13 or via an interface converter with a connected PC according to claim 14.
  • Such additional devices are also coupled to the target device in such a way that not only the hits can be evaluated, but also various settings are possible on the target device, such as the setting of the backlight or a possible target image and the like.
  • the additional device can be designed to be very versatile and enable the setting of numerous parameters and / or functions.
  • a power supply unit can optionally be connected to the target device or a connected additional device, in which case the other device is then supplied with power via the connecting line.
  • auxiliary units can be connected to the additional devices, for example a printer according to claim 16, in order to print out the results of the hits.
  • a sound generator with amplifier and loudspeaker or other peripheral devices can also be connected in order to simulate the shooting noise or other effects that arise when live ammunition is fired.
  • a design of the target device according to claim 18 is also particularly expedient, so that a hit display and hit evaluation is only possible if the associated shot detector also receives a shot check signal. This prevents a shooter from effectively firing at a target that is not assigned to his shooting range in a multiple arrangement of shooting ranges.
  • Figure 1 shows a first system for simulated
  • Figure 2 is a schematic block diagram of the
  • FIG. 3 is a timing diagram of the
  • Figure 5 shows another target device in a modified training
  • Figure 6 Computer printout of a shooting protocol.
  • FIG. 1 shows a system for simulated shooting.
  • a weapon here for example a pistol, is equipped with a kit for simulated shooting.
  • This contains a firing device 6 which can be inserted into the barrel 4 of the weapon 2 at the front end and which is triggered by a training cartridge 8 which is inserted in the cartridge chamber and / or barrel 4 of the weapon.
  • the firing pin 12 strikes the practice cartridge 8 and triggers a trigger signal, which is preferably a pressure wave which propagates in air at the speed of sound and which activates a light transmitter 14 on the firing device 6.
  • the light transmitter 14 preferably has a laser diode operating in the infrared range, which emits a shot signal to a target device 16.
  • the target device 16 is formed by a housing 18 with a front opening in which a focusing screen 20 with a Fresnel lens 22 is arranged.
  • a preferably interchangeable target image 24 is assigned to the focusing screen 20 and consists, for example, of a film that adheres to the focusing screen 20.
  • the target image contains a carrier layer, for example made of acrylic glass 26, and an image 28 made of an applied dye.
  • the transmission properties of the target image are such that the dye of the target image 28 and the carrier layer 26 have approximately the same degree of transmission for the shot signal in order to distort the shot signal while striking both a dye and the free matting. To prevent the disc or to enable a uniform evaluation of the hit.
  • the target device further includes a backlight 30 with a lamp 32, the brightness of which is preferably adjustable and which illuminates the focusing screen 20 from the rear.
  • the target device also includes optics 34 that direct the hit to a position sensitive light sensor 36 known as a PSD sensor. This is connected to a control unit 38, which has an interface 40 for connecting additional devices.
  • An evaluation device 44 is connected to the target device 16 via a line 42 as an additional device, for example, which is designed as a computer and, based on an installed software, enables the received hit signals to be evaluated according to numerous criteria.
  • the evaluation device contains on the front side 46 a first display device 48 with a ring of lights 50 which indicate the position of the hit in the target image (angle of the polar coordinates).
  • a second display device 52 is designed numerically and shows the distance from the hit to the center of the disk (expediently as a weighted vector of the polar coordinates).
  • a third display device 54 contains a display on which various parameters and / or functions of the evaluation device can be displayed, which can be selected and activated via an operating device 56, for example
  • a power supply 58 can optionally be connected to the target device 16 or to the additional device 44, the other device being supplied with power via the connecting line 42.
  • the system components described represent the minimum of a system for simulated shooting, which can be configured with numerous other auxiliary devices and additional functions.
  • a shot detection device 60 which has a transmitter 62 arranged on the shot transmitter 6, which emits a shot detection signal that is bundled in a relatively narrow cone 64 of, for example, 14 ° and cooperates with a slave 66 that is located above or is preferably arranged below the firing device 6.
  • the slave 66 is connected to the evaluation device 44 via a line 68, so that this only indicates and evaluates a hit when the shot-off device 60 also reports the exit of the shot at the same time. This prevents one and the same target device from being shot from a neighboring shooting range.
  • the shot detection device 60 is designed in such a way that it does not activate adjacent shot detectors due to the relatively narrow cone angle and nevertheless enables shooting in different positions, such as lying, kneeling or standing shooting.
  • the evaluation device 44 contains a further interface, which enables the connection of a printer 70 via a line 72, so that the set parameters and / or functions as well as the shooting result can be printed out, for example, in the form of a protocol according to FIG.
  • FIGS. 2 and 3 show on the one hand the block diagram of the control unit 38 of the target device 16 and on the other hand the time diagram of the function of the control unit 38.
  • the PSD sensor 36 contains four outputs y, y, x, x, the circuit structure being shown only on the basis of the output y for the sake of simplicity, since the circuit structure of the other outputs is analog.
  • the output is first connected to an I / U converter 82 in order to convert the current signal into a voltage signal.
  • the I / U converter 82 is connected via a coupling capacitor 84 to an amplifier 86, to which an integrator 90 is connected via a resistor 88, which is also designed as a sample / hold circuit.
  • the integrator 90 contains an amplifier 92 and a capacitor 94 connected in parallel, over which in turn a switch 96 is connected in parallel. A further switch 98 is arranged at the input.
  • the integrator 90 with the sample / hold circuit is followed by an A / D converter 100, that is to say an analog / digital converter, which retrieves the integrated signals from the four integrators 90 in sequence and converts them into a digital signal.
  • a control circuit 102 which preferably contains a microprocessor, is connected on the one hand via lines 104, 106 to the switches 96, 98 and on the other hand to the A / D converter 100. Furthermore, a Schmitt trigger 108 is connected to the control circuit 102, which is connected via a line 110 is connected to the amplifiers 86 of the individual outputs of the PSD sensor and emits a start signal to the control circuit 102 when a shot signal appears.
  • the signals obtained on the A / D converter 100 are evaluated in a hit evaluation and fed to the interface 40 (FIG. 1), via which it is passed on to an additional device for evaluation.
  • the function of the control circuit is described in more detail below with reference to the time diagram in FIG. 3. If the PSD sensor 36 signals a hit signal S at time tO, the duration of which is approximately 40 ⁇ sec, then this is first converted to a voltage signal according to curve K1 on the I / U converter. delt.
  • the Schmitt trigger activates the control circuit 102 according to the curve K2 at the time t1, whereupon the switch 96 is opened according to the curve K4 and the switch 98 of the integrator 90 is closed according to the curve K3.
  • the integrator then integrates the voltage according to curve K5 using the formula:
  • the integration process is ended at time t3, whereupon switch 98 opens.
  • the integration result corresponds to the area Ay.
  • the interference voltages 112 superimposed on the position signal U'y are practically integrated to zero by the integration process, since their mean value is formed.
  • the accuracy of the result Py thus increases considerably.
  • the integrator acts like a sample / hold circuit and makes the result Py available to the A / D converter 100 for fetching and converting up to the time t7.
  • the process described runs in parallel for all four connections y, y, x, x of the PSD sensor 36, so that the four integrators or sample / hold circuits in the time from t3 to t7 give the A / D converter the integration results Offer Py, Py, Px, Px analog.
  • the A / D converter 100 fetches the results one after the other and converts them into a digital signal. If, after the time t7, the integrators are reset by the switch 96 closing, the circuit is ready for a new procedure.
  • control circuit forms, among other things, the difference between Px and Px and Py and Py, any integration errors f being finally eliminated according to the formula
  • FIG. 4 shows a system for simulated shooting which is analogous to FIG. 1, the same parts being provided with the same reference numerals and the weapon 2, the target device 16, the power supply unit 58 and the shot-off device 60 being of identical design.
  • there is no evaluation device 44 as an additional device but instead it is replaced by a PC 114, which is connected to the target device 16 via an interface converter 116 serving as an additional device.
  • the interface converter is used to convert the signals from the RS 485 interface into an RS 232 interface, which is required to connect the PC 114.
  • the shot canceling device 60 is preferably connected to the interface converter 116.
  • the network device 58 can in turn be connected either to the target device 16 or to the interface converter 116.
  • a printer 70 and / or a sound generator 76 or further additional devices can in turn be connected to the PC 114.
  • the sound generator can also be integrated directly into the PC in the form of a sound card 118, so that only the amplifier 78 and the loudspeaker 80 have to be connected.
  • the hit results can then be displayed on the screen 120 of the PC 114, the keyboard 122 being used to control the PC and to select the programs.
  • the possibilities described in connection with the system according to FIG. 1 are also given in the system according to FIG. 4.
  • FIG. 5 shows a further aiming device 16a, which is constructed essentially according to the aiming device 16 of FIG. 1, but the shooting does not take place directly on the focusing screen 20, but against a mirrored glass target 124, which is at an angle of 45 ° to the focusing screen 20 is inclined.
  • the Glass pane is designed to be reflective for the type of shot signal, but otherwise translucent in order to make a target image 128 arranged on wall 126 effective for the shooter.
  • This design has the advantage that the target image cannot interfere with the beam path of the shot signal and, moreover, the simplest means can be used for the shot image, such as printed paper, cardboard or another base.
  • the picture can also be designed not only in one color, but also in multiple colors.
  • the target images are easily interchangeable.
  • the target device 16a consists of an LCD display which can show both still and moving images.
  • the desired image is automatically displayed or set according to the user setting on the evaluation or display device or the PC.
  • the display device or the PC transmits a code via an interface which can be forwarded to an optional LCD display driver card 130 which is connected to the control unit in the target device and which generates the desired image.
  • the LCD display is used as the target image, the image can be automatically adjusted to the surrounding distance without changing the image, depending on the LCD.
  • black and white pictures with background lighting or colored pictures can be shown, whereby a simulation with moving pictures is also possible.

Abstract

This invention concerns a target device containing a ground glass (20), a Fresnel lens (22), a lens system (34), and a photosensitive sensor (36) as well as a control unit (38) for processing the signals. To improve the target device, the sensor is constructed with at least one light-sensitive coating as a position-sensitive light sensor (PDS-sensor) which delivers a position signal in the X and Y axes.

Description

Zielgerät: für eine Anlage zum simulierten SchiessenTarget device: for a system for simulated shooting
Technisches SachgebietTechnical subject
Die Erfindung betrifft ein Zielgerät für eine Anlage zum simulierten Schiessen gemäss Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a target device for a system for simulated shooting according to the preamble of claim 1.
Stand der TechnikState of the art
Ein Zielgerät der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der DE 27 56 210 A bekannt. Bei diesem Zielgerät wird der Detektor durch eine Vielzahl von als Fototransistoren ausgebildeten Sensoren gebildet. Die Kollektoren der Fototransistoren entsprechen den Ringen der Zielscheibe und die Emitter der Transistoren den Sektoren der Zielscheibe. Dieses Zielgerät liefert unmittelbar ein Treffersignal in groben Polar-Koordi- naten des Treffers. Nachteilig ist nicht nur die aufwendige Ausbildung durch die grosse Zahl der die Zielscheibe überdeckenden Fototransistoren sondern insbesondere auch die Ungenauigkeit der Treffererfassung. Das Schusssignal muss optimal gebündelt sein, wobei der Querschnitt kleiner als die Fläche eines Fototransistors sein muss, und/oder der Schuss darf nicht verwackelt werden, denn sonst werden mehr als ein Fototransistor aktiviert und es bedarf umständlicher und teurer Auswertgeräte, um die Treffergenauigkeit zu verbessern. Ist hingegen der Querschnitt des Schusssignals zu klein, so kann gegebenenfalls keine Anzeige erfolgen, wenn es in den zwischen den Fototransistoren vorhandenen toten Bereich auftrifft. Die Lichtstrahldivergenz führt zu nahezu fixen Ue- bungsdistanzen, soll der Querschnitt optimal sein. Der Grosse der Zielscheibe und der Dichte der Belegung mit Fototransistoren sowie dem frei wählbaren Abstand zwischen Zielgerät und Schütze sind enge Grenzen gesetzt.A target device of the type mentioned is known for example from DE 27 56 210 A. In this target device, the detector is formed by a multiplicity of sensors designed as photo transistors. The collectors of the phototransistors correspond to the rings on the target and the emitters of the transistors correspond to the sectors of the target. This target device immediately delivers a hit signal in coarse polar coordinates of the hit. A disadvantage is not only the complex training due to the large number of phototransistors covering the target, but in particular also the imprecision of the hit detection. The shot signal must be optimally bundled, the cross-section must be smaller than the area of a photo transistor, and / or the shot must not be blurred, because otherwise more than one photo transistor will be activated and more complicated and expensive evaluation devices are required to improve the accuracy of the hit . If, on the other hand, the cross section of the shot signal is too small, it may not be possible to display if it strikes the dead area between the phototransistors. The light beam divergence leads to practically fixed exercise distances if the cross-section is to be optimal. The great The target and the density of the assignment with phototransistors as well as the freely selectable distance between the target device and the contactor are limited.
Ferner sind Zielgeräte bekannt, so beispielsweise aus der US- A 3 838 856 und 4 164 081 sowie der oben zitierten DE 27 56 210 A, bei denen der Detektor durch eine Bildaufnahmeröhre gebildet ist, die einen Treffer nicht in Form der polaren Koordinaten des Treffers anzeigt, sondern bei der das Zielbild fortlaufend zeilenweise abgetastet und X- sowie X-Koordinaten berechnet werden.Target devices are also known, for example from US Pat. Nos. 3,838,856 and 4,164,081 and DE 27 56 210 A cited above, in which the detector is formed by an image pickup tube that does not produce a hit in the form of the polar coordinates of the hit displays, but in which the target image is continuously scanned line by line and X and X coordinates are calculated.
Bei dieser Vorrichtung ist es sehr nachteilig, dass das Schusssignal von einer Aufnahmeröhre erfasst wird, welche die Bildfläche mit einem Elektrodenstrahl zeilenweise abtastet. Da diese Abtastung in der Regel 25 bis 50 Mal pro sek. erfolgt, muss ein Schusssignal mindestens die Dauer von 20 msek. aufweisen, um überhaupt sicher erfasst zu werden. Ein derartig langes Schusssignal entspricht aber nicht den wirklichen Verhältnissen beim Schiessen mit einer Waffe, so dass die Waffe vom Schützen länger ruhig gehalten werden muss, um einen Treffer zu erzielen, als dies beim Schiessen mit scharfer Munition notwendig wäre. Weiter ist es nachteilig, dass der das Schusssignal erzeugende Lichtstrahl sehr eng gebündelt sein muss, um nicht einen grösseren Trefferbereich abzudecken als dies dem Geschosseinschlag an einer entsprechenden Zielscheibe entsprechen würde. Das bekannte Zielgerät liefert also keine dem Schiessen mit scharfer Munition entsprechende Verhältnisse.In this device, it is very disadvantageous that the shot signal is detected by a recording tube, which scans the image area line by line with an electrode beam. Since this scan is usually 25 to 50 times per sec. a shot signal must last at least 20 msec. to be recorded at all safely. Such a long shot signal does not correspond to the real conditions when shooting with a weapon, so that the gun must be kept still longer by the shooter in order to get a hit than would be necessary when shooting with live ammunition. It is also disadvantageous that the light beam generating the shot signal must be bundled very closely, in order not to cover a larger hit area than would correspond to the projectile impact on a corresponding target. The known aiming device therefore does not provide any conditions corresponding to shooting with live ammunition.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Zielgerät der eingangs genannten Art so auszubilden, dass eine wirklichkeitsnahe Simulation des Schiessens einer Waffe mit einfachsten Mitteln erreicht wird. Die Aufgabe wir erfindungsgemäss gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1. Durch die Verwendung eines positionssensitiven Lichtsensors, der als PSD-Sensor bekannt ist, mit mindestens einer lichtempfindlichen Schicht, die in der X- und Y-Achse je zwei das Treffersignal definierende Positionssignale liefert, ergeben sich entscheidende Vorteile. Für den Detektor ist nur ein einziger PSD-Sensor erforderlich, wodurch sich ein sehr einfacher und preisgünstiger, die ganze Zielscheibe lückenlos überdeckender Detektor ergibt. Beim Auftreffen eines Schusssignals auf dem PSD-Sensor steht sofort ein elektrisches Treffersignal zur Verfügung, so dass Schusssignale von sehr kurzer Dauer von beispielsweise ≤ 43 μsek. möglich sind. Eine solche kurze Dauer des Schusssignals ermöglicht eine wirklichkeitsgetreue Simulation des Verschiessens scharfer Munition mit einer Waffe. Hinzu kommt, dass bei einem solchen PSD-Sensor keine hohen Anforderungen an die Grosse und den Querschnitt des auftreffenden Schusssignals zu setzen sind, da beim Erfassen des auftreffenden Schusssignals nicht der gesamte Querschnitt eine Anzeige liefert sondern nur der Schwerpunkt des abgebildeten Schusssignals. Der PSD-Sensor ermöglicht also eine sehr schnelle Verarbeitung und damit ausserordentlich kurze Schusssignale. Da nur der Schwerpunkt des Schusssignals ausgewertet wird, ergibt sich überdies eine praktisch unendliche Auflösung und damit sehr genaue Ergebnisse, die eine einfache und vielgestaltige Auswertung des Schusssignal bzw. des Treffers ermöglichen.The object of the invention is to design a target device of the type mentioned at the outset in such a way that a realistic simulation of the firing of a weapon is achieved with the simplest of means. The object is achieved according to the invention by the characterizing features of claim 1. By using a position-sensitive light sensor, which is known as a PSD sensor, with at least one light-sensitive layer, each of which delivers two position signals defining the hit signal in the X and Y axes , there are decisive advantages. Only a single PSD sensor is required for the detector, which results in a very simple and inexpensive detector that completely covers the entire target. When a shot signal hits the PSD sensor, an electrical hit signal is immediately available, so that shot signals of very short duration, for example, ≤ 43 μsec. possible are. Such a short duration of the shot signal enables a realistic simulation of the firing of live ammunition with a weapon. In addition, such a PSD sensor does not have to make high demands on the size and cross-section of the incoming shot signal, since when the incoming shot signal is detected, the entire cross-section does not provide an indication but only the center of gravity of the shot signal shown. The PSD sensor therefore enables very fast processing and therefore extremely short shot signals. Since only the center of gravity of the shot signal is evaluated, there is also a practically infinite resolution and thus very precise results, which enable simple and varied evaluation of the shot signal or the hit.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Zielgerätes sind in den Ansprüchen 2 bis 18 beschrieben.Advantageous embodiments of the target device are described in claims 2 to 18.
Das Zielgerät ist mit einem Zielbild ausgestattet, das entweder fest installiert oder vorzugsweise auswechselbar ist. Im einfachsten Fall kann das Zielgerät ge äss Anspruch 2 mit einem parallel zur Mattscheibe angeordneten Zielbild aus einer für das Schusssignal durchlässigen vorzugsweise transparenten Trägerschicht gebildet sein. Damit das Trefferergebnis durch die Bilddarstellungen nicht verfälscht wird, ist eine Ausge- staltung nach Anspruch 3 von Vorteil. Zweckmässig ist auch Hintergrundbeleuchtung gemäss Anspruch 4, die das Schiessen auch bei ungünstigen Lichtverhältnissen ermöglicht. Die Hintergrundbeleuchtung gestattet auch eine bessere Hervorhebung des Zielbildes und Verringerung von Fremdlichteinflüssen.The target device is equipped with a target image, which is either permanently installed or preferably exchangeable. In the simplest case, the target device can be formed according to claim 2 with a target image arranged parallel to the focusing screen from a preferably transparent carrier layer that is transparent to the shot signal. So that the result of the hit is not falsified by the images, design according to claim 3 is advantageous. Backlight according to claim 4 is also expedient, which enables shooting even under unfavorable lighting conditions. The backlight also allows the target image to be better emphasized and the influence of extraneous light reduced.
Besonders vorteilhaft ist auch eine Ausgestaltung des Zielgerätes nach Anspruch 5, da dann die Mattscheibe nicht durch bildliche Darstellungen beeinträchtigt wird, sondern das Schusssignal praktisch unbeeinflusst an die Mattscheibe gelangt. Das Zielbild und/oder eine Hintergrundbeleuchtung können/kann dann der verspiegelten Glasscheibe hinterlegt werden, wobei dann das Zielbild eine einfache Papier- oder Papscheibe sein kann und keinerlei Rücksicht auf die Art des Schusssignals und/oder der optischen Einrichtung und Abtastung des Zielgerätes genommen werden muss. Die Hintergrundbeleuchtung kann beispielsweise gemäss Anspruch 6 ausgebildet sein, wobei als Leuchtquelle eine Flachfolie dienen kann, die beim Anlegen einer Spannung leuchtet.An embodiment of the target device according to claim 5 is also particularly advantageous, since then the focusing screen is not impaired by pictorial representations, but the shot signal reaches the focusing screen practically unaffected. The target image and / or a backlight can then be deposited on the mirrored glass pane, in which case the target image can be a simple paper or paper disc and no consideration needs to be given to the type of shot signal and / or the optical device and scanning of the target device . The backlight can be designed, for example, according to claim 6, wherein a flat film can be used as the light source, which glows when a voltage is applied.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Zielbild nach Anspruch 7 als LCD-Anzeige ausgestaltet ist, dann lassen sich die Zielbilder ohne Auswechseln einer entsprechenden Zielscheibe verändern, wobei auch bewegte Bilder möglich sind. In diesem Fall ist die LCD-Anzeige zweckmässigerweise mit einer entsprechenden Steuereinheit versehen, die mit der Steuereinheit des Zielgerätes und/oder eines entsprechenden Auswertgerätes koppelbar ist, um das Zielgerät bzw. das Auswertgerät in seiner Auswertung auf das jeweils gewählte Zielbild einzustellen.It is particularly advantageous if the target image is configured as an LCD display, then the target images can be changed without changing a corresponding target, and moving images are also possible. In this case, the LCD display is expediently provided with a corresponding control unit which can be coupled to the control unit of the target device and / or a corresponding evaluation device in order to adjust the evaluation of the target device or the evaluation device to the respectively selected target image.
Es sei hier ausdrücklich angemerkt, dass die auf das Zielbild gerichteten Ansprüche und Beschreibungsteile dieser Anmeldung selbständigen Charakter haben, d.h. nicht auf das Zielgerät gemäss Anspruch 1 beschränkt sind, sondern auch bei Zielgeräten einsetzbar sind, die nach anderen Prinzipien arbeiten. Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung des Zielgerätes nach Anspruch 8, da mit Hilfe des Integrators Störspannungen weitgehend eliminiert werden können, wodurch die Genauigkeit des Ergebnisses wesentlich verbessert wird. Der Hold- Schaltkreis stellt dann das Ergebnis der Integration solange zur Verfügung, bis es von nachgeschalteten Mitteln zur Differenzbildung zwischen zwei Signalen abgeholt und weiter verarbeitet wird. Durch die Differenzbildung werden etwaige verbleibende Störspannungen weiter eliminiert. Die Mittel zur Differenzbildung können beispielsweise ein Operationsverstärker sein, an den man die zu differenzierenden Signale anlegt. Besonders vorteilhaft ist jedoch eine Ausbildung nach Anspruch 9. Einen besonders einfachen Aufbau des Integrators beschreibt Anspruch 10, wobei der Integrator mit einem Sample/Hold- Schaltkreis kombiniert ist. Die Verarbeitung der PSD-Signale lässt sich durch eine Ausgestaltung des Zielgerätes nach Anspruch 11 weiter verbessern und vereinfachen. Zur Weiterverarbeitung der erhaltenen Signale ist es zweckmässig, wenn das Zielgerät nach Anspruch 12 ausgestaltet ist. Das an der RS 485 Schnittstelle zur Verfügung stehende Signal kann nun in verschiedenen Zusatzgeräten weiter verarbeitet werden, so beispielsweise in einem Auswertgerät nach Anspruch 13 oder über einen Schnittstellenwandler mit einem angeschlossenen PC nach Anspruch 14. Solche Zusatzgeräte sind überdies mit dem Zielgerät derart gekoppelt, dass nicht nur die Treffer ausgewertet werden können, sondern auch am Zielgerät verschiedene Einstellungen möglich sind, wie beispielsweise die Einstellung der Hintergrundbeleuchtung oder eines etwaigen Zielbildes und dergleichen. Das Zusatzgerät kann sehr vielseitig ausgestaltet sein und die Einstellung zahlreicher Parameter und/oder Funktionen ermöglichen. So können beispielsweise das Kaliber der verwendeten Waffe, die zu simulierende Zielscheibe, die zu simulierende Entfernung der Zielscheibe von der Waffe, verschiedene Schiessprogramme und dergleichen mehr eingestellt werden. Gemäss Anspruch 15 kann ein Netzgerät wahlweise mit dem Zielgerät oder einem angeschlossenes Zusatzgerät verbunden werden, wobei dann jeweils das andere Gerät über die Verbindungsleitung mit Strom versorgt wird.It should be expressly noted here that the claims and parts of the description of this application directed to the target image are independent in nature, ie are not limited to the target device according to claim 1, but can also be used with target devices which operate according to other principles. An embodiment of the target device according to claim 8 is particularly advantageous, since interference voltages can be largely eliminated with the aid of the integrator, which significantly improves the accuracy of the result. The hold circuit then provides the result of the integration until it is picked up by downstream means for forming the difference between two signals and processed further. Any remaining interference voltages are further eliminated by forming the difference. The means for forming the difference can be, for example, an operational amplifier to which the signals to be differentiated are applied. However, an embodiment according to claim 9 is particularly advantageous. Claim 10 describes a particularly simple construction of the integrator, the integrator being combined with a sample / hold circuit. The processing of the PSD signals can be further improved and simplified by designing the target device according to claim 11. For further processing of the received signals, it is expedient if the target device is designed according to claim 12. The signal available at the RS 485 interface can now be further processed in various additional devices, for example in an evaluation device according to claim 13 or via an interface converter with a connected PC according to claim 14. Such additional devices are also coupled to the target device in such a way that not only the hits can be evaluated, but also various settings are possible on the target device, such as the setting of the backlight or a possible target image and the like. The additional device can be designed to be very versatile and enable the setting of numerous parameters and / or functions. For example, the caliber of the weapon used, the target to be simulated, the distance to be simulated from the weapon, various shooting programs and the like can be set. According to claim 15, a power supply unit can optionally be connected to the target device or a connected additional device, in which case the other device is then supplied with power via the connecting line.
An die Zusatzgeräte lassen sich verschiedene weitere Hilfsaggregate anschliessen, so beispielsweise gemäss Anspruch 16 ein Drucker, um die Trefferergebnisse auszudrucken. Gemäss Anspruch 17 kann auch ein Soundgenerator mit Verstärker und Lautsprecher oder andere Peripheriegeräte angeschlossen werden, um den Schiesslärm oder andere Effekte zu simulieren, die beim Verschiessen von scharfer Munition entstehen.Various additional auxiliary units can be connected to the additional devices, for example a printer according to claim 16, in order to print out the results of the hits. According to claim 17, a sound generator with amplifier and loudspeaker or other peripheral devices can also be connected in order to simulate the shooting noise or other effects that arise when live ammunition is fired.
Besonders zweckmässig ist auch eine Ausgestaltung des Zielgerätes nach Anspruch 18, so dass nur dann eine Trefferanzeige und Trefferauswertung möglich ist, wenn der zugehörige Schuss- abmelder auch ein Schussabmeldesignal empfängt. Dadurch lässt sich verhindern, dass bei einer Mehrfachanordnung von Schiessständen ein Schütze wirkungsvoll auf ein Ziel schiesst, das nicht seinem Schiessstand zugeordnet ist.A design of the target device according to claim 18 is also particularly expedient, so that a hit display and hit evaluation is only possible if the associated shot detector also receives a shot check signal. This prevents a shooter from effectively firing at a target that is not assigned to his shooting range in a multiple arrangement of shooting ranges.
Kurze Beschreibung der ErfindungBrief description of the invention
Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher beschrieben, dabei zeigen:Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are described in more detail below with the aid of schematic drawings, in which:
Figur 1 eine erste Anlage zum simuliertenFigure 1 shows a first system for simulated
Schiessen im Blockschaltbild;Shooting in block diagram;
Figur 2 ein schematisches Blockschaltbild derFigure 2 is a schematic block diagram of the
Steuereinheit des Zielgerätes;Control unit of the target device;
Figur 3 ein zeitliches Steuerdiagramm derFigure 3 is a timing diagram of the
Steuereinheit des Blockschaltbildes; Figur 4 eine zweite Anlage zum simuliertenControl unit of the block diagram; Figure 4 shows a second system for simulated
Schiessen im Blockschaltbild;Shooting in block diagram;
Figur 5 ein weiteres Zielgerät in abgewandelter Ausbildung; undFigure 5 shows another target device in a modified training; and
Figur 6 Rechnerausdruck eines Schiessprotokolls.Figure 6 Computer printout of a shooting protocol.
Wege zur Ausführung der ErfindungWays of Carrying Out the Invention
Die Figur 1 zeigt eine Anlage zum simulierten Schiessen. Eine Waffe 2, hier beispielsweise eine Pistole, ist mit einem Bausatz zum simulierten Schiessen ausgerüstet. Dieser enthält eine am vorderen Ende in den Lauf 4 der Waffe 2 einsetzbaren Schussgeber 6, der von einer Übungspatrone 8 getriggert wird, die im Patronenlager und/oder Lauf 4 der Waffe eingesetzt ist. Beim Betätigen des Abzuges 10 schlägt der Zündstift 12 auf die Übungspatrone 8 und löst ein Triggersignal aus, das vorzugsweise eine sich mit Schallgeschwindigkeit in Luft ausbreitende Druckwelle ist, die am Schussgeber 6 einen Lichtsender 14 aktiviert. Der Lichtsender 14 weist vorzugsweise eine im Infrarotbereich arbeitende Laserdiode auf, die ein Schusssignal an ein Zielgerät 16 abgibt.Figure 1 shows a system for simulated shooting. A weapon 2, here for example a pistol, is equipped with a kit for simulated shooting. This contains a firing device 6 which can be inserted into the barrel 4 of the weapon 2 at the front end and which is triggered by a training cartridge 8 which is inserted in the cartridge chamber and / or barrel 4 of the weapon. When the trigger 10 is actuated, the firing pin 12 strikes the practice cartridge 8 and triggers a trigger signal, which is preferably a pressure wave which propagates in air at the speed of sound and which activates a light transmitter 14 on the firing device 6. The light transmitter 14 preferably has a laser diode operating in the infrared range, which emits a shot signal to a target device 16.
Das Zielgerät 16 wird gebildet durch ein Gehäuse 18 mit einer vorderen Öffnung, in der eine Mattscheibe 20 mit einer Fresnellinse 22 angeordnet ist. Der Mattscheibe 20 ist ein vorzugsweise auswechselbares Zielbild 24 zugeordnet, das beispielsweise aus einer Folie besteht, die auf der Mattscheibe 20 haftet. Das Zielbild enthält eine Trägerschicht z.B. aus Acrylglas 26 und ein Bild 28 aus einem aufgebrachten Farbstoff. Die Durchlasseigenschaften des Zielbildes sind derart, dass der Farbstoff des Zielbildes 28 und die Trägerschicht 26 etwa den gleichen Durchlassgrad für das Schusssignal aufweisen, um eine Verzerrung des Schusssignals bei gleichzeitigem Auftreffen sowohl auf einen Farbstoff wie auf die freie Matt- Scheibe zu verhindern beziehungsweise eine gleichmässige Auswertung des Treffers zu ermöglichen. Das Zielgerät enthält weiter eine Hintergrundbeleuchtung 30 mit einer Lampe 32, deren Helligkeit vorzugsweise einstellbar ist und die die Mattscheibe 20 von rückwärts beleuchtet. Das Zielgerät enthält ferner eine Optik 34, die den Treffer auf einen positionssensitiven Lichtsensor 36, der als PSD-Sensor bekannt ist, lenkt. Dieser ist mit einer Steuereinheit 38 verbunden, welcher eine Schnittstelle 40 zum Anschluss von Zusatzgeräten aufweist.The target device 16 is formed by a housing 18 with a front opening in which a focusing screen 20 with a Fresnel lens 22 is arranged. A preferably interchangeable target image 24 is assigned to the focusing screen 20 and consists, for example, of a film that adheres to the focusing screen 20. The target image contains a carrier layer, for example made of acrylic glass 26, and an image 28 made of an applied dye. The transmission properties of the target image are such that the dye of the target image 28 and the carrier layer 26 have approximately the same degree of transmission for the shot signal in order to distort the shot signal while striking both a dye and the free matting. To prevent the disc or to enable a uniform evaluation of the hit. The target device further includes a backlight 30 with a lamp 32, the brightness of which is preferably adjustable and which illuminates the focusing screen 20 from the rear. The target device also includes optics 34 that direct the hit to a position sensitive light sensor 36 known as a PSD sensor. This is connected to a control unit 38, which has an interface 40 for connecting additional devices.
An dem Zielgerät 16 ist über eine Leitung 42 als Zusatzgerät beispielsweise ein Auswertgerät 44 angeschlossen, welches als Rechner ausgebildet ist und aufgrund einer installierten Software eine Auswertung der empfangenen Treffersignale nach zahlreichen Kriterien ermöglicht. Das Auswertgerät enthält an der Frontseite 46 eine erste Anzeigevorrichtung 48 mit einem Kranz von Leuchten 50, die die Lage des Treffers im Zielbild (Winkel der Polarkoordinaten) angeben. Eine zweite Anzeigevorrichtung 52 ist numerisch ausgebildet und zeigt den Abstand des Treffers zum Scheibenzentrum an (zweckmässig als gewicht- eter Vektor der Polarkooridinaten) . Eine dritte Anzeigevorrichtung 54 enthält einen Display, an dem verschiedene Parameter und/oder Funktionen des Auswertgerätes angezeigt werden können, die über eine Bedienungsvorrichtung 56 auswählbar und aktivierbar sind, wie beispielsweiseAn evaluation device 44 is connected to the target device 16 via a line 42 as an additional device, for example, which is designed as a computer and, based on an installed software, enables the received hit signals to be evaluated according to numerous criteria. The evaluation device contains on the front side 46 a first display device 48 with a ring of lights 50 which indicate the position of the hit in the target image (angle of the polar coordinates). A second display device 52 is designed numerically and shows the distance from the hit to the center of the disk (expediently as a weighted vector of the polar coordinates). A third display device 54 contains a display on which various parameters and / or functions of the evaluation device can be displayed, which can be selected and activated via an operating device 56, for example
- Einstellung auf den verwendeten Waffentyp und das Kaliber- Adjustment to the weapon type and caliber used
- Einstellung auf verschiedene zu simulierende Zielscheiben- Setting to different targets to be simulated
- Einstellung auf verschiedene zu simulierende Distanzen- Setting to different distances to be simulated
- Zielkorrektur, die nicht verändert, verändert, auf Null gesetzt und neu programmiert werden kann- Target correction that cannot be changed, changed, set to zero and reprogrammed
- verschiedene Schiessprogramme wie Einzel- und/oder Schnellfeuerabschnitte .- Various shooting programs such as single and / or rapid fire sections.
Ein Netzgerät 58 kann wahlweise am Zielgerät 16 oder am Zusatzgerät 44 angeschlossen werden, wobei über die Verbindungsleitung 42 jeweils das andere Gerät mit Strom versorgt wird. Die beschriebenen Systemkomponenten stellen das Minimum einer Anlage zum simulierten Schiessen dar, die noch mit zahlreichen weiteren Hilfsgeräten und Zusatzfunktionen ausgestaltet werden kann.A power supply 58 can optionally be connected to the target device 16 or to the additional device 44, the other device being supplied with power via the connecting line 42. The system components described represent the minimum of a system for simulated shooting, which can be configured with numerous other auxiliary devices and additional functions.
Besonders zweckmässig ist eine Ausgestaltung der Anlage mit einer Schussabmeldevorrichtung 60, die einen am Schussgeber 6 angeordneten Geber 62 aufweist, der ein Schussabmeldesignal abgibt, das in einem relativ engen Kegel 64 von beispielsweise 14° gebündelt ist und mit einem Nehmer 66 zusammenwirkt, der oberhalb oder vorzugsweise unterhalb des Schussgebers 6 angeordnet ist. Der Nehmer 66 ist über eine Leitung 68 mit dem Auswertgerät 44 verbunden, so dass dieses erst dann einen Treffer anzeigt und auswertet, wenn auch die Schussabmeldevorrichtung 60 gleichzeitig den Abgang des Schusses meldet. Dadurch wird verhindert, dass auf ein und dasselbe Zielgerät von einem benachbarten Schiessstand geschossen werden kann. Die Schussabmeldevorrichtung 60 ist so ausgebildet, dass sie aufgrund des relativ engen Kegelwinkels benachbarte Schussab- melder nicht aktiviert und dennoch das Schiessen in verschiedenen Positionen ermöglicht wie beispielsweise liegendes, kniendes oder stehendes Schiessen.Particularly expedient is an embodiment of the system with a shot detection device 60, which has a transmitter 62 arranged on the shot transmitter 6, which emits a shot detection signal that is bundled in a relatively narrow cone 64 of, for example, 14 ° and cooperates with a slave 66 that is located above or is preferably arranged below the firing device 6. The slave 66 is connected to the evaluation device 44 via a line 68, so that this only indicates and evaluates a hit when the shot-off device 60 also reports the exit of the shot at the same time. This prevents one and the same target device from being shot from a neighboring shooting range. The shot detection device 60 is designed in such a way that it does not activate adjacent shot detectors due to the relatively narrow cone angle and nevertheless enables shooting in different positions, such as lying, kneeling or standing shooting.
Das Auswertgerät 44 enthält eine weitere Schnittstelle, die den Anschluss eines Druckers 70 über eine Leitung 72 ermöglicht, so dass die eingestelten Parameter und/oder Funktionen sowie das Schiessergebnis beispielsweise in der Form eines Protokolls gemäss Figur 6 ausgedruckt werden kann.The evaluation device 44 contains a further interface, which enables the connection of a printer 70 via a line 72, so that the set parameters and / or functions as well as the shooting result can be printed out, for example, in the form of a protocol according to FIG.
Weiter ist es möglich, am Auswertgerät 44 über eine entsprechende Schnittstelle und eine Leitung 74 weitere Zusatzgeräte, wie beispielsweise einen Soundgenerator 76 anzuschliessen und zu betreiben, der einen Verstärker 78 und einen Lautsprecher 80 enthält. Mittels des Soundgenerators 76 und/oder anderer Zusatzgeräte lässt sich der Schusslärm und/oder andere Effekte beim Verschiessen scharfer Munition auch beim simulierten Schiessen simulieren. In den Figuren 2 und 3 sind einerseits das Blockschaltbild der Steuereinheit 38 des Zielgerätes 16 und andererseits das Zeitdiagramm der Funktion der Steuereinheit 38 dargestellt. Der PSD-Sensor 36 enthält vier Ausgänge y,y,x,x, wobei der Einfachheit halber der Schaltungsaufbau nur anhand des Ausganges y dargestellt ist, da der Schaltungsaufbau der übrigen Ausgägne analog ist. Der Ausgang ist zunächst mit einem I/U- Wandler 82 verbunden sind, um das Stromsignal in ein Spannungssignal umzuwandeln. Der I/U-Wandler 82 ist über einem Koppelkondensator 84 mit einem Verstärker 86 verbunden, an den über einen Widerstand 88 ein Integrator 90 angeschlossen ist, der gleichzeitig auch als Sample/Hold-Schaltkreis ausgebildet ist. Der Integrator 90 enthält einen Verstärker 92 und einen parallel geschalteten Kondensator 94 über dem wiederum ein Schalter 96 parallel liegt. Am Eingang ist ein weiterer Schalter 98 angeordnet. An den Integrator 90 mit dem Sample/Hold- Schaltkreis schliesst sich ein A/D-Wandler 100, das heisst ein Analog/Digital-Wandler an, der die integrierten Signale der vier Integratoren 90 der Reihe nach abruft und in ein digitales Signal umwandelt. Eine Steuerschaltung 102, die vorzugsweise einen Mikroprozessor enthält, ist einerseits über Leitungen 104,106 mit den Schaltern 96,98 verbunden und andererseits mit dem A/D-Wandler 100. Ferner ist an der Steuerschaltung 102 ein Schmitt-Trigger 108 angeschlossen, der über eine Leitung 110 mit den Verstärkern 86 der einzelnen Ausgänge des PSD-Sensors verbunden ist und beim Auftauchen eines Schuss-signals ein Startsignal an die Steuerschaltung 102 abgibt. Die am A/D-Wandler 100 erhaltenen Signale werden in einer Trefferwertung ausgewertet und der Schnittstelle 40 (Figur 1) zugeführt, über die es an ein Zusatzgerät zur Auswertung weitergegeben wird.It is also possible to connect and operate additional devices, such as a sound generator 76, which contains an amplifier 78 and a loudspeaker 80, to the evaluation device 44 via a corresponding interface and a line 74. Using the sound generator 76 and / or other additional devices, the shot noise and / or other effects when firing live ammunition can also be simulated during simulated firing. FIGS. 2 and 3 show on the one hand the block diagram of the control unit 38 of the target device 16 and on the other hand the time diagram of the function of the control unit 38. The PSD sensor 36 contains four outputs y, y, x, x, the circuit structure being shown only on the basis of the output y for the sake of simplicity, since the circuit structure of the other outputs is analog. The output is first connected to an I / U converter 82 in order to convert the current signal into a voltage signal. The I / U converter 82 is connected via a coupling capacitor 84 to an amplifier 86, to which an integrator 90 is connected via a resistor 88, which is also designed as a sample / hold circuit. The integrator 90 contains an amplifier 92 and a capacitor 94 connected in parallel, over which in turn a switch 96 is connected in parallel. A further switch 98 is arranged at the input. The integrator 90 with the sample / hold circuit is followed by an A / D converter 100, that is to say an analog / digital converter, which retrieves the integrated signals from the four integrators 90 in sequence and converts them into a digital signal. A control circuit 102, which preferably contains a microprocessor, is connected on the one hand via lines 104, 106 to the switches 96, 98 and on the other hand to the A / D converter 100. Furthermore, a Schmitt trigger 108 is connected to the control circuit 102, which is connected via a line 110 is connected to the amplifiers 86 of the individual outputs of the PSD sensor and emits a start signal to the control circuit 102 when a shot signal appears. The signals obtained on the A / D converter 100 are evaluated in a hit evaluation and fed to the interface 40 (FIG. 1), via which it is passed on to an additional device for evaluation.
Die Funktion der Steuerschaltung wird nachfolgend anhand des Zeitdiagrammes der Figur 3 näher beschrieben. Signalisiert der PSD-Sensor 36 zum Zeitpunkt tO ein Treffersignal S, dessen Dauer etwa 40 μsek beträgt, so wird dieses zunächst am I/U- Wandler in ein Spannungssignal gemäss der Kurve Kl umgewan- delt. Der Schmitt-Trigger aktiviert gemäss der Kurve K2 zum Zeitpunkt tl die Steuerschaltung 102, worauf der Schalter 96 gemäss der Kurve K4 geöffnet und der Schalter 98 des Integrators 90 gemäss der Kurve K3 geschlossen wird. Daraufhin integriert der Integrator die Spannung gemäss der Kurve K5 nach der Formel :The function of the control circuit is described in more detail below with reference to the time diagram in FIG. 3. If the PSD sensor 36 signals a hit signal S at time tO, the duration of which is approximately 40 μsec, then this is first converted to a voltage signal according to curve K1 on the I / U converter. delt. The Schmitt trigger activates the control circuit 102 according to the curve K2 at the time t1, whereupon the switch 96 is opened according to the curve K4 and the switch 98 of the integrator 90 is closed according to the curve K3. The integrator then integrates the voltage according to curve K5 using the formula:
Figure imgf000013_0001
Figure imgf000013_0001
nach einer präzise definierten Zeit t3 - t2 wird der Integra- tionsprozess zum Zeitpunkt t3 beendet, worauf der Schalter 98 öffnet. Das Integrationsergebnis entspricht der Fläche Ay. Dabei werden die dem Positionssignal U'y überlagerten Störspannungen 112 durch den Integrationsprozess praktisch zu Null integriert, da deren Mittelwert gebildet wird. Die Genauigkeit des Ergebnisses Py steigt damit beträchlich. Nach dem Zeitpunkt t3 wirkt der Integrator wie ein Sample/Hold-Schaltkreis und stellt das Ergebnis Py bis zum Zeitpunkt t7 dem A/D-Wandler 100 zum Abholen und Konvertieren zur Verfügung. Der beschriebene Prozess läuft für alle vier Anschlüsse y,y,x,x des PSD-Sensors 36 parallel ab, so dass die vier Integratoren bzw. Sample/Hold-Schaltkreise in der Zeit von t3 bis t7 dem A/D- Wandler die Integrationsergebnisse Py,Py,Px,Px analog anbieten. In der Zeit von t5 bis t6 holt der A/D-Wandler 100 nacheinander die Ergenisse ab und wandelt diese in ein digitales Signal um. Wenn nach dem Zeitpunkt t7 die Integratoren zurückgestellt werden, indem der Schalter 96 schliesst, ist die Schaltung für einen neuen Ablauf bereit.after a precisely defined time t3-t2, the integration process is ended at time t3, whereupon switch 98 opens. The integration result corresponds to the area Ay. In this case, the interference voltages 112 superimposed on the position signal U'y are practically integrated to zero by the integration process, since their mean value is formed. The accuracy of the result Py thus increases considerably. After the time t3, the integrator acts like a sample / hold circuit and makes the result Py available to the A / D converter 100 for fetching and converting up to the time t7. The process described runs in parallel for all four connections y, y, x, x of the PSD sensor 36, so that the four integrators or sample / hold circuits in the time from t3 to t7 give the A / D converter the integration results Offer Py, Py, Px, Px analog. In the time from t5 to t6, the A / D converter 100 fetches the results one after the other and converts them into a digital signal. If, after the time t7, the integrators are reset by the switch 96 closing, the circuit is ready for a new procedure.
Zur Ermittlung der absoluten Position wird durch die Steuerschaltung unter anderem die Differenz zwischen Px und Px sowie Py und Py gebildet, wobei allfällige Integrationsfehler f endgültig eliminiert werden, nach der FormelTo determine the absolute position, the control circuit forms, among other things, the difference between Px and Px and Py and Py, any integration errors f being finally eliminated according to the formula
(Px + f) - (Px + f) = Px - Px = X-Position, (Py + f) - (Py + f) = Py - Py = Y-Position(Px + f) - (Px + f) = Px - Px = X position, (Py + f) - (Py + f) = Py - Py = Y position
Damit ergibt sich theoretisch das Treffersignal mit der X- Position und der Y-Position, das in einem Zusatzgerät wie dem Auswertgerät bzw. einem PC weiter verarbeitet werden kann, entsprechend der dort installierten Software.Theoretically, this results in the hit signal with the X position and the Y position, which can be further processed in an additional device such as the evaluation device or a PC, depending on the software installed there.
Die Figur 4 zeigt eine der Figur 1 analoge Anlage zum simulierten Schiessen, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen worden sind und die Waffe 2, das Zielgerät 16, das Netzgerät 58 und die Schussabmeldevorrichtung 60 identisch ausgebildet sind. Hingegen ist als Zusatzgerät kein Auswertgerät 44 vorhanden, sondern dieses durch einen PC 114 ersetzt, der über einen als Zusatzgerät dienenden Schnittstellenkonverter 116 mit dem Zielgerät 16 verbunden ist. Der Schnittstellenkonverter dient zum Konvertieren der Signale der Schnittstelle RS 485 in eine Schnittstelle RS 232, die zum Anschluss des PC 114 erforderlich ist. Die Schussabmeldevorrichtung 60 ist dabei vorzugsweise an dem Schnittstellenkonverter 116 angeschlossen. Das Netzgerät 58 kann wiederum entweder mit dem Zielgerät 16 oder mit dem Schnittstellenkonverter 116 verbunden sein. An dem PC 114 können wiederum ein Drucker 70 und/oder ein Soundgenerator 76 oder weitere Zusatzgeräte angeschlossen sein. Dabei kann z.B. der Soundgenerator auch in Form einer Soundkarte 118 direkt in den PC integriert sein, so dass nur noch der Verstärker 78 und der Lautsprecher 80 anzuschliessen sind. Am Bildschirm 120 des PC 114 lassen sich dann die Trefferergebnisse anzeigen, wobei die Tastatur 122 zur Steuerung des PC und Auswahl der Programme dient. Die im Zusammenhang mit der Anlage nach Figur 1 beschriebenen Möglichkeiten sind auch bei der Anlage nach Figur 4 gegeben.FIG. 4 shows a system for simulated shooting which is analogous to FIG. 1, the same parts being provided with the same reference numerals and the weapon 2, the target device 16, the power supply unit 58 and the shot-off device 60 being of identical design. On the other hand, there is no evaluation device 44 as an additional device, but instead it is replaced by a PC 114, which is connected to the target device 16 via an interface converter 116 serving as an additional device. The interface converter is used to convert the signals from the RS 485 interface into an RS 232 interface, which is required to connect the PC 114. The shot canceling device 60 is preferably connected to the interface converter 116. The network device 58 can in turn be connected either to the target device 16 or to the interface converter 116. A printer 70 and / or a sound generator 76 or further additional devices can in turn be connected to the PC 114. Here, e.g. the sound generator can also be integrated directly into the PC in the form of a sound card 118, so that only the amplifier 78 and the loudspeaker 80 have to be connected. The hit results can then be displayed on the screen 120 of the PC 114, the keyboard 122 being used to control the PC and to select the programs. The possibilities described in connection with the system according to FIG. 1 are also given in the system according to FIG. 4.
Die Figur 5 zeigt ein weiteres Zielgerät 16a, das im wesentlichen gemäss dem Zielgerät 16 der Figur 1 aufgebaut ist, wobei jedoch das Schiessen nicht direkt auf die Mattscheibe 20 erfolgt, sondern gegen eine verspiegelte Glasscheibe 124, die unter einem Winkel von 45° zur Mattscheibe 20 geneigt ist. Die Glasscheibe ist für die Art des Schusssignals reflektierend ausgebildet, ansonsten aber durchscheinend, um ein an der Wandung 126 angeordnetes Zielbild 128 für den Schützen wirksam werden zu lassen. Diese Ausbildung hat den Vorteil, dass das Zielbild sich nicht störend auf den Strahlenverlauf des Schusssignals auswirken kann und im übrigen für das Schussbild auch einfachste Mittel verwendet werden können, wie ein bedrucktes Papier, Pape oder eine andere Unterlage. Das Bild kann überdies nicht nur einfarbig ausgestaltet sein, sondern auch mehrfarbig. Die Zielbilder sind ohne weiteres auswechselbar.FIG. 5 shows a further aiming device 16a, which is constructed essentially according to the aiming device 16 of FIG. 1, but the shooting does not take place directly on the focusing screen 20, but against a mirrored glass target 124, which is at an angle of 45 ° to the focusing screen 20 is inclined. The Glass pane is designed to be reflective for the type of shot signal, but otherwise translucent in order to make a target image 128 arranged on wall 126 effective for the shooter. This design has the advantage that the target image cannot interfere with the beam path of the shot signal and, moreover, the simplest means can be used for the shot image, such as printed paper, cardboard or another base. The picture can also be designed not only in one color, but also in multiple colors. The target images are easily interchangeable.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Zielgerätes 16a ergibt sich dann, wenn das Zielbild aus einer LCD-Anzeige besteht, die sowohl stehende wie bewegliche Bilder zeigen kann. Das gewünschte Bild wird entsprechend der Benutzereinstellung auf dem Auswert- bzw. Anzeigegerät bzw. dem PC automatisch angezeigt oder eingestellt. Dazu überträgt das Anzeigegerät oder der PC über eine Schnittstelle einen Code, der an eine optionale LCD-Display-Treiberkarte 130 weitergeleitet werden kann, die im Zielgerät an der Steuereinheit angeschlossen ist und die das gewünschte Bild erzeugt. Bei Verwendung der LCD-Anzeige als Zielbild können je nach LCD das Bild ohne den jetzt erforderlichen Bildwechsel automatisch der Umgebungsdistanz angepasst werden. Ausserdem können schwarz/weisse Bilder mit Hintergrundbeleuchtung oder farbige Bilder gezeigt werden, wobei auch eine Simulation mit beweglichen Bildern möglich ist. A particularly advantageous embodiment of the target device 16a is obtained if the target image consists of an LCD display which can show both still and moving images. The desired image is automatically displayed or set according to the user setting on the evaluation or display device or the PC. For this purpose, the display device or the PC transmits a code via an interface which can be forwarded to an optional LCD display driver card 130 which is connected to the control unit in the target device and which generates the desired image. If the LCD display is used as the target image, the image can be automatically adjusted to the surrounding distance without changing the image, depending on the LCD. In addition, black and white pictures with background lighting or colored pictures can be shown, whereby a simulation with moving pictures is also possible.
BEZOGSZEICHEMLISTEREFERENCE LIST
2 Waffe 92 Verstärker2 weapon 92 amplifier
4 Lauf 94 Kondensator4 barrel 94 capacitor
6 Schussgeber 96 Schalter6 shots 96 switches
8 Übungsmunition 98 Schalter8 practice ammunition 98 switches
10 Abzug 100 A/D-Wandler10 Deduction 100 A / D converter
12 Zündstift 102 SteuerSchaltung12 Ignition pin 102 control circuit
14 Lichtsender 104 Leitung14 light transmitter 104 cable
16 Zielgerät 106 Leitung16 Target device 106 line
16a Zielgerät 108 Schmitt-Trigger16a target device 108 Schmitt trigger
18 Gehäuse 110 Leitung18 housing 110 cable
20 Mattscheibe 112 Störspannung20 focusing screen 112 interference voltage
22 Fresnellinse 114 PC22 Fresnel lens 114 pcs
24 Zielbild 116 SchnittStellenkonverter24 Target image 116 Interface converter
26 Trägerschicht 118 Soundkarte26 carrier layer 118 sound card
28 Bild 120 Bildschirm28 Illus. 120 screen
30 Hintergrundbeleuchtung 122 Tastatur30 Backlight 122 keyboard
32 Lampe 124 Glasscheibe32 lamp 124 glass pane
34 Optik 126 Wandung34 Optics 126 wall
36 PSD Sensor 128 Zielbild36 PSD sensor 128 target image
38 Steuereinheit 130 LCD-Treiberkarte38 Control unit 130 LCD driver card
40 Schnittstelle40 interface
42 Leitung42 line
44 Auswertgerät44 signal conditioning instrument
46 Frontseite46 front
48 erste Anzeigevorrichtung48 first display device
50 Leuchte50 lamp
52 zweite Anzeigevorrichtung52 second display device
54 dritte Anzeigevorrichtung54 third display device
56 Bedienungsvorrichtung56 Operating device
58 Netzgerät58 power supply
60 Schussabmeldevorrichtung60 shot detection device
62 Geber62 donors
64 Kegel64 cones
66 Nehmer66 users
68 Leitung68 line
70 Drucker70 printers
72 Leitung72 line
74 Leitung74 management
76 Soundgenerator76 sound generator
78 Verstärker78 amplifiers
80 Lautsprecher80 speakers
82 I/U-Wandler82 I / U converter
84 Koppelkondensator84 coupling capacitor
86 Verstärker86 amplifiers
88 Widerstand88 resistance
90 Integrator 90 integrator

Claims

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS
Zielgerät für eine Anlage zum simulierten Schiessen, welches der Reihe nach folgende Bauteile aufweist, eine Mattscheibe (20), eine Fresnellinse (22), eine Optik (34) und einen photosensitiven Detektor (36), der ein die Koordinaten des Treffers angebendes Treffersignal liefert, sowie eine Steuereinheit zur Verarbeitung der Signale, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor als positionssensitiver Lichtsensor (PSD-Sensor) (36) mit mindestens einer lichtempfindlichen Schicht ausgebildet ist, der in der X- und in der Y-Achse je zwei das Treffersignal definierende Positionssignale (Py ,Py ,Px,Px) liefert.Aiming device for a system for simulated shooting, which has the following components in order, a focusing screen (20), a Fresnel lens (22), an optical system (34) and a photosensitive detector (36) which delivers a hit signal indicating the coordinates of the hit , and a control unit for processing the signals, characterized in that the detector is designed as a position-sensitive light sensor (PSD sensor) (36) with at least one light-sensitive layer, each of which defines the hit signal in the X and Y axes Position signals (Py, Py, Px, Px) delivers.
2. Zielgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es ein parallel zur Mattscheibe (20) angeordnetes Zielbild (24) aus einer für das Schusssignal durchlässigen TrägerSchicht (26) aufweist.2. Aiming device according to claim 1, characterized in that it has a target image (24) arranged parallel to the focusing screen (20) and consisting of a carrier layer (26) which is permeable to the shot signal.
3. Zielgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zielbild (24) ein aus einem Farbstoff bestehendes Bild (28) aufweist, wobei der Farbstoff wenigstens annähernd die gleichen Transmissionseigenschaften für das Schusssignal aufweist wie die Trägerschicht (26).3. Aiming device according to claim 2, characterized in that the target image (24) has an image (28) consisting of a dye, the dye having at least approximately the same transmission properties for the shot signal as the carrier layer (26).
4. Zielgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Hintergrundbeleuchtung (30) für die Mattscheibe (20) aufweist, die vorzugsweise einstellbar ist. 4. Target device according to one of claims 1 to 3, characterized in that it has a backlight (30) for the focusing screen (20), which is preferably adjustable.
5. Zielgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Mattscheibe (20) eine unter einem Winkel von vorzugsweise 45° geneigte Glasscheibe (124) vorgelagert ist, die derart verspiegelt ist, dass das Schusssignal gegen die Mattscheibe (20) umlenkbar ist, jedoch ein untergelegtes Zielbild (128) von der Schussseite her erkennbar ist.5. Aiming device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the focusing screen (20) is preceded by a glass screen (124) inclined at an angle of preferably 45 °, which is mirrored in such a way that the shot signal against the focusing screen (20) can be deflected, but an underlying target image (128) can be seen from the shot side.
6. Zielgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zielbild (128) durchscheinend ist und von einer dahinter angeordneten Hintergrundbeleuchtung beleuchtbar ist.6. Target device according to claim 5, characterized in that the target image (128) is translucent and can be illuminated by a backlight arranged behind it.
Zielgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zielbild (128) als LCD-Anzeige für wechselnde stehende oder bewegte Bilder ausgebildet ist, die durch eine LCD-Treiberkarte (130) steuerbar ist.Target device according to claim 5, characterized in that the target image (128) is designed as an LCD display for alternating still or moving images, which can be controlled by an LCD driver card (130).
Zielgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (38) für jeden Ausgang (y,y,x,x) des PSD-Sensors (36) eine Integrator (90) und einen Hold-Schaltkreis aufweist, dem Mittel (100,102) zur Differenzbildung zwischen zwei Signalen (Px,Px bzw. Py,Py) nachgeschaltet sind.Target device according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the control unit (38) has an integrator (90) and a hold circuit for each output (y, y, x, x) of the PSD sensor (36) Means (100, 102) for forming the difference between two signals (Px, Px or Py, Py) are connected downstream.
9. Zielgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Differenzbildung als A/D-Wandler (100) mit einer nachgeschalteten Steuerschaltung (102) mit einem Mikroprozessor ausgebildet ist.9. Target device according to claim 8, characterized in that the means for forming the difference is designed as an A / D converter (100) with a downstream control circuit (102) with a microprocessor.
10. Zielgerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Integrator (90) einen Sample/Hold-Schaltkreis aufweist, wobei ein Verstärker (92) mit einem parallel geschalteten Kondensator (94) sowie zwei von einer Steuerschaltung (102) mit einem Mikroprozessor betätigbare Schalter (96,98) vorhanden sind.10. Target device according to claim 8 or 9, characterized in that each integrator (90) has a sample / hold circuit There is an amplifier (92) with a capacitor (94) connected in parallel and two switches (96, 98) which can be actuated by a control circuit (102) with a microprocessor.
11. Zielgerät nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (38) zwischen jedem Ausgang (y,y,x,x) des PSD-Sensors (38) und dem zugeordneten Integrator (90) einen I/U-Wandler (82) mit nachfolgendem Verstärker (86) aufweist.11. Target device according to one of claims 8 to 10, characterized in that the control unit (38) has an I / U between each output (y, y, x, x) of the PSD sensor (38) and the associated integrator (90) Converter (82) with subsequent amplifier (86).
12. Zielgerät nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass dem A/D-Wandler (100) eine Steuerschaltung (102) mit einem Mikroprozessor zum Linearisie- ren und zur Trefferwertung zugeordnet ist, der eine Schnittstelle, vorzugsweise eine RS 485 Schnittstelle, zum Anschluss eines Zusatzgerätes (44,116) nachgeschaltet ist.12. Target device according to one of claims 8 to 11, characterized in that the A / D converter (100) is assigned a control circuit (102) with a microprocessor for linearizing and for hit evaluation, which has an interface, preferably an RS 485 Interface for connecting an additional device (44, 116).
13. Zielgerät nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Zusatzgerät (44) ein Auswertgerät vorhanden ist, das eine erste Anzeigevorrichtung (48) für die Lage des Schusstreffers, eine zweite Anzeigevorrichtung (52) für die Punktezahl sowie eine dritte Anzeigevorrichtung (54) sowie Steuermittel zur Anzeige verschiedener Parameter und/oder Funktionen aufweist.13. Aiming device according to one of claims 8 to 12, characterized in that an evaluation device is provided as an additional device (44), which has a first display device (48) for the position of the shot hit, a second display device (52) for the number of points and a third Display device (54) and control means for displaying various parameters and / or functions.
14. Zielgerät nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Zusatzgerät (116) ein Schnittstellen-Wandler (116), vorzugsweise von RS 485 nach RS 232, vorhanden ist, an den ein PC (114) anschliessbar ist. 14. Target device according to one of claims 8 to 13, characterized in that an interface converter (116), preferably from RS 485 to RS 232, is present as an additional device (116), to which a PC (114) can be connected.
15. Zielgerät nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Netzgerät (58) vorhanden ist, das wahlweise mit den Zielgerät (16,16a) oder dem Zusatzgerät (44,116) verbunden ist.15. Target device according to one of claims 8 to 14, characterized in that a power supply unit (58) is present, which is optionally connected to the target device (16, 16a) or the additional device (44, 116).
16. Zielgerät nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass dem Zusatzgerät (44,116) ein Drucker (70) zugeordnet ist.16. Target device according to one of claims 12 to 15, characterized in that the additional device (44, 116) is assigned a printer (70).
17. Zielgerät nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass dem Zusatzgerät (44,116) ein Soundgenerator (76) mit Verstärker (78) und Lautsprecher (80) zugeordnet ist.17. Target device according to one of claims 12 to 16, characterized in that the additional device (44, 116) is assigned a sound generator (76) with amplifier (78) and loudspeaker (80).
18. Zielgerät nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass am Zusatzgerät (44,116) eine Schussabmeldevorrichtung (60) angeschlossen ist, die mit einem einer Waffe (2) zugeordneten Geber (62) für ein Schussabmeldesignal versehen ist, dem oberhalb oder unterhalb der Waffe (2) ein Nehmer (66) zugeordnet ist, der mit dem Zusatzgerät (44,116) verbunden ist. 18. Aiming device according to one of claims 12 to 17, characterized in that a shot-off device (60) is connected to the additional device (44, 116) and is provided with a transmitter (62) assigned to a weapon (2) for a shot-off signal, the one above or Below the weapon (2) is assigned a slave (66) which is connected to the additional device (44, 116).
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