WO2011131161A1 - Vorrichtung zur auswertung der schutzklassenprüfung ballistischer schutzwesten bzw. ballistischer schutzhelme - Google Patents

Vorrichtung zur auswertung der schutzklassenprüfung ballistischer schutzwesten bzw. ballistischer schutzhelme Download PDF

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WO2011131161A1
WO2011131161A1 PCT/DE2011/000265 DE2011000265W WO2011131161A1 WO 2011131161 A1 WO2011131161 A1 WO 2011131161A1 DE 2011000265 W DE2011000265 W DE 2011000265W WO 2011131161 A1 WO2011131161 A1 WO 2011131161A1
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Peter Kronseder
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H1/00—Personal protection gear

Abstract

Die Anmeldung umfaßt eine Vorrichtung zur Auswertung der Schutzklassenprüfung ballistischer Schutzwesten bzw. ballistischer Schutzhelme. Zur Auswertung wird der, das Trauma aus der Schutzklassenprüfung tragende Plastilinblock, in eine computergesteuert drehbare Aufnahme gespannt. Ein Laserscanner tastet nun das Trauma ab, der Rechner erzeugt aus dem Ergebnis ein dreidimensionales Bild des Traumas. Aufgrund der wiederholgenauen mechanischen bzw. optischen Anordnung wird die Überlagerung dieser Teilscans zu einem Gesamtbild möglich. Weiterhin ermöglicht die wiederholgenaue und computergesteuerte Vorrichtung einen automatisierten Vergleich mehrerer Traumavermessungen, z.B. nach Durchmesser, Tiefe, oder Volumen. Die universelle Einstellbarkeit macht die Verwendung des Systems zur Auswertung nach unterschiedlichen Prüfnormen möglich.

Description

Patentanmeldung
Titel: Vorrichtung zur Auswertung der Schutzklassenprüfung ballistischer Schutzwesten bzw. ballistischer Schutzhelme
Beschreibung Stand der Technik
Die Schutzklassenprüfung ballistischer Schutzwesten wird mittels Beschußtest auf eine Weste durchgeführt. Hierbei ist die Weste auf einem Plastilinblock montiert, der das kurzzeitige Eindellen der Weste durch die Geschoßwirkung aufnimmt und als Vertiefung im Plastilin - dem sogenannten Trauma - konserviert (siehe VPAM BSW 2006). Durch die Konservierung der Form im Plastilin wird eine spätere Vermessung dieses Traumas möglich. Die Möglichkeit der Vermessung ist wichtig, denn Form, Tiefe und Volumen dieses Traumas lassen Rückschlüsse auf die Qualität der Weste und das Einhalten der durch den Hersteller garantierten Schutzklasse zu. Aktuell wird die Vermessung des Traumas von Hand mit dem Meßschieber durchgeführt. Die Volumenbestimmung des Traumas erfolgt z.B. mittels Eingießen von Wasser aus einem Behälter mit definiertem Volumen. Die Prüfung von Schutzhelmen bzw.
ballistischen Schutzplatten läuft schematisch ähnlich ab.
Der Vermessungsvorgang des Traumas soll nun automatisiert und computergestützt durchgeführt werden.
Automatisierte Abtastvorrichtungen zur Vermessung von Objekten, Oberflächen, oder Räumen sind bekannt. In DE000019812431A1 werden Räume, bzw. Höhlen mittels eines mobilen Laserscanneraufbaus abgetastet, vermessen und digitalisiert. Der Laserscanner ist hierbei auf einem Stativ montiert und dreht sich langsam um 360°, um das Rauminnere abzutasten.
In DE000010331321 B4 ist eine Vorrichtung zur dreidimensionalen Objekterfassung beschrieben, die bei Berührung des Objekts elektromagnetische Wellen abstrahlt und das Meßobjekt dadurch in seiner dreidimensionalen Form vermißt. In
DE102007046288A1 wird eine Sensoranordnung zur Vermessung von Objekten bzw. Fahrspuren unter einem Ladekran beschrieben. Mittels verschiedenfarbiger Elemente werden die einzelnen Fahrspuren erkannt und durch die Sensoranordnung aufgenommen. In DE202006020299U1 sind mehrere Scannereinheiten zur dreidimensionalen Raumvermessung in dem zu vermessenden Raum angeordnet. Die Teilscanns werden mittels Auswertung hochgenauer Zeitstempel überlagert und zu einem Gesamtergebnis kombiniert. In DE102007037131A1 ist ein Scanvorgang mittels Kamera und Auswertung der Reflektanzfunktion der zu scannenden
Oberfläche beschrieben. Die Reflektanzfunktion der Oberfläche muß hierbei bekannt sein, um zu einem verwertbaren Ergebnis zu kommen. Nachteilig am Stand der Technik ist, daß Meßobjekt und Scannereinheit keine wiederholgenaue Anordnung zueinander aufweisen, bzw. daß mehrere Scanner notwendig sind. Ein Vergleich mehrerer Scanergebnisse von unterschiedlichen Meßobjekten ist daher nicht möglich. Durch die fehlende wiederholgenaue
Anordnung zueinander ist es weiterhin nicht möglich mehrere Teilscanns eines Objektes zu überlagern. Dadurch ist es unmöglich, dreidimensionale Vertiefungen mit Hinterschneidungen (Abschattungen gesehen von einem Beobachtungsort aus) sicher zu erfassen und darzustellen. Eine notwendige Objektberührung zur
Auslösung des Scanvorgangs ist nachteilig bei weichen bzw. plastisch reagierender Oberflächen, da hierbei die Form des Meßobjektes durch den Scanvorgang zeitweise, oder dauerhaft verändert wird. Die Verwendung hochgenauer Zeitstempel als Vorbedingung zur Überlagerung mehrerer Teilscans, macht das Scansystem durch die komplizierten Teile aufwendig und teuer. Außerdem sind hierbei mehrere Scannereinheit die im Raum verteilt werden notwendig. Eine bekannte
Reflektanzfunktion der zu scannenden Oberfläche ist nachteilig, wenn für das zu scannende Objekt bzw. Material keine Reflektanzfunktion vorliegt, bzw. diese erst ermittelt werden müßte, oder sich diese im Laufe der Zeit verändert (z.B. durch Verschmutzungen, oder Alterung des Materials und damit einhergehender Strukturoder Farbänderung).
Problemlösung
Die beschriebenen Nachteile können durch die Vorrichtung zur Auswertung der Schutzklassenprüfung ballistischer Schutzwesten bzw. ballistischer Schutzhelme gelöst werden.
Das Meßobjekt (der Plastilinblock mit dem Traumaabdruck) und die Scannereinheit weisen eine definierte und wiederholgenaue Anordnung zueinander auf. Dadurch wird es möglich, die Scanergebnisse verschiedener Traumavermessungen
computergestützt miteinander zu vergleichen - z.B. nach Volumen, Durchmesser, Tiefe, etc. Dies ist unerläßlich, um die Westen verschiedener Hersteller z.B. nach ihrer Schutzwirkung zu vergleichen. Weiterhin ermöglicht die definierte Anordnung zueinander die Überlagerung mehrerer Teilscans ein und desselben
Traumaabdrucks. Dies ist zur vollständigen dreidimensionale Vermessung eines Traumas mit Hinterschneidungen - also mit Bereichen die aufgrund der Traumaform von einem Beobachtungspunkt aus nicht eingesehen werden können - unerläßlich. Nur durch die Drehung des Meßobjekts und die Überlagerung der Teilscanns an einem Rechner kann ein Trauma mit Hinterschneidungen vollständig erfaßt werden. Die Drehung des Meßobjekts erfolgt ebenfalls rechnergesteuert, um einen hohen Automatisierungsgrad des Meßvorgangs zu erreichen. Je nach Ausführung des Scannsystems ist zur kostengünstigen Beschaffung nur ein Linienlaser und eine Kamera notwendig. Weiche Oberflächen (wie z.B. die von Plastilin) können problemlos verarbeitet werden, da der Meßvorgang berührungslos erfolgt.
Oberflächen mit sich ändernden Eigenschaften (z.B. Plastilin aufgrund von Alterung, oder Verschmutzung), werden ebenfalls problemlos verarbeitet, da die
Reflektanzfunktion nicht in das Ergebnis des Scanners eingeht. Durch die
Austauschbarkeit der Plastilinblöcke und trotzdem gleichbleibender
Wiederholgenauigkeit ist ein Meßsystem in der Lage verschiedene Beschußnormen für die Schutzklassenprüfung abzudecken und stellt somit eine universelle Lösung für den Betreiber dar.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung stellt einen handgehaltenen Laserscanner dar, der sich automatisch auf die Fläche eines Referenzobjektes (z.B. dem Rand der oben offenen Kiste zur Aufnahme des Plastilins) referenziert und die in schneller Folge durchgeführten Teilscanns anhand dieser Referenzebene automatisch überlagert.
Neu ist:
Die Vorrichtung zur dreidimensionalen Erfassung von Abdrücken in einer
verformbaren Masse bestimmt ist.
Die Vorrichtung eine mechanisch definierte und wiederholgenaue Anordnung von Meßsystem und Meßobjekt aufweist.
Die Vorrichtung eine optisch definierte und wiederholgenaue Anordnung von
Meßsystem und Meßobjekt aufweist.
Die Vorrichtung einen oder mehrere Laserscanner, oder Linienlaser aufweist.
Die Vorrichtung eine oder mehrere Kameraeinheiten aufweist.
Die Vorrichtung einen, oder mehrere Linearantriebe aufweist.
Die Vorrichtung Algorithmen zur Erzeugung, oder Überlagerung, oder
durchmesserbezogenen Vermessung, oder tiefenbezogenen Vermessung, oder volumenbezogenen Vermessung dreidimensionaler Bilder von Abdrücken in einer verformbaren Masse aufweist.
Die Vorrichtung Algorithmen zur Ausgabe, Speicherung und Weiterverarbeitung dreidimensionaler Bilder von Abdrücken in einer verformbaren Masse aufweist.
Die Vorrichtung Algorithmen zum durchmesserbezogenen, oder tiefenbezogenen, oder volumenbezogenen Vergleich dreidimensionaler Bilder von Abdrücken in einer verformbaren Masse aufweist.
Die Vorrichtung einen oder mehrere Behälter mit abnehmbarem Boden zur
Aufnahme einer verformbaren Masse aufweist.
Die Vorrichtung eine drehbare, oder kippbare, oder schwenkbare Halterung (auch per Motor bzw. rechnergesteuert) für Behälter zur Aufnahme einer verformbaren Masse aufweist.
Die Vorrichtung eine drehbare, oder kippbare, oder schwenkbare Halterung (auch per Motor bzw. rechnergesteuert) zur Aufnahme von ballistischen Schutzhelmen aufweist.
Die Vorrichtung Einstellmöglichkeiten zur Erfüllung unterschiedlicher Testvorschriften enthält und dadurch universell verwendbar ist.

Claims

Ansprüche:
1.
Vorrichtung zur Auswertung der Schutzklassenprüfung ballistischer Schutzwesten bzw. ballistischer Schutzhelme,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung zur dreidimensionalen Erfassung von Abdrücken in einer verformbaren Masse bestimmt ist.
2.
Vorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung eine mechanisch definierte und wiederholgenaue Anordnung von Meßsystem und Meßobjekt aufweist.
3.
Vorrichtung nach Anspruch 1 , oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung eine optisch definierte und wiederholgenaue Anordnung von Meßsystem und Meßobjekt aufweist.
4.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung einen oder mehrere Laserscanner, oder Linienlaser aufweist.
5.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
Die Vorrichtung eine oder mehrere Kameraeinheiten aufweist.
6.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung einen, oder mehrere Linearantriebe aufweist.
7.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung Algorithmen zur Erzeugung, oder Überlagerung, oder
durchmesserbezogenen Vermessung, oder tiefenbezogenen Vermessung, oder volumenbezogenen Vermessung dreidimensionaler Bilder von Abdrücken in einer verformbaren Masse aufweist.
8.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung Algorithmen zur Ausgabe, Speicherung und Weiterverarbeitung dreidimensionaler Bilder von Abdrücken in einer verformbaren Masse aufweist.
9.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung Algorithmen zum durchmesserbezogenen, oder tiefenbezogenen, oder volumenbezogenen Vergleich dreidimensionaler Bilder von Abdrücken in einer verformbaren Masse aufweist.
10.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung einen oder mehrere Behälter mit abnehmbarem Boden zur Aufnahme einer verformbaren Masse aufweist.
11.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung eine drehbare, oder kippbare, oder schwenkbare Halterung (auch per Motor bzw. rechnergesteuert) für Behälter zur Aufnahme einer verformbaren Masse aufweist.
12.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung eine drehbare, oder kippbare, oder schwenkbare Halterung (auch per Motor bzw. rechnergesteuert) zur Aufnahme von ballistischen Schutzhelmen aufweist.
13.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung Einsteilmöglichkeiten zur Erfüllung unterschiedlicher Testvorschriften enthält und dadurch universell verwendbar ist.
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