DE20102414U1

DE20102414U1 - Schulungsvorrichtung für die Schießausbildung und Steuereinheit dafür

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Publication date: 2001-07-05
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Description

Schulungsvorrichtung für die Schießausbildung und Steuereinheit dafür

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Schießausbildung, zum Beispiel für den Polizeidienst. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Schulungsvorrichtung zum Training der Reaktion des Schützen auf unterschiedliche Ausbildungssituationen.

Die hohen Anforderungen und Risiken im Polizei- und Sicherheitsdienst erfordern eine intensive Ausbildung der eingesetzten Beamten. Es ist bekannt, dem auszubildenden Schützen eine Reihe von Schulungssituationen in Form eines Films oder einer Diasequenz zu zeigen. Wenn der Schütze einen Schuß abgibt, wird der Film oder die Diasequenz automatisch angehalten, und die Einschußstelle kann auf dem dann angezeigten Standbild identifiziert und ausgewertet werden. Durch dieses Verfahren soll der Schütze darauf trainiert werden, kritische und unkritische Situationen voneinander zu unterscheiden. Der Schütze soll lernen, einerseits eine tatsächliche Bedrohungssituation schnell mit Waffengewalt zu beenden und andererseits nur dann einen Schuß abzugeben, wenn dies wirklich erforderlich ist.

Die Wichtigkeit einer derartigen Ausbildung und die guten Erfolge der beschriebenen Schulungsmethode sind allgemein anerkannt. Allerdings sind die bisher kommerziell erhältlichen Geräte sehr teuer. Dies liegt insbesondere daran, daß diese Geräte einen relativ hohen Anteil an eigens entwickelten Baugruppen aufweisen. Bei den geringen absetzbaren Stückzahlen wirken sich dann die Entwicklungskosten und die Kosten für die aufwendige Kleinserienfertigung stark auf den Preis aus. Es stellt ebenfalls einen erheblichen Kostenfaktor dar, wenn bei zugekauften Baugruppen (z.B. Filmprojektoren) speziell angepaßte oder semiprofessionelle Geräte benötigt werden.

Die Erfindung hat demgemäß die Aufgabe, die oben genannten Probleme zumindest zum Teil zu vermeiden und eine Schulungsvorrichtung für die Schießausbildung sowie eine Steuereinheit für eine solche Schulungsvorrichtung bereitzu-

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stellen, die bei ausreichendem Funktionsumfang möglichst kostengünstig angeboten werden können. Eine besondere Aufgabe bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung ist es, die Integration üblicher Geräte in die Schulungsvorrichtung zu ermöglichen, so daß gegebenenfalls bereits vorhandene Ausrüstung nicht neu zugekauft werden muß.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Schulungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Steuereinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen bevorzugte Weiterentwicklungen der Erfindung.

Die Erfindung beruht auf der Grundidee, ein elektronisches Video-Abspielgerät mit einem akustischen Knallsensor zu kombinieren. Wenn der Knallsensor ein Geräusch erkennt, das als Geräusch eines abgefeuerten Schusses interpretiert wird, gibt er ein elektronisches Schußerkennungssignal ab. Eine Signalübertragungsstrecke gibt dann ein Anhaltesignal an das Video-Abspielgerät aus, und das Video-Abspielgerät hält daraufhin das Abspielen des Videofilms an. Insbesondere kann dasjenige Bild des Videofilms, bei dessen Darstellung der Schuß abgegeben wurde, als Standbild angezeigt werden. Die Einschußstelle ist in der Projektionsfläche sichtbar, so daß anhand des Standbilds die Zielsicherheit des Schützen beurteilt werden kann. Ferner kann der Schütze mit seinem Ausbilder besprechen, ob er den Schuß zum richtigen Zeitpunkt abgegeben hat.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich relativ kostengünstig herstellen. Für den Knallsensor sind nur wenige elektronische Bauteile erforderlich. Ein geeignetes Video-Abspielgerät ist vielfach schon vorhanden oder kann kostengünstig beschafft werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Video-Abspielgerät ein handelsübliches und/oder unmodifiziertes Gerät ist, wie dies in bevorzugten Ausführungsformen vorgesehen ist. Beispielsweise kann ein für den privaten Endverbraucher vorgesehenes Gerät (sogenanntes "consumer product") eingesetzt werden. Die Verwendung eines nicht modifizierten Gerätes ist auch deshalb besonders vorteilhaft, weil ein Eingriff in das Gerät in der Regel das Erlöschen

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der Herstellergarantie zur Folge hätte und möglicherweise gegen Sicherheitsbestimmungen verstoßen könnte.

Während in manchen Ausgestaltungen der Erfindung ein analoges Video-Abspielgerät (z.B. ein VHS-Videobandspieler) eingesetzt wird, ist in bevorzugten Ausführungsformen das elektronische Video-Abspielgerät ein Abspielgerät für digital aufgezeichnete Videodaten. Dies kann beispielsweise ein digitaler Videobandspieler sein oder ein Abspielgerät für optische digitale Speichermedien, insbesondere DVDs (DVD = Digital Versatile Disk). Als Abspielgerät kann ein ausschließlich für diesen Zweck vorgesehenes Gerät oder ein üblicher Computer mit einem geeigneten Speichermedium (z.B. einem DVD-Laufwerk) Verwendung finden. Durch die Bezeichnung "Abspielgerät" soll natürlich nicht ausgeschlossen werden, daß das Gerät zusätzlich auch eine Aufnahmefunktion oder sonstige Funktionen aufweist.

Die Signalübertragungsstrecke ist vorzugsweise für eine drahtlose Signalübertragung eingerichtet. Im Zusammenhang mit der hier betrachteten Installation in einer Schießanlage führt dieses Merkmal zu einer bedeutenden Kostenersparnis, weil bei jeder Verlegung eines Kabels aufwendige Sicherheitsbestimmungen beachtet werden müßten.

Besonders bevorzugt ist eine zumindest streckenweise drahtlose Signalübertragung durch Infrarot-Signale vorgesehen. Diese Ausgestaltung ist insbesondere in Verbindung mit einem handelsüblichen Abspielgerät kostengünstig, weil dann ein in dem Abspielgerät sowieso schon vorhandener Infrarot-Fernbedienungsempfänger als Bestandteil der Signalübertragungsstrecke verwendet werden kann. Das Anhaltesignal braucht bei solchen Ausgestaltungen der Erfindung lediglich derart ausgestaltet zu sein, daß es von dem Fernbedienungsempfänger als Signal zum Aktivieren der Standbildfunktion des Video-Abspielgeräts erkannt wird.

Mit anderen Worten ist in den oben genannten bevorzugten Ausführungsformen ein Fernbedienungssender für das Video-Abspielgerät vorgesehen, der auf das Schußerkennungssignal anspricht. Der Fernbedienungssender kann beispiels-

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weise eine komplette, kommerziell erhältliche (oder sogar dem Abspielgerät beigepackte) Baugruppe sein, die derart an den Knallsensor angeschlossen ist, daß bei einem erkannten Schußgeräusch das Betätigen einer "Standbild"- oder "Pause"-Taste elektronisch simuliert wird. Als weiteres Beispiel kann der Fernbedienungssender unter Verwendung eines üblichen integrierten Bausteins aufgebaut werden, der nur noch eine geringe externe Beschaltung erfordert. Wahlweise kann der Fernbedienungssender fest für das verwendete Abspielgerät konfiguriert sein oder ein programmierbarer oder universell vorprogrammierter Fernbedienungssender sein, der sich mit geringem Aufwand (durch den Hersteller, den Kundendienst und/oder den Endanwender) auf eine Vielzahl von Signalprotokollen oder einzelnen Signalfolgen für unterschiedliche Abspielgeräte einstellen läßt.

Bei der erfindungsgemäßen Steuereinheit sind der Knallsensor und der Fernbedienungssender zusammengefaßt. Eine derartige Steuereinheit ist besonders kostengünstig. Die Steuereinheit ist vorzugsweise mit Merkmalen weitergebildet, die den bereits im Zusammenhang mit der gesamten Schulungsvorrichtung beschriebenen Merkmalen entsprechen. Insbesondere ist in bevorzugten Ausführungsformen vorgesehen, daß die Steuereinheit zur Ansteuerung eines handelsüblichen und vorzugsweise unmodifizierten Video-Abspielgeräts ausgelegt ist. Dazu kann beispielsweise das Anhaltesignal ein Fernbedienungs-Signal sein, durch das das Video-Abspielgerät in einen Standbildmodus geschaltet wird.

Weitere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der Erfindung gehen aus derfolgenden detaillierten Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele und Ausführungsalternativen hervor. Es wird auf die schematischen Zeichnungen verwiesen, in denen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild wesentlicher Baugruppen der Schulungsvorrichtung in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, und

Fig. 2 eine schematische Ansicht von oben in einen Schießübungsraum zeigt, in dem die Schulungsvorrichtung nach Fig. 1 installiert ist.

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Die in Fig. 1 gezeigte Schulungsvorrichtung weist eine Steuereinheit 10 auf, die über eine Signalübertragungsstrecke 12 mit einem Video-Abspielgerät 14 in Verbindung steht. Das Video-Abspielgerät 14 ist im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ein kommerziell erhältlicher DVD-Spieler mit den üblichen Funktionen wie beispielsweise einer Fernsteuerfunktion. Das Video-Abspielgerät 14 ist an einen Videoprojektor 16 angeschlossen, der ebenfalls als solcher gut bekannt und im Handel erhältlich ist. Ein besonderes Merkmal des hier beschriebenen Ausführungsbeispiels ist, daß im Hinblick auf das Video-Abspielgerät 14 und den Videoprojektor 16 keinerlei Modifikationen oder Spezialanfertigungen erforderlich sind. In Ausführungsaltemativen können beispielsweise ein digitaler Videobandspieler oder ein Computer mit eingebautem DVD-Laufwerk oder einer großen Festplatte mit Videodaten als Video-Abspielgerät 14 dienen.

Die Steuereinheit 10 beinhaltet einen Knallsensor 18, der seinerseits ein Mikrofon 20 und eine Auswerteeinheit 22 aufweist. Die von dem Mikrofon 20 aufgenommenen Geräusche in einem Schießübungsraum werden von der Auswerteeinheit 22 ausgewertet, um das Geräusch eines abgefeuerten Schusses zu erkennen. Zu diesem Zweck weist die Auswerteeinheit 22 eine Schwellwertbaugruppe auf, die das Mikrofonsignal mit einem einstellbaren Schwellwert (Geräuschpegel) vergleicht. Ein hinreichend lautes Geräusch überschreitet diesen Schwellwert und bewirkt die Ausgabe eines Schußerkennungssignals S1 an die Signalübertragungsstrecke 12.

In Ausführungsalternativen kann die Auswerteeinheit 22 anders ausgestaltet sein. So kann zum Beispiel zusätzlich ein Bandpaßfilter vorgesehen sein, das auf die typischen Frequenzen eines Schußgeräuschs abgestimmt ist. Das von dem Mikrofon 20 aufgenommene Signal durchläuft zunächst das Bandpaßfilter, bevor es der Schwellwertbaugruppe zugeführt wird. Ferner kann eine Komponente eingefügt werden, die den zeitlichen Verlauf und/oder die Dauer des potentiellen Schußgeräuschs analysiert und somit die Erfassungsgenauigkeit steigert. Insgesamt ist der Aufbau des Knallsensors 18 aber relativ unkritisch, weil erstens das Schußgeräusch sich schon durch seine Lautstärke deutlich von allen anderen

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Geräuschen im Schießübungsraum abhebt und weil zweitens auch eine gelegentliche Fehlfunktion oder Fehlerkennung des Knallsensors 18 keinen wirklichen Schaden verursachen würde.

In weiteren Ausführungsalternativen weist die Auswerteeinheit 22 eine Totzeit-Funktion auf. Das Schußerkennungssignal S1 wird dann nicht ausgegeben, wenn seit der letzten Schußerkennung eine einstellbare Totzeit noch nicht verstrichen ist. Die Dauer der Totzeit kann beispielsweise 5 Sekunden oder 15 Sekunden betragen. Durch diese Maßnahme wird vermieden, daß bei Abgabe von Dubletten oder mehreren Schüssen zwei oder mehrere aufeinanderfolgende Schußerkennungssignale S1 erzeugt werden, die bei manchen Video-Abspielgeräten 14 eine Fortsetzung des bereits angehaltenen Abspielbetriebs bewirken könnten.

Die Signalübertragungsstrecke 12 weist im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel einen Fernbedienungssender 24 und einen Fernbedienungsempfänger 26 auf, die miteinander drahtlos, nämlich über Infrarot-Signale, in Verbindung stehen. Der Fernbedienungsempfänger 26 ist integraler Bestandteil des Video-Abspielgeräts 14 und fest in dieses eingebaut. Das Video-Abspielgerät 14 kann im Hinblick auf alle wesentlichen Funktionen, und insbesondere im Hinblick auf eine Standbild-Funktion, über den Fernbedienungsempfänger 26 bedient werden.

Der Fernbedienungssender 24 ist im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel mit einem integrierten Schaltkreis ausgestattet, der eine Codebibliothek für eine Vielzahl unterschiedlicher Video-Abspielgeräte aufweist. Der zu dem tatsächlich verwendeten Video-Abspielgerät 14 passende Codesatz ist eingestellt. In Ausführungsalternativen ist der integrierte Schaltkreis so ausgestaltet, daß eine Vielzahl von Signalformen frei programmiert oder "trainiert" werden können. In weiteren Ausführungsformen wird ein Schaltkreis verwendet, der fest für das eingesetzte Video-Abspielgerät 14 ausgelegt ist.

Neben dem integrierten Schaltkreis sind im Fernbedienungssender 24 die erforderlichen Zusatzbauteile vorgesehen, insbesondere eine oder mehrere Infrarot-Leuchtdioden und entsprechende Ansteuerelemente. Ansprechend auf das

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Schußerkennungssignal S1 gibt der Fernbedienungssender 24 ein Anhaltesignal S2 an das Video-Abspielgerät aus. Das Anhaltesignal S2 ist ein derart kodiertes Infrarot-Signal, daß es vom Fernbedienungsempfänger 26 als Befehl zum Aktivieren des Standbild-Modus interpretiert wird. In Ausführungsalternativen kann das Anhaltesignal 26 auch eine geringfügig andere Funktion auslösen (z.B. zunächst Rückspulen um 0,1 Sekunden und dann Übergang in den Standbild-Modus).

Sowohl der Knallsensor 18 als auch der Fernbedienungssender 24 benötigen nur sehr wenig Strom, so daß es möglich ist, die gesamte Steuereinheit 10 als batteriebetriebene Baugruppe auszugestalten und in ein kompaktes Gehäuse einzubauen. Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird durch das Schußerkennungssignal S1 ein elektronischer Schalter (z.B. Transistor) betätigt, der so an den integrierten Schaltkreis des Fernbedienungssenders 24 angeschlossen ist, wie es ein mechanischer Standbild-Taster wäre. In Ausführungsvarianten ist der Fernbedienungssender 24 so eingestellt, daß er im Betrieb ständig das Anhaltesignal S2 aussendet. Der Fernbedienungssender 24 ist dann normalerweise von der Versorgungsspannung getrennt und wird nur bei Auftreten des Schußerkennungssignals S1 kurzzeitig an die Stromversorgung der Steuereinheit 10 angeschlossen. Diese Ausgestaltung ist besonders energiesparend.

In Fig. 2 ist der Einbau der gerade beschriebenen Komponenten in einen Schießübungsraum 30 dargestellt. Der Schießübungsraum 30 weist, wie allgemein üblich, einen Projektilfangbereich 32 auf, derein Rückprallen einer auftreffenden Kugel sicher verhindert. Ein auszubildender Schütze 34 feuert auf den Projektilfangbereich 32, genauer gesagt auf eine dem Schützen 34 zugewandte Projektionsfläche 36. Der Videoprojektor 16 ist in einem in die Decke des Schießübungsraumes 30 eingelassenen Gerätekanal 38 angeordnet und projiziert die für die Ausbildung vorgesehenen Videofilme auf die Projektionsfläche 36 (Projektionskegel 40). In dem Gerätekanal 38 ist ferner das Video-Abspielgerät 14 angeordnet und mit dem Videoprojektor 16 verbunden.

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Die Steuereinheit 10 ist als kompaktes, batteriebetriebenes Gerät an der Decke des Schießübungsraumes 30 in der Nähe der Projektionsfläche 36 angeordnet. Zwischen dem Fernbedienungssender 24 (Fig. 1) der Steuereinheit 10 und dem Fernbedienungsempfänger 26 (Fig. 1) des Video-Abspielgeräts 14 besteht eine Sichtverbindung, so daß das bei der Erkennung eines Schusses abgegebene Anhaltesignal S2 von dem Video-Abspielgerät 14 erkannt werden kann.

Zur Schießausbildung befindet sich in dem Video-Abspielgerät 14 eine DVD, auf der eine Vielzahl unterschiedlicher Ausbildungssituationen in Form von Videofilm-Szenen gespeichert sind. Zur Auswahl der einzelnen Szenen und zum Starten des Abspielvorgangs dient eine weitere Infrarot-Fernbedienung (in den Figuren nicht gezeigt), die von einem Ausbilder des Schützen 34 betätigt wird. Der Schütze 34 beobachtet die auf der Projektionsfläche 36 dargestellte Ausbildungsszene und gibt, sobald er dies für richtig hält, einen Schuß ab. Das durch den Schuß verursachte Geräusch wird vom Mikrofon 20 des Knallsensors 18 aufgenommen und bewirkt, daß der Knallsensor 18 das Schußerkennungssignal S1 ausgibt. Der Fernbedienungssender 24 erzeugt daraufhin das Anhaltesignal S2, welches von dem Fernbedienungsempfänger 26 aufgenommen wird und das Video-Abspielgerät 14 in den Standbild-Modus versetzt.

Auf der Projektionsfläche 36 wird nun dasjenige Bild, bei dem der Schütze 34 den Schuß abgefeuert hat, als Standbild angezeigt. Da die Einschlagstelle des abgefeuerten Projektils in der Projektionsfläche 36 sichtbar ist, kann die Treffsicherheit des Schützen 34 kontrolliert werden. Ferner kann festgestellt werden, ob die Schußabgabe in der dargestellten Schulungssituation tatsächlich erforderlich war. Der Ausbilder setzt dann mittels seiner eigenen Infrarot-Fernbedienung die Projektion fort und/oder wählt eine neue Schulungsszene.

In weiteren Ausführungsalternativen der Erfindung sind die Steuereinheit 10, das Video-Abspielgerät 14 und der Videoprojektor 16 in ein mobiles Gerät (z.B. in ein auf Rollen bewegbares Gestell) eingebaut. Dieses Gerät kann dann bei Bedarf in den Schießübungsraum 30 ("Schießkino") gestellt werden. Die Signalübertragungsstrecke 12 ist trotz der geringen räumlichen Entfernung auch in dieser

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Ausgestaltung vorzugsweise eine Infrarot-Verbindung, weil dann keine Eingriffe am Video-Abspielgerät 14 erforderlich sind. Es kann jedoch auch eine leitungsgebundene Signalübertragungsstrecke 12 vorgesehen sein.

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Claims

1. Schulungsvorrichtung für die Schießausbildung, mit:

- einem elektronischen Video-Abspielgerät (14) zum Abspielen eines Videofilms, der eine Ausbildungssituation wiedergibt,

- einem akustischen Knallsensor (18), der dazu eingerichtet ist, auf das Geräusch eines abgefeuerten Schusses anzusprechen und daraufhin ein elektrisches Schußerkennungssignal (S1) abzugeben, und

- einer Signalübertragungsstrecke (12) von dem Knallsensor (18) zu dem Video-Abspielgerät (14), die dazu eingerichtet ist, ansprechend auf das Schußerkennungssignal (S1) des Knallsensors (18) ein Anhaltesignal (S2) an das Video-Abspielgerät (14) auszugeben, wobei

- das Video-Abspielgerät (14) dazu eingerichtet ist, ansprechend auf das Anhaltesignal (S2) der Signalübertragungsstrecke (12) das Abspielen des Videofilms anzuhalten.

2. Schulungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Video-Abspielgerät (14) ein Abspielgerät für digital aufgezeichnete Videodaten, insbesondere ein DVD-Spieler, ist.

3. Schulungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Video-Abspielgerät (14) ein handelsübliches und vorzugsweise unmodifiziertes Gerät ist.

4. Schulungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalübertragungsstrecke (12) für eine drahtlose Signalübertragung, insbesondere durch Infrarot-Signale, eingerichtet ist.

5. Schulungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalübertragungsstrecke (12) einen Fernbedienungssender (24) für das Video-Abspielgerät (14) aufweist.

6. Schulungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalübertragungsstrecke (12) einen Fernbedienungsempfänger (26) aufweist, der Bestandteil des Video-Abspielgeräts (14) ist und der auf das Anhaltesignal (S2) anspricht.

7. Schulungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulungsvorrichtung ferner einen mit dem . Video-Abspielgerät (14) verbundenen Videoprojektor (16) aufweist.

8. Steuereinheit (10) zur Verwendung mit einer Schulungsvorrichtung für die Schießausbildung, wobei die Schulungsvorrichtung ein elektronisches Video-Abspielgerät (14) zum Abspielen eines Videofilms aufweist, und wobei die Steuereinheit (10) aufweist:

- einen akustischen Knallsensor (18), der dazu eingerichtet ist, auf das Geräusch eines abgefeuerten Schusses anzusprechen und daraufhin ein elektrisches Schußerkennungssignal (S1) abzugeben, und

- einen Fernbedienungssender (24) für das Video-Abspielgerät (14), der dazu eingerichtet ist, ansprechend auf das Schußerkennungssignal (S1) des Knallsensors (18) ein Anhaltesignal (S2) an das Video-Abspielgerät (14) auszugeben.

9. Steuereinheit (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Anhaltesignal (S2) ein Infrarot-Signal ist.

10. Steuereinheit (10) nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Anhaltesignal (S2) zur Ansteuerung eines handelsüblichen und vorzugsweise unmodifizierten Video-Abspielgeräts (14) ausgelegt ist.