DE3132172A1 - Einrichtung zur bestimmung der lage des durchstosspunktes eines gegenstandes durch einen in einer messebene liegenden messbereich - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Bestimmung der Lage des Durchstoßpunktes eines Gegenstanas durch einen in einer meßebene liegenden Meßbereich Die Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.
• Eine derartige Einrichtung ist aus der DE-PS 24 02 204 bekannt.
• Der-Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, nicht selbstleuchtende Gegenstände beim Durchstoßen durch die Meßebene erfassen zii können.
• Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
• Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, daß die Einrichtung z.B. auch in Räumen, z.B. Schießtunnels, eingesetzt werden kann.
• Die Beleuchtungseinrichtung kann jenseits der Meßebene angebracht sein. Es wird jedoch bevorzugt, die Beleuchtungseinrichtung direkt bei der Kamera vorzusehen und jenseits der Meßebene Reflektoren aufzustellen. Vorzugsweise wird die Releuchtungseinrichtung mit dem Abbildungssystem (Kamera) in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht Dabei ist es denkbar, eine Beleuchtungslampe und einen teildurchlässigen Spiegel, der im direkten (unumgelenkten) Strahlengang des Abbildungssystems angeordnet ist, zu verwenden und über diesem Spiegel die Beleuchtung der Meßebene vorzunehmen. Dabei soll die Anordnung so vorgenommen werden, daß die optische Achse der Beleuchtungseinrichtung mit der des Abbildungssystems übereinstimmt und die Wendel der Beleuchtungslampe auf den Reflektor abgebildet ist Vorzugsweise wird jedoch die Meßebene von der Beleuchtungseinrichtung direkt, doho ohne Verwendung eines teildurchlässigen Spiegels bestrahlt, wobei jedoch darauf zu achten ist, daß die Beleuchtungseinrichtung so nahe bei dem Abbildungssystem angeordnet ist, daß die optischen Achsen dei seiden einen, sehr kleinen Winkel einschließen Auch hier wird die Wendel auf dem Reflektor abgebildet Als Reflektor wird vorzugsweise eine Folie verwendet, in die eine Vielzahl von sehr kleinen Glaskügelchen nebeneinander liegend eingelassen oder aufgebracht sind Diese Kügelchen bewirken eine Reflexion in die Richtung, aus der das Licht einfällt mit nur geringem seitlichen Versatz. Zwischen auch dicht nebeneinander liegenden Kügelchen ergeben sich kleine nicht reflektierende Flächen Man kann die Wirkung des Reflektors deshalb erhöhan, wenn man den Reflektor schräg mit einem (maximalen) Winkel von ca, 450 zum Lichteinfall aufstellt.
• Die Optiken des Beleuchtungssystems und der Kamera bewirken, daß die Detektoren im Mittenbereich der Zeile stärkerem Lichteinfall ausgesetzt sind als die an den Rändern. Man erhält bei der Abtastung der Detektorzeile somit im Mittenbereich eine Signalüberhöhung gegenüber den äußeren Detektoren. Läßt man den Reflektor im Mittenbereich senkrecht zum Lichteinfall stehen und verwindet ihn gegen die Enden (max. 450), so erhält man eine gewisse Angleichung der »>getasteten Signale.
• Eine Angleichung ist auch dadurch möglich, daß man in der Beleuchtungsoptik das Licht etwas dämpft, das den Mittenbereich bestrahlt.-Bei Verwendung der Einrichtung in einem Schießtunnel oder dgl. wird vorzugsweise das eine Abbildungssystem samt Beleuchtungseinrichtung an der Decke oder am Fußboden befestigt bzw. aufgestellt und entsprechend der Reflektor am Boden bzw. an der Decke angebracht. Das zweite System wird mit der optischen Achse senkrecht dazu aufgestellt, vorzugsweise an der einen Wand befestigt, wobei der zugehörige Reflektor an der gegenüberliegenden Wand angeordnet wird.
• Sinnvollerweise werden die Systeme zu ihrem Schutz in Nischen untergebracht.
• Um den Meßbereich innerhalb der Meßebene verschieben zu können, sind die Abbildungssysteme samt ihren Beleuchtungseinrichtungen vorzugsweise verstellbar.
• Eine Verbesserung der Lichtausbeute wird dadurch erreicht, daß man in der Optik des Beleuchtungssystems einen Anamorphoten verwendet, der das ausgesandte Strahlenbündel auf den Reflektor konzentriert.
• Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigt Fig. 1 - von einem Schützen aus gesehen einen Blick in einen Schießtunnel, der mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung ausgestattet ist.
• Die Wände eines Schießtunnels sind mit 1, der Boden mit 3 und die Decke mit 2 bezeichnet. An der Decke 2 ist eine Kamera 4 befestigt, in der auch die Beleuchtungseinrichtung (Lampe und teildurchlässiger Spiegel) untergebracht sind. Das mit der optischen Achse 4a aus dem Kameragehäuse austretende Licht wird auf den am Boden 3 befestigten Reflektor 5 geworfen. Dieser reflektiert einen Teil des Lichts zur Kamera zurück (Bündel 6)e Eine Abschattung in dem Meßbereich 7 der Meßebene 8 wird von einer oder einigen Fotodetektoren der Detektorzeile (Diodenarray) in der Kamera 4 festgestellt Indem man bestimmt, durch welche der Dioden die Abschattung festgestellt wurden kann der Winkel ß zwischen der optischen Achse 4a und der Linie von der Kamera zum Durchstoßpunkt P bestimmt werden. In der Zeichnung ist unterstellt, daß P am Rand des Meßbereichs liegt, also J im gezeichneten Fall der größtmögliche Winkel ist. Wie gezeigt, ist die Kamera 4 entlang der Halterung 9, also in der Meßebene und parallel zur Decke verschiebbar befestigt.
• In einer Nische 10 der rechten Wand 1 ist mit ihrer optischen Achse 11a senkrecht zur optischen Achse 4a der anderen Kamera 4 eine zweite Kamera 11 befestigt. Die optischen Achsen 4a und 11a schneiden sich im Zielpunkt , von dem die Ablage xp und z p des Durchschußpunktes P zu ermitteln ist. Es ist hier angenommen, daß P auch hinsichtlich der Kamera 11 am äußersten Rand des Meßbereiches liegt. Beim Durchfliegen des Meßbereichs 7 durch ein Geschoß wird durch die Abschattung des von einem an der Wand 1 befestigten Reflektors reflektierten Lichts mittels der entsprechenden Dioden in der Kamera 11 der Winkel -0t ermittelte Aus den Beziehungen (ZM # tg ß) - (XM tgα # tg ß) Xp 1 + tgα # tgß und Zp = - tg α (XM + Xp) wobei XM und ZM die Abstände des Zielpunktes M von den Kameras bedeuten, lassen sich die Ablagen Xp und Zp des Durchschusses vom Zielpunkt errechnen.
• Auch die Kamera 11 sei wie angedeutet- in der Meßebene und parallel zur Wand 1 verstellbar. Damit läßt sich der Zielpunkt z.B. nach M verschieben.
• Leerseite

Claims (8)

2. Patentansprüche lo Einrichtung zur Bestimmung der Lage des Durchstoßpunktes eines Gegenstands durch einen in einer Eeßebene liegenden Meßbereich9 der von zwei in bekawntem Abstand zueinander aufgestellten und in vorgegebenem Winkel zueinander geneigten optischen Abbildungssystemen überwacht wirts wobei jedem Abbldungssystem eine Fotodetektorzeile zugeordnet ist, deren Fotodetektoren nacheinander abgetastet werden, wobei die analogen Ausgangssignale der Fotodetektoren ein Maß der Intensität des einfallenden Lichts darstellen und wobei diese Ausgangssignale einer kuswerteschaltung zugeführt wird, C.ie aus den Anderunger der Ausgangssignale einer oder einiger Fotodetektoren die Win kellage des Durchstoßpunktes im Meßbereich ermittelt und aus diesen und den bekannten und gespeicherten Aufstellungsdaten der Abbildungssysteme die Lage des Durchstoßpunktes im Meßbereich ermittelt, dadurch gekennzeichnet, daß den Abbildungssystemen den XeBbereich ausleuchtende Beleuchtungsvorrichtungen zuge ordnet sind, daß von den Abbildungssystemen gesehen jenseits des Meßbereichs Reflektoren angebracht sind, und daß die Auswerteschaltung derart ausgelegt ist, daß sie die durch den durch den Meßbereich durchfliessenden Gegenstand hervorgerufene Verringerungen des Ausgangssignals einer oder einigen Fotodetektoren auswertet 2D Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Beleuchtungseinrichtungen unmittelbar bei den Abbildungssystemen angeordnet sind und daß von den Abbildungs systemen gesehen jenseits des Meßbereichs Reflektoren angebracht sind.
3. 3O Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Abbildungssystem und die zugehörige Beleuchtungseinrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind und der Bbstand deren optischer Mittelpunkte derart klein gewählt ist, daß die auf den gleichen Reflektorpunkt ausgerichteten optischen Achsen einen sehr kleinen Winkel einschließen.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinrichbung aus einer Beleuchtungslampe und teinem teildurchlässigen Spiegel besteht, der im Strahlengang des Abbildungssystems angeordnet ist und daß der Spiegel und die Lampe derart zueinander angeordnet sind, daß das Licht der Lampe in Richtung des Reflektors geworden wird, wobei die optischen Achsen der Beleuchtungseinrichtung und des zugehörigen Abbildungssystems übereinet-immen.
5. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gek kennzeichnet, daß die Optik des Beleuchtungssystems einen Anamorphoten enthält zur Konzentration des ausgesandten Lichtbündels auf den Reflektor.
6. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei ihrer ufstellung in einem Raum, z.B. einem Schießtunnel ein Abbildungssystem samt Beleuchtungseinrichtung an der Decke oder am Boden des Raumes befestigt ist und das andere mit der optischen Achse senkrecht dazu aufgestellt vorzugsweise an einer Wand befestigt ist und die Reflektoren am bogen oder der Decke und an der gegenüberliegenden Wand angeordnet sind.
7. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbilaungssysteme einschließlich Beleuchtungseiarichtungen um vorgegebene Wege zur Verschiebung des Meßbereichs in der Meßebene verstellbar sind.
8. 8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 - 7, dadurch ge- kennzeichnet, daß der Reflektor eine Folie mit einer Vielzahl von auf ihr angeorineten nebeneinanderliegenden sehr kleinen Glaskügelchen ist0 9 Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor wenigstens teilweise mit seiner Fläche schräg zur Lichteinfallsrichtung angeordnet ist0 100 Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kompensation der durch die Optiken bewirkten Intensitätsminderungen des auf die Detektorzeilen fallenden Lichts an den Rändern der Reflektor an den Enden im Sinne einer Schrägstellung verwunden ist0