DE3504579A1

DE3504579A1 - Optoelektronisches schiessuebungsverfahren

Info

Publication number: DE3504579A1
Application number: DE19853504579
Authority: DE
Inventors: Raimo Ahola; Harri Oulu Kopola; Juha Oula Kostamovaara; Risto MYLLYLÄ
Original assignee: NOPTEL KY
Current assignee: NOPTEL KY
Priority date: 1984-02-24
Filing date: 1985-02-11
Publication date: 1985-09-12
Also published as: NO850503L; FR2560370B1; JPS60251397A; US4640514A; DE3504579C2; FR2560370A1

Description

Optoelektronisches Schiessübungsverfahren

Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren für Schiessübungen mit Handwaffen wie z.B. Pistolen und Gewehren, das sich auf ein optoeletronisches, an üblichen Waffen zu befestigendes Sende-Empfang-Gerät sowie auf ein Ziel gründet, das sich durch ihre abweichenden Reflexions- und/oder Streuungseigenschaften der optischen Strahlung von der Umgebung unterscheidet.

Bei Schiessübungen, besonders im Falle des Sportschiessens, kommt der sog. Trockenübung eine sehr grosse Bedeutung zu. Die Bedeutung von Trockenübungen, d.h. Übungen mit der Waffe ohne eigentliches Schiessen, werden noch dadurch betont, dass man sie z.B. in gewöhnlichen Wohnräumen in Sicherheit durchführen kann. Das Problem liegt heutzutage vor allem darin, wie man Schützen dazu motivieren kann, Ziel- und Abschussübungen ohne Patronen ausreichend und sorgfältig durchzurühren. Ein anderes Problem ist, dass zur unmittelbaren Kontrollierung des Ergebnisses der Trockenübung mit Ausnahme des im finnischen Patentantrag 831183 dargestellten Verfahrens keine effektiven Verfahren bekannt sind.

Aber das im obenerwähnten Patentantrag dargestellte Verfahren ist in erster Linie zu einem vielseitigen Analysierungsverfahren des Schiessens beim Training von Schützen bestimmt, wobei eine wichtige Anwendungsform der ihm entsprechenden Vorrichtung der Einsatz in der wirklichen Schiesssituation ist. Die vielleicht wichtigste und wertvollste Messangabe des im finnischen Patentantrag Nr. 831183 dargestellten Verfahrens ist das ständige Verfolgen des Zielpunktes während des Zielens und des Abschiessens. Die Verwirklichung der erwähnten Idee in der Praxis rührt zur Entstehung einer verhältnismässig teuren Vorrichtung, deren Anschaffung in persönlichen Besitz und Gebrauch im allgemeinen nicht möglich ist.

BAD ORiGiNAL

Vorher bekannte Lösungen betreffend die Anwendung von Licht bei Schiessübungen sind u.a. im obenerwähnten finnischen Patentantrag sowie im norwegischen Patentantrag Nr. 770997 (Utlegningsskrift nr. 144118) erwähnt. Als Zusammenfassung der grössten Mangel der bekannten Lösungen kann man folgende erwähnen: Das Verfahren oder die Vorrichtung eignet sich bei üblichen Waffen nicht ohne Sondermassnahmen zur Anwendung oder gar nicht (z.B.

einzelne Laser-Waffen); das Verfahren ist so vielseitig und komplex, dass seine Verwirklichung in der Praxis die Vorrichtung für den persönlichen Besitz und Gebrauch des Schützen zu teuer macht.

In der vorliegenden Erfindung wird ein einfaches Sende-Empfang-Gerät an der Waffe befestigt, mit der man üben will. Dadurch kann jeder Schütze z.B. mit der Waffe üben, die er beim Wettkampf benutzt.

Da sich das der Erfindung entsprechende Verfahren auf die Feststellung dessen beschränkt, ob der mit einem optischen Strahl abgegebene Schuss einen abgegrenzten Bereich, dessen Grosse und Form wunschgemäss zu bestimmen sind, traf oder nicht, genügt eine einfache Scheibe.

Die Abgrenzung der optischen Scheibe erfolgt dadurch, dass sich die Scheibe oder die Scheibe und ihre Umgebung aus Flächen bestehen, die das Licht optisch unterschiedlich reflektieren und/oder streuen.

Im einfachsten Fall ist die optische Scheibe z.B. eine runde Reflektor-Selbstklebefolie auf einer üblichen Hintergrund fläche (z.B. Wand) und der zu sendende optische Strahl ein von der Divergenz und dem Durchmesser her schmaler Lichtimpuls, wobei in der Praxis nur die Grosse der Selbstklebefolie die TreffSchwierigkeit (d.h. den Wert des Treff-Raumwinkels) bestimmt.

Als eigentliche Zielscheibe kann eine separate Scheibe gebraucht werden - was für die Übung offensichtlich auch das Effektivste ist. Somit kann man eine solche Zielscheibe wählen, die der

wirklichen Situation möglichst gut entspricht, und die TreffSchwierigkeit kann durch Veränderungen der Grosse der optischen Scheibe geregelt werden. Somit kann man Trockenübungen mit abwechselnden Schiessentfernungen leicht durchführen und weiss trotzdem, welchem Ergebnis die benutzte Grosse der optischen Scheibe in einer wirklichen Situation entsprechen würde.

Eine von Schützen angewandte Übungsform ist das Registrieren der Schüsse, die ausserhalb eines Zirkels von bestimmter Grosse gelangen. Dabei wird von der Scheibe der den Treffwerten neun und zehn entsprechende Bereich entfernt, wobei nur die Ergebnisse registriert werden, die schlechter als diese sind. Die entsprechende Trockenübung lässt sich mit der der vorliegenden Erfindung entsprechenden Vorrichtung leicht simulieren.

Die hier dargestellte Erfindung eignet sich besonders gut für Schiessübungen der Schützen, deren Gattung Biathlon ist, da auch beim wirklichen Schiessen nur die Treffer berücksichtigt werden. Ausserdem erstreckt sich die Reichweite ("Schiessentfernung") der der Erfindung entsprechenden Vorrichtung, mit der gegenwärtigen Technik verwirklicht, bis Hunderten von Metern, sodass auch die Schiessentfernung der Wirklichkeit entsprechend gewählt werden kann.

Das Anzeigen vor. Treffern oder Fehlschüssen erfolgt am einfachsten durch ein Ton- oder Lichtsignal. In dem Fall, dass man Treffer/Schüsse aus einer längeren Zeitspanne registrieren und einspeichern will, können an der Vorrichtung separate Rechner und Anzeigegeräte angeschlossen werden. Die Feststellung des Abschussmoments kann mittels eines in Verbindung mit dem Abzug der Waffe befestigten Sensors oder auf Grund des Energieimpulses (wobei der Geber mit dem Sende-Empfang-Gerät in demselben Gehäuse sein kann), den das Abschiessen der gespannten Waffe verursacht, erfolgen.

BAD ORIGINAL

Zur Erzielung der obenangefUhrten Eigenschaften ist die Erfindung in der Hauptsache durch die im Patentanspruch 1 ausgeführten Umstände gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Beispiels genauer erläutert, indem auf die beigefügten Zeichungen hingewisen wird,

Fig. 1 eine das Verfahren anwendende ÜbungsausrUstung,

Fig. 2 ein Blockdiagramm der Vorrichtung,

Fig. 3 ein Blockdiagramm der Elektronik des Senders und

Fig. 4 ein Blockdiagramm der Elektronik des Empfängers darstellt.

In der Figur 1 ist an einer gewöhnlichen Pistole 1 mittels eines Magnets und einer Führungsspindel 2 ein Sende-Empfang-Gerät 3 befestigt. Zum Sende-Empfang-Gerät gehörende Teile sind in den Figuren 2-4 näher dargestellt.

Ausser den an der Waffe 1 zu befestigenden Teilen 2 und 3 gehören zu der Ausrüstung eine Zielscheibe 5 und eine optische Reflektorscheibe 6 für den optischen Strahl. Wenn die gespannte ungeladene Waffe abgeschossen wird, sendet der im Teil 3 befindliche Lasersender eine schmale "optische Kugel" gegen die Scheibe 6.

Das Sende-Empfang-Gerät 3, die Scheiben 5 und 6 sowie das Visier 4 werden so eingestellt, dass beim Zielen auf die Zielscheibe 5 der vom Laser gesendete schmale Lichtstrahl die Scheibe 6 trifft.

Die Scheibe 6 ist z.B. aus billiger Reflektorfolie hergestellt, deren Reflexionseffekt verglichen mit gewöhnlichen Hintergrundflächen (Holz, Papier, Beton usw.) 100-lOOOfach ist. Somit kan man mit dem im Teil 3 befindlichen Empfänger leicht feststellen, wann der Strahl den Reflektor 6 trifft. Natürlich bestimmt die Grosse des Reflektors, wie schwer es ist, mit der Vorrichtung Treffer zu erzielen.

Die Figur 2 stellt dar, wie der Sender 7 und der Empfänger 8 im Teil 3 positioniert sind. Sowohl im Sender als auch im Empfänger ist eine einfache Optik 9, deren Aufgabe die Kollimation des Lichtes des Lasers und die Foskussierung des reflektierten Lichtes auf den Empfänger ist. Ausserdem gibt es im Teil 3 eine Kraftquelle 10 (Akkumulator oder Batterie) für die Leistungszufuhr.

Die Figur 3 stellt ein Blockdiagramm der Elektronik des Senders dar. Der durch das Abschiessen der ungeladenen gespannten Waffe in der Waffe entstandene Körperschall wird mit Hilfe eines Pietzogebers 11 erfasst. Das von dem Geber gegebene Signal 11 wird mit dem Verstärker 12 verstärkt, der in dem monostabilen Multivibrator 13 einen Impuls von passender Länge für den Impulsverstärker 14 auslöst. Der Verstärker 14 steuert seinerseits die Laserdiode 15 an, wobei aus dem Sender ein entsprechender Lichtimpuls abgeschossen werden kann.

Die Figur 4 stellt wiederum ein Blockdiagramm der Elektronik des Empfängers dar. Trifft der vom Laser 15 gesendete schmale Lichtimpuls die Reflektorscheibe 6, so wird das reflektierte Licht mit der Lichtdiode 16 erfasst. Das aus der Lichtdiode zu erhaltende Signal wird mit dem Verstärker 17 verstärkt und mit dem Filter 18 filtriert. Der aus dem Filter 18 zu erhaltende Impuls löst den monostabilen Multivibrator 19 aus, falls der Impuls stark genug ist. Der Oszillator 20 oszilliert während des Impulses des monostabilen Multivibrators 19 und steuert dabei den Piezosummer 21 an. Dadurch gewinnt man aus dem Summer 21 ein Tonsignal für jeden Schuss, der ins Ziel gelangt ist. Der Summer kann mit einer Signallampe, z.B. LED, leicht ersetzt werden.

Die Grosse und Form der Zielscheibe 5 (Figur l) werden so gewählt, dass beim Zielen die Scheibe aus der Übungsentfernung so aussieht wie in der wirklichen Schiesssituation. Falls der Schütze die

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Stellung des Visiers 4 seiner Waffe für die Zeit der TrockenUbung nicht verändern will, kann das erforderliche Richten mit der verstellbaren "Befestigung des Sende-Empfang-Gerätes 3 und/oder durch das Verändern der gegenseitigen Lage der Scheiben 5 und 6 durchgeführt werden.

Zur Eliminierung der Wirkung von Störungen kann es günstig sein, die Anzeige des der Figur 4 entsprechenden Empfängers nur für eine kurze Zeit während de? gesendeten Lichtimpulses aktiv einzuschalten. Die Synchronisierung kann leicht durchgeführt werden z.B. so, dass die Sendeangabe aus dem monostabilen Multivibrator 13 der Figur 3 am Kontrolleingang des monostabilen Multivibrators 19 der Figur 4 angekoppelt wird.

Wenn der Schlagbolzen der Waffe auf den Z^vnder der Patrone schlägt, dauert es einige Zeit, bevor die abgeschossene Kugel den Mund des Rohres der Waffe verlässt. Erst danach hat die Bewegung der Waffe keinen Einfluss auf die Trajektorie der Kugel. Die betreffende Zeit kann im Sender (Figur 3) der Übungsvorrichtung berücksichtigt werden, indem die Auslösung des Lasers 15 z.B. mit einem monostabilen Multivibrator elektronisch verzögert wird. Aber der grösste Anteil der sog. Rohrzeit fällt in der Praxis auf die Bewegung des Abzugsund Schlagbolzenmechanismus (typischerweise 2-5 ms), die automatisch berücksichtigt wird, wenn der in der Figur 3 dargestellte Piezogeber 11 zur Erfassung des Schusses benutzt wird. Die Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegung des Körperschalls (ca. 5.000 m/s) ist so hoch, dass sie in der Praxis keine Bedeutung hat.

Einem Fachmann der Branche ist es klar, dass sich die verschiedenen Anwendungsformen der Erfindung nicht auf das obenangeführte Beispiel beschränken sondern im Rahmen der nachstehend dargestellten Patentansprüche variieren können.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren Tür Schiesslibungen mit Handwaffen wie z.B. Pistolen und Gewehren, dadurch gekennzei ch ne t, dass mit einem an üblichen Waffen (1) zu befestigenden Sende-Empfang-Gerät (3) ein optischer Strahl gegen eine als Ziel dienende Fläche (6), die sich durch ihre Reflexions- und/oder Streuungseigenschaften der optischen Strahlung von ihrer Umgebung unterscheidet, gesendet wird, wobei das Treffen oder Nicht-Treffen des Strahles mit dem Empfänger auf Grund des RUckstrahles festgestellt wird.

2. Verfahren nach dem Patentanspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, dass der aus dem Sender zu erhaltende optische Strahl von der Divergenz und dem Durchmesser her möglichst schmal ist und dass die optische Scheibe (6) eine in ihrer Grosse wunschgemäss zu bestimmende Fläche ist, die besser als ihre Umgebung Strahlung reflektiert und/oder streut, wobei die Treffschwierigkeit, d.h. die Grosse des Treff-Raumwinkels, verändert werden kann, indem die Grosse der Reflektor/Streuungsfläche verändert wird.

3. Verfahren nach dem Patentanspruch 1, dadurch

gekennzeichne t, dass der aus dem Sender zu erhaltende optische Strahl von der Divergenz und dem Durchmesser her möglichst schmal ist und dass die optische Scheibe (6) eine in ihrer Grosse nach Wunsch zu bestimmende Fläche ist, die schlechter als ihre nächste Umgebung Strahlung reflektiert und/oder streut, wobei der Empfänger Treffer innerhalb der Zone feststellt, die den gewünschten, Strahlung schlechter reflektierenden/streuenden Bereich umgibt.

4. Verfahren nach dem Patentanspruch 1, 2 oder 3, dadurch
gekennz e i c h η e t, dass das Sende-Empfang-Gerät (3) am Ende des Rohres der Waffe entweder mit Hilfe eines Magnets und einer zumindest teilweise in das Rohr hinein reichenden Zentrierungsund Haltespindel (2) oder nur mit Hilfe einer Zentrierungs- und Haltespindel, zu de*r auch eine Arretiervorrichtung gehört, befestigt wird.

5. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1-4, dadurch
gekennz e i ch ne t, dass ein im Sende-Empfang-Gerät (3) befindlicher Geber den durch das Abschiessen einer gespannten Waffe verursachten Energieimpuls, Körperschall ο.dgl. erfasst, worauf gestützt der Moment bestimmt wird, in dem das Sende-Empfang-Gerät (3) den Schuss lokalisiert.

6. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1-5, dadurch
gekennzeich η e t, dass der Schütze durch ein Ton- oder Lichtsignal erfährt, ob der optische Strahl ins Ziel gelangt ist oder nicht.

7. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1-6, dadurch
gekennzei chnet, dass am Sende-Empfang-Gerät (3) geeignete, entweder separate oder in das Gerät integrierte Rechner und Anzeigegeräte angeschlossen sind, mit deren Hilfe die Anzahl der abgegebenen Schüsse und die Anzahl der Treffer oder Fehlschüsse gerechnet und angezeigt werden kann.

8. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1-3 oder 5-7, dadurch
gekennz e i ch ne t, dass das Sende-Empfang-Gerät (3) an der Waffe (1) mit Hilfe einer in der Seiten- und Höhenrichtung verstellbaren Befestigungsvorrichtung befestigt wird.

9. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1-8, dadurch
gekennzeich η e t, dass das Sende-Empfang-Gerät (3) nach dem Moment des Abdrückens der Waffe (1) einen einzelnen kurzen Lichtimpuls sendet, und zwar dermassen verzögert, dass der Ausgangsund Feststellungsmoment des Lichtimpulses dem Moment annähernd entspricht, in dem eine angenommene Kugel das Rohr der betreffenden Waffe verlassen würde.