DE20117872U1

DE20117872U1 - Schießanlage

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Publication number: DE20117872U1
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Authority: DE
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Priority date: 2001-11-06
Filing date: 2001-11-06
Publication date: 2002-12-19
Anticipated expiration: 2011-11-07

Description

BESCHREIBUNG Schießanlage

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schiessanlage entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Schießanlagen sind in mannigfacher Form bekannt. Sie werden insbesondere bei Sicherheitsorganen wie Polizei, Bundesgrenzschutz und Militär zur Schießausbildung, jedoch auch im Rahmen des Schießsports benutzt. Sie bestehen in der Regel aus mehreren Schießbahnen, denen bisweilen ein gemeinsames Zielbild zugeordnet ist, welches ein feststehendes Einzelbild, jedoch auch eine, zur Simulation von Situationen bestimmte bewegte Bildfolge sein kann.

Die Schießanlage soll eine Auswertung der Schießleistung der einzelnen Schützen ermöglichen, welches neben einer raschen Lokalisierung von Trefferlagen auch die Identifizierung des jeweiligen Schützen erfasst, wobei unterschiedliche Waffen einschließlich automatischer, durch eine hohe Schussfolgegeschwindigkeit gekennzeichnete Waffen zum Einsatz kommen, welche an die Geschwindigkeit der Treffererkennung besonders hohe Anforderungen stellen, dies insbesondere dann, wenn mehrere Schützen ein gemeinsames Zielbild benutzen.

Ein videogestütztes Zielbild kann in diesem Zusammenhang aufgrund der Möglichkeiten des einfachen Bildwechsels, der magnetischen Fixierung der Bilddaten auf einem Datenträger, der digitalen Bildbearbeitung mit Hinblick auf Änderungen des Zielbildes usw. von Vorteil sein. Allgemein sind Videogroßbilder bekannt, die aus einer Vielzahl von Monitoren zusammengesetzt sind, die jeweils Teilbilder darstellen, die sich aufgrund ihrer definierten Anordnung in einer Ebene zu einem vollständigen Bild bzw. Großbild komplettieren. Das vorhandene, auf einem Datenträger gespeicherte Videosignal wird zu diesem Zweck

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mittels eines Splitbildrechners in Teilbilder zerlegt, die den einzelnen Monitoren übertragen werden.

Das Auflösungsvermögen eines solchen Großbildes wird jedoch durch dasjenige der Aufnahmetechnik bestimmt, insbesondere der eingesetzten Videokamera, die in der bekannten S-VHS-Qualität etwa 768 &khgr; 576 Pixel beträgt, die durch die oben dargestellte Wiedergabetechnik jedoch nicht verändert wird. Wird auf diesem Wege beispielsweise ein Großbild aus 12 quadratischen Teilbildern zusammengesetzt, ergibt sich bei einem Teilbild dementsprechend eine Auflösung von lediglich noch 192 &khgr; 192 Pixel. Die Qualität der Darstellung insbesondere bei Nahbetrachtungen fällt dementsprechend gering aus, so dass die Verwendung dieser Technik bei Schießanlagen erhebliche Beschränkungen mit sich bringt.

Treffererkennungssysteme sind u. a. bekannt in der Form von Trefferaufnahmekameras, welche auf die Zieldarstellung, z. B. eine Leinwand gerichtet und dazu bestimmt sind, Treffer anhand eines Lichtpunktes im Falle eines Durchschusses bei einer hinter der Zieldarstellung befindlichen Lichtquelle oder im Auflicht einer Lichtquelle, z. B. einer Laserlichtquelle zu lokalisieren. Falls die Zieldarstellung auf einem Videosystem basiert, ist dieses unter Zugrundelegung der in Deutschland verwendeten PAL-Norm bei 625 Zeilen und einer Bildablenkfrequenz von 50 Hz in der Lage, in 20 ms ein Halbbild abzuscannen. Dies bedeutet, dass bei dieser zur Verfügung stehenden Detektionszeit von 20 ms eine Schussfolgegeschwindigkeit von 3000 Schuß/min gerade noch nutzbar ist, dass heißt, dass sich auf einem Halbbild lediglich eine Trefferlage befindet.

Bei Verwendung von automatischen Waffen und erst recht dann, wenn mehrere Schützen ungefähr gleichzeitig mit derartigen Waffen auf das Ziel schießen zeigen sich die Grenzen dieser Technik, da dann die Detektionszeit von ms unterschritten werden kann, so dass fehlerhafte Auswertungen dann unvermeidbar sind.

Zur Verbesserung der Kommunikation mit einer übergeordneten, im Regelfall computergestützten Steuerungseinrichtung der Schießanlage sind Fembedie-

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nungen bekannt. Ihre Einwirkungsmöglichkeiten auf die Steuerungseinrichtung sind jedoch in Anbetracht der Vielzahl an Steuerungsfunktionen begrenzt. Weitere Einschränkungen ergeben sich aufgrund der während des Schießbetriebes auf der Schießbahn häufig herrschenden Dunkelheit.

Es ist vor diesem Hintergrund die Aufgabe der Erfindung, eine Schießanlage der eingangs bezeichneten Art mit Hinblick auf eine verbesserte Zieldarstellung, universellere, insbesondere von der Schussfolgegeschwindigkeit weitestgehend unabhängige Verwendbarkeit sowie eine komfortable Bedienung hin auszugestalten. Gelöst ist diese Aufgabe bei einer solchen Schießanlage durch die Merkmale des Anspruchs 1.

Ein Wesensmerkmal der erfindungsgemäßen Schießanlage ist eine besondere Zieldarstellung, welche durch ein videogestütztes, durch Projektoren gebildetes Großbild gekennzeichnet ist, welches sich jedoch gegenüber dem eingangs dargelegten Stand der Technik durch eine erheblich verbesserte Auflösung auszeichnet. Dies wird dadurch erreicht, dass ein jedes der mehreren Teilbilder, die in ihrer Gesamtheit das Ziel darstellen, die vollständige Auflösung herkömmlicher Videoaufnahmen aufweist. Hierzu wird eine besondere Aufnahmetechnik eingesetzt, die durch eine, der Anzahl der Teilbilder entsprechende Anzahl an Aufnahmeeinheiten charakterisiert ist, deren jede eine Auflösung beispielsweise der herkömmlichen Videoaufnahmetechnik aufweist. Zu diesem Zweck wird das aufzunehmende Gesamtbild in eine Anzahl von Teilbildern zerlegt, die somit jeweils mittels einer Aufnahmeeinheit aufgenommen werden, wobei die Teilbilder unter Mitwirkung der genannten Steuerungseinrichtung zwecks Wiedergabe des Gesamtbildes in einer Fläche in definierter Weise zusammengesetzt werden. Es wird somit nicht das in herkömmlicher Weise aufgenommene Videobild nachträglich zwecks Generierung eines Großbildes segmentiert, somit unter Beibehaltung der durch die Aufnahmetechnik für das Gesamtbild vorgegebenen Auflösung und unter dementsprechender Verminderung der Auflösung des Teilbildes, sondern es wird statt dessen das aufzunehmende Bild vor der elektromagnetischen Aufzeichnung bereits in Teilbilder zerlegt, so dass die durch die Aufnahmetechnik vorgegebene Auflösung jedem Teilbild bereits zukommt. Zu diesem Zweck wird ein besonderes Aufnahmesys-

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tern vorgeschlagen, nämlich eine Kamera, deren Wesensmerkmal darin besteht, das aufzunehmende Bild in Teilbilder zu zerlegen und die gewonnenen Teilbilder jeweils in Richtung auf die optischen Eingangssysteme der ihnen zugeordneten Aufnahmeeinheiten z. B. CCD-Sensoren hin abzubilden. Ein durch Projektoren gebildetes Großbild mit einer erheblich verbesserten Auflösung bringt den Vorteil einer differenzierteren bildlichen Darstellung mit sich sowie einer gleichförmigeren Wiedergabequalität unabhängig von Entfernung des Betrachters.

&iacgr;&ogr; Gemäß den Merkmalen der Ansprüche 2 und 3 kann es sich bei dem das Ziel darstellenden Bild um ein einzelnes ruhendes Bild oder um eine Folge bewegter Bilder handeln.

Jede Aufnahmeeinheit ist entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 4 zur Aufnahme lediglich eines der mehreren Teilbilder eingerichtet. Im Rahmen der Aufnahmeeinheit wird somit von herkömmlicher Videoaufnahmetechnik Gebrauch gemacht, insbesondere von dieser jeweils eigenen Auflösung.

Die Merkmale der Ansprüche 5 bis 8 sind auf die weitere Ausgestaltung des Aufnahmesystems gerichtet. Dieses kann unmittelbar zum Zusammenwirken mit dem Zieldarstellungssystem angelegt und hierzu mit entsprechenden Schnittstellen ausgerüstet sein. Diese Schnittstellen können derart angelegt sein, dass über diese auch Steuersignale der Steuerungseinrichtung der Schießanlage übertragbar sind. Zweckmäßigerweise ist das Aufnahmesystem mit einem auswechselbaren Speichermedium für das Zielbild bzw. die Zielbildfolge versehen. Beispielsweise kann es sich hierbei um die an sich bekannten Speichermedien DVD, V-CD, CD, MO oder die HoIo-CD handeln. In Betracht kommen auch Speichermedien nach Art einer Festplatte. Mittels einer Digitalisierungseinheit werden die, die Teilbilder beschreibenden Videosignale in eine auf einem Monitor wiedergabefähige Form überführt. In jedem Fall ist somit das Zielbild bzw. die Zielbildfolge in der Kamera digital oder analog gespeichert. Eine weitere der Übertragung vorgelagerte Bearbeitung der die Teilbilder beschreibenden Signale kann in der Datenkompression liegen, wobei in den Formaten MPEG 4 bis 6 sowie DivX digital gespeicherte Daten erstellt und dem

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Zieldarstellungssystem zugeführt werden. Das Aufnahmesystem ist darüber hinaus mit einem Ausgabemodul versehen, der die Schnittstelle zur Anbindung an das Zieldarstellungssystem bildet. Der Ausgabemodul kann einen Mehrkanalausgang mit einer der Anzahl der Teilbilder entsprechenden Anzahl an Kanälen aufweisen, so dass mehrere synchrone Videoausgänge gemäß dem Standard Firewire IEE 1394 oder VGA-Ausgänge vorliegen. Ferner können analoge Ausgänge wie Composit (FBAS) und S-Video Y-C vorhanden sein. In Betracht kommt auch eine Multiplexübertragung der den Teilbildern jeweils entsprechenden Signale über einen Ausgangskanal. Zur Speicherung kann einem jedem der mehreren Kanäle jeweils ein eigenes Speichermedium zugeordnet sein.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 9 ist das Aufnahmesystem mit einem Strahlenteiler versehen, der zur Zerlegung des aufzunehmenden Bildes in TeN-bilder eingerichtet ist sowie zu deren Abbildung in den jeweiligen optischen Eingangssystemen der mehreren Aufnahmeeinheiten. Als Strahlenteiler kommen hauptsächlich geometrisch entsprechend gestaltete Prismen, Spiegel, Linsen oder auch Kombinationen dieser Elemente in Betracht. Nach Maßgabe der räumlichen Gegebenheiten kann eine sehr große Anzahl an Teilbildern erzeugt werden, die in Richtung auf die in entsprechender Anzahl vorhandenen in unterschiedlichen räumlichen Positionen innerhalb des Aufnahmesystems befindlichen Aufnahmeeinheiten hin übertragen werden.

Die übergeordnete Steuerungseinrichtung ist entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 10 zur synchronen Wiedergabe der Teilbilder in Verbindung mit dem Zieldarstellungssystem eingerichtet und demzufolge hinsichtlich ihrer Schnittstellen zur Herstellung einer Verbindung mit dem Aufnahmesystem angelegt.

Die Merkmale des Anspruchs 10 sind auf das erfindungsgemäße Erkennungssystem gerichtet, welches durch eine Ebene gekennzeichnet ist, die sich senkrecht zur Flugbahn eines Geschosses erstreckt und in der die Lage des Durchstoßpunktes des Geschosses lokalisierbar ist, und zwar anhand eines Koordinatensystems. Dieses wird gebildet, indem die Spur der Ebene in zwei Zeilen, die sich unter einem Winkel zueinander erstrecken, abgebildet wird, so dass in

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Verbindung mit einer, in dieser Ebene wirksamen Beleuchtungseinrichtung der Durchstoßpunkt entlang einer jeden der beiden Zeilen feststellbar ist, und zwar unter Auswertung entweder solchen Lichts, das an dem Geschoss beim Durchtritt durch die Ebene reflektiert wird oder anhand der Unterbrechung eines Strahlengangs. Im Gegensatz zu dem eingangs dargelegten Stand der Technik wird somit zur Lageerkennung kein Vollbild einer Videoaufzeichnung ausgewertet, sondern es findet nur eine Auswertung zweier Zeilen statt, wobei die Lage des Geschosses durch zwei Koordinatenwerte beschreibbar ist, aus denen die Trefferlage im Ziel errechenbar ist. Diese Beschränkung der Auswertung bringt eine erhebliche Kürzung der erforderlichen Detektionszeit mit sich, so dass auch bei Verwendung von automatischen Waffen mit einer sehr hohen Schussfolgegeschwindigkeit eine fehlerfreie Erkennung eines Schusses sowie Ermittlung dessen Trefferlage möglich sind. Dies gilt selbst dann, wenn mehrere Schützen im wesentlichen gleichzeitig auf das gleiche Ziel schießen.

Die abzubildenden Zeilen bilden gemäß den Merkmalen des Anspruchs 12 ein rechtwinkliges Koordinatensystem.

Zweckmäßigerweise befindet sich das Erkennungssystem entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 13 in geringem Abstand vor der Zielfläche.

Die Merkmale der Ansprüche 14 bis 17 sind auf weitere Ausgestaltungen des Erkennungssystems gerichtet. Dies steht mit der Steuerungseinrichtung in Verbindung, über welche die Auswertung der ermittelten Trefferlagen erfolgt. Die Verwendung einer herkömmlichen Videokamera als Aufnahmeeinheit ist möglich, da über den Lichtleitkörper ohnehin nur eine Zeile abgebildet ist. Die Detektionszeit wird hierbei durch die Zeilenfrequenz bestimmt. Auch bei Verwendung einer Zeilenkamera ergeben sich infolge der hohen Abtastfrequenzen vergleichbare Vorteile.

Die Merkmale der Ansprüche 17 bis 19 sind auf eine Fernbedienung gerichtet, die zur Kommunikation mit der Steuerungseinrichtung über eine Funkstrecke eingerichtet ist. Es handelt sich um eine akkubetriebene Baueinheit, die einen Monitor sowie ein Mausmodul umfasst, über welche sämtliche, an sich über die

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im Regelfall ortsfest angeordnete Steuerungseinrichtung aktivierbaren Steuerungsfunktionen aufrufbar sind. Sowohl die Steuerungseinrichtung als auch die Fernbedienung sind zu diesem Zweck mit entsprechenden Sende- und Empfangseinheiten ausgerüstet.

Eine erfindungsgemäße Fernbedienung bringt besondere Vorteile bei der Bedienung der Steuerungseinrichtung der Schießanlage mit sich. Insbesondere ist die Fernbedienung für einen beliebigen Datenaustausch einschließlich bildlicher Darstellungen mit der Steuerungseinrichtung eingerichtet.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 ein Funktionsschaltbild der erfindungsgemäßen Bildaufnahme und -wiedergabe;

Fig. 2, 3 Prinzipdarstellungen der erfindungsgemäßen Zerlegung eines Bildes in Teilbilder;

Fig. 4 eine beispielhafte Darstellung der teilweisen Erfassung eines Gesamtbildes durch drei Bildaufnehmer entsprechend einer Blickrichtung IV der Fig. 1;

Fig. 5 ein Beispiel einer Zusammensetzung eines Gesamtbildes aus drei Teilbildern;

Fig. 6 eine Prinzipdarstellung einer ersten Ausführungsform eines Erkennungssystems;

Fig. 7 eine Prinzipdarstellung einer zweiten Ausführungsform eines Erkennungssystems;

Fig. 8 ein Funktionsschaltbild einer erfindungsgemäßen Steuerung einer Schießanlage.

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Zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Art der Bereitstellung eines videogestützten, zur Zieldarstellung benutzten, durch Monitore und Projektoren gebildeten Großbildes wird im Folgenden zunächst auf die Zeichnungsfiguren 1 bis 5 Bezug genommen. Das hierbei benutzte, auf eine verbesserte Auflösung abzielende Prinzip besteht darin, das aufzunehmende Bild, bei dem es sich um ein einzelnes feststehendes Bild oder um eine bewegte Bildfolge handeln kann, bereits vor der Aufnahme in einzelne Teilbilder zu zerlegen, die jeweils unter Verwendung einer Aufnahmeeinheit aufgezeichnet werden, wobei durch entsprechende flächenhafte Anordnung von Monitoren und dementsprechende

&iacgr;&ogr; Zusammenfügung von Teilbildern bei der Wiedergabe wieder das Gesamtbild entsteht. Im Gegensatz zu dem eingangs dargestellten Stand der Technik wird somit nicht ein aufgenommenes Videobild mit seiner durch die jeweilige Norm, z. B. PAL begrenzten Auflösung benutzt, welches im Ergebnis lediglich durch Projektion, somit geometrisch vergrößert wird, nämlich unter Beibehaltung der durch die herkömmliche Videoaufnahmetechnik festgelegten Auflösung, sondern es kommt ein Aufnahmesystem zum Einsatz, bei welchem diese Videoaufnahmetechnik bei jedem Teilbild verwendet wird, so dass sich eine beträchtliche Verbesserung der Auflösung des Gesamtbildes ergibt.

Ist das Gesamtbild beispielsweise aus 12 Teilbildern zusammengesetzt und kommt in jedem Teilbild die eingangs genannte S-VHS Auflösung von 768 &khgr; 578 Pixel zum Einsatz ergibt sich für das Gesamtbild eine Auflösung von 3072 &khgr; 1728 Pixel.

Eine wesentliche Eigenschaft des erfindungsgemäßen Aufnahmesystems ist zunächst einmal die Zerlegung des aufzunehmenden Bildes in Teilbilder, wobei die Figuren 2 und 3 grundsätzliche Möglichkeiten aufzeigen. Mit 1 ist hierbei vereinfacht eine, die Eingangsoptik des Aufnahmesystems bildende Linse bezeichnet, die einen eingangsseitigen Strahlengang 2 auf ein Prisma 3 hinlenkt, dessen schräg zur optischen Achse 4 verlaufende Ebene 5 als Strahlteiler fungiert, durch welchen der Strahlengang teils gebrochen und teils reflektiert wird. Dem gebrochenen und dem reflektierten Teilstrahlengang sind Aufnahmeeinheiten beispielsweise in der Form jeweils eines CCD- Sensors 6,7 zugeordnet, wobei jeder dieser an sich bekannten CCD-Sensoren 6,7, deren Oberflächen-

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struktur aus vielen kleinen, jeweils einen Bildpunkt darstellenden MOS-Kondensatoren mit der Maßgabe angelegt ist, dass das diesem zugeordnete Teilbild eine Auflösung nach Art eines Vollbildes, dass heißt beispielsweise der S-VHS-Qualität oder eines vergleichbaren Standards aufweist.

Anstelle eines Prismas 3 kann jeder sonstige, auf Durchgang, Reflexion oder Brechung beruhende Strahlenteiler 8 oder auch eine Kombination von auf diesen Wirkungsprinzipien beruhenden Strahlenteilern Verwendung finden, wobei durch flächenhafte Bemessung und/oder Anordnung von brechend, reflektierend oder lichtdurchgängig wirksamen Teilflächen eine Zerlegung des eingangsseitigen Strahlenganges 2 in eine, der Anzahl der zu generierenden Teilbilder entsprechende Anzahl von Teilstrahlengängen erreichbar ist. Wesentlich ist somit, dass das erfindungsgemäße Aufnahmesystem im Gegensatz zu einer herkömmlichen Videokamera durch eine, der Anzahl der zu erzeugenden TeN-bilder entsprechende Anzahl von Aufnahmeeinheiten gekennzeichnet ist, so dass die Auflösung eines jeden Teilbildes derjenigen entspricht, die durch die jeweilige Aufnahmeeinheit vorgegeben ist.

Nach Maßgabe der Zahl der eingesetzten CCD-Sensoren sowie der verfügbaren Teilbilder kann auf diesem Wege eine beträchtliche Verbesserung der Auflösung erreicht werden.

Die Fig. 4 und 5 zeigen wiederum lediglich beispielhaft - in einer Blickrichtung IV der Fig.1 gesehen - die Zerteilung des Strahlenganges 2 in drei Teilstrahlungen, denen jeweils eine Aufnahmeeinheit in der Form eines CCD-Sensors 8, 9, 10 zugeordnet ist. Hierbei erfassen die CCD-Sensoren 8,9 die Teilbilder 8', 9', wohingegen sich das Teilbild 10' senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 4 erstreckt. Die gesamte, auf den Strahlenteiler 11 auftreffende und durch die Linse 1 eingekoppelte Strahlung, nämlich das durch diese übertragene Bild wird auf diesem Wege durch dementsprechende Unterteilung und Anordnung von lichtdurchgängigen, brechend oder reflektierend wirksamen Flächenabschnitten, denen jeweils ein Teilbild zugeordnet ist, auf entsprechend der Strahlungsrichtung räumlich angeordnete CCD- Sensoren umgelenkt und abgebildet.

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Fig. 5 zeigt die Wiedergabe des aus den drei Teilbildern 8',9'und 10'zusammengesetzten Bildes, wobei beispielhaft von einer Nebeneinanderanordnung ausgegangen worden ist. Im Regelfall werden jedoch mehr als drei Teilbilder benutzt werden. Wesentlich ist in diesem Zusammenhang lediglich, dass die Teilbilder bei der Wiedergabe in einer definierten, an das Gesamtbild angepassten Weise flächenhaft zusammengefügt werden.

Den möglichen prinzipiellen Aufbau einer erfindungsgemäßen Aufnahmesystems zeigt Fig. 1, wobei aus Gründen der zeichnerischen Übersichtlichkeit eine Beschränkung auf zwei CCD-Sensoren 6,7 vorgenommen und auf eine Darstellung des Strahlteilers verzichtet worden ist.

Wesensmerkmal dieses Systems ist ein entsprechend den beiden CCD-Sensoren 6,7 durch zwei Kanäle 12,13 gekennzeichneter Aufbau, in denen ausgangsseitig Daten generiert werden, die jeweils ein Teilbild beschreiben. Jeder Kanal 12,13 weist einen Funktionskreis 14,15 auf, der der Digitalisierung der Ausgangsdaten der CCD-Sensoren 6,7 sowie der Laufwerksteuerung dient, Digitalspeicher 15,16 und Video-Ausgabemodule 18,19. Mit 20 ist die manuell zu betätigende Eingangssteuerung des Aufnahmesystems bezeichnet.

Besonders vorteilhaft sind die genannten Digitalspeicher 15,15 mit einem leicht auswechselbaren digitalen Datenträger ausgerüstet, zum Beispiel in der Form einer DVD, V-CD, CD, MO oder der neuen HoIo CD, so dass die das aufgenommene Bild beschreibenden Daten unmittelbar in dem Aufnahmesystem gespeichert sind. Jeder Kanal kann mit einem eigenen Digitalspeicher ausgerüstet sein.

Das Aufnahmesystem kann mit einer der Anzahl der Kanäle 12,13 entsprechenden Anzahl an synchronen Videoausgängen ausgerüstet sein. In Betracht kommt jedoch auch ein einzelner für eine Multiplex-Übertragung eingerichteter Ausgang, wobei in diesem Fall in der Steuerungseinrichtung eine Decodierung zwecks Wiedergewinnung der ursprünglich in einzelnen Kanälen gewonnenen, jeweils ein Teilbild beschreibenden Daten bei der Wiedergabe erforderlich ist.

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Zur Wiedergabe der Gesamtheit der auf diesem Wege über die einzelnen CCD-Sensoren des Aufnahmesystems ermittelten Teilbilder dient ein zeichnerisch nicht dargestelltes Wiedergabesystem, welches ein Projektionssystem, nämlich eine Anordnung von Projektoren umfasst, welches in Verbindung mit einer flächenhaften definierten Anordnung von Monitoren sowie einer übergeordneten Steuerungseinrichtung zur synchronen Wiedergabe der gewonnenen Teilbilder mit der Maßgabe eingerichtet ist, dass diese sich zu einem vollständigen Bild komplettieren. Dies ist in Verbindung mit der oben dargelegten Aufnahmetechnik in praktisch vielfältiger Weise möglich. Besonders vorteilhaft können die, das Bild beschreibenden Daten beispielsweise direkt dem Digitalspeicher des Aufnahmesystems entnehmbar sein, der zum Zweck der Wiedergabe des einzelnen Bildes oder auch einer Folge bewegter Bilder mit dem Wiedergabesystem in Verbindung gebracht wird.

Das in Fig. 6 lediglich beispielhaft dargestellte erfindungsgemäße Erkennungssystem ist durch zwei langgestreckte, plattenartige Lichtleitkörper 21,22 gekennzeichnet, die sich in der Zeichenebene der Fig. 6 erstrecken, dass heißt deren Dicke - senkrecht zu dieser Zeichenebene - gering im Vergleich zu deren flächenhafter Erstreckung ausfällt. Die Zeichenebene der Fig. 6 erstreckt sich ihrerseits senkrecht zur Flugbahn eines Geschosses 23. Ein jeder der beiden Lichtleitkörper 21,22 weist eine erste, dem Geschoss 23 zugekehrte, eine optische Grenzfläche bildende Kante 2&Ggr;, 22' und eine, dieser gegenüberliegende, sich unter einem spitzen Winkel zu ersterer erstreckende Kante 21", 22" auf, welche ebenfalls eine optische Grenzfläche bildet. Die Kanten 21 ',22' erstrecken sich zueinander unter einem rechten Winkel und sind in Randbereich einer solchen Ebene angeordnet, die von Geschossen 23 durchdrungen wird, die sich auf das Zielbild hin bewegen. Zweckmäßigerweise befindet sich dieses Erkennungssystem in einem geringem Abstand vordem Zielbild.

Zeichnerisch nicht dargestellt ist eine Beleuchtungseinrichtung, durch welche die, durch die beiden Kanten 21', 22' definierte Ebene flächenhaft gleichförmig ausgeleuchtet wird.

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Die verbleibenden Kanten 21'", 21"" sowie 22'", 22"" der Lichtleitkörper 21,22, die gleichermaßen optische Grenzflächen bilden, sind mit der Maßgabe angelegt, dass jegliche, die Kanten 21', 22' durchdringende Strahlung zeilenhaft, dass heißt, jeweils eine, durch eine der genannten Kanten 21', 22' definierte Zeile in dem optischen Eingangssystem von Aufnahmeeinheiten 24,25 abbildet. Die in den Aufnahmeeinheiten auf einem Speichermedium gespeicherten Zeilen beschreiben somit aufgrund der Anordnung der Kanten 21', 22' ein rechtwinkliges X-Y-Koordinatensystem, welches in einer noch zu beschreibenden Weise zur exakten Lokalisierung eines Geschosses 23 benutzt wird.

Zu diesem Zweck sind die Innenseiten der Kanten 21", 22" sowie 21'", 21"" und 22'", 22"" reflektierend ausgebildet und/oder in dem Strahlengang angeordnet, so dass die über die Kanten 21', 22' eintretende Strahlung reflektiert und in das optische Eingangssystem der jeweiligen Aufnahmeeinheit 24, 25 umgelenkt wird.

Die Lichtleitkörper 21, 22, insbesondere deren Kanten 21', 22' bilden in Verbindung mit der Beleuchtungseinrichtung das erfindungsgemäße Erkennungssystem, in welchem die Bewegung eines Geschosses 23 anhand der Lage des Durchstoßpunktes durch die, durch die genannten Kanten definierte Ebene nach Maßgabe der punktuellen Unterbrechung des Strahlenganges, welche als Abschattung auf beiden abgebildeten Zeilen erkennbar ist, feststellbar ist, und zwar nach Maßgabe zweier Koordinatenwerte. Alternativ hierzu kann mit einer entsprechend angeordneten Beleuchtungseinrichtung auch an dem Geschoss 23 zum Zeitpunkt des Durchtritts durch die genannte Ebene reflektiertes Licht ausgewertet werden. Beispielsweise kann es sich bei den Aufnahmeeinheiten 24,25 um Zeilenkameras handeln.

Fig. 7 zeigt ein der Fig. 6 vergleichbares erfindungsgemäßes Erkennungssystem, wobei allerdings nur ein Lichtleitkörper 26 dargestellt ist, dem eine Aufnahmeeinheit 27 zugeordnet ist, wobei der Lichtleitkörper wiederum in dem optischen Eingangssystem der Aufnahmeeinheit 27 die Spur der abzubildenden Ebene, die sich senkrecht zur Flugrichtung des Geschosses 23 erstreckt zeilenhaft abbildet. Durch entsprechende Anordnung der im übrigen funktions-

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gleich mit den Lichtleitkörpern gemäß Fig. 6 ausgebildeten Lichtleitkörper läßt sich wiederum ein Koordinatensystem zur quantitativen Beschreibung der Lage des Durchstoßpunktes des Geschosses 23 in der gezeigten Ebene erstellen. In Abweichung von Fig. 6 ist als Aufnahmeeinheit eine herkömmliche Videokamera eingesetzt.

Wesentlich ist in beiden Fällen gemäß den Fig. 6 und 7, dass entlang der Flugbahn des Geschosses eine Ebene, nämlich eine Messebene eingerichtet ist, die sich im wesentlichen senkrecht zur Flugbahn des Geschosses angeordnet

&iacgr;&ogr; ist und dass die Spur dieser Ebene in zwei, vorzugsweise senkrecht zueinander verlaufenden Richtungen abgebildet wird. Diese somit lediglich zeilenhafte Abbildung ermöglicht eine im Vergleich zu dem eingangs dargelegten Stand der Technik beträchtliche Verkürzung der Detektionszeit eines Geschosses. Handelt es sich bei der eingesetzten Aufnahmeeinheit wie in Fig. 7 um eine herkömmliche Videokamera Bei Zugrundelegung beispielsweise der PAL-Norm, nämlich einer Bildablenkfrequenz von 50 Hz und 625 Zeilen ergibt sich eine Zeilen- und damit Abtastfrequenz von 312,5 &khgr; 50 Hz = 15625 Hz. Handelsübliche Zeilenkameras sind mit Abtastfrequenzen von 2000 Hz und mehr bekannt. Die sich ergebende Kürzung der Detektionszeit gegenüber der Vollbildauswertung eines Videobildes ist offensichtlich.

Das erfindungsgemäße Erkennungssystem ist mit zeichnerisch nicht wiedergegebenen Schnittstellen versehen, die der Anbindung an die genannte Steuerungseinrichtung dienen. Es kann auf diesem Wege auch als Modulteil bei anderen Schießanlagen eingesetzt werden, dass heißt losgelöst von den sonstigen Komponenten der erfindungsgemäßen Schießanlage.

Fig. 8 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer der Steuerungseinrichtung zugeordneten Fernbedienung anhand eines Blockschaltbildes.

Die Fernbedienung besteht aus einer akkubetriebenen Baueinheit, welche neben einem Monitor, vorzugsweise auf LCD-Basis, einem Eingabewerk und eine Maus als Bedienelement umfasst, wobei ferner eine Sende- und Empfangseinheit, vorgesehen ist, die zur Kommunikation mit der Steuerungsein-

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richtung, insbesondere für einen bidirektionalen Datenaustausch mit dieser eingerichtet ist. Die im Regelfall ortsfest angeordnete Steuerungseinrichtung ist mit entsprechenden Sende- und Empfangseinheiten ausgerüstet, wesentlich ist nunmehr, dass über die Fernbedienung, somit eine mobile, tragbare Baueinheit mittels einer Menüführung sämtliche Steuerungsfunktionen aktivierbar sind, die ansonsten nur über die Steuerungseinrichtung aufrufbar sind.

Im einzelnen ist mit 28 eine, den Monitor nebst Peripheriegeräten umfassende Baueinheit bezeichnet, die einen integralen Teil der ortsfest angeordneten

&iacgr;&ogr; Steuerungseinrichtung der Schießanlage bildet. Dieser sind ein VGA/Videokonverter 29 und eine Sendeeinheit 30 zugeordnet. Zur Betätigung ist eine Standardmaus 31 vorgesehen, die über einen Umschalter 31' mit der Baueinheit 28 in Verbindung steht. Mit 32 ist eine Sendeeinheit bezeichnet, die gemäß der Stellung des Umschalters 31' in gleicher Weise wie die Standardmaus 31 zur Übertragung von Steuersignalen zu der Baueinheit 28 eingerichtet ist.

Mit 33 ist die Fernbedienung bezeichnet, die als akkubetriebene mobile Baueinheit konzipiert ist und ebenfalls einen Monitor nebst Peripheriegeräten umfasst. Zu Letztgenannten gehören ein Video/LCD-Konverter 34 und eine Empfangseinheit 35, wobei zur Übertragung von Steuerdaten eine mit einer Sendeeinheit ausgerüstete Maus 36 vorgesehen ist.

Die Fernbedienung steht somit über eine Funkstrecke mit der Steuerungseinrichtung in Wirkverbindung, welche durch die Sendeeinheit 30, die Empfangseinheit 35, die Empfangseinheit 32 und die mit einer Sendeeinheit ausgerüstete Maus 36 gebildet werden.

Die beiden Konverter 29, 34 sind dazu bestimmt, das zur bildlichen Darstellung benutzte VGA-Signal in ein sendefähiges Videosignal umzuformen und umgekehrt, dass heißt, ein Videosignal in ein, beispielsweise auf einem LCD- Bildschirm wiedergabefähiges Signal umzuformen.

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Wesentlich für die Fernbedienung ist, dass sämtliche Daten, Bilder und Steuerungsfunktionen bei über den Umschalter 31' aktivierter Funkstrecke mobil zur Verfügung stehen. Dies betrifft auch Informationen betreffend die Zieldarstellung, die Trefferlagen, deren Auswertung usw. Beispielsweise können über die Fernbedienung auch Änderungen an der Zieldarstellung vorgenommen werden.

Die lediglich beispielhaft dargestellte Verteilung der Sende- und Empfangseinheiten kann grundsätzlich beliebig vorgenommen werden. Insbesondere können diese gleichermaßen als Baueinheiten an den jeweiligen Enden der Funkstrecke zusammengefasst werden. Der genannte Umschalter 31' kann manuell betätigt werden - er kann gleichermaßen auch über die Fernbedienung aktivierbar sein.

Ein System zur Identifizierung des einzelnen Schützen, welches eine Voraussetzung für eine einwandfreie Zuordnung der erzielten Schießergebnisse ist, kann ebenfalls mit der Steuerungseinrichtung in Verbindung stehen. Hierauf soll jedoch nicht näher eingegangen werden.

Eine erfindungsgemäß ausgerüstete Schießanlage ist somit durch eine, eine erheblich verbesserte Auflösung aufweisende Zieldarstellung auf der Grundlage eines videogestützten, durch Projektoren gebildeten Großbildes eine verbesserte, auch für hohe Schussfolgegeschwindigkeiten geeignete Trefferlagenerkennung und eine bequem handhabbare Fernbedienung gekennzeichnet.

Ein erfindungsgemäßes Zieldarstellungssystem in Verbindung mit einem entsprechend angelegten Aufnahmesystem sowie einer dementsprechend eingerichteten Steuerungseinrichtung wurden vorstehend in ihrer Anwendung bei einer Schießanlage beschrieben. Diese Videoaufnahme- und Wiedergabetechnik kann jedoch grundsätzlich in beliebigen sonstigen Anwendungen auch außerhalb einer Schießanlage eingesetzt werden, wo immer es um die Bereitstellung eines videogestützten, vorzugsweise durch Projektoren gebildeten Großbildes mit einer gegenüber dem eingangs dargelegten Stand der Technik verbesserten Auflösung geht. Die Anwendung dieser Technik ist somit nicht auf Schießanlagen beschränkt.

Claims

1. Schießanlage mit wenigstens einer Schießbahn, einem videogestützten Zieldarstellungssystem, einer, die Lage eines Geschosses (23) insbesondere relativ zu der Zieldarstellung ermöglichenden Erkennungssystem und einer übergeordneten Steuerungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Zieldarstellungssystem ein, aus mehreren Bildsegmenten zusammengesetztes, flächiges, in eine Zielfläche projiziertes Zielbild aufweist, dessen einzelne Bildsegmente jeweils durch individuell ansteuerbare Monitore gebildet werden, wobei die Monitore mit der Maßgabe angeordnet sind, dass durch die Gesamtheit aller, den Bildsegmenten jeweils zugeordneten Teilbilder (8', 9', 10') das Zielbild gebildet ist, dass das Zieldarstellungssystem mit einem Aufnahmesystem in Verbindung steht, welches mit einer der Anzahl der Bildsegmente entsprechenden Anzahl an Aufnahmeeinheiten versehen ist, deren jede zur Generierung eines, zur Wiedergabe durch einen Monitor bestimmten Teilbildes (8', 9', 10') eingerichtet ist, wobei das Aufnahmesystem zur Aufnahme und zur Wiedergabe des Zielbildes bestimmt und eingerichtet ist, und wobei das Aufnahmesystem mit der Maßgabe mit der Steuerungseinrichtung in Verbindung steht, dass durch synchrone Ansteuerung der Aufnahmeeinheiten in Verbindung mit den Monitoren und einer diesen zugeordneten Projektionseinheit ein einheitliches Zielbild darstellbar ist.

2. Schießanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zielbild ein feststehendes Bild ist.

3. Schießanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zielbild eine Bildfolge ist.

4. Schießanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmesystem mit der Maßgabe angelegt ist, dass jede Aufnahmeeinheit zur vollständigen Aufnahme jeweils eines Teilbildes (8', 9', 10') des Zielbildes eingerichtet ist.

5. Schießanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmesystem mit einem vorzugsweise auswechselbaren Speichermedium für das Zielbild versehen ist.

6. Schießanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmesystem eine Digitalisierungseinheit und einen Ausgabemodul aufweist, der als Schnittstelle zur Anbindung an das Zieldarstellungssystem bestimmt und eingerichtet ist.

7. Schießanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgabemodul mit einer, der Anzahl der Teilbilder (8', 9', 10') entsprechenden Anzahl an Ausgangskanälen versehen ist.

8. Schießanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangsmodul mit einem zur Übertragung der multiplex codierten, jeweils ein Teilbild beschreibenden Signale an das Zieldarstellungssystem eingerichteten Ausgangskanal ausgerüstet ist.

9. Schießanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmesystem mit einem Strahlenteiler (11) versehen ist, in den eingangsseitig das Zielbild abgebildet ist und der dazu bestimmt und eingerichtet ist, die das Zielbild darstellende Gesamtstrahlung durch jeweils flächenelementspezifische Umlenkung von Teilstrahlungen auf Aufnahmeeinheiten in Teilbilder (8', 9', 10') zu zerlegen, so dass jede Aufnahmeeinheit zur Aufnahme lediglich eines Teilbildes eingerichtet ist.

10. Schießanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung in Verbindung mit dem Zieldarstellungssystem zur synchronen Wiedergabe der Teilbilder (8', 9', 10') zwecks Darstellung des Zielbildes eingerichtet ist.

11. Schießanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Erkennungssystem durch eine Anordnung von Lichtleitkörpern (21, 22, 26), denen jeweils eine Aufnahmeeinheit (24, 25) zugeordnet ist sowie eine Beleuchtungseinrichtung gebildet ist, wobei jeder Lichtleitkörper (21, 22, 26) zur Abbildung einer die Spur einen solchen Ebene beschreibenden Zeile in das optische Eingangssystem der Aufnahmeeinheit eingerichtet ist, die sich senkrecht zur Flugrichtung eines Geschosses (23) erstreckt, dass sich die abgebildeten Zeilen unter einem Winkel zueinander erstrecken und in der Ebene ein Koordinatensystem bilden, dass die Beleuchtungseinrichtung mit der Maßgabe angeordnet ist, dass ein die Ebene durchtretendes Geschoss (23) anhand reflektierten Lichts oder anhand der örtlichen Unterbrechung des Strahlengangs hinsichtlich der Lage des Durchstoßpunktes des Geschosses (23) in der Ebene und in dem Koordinatensystem feststellbar ist.

12. Schießanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich die abgebildeten Zeilen unter einem rechten Winkel zueinander erstrecken.

13. Schießanlage nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Erkennungssystem mit geringem Abstand vor der Zielfläche angeordnet ist.

14. Schießanlage nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Erkennungssystem mit der Steuerungseinrichtung in Verbindung steht.

15. Schießanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass als Aufnahmeeinheiten bei den Lichtleitkörpern (21, 22, 26) Zeilenkameras eingesetzt sind.

16. Schießanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass als Aufnahmeeinheiten bei den Lichtleitkörpern (21, 22, 26) Videokameras eingesetzt sind.

17. Schießanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11 gekennzeichnet durch eine Fernbedienung, die über eine Funkstrecke mit der Steuerungseinrichtung in Verbindung steht.

18. Schießanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Fernbedienung einen tragbaren Monitor nebst Peripheriegeräten umfasst, und dass die Funkstrecke für einen bidirektionalen Datenaustausch mit der Steuerungseinrichtung eingerichtet ist.

19. Schießanlage nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Fernbedienung eine akkubetriebene Funktionseinheit ist, die zur Ausübung sämtlicher Steuerungsfunktionen der Steuerungseinrichtung eingerichtet ist.