DE2302247A1 - Vorrichtung zur aufnahme von geschosstreffbildern - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Aufnahme von Geschoßtreffbildern Bei der Entwicklung und Erprobung von 'klaffen und Munition sind Vorrichtungen erforderlich, mit denen sich die Treffpunktlage und -streuung der Geschosse in bestimmter Entfernung von der Waffe ermitteln lassen. Im allgemeinen dienen dazu Zielscheiben aus Papier, die in die Flugbahn gestellt werden. Sie sind zumeist mit rechtwinkligen Koordinaten und Ringen versehen, deren 5chnitt- bzw. Mittelpunkt im Zielpunkt liegt.
• Diese Vorrichtungen sind zur digitalen Erfassung der Koordinaten der Treffpunkte, wie sie zur Weiterverarbeitung in E-D-V-Anlagen erforderlicht ist, nicht geeignet. Um eine solche zu erreichen, wurde bereits vorgeschlagen, an Stelle der Zielscheibe zwei gekreuzte Lichtgitter zu verwenden, wobei jedem Lichtstrahl des Gitters ein Lichtsender und ein lichtelektrischer Wandler mit Verstärker zugeordnet sein müssen. Da der Abstand der Lichtstrahlen kleiner alsdas Geschoßkaliber sein muß, ergibt sich ein erheblicher Aufwand an Schaltmitteln.
• Bei der praktischen Anwendung solcher Lichtgitter ergeben sich außerdem chwierigkeiten durch die starke mechanische Beanspruchung auf der Schießbahn durch Mündungs- und Geschoßknall, die zur Dejustage der Lichtgitter führen kann.
• .rfindungsgemäß werden seitlich der Treffbildfläche zwei Kameras angeordnet, deren optische Achsen in der Ebene der Treffbildfläche, d.h. der Treffbildebene, liegen, sich im Zielpunkt schneiden und vorzugsweise senkrecht zueinander stehen. Die Geschosse, die durch die Treffbildfläch gehen, werden in den Ordinatenachsen der Bildebenen der Kameras auf fotoelektrische Wandler abgebildet, die aus einer großen Zahl in einer Linie angeordneter Fotodioden als Einzelelemente bestehen. Die Technik der integrierten Schaltkreise hat es möglich gemacht, derartige Wandler mit über 1000 einzelnen Dioden herzustellen, deren Abstände bei 0,02 mm liegen. Damit ist es möglich, in der Treffbildfläche ein optisches taster aus gekreuzten Linien zu bilden, deren Abstände auf das Geschoal:alibcr so abgestimmt sind daß jedes durch diese Fläche Fliegende Geschoß erfaßt wird und mindestens eine der Fo-todioden in jeder Kamera beaufschlagt.
• Durch Bestimmung des Abstands dieser Fotodioden vom Nullpunkt der Ordinatenachsen-in beiden Kameras läßt sich der 3urchszhußpunkt der Treffbildfläche, d.h. der Treffpunkt, grafisch oder rechnerisch ermitteln.
• Es stehen Wandler zur Verfügung, bei denen die Fotodioden periodisch durch ein auf dem gleichen Chip aufgebautes Schieheregister abgetastet werden. Damit ergibt sich nach einem weiteren Erfindungsgedanken folgende Möglichkeit zur digitalen Erfassung der durch das Geschoß aufgehellten oder abgedunkelten Fotodiode: Synchron mit dem Schieberegister wird ein elektronischer Zähler so gesteuert, daß er bei jeder abgetasteten Fotodiode um eins eiterspringt.Jedesmal nach Abtasten der ganzen Fotodioden-Reihe wird er auf Null zurückgestellt, sein Zählstand entspricht also immer der jeweils abgetasteten Fotodiode. enn eine der Fotodioden vom vorbeifliegenden Geschoß durch Aufhellung oder Abdunkelung beaufschlagt ist, ergibt sich für diese Diode am Ausgang des Schieberegisters eine andere Spannung als für die nichtbeaufschlagten Dioden.
• Diese Differenz wird benutzt, um den Zähler zu stoppen, der dann die Nummer und damit den Ort bzw. die Ordinate der beaufschlagten Diode anzeigt.
• Wird der Wandler durch einen Leuchtsatz am Geschoßheck oder durch am Geschoß reflektiertes Licht beaufschlagt, wobei das Geschoß beispielsweise von einem neben der Aufnahmekamera stehenden Scheinwerfer beleuchtet wird, kann die dem Schieberegister und Zähler aufgegebene Abtastfrequenz klein sein, da die Fotodiode das Signal speichert. Soll dagegen mit Abschattung gearbeitet werden, muß die Abtastfrequenz so hoch sein, daß die ganze Fotodiodenreihe in der Zeit, in der das Geschoß den empfindlichen Bereich der Aufnahmekamera abschattet, mindestens einmal abgetastet wird.
• Bild 1 zeigt skizzenhaft eine Ausführung des Erfindungsgedankens als Schnitt einer Anordnung in der Treffbildebene. 1 und 1' sind die beiden Kameras mit ihren Objektiven 2 und 2', deren optische csen 3 und 3' senkrecht aufeinanderstehen und sich im Zielpunkt 4 schneiden. Die schraffierte Umrandung 5 stellt als gemeinsames Gesichtsfeld der bsiden Kameras die Treffbildfläche dar.
• In den kameras sind die fotoelektrischen Wandler 6 und 6' so eingebaut, daß die in einer Linie angeordneten lichtempfindlichen Flächen ihrer Elemente in der Ordinatenachse der Bildebene liegen. Ein Durchschußpunkt 7 wird in 8 und 8' abgebildet und beaufschlagt mindestens je ein Element der fotoelektrischen Wandler.
• In geschlossenen Schießkanälen wird vorzugsweise mit einer Beleuchtung gearbeitet, die am Geschoß Lichtreflexe erzeugt. Dazu genügt zumeist eine Lichtquelle 9, die zwischen den Kameras aufgestellt ist. Anstelle eines kontinuierlich leuchtenden Scheinwerfers kann dabei eine Blitzlampe benutzt werden, die beispielsweise durch eine Lichtschranke ausgelöst wird und das Geschoß während des Durchgangs durch die Treffbildfläche beleuchtet.
• Bei Verwendung der Vorrichtung in offenen Kanälen oder im Freien kann der Himmel als hohler Hintergrund dienen und die Abschattung der lichtelektrischen Wandler durch das Geschoß ausgenutzt werden.
• 9ild 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel, wobei sich die Koordinaten der Durchschußpunkte unmittelbar aus den Ordinaten der beaufschlagten Fotodioden unter Berücksichtigung des Abbildungsmaßstabes ergeben, d.h. unmittelbar die Durchschußpunkte in rechtwinkligen Koordinaten angezeigt werden. Erfaßt werden alle Geschosse, die durch das Quadrat 11 mit dem Mittelpunkt 12 fliegen. Dies Quadrat wird durch die einzelnen Fotodioden der Lichtwandler 16 und 16' in den Kameras 14 und 14' mit Hilfe der Linse 17 und 17' durch rechtwinklige Linien rasterförmig abgetastet. Fliegt bei 13 ein Geschoß durch die Treffbildfläche, wird in jedem Wandler eine bestimmte Stelle beaufschlagt, deren Lage in der o.a. Weise ermittelt wird, wobei sich unter Berücksichtigung des Abbildungsmaßstabes unmittelbar die rechtwinkligen Koordinaten des Treffpunktes ergeben.
• Die Linsen 17 und 17' können in an sich bekannter Weise durch Hohlspiegel ersetzt werden.

Claims (6)

1. Patentansprüche

   Vorrichtung zur fotoelektrischen Aufnahme von Geschoßtreffbildern, insbesondere zur digitalen Erfassung der Koordinaten der einzelnen Treffpunkte, dadurch gekennzeichnet, daß in der Treffbildebene zwei um vorzugsweise 9G versetzte Kameras (1, 1') aufgestellt sind, die die einzelnen Punkte der urchschußflache auf linienförmige, fotoelektrische wandler (6, 6') abbilden, die in den Ordinatenachsen der Bildebenen der Kameras angeordnet sind und aus einer großen Zahl fotoelektrischer Elemente bestehen, die einzeln abgetastet werden können.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Lage der fotoelektrischen Elemente in den beiden Kameras, die durch den Geschoßleuchtsatz, durch am Geschoßmantel reflektiertes Licht, durch den Geschoßschatten oder die Geschoßsilhouette beaufschlagt wurden, der Treffpunkt grafisch oder rechnerisch ermittelt wird
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoelektrischen Elemente mittels eines Schieberegisters abgetastet werden und synchron dazu ein elektronischer Zähler läuft, dessen Stellung jeweils der Stelle des abgetasteten Elementes entspricht und der gestoppt wird, wenn die Abtastung das beaufschlagte fotoelektrische Element erreicht.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Beaufschlagung des wandlers durch den Schatten oder die Silheuette des Geschosses die Abtastfrequenz so hoch gewählt wird, daß der ganze Wandler mindestens 1 mal in der Zeit abgetastet wird, in der sich das Geschoß im empfindlichen Sektor der Kamera befindet.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beleuchtung des Geschosses eine blitzartig aufleuchtende Lichtquelle verwendet wird.
6. 6 Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daO zur Erzielung eines Rasters mit parallelen Linien in den ~trahlen5ang zwischen Kamera (14, 14') und Treffbild eine Sammellinse (17, 17') oder ein Hohlspiegel angeordnet ist.