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Dokumentenidentifikation DE20304597U1 09.06.2004
Titel Anordnung zur Identifikation eines Schützen
Anmelder Bücheler, Gerd, 70376 Stuttgart, DE;
Schnitzler, Wolfgang, 78048 Villingen-Schwenningen, DE
Vertreter Sobisch & Callies, 37581 Bad Gandersheim
DE-Aktenzeichen 20304597
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 09.06.2004
Registration date 06.05.2004
Application date from patent application 22.03.2003
IPC-Hauptklasse F41J 1/18

Beschreibung[de]

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

Bei Schießständen, die durch mehrere parallel verlaufende Schießbahnen gekennzeichnet sind und die mit einem automatisierten Treffererkennungs- und Auswertungssystem ausgerüstet sind, stellt sich bei gleichzeitiger Benutzung durch mehrere Schützen stets das Problem, eine erkannte Trefferlage eines Schusses auf einer einem bestimmten Schützen bzw. einer bestimmten Waffe zuzuordnen. Es ist dies eine Frage der korrekten Auswertung der Leistung des einzelnen Schützen und dient der Vermeidung von Fehlregistrierungen. Diese Zuordnung der Trefferlage erfolgt in vielen Fällen nach automatisiert ablaufenden Verfahren, die jedoch in einzelnen Fällen nicht frei von Störeinflüssen sind.

Aus der DE 44 13 628 ist eine Schießanlage bekannt, bei welcher mittels einer besonderen Beobachtungsvorrichtung Informationen betreffend die aktuelle Lage und Handlungen eines Schützens auf eine Steuerungseinrichtung übertragen werden, die ihrerseits mit einer, eine Zieldarstellung beeinflussenden Steuerungseinrichtung in Verbindung steht. Mehrere derartiger Anordnungen können miteinander vernetzt werden, so dass sich im Rahmen der Auswertungsfrage des Trefferergebnisses die Zuordnung zu einzelnen Schützen stellt. Schallsensoren und Spracherkennungsmittel stellen eine Verbindung zwischen dem Schützen und der genannten Steuerungseinrichtung her.

Ein vergleichbares System ist aus der GB 1 522 831 bekannt, wobei eine Zieldarstellung von mehreren Schützen gleichzeitig beschossen wird, wobei eine Verbindung zwischen dem einzelnen Schützen und einer rechnergestützten Auswertungseinheit entweder durch ein Kabel hergestellt wird, welches unmittelbar mit der Waffe in Verbindung steht oder durch eine Mikrofonanordnung.

Auf Mikrofone gestützte Techniken zu Identifikation des einzelnen von mehreren, eine Schießanlage gleichzeitig benutzenden Schützen ist jedoch nach Maßgabe der örtlichen Verhältnisse mit zahlreichen Fehlerquellen behaftet. So kann es bei dem einzelnen Mikrofon zu einer Einkopplung von Fremdgeräuschen kommen, welche die scheinbare Aulösung eines Schusses signalisieren, der jedoch nicht von dem die jeweilige Schießbahn benutzenden Schützen herrührt. Darüber hinaus können Echos als scheinbare Schüsse interpretiert werden. Zu berücksichtigen ist auch die bei unterschiedlichen Waffen unterschiedliche Geräuschentwicklung, die Geschossgeschwindigkeit sowie bei automatischen Waffen die Schussfolgegeschwindigkeit. Sämtliche dieser Einflüsse eröffnen Fehlinterpretationen, welche die Lokalisierung eines einzelnen Schützen bei einer größeren, durch mehrere Schießbahnen gekennzeichneten Schießanlage beträchtlich erschweren können und im Regelfall zusätzliche kostenträchtige Maßnahmen erforderlich machen.

Es ist vor diesem Hintergrund die Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung der eingangs bezeichneten Art zu entwerten, welche in einfacher und besonders zuverlässiger Weise die Identifikation des einen Schuss auslösenden Schützen ermöglicht und somit einen Beitrag zu einer korrekten Auswertung der jeweiligen Trefferlage leistet. Gelöst ist diese Aufgabe bei einer solchen Anordnung durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1.

Erfindungswesentlich ist hiernach, dass der jeweilige Abschussdetektor ein solcher ist, dessen Messprinzip auf der Erfassung der auf der jeweiligen Bahn infolge eines ausgelösten Schusses freigesetzten Druckwelle bestimmt und eingerichtet ist. In Abkehr von dem eingangs dargelegten Stand der Technik, bei welchem das Auslösen eines Schusses u.a. durch ein Mikrofon, somit im weitesten Sinne ein System zur Umsetzung von Tonschwingungen in entsprechende Schwingungen einer elektrischen Größe bewirkt wird, wird erfindungsgemäß die an einem definierten Ort entlang der Bahn freigesetzte Druckwelle erfasst, beispielsweise in der Form einer Funktion, welche den an dem gegebenen Ort messbaren Verlauf des Druckes in Abhängigkeit von der Zeit beschreibt. Im Rahmen des erfindungsgemäß eingesetzten Abschussdetektors kommt somit in jedem Fall ein Druckmesssystem zum Einsatz, welches unmittelbar den am Ort des Abchussdetektors infolge des Schusses entwickelten Absolutdruck oder auch den Überdruck oberhalb des atmosphärischen Druckes erfasst. Diese erfindungsgemäß erfasste Funktion hat einen für einen Schuss charakteristischen impulsartigen Verlauf und dient als Ausgangspunkt für die Feststellung, dass auf der jeweiligen Bahn ein Schuss ausgelöst worden ist.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 ist im Rahmen des Abschussdetektors einem Drucksensor ein trichterartiges Eingangsorgan zugeordnet, welches sich in Richtung auf den Drucksensor hin verjüngt. Dieses Eingangsorgan ist ein erstes Mittel zur Erhöhung der Selektivität der erfindungsgemäßen Anordnung. So wird durch dieses Eingangsorgan bereits erreicht, dass ein auf der benachbarten Bahn des Schießstandes ausgelöster Schuss hinsichtlich seiner Druckwirkungen im Bereich des Drucksensors zumindest erheblich abgeschwächt erfasst wird und somit deutlich von einer solchen Druckwelle unterscheidbar ist, die von einem Schuss herrührt, der auf der betrachteten Bahn ausgelöst worden ist.

Die Merkmale des Anspruchs 3 sind auf weitere Mittel gerichtet, welche die Selektivität der erfindungsgemäßen Anordnung bestimmen. So ist eine Diskriminatorschaltung vorgesehen, in welcher das über den Drucksensor eingekoppelte Signal nach Maßgabe bestimmter Parameter einer Prüfung unterzogen wird, wobei die Frage, ob das empfangene Signal einem Schuss auf der jeweiligen Bahn zuzuordnen ist oder nicht, von dem Ergebnis dieser Prüfung abhängt. Die Diskriminatorschaltung dient somit der messtechnischen Unterdrückung solcher Signale, die aufgrund dieser Prüfung nicht als ein solches Signal zu interpretieren sind, welches einen bahnspezifischen Schuss anzeigt. Der Diskriminatorschaltung können sämtliche aus dem gemessenen Drucksignalverlauf erfassbaren, für einen Schuss charakteristische Parameter zugrunde gelegt werden.

Vorzugsweise ist der Drucksensor gemäß den Merkmalen des Anspruchs 4 ein solcher, der zur ausgangsseitigen Generierung eines elektrischen, den Druck im Zeitablauf beschreibenden Signals eingerichtet ist. Ein solches analoges Signal eröffnet beliebige Auswertungsmöglichkeiten.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 5 werden von dem durch den Drucksensor generierten Signal bevorzugt Eigenschaften wie dessen Flankensteilheit und/oder dessen Spitzenwert erfasst. Indem für diese beiden Parameter Bandbreiten vorgegeben sind, welche dem Druckverlauf von üblicherweise auf dem Schießstand benutzten Walten, insbesondere der hierbei zum Einsatz kommenden Kaliber berücksichtigen, stehen ausreichende Datensätze zur Verfügung, um die Grenzen zu definieren, jenseits welcher eingehende Signale nicht als Schuss interpretiert werden. Diese Bandbreite ist naturgemäß in Zusammenhang mit dem Aufstellungsort des Abschussdetektors zu sehen, der sich regelmäßig zwischen der Zieldarstellung und dem Schützen befindet. Dies bedeutet, dass die genannten Bandbreiten innerhalb der Diskriminatorschaltung justierbar eingerichtet sein müssen.

Die Merkmale des Anspruchs 6 sind auf eine vorteilhafte technische Realisierung des Drucksensors gerichtet. Bei diesem kommt in jedem Fall ein solches Druck- bzw. Kraftmesssystem zum Einsatz, welches an die zu erwartenden, durch das Auslösen eines Schusses ausgelösten Absolutwerte des Drucksignals angepasst sind. Weitere Eigenschaften liegen in der Grenzfrequenz dieses Systems, bei welcher die Schussgeschwindigkeit automatischer Waffen berücksichtigt werden muss.

Man erkennt anhand der obigen Ausführungen, dass mit der erfindungsgemäßen Anordnung in einfacher Weise ein hohes Maß an Selektivität hinsichtlich der Interpretation von Signalen installiert ist, von denen die Identifikation eines Schusses bzw. eines Schützen abhängig gemacht wird. Die weitere Verarbeitung der auf diesem Wege gewonnenen Signale kann in an sich bekannter Weise erfolgen, d.h. es wird ein, mittels eines Treffererkennungssystems generierter, eine Trefferlage beschreibender Datensatz erst dann dem die jeweilige Bahn benutzenden Schützen zugeordnet, wenn ein, die einwandfreie Identifizierung eines Schusses auf der betrachteten Bahn beschreibendes Signal vorliegt. Signale von parallelen Bahnen werden regelmäßig bereits aus energetischen Gründen nicht als Signale interpretierbar sein, die sich als Schuss der betrachteten Schießbahn interpretieren lassen. Über die Flankensteilheit des Signals, welche für das impulsartige Muster des Druckverlaufs charakteristisch ist, können Fremdgeräusche als solche erkannt und unterdrückt werden, da bei diesen der charakteristische Druckverlauf nicht vorliegt. Die Anordnung ist insbesondere auch zur Verwendung in Verbindung mit automatischen Waffen geeignet, da hohe Schussfolgegeschwindigkeiten entsprechend dem eingesetzten Druckmessprinzip auswertbar sind.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf das in der Zeichnung wiedergegebene Schaltschema näher erläutert werden.

Mit 1 ist in der Zeichnung eine Waffe angedeutet, aus der nach Auslösen eines Schusses ein Geschoss 2 austritt. Hierbei wird davon ausgegangen, dass sich der jeweilige Schütze auf einer der mehreren Schießbahnen einer Schießanlage befindet. In unmittelbarer Nähe des Schützen, jedoch zwischen diesem und der zu beschießenden Zieldarstellung befindet sich ein Abschussdetektor 3, der ortsfest aufgestellt ist und an welchem das Geschoss 2 in Richtung des Pfeiles 4 vorbeifliegt. Einer jeden der Schießbahnen ist ein solcher Abschussdetektor 3 zugeordnet.

Ein Abschussdetektor 3 besteht aus einem in Richtung zu dem Schützen hin offenen, sich in Beschussrichtung trichterartig verjüngenden Eingangsorgan 5, auf dessen Grund sich ein Drucksensor 6 befindet. Als Drucksensor 6 kann jedes elektrische Messsystem eingesetzt werden, welches eine dem eingangsseitigen Druck entsprechenden elektrische Messgröße bildet. Beispielsweise kann es sich bei dem Drucksensor um einen solchen handeln, bei welchem der Druck im weitesten Sinne auf eine Kraftmessung zurückführbar ist, die mittels der an sich bekannten Techniken der piezoelektrischen Kraftmesstechnik oder der Dehnungsmesstechnik, insbesondere mittels Dehnmessstreifen durchgeführt wird. In jedem Fall steht ausgangsseitig bezüglich des Drucksensors 6 ein elektrisches Signal zur Verfügung, welches die ermittelte Kraft als Funktion der Zeit beschreibt und welches über eine Leitung 7 zwecks Auswertung weitergeleitet wird. Diese Funktion weist ein für einen Schuss charakteristisches Muster auf, welches die Grundlage der Schützenidentifikation bildet.

Das über die Leitung 7 übertragene, einem Schuss zugeordnete Signal weist eine impulsartige charakteristische Zeitabhängigkeit auf, wobei der Flankenanstieg des Signals und – u.a. abhängig von dem Abstand zwischen dem Abschussdetektor 3 einerseits und dem Schützen andererseits – der Maximalwert des Signals ausgewertet werden.

Mit 8 ist eine Diskriminatorschaltung bezeichnet, welche darauf abzielt, nur solche Signale einer Weiterverarbeitung zuzuführen, die von ihrem Verlauf her als Schuss interpretierbar sind.

Die Diskriminatorschaltung 8 steht mit einer Steuerungseinrichtung 9 in Verbindung, die ihrerseits über eine Leitung 10 mit einer zeichnerisch nicht dargestellten Treffererkennungseinrichtung einer Zieldarstellungseinrichtung in Wirkverbindung steht. Über die Leitung 10 werden der Steuerungseinrichtung 9 somit Informationen über einen Treffer und dessen Lage übermittelt.

Sobald mittels der Waffe 1 ein Schuss ausgelöst worden ist und das Geschoss 2 deren Lauf verlassen hat, treten in der Folge die, den Antrieb des Geschosses 2 innerhalb des Laufes bewirkenden Treibgase aus und bilden eine Druckwelle, die über das Eingangsorgan 5 des Abschussdetektors 3 eingekoppelt wird. Bereits von dem trichterartigen Eingangsorgan 5 geht eine Wirkung derart aus, dass solche Druckwellen, die von einer benachbarten Schießbahn ausgehen, hinsichtlich ihrer Wirkung auf den Drucksensor 6 zumindest stark abgeschwächt und spätestens in der Diskriminatorschaltung 8 völlig unterdrückt werden.

Am Ausgang des Drucksensors 6 liegt im jeden Fall ein elektrisches Signal an, welches den Druckverlauf über der Zeit beschreibt und als Ausgangssignal für die Identifizierung des die Waffe 1 betätigenden Schützen benutzt wird. Wie bereits erwähnt, wird im Rahmen der Diskriminatorschaltung die Flankensteilheit dieses Signals ebenso wie dessen Maximalwert mit vorab gespeicherten Werten verglichen, die Standardsignalen entnommen sind, die jeweils einen Schuss beschreiben. Lediglich dann, wenn das in der Diskriminatorschaltung 8 ausgewertete Signal sämtliche Kriterien erfüllt, d.h. eine hinreichende Flankensteilheit und einen geeigneten Maximalwert aufweist, und ggf. weitere, sich aus der Signalauswertung ergebende Parameter vorliegen, wird der Steuerungseinrichtung 9 ein Schuss signalisiert, der über die Waffe 1 ausgelöst worden ist und welchem die über die Leitung 10 eingegangene Information betreffend eine Trefferlage zugeordnet wird.

Falls der Steuerungseinrichtung 9 über die Leitung 7 kein Signal zugeleitet wird, wird eine dennoch über die Leitung 10 übertragene Trefferinformation ignoriert.

Man erkennt anhand der vorstehenden Ausführungen, dass die erfindungsgemäße, den beschriebenen Abschussdetektor 3 einbindende Anordnung ein einfaches und besonders zuverlässiges System zur eindeutigen Identifizierung eines Schützens betrifft, welches zum Zusammenwirken mit einer Steuerungseinrichtung für eine automatisierte Treffererkennung geeignet ist und mit entsprechenden Schnittstellen ausgerüstet werden kann.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist auch dann mit Vorteil einsetzbar, wenn mehrere Schützen die gleiche Zieldarstellung beschießen, wobei in diesem Fall jedem Schützen eine solche Anordnung zugeordnet wird.


Anspruch[de]
  1. Zur Verwendung auf einem, mehrere Bahnen aufweisenden Schießstand bestimmte Anordnung zur Identifikation eines eine Waffe (1) betätigenden Schützen mit einem Abschussdetektor (3), der mit einer Steuerungseinrichtung (9) in Verbindung steht und in einem definierten Abstand von dem die jeweilige Bahn nutzenden Schützen ortsfest aufgestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschussdetektor (3) zur selektiven Erfassung der durch einen auf der jeweiligen Bahn ausgelösten Schuss freigesetzten Druckwelle bestimmt und eingerichtet ist.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschussdetektor (3) aus einem Drucksensor (6) und einem trichterartigen Eingangsorgan (5) besteht, welches sich in Richtung auf den Drucksensor (6) hin verjüngt.
  3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen dem Drucksensor (6) und der Steuerungseinrichtung (9) eine Diskriminatorschaltung (8) befindet, die dazu bestimmt und eingerichtet ist, das über den Drucksensor (6) eingekoppelte Signal hinsichtlich wenigstens eines Parameters mit einem, einen Schuss beschreibenden Signal zu vergleichen und eine weitere Umsetzung eines nicht als ein solches Signal zu interpretierenden Signals zu unterdrücken.
  4. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (6) zur ausgangsseitigen Generierung eines elektrischen, den Druck im Zeitablauf beschreibenden Signals eingerichtet ist.
  5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Diskriminatorschaltung (8) für eine Überprüfung des mittels des Drucksensors (6) generierten Signals nach Maßgabe einer vorgebbaren Bandbreite zumindest hinsichtlich Flankensteilheit und/oder Spitzenwert des Signalverlaufs eingerichtet ist.
  6. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (6) ein solcher auf der Basis eine Piezokristalls, eines Dehnmessstreifens oder eines vergleichbaren Kraftmesssystems ist.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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