Измерительная рама для бесконтактного оптического определения позиции пробоины и соответствующий способ измерения

Группа изобретений относится к устройству и способу для бесконтактного определения позиции пробоины пули в поверхности мишени. Измерительная рама, предназначенная для реализации способа бесконтактного определения позиции пробоины пули в поверхности мишени, содержит, по меньшей мере, один источник излучения для излучения первого расходящегося поля излучения, по меньшей мере один второй источник излучения для излучения второго расходящегося поля излучения, причем первое и второе поля излучения перекрещиваются под углом в плоскости, поперечной направлению пробоины, и по меньшей мере первое и по меньшей мере одно второе оптические приемные устройства, которые соотнесены соответственно с по меньшей мере одним первым и вторым источниками излучения. Каждое из оптических приемных устройств содержит группу оптических элементов приемника, которые пригодны для определения пространственно растянутой позиции затенения вследствие подлежащей обнаружению пули. Технический результат – определение, как позиции пробоины, так и калибра пули. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 29 ил.

 

Настоящее изобретение относится к измерительной раме для бесконтактного оптического определения позиции пробоины пули в поверхности мишени. Настоящее изобретение относится также к соответствующему способу измерения и оценки. Кроме того, настоящее изобретение относится к системе индикации, которая использует по меньше мере одну измерительную раму такого типа.

В сфере спортивной стрельбы и при обучении стрелков в течение длительного времени используют измерительные рамы, которые определяют позицию пробоины с помощью бесконтактной техники световых затворов. При такого рода оптическом способе измерения измерение пролетающей через измерительную раму пули определяют бесконтактно с помощью инфракрасных датчиков. Один отдельный световой затвор состоит из передатчика инфракрасного излучения, который излучает инфракрасное излучение в одном объединенном в пучок световом луче, и приемника инфракрасного излучения, который расположен напротив передатчика инфракрасного излучения и измеряет яркость падающего потока инфракрасного излучения. В зависимости от размера измерительной рамы встраивают до 500 самостоятельных световых затворов, которые расположены в жесткой решетчатой сетке на внутренних сторонах рамы.

Передатчики инфракрасного излучения отдельных световых затворов вырабатывают внутри рамы непрерывную световую занавесу. При пролете пули через эту световую завесу происходит частичное или полное прерывание нескольких световых затворов как на горизонтальной оси X, так и на вертикальной оси Y измерительной рамы.

Преимущество этого решения заключается, с одной стороны, в отсутствии износа, так как нет необходимости в использовании расходных материалов, таких как бумага или резиновая лента. С другой стороны, использование оптических измерительных рам имеет преимущество, выраженное в высокой точности измерения и малой чувствительности к загрязнениям и колебаниям температуры.

Такого рода линейные измерительные рамы известны, например, из DE 4115995 А1 или ЕР 034284 А1. Кроме того, из US 2012 0194802 А1 известно комбинированное измерительное устройство, которое использует два перекрещивающихся оптических световых затвора для перекрытия лежащей наиболее глубоко зоны мишени и акустический способ определения позиции пробоины во внешней зоне. При этом ряд световых затворов, которые расположены на сегменте дуги окружности, используют для определения интенсивности излучения, которое излучается расположенным напротив источником света, в различных точках дуги окружности. Позицию пробоины определяют на основании различных величин яркости.

Однако все еще существует потребность в указании измерительных рам с повышенной точностью и надежностью, которые рентабельны в изготовлении и не требуют использования расходных материалов, таких как акустические мембраны, и при этом, тем не менее, укладываются в максимально допустимые размеры для такого рода измерительных рам.

Эту задачу решают с помощью предмета независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствования настоящего изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

При этом настоящее изобретение базируется на идее о том, что измерительная рама для бесконтактного оптического определения позиции пробоины пули в поверхности мишени содержит по меньшей мере один первый источник излучения для излучения расходящегося поля излучения, а также второй источник излучения для излучения второго расходящегося поля излучения. Первое и второе поля излучения перекрещиваются под углом в плоскости, поперечной направлению пробоины. По меньшей мере одно первое и по меньшей мере одно второе оптические приемные устройства соответственно приданы первому и второму источникам излучения, принимают выданное излучение и оценивают его.

В частности, каждое из оптических приемных устройство содержит группу оптических элементов приемника, которые пригодны для определения пространственно растянутого затенения при сопровождении подлежащей обнаружению пули. В частности, оптические элементы приемника расположены по меньшей мере в два ряда, а элементы приемника одного ряда расположены смещенными относительно элементов приемника соседнего ряда.

Предпочтительно с помощью соответствующего изобретению устройства может быть осуществлен способ оценки, который с использованием ограничения определенных положений затенения и позиции соответствующего излучающего источника излучения рассчитывает касательные к обнаруженной пуле. С помощью такого способа расчета может быть достигнута существенно более высокая точность и наряду с позицией пробоины, то есть положением центра пули, может быть рассчитан также соответствующий калибр, то есть размер пули.

При этом в качестве источников излучения пригодны, например, светоизлучающие диоды, LED, которые выдают инфракрасное излучение, или лазерные диоды, как, например VCSEL (vertical cavity surface emitting laser) (лазер поверхностного излучения с вертикальным объемным резонатором), при которых излучение лазера проходит перпендикулярно плоскости полупроводникового чипа. В качестве детекторных элементов используют, например, фотодиоды. Само собой разумеется, возможно, однако, использование и любой другой пригодной сенсорной техники, например, фототранзисторов.

Для поддержания пути прохождения света сравнительно коротким и, следовательно, для обеспечения малых общих размеров измерительной рамы, разрешение позиции затенения на стороне приемника должно быть особо коротким и в случае конструкции с большим количеством полей излучения необходимо предотвратить перекрестные наводки со стороны не относящегося к конструкции источника излучения. Для реализации такого рода конструкции с высокой разрешающей способностью в соответствии с предпочтительным усовершенствованием настоящего изобретения возможно предусмотрение устройства с диафрагмами. При этом, с одной стороны, одну или несколько диафрагм можно расположить в непосредственной близости от источника излучения для формирования соответствующим образом расходящегося луча, прежде чем он достигнет поля измерения.

С другой стороны, диафрагмы могут быть предусмотрены в непосредственной близости от элементов приемника, чтобы ограничить попадающее на элементы приемника излучение после пересечения последним области измерения. Особо высокой точности достигают путем комбинирования этой техники диафрагм, так что как перед источником излучения, так и перед элементами приемника может быть предусмотрено соответствующее устройство с диафрагмами.

Соответствующая изобретению измерительная рама может быть реализована особо просто и эффективно в случае, если первый и второй источники излучения и соответствующие первое и второе приемные устройства расположены таким образом, что центральные оси излученных полей излучения пересекаются главным образом под прямым углом. Наряду с упрощенной реализацией этого устройства также и геометрический расчет касательных с помощью этого устройства является особенно простым, так как в этом случае измерительная рама может быть интерпретирована в качестве первого квадранта картезианской системы координат. Для расширения точности измерения и определяемой области измерения может быть предусмотрено множество источников излучения и приданных приемных устройств. При этом особенно предпочтительно, если измерительная рама, которая ограничивает поверхность мишени главным образом с прямоугольной формой, образована четырьмя имеющими главным образом одинаковую конструкцию мерными рейками, которые расположены вдоль кромок прямоугольного ограничения. Это означает, что каждая из кромок измерительной рамы несет источники излучения и приемные устройства, так что общая площадь мишени покрыта множеством перекрещивающихся расходящихся полей излучения.

При соответствующем изобретению способе оценке в принципе возможен расчет четырех касательных на пролетевшей насквозь пуле. Для однозначного определения позиции пробоины необходим, однако, расчет лишь трех касательных. Таким образом, в случае расчета четырех касательных имеет место избыточность, которая может быть использована для проверки достоверности результата измерения.

Кроме того, соответствующее изобретению устройство обеспечивает возможность включения этапа калибровки. При этом по меньшей мере один источник излучения кратковременно отключают и определяют значение разности интенсивности излучения между освещенным и неосвещенным состоянием на соответствующем приемном устройстве и на основании этого рассчитывают калибровочный коэффициент. Эти калибровочные значения можно, например, вновь определять после каждого измерения.

Таким образом, посредством сравнения измеренного значения разности с пороговым значением могут быть определены изменения света, например, в результате загрязнения во время работы. Предупредительное извещение может быть выработано в случае занижения этого порогового значения, то есть в случае, если интенсивность излученного излучения более не соответствует требованиям. Пользователь может быть своевременно проинформирован о критическом состоянии измерительной рамы, прежде чем возникнут ошибки измерения, например, в результате загрязнения.

С помощью соответствующего изобретению способа без дополнительных затрат наряду с позицией пробоины можно также рассчитывать калибр пролетающей сквозь измерительную раму пули. Это может быть также использовано для проверки достоверности.

Для лучшего понимания настоящего изобретения оно поясняется более подробно на основании примеров исполнения, изображенных на последующих фигурах. При этом одинаковые детали оснащены одинаковыми ссылочными обозначения и одинаковыми обозначениями конструктивного элемента. Кроме того, также некоторые признаки или комбинации признаков из изображенных и описанных различных форм исполнения могут представлять по себе самостоятельные, изобретательские или соответствующие изобретению решения.

Фигуры показывают:

Фиг. 1 показывает перспективное изображение измерительной рамы в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг. 2 показывает вид сверху на измерительную раму по фиг. 1;

Фиг. 3 показывает частично открытый детальный вид соответствующей изобретению измерительной рамы;

Фиг. 4 показывает вид сверху на первое устройство с диафрагмами;

Фиг. 5 показывает деталь из фиг. 4;

Фиг. 6 показывает следующую деталь из фиг. 4;

Фиг. 7 показывает следующее устройство с диафрагмами;

Фиг. 8 показывает деталь из фиг. 7;

Фиг. 9 показывает следующую деталь из фиг. 7;

Фиг. 10 показывает следующую деталь из фиг. 7;

Фиг. 11 показывает вид сверху на третье устройство с диафрагмами;

Фиг. 12 показывает деталь из фиг. 11;

Фиг. 13 показывает следующую деталь из фиг. 11;

Фиг. 14 показывает следующее устройство с диафрагмами;

Фиг. 15 показывает следующее устройство с диафрагмами;

Фиг. 16 показывает следующее устройство с диафрагмами;

Фиг. 17 показывает принципиальное изображение принципа действия первого формирователя луча в устройствах с диафрагмами;

Фиг. 18 показывает схематическое изображение принципа действия второго формирователя луча в устройстве с диафрагмами;

Фиг. 19 показывает схематическое изображение попадающего светового луча на стороне приемника;

Фиг. 20 показывает схематическое изображение принципа действия диафрагм, расположенных на стороне приемника;

Фиг. 21 показывает опрокинутое изображение устройства из фиг. 20;

Фиг. 22 показывает схематическое изображение приемных устройств и устройства с диафрагмами, расположенного наиболее близко к ним;

Фиг. 23 показывает схематическое изображение базы расчета;

Фиг. 24 показывает схематическое изображение измерительного поля с фиктивными световыми затворами, которые служат для расчета;

Фиг. 25 показывает деталь из фиг. 24 с предположением, что пуля пролетает сквозь плоскость мишени;

Фиг. 26 показывает деталь из фиг. 25;

Фиг. 27 показывает деталь устройств с диафрагмами вблизи приемников при затенении пулей;

Фиг. 28 показывает вид сверху на группу элементов приемника в случае пролетания пули;

Фиг. 29 показывает иллюстрацию базы расчет для определения касательных на пуле.

Фиг. 1 показывает в перспективном изображении измерительную раму 100 в соответствии с предпочтительной формой исполнения настоящего изобретения.

В показанной форме исполнения измерительная рама выполнена в целом квадратной и окружает также по существу квадратную поверхность 102 мишени, сквозь которую пролетают подлежащие обнаружению пули.

Как отчетливо видно из последующих фигур, из каждой из мерных планок 104, 196 и 108 измерительной рамы исходят расходящиеся поля излучения, которые попадают на соответственно расположенные напротив мерные планки измерительной рамы. В результате этого поля излучения установленных соответственно перпендикулярно друг на друге мерных планок перекрещиваются под прямым углом.

Каждая из мерных планок 104-110 содержит как источники излучения, так и оптические приемные устройства. На фиг. 1 можно распознать исключительно самые наружные отверстия диафрагм для расположенных ниже приемных устройств.

Эти группы 112 диафрагм, поскольку они ограничивают область 102 пробоины, дополнительно покрыты прозрачным кожухом, например диском из акрилового стекла. На фиг. 1 можно распознать соответствующие крепления 114.

Фиг. 2 показывает в виде сверху измерительную раму 100 из фиг. 1. На фиг. 2 схематически проиллюстрировано прохождение двух расходящихся полей 116 излучения, которые перекрещиваются в поверхности 102 мишени. Так как теперь каждая из реек измерительной рамы соответственно оснащена источниками излучения и приемными устройствами, вся поверхность мишени может быть покрыта этими расходящимися полями 116 излучения. При соответствующем изобретению решении центр Z поверхности мишени однозначно определен механическими условиями.

В качестве источников излучения пригодны, например светоизлучающие диоды (LED), которые испускают излучение в инфракрасном диапазоне. Само собой разумеется, возможно, однако, также использование других источников излучения, таких как лазерные диоды или т.п. Для того или иного типа источника излучения выбирают подходящее приемное устройство. Например, это могут быть фотодиоды или фототранзисторы.

В соответствии с настоящим изобретением на каждой из мерных реек 104, 106, 108, 110 измерительной рамы расположены отдельные рейки с диафрагмами. При этом каждая из реек с диафрагмами содержит дырчатые диафрагмы для формирования выданного излучения в месте, которое расположено в непосредственной близости от источников излучения и дырчатые диафрагмы для фокусировки попадающего на приемники излучения в месте, которое расположено непосредственно над элементами приемника. Фиг. 3 в местном виде поясняет конструкцию реек с диафрагмами.

В соответствии с изобретением существуют два типа реек с диафрагмами, а именно рейки, которые расположены, например, снизу и справа, и рейки, которые смонтированы сверху и слева. Тем самым обеспечивается, что соответственно две различных райки расположены напротив друг друга, так что выданное источником излучения излучение на противолежащей рейке попадает на соответствующие элементы приемника.

На фиг. 3 показана форма исполнения, в которой предусмотрены три первые рейки 118, 118' и 118''. При этом каждая из реек 118, 118' и 118'' с диафрагмами содержит дырчатые диафрагмы для формирования излученного поля излучения и для экранирования подлежащего приему излучения после достижения поверхности мишени. Как это еще более отчетливо показано на последующих фигурах, расположенная наиболее близко к поверхности 102 мишени рейка 118 с диафрагмами содержит диафрагмы 124 с удлиненным пазом для формирования поля 116 излучения, прежде чем оно войдет в плоскость мишени. Далее. Рейка 118 с диафрагмами содержит для поля излучения, проходящего от противолежащей мерной рейки измерительной рамы, круговые дырчатые диафрагмы, которые ограничивают излучение, попадающее на элементы приемника (ссылочное обозначение (126). На определенном расстоянии от первой рейки 118 с диафрагмами расположена следующая рейка 118' с диафрагмами, которая содержит, с одной стороны, более узко ограниченные дырчатые диафрагмы 126' для ограничения входящего излучения и, с другой стороны, одну имеющую несколько меньший размер дырчатую диафрагму 124' с удлиненным пазом для формирования выданного излучения.

Непосредственно над не изображенной здесь опорой схемы, на которой смонтированы светодиоды и фотодиоды, расположена третья рейка 118'' с диафрагмами. В данном случае на фиг. 3 можно распознать лишь группу дырчатых диафрагм 126'' приемника, так как для экранирования нежелательного рассеянного излучения, проходящего через находящиеся в этой рейке измерительной рамы источники излучения, предусмотрена разделительная диафрагма 128.

Соответствующие вторые рейки 119, 119' и 119'' с диафрагмами отличаются от первых реек 118, 118', 118'' позицией диафрагм передатчика и диафрагм приемника. Она выбрана таким образом, что обеспечивается прямолинейное взаимодействие с соответственно расположенными напротив элементами приемника. Размеры дырчатых диафрагм приемника и дырчатых диафрагм передатчика выбраны, однако, одинаковыми из соображений симметричности.

Фиг. 4-6 показывают соответственно наружную вторую диафрагму 119, которая непосредственно граничит с поверхностью 102 мишени. В соответствии с данной формой исполнения на этой рейке измерительной рамы предусмотрены в общей сложности шесть источников излучения, так что рейка 119 с диафрагмами соответствующим образом содержит шесть диафрагм 124 с удлиненным пазом. В соответствии со специальной формой исполнения этих фигур приемное устройство содержит группу из 32 элементов приемника, так что оптически соосно с этими элементами приемника в рейке 119 с диафрагмами для каждой группы элементов приемника предусмотрена группа из 32 диафрагм 126 с удлиненным пазом приемника.

Для улучшения разрешающей способности и точности два ряда элементов приемника расположены, в частности, таким образом, что они соответственно смещены относительно друг друга, как это отчетливо показано на фиг. 6.

Средняя вторая рейка 119' с диафрагмами, которая расположена более близко к плате с источниками излучения и элементами приемника, изображена на фиг. с 7 по 10. При этом дырчатые диафрагмы 126' приемника выбраны с тем же диаметром, что и дырчатые диафрагмы 126 приемника. Само собой разумеется, был бы возможен выбор также другого диаметра. Диафрагмы 124' с удлиненным пазом для выданного излучения имеют, однако, иную форму по сравнению с диафрагмой 124 с удлиненным пазом из фиг. с 4 по 6. Так, например, диафрагма 124' с удлиненным пазом может быть сформована с тем же радиусом, однако, с меньшей протяженностью, нежели наружная дырчатая диафрагма 124. За счет ограничения выданного излучения лишь до пределов малой частичной области в соответствии с изобретением можно достичь отчетливой гомогенизации используемого излучения, в результате чего сокращается количество ошибок измерения и упрощается оценка.

Наконец, фиг. с 11 по 13 показывают расположенную наиболее глубоко вторую рейку 119'' с диафрагмами. Эта рейка с диафрагмами расположена на наименьшем расстоянии от самих конструктивных элементов и содержит для первого формирования излученного поля излучения круговую диафрагму 124'' передатчика. Каждому элементу приемника придана дырчатая диафрагма 126'' приемника, которая имеет в целом прямоугольную форму с закругленными углами. Такое прямоугольное исполнение обеспечивает возможность особо эффективного использования поступающего сюда излучения, так как имеющие прямоугольную форму дырчатые диафрагмы 126'' приемника по существу соответствуют наружному контуру расположенных под ними элементов приемника.

Фиг. с 14 по 16 показывают сообщающиеся первые рейки 118, 118' и 118'' с диафрагмами, которые расположены на соответственно расположенных напротив рейками измерительной рамы, так одна группа элементов приемника расположена соответственно напротив одного источника излучения. Исходя из этого размеры и формы передатчиков и диафрагм с удлиненным пазом приемника являются идентичными. Преимущество этого заключается в возможности унификации вырубных инструментов для изготовления реек с диафрагмами.

В последующем со ссылкой на фиг. с 17 по 22 детально описано управление излучением при его испускании и обнаружении.

Фиг. 17 показывает действие диафрагмы 124' с удлиненным пазом. В частности, из имеющего форму конуса поля 116 излучения источника 120 излучения, например светодиода, с помощью диафрагмы 124' с удлиненным пазом вырезается область, существенно уменьшенная по длине. За счет этого ограничения, как уже упоминалось, повышают гомогенизацию излучения, которое покидает диафрагму 124 с удлиненным пазом. Следует отметить, что для повышения наглядности на фиг. 17 круговая диафрагма 124'' не изображена. Позиция дырчатой диафрагмы на фиг. 17 могла бы быть также отождествлена с позицией источника 120 излучения.

Фиг. 18 показывает в перспективе принцип действия обеих диафрагм 124' и 124 с удлиненным пазом, которые удалены друг от друга настолько, что имеющая больший размер диафрагма 124 с удлиненным пазом не удаляет более существенную часть излучения, а формирует исключительно краевые области и уменьшает рассеянное излучение.

Как показано на фиг. 19, хорошо определенное расходящееся поле 116 излучения попадает на расположенные соответственно напротив мерные рейки, а именно соответственно на различные рейки 119 или 118 с диафрагмами.

Как видно из двух детальных видов на фиг. 20 и 21, дырчатые диафрагмы 126 и 126' обуславливают формирование поступающего вниз к элементам приемника излучения и, в частности, уже отчетливое уменьшение излучения, которое попадает на элементы приемника, которые не относятся к расположенным непосредственно напротив источникам излучения. Это обрезание излучения с помощью собственно неприданных дырчатых диафрагм, обосновано увеличенным углом падения, под которым проходит излучение от неприданного источника излучения.

Наконец, фиг. 22 показывает работу самой внутренней дырчатой диафрагмы 126''. Видно, что рассеянное излучение 122 не проходит более через прямоугольные дырчатые диафрагмы 126'' к держателю 130 схем, на котором расположены элементы приемника.

Для расчетной оценки можно, таким образом, представить, что поверхность 102 мишени пронизана отдельными виртуальными световыми затворами 132, как это показано на последующих фигурах для пояснения принципа расчета. Конечно, следует констатировать, что чисто физически плоскость 102 мишени постоянно пронизана непрерывными конусами излучения. Для оценки привлекают исключительно выделенные в последующем виртуальные световые затворы 132.

Фиг. 25 показывает ситуацию при пролете пули 134 сквозь плоскость 102 мишени. При изображенном здесь в качестве примера калибре 134 происходит прерывание трех виртуальных световых затворов 132. Иными словами, три элемента приемника не освещаются.

В зависимости от позиции пробоины и калибра пули 134 прерывание световых затворов может происходить полностью или также лишь частично, как это показано в виде эскиза на фиг. 26. Фиг. 27 показывает перспективное изображение области прямоугольных дырчатых диафрагм 126'' приемника и видно, что в случае изображенной на фиг. 25 ситуации именно три элемента приемника совсем не освещены, а четвертый элемент приемника принимает лишь частичный луч и поэтому измеряет уменьшенную интенсивность. Для пояснения конструкции элементов 136 приемника на изображении на фиг. 28 рейка 119'' с диафрагмами удалена из фиг. 28.

Со ссылкой на все предшествующие фигуры и с учетом фиг. 29 далее приведено детальное пояснение соответствующей изобретению оценки.

Как уже упоминалось, измерительное поле состоит из отдельных по существу треугольных световых полей. Одно отдельное поле содержит источник 120 света, свет которого излучается на светочувствительные датчики в форме группы. Для обеспечения возможности точного измерения тени пули 134 в поле 116 излучения перед датчиками и перед источниками излучения, как упоминалось, смонтированы диафрагмы. Эти диафрагмы обеспечивают разделение непрерывного поля 116 излучения на множество виртуальных световых затворов. В данной форме исполнения это выполнено, например, в виде 32 световых затворов на группу приемников. Определенную величину измерения каждого элемента приемника подразделяют, например, максимально на 220 ступеней. Как уже упоминалось, непреднамеренное влияние постороннего света, в частности, излучения соседних источников излучения, на величину измерения предотвращают с помощью предусмотренных диафрагм.

Измерительная поверхность, которая соответствует поверхности 102 мишени, выполнена в модели оценки в соответствии с настоящим изобретением в качестве первого квадранта картезианской системы координат. Как показано на фиг. 29, граничные точки тени определяют на стороне, соответственно расположенной напротив источника излучения. Координата соответствующего источника 120 излучения задана механически и известна и по этой причине границы тени можно определить с помощью двух прямых 138, которые одновременно являются касательными к пуле 134. Поскольку измерение производят с помощью двух перекрещивающихся полей 116 излучения из двух различных источников 120 излучения, в целом получают четыре касательных 138, между которыми должна находиться пуля 134. Точки пересечения четырех прямых 138 представляют собой угловые точки прямоугольника касательных.

Далее, точка пересечения биссектрис соответствующей пары прямых представляет собой центр подлежащей измерению пули и, следовательно, искомой позиции пробоины. Далее, на основании касательных с помощью простого тригонометрического расчета может быть определен диаметр пули, калибр.

Так как окружность однозначно описана точками соприкосновения трех прилегающих к ней касательных, с помощью соответствующего изобретению способа может быть проведена проверка на достоверность, так что измеренная четвертая касательная представляет собой избыточную информацию.

Для получения оптимальных величин измерения один из источников излучения можно отключить на непродолжительное время, например приблизительно на 200 мкс. В результате этого возникает изменение тени, которое соответствует стопроцентному затенению расположенных напротив элементов приемника. Определенные с помощью этого этапа калибровки величины можно использовать для калибровки измерительной рамы. Например, после каждого измерения можно производить дополнительную калибровку с помощью калибровочных величин.

В соответствии с этим во время эксплуатации можно также производить проверку изменений интенсивности излучения, возникающих, например, в результате загрязнения. В частности, непосредственно после каждого измерения можно производить проверку качества измерительного поля, например, путем последовательного отключения источников излучения. Вырабатывают новые калибровочные величины и на основании их и первоначальных калибровочных величин могут быть рассчитаны калибровочные коэффициенты путем деления новой величины на первоначальную калибровочную величину. Эти калибровочные коэффициенты можно использовать, с одной стороны, для предельно точного определения позиции пули 134. С другой стороны, на основании этих коэффициентов можно, однако, также определять изменение интенсивности излучения и использовать его для по возможности своевременного информирования пользователя об ухудшенном состоянии измерительной рамы. Например, возможно проведение сравнения пороговой величины для определения того, насколько значительным является еще допустимое уменьшение интенсивности света.

С помощью соответствующей изобретению оценки и описанной измерительной рамы могут быть разработаны системы индикации пробоин, которые надежно, при низких затратах и чрезвычайно точно определяют и выводят на индикацию позиции пробоин. Далее, размеры соответствующей изобретению измерительной рамы могут поддерживаться столь малыми, что могут быть соблюдены необходимые для всех допусков к соревнованиям максимальные размеры между центром мишени и центром соседней мишени. Например, максимально допустимое расстояние «центр-центр» двух мишеней может поддерживаться на величине 750 мм при диаметре мишени 500 мм (дистанция 25 м). Эти максимальные размеры необходимы для допуска ISSF (International Shooting Sport Federation) для измерения при олимпийской дисциплине "Rapid Fire".

1. Измерительная рама для бесконтактного оптического определения позиции пробоины пули в поверхности мишени, причем измерительная рама содержит:

по меньшей мере один первый источник излучения для излучения первого расходящегося поля излучения;

по меньшей мере один второй источник излучения для излучения второго расходящегося поля излучения, причем первое и второе поля излучения перекрещиваются под углом в плоскости, поперечной направлению пробоины;

по меньшей мере одно первое и по меньшей мере одно второе оптическое приемное устройство, которые соотнесены соответственно с по меньшей мере одним первым и вторым источниками излучения;

причем каждое из оптических приемных устройств содержит группу оптических элементов приемника, которые пригодны для определения пространственно растянутой позиции затенения вследствие подлежащей обнаружению пули;

по меньшей мере одну диафрагму приемника для отфильтровывания нежелательного излучения, причем диафрагма приемника содержит в направлении луча следующие друг за другом дырчатые диафрагмы с различной формой отверстия.

2. Измерительная рама по п. 1, в которой оптические элементы приемника расположены по меньшей мере в два ряда и элементы приемника одного ряда расположены смещенными относительно элементов приемника соседнего ряда.

3. Измерительная рама по п. 1 или 2, в которой каждый из элементов приемника содержит фотодиод.

4. Измерительная рама по п. 1 или 2, в которой источник излучения содержит светоизлучающий диод, LED, который испускает инфракрасное излучение, или лазерный диод.

5. Измерительная рама по п. 1 или 2, дополнительно содержащая по меньшей мере одну диафрагму передатчика для формирования излученного источником излучения поля излучения.

6. Измерительная рама по п. 5, в которой диафрагма передатчика содержит следующие друг за другом дырчатые диафрагмы с увеличивающимся в направлении луча диаметром диафрагмы.

7. Измерительная рама по п. 1, в которой диафрагма приемника содержит группу дырчатых диафрагм, из которых каждая соотнесена с одним оптическим элементом приемника.

8. Измерительная рама по п. 1 или 2, в которой первый и второй источники излучения и первое и второе приемные устройства расположены соответственно таким образом, что центральные оси излученных полей излучения пересекаются по существу под прямым углом.

9. Измерительная рама по п. 1 или 2, в которой измерительная рама ограничивает поверхность мишени по существу прямоугольно и содержит четыре по существу имеющих одинаковую конструкцию мерных реек, которые расположены вдоль кромок прямоугольного ограничения.

10. Измерительная рама по п. 9, в которой каждая из измерительных реек содержит по меньшей мере один источник излучения и по меньшей мере одно приемное устройство.

11. Способ бесконтактного оптического определения позиции пробоины в поверхности мишени с использованием измерительной рамы по одному из предшествующих пунктов, причем способ содержит следующие этапы:

излучение по меньшей мере одного первого и по меньшей мере одного второго расходящихся полей излучения, исходящих от одного первого и одного второго источников излучения, причем первое и второе поля излучения перекрещиваются под углом в плоскости, поперечной направлению пробоины;

определение позиции затенения на по меньшей мере одном первом и на по меньшей мере одном втором приемном устройстве, которые соотнесены соответственно с по меньшей мере одним первым и вторым источниками излучения;

расчет по меньшей мере трех касательных с использованием ограничений определенных позиций затенения и позиции соответствующего источника излучения;

расчет и выдача позиции пробоины и/или калибра на основании рассчитанных касательных.

12. Способ по п. 11, дополнительно включающий этап калибровки, при котором кратковременно отключают по меньшей мере один источник излучения и величина разности интенсивности излучения между освещенным и неосвещенным состоянием соответствующего приемного устройства используют для определения калибровочного коэффициента.

13. Способ по п. 12, в котором величину разности сравнивают с пороговым значением для выработки предупредительного извещения в случае занижения порогового значения.

14. Способ по одному из пп. 11-13, в котором производят расчет четырех касательных и с помощью избыточной информации проводят проверку достоверности измеренных величин.

15. Система индикации для индикации позиции пробоины пули в поверхности мишени с по меньшей мере одной измерительной рамой по одному из пп. 1-10, по меньшей мере одним устройством оценки и по меньшей мере одним устройством индикации.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения радиуса пучка излучения. Предложенный способ включает в себя этапы, на которых источник (2) пучка (20) излучения возбуждает (S1) нагреванием эталон (1) периодическим образом с частотой (f) для получения периодического теплового возбуждения эталона (1).

Изобретение относится к измерительной технике в области метрологического обеспечения эталонов относительной деформации, использующихся для калибровки тензодатчиков или экстензометров.

Стационарное устройство предназначено для измерения в условиях эксплуатации износа бандажей (проката) и износа гребней (подреза) локомотивных колесных пар. В заявленном стационарном устройстве рельсовые вставки смещены относительно друг друга на расстоянии 4-5 метров, их профили выполнены в соответствии со стандартным профилем бандажей.

Изобретение относится к области измерительной техники. Техническим результатом заявляемого решения является упрощение процедуры обработки информационных сигналов о геометрических параметрах цилиндрического изделия.

Устройство для измерения диаметра относится к области контрольно-измерительной техники, а именно к средствам контроля диаметров легкодеформируемых тел, используемых для оценки их качества и диагностики состояния, преимущественно посадочного материала и плодов садовых культур.

Изобретение относится к заготовке, обработке и транспортировке лесоматериалов и может быть использовано для определения объемов круглого леса. Согласно способу производят фотосъемку торцов штабеля бревен цифровым устройством.

Изобретения относятся к области контрольно-измерительной техники и могут использоваться для определения геометрических параметров сечения тел квазицилиндрической формы, в частности саженцев и укорененных черенков садовых культур.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в металлургии и машиностроении. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к системе и способу дальнейшей обработки определяемого, преимущественно динамически, профиля твердого тела, в частности, с целью определения возникшего износа, причем предложено, что данные определяемого профиля твердого тела используют в качестве управляющей величины для управления, по меньшей мере, одним станком для обработки поверхности, в частности, для механической обработки поверхности, колеса транспортного средства.

Группа изобретений относится к области полигонных испытаний и может быть использована для определения характеристик пролета снарядов относительно центра мишени.

Изобретение относится к области испытательной и измерительной техники, а именно к способам определения пространственных координат взрыва, например, вызванного подрывом объекта испытаний (ОИ).

Изобретение относится к мишеням для определения внешнебаллистических параметров пуль и снарядов при стрельбе прямой наводкой и может использоваться для экспериментального определения внешнебаллистических параметров, а также меткости и кучности стрельбы, приведения оружия к нормальному бою и для обучения и тренировки.

Тир // 2388990
Изобретение относится к системам для определения внешнебаллистических параметров пуль и снарядов при стрельбе прямой наводкой, в частности к тирам. .

Изобретение относится к мишеням для определения внешне баллистических параметров (координат, скорости) пуль и снарядов при стрельбе прямой наводкой по вертикальным преградам (мишеням).

Изобретение относится к области военной техники, в частности к устройствам для тренировки наводчиков-операторов танков в стрельбе из танков управляемыми ракетами.

Изобретение относится к области взрывных работ и может быть использовано при исследовании взрывных процессов в различных отраслях промышленности. .

Изобретение относится к мишеням, а конкретно к области определения внешнебаллистических параметров (координат, скорости) пуль и снарядов при стрельбе прямой наводкой по вертикальным преградам, и может использоваться при экспериментальном определении меткости и кучности стрельбы и приведении оружия к нормальному бою, при определении скорости, при обучении и тренировке.

Изобретение относится к стрелковой технике, а именно к технике определения точности стрельбы дробовых ружей. .

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может использоваться для определения комплекса геометрических параметров поперечного сечения тел квазицилиндрической формы, в частности саженцев и укорененных черенков садовых культур. Заявленное устройство содержит лазерный триангуляционный датчик расстояний, установленный вблизи поверхности тела так, чтобы его лазерный луч находился в плоскости сечения и пересекал контур сечения в контрольных точках, микропроцессорный измерительно-вычислительный блок, приспособление для поворота тела вокруг оси вращения, проходящей через центральную точку, находящуюся в пределах поперечного сечения, перпендикулярно плоскости этого сечения, начиная от начального углового положения через каждые одинаковые угловые интервалы так, чтобы в пределах одного оборота их число было целым, преобразователь сигнала датчика расстояний в код и персональный компьютер. Датчик расстояний установлен на заданном регулируемом расстоянии от оси вращения контролируемого тела. Измерения расстояний до контрольных точек осуществляются через каждые одинаковые угловые интервалы. Таким образом, реализуется возможность определения множества расстояний от центральной точки до контрольных точек, расположенных по всему контуру сечения, представления координат контрольных точек в прямоугольной системе координат и вычисления геометрических параметров сечения тела измерительно-вычислительным блоком. Технический результат - упрощение устройства за счет выполнения измерений расстояний до контрольных точек на контуре сечения с помощью одного лазерного триангуляционного датчика расстояний. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к устройству и способу для бесконтактного определения позиции пробоины пули в поверхности мишени. Измерительная рама, предназначенная для реализации способа бесконтактного определения позиции пробоины пули в поверхности мишени, содержит, по меньшей мере, один источник излучения для излучения первого расходящегося поля излучения, по меньшей мере один второй источник излучения для излучения второго расходящегося поля излучения, причем первое и второе поля излучения перекрещиваются под углом в плоскости, поперечной направлению пробоины, и по меньшей мере первое и по меньшей мере одно второе оптические приемные устройства, которые соотнесены соответственно с по меньшей мере одним первым и вторым источниками излучения. Каждое из оптических приемных устройств содержит группу оптических элементов приемника, которые пригодны для определения пространственно растянутой позиции затенения вследствие подлежащей обнаружению пули. Технический результат – определение, как позиции пробоины, так и калибра пули. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 29 ил.

Наверх