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Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICE FOR ESTIMATING THE SHOTS ON A TARGET
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1983/000920
Kind Code:
A1
Abstract:
The apparatus for estimating the shots on a target is provided with two optical sensors (1, 3). One sensor is held at a fixed location of the trajectory of a target and allows the apparatus to determine the distance from the hole to the center of the target in the moving direction of the target (18). The other sensor is fixed to a transversal slide (38) which is movable perpendicularly to the moving direction of the target and measures the distance from the hole to the center of the target in a transversal direction. The two distance vectors are added vectorially by an appropriate calculator and multiplied by a rating factor. The result of the measurement may then be indicated as one tenth of a ring, printed or supplied to an information processing unit.

Inventors:
HUSCHER GEORG (DE)
Application Number:
PCT/DE1982/000168
Publication Date:
March 17, 1983
Filing Date:
August 24, 1982
Export Citation:
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Assignee:
KEMPF ALFONS (DE)
International Classes:
F41J5/02; F41J5/16; F41J; (IPC1-7): F41J5/02
Foreign References:
CH325868A1957-11-30
CH525461A1972-07-15
CH502575A1971-01-31
CH71352A1916-01-03
DE2152219A11973-04-26
DE2241469A11974-03-07
DE1703171A11972-01-05
DE2746821A11979-04-19
FR2162870A51973-07-20
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Trefferauswertung von einen. Spiegel aufweisenden Schießscheiben, bei dem mittels zweier orthogonaler Lichtschrankensysteme die kartesischen Koordinaten des Einschusses ermittelt werden, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Schießscheibe in vorbestimmter Richtung relativ durch das erste Lichtschrankensystem, bewegt wird, aus welchem durch Abfühlen und Vergleichen der beiden gegenüberliegenden Lochrandsignale ein Loch¬ mittensignal (Lx) und durch Abfühlen der HellDunkel übergänge an den gegenüberliegenden Spiegelrändern, zwei Spiegelrandsignale und daraus ein Spiegelmit¬ tensignal (Sx) gewonnen werden, daß dem relativen Scheibenvorschub proportionale Vorschubsignale (Ix) erzeugt und der VorschubDif¬ ferenzwert (X) zwischen den relativen Scheibenstel¬ lungen beim Auftreten des Spiegelmittensignals (Sx) und des Lochmittensignals (Lx) in einem Zähler (7) gezählt und zwischengespeichert wird, daß der Spiegelmittenbereich und das zweite Licht schrankensystem (3) quer zur relativen Vorschubrich¬ tung ausgerichtet werden, daß das zweite Lichtschrankensystem unter beibe¬ haltener Ausrichtung quer zur Scheibe relativ vor¬ geschoben wird und dabei in gleicher Weise über das Spiegelmittensignal (Sy) , das Lochmittensignal (Ly) und die Vorschubsignale (Iy) der Vorschubdifferenz¬ wert (Y) gezählt und zwischengespeichert wird, und daß aus beiden Vorschubdifferenzwerten (X, Y) der dem Auswertergebnis proportionale Term r=*"Vx2' + Y2' ermittelt wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gehäuse (14) eine Scheibenförderein¬ richtung (3436) vorgesehen ist, der ein Wegimpuls¬ geber (2) zugeordnet ist, daß das erste Lichtschrankensystem (1) während des Meßvorganges ortsfest gehalten und das zweite Licht¬ schrankensystem (3) im Abstand von diesem an einem Querschlitten (38) bewegbar angeordnet ist, welcher Querschlitten (38) mittels einer Antriebseinrichtung (5066) quer zur Scheibenbewegungsrichtung hin und herbeweglich ist, welcher Antriebseinrichtung eben OMP falls ein Wegimpulsgeber (4) zugeordnet ist und daß Elemente einer elektronischen Torsσhaltung (5, 6) vorgesehen sind, die nur die Wegimpulse der Wegimpulsgeber (3, 4) jeweils zwischen dem Auftreten der Lochmittensignale (Lx, Ly) und der Spiegelmittensignale (Sx, Sy) in Zählspeichern (7, 8) durchlassen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeich¬ net, daß das Gehäuse (14) einen Einführungsschiitz (20) für die Scheibe und einen auf der gegenüber¬ liegenden Gehäuseseite vorgesehenen Austrittsschlitz (16) aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß jedes Lichtschrankensystem (1,3) zur Bestim¬ mung des Lochmittensignals (Lx, Ly)eine Lichtsende¬ zeile (80) auf einer Seite der Scheibenführungsbahn und mindestens eine Lichtempfängerzeile (74 bzw.76) auf deren anderer Seite aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich¬ net. OMPI 1 1 daß jedes Lichtschrankensystem (1 ;3) zur Bestim¬ mung des Lochmittensignals (Lx,Ly) zwei im Abstand etwa gleich dem doppelten Schußlochdurchmesser neben¬ einander angeordnete parallele Lichtempfängerleisten (74,76) aufweist, wobei das Dreieck mit der Lichtsen¬ dezeile (80) und den beiden Lichtempfangerleisten (74,76) im Querschnitt als Eckpunkte gleichschenk¬ lig ist, wenn die beiden Lichtempfängerzeilen die Basis des Dreiecks bilden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3 , dadurch gekenn¬ zeichnet, daß jedes Lichtschrankensystem 1 ; 3) zur Bestim¬ mung des Spiegelmittensignals (Sx; Sy) mindestens eine auf einer Seite der Scheibenführungsbahn ange¬ ordnete Reflexionslichtschranke (84; 86; 88; 90) aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich¬ net, daß zwei Reflexionslichtschranken (84, 86; 88,90) in Bewegungsrichtung der Schießscheibe bzw. des Querschlittens (38) in einem Abstand etwa gleich dem Spiegeldurchmesser der Scheibe hintereinander angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 odor 7, dadurch '*l:'*nn OMP zeichnet , daß mindestens eine' eflexionslichtschranke (84; 86) auf einer Seite und mindestens eine zweite Reflexions¬ lichtschranke (88; 90) angenähert symmetrisch auf der gegenüberliegenden Seite einer imaginären Mittelebene vorgesehen sind, welche die Bewegungsebene der Schei¬ be bzw. des Querschlittens rechtwinklig durchsetzt und daß beiden Reflexionsschranken jeweils ein zu¬ sätzliches. Lichtempfangselement (92, 94) auf der der Scheibenbewegungsebene gegenüberliegenden Seite zu¬ geordnet ist, welches im Fall eines Schußloches (72) im Bereich des auf die Scheibe auftreffenden Lichtstrahls von der jeweiligen Reflexionslicht¬ schranke Licht erhält und ein Signal erzeugt, wel¬ ches das Spiegelmittensignal (Sx; Sy) dieser Refle¬ xionslichtschranke unterdrückt.
9. ".
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß beide Lichtschrankensysteme (1,3) auf dem Querschlitten (38) angeordnet sind.
11. Vorrichtung nach Ansprüchen 4 und 6, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Reflexionslichtschrankεn (86; 90) bei¬ der Lichtschrankensysteme (1,3) in Bewegungsrich¬ tung der Scheibe (18) bzw. des Querschi i tons (13) vor dem LichtsendeEmpfängerzeilenpaar (74,80) angeordnet sind..
Description:
Verfahren und Vorrichtung zur Trefferaus¬ wertung von Schießscheiben

Beim Leistungsschießen werden Schießscheiben verwendet, die eine Anzahl konzentrischer Ringe und im Mittelbe¬ reich einen dunklen Spiegel aufweisen. Der Abstand des Einschußloches von der Spiegelmitte wird mit dem Auge bestimmt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vor¬ richtung zur automatischen Trefferauswertung von Schie߬ scheiben zu schaffen, um subjektive Meßfehler zu vermei¬ den, die Auswertegenaaigkeit zu verbessern und die Aus¬ wertzeit herabzusetzen.

Die Erfindung besteht prinzipiell darin, daß eine Ein¬ zelscheibe oder ein Scheibenband ein erstes Licht¬ schrankensystem durchläuft, welches in Bandlaufrichtung x ein Loσhmittensignal Lx und ein Spiegelmittensignal Sx erzeugt. Vom Bandantrieb werden dem Bandvorschub pro¬ portionale Wegimpulssignale Ix erzeugt. Durch eine Im¬ pulstorschaltung wird nur diejenige Wegimpulsrate hin¬ durchgelassen, welche zwischen dem Entstehen der Signale Lx und Sx auftritt. Aus der Zahl dieser Wegimpulse wird die Wegimpulssumme X gebildet. Ein zweites, dem ersten Lichtschrankensystem entsprechendes und rechtwinklig zu diesem angeordnetes Lichtschrankensystem wird vcla-

tiv zur Schießscheibe quer zu dessen Förderrichtung be¬ wegt und es werden in entsprechender Weise die Wegim¬ pulse in Richtung y dieser Querbewegung zwischen dem Entstehen eines Lochmittensignals Ly und eines Spie¬ gelmittensignals Sy addiert und als Summenwert Y ge¬ speichert. Die Werte X und Y werden einem Vektorrechner zugeführt, welcher den Ter r =~V " x* + Y 2 ' bildet, wobei r proportional zur Entfernung Schußlochmitte-Spiegel¬ mitte ist. Dieser Wert r wird mit einem einstellbaren Eichfaktor multipliziert. Das Ergebnis wird als Ring¬ zahlenwert z.B. mit 1 Otel Teilung angezeigt und/oder einem Drucker bzw. einer EDV-Anlage zugeführt.

Die ήeweiliqen Mittensiqnale werden durch Abfühlen d er gegenüberliegenden Randsignale ermittelt. Da¬ d urch wird eine im Vergleich zur manuellen Auswertung 1 0 mal größere Auswertgenauigkeit erreicht und die Aus¬ wertezeit beträgt nur etwa 1 Sekunde.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel.

Figur 1 zeigt eine Seitenansicht des Auswertgerätes;

Figur 2 - zeigt eine schematische Draufsicht auf das Gerät gemäß Figur 1 ;

Figur 3 zeigt schematisch Anordnung und Funktion ei¬ nes von zwei verwendeten Lichtschrankensystemen;

Figur 4 veranschaulicht perspektivisch eine Hälfte

eines ortsfesten Lichtschrankensystems, wel¬ ches vor dem ersten Einzugwalzenpaar sitzt; Figur 5 ist ein Schaltbild zur Darstellung der ver¬ schiedenen elektronischen Bauteile.

Das Schießεσheiben-Auswertgerät besteht aus einem pris¬ matischen Gehäuse 14 mit einem sich verjüngenden Einla߬ spalt 22 an der Vorderseite und einem Auslaßspalt 16 an der gegenüberliegenden Gehäusewand. Ein Schießseheiben- band 18 , das mehrere Scheiben mit äußeren Ringen und in¬ nerem Spiegel 20 enthält, wird in den Spalt 22 eingescho¬ ben und passiert, nachdemes von einem Einzugsrollenpaar 24, 26 erfaßt wird nacheinander zwei Lichtschrankensysteme 1 und 3 zwischen denen ein zweites Rollenpaar 28, 30 an¬ geordnet ist, um auch Einzelscheiben auswerten zu können. Die Rolle 28 wird direkt von einem Antriebsmotor 36 an¬ getrieben, der an einem Schrittimpulsgeber 2 angeschlos¬ sen ist. Beide Rollen 24, 28 der Rollenpaare tragen Zahn¬ räder 31 , 32 und sind durch einen Zahnriemen 34 synchro¬ nisiert.

Das zweite Lichtschrankensystem 3 ist auf einem querver- fahrbaren Schlitten 38 angeordnet, der aus einer oberen Platte 40 und einer unteren Platte 42' besteht, die bei¬ de unabhängig voneinander an gehäusefesten Führungsstangen 42, 44 bzw. 46, 48 verschiebbar geführt sind. Außerhalb der Bewegungsbah d s c cibonK-.rr -s 18 _:-.l nuf e .nr <-i-

nen Seite eine vertikale Antriebswelle 50 und auf der anderen Seite ein Umlenkwelle 52 drehbar gela¬ gert. Beide Wellen tragen obere und untere Zahnräder 54, 56. Die beiden oberen Zahnräder 54, 54 und die beiden unteren Zahnräder 56, 56 werden jeweils durch einen Zahnriemen 58 bzw. 60 umschlungen. Die Antriebs¬ welle 50 ist direkt mit einem Antriebsmotor 62 verbun¬ den, der ebenfalls einen Schrittimpulsgeber 4 (Figur 5) aufweist. Der Motor 62 ist umsteuerbar. Beide Zahnrie¬ men 58, 60 weisen Mitnehmerstifte 64, 66 auf, die in entsprechende Bohrungen der Platten 40, 42' eingrei¬ fen, so daß diese vom Motor 62 abwechselnd in entgegen¬ gesetzten Richtungen quer über die Vorschubbahn des Bandes 18 hin- und herbewegt werden können.

Das Lichtschrankensystem 1 enthält eine obere Platte 68 und eine untere Platte 70, die beide gleich groß sind und sich quer über das Scheibenband 18 erstrecken. Die Länge der Platten ist mindestens gleich dem Durchmesser des größten Scheibenringes. Beide Platten 68, 70 haben von der Bewegungsebene des Bandes 18 etwa den gleichen Abstand, der etwa das 2- bis 5-Fache des Durchmessers eines Einschußloches 72 beträgt. "An der Unterseite der Oberplatte 68 sind im Querabstand etwa gleich dem dop¬ pelten Durchmesser des Einschußloches zwei über im we¬ sentlichen die gesamte Länge der Platte 68 reichende

OM

Fototransistorzeilen 74, 76 angeordnet. In der verti¬ kalen Sym etrieebene 78 zu diesen beiden Zeilen 74,76 ist auf der unteren Platte 70 eine aus einer Vielzahl dicht nebeneinanderliegender Dioden bzw. Transistoren bestehende Lichtsendezeile 80 angeordnet.

Bei der Bewegung des Bandes .18 in Richtung des Pfeiles 82 erhält zuerst die Empfängerzeile 74 durch das Schu߬ loch 72 Licht von der Sendezeile 80. Sobald beide Em¬ pfängerzeilen 74,76 die gleiche Helligkeit empfangen, wird über eine ansich bekannte Ko paratorschaltung ein Signal Lx, das sogenannte Lochmittensignal für Bewegung in Bandförderrichtung erzeugt.

Auf ähnliche Weise wie das Lochmittensignal Lx wird im Lichtschrankensystem 1 ein Signal Sx ausgelöst, wenn bei vorbewegtem Scheibenband 8 die Mitte des Spiegels 20 die Vertikalebene 78 erreicht. Zu diesem Zweck sind an der Unterseite der Oberplatte 68 - in Förderrich¬ tung hintereinanderliegend und im Abstand etwa gleich im Durchmesser eines Scheibenspiegels 20 zwei Reflek- tionslichtschranken 84, 86 angeordnet, die nicht zel¬ lenförmig sondern knopfförmig ausgebildet sind und je aus einem Lichtsender und einem integrierten Lichtem¬ pfänger bestehen. Da der Scheibenspiegel schwarz und seine äußere Umgebung weiß ist, empfängt bei der Stel-

O PI

lung des Scheibenspiegels 20 in Fig. 3 die Reflektions- ljchtschranke 86 mehr Licht als die Lichtschranke 84, a von der weißen Fläche mehr Licht reflektiert wird. Durchläuft also der Spiegel 20 das Lichtschrankenpaar 84, 86, so erhalten beide Lichtschranken 84,86 gleiche Helligkeit, wenn sich der Spiegel 20 links* von der in Fig. 3 dargestellten Stellung befindet. Der Empfang gleicher Helligkeitswerte in den Lichtschranken 84,86 wird wiederum in einer Komparatorschaltung zu dem ge¬ nannten Spiegelmittensignal Sx verarbeitet.

Die beiden Reflektionslichtsch anken 84,86 könnten in der mittleren vertikalen Längsebene der Bandförder¬ bahn angeordnet sein. Besser ist jedoch die Verwendung eines zweiten Reflektionslichtschrankenpaares 88, 90, das dem ersten Lichtschrankenpaar 84,86 entspricht, wobei das eine Schrankenpaar auf der einen Seite und das andere Paar auf der anderen Seite von dieser ver¬ tikalen Längsmittelebene angeordnet ist. Zusätzlich ist jedem der vier Reflektionslichtschranken 84 - 90 ein Fototransistor 92 bzw..94 in Verlängerung des Lichtseridestrahls auf der Oberseite der unteren Platte 70 des Lichtschrankensystems 1 zugeordnet. Wenn nämlich das Schußloch 72 im Hellgebiet desjenigen Spiegelrand¬ bereiches liegt, welches sein diffus reflektiertes Licht zu den Empfängern der Reflektionslichtschranken

84,86. zurücksenden soll, so kann ein fehlerhaftes Spie¬ gelmittensignal entstehen. Dies wird dadurch vermieden, daß von einem Schußloch 72 im Reflektionsbereich von den Lichtschranken 84, 86 durchgelassenes Licht zu dem da¬ runterliegenden Empfänger 92 bzw. 92 gelangt und ' da- " mit ein Signal erzeugt, welches das Lochmittensignal dieser beiden Lichtschranken 84, 86 unterdrückt und auf das Spiegelmittensignal Sx des anderen, vom Schu߬ loch freien Spiegelrandgebiet betriebenen Reflektions- lichtschrankenpaars 88, 90 umschaltet.

Das Lichtschrankensystem 3 entspricht genau dem System 1. Es ist jedoch um 90° verdreht am Querschlitten 38 be¬ festigt. Nachdem beim Durchgang eines Schießscheiben¬ spiegels 20 durch das Lichtschrankensystem 1 das Spie¬ gelmittensignal Sx erzeugt ist, wird der Motor 36 in dem Moment angehalten, indem nach Zählung der Schritt¬ impulszahl die Spiegelmitte etwa die mittlere vertikale Querebene 96 des Querschlittens 38 erreicht hat. Damit * läuft der Motor 62 an und bewegt den Querschlitten 38 rechtwinklig zur Fδrderrichtung des Bandes 18 um einen Betrag, der mindestens gleich dem äußeren Durchmesser der Schießscheibe ist. In diesem Lichtschrankensystem 3 werden analog zum System 1 das Scheibenmittensignal Sy und das Schußloch-Mittensignal Ly erzeugt. Die bei¬ den Impulsgeber 2 und 4 der Motoren 36 und 62 liefern

während der Motorenlaufzeiten laufend Impulse Ix und iy.

Das WegimpulsSignal Ix, das Lochmittensignal Lx und . das Spiegelmittensignal Sx werden einer Impulstor- schaltung 5 zugeführt, wobei mit Hilfe des Signal¬ paares Lx/Sx nur diejenige Impulsrate hindurchgelas¬ sen wird, welche der x-Koordinate zwischen Lochmitte und Spiegelmitte entspricht. Entsprechend wird aus den Signalen Sy, Ly und Iy in einer .Torschaltung 6 die y-Koordinate dieser Mittenabstände ermittelt. Die durchgelassenen Impulsraten x werden in einem Speicherzählwerk 7 gezählt und zwischengespeichert. Die durchgelassenen Impulsraten y werden entsprechend im Zählspeicher 8 verarbeitet. Die Impulssumme X und die Impulssumme Y aus den Speichern 7, 8 werden einem Vektorrechner 9 zugeführt, welcher aus den Werten X und Y den Term r ="V" X + Y ' '* errechnet. Der Wert r ist damit proportional zur Entfernung zwischen Schußlochmitte und Spiegelmitte. Das r-Signal wird durch Multiplikation mit einem einstellbaren Eich¬ faktor und Dekodierung in der Schaltung 10 zum Ring¬ zahlenwert z.B. mit 10tel Teilung als Meßergebnis aufbereitet und.einem Drucker 11 oder einer EDV- Anlage 12 zugeleitet. Der Drucker 11 kann ein Zähl-

drucker sein, welcher die Meßergebnisse (Ringzahlen¬ werte) in den einzelnen Scheiben des Bandes 19 auf¬ addiert.

Eine gedrängtere Bauweise und eine montageunabhängige Rechtwinkligkeit der Lichtschrankenzeilen 74, 76 bei¬ der Systeme 1 , 3 werden erzielt, wenn beide Lichtschran¬ kensysteme 1 , 3 auf dem Querschütten 38 angeordnet werden, der dann während der Ermittlung der x-Signale stillstehen muß. Allerdings kann dann nur die Schlitten¬ bewegung in einer Richtung zur Messung genutzt werden.

Eine alternative Ausführungsform für die Lichtschranken¬ systeme 1, 3 besteht darin, daß zur Ermittlung der Loch¬ randsignale die Fototransisto zeile .76 entfällt und die verbleibende Fototransistorzeile 74 mit der Lichtsende¬ zeile 80 vertikal ausgerichtet wird. Wird ein vorgegebe¬ ner Ansprechpegel an einem Lochrand erreicht, werden die Wegimpulsrate des Scheibenbandes bzw. des Schlittens gezählt bis derselbe Ansprechpegel am gegenüberliegenden Lochrand erreicht ist. Durch Halbierung der Wegimpuls- rate wird die Lochmitte ermittelt. Entsprechend wird vorteilhafterweise bei der Ermittlung des Spiegelmitten¬ signals verfahren. Das in Vorschubrichtung der Schie߬ scheibe 18 bzw. des Schlittens 38 jeweils hinter dem Paar Fototransistorzeilen 74, 80 angeordnete Paar Re-

flexionslichtschranken 84,88 entfällt. Das erste Spie¬ gelrandsignal wird beim Durchlaufen der Helldunkel¬ grenze bei Erreichen eines vorgewählten Ansprechpe¬ gels vom Spiegelrandsenεor 86 bzw. 90 festgehalten und die Wegimpulsrate gezählt bis derselbe Ansprech¬ pegel beim Durchlaufen der Dunkelhellgrenze am gegen¬ überliegenden Spiegelrand von demselben Sensor 86 bzw. 90 ermittelt wird.

Wesentlich ist dabei, daß das erste Spiegelrandsignal jeweils gemeinsamer Zählstart für die Impulsraten zur Ermittlung der Differenz vom Spiegelmitten- und Loch- mittenKoordinaten ist. Deswegen muß der Spiegelrandsen¬ sor 86 bzw. 90 in Bewegungsrichtung der Scheibe bzw. des Schlittens 38. in einem Abstand vor dem Loch- sensorzeilenpaar 74,80 liegen. Dieser Abstand wird bei der Differenzbildung durch eine entsprechende konstante Wegimpulsrate " berücksichtigt.

OMP WIP