DD203626A5

DD203626A5 - Verfahren und vorrichtung zur trefferauswertung von schiesscheiben

Info

Publication number: DD203626A5
Application number: DD82242911A
Authority: DD
Inventors: Georg Huscher
Original assignee: Kempf Alfons
Priority date: 1981-09-01
Filing date: 1982-08-31
Publication date: 1983-10-26
Also published as: RO87361A; ES8305921A1; DE3134561A1; US4523761A; SU1225497A3; EP0086803A1; AU8823082A; WO1983000920A1; NO152353B; DK173683D0; JPH0423199B2; CA1195000A; DK173683A; EP0086803B1; BR8207837A; NO831452L; IT8283440A0; DE3267307D1; DE3134561C2; NO152353C

Abstract

Die Vorrichtung kommt beim sportlichen Leistungsschieszen zum Einsatz. Ziel der Erfindung ist es ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Trefferauswertung zu schaffen. Dabei ist es Aufgabe der Erfindung, den Abstand des Einschuszloches von der Mitte des Scheibenspiegels objektiv und schnell zu bestimmen. Die Vorrichtung verwendet zwei orthogonale Lichtschrankensysteme, von denen eines bei automatisch transportierter Schieszscheibe den Lochabstand vom Mittenabstand des Scheibenspiegels in Foerderrichtung der Scheibe und das andere waehrend einer Querbewegung den entsprechenden Mittenabstand rechtwinklig dazu bestimmt. Die beiden Distanzvektoren werden in einem Vektorrechner vektoriell summiert, mit einem Eichfaktor multipliziert. Das Meszergebnis wird in Form eines Zehntelringes angezeigt. Anwendungsgebiet ist Sport- und Uebungsschieszen.

Description

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Verfahren und Vorrichtung zur Trefferauswertung von Schießscheiben

Anwendungsgebiet der Erfindung

Beim Leistungs-Sportschießen kann die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet werden, um eine schnelle und objektive Trefferauswertung zu erzielen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Eine Vorrichtung zur automatischen Trefferauswertung ist nicht bekannt. Vielmehr wurden bisher Schießscheiben mit dunklem Mittelspiegel durch Prüferpersönlichkeiten manuell ausgewertet.

Ziel der Erfindung

Es sollen ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Trefferauswertung geschaffen werden

Darlegung des Wesens der Erfindung

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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine nach dem Verfahren arbeitende Vorrichtung zu schaffen, um den Abstand des Einschußloches von der Spiegelmitte objektiv und mit kurzer Auswertungszeit zu bestimmen.

Das bekannte manuelle Auswertverfahren unterliegt subjektiven Meßfehlern des Prüfers. Das übertragen der Einzelringwerte in einen Zähler ermöglicht übertragungsfehler. Es können immer nur ganzzahlige Ringwerte ermittelt werden. Die Auswertgenauigkeit ist damit begrenzt. Der « Zeitaufwand für die Auswertung und der Personalaufwand

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sind hoch.

Die Erfindung besteht prinzipiell darin, daß eine Einzelscheibe oder ein Scheibenband ein optoelektronisches System durchläuft, mit dessen Hilfe die kartesischen Koordinaten der Schußlochmitte bezogen auf die Spiegelmitte bestimmt und einem geräteinternen Rechner zugeführt werden. Das Scheibenband durchläuft ein während des Meßvorganges ortsfest gehaltenes Lichtschrankensystem, welches in Bandlaufrichtung χ ein Lochmittensignal Lx und ein Spiegelmittensignal Sx erzeugt. Vom Bandantrieb werden dem Bandvorschub proportionale Wegimpulssignale Ix erzeugt. Durch eine Impulstorschaltung wird nur diejenige Wegimpulsrate hindurchgelassen, welche zwi-

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sehen 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 diesen angeordnetes Lichtschrankensystem wird relativ zur Schießscheibe quer zu dessen Förderrichtung bewegt Und es werden in entsprechender Weise die Wegimpulse in Richtung y dieser Querbewegung zwischen dem Entstehen eines Lochmittensignals Ly und eines Spiegelmittensiganls Sy addiert und als Summenwert Y gespeichert. Die Werte X und Y werden eine Vektorrechner zugeführt, welcher den Term r = "V X^a + Y²' bildet, wobei r proportional zur Entfernung Schußlochmitte-Spiegelmitte ist. Dieser Wert r wird mit einem einstellbaren Eichfaktor multipliziert. Das Ergebnis wird als Ringzahlenwert z.B. mit 10tel Teilung angezeigt und/oder einem Drucker bzw. einer EDV-Anlage zugeführt.

Die. jeweiligen Mittensignale werden durch Abfühlen der gegenüberliegenden Randsignale und Halbierung der da-zwischen auftretenden Wegimpulsrate ermittelt.

Der Vorteil der Erfindung liegt im Vergleich zu der manuellen Auswertung in der mindestens 10mal größeren Auswertgenauigkeit in der absolut objektiven Auswertung und in der wesentlich verringerten AuswRrteze.it, die

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nur noch ca. 1 Sekunde pro Trefferauswertung beträgt. Ausführungsbeispiele

In der Zeichnung veranschaulicht Figur 1 eine Seitenansicht des Auswertgerätes; Figur 2 eine schematische Draufsicht auf das Gerät gemäß Figur 1;

Figur 3 eine schematische Anordnung und Funktion eines von zwei verwendeten Lichtschrankensystemen; Figur 4 perspektivisch eine Hälfte eines ortsfesten Lichtschrankensystems, welches vor dem ersten Einzugwalzenpaar sitzt;

Figur 5 ein Schaltbild zur Darstellung der verschiedenen elektronischen Bauteile.

Das Schießscheiben-Auswertgerät besteht aus einem prismatischen. Gehäuse 14 mit einem sich, verjüngenden Einlaßspalt 22 an der Vorderseite und einem Auslaßspalt 16 an der gegenüberliegenden Gehäusewand. Ein Schießscheibenband .18ν das mehrere Scheiben mit äußeren Ringen und innerem Spiegel 20 enthält/ wird in den Spalt 22 eingeschoben und paasiert, bevor es von einem Einzugsrollenpaar 24, 26 erfaßt wird nacheinander zwei Lichtschrankensysteme 1 und 3 zwischen denen ein zweites Rollenpaar 28, 30

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angeordnet ist, um auch Einzelscheiben auswerten zu können. Die Rolle 28 wird direkt von einem Antriebsmotor 36 angetrieben, der an einem Schrittimpulsgeber 2 angeschlossen ist. Beide Rollen 24, 28 der Rollenpaare tragen Zahnräder 31, 32 und sind durch einen Zahnriemen 34 synchronisiert.

Das zweite Lichtschrankensystem 3 ist auf einem quer- - verfahrbaren Schlitten 38 angeordnet, der aus einer oberen Platte 40 und einer unteren Platte 42' besteht, die beide unabhängig voneinander an gehäusefesten Führungsstangen 42, 44 bzw. 46,48 verschiebbar geführt sind. Außerhalb der Bewegungsbahn des Scheibenbandes 18 ist auf der einen Seite eine vertikale Antriebswelle 50 und auf der anderen Seite eine Umlenkwelle 52 drehbar gelagert. 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. 6.0 umschlungen. Die Antriebswelle ist direkt mit einem Antriebsmotor 62 verbunden, der ebenfalls einen Schrittimpulsgeber 4 (Figur 5) aufweist. Der Motor 62 ist umsteuerbar. Beide Zahnriemen 58, 60 weisen Mitnehmerstifte 64,66 auf, die in entsprechende Bohrungen der Platten 40, 42' eingreifen, so daß diese vom Motor 62 abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen quer

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über die Vorschubbahn des Bandes 18 hin- und herbewegt werden können.

Das Lichtschrankensystem 1 enthält eine obere Platte 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 doppelten Durchmesser des Einschußloches zwei über im wesentlichen die gesamte Länge der Platte 68 reichende Fototransistorzeilen 74,76 angeordnet. In der vertikalen Symmetrieebene 78 zu diesen beiden Zeilen 74,76 ist auf der unteren Platte 70 eine aus einer Vielzahl dicht nebeneinanderliegender Dioden bzw. Transistoren bestehende Lichtzeile 80 angeordnet.

Bei der Bewegung des Bandes 18. in Richtung des Pfeiles 82 erhält zuerst die Empfängerzeile 74 durch das Schußloch 72 Licht von. der Sendezeile 80. Sobald beide Empfängerzeilen 74,76 die gleiche Helligkeit empfangen, wird über eine ansich bekannte Komparatorschaltung ein

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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 18 die Mitte des Spiegels 20 die Vertikalebene 78 erreicht. Zu diesem Zweck sind an der Unterseite der Oberplatte 68 - in Förderrichttung hintereinanderliegend und im Abstand etwa gleich im Durchmesser eines Scheibenspiegels 20 zwei Reflektionslicht schranken 84, 86 angeordnet, die nicht zellenförmig sondern knopfförmig ausgebildet sind und je aus einem Lichtsender und einem integrierten Lichtempfänger bestehen. Da der Scheibenspiegel schwarz und seine äußere Umgebung weiß ist, empfängt bei der Stellung des Scheibenspiegels 20 in Fig. 3 die Reflektionslichtschranke 86 mehr Licht als die Lichtschranke 84, da 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 genannten Spiegelmittensignal Sx verarbeitet.

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Die beiden Reflektionslichtschranken 84,86 könnten in der mittleren vertikalen Längsebene der Bandförderbahn 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 vertikalen Längsmittelebene angeordnet ist. Zusätzlich ist jedem der vier Reflektionslichtschranken 84-90 ein Fototransistor 92 bzw.. 94 in Verlängerung des Lichtsendesträhls auf der Oberseite der unteren Platte 70 des Lichtschrankensystems 1 zugeordnet. Wenn nämlich das Schußloch 72 im Hellgebiet desjenigen Spiegelrandbereiches liegt, welches sein diffus reflektiertes Licht zu den Empfängern der Reflektionslichtschranken 84,86 zurücksenden soll, so kann ein fehlerhaftes Spiegelmittensignal, entstehen. Dies wird dadurch vermieden, daß von einem Schußloch 72 im Reflektionsbereich von den Lichtschranken 84,86 durchgelassenes Licht zu dem darunterliegenden Empfänger 92 bzw. 94 gelangt und damit eine Signal erzeugt, welches das Lochmittensignal dieser beiden Lichtschranken 84, 86 unterdrückt und auf das 'Spiegelmittensignal Sx des anderen, vom Schußloch freien Spiegelrandgebiet betriebenen Reflektionslichtschrankenpaars 88, 90 umschaltet.

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Das Lichtschrankensystem 3 entspricht genau dem System 1. Es ist jedoch um 90° verdreht am Querschlitten 38 befestigt. Nachdem beim Durchgang eines Schießscheibenspiegels 20 durch das Lichtschrankensystem 1 das Spiegelmittensignal Sx erzeugt ist, wird der Motor 36 in

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dem Moment angehalten, indem nach Zählung der Schrittimpulszahl 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 Förderrichtung 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 beiden 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 Impulstorschaltung 5 zugeführt, wobei mit Hilfe des Signalpaares Lx/Sx nur diejenige Impulsrate hindurchgelassen wird, welche der x-Koordinate zwischen Lochmitte und Spiegelmitte entspricht. Entsprechend wird aus den Signalen Sy, Ly und Iy in einer Torschaltung 6

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die y-Koordinate dieser Mittenabstände ermittelt. Die durchgelassenen Impulsraten χ 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 X² + Y²' errechnet. Der Wert r ist damit proportional zur Entfernung zwischen Schußlochmitte und Spiegelmitte. Das r-Si.grial wird durch Multiplikation, mit einem einstellbaren Eichfaktor und Dekodierung in der Schaltung 10 zum Ringzahlenwert z.B. mit TOtel Teilung als Meßergebnis aufbereitet und einem Drucker 11 oder einer EDV-Anlage 12 zugeleitet. Der Drucker 11 kann ein Zähldrucker sein, welcher die Meßergebnisse (Ringzahlenwerte) in den einzelnen Scheiben des Bandes 18 aufaddiert.

Eine gedrängtere Bauweise und eine montageunabhängigere Rechtwinkligkeit der Lichtschrankenzeilen 74,76 beider Systeme ,1,3 werden erzielt, wenn beide Lichtschrankensysteme 1,3 auf dem Querschlitten 38 angeordnet werden, der dann während der Ermittlung der x-Signale stillstehen muß. Allerdings kann dann nur die Schlittenbewegung in einer Richtung zur Messung genutzt werden.

Eine alternative Ausfiihrungsforra für di.p T.i.nlitpchrankpn-

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systeme 1, 3 besteht darin, daß zur Ermittlung der Lochrandsignäle die Fototransistorzeile 76 entfällt und die verbleibende Fototransistorzeile 74 mit der Lichtsendezeile 80 vertikal ausgerichtet wird. Wird ein* vorgegebener 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 Wegimpulsrate wird die Lochmitte ermittelt. Entsprechend wird vorteilhafterweise bei der Ermittlung des Spiegelmittensignals verfahren. Das in Vorschubrichtung der Schießscheibe 18 bzw. des Schlittens 38 jeweils hinter dem Paar Fototransistorzeilen 74,80 angeordnete Paar Reflexionslichtschranken 84,88 entfällt. Das erste Spiegelrandsignal wird beim Durchlaufen der Helldunkelgrenze bei Erreichen eines vorgewählten Ansprechpegels Vom Spiegelrandsensor 86 bzw. 90 festgehalten, und die Wegimpulsrate gezählt bis derselbe Ansprechpegel beim Durchlaufen der Dunkelhellgrenze am gegenüberliegenden 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 von Spiegelmitten-und Lochmittenkoordinaten ist. Deswegen muß der Spiegelrandsensor 86.-bzw. 90 in Bewegungsrichtung der

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Scheibe (18) bzw. des Schlittens 38 in einem Abstand vor dem Lochsensorzeilenpaar 74, 80 liegen. Dieser Abstand wird bei der Differenzbildung durch eine entsprechende konstante Wegimpulsrate berücksichtigt.

Claims

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Berlin, den Erfindungsanspruch

1. Verfahren zur Trefferauswertung von einen Spiegel aufweisenden Schießscheiben, bei dem mittels zweier orthogonaler Lichtschrankensysteme, die kartesischen Koordinaten des Einschusses ermittelt wird> dadurch gekennzeichnet, daß die Schießscheibe in vorbestimmter Richtung relativ durch das erste Lichtschrankensystem bewegt wird, aus welchem durch Abfühlen und Vergleichen der beiden gegenüberliegenden Lochrandrignale ein Lochmittensignal (Lx) und durch Abfühlen der Hell-Dunkelübergänge an den gegenüberliegenden Spiegelrändern, zwei Spiegelrandsignale und daraus ein Spiegelmittensignal (Sx) gewonnen werden, daß dem relativen Scheibenvorschub proportionale Vorschubsignale (Ix) erzeugt und der Vorschub-Differenzwert (X) zwischen den relativen Scheibenstellungen beim Auftreten des Spiegelmittensignals (Sx) und des Lochmittensignals (Lx) in einem Zähler (7) gezählt und zwischengespeichert wird, daß der Spiegelmittenbereich und das zweite Lichtschrankensystem (3) quer zur relativen Vorschubrichtung ausgerichtet v/erden,daß das zweite Lichtschrankensystem unter beibehaltener Ausrichtung quer zur Scheibe relativ vor-

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geschoben wird und dabei, in gleicher Weise über das Spiegelmittensignal (Sy, das Lochmittensignal (Ly) • und die Vorschubsignale· (Iy) der Vorschubdifferenzwert (Y) gezählt und zwischengespeichert wird, und daß aus beiden Vorschubdifferenzwerten (X, Y) der dem Auswerteergebnis proportionale Term r = Ύ X² + Y²* ermittelt wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gehäuse (14) eine Scheibenfördereinrichtung (34-36) vorgesehen ist, der ein Wegimpulsgeber (2) zugeordnet ist, daß das erste Lichtschrankensystem (1) während des Meßvorganges ortsfest gehalten und das zweite Lichtschrankensystem (3) im Abstand von diesem an einem Quer schütten (38) bewegbar angeordnet ist, welcher Querschlitten (38) mittels einer Antriebseinrichtung (50-66) quer zur Scheibenbewegungsrichtung, hin- und herbeweglich ist, welcher Antriebseinrichtung ebenfalls ein Wegimpulsgeber (4) zugeordnet ist, und daß Elemente einer elektronischen Torschaltung (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.

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3. Vorrichtung nach Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (14) einen Einführungsschlitz (20) für die Scheibe und einen auf der gegenüberliegenden Gehäuseseite vorgesehenen Austrittsschlitz (16) aufweist.
4. Vorrichtung nach Punkt 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet/ daß jedes Lichtschrankensystem (1,3) zur Bestimmung des Lochmittensignals (Lx, Ly) eine Lichtsendezeile (80) auf einer Seite der Scheibenführungsbahn und mindestens eine Lichtsmpfängerzeile (74 bzw. 76) auf deren anderer Seite aufweist.
5. Vorrichtung nach Punkt 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Lichtschrankensystem (1; 3) zur Bestimmung des Lochmittensignals (Lx, Ly) zwei im Abstand etwa gleich dem doppelten Schußlochdurchmesser nebeneinander angeordnete parallele Lichtempfängerzeilen (74,76) aufweist, wobei das Dreieck mit der

. Lichtsendezeile (80) und den beiden Lichtempfängerzeilen (74,76) im Querschnitt als Eckpunkte gleichschenklig ist, wenn die beiden Lichtempfängerzeilen die Basis des Dreieckes bilden.
6. Vorrichtung nach Punkt 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Lichtschrankensystem (1 ;3) zur Bestim-

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mungdes Spiegelmittensignals (Sx; Sy) mindestens eine auf einer Seite der Scheibenführungsbahn angeord-". nete Reflexionslichtschranke (84; 86; 88; 90) aufweist.
7. Vorrichtung nach Punkt 6, dadurch gekennzeichnet, 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 Punkt 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Reflexionslichtschranke (84; 86) auf einer Seite und mindestens eine zweite Reflexionslichtschranke (88; 90) angenähert symmetrisch auf der gegenüberliegenden Seite einer imaginären Mittelebene vorgesehen sind, welche die Bewegungsebene der Scheibe bzw. des Querschlittens rechtwinklig durchsetzt und daß beiden Reflexionsschranken jeweils ein zusätzliches Lichtempfangselement (92, 94) auf der der Scheibenbewegungsebene gegenüberliegenden Seite zugeordnet ist, welches im Fall eines Schußloches (72) im Bereich des auf die Scheibe auftreffenden Lichtstrahls von der jeweiligen Reflexionslichtschranke Licht erhält und ein Signal erzeugt, welches das Spiegelmittensignal (Sx; Sy) dieser

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Reflexionslichtschranke unterdrückt.
9. Vorrichtung nach einem der Punkte 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß beide Lichtschrankensysteme (1,3) auf dem Querschlitten (38) angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach Punkt 4. und 6,dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionslichtschranken (86; 90) beider Lichtschrankensysteme (1,3) in Bewegungsrichtung der Scheibe (18) bzw. des Querschlittens (38) vor dem Lichtsende-Empfängerzeilenpaar (74, 80) angeordnet sind.

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