Способ тренировки в стрельбе и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК F41G3/26 

Изобретение относится к области спортивных тренажероЁ, а конкретно к стрелковым тренажерам для пулевой стрельбы, и может быть использовано в качестве средства повышения результативности стрелков при использовании ими личного оружия с минимальными изменениями его весовых характеристик и центровки.

Цель изобретения - повышение эффективности тренировки за счет повышения точности прицеливания, возможности устранения дестабилизирующих факторов и

упрощения технических средств тренировки. . . . :/: .. . ..... : .,....,,-.. На фиг. 1 приведена функциональная блок-схема устройства, реализующего способ; на фиг.2 - размещение оптических элементов тренажера; на фиг.За - выполнение блока приемников и на 36 схема прохождения оптических лучей в светоприемнике; на фиг,4 - алгоритм вычислений блока вычисления статистических параметров.

Приведена таблица формирования кода координат в зависимости от взаимного расположения излучателей и приемников.

00

м

00 hO СЛ

W

Приведен листинг реализованной программы вычислений.

Предложенный способ реализуется следующим образом.

Отражают с помощью отражателя, ук- репленного соосно с каналом ствола оружия, луч света, подаваемый от передатчика, установленного на мишени. Непрерывно формируют сигнал, соответствующий изменению положения линия прицеливания ору- жия относительно мишени. Непрерывно отображают траекторию колебания оси ствола оружия на фонемишени, Фиксируют момент времени спуска курка. Для зафиксированного момента времени формируют сигнал, пропорци- ональный координатам точки попадания на мишени относительно ее центра. При значении сигнала и его первой производной, не превышающем заранее установленного; порогового значения, формируют сигнал обратной связи, определяющий эффективность тренировки, воспроизводят сигнал обратной связи и отображают точку попадания на мишени,

Способ осуществляется с помощью устройства, содержащего оружие 1 с прикреп- ленным к нему отражателем 2, установленным соосно каналу ствола оружия, датчиком 3 выстрела и датчиком 4 перезаряжения, размещенными на Оружии, а также основание 5, на котором.размещены блок 6 излучателей и блок 7 приемников, оптически сопряженные друг с другом через отражатель и мишень 8 с элементами её крепления к основанию 1, блок управления 9, соединенный с датчиками 3 выстрела и 4 перезаряже- ния и блоком 6 излучателей, причем блок 7 приемников соединен синхровходом с блоком излучателей и своим выходом с последовательно соединенными блоком 10 формирования координат точки попадания, портом 11, парал- лельным интерфейсом 12, включённым в системную шину 13 блока вычисления статистических параметров 14, выполненного по типовой схеме ПЭВМ, состоящей из оперативной памяти 15(ОЗУ), дисплейного кон- троллера 16 (ДК), видебконтрольного устройства 17 (ВКУ), микропроцессора 18 (МП), ПЗУ 19 и магнитного накопителя 20, при этом блок 6 излучателей и блок 7 приемников установлены в плоскости прицелива- ния в углах основания. Блок б излучателей выполнен в виде двух перпендикулярно установленных кассет21.1и21.2 по пять излучающих светодиодов 22,1...22.10 инфракрасного диапазона в каждой, установленных в левом и правом верхних углах основания 1, Правая кассета 21.1 используется Для определения координаты X. а левая кассета 21.2 - Для .определения координаты Y. Блок приемников состоит из двух кассет 23.1 и 23.2 по

пять фотоприемных щелей 24.1...24.10 с установленными в них светоприемниками 25.1,,.25.10 параболической формы, предназначенными для согласования размеров чувствительной площадки фотодиодов 26.1,..26.10 с размерами измерительных фотоприемных щелей 24.1...24.10. Конструктив. но светоприемники 25.1...25.10 выполнены в виде плоскопараллельной пластины из орг- стёкла, имеющей входную грань и заднюю металлизированную параболическую поверхность, в фокальной плоскости которой размещен фотодиод 26.

Блок б излучателей содержит управляемый от датчика 3 выстрела блок 27 формирования импульсов и распределитель 28 Импульсов, с выходов которого подаются сигналы, возбуждающие светодиоды 22.1...22.10, объединенные в перпендикулярно установленные относительно друг друга кассеты 21.1 и 21.2 излучателей.

Блок 7 приемников содержит две перпендикулярно ориентированные друг относительно друга на основании 1 кассеты 23.1 и 23.2 фотоприемных щелей 24.1.„24.10 с размещенными в них светоприемниками 25.Т...25.10 и фотодиодами 26.1...26.10 в их фокальных плоскостях, а выходы фотодиодов 26,1..,26.10 через фильтры 29.1...29,10 высоких частот и усилители 30.1...30.10 соединены с первыми входами компараторов 31.1...31.10, вторые входы которых соединены с источником опорного напряжения 32, а выход компараторов 31.1.,,31.10 является выходом блока 7.

Для формирования правильных навыков в прицеливании и прикладке оружия используется канал формирования обратной связи, в который входит цифроаналоговый

.преобразователь 33 (ЦАП), подключаемый к выходу блока 10 формирования координат, выход которого подключен к информационному входу первого компаратора 34 и ко входу дифференциатора 35, выход которого подключен к информационному входу второго компаратора 36, опорные входы обоих компараторов 34, 36 соединены с регулируемым: источником 37 опорного напряжения, выходы обоих компараторов 34, 36 соединены со входами элемента 38 И, выход которого является управляющим входом блока индикации 39.

Датчик 3 выстрела размещается в штатном магазине и вставляется в гнездо магазина оружия 1. Внутри магазина размещается корпус датчика, поджимаемый пружиной магазина к затвору оружия. Сам датчик выполнен из пьезоэлектрического элемента ЦТС 19, выходной сигнал которого усиливается по мощности усилителем, размещенным также в магазине. При спуске курка и срабатывании затвора оружия 1 в нем возникают акустические колебания, которые преобразуются пьезокерамикой в электрический сигнал, поступающий после усиления в блок управления 9 и далее в зависимости Рт режима непрерывный или циклический в блок излучателей 6. Датчик 4 перезаряжения представляет собой микровыключатель связанный с затвором и сигнализирующий о перезарядке оружия стрелком.

Для реализации предложенного способа в канал ствола оружия 1 помещается отражатель 2 световых импульсов в виде сферического длиннофокусного зеркала с фокусным расстоянием порядка 8 метров, в магазин оружия 1 помещается датчик 3 выстрела и прикрепляется к затвору оружия 1 датчик 4 перезаря- жёния. Оптическая схема тренажера наряду с отражателем 2 включает в себя две кассеты 21.1 и 21,2 излучающих светодиодов инфракрасного диапазона типа АЛ 107 и две кассеты 23.1 и 23.2 фЬтоприемн ых щелей. Кассета 21.1 излучателей, установленная в правом верхнем углу основания 1, и кассета 23.1 .приемников в левом нижнем углу образуют оптическую систему для определения координаты X, а соответственно, кассета 21.2 слева и кассета 23.2 справа -для определения координаты Y. Кассеты 21.1 и 21.2 излучателей излучают световые импульсы поочередно через один, а именно в последовательности -1-3-5-2-4, что позволяет сделать временную селекцию попадания световых импульсов на фотоприемник и улучшить помехоустойчивость .и чувствительность усилителей фотодиодов с учетом возможности попадания световых сигналов на соседние щели кассет 23.1 и 23.2. Геометрия оптической схемы излучатель-отража- тель-фотоприемник такова, что на одну щель может попасть изображение одного светоди- ода или по полОвййе двух соседних светодиодов. Имея по пять излучающих светодиодов 22.1.,.22.5 и по пять фотоприемных щелей 24.1....24.5, можно получить 49 комбинаций

или 49 точек попадания по координате X и по координате Y при активной длине 20 мм и средним шагом 0,4 мм. Таким образом, можно получать 2400 точек попадания в квадрат со сторонами 20x20 мм, Принцип отсчета координат по засветкам излучающих светодиодов 22.1.,,22.5 в фотоприемных щелях 24.1...24.5 показан на таблице .

При включении непрерывного режима работы тренажера, задаваемого блоком управления 9 путем блокирования сигнала с датчика 3 выстрела и перезаряжения 4, импульсы с выходов распределителя 28 импульсов блока 27 формирования импульсов поступают на излучающие светодиоды 22.1...22.10. Отраженные отражателем 2 световые сигналы при попадании на фотоприемники 26. 1 ...26.10 генерируют электрические импульсы, которые через фильтр верхних частот поступают на вход прецизионного операционного усилителя и с его выхода на компаратор, .порог которого регулируется в пределах 100...150 мВ. При

превышений сигналом с усилителя установленного порога на выходе компаратора появляется логический сигнал 1, который подаётся на блок формирования кода координат, который вырабатывает код старших

и младших разрядов точки попадания в соответствии с таблицей. Значения старших разрядов (00, 10, 20, 30. 40) формируются в

зависимости от позиции фотоприемного тракта X (Y), засвеченного сигналом от любого светодиода в кассете 2.1.1 или 21.2 соответСтвующёгЬ тракта. Значения младших разрядов (0,1,...9) формируются в зависимости от номера или комбинации номеров излучающих диодов в кассете, сигналы от которых

попали на фотоприемник, но не зависят от позиции этргО фотоприёмника. Для дальнейшей обработки в ПЭВМ полученный двухразрядный десятичный код преобразуется в инверсный двоично-десятичный код в стандарте ТТЛ со следующей организацией шестнадцатиразрядного слова:

С выхода блока 10 формирования кооринат можно снимать два независимых знаения координат X и Y в диапазоне 0-49 искретных единиц. Частота дискретизации екущих значений координат в непрерывом режиме составляет 25 Гц.

В циклическом режима с блока 9 управения на блок 9 излучателей поступает сигнал т датчика 3 в момент времени, соответствуюий спуску курка оружия, поэтому вырабатыаемый сигнал, соответствующий координатам очки попадания на основании 5, точно сответствует моменту выстрела с необходиыми задержками.

МикроЭВМ Электроника БК-0010, явяясь шестнадцатиразрядным вычислиельным устройством, имеет входные и ыходные порты соответствующей разрядости. Для ввода координаты X используется младших разрядов младшего байта входноо порта, а для координаты Y - 7 младших азрядов старшего байта. Для регистрации ыстрела сигнал датчика 3 выстрела подается а старший разряд младшего байта входного орта. Синхроимпульсы, соответствующие гоовности цифровых выходов тренажера, одаются на старший 16-й разряд входного

орта. Программное обеспечение блока вы10 DIM Т ХМбОО), КК Х(6), ТТ Х(б), WX(5), WY (5) 20 CLEAR

NW X 1; ККУ,( О) 1 CLB . РШМТ АТ(9, 9) ; INPUT F РШЫТ СНГЖ155) GOSUB 700 К Х 0

IF РЕЕРа -52) )

К Х + 1 К Х 3 GOTO А Х 1ЫР( -52,&.077777) IF НО Х 1 THEN Т Х G03UB 9ВО IF 2 GOTO 28О IF 0 ОТЗ Y X - О THEN Н Х GOTO 170 М Х М Х + 1 IF Ы Х 16OO GOTO 2 GOTO 340

10

15

20

25

числен полне БК0010 щую ве г.), поз ступаю масшта грамма функци формир бражен в проце падани отклоне целива средне ния, соо ливани отображ стрелов - резул рактери

Алг фиг.4.

Рас ке высо приведе ниже:

SW X

25

40

60

65

75

80

120

170

1ВО

190

20О

21О

220

230

250

265

270

275

280

281 235 286 290 295 Х Х -300 ЗО5 310 315 340 342

345

346

350

355

ВВЕДИТЕ ФАМИЛИЮ

IF

К А IF

О

О

GOTO 180 GOTO 220

190

TvJ + 1

О E

183 ELSE N X К

IF Ktf

HO X 1

IF II-X О GOTO

LIME MljJ 6-4

6-4, 215 - Ytf

Htf - 1

XI /. X-X

Yl X - Y X

GOTO 170

KK /UHWVO

BEEP

TT /OflH /S)

IF XX - 0

i.v; N-X B X ЮОi

124) -,

- Yl X

- M X

- T X

OR УУ; KK X NW X TT XCNW/

THEM

1)

1)

BWX(WWX

б),

0

5

0

5

числения статистических параметров, выполненного на базе серийной ПЭВМ БК0010, представляет собой компилирующую версию языка Бейсик (Вильнюс, 1986 г.), позволяющую проводить обработку поступающих с тренажера данных в реальном масштабе времени. Реализованная программа выполняет следующие основные функции: преобразование входных данных; формирование на экране В КУ мишени и отображение траектории среза ствола оружия в процессе прицеливания, а также места попадания; вычисления среднеквадратичного отклонения координат X и Y за период прицеливания; вычисление прогнозируемых среднестатистических координат попадания, соответствующих разбросу точки прицеливания относительно центра мишени; отображение результатов каждого из 5 выстрелов в виде: - траектории прицеливания - результатов стрельбы - статистических характеристик процесса прицеливания.

Алгоритм вычислений приведен на фиг.4.

Распечатка листинга программы на языке высокого уровня Бейсик, соответствующей приведенному выше алгоритму, приведена ниже: .

), SXH5), ),

HEN Н Х

TvJ + 1

О ELSE GOTO 2BO

) THEN Н Х

183 ELSE N X ККйО-Ш /О

- Yl X 4)- 1:

THEM

1)

1)

BWX(WWX) - О ELSE bOSUt -KtQ

9 - 1817825 vi /. ; HWvi GOSUB 770 GOEUB 60O

f l-:i y.( MWVJ-1 i 1 KK-X(NW X) NW% - MWtf + 1

IF MW X r 6 GOTO 410

IF PEEL(52) 0 GOTO 1 7O

FOR I X 0 TO 1 111

NEXT l-/tPRINT CHR(155)

PRINT )

GOSUB 7OO

FOR ,1 X - 1 TO 5

W X J X

GOSUB 642

GOSUB 850

МЕХ Т J X

ELSE GOTO

GOSUB 805

PRINT АТС 1

ВАЯ СЕРЙЯ-9

LOCATE 27, 22

ИРОСИОТР-НАБЕРИТЕ fiOM

1Ы PUT ,Г$

IF LEN(,T$) 1 GOTO 4BO

i ASC(J - 48

Jt-i - 0 GOTO 420

,/. 9 GOTO 20

J X 1) OR J:-; 5) GOTO 48O PRINT ATO, 22)5 .СКОРОСТЬ ПОСТРОЕНИЙ LOCATE 27, 22 INPUT J IF LEN(J О 1 GOTO

JV. IF IF IF

no

-

LX - 57 - ASC( I)

IF Ly, О OR L X )

PRINT CHR(155)

GOSUB-7OO

W X 1 GOSUB 642

LOCATE 44, 2

GOSUB 91О IF KK /(-I /) - К К /(//; 0O ELSE КУ, - Kb: /(.JVi IM - КУ. GOSUB 977

xiv; x-x

YI / - FOR 1-Х KM GOSUB 977 LINE 12 + XI1/ 6-4, 6-4, 215 - Y X 4 ,

Xl-л XX

Yiy. - Y%

FOR B% 0 TO LX

NEXT B1/

NEXT I /

GOSUB 627

PRINT CHR(155)

GOTO 480

FOR 1У. - 1:КУ. NW/,

GOSUB 977

SXKHWX) X /

GOTO

il

- 1 )

- 1 )

+ -i TO I;K /; jjo

215 t

L X L X

KK

SX ( SY i NWH ) SY .( NWX Y X NEXT 1-Х IF L X 0 GOTO 626

10

ELSE GOTO

ИРОСИОТР-НАБЕРИТЕ fiOMK - ВЫСТРЕЛА

; 5) GOTO .СКОРОСТЬ П TO

-

no

GOTO

ilO

- 1 )

- 1 )

1OO THliU

( с

215 t

Yl X

4) -i. i

L X L X LM

KK X(NW)

Изобретение относится к Спортивным тренажерам, а конкретно к стрелковым тренажерам для пулевой стрельбы, и может быть использовано в качестве средства повышения результативности стрелков при использовании ими личного оружия с минимальными изменениями его весовых характеристик и центровки. Цель изобретения - повышение эффективности тренировки за счет повышения точности прицеливания, возможности устранения дестабилизирующих факторов, упрощения технических средств. Способ осуществляется с помощью устройства, содержащего оружие 1 с отражателем 2, установленным соосно с каналом ствола оружия; датчиком 3 выстрела и датчиком 4 перезаряжения, размещенных на оружии, а также основание 5, на котором размещены блок 6 излучателей, блок 7 приемников и мишень 8 с элементами ее крепления к основанию 1, блок управления 9, соединенный с датчиками 3 и 4 и блоком 6 излучателей. Блок 7 приемников соединен синхровходом с блоком излучателей и своим выходом - с последовательно включенными блоком 10 формирования координат точки попадания портом 11, параллельным интерфейсом 12, блоком вычисления статистических параметров 13, выполненным по типовой схеме (ДВИ видеоконтрольным устройством 14;. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

SX(NWX

SYHNW)

RETURN

PRINT AT((12 7 - SYHNW X)

SXJ(NW X) SY i NWX )

/ L X / L X

SXKNWX) 4) / Ы 63O LIME (8 + SX(M1 J/,) -(18 + SXKNW X) 6-4, 64O RETURN

/ L X / L X

6

2);

4) /

6-4, 215 - &Y(UW X) 4) 21.9 SYKMW X) 4) , 1 , Ы

642 NWtf J X

644 A X -- T X(i:K X( J X

646 GOSUB 980

650 GOSUB 770

654 RETURN

70O CLS

702 PRINT СНГЖ 155)5 AT( I , 0) F 0-1ПЖ 1 btj)

710 FOR I X 1 TO 6

715 PRINT AT( I«/. 3 - 2, 11)5 I /. + 3; rt l « I-i -.I /.)

3 + 1 , Й 72O NEXT IV.

725 FOP I X 24 TO 168 STEP 24 73O CIRCLE 173, 115), I /,i 0, 6 - 28, ..62. 735 NEXT I X 755 RETURN ,

770 PRINT CHP.( 155) ; А1Ч21, W X 4 -- 4); №).;; ВЬЬ.Т- i CHR$( 155)

778 ВУ, - TT X(NW X) - ( NWX - 1)

700 PRINT ATC44, W X 4 - 3 5 ППЧ1О D X / )

784 IF Btf 1 THEN PRINT / WM 1NT( 1OO (KK dJW X)

- - 1 / D X)

785 IF MVJ 0 OR У/ О GOTO 795

787 PRINT AT( ( 12 + X X 6-4) /8-1,

(215 Y X 4) / 8 - 3); NW X

790 CIRCLE (12 + K X 6-4, 215 - Y X 4), B, , O, 6-3, -7 795 RETURN

805 - 0.

806 PRINT CHR(155)

807 IF S X О GOTO-B3O

810 FOR J X 1 TO 5

811 I X. )

812 GOSUB 977

813 IF X X О OP Y X О GOTO 820

814 R X+R X+SQR( (Yy.-YS X/S1X)(YtX-YS X/S X) НХ л-Хй Х/S X)

X X-XS X/S X

816 LIME ( 1O + 3-2 XStf / S«X, 213 - 4 YS X / S«X)

-(14 + 3-2 XS X / S X, 217 r 4 YS X / S X) , 1 , В

820 NEXT J X

825 PRINT AT(21, 20); R X S X

83O PRINT AT(16, 21) СУММА ОЧКОВ 5 SO /,

835 RETURN

850 FOR I X KK X(J X - 1) TO KK X(J X)

855 GOSUB 977

86O WX .(J X) WXi(J X) + (X X - SX«(J X) X X - BXMJ .O)

870 WY( I X)WYt( J X)+( Y X-SY( J X) )( Y X-SYM. J X) )

880 NEXT I X

B9OWXJ4J5O - SQR( WX( J X)/(KP4 X(J X)-KRii( J /.-l ) )

900 WYl (J X) SQR( WYKJ X) / (KK X(J X) - KK X J X - 1))

905 locte 44, J X 4 - 2

910 ХУ, WX( J X)

915 Y X WY«( J X)

93O RETURN

95O S X S X + 1

955 XS X XS X + X Xч

960 YS X YS X + Y X

965 SO X - S.O X + SW X(NW X)

966 RETURN

968 SW X(NW-X) 10 - 6 SQRC(Xtf - 25) X X - 2b)

+ (Y X - 25) (Y / - 25)) 24 970 RETURN 977 A X T X I X)

98O X X (A X AND 9) 1C) (Ay. AND &016O) 16

985 Y X (A X AND &O76OO) 256 + 1O ((A X AND &07OOOO) 4O96) 990 RETURN

Для обеспечения возможности проведения соревнований с помощью описанного выше устройства к дополнительным входим порта 11, которые мультиплексируются от интерфейса 12 блока вычисления статистиче- ских параметров 14 по его командам, могут подключаться дополнительные комплекты блоков, обеспечивающих формирование и преобразование светового луча. В эти комплекты входят образцы оружия 1 с отража- телями 2 и датчиками 3 выстрела и 4 перёзаряжения, а также основания 5 с установленными на них мишенями 8, блоками 6 излучателей, 7 приемников, 9 управления, 10 формирования координат точки .пол а да - НИЯ, : ; . . v ;:. ;:. ;V ;. /-; . :: .,..-.--..

; Форму л а изобретения

Т. Способ тренировки в стрельбе, вклю- чающий формирование светового луча в со- ответствии е линией прицеливания оружия, преобразование траектории попадания светового луча на поверхности мишени в электрический сигнал положения точки попадания луча На миа1ень, генерированиесинхросигна- ла в момент приведения в действие спускового курка и отображение точки попадания .луча на поверхность мишени в этот момент времени, о .т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью п6въ1шения эффективности трениров- кй за счет повышения точности прицеливания, возможности устранения дестабилизирующих факторов и упрощения технических средств тренировки, формирование светового луча осуществляют с помощью отражателя, ук- рёплённого соосно с каналом ствола оружия, и излучателя, установленного в плоскости ми- шени, причёмтфи значении си-гнала, соответ- ствующёгЬ координатам точки попадания светового луча на.мишени, и его первой про- изводной, не превышающих заданного порогового значения, формируют сигнал обратной свяЗи, предъявляемый обучаемому.

2, Устройство для тренировки в стрельбе, содержащее оружие с укрепленным .на нем датчиком выстрела и датчиком перёзаряжения, мишень, прикрепленную к основанию, блок излучателей и блок приемников, отличающееся тем, что, оно снабжено прикрепленным к оружию и установленным сорсио с каналом ствола оружия отражателем, оптически сопряженным с блоками излучателей и приемников, блоком управления, соединенным с датчиками выстрела и перезаряжения, и блоком излучателей и последова- тельно соединенными блоком формирования координат точки попадания; вход которого

соединен с выходом блока приемников, портом, параллельным интерфейсом, блоком вычисления статистических параметров и видеоконтрольным устройством, при этом блок излучателей и блок приемников установлены в плоскости прицеливания в углах основания..

.i5:-::;-r::;.:;:;;:-.;::.-;, ..1817825. .-...., . 16 Принцип опр еделения координаты попадания

r

ъ

fss

CD

J

oo

NJ СЛ

NS

-

4

a;

fN& IS

as

oy

«VJ

Sl

Јч 13

I

ч

§

4ws

х- -------X

( Зет пуск nporfiaMMbl/

в&од инени спорте мена с клаЕиатуоь

Oi/uc т а экрд на

ис лле Я

г 4 | т е и u e : со Эержимого /зегист о

Г5

I Э ление

текущих Коор Э t/ wo Г

х/у.

г

J.

ОтоЪра сенУе тзч.ки лспа- Эания /yet экране

Л . J-OroSpq чсеж/е вез у ль.тя га поп я ии и

«я ък ране

г А

23

-6 -- / 8

г tft 2 /s

I Вы лем:

у хг- ка Г

I

X, У

..4

Ј

fV -Јs

-Ј:

о

§. v

1

.::

c;

. л /;

:i:

Ai

ЗаЭонче номер ct

Ь1сТр лч

Отображение тр зек торчи

п/ч/целл/сгнид

г23 ОтоЪра nifuut Хэрактепиггчк ЙЬ/CTPfA