[发明专利]用于确定特别是射击武器模拟器上的观察单元目标点的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于确定观察单元目标点的设备以及方法。

背景技术

此类观察单元可与不同的仪器例如照相机、显示仪器或射击武器模拟器等组合。依据本发明的观察单元例如适用于确定照相机的目标点或视向，这对虚拟演播室中的录像和图像处理具有非常重要的意义。依据本发明的观察装置允许了由照相机拍摄的图像区的精确确定。

依据本发明的观察装置也可以安装在显示仪器上，以便从投影的图像中测定由使用者纳入视野中的片段。对所瞄准的图像片段的认知例如允许了取决于场景或行动地在视屏或投影面上录制不同的图像。

对于依据本发明的观察装置而言，在控制或监控机器人特别是工业机器人中呈现出另一应用领域。首先，在待由机器人完成的任务质量方面，取决于机器人的能力的配合问题对于能非常准确地移向确定的空间位置起到了重要作用。对此大有前途的途径是机器人的外部监控和机器人在空间中的位置的精确测定。公知的是，为此为灵活确定位置而使用实现了绝对精确度的提高的多照相机系统。公知的测量系统利用监控工业机器人操作空间的多个高分辨率和校验的测量照相机来工作。在工业机器人的末端执行器上安装有相应的目标标记，利用这些目标标记可以确定末端执行器的位置和定向。在此，技术开支很高。本发明也可以有利地用于机器人末端执行器的这样的位置确定。

主要在后面的说明中参阅的观察装置的特殊用途是射击武器模拟器上的目标点确定。但本领域技术人员容易地认识到，观察装置也可以移植给其它应用情况。

为练习使用射击武器而使用极其不同的模拟仪器，这些模拟仪器可或多或少接近实际地模拟武器的操作并进行击发。为使这种模拟器的使用者获得关于所模拟的射击事实上是否已碰上所瞄准的目标或者关于射弹在真实击发的情况中击中哪里的反馈，需要测定如下目标点的相应设备和评估方法，该目标点在击发的瞬间由射手瞄准，并且然后射弹在实际的击发情况下击中到该目标点中，前提始终是：安装在模拟武器上的瞄准器在目标点被准确无误地瞄准时尽可能与击中点全等。在瞄准点与碰上部位之间的由弹道学产生的偏差对于后面的观察来说无关紧要，从而对此不作进一步讨论。

DE 601 15 445 T2公开了一种允许所模拟的弹着点(Geschossaufschlagsort)的视觉反馈的火器激光练习系统和方法。为此，在射击武器模拟器上安装激光发射模块，该激光发射模块在操作扳机时将激光束对准靶子。此外设置有扫描装置，该扫描装置检测靶子和投影到靶子上的激光束的图像并传输到计算机系统。激光束的相遇部位可以显示给使用者并经受进一步的自动处理。

由DE 10 2004 042 144 A1公知一种用于借助激光直接对准的武器的射击模拟的方法和设备。在这种情况下，在射击武器模拟器上也设置有将激光束对准所瞄准的目标的激光束源。从安装在目标上的反射器反射激光的一部分并回投到射击武器模拟器上。此外，所反射的激光束的渡越时间可以用于测定在射击武器模拟器与目标之间的距离。

DE 698 28 412 T2介绍了一种利用激光作用的练习武器，该练习武器与计算机系统共同工作，以便测定目标点。安装在武器上的激光模块在击发时间点上将激光束发射到靶子上，其中，激光束在靶子上的碰上点通过探测器测定并传送到计算机系统处。

此前所称的、由现有技术公知的系统具有以下共同之处，即，只要激光束在靶子上的投影点用于评估命中精确度，射击武器上就必须安装发射强烈聚焦的激光束的激光束模块。由此，特别是在射击武器与靶子之间有大的距离的情况下，存在对激光束模块的高要求。当激光束具有过低的平行度时，目标点就不能以高精确度确定，因为激光束的投影面相比真实射弹的相遇横截面更大。如果取而代之地使用带有高平行度的激光束，那么必需的激光束模块在技术上是复杂的，这不仅导致高成本，而且也导致大尺寸，这些与射击武器模拟器的接近实际的模仿相对立。此外，在使用强烈成束的激光束时，必须采取特殊的保护措施，以便当使用者或周围人员被激光束意外碰上时避免损伤他们的眼睛。

发明内容

由此，本发明的任务在于，说明一种用于确定观察单元的、特别是射击武器模拟器的目标点的设备和方法，所述设备和方法避免上述缺点。尤其力求的是，提高目标点探测的分辨精确度，而不由此使得用于相应靶子或用于观察图像区的成本令人无法接受地变高。同时，通过本发明应实现的是，精确地观察大的图像区或实现大的靶子，例如需要时在使用运动图像的情况下可以在其上显示出接近实际的场景。

该任务通过按权利要求1所述的设备及按从属权利要求11所述的方法来解决。