МУЛЬТИМЕДИЙНЫЙ ИНТЕРАКТИВНЫЙ СТРЕЛКОВЫЙ ТИР

Полезная модель относится к технике обучения стрельбе и предназначена для тренировки в стрельбе подразделений силовых структур с применением любого оружия, стреляющего реальными патронами, охранных и ведомственных подразделений из служебного оружия, спортсменов для стрельбы из спортивного оружия любого калибра, школьников из пневматического и мелкокалиберного оружия, простых граждан из травматического оружия самообороны.
Известны конструкции стрелкового тира SU №№878323, 1014578, RU №№6230, 22385, 60199, 61405, 2018778, 2092775, 2095732, 2255294, 2321819, 2003113531, US №№4260160, 4290757, 4647783, 6296486, 7329127, 2008/0302026, DE №№10042982, 19519503, 19815573, 29921081, CH №655789, FR №№2170538, 2304052, 2504669, JP №11-108596.
Известен стрелковый тир с устройством автоматического определения места попадания, в состав которого входят две мишени, попеременно устанавливаемые в плоскости цели, устройство для определения точки попадания, связанное с оптическим индикатором, процессор, активируемый стандартным бланком, определяющий режим работы тира (CH №655789).
Недостатками этого тира являются разрушаемость мишеней и ограниченность их количества, узость функциональных возможностей, ограничивающая разнообразие положений мишени, отсутствие возможности быстрого сравнения и фиксации результатов стрелков в режиме реального времени.
Наиболее близким к предлагаемому относится тир, содержащий ИК-камеру, соединенную с устройством обработки видеосигнала и вычисления координат попаданий, в качестве которого используется компьютер. В этом известном устройстве снимают тепловую картину стационарной мишени в инфракрасном (ИК)-диапазоне. Проводят для каждого пикселя кадра сравнение отклонения его температуры от средней температуры по кадру с пороговым значением. По совокупности точек с температурой выше пороговой определяют круговую зону попадания, а центр круговой зоны принимают за центр попадания (JP №11-108596, прототип).
Недостатком этого устройства является ограниченность разнообразия мишеней, ограничение времени непрерывной работы стенда при интенсивной и кучной стрельбе вследствие понижения достоверности определения координат попаданий (при интенсивной и кучной стрельбе) по мере накопления следов недавних попаданий, которые, хотя и остывают, но долго остаются превышающими температурный порог и вносят ошибки, отсутствие контроля результатов в реальном времени, пригодность экрана и проектора для обеспечения стрельбы только одного стрелка.
Технической задачей полезной модели является создание эффективного мультимедийного интерактивного тира огневой подготовки и расширение арсенала мультимедийных аппаратных тиров огневой подготовки.
Технический результат, направленный на решение поставленной задачи, состоит в том, что обеспечено разнообразие стационарных и подвижных мишеней, не ограничено время работы экрана, при этом имеют возможность одновременно стрелять несколько стрелков, обеспечены разнообразие функциональных возможностей для виртуальной и реальной стрельбы, возможность регулирования рубежа стрельбы, возможность быстрой оценки и фиксации результатов стрелков в реальном времени в интерактивном режиме.
Сущность полезной модели состоит в том, что мультимедийный интерактивный тир огневой подготовки содержит защитную галерею, в которой с одной стороны размещен проекционный экран, а в противоположной стороне - многоместный рубеж стрельбы и компьютер управления, причем между экраном и рубежом стрельбы размещены электронно-оптический прибор наблюдения с блоком сопряжения сигнала, связанным с компьютером управления, и мультимедийный проектор фронтального проецирования на экран, который выполнен с возможностью визуализации теплового следа при поражении проецируемой мишени.
Предпочтительно экран выполнен из светлой вакуумной резины, с соотношением длины и ширины 2:1, электронно-оптический прибор наблюдения выполнен в виде тепловизионной видеокамеры или в виде микробалометрической видеокамеры с матрицей аморфного кремния.
При этом мультимедийный проектор выполнен с возможностью проектировать на экране одновременно несколько движущихся мишеней и имитации ответного огня, компьютер управления, электронно-оптический прибор наблюдения и мультимедийный проектор выполнены с потолочным креплением и снабжены противопульной защитой, а также снабжены источником бесперебойного электропитания, при этом компьютер снабжен принтером для печати результатов стрельбы.
На чертеже изображена схема мультимедийного интерактивного стрелкового тира.
Мультимедийный интерактивный стрелковый тир содержит защитную галерею 1, в которой на одном конце размещен проекционный экран 2, а на другой - расположен многоместный рубеж 3 стрельбы с индивидуальными кабинами 8 и мониторами (не изображены). Между экраном 2 и рубежом 3 стрельбы размещены электронно-оптический прибор 4 наблюдения с блоком 5 сопряжения сигнала, связанным с компьютером 6 управления, а также мультимедийный потолочный проектор 7 фронтального проецирования на экран 2, выполненный в виде сенсорного экрана из светлой вакуумной резины. Прибор 4 наблюдения и мультимедийный проектор 7 снабжены противопульной защитой, выполнены с потолочным креплением и расположены вблизи друг от друга, т.е. на одинаковом расстоянии от экрана 2.
Экран 2 выполнен толщиной 2 мм, с соотношением длины и ширины 2:1, равных, например, 200 и 100 см и выполнен с возможностью визуализации теплового следа при поражении мишени и имитации ответного огня, т.е. из материала, выполняющего функции теплового «датчика» или «сенсора».
Электронно-оптический прибор 4 наблюдения выполнен в виде тепловизионной видеокамеры или в виде микробалометрической видеокамеры, например, с матрицей аморфного кремния, в обоих случаях реализации выполнен с возможностью регистрации теплового следа (отклик вакуумной резины) при поражении мишени на экране 2.
Мультимедийный проектор 7 выполнен с возможностью проектировать на экране одновременно несколько, преимущественно четыре мишени, стационарных или подвижных.
Компьютер 6 управления, электронно-оптический прибор 4 наблюдения, блок 5 сопряжения и мультимедийный проектор 7 снабжены источником бесперебойного электропитания (не изображен), при этом компьютер 6 снабжен принтером (не изображен) для печати результатов стрельбы. Программное обеспечение и аппаратная конфигурация компьютера 6 обеспечивает управление проектором 7, а также прием и обработку информации с прибора 4 через блок 5.
Мультимедийный интерактивный тир эксплуатируется следующим образом.
Стрелки размещаются в кабинах рубежа 3 стрельбы, которые устанавливаются на расстоянии от экрана 2, соответствующем виду оружия и степени обученности стрелков. Мультимедийный проектор 7 по команде, данной руководителем стрельб с компьютера 6 управления, формирует на экране 2 различные стационарные и/или подвижные цели. При этом на проекционный экран 2 (белая вакуумная резина) проектором 7 проецируется изображение одной или нескольких мишеней или целей, как неподвижных, так и фильмовых. Стрелки производят выстрелы, которые попадают или не попадают в цель. Стрельба ведется из огнестрельного оружия, при прохождении пули через резиновый экран 2 в месте пробоя остается тепловой след, точку теплового следа на месте пробоины фиксирует прибор 4 (тепловизионная или микробаллометрическая видеокамера) и через блок 5 передает сигнал на компьютер 6. На проекционном экране 2 из белой резины отсутствует накопление следов недавних попаданий. Программа компьютера 6 по месту пробоины определяет - поражена цель или нет.
В соответствии с этим меняется или остается неизменным фильмовой сюжет (при попадании вооруженный «преступник» падает, при промахе продолжает стрелять и скрывается).
Можно проектировать на экран 2 одновременно несколько, например, четыре мишени с регистрацией поражения мишени для каждого стрелка индивидуально.
В памяти компьютера 6 всегда хранятся ДВА кадра - предыдущий, который является эталоном для сравнения, и рабочий - последний из принятых камерой прибора 4.
При этом на едином оборудовании одновременно можно осуществлять моделирование сюжетов и сюжетных линий фильмовых стрелковых упражнений, проводить учебные стрельбы из реального оружия с возможностью наблюдения поражения своих целей стрелкам одновременно. Во время стрельбы участник становится участником киносюжета, который разворачивается в реальном времени и мгновенно изменяется в зависимости от меткости каждого выстрела. В зависимости от подготовки стрелков можно упростить или усложнить упражнения. Это способствует ускоренному приобретению практических навыков стрельбы.
Потолочное крепление и противопульная защита проектора 7 и прибора 4 исключает случайное их поражение, освобождает галерею 1 стрелкового тира и дает возможность проведения спортивных стрельб с использованием всей длины стрелковой галереи на 50 м. В результате на оборудовании тира можно организовывать учебные стрельбы силовых подразделений, со стрельбой по сюжету одновременно несколькими стрелками из штатного боевого оружия (защищенными от вылетающих гильз при стрельбе в соседней кабине) и подключением системы ответного огня (при промахе по «противнику» на сенсорном экране 2 из светлой вакуумной резины, интерактивным способом отслеживания выполняется выстрел из страйкового, пентбольного оружия по выполняющему упражнению и допустившему промах стрелку) или организовать стрельбы для школьников по программе НВП из пневматического оружия.
Электронно-оптический прибор 4 наблюдения в опережающем режиме воспринимает именно кратковременные тепловые излучения, возникающие при воздействии пули, с экрана 2, невидимые человеческому глазу, и позволяет мгновенно фиксировать результаты стрельбы.
Как тепловизионные камеры, так и микробалометрические видеокамеры, содержащие микробаллометрические матрицы (детекторы), позволяют получать изображение в реальном времени.
Программным обеспечением и аппаратной конфигурацией компьютера 6 для определения точек попадания пуль реализуется метод двойного сканирования растра рабочего кадра, который заключается в том, что для ускорения обработки сканирование ведется с большим шагом, чем разрешение прибора 4, например в четыре раза (т.е вместо 320×240 точек проверяются 80×60 точек).
После определения точки, яркость которой изменилась больше установленного порога чувствительности, окрестности этой точки (например, с размером 16×16 точек) сканируются с нормальным шагом. Точкой попадания считается среднее арифметическое значение координат точек, яркость которых изменилась больше установленного порога чувствительности. При нахождении каждой такой точки значение ее яркости переносится в эталонный кадр, таким образом предотвращается повторная обработка точки при продолжении сканирования с увеличенным шагом. Такое программное обеспечение реализуется именно за счет того, что экран 2 и прибор 4 позволяют получать изображение в реальном времени и, тем самым, осуществлять анализ, как на превышение, так и на уменьшение яркости точек растра, ускорить обработку каждого кадра, уменьшить влияние расфокусировки камеры прибора 4, а также уменьшить влияние колебаний камеры прибора 4 относительно фона (например, при колебаниях фона от попадания пули).
С компьютера 6 можно одновременно наблюдать поражения всех целей и поражение персональной цели при выполнении учебных стрельб. Результат каждого выстрела фиксируется компьютером 6 и хранится в базе данных для всех участников стрельб. Мультимедийный проектор 7 и прибор 4 с потолочным креплением и с противопульной защитой не отвлекают внимание стрелков и не повреждаются.
По окончании стрельб через компьютер 6 можно получить оценку стреляющего подразделения или распечатки на принтере поражения целей и выполнения упражнений персонально на каждого стрелка.
Таким образом, аппаратурой тира реализуются:
- проецирование мишенной обстановки на большой экран 2 на 4 метра и более;
- возможность одновременно стрелять четырем стрелкам;
- использование в интерактивном режиме учебных фильмов и быстроменяющихся мишеней за счет скорости определения координат попадания;
- двойное сканирование экрана;
- анализ как на превышение, так и на уменьшение яркости точек растра в режиме реального времени;
- автоматическая компенсация колебаний и сдвигов камеры;
- использование стандартных приборов наблюдения без доработок и изменений конструкций последних благодаря отсутствию накопления следов предшествующих попаданий.
Таким образом, создан эффективный мультимедийный интерактивный стрелковый тир огневой подготовки и расширен арсенал мультимедийных стрелковых тиров огневой подготовки.
При этом обеспечено разнообразие мишеней, разнообразие функциональных возможностей для реальной стрельбы, возможность создания разнообразных целей для каждого стрелка в интерактивном режиме, возможность быстрой оценки и фиксации результатов стрелков.