СТРЕЛКОВЫЙ ТРЕНАЖЕР ДЛЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ С ЦИФРОВЫМ ФОТОАППАРАТОМ
SHOOTING SIMULATOR FOR COMPUTER SYSTEMS WITH DIGITAL CAMERA

Изобретение относится к техническим средствам для тренировки, обучения и контроля процесса производства выстрела.
Известен оптико-электронный стрелковый тренажер, который включает имитатор оружия, фотоэлектрические мишени и командно-контрольный блок. Имитатор оружия содержит размещенные внутри корпуса автономный источник питания, соединенный через нормально разомкнутую контактную систему, которая механически связана с курком, с цепью питания генератора импульсов тока прямоугольной формы и радиопередатчика К выходу генератора импульсов тока прямоугольной формы подключен оптический излучатель, сопряженный с оптической системой, установленной в канале ствола имитатора оружия, а выход радиопередатчика соединен с всенаправленной антенной. Каждая фотоэлектрическая мишень включает последовательно соединенные фотоприемный блок, избирательный усилитель, детектор и генератор одиночных импульсов, выход которого соединен с индикатором (RU 93039361, 1997). Недостатком этого тренажера является то, что он не пред назначен для использования с реальным оружием.
Известен стрелковый тренажер, содержащий оптический излучатель и мишень, отличающийся тем, что излучатель выполнен для размещения в стволе стрелкового оружия и включает лазер, элементы питания и схему запуска для срабатывания в момент выстрела, а мишень представляет собой разбитое на сектора поле с равномерно расположенными по нему светодиодами, при этом в каждом из секторов светодиоды соединены последовательно, а количество секторов для сигнализации результатов попадания выбрано не менее одного (RU 21825, F41G 3/26, опубл. 20.02.2002). Недостатком такого тренажера является изменение баланса оружия во время тренировки за счет необходимости закрепления оптического излучателя.
Состав стрелкового тренажера для компьютерных систем с цифровым фотоаппаратом сводится к трем комплектующим: компьютер (ЭВМ) с программным обеспечением, цифровой фотоаппарат и микрофон. Существует широкий спектр таких комплектующих, удовлетворяющих техническим требованиям, необходимым для выполнения поставленных перед изобретением задач. Так же вместо цифрового фотоаппарата может быть использована цифровая видеокамера Взаимодействие между комплектующими организуется программным обеспечением с компьютера (ЭВМ), что дает возможность вносить изменения в работу изделия и обновлять алгоритм программного обеспечения. Комплект прост в установке (развертывании) и подготовке к работе. Достаточно разместить и подключить цифровой фотоаппарат и микрофон к компьютеру и запустить программное обеспечение. Если фотоаппарат и(или) микрофон встроены в компьютер, то подготовка к работе сводиться к меньшему. Стрелку предоставляется возможность работать с любым стрелковым оружием, оснащенным открытым или апертурным прицельным приспособлением.
Стрелковый тренажер для компьютерных систем с цифровым фотоаппаратом призван проанализировать умение прицеливания и контроля спуска стрелка и указать на его ошибки во время тренировки без патрона (вхолостую). Основная задача изобретения - создание (восстановление) технологии меткого выстрела.
Работа стрелкового тренажера заключается в получении и анализе фотографии элементов прицельного механизма стрелкового оружия на фоне «стреляющего» (прицельного) глаза стрелка в момент производства холостого (без патрона) выстрела в центр объектива цифрового фотоаппарата.
Получение фотографии (кадра) стрелка с оружием при прицеливании в объектив цифрового фотоаппарата в момент производства выстрела осуществляется по улавливанию звука срабатывания спускового механизма с помощью встроенного или выносного микрофона, подключенного в компьютерной системе. В целях обеспечения профессиональных условий цифровой фотоаппарат может быть расположена за привычной для стрелка мишенью с круглой прорезью для объектива. В этом случае центр объектива должен совпадать с центром мишени. При этом задача стрелка состоит в том, чтобы при колеблющейся в районе точки прицеливания (центр объектива) мушке произвести ровное, без рывков, "дожатие" спуска, ориентируясь на мышечную "спусковую" память стреляющего пальца. В режиме ожидания срабатывания спускового механизма программа производит фокусировку и гамма-коррекцию необходимую для более точного анализа в дальнейшем, а так же отсчитывается время использованное стрелком на прицеливание. Полученное изображение является входными данными для дальнейшей работы устройства. Необходимый кадр также может быть получен из видеоизображения, на котором запечатлен весь процесс производства выстрела.
Анализ информации по положению стрелка и оружия с прицельным механизмом в момент спуска производится по входным данным, полученным с фотофиксации. Технология анализа основана на распознании на цифровом изображении элементов оружия (ствола и прицельных механизмов) на фоне стрелка. Цифровое изображение рассматривается как проекция на вертикальную плоскость. Распознание начинается со ствола (так как его просто определить по ровному черному кругу), затем далее выше по вертикальной оси производится поиск мушки, целика и затем «стреляющего» глаза стрелка. Для этого возможно применить контурный анализ, а также другие методы распознания объектов на цифровом изображении.
Координаты всех распознанных объектов сохраняются в анализируемые переменные. Программное обеспечение, оперируя координатами элементов прицельного механизма и глаза стрелка, производит их анализ, направленный на выявление ошибок стрелка при производстве выстрела. Идеальная позиция мушки, целика и зрачка при производстве выстрела достигается равенством координат центра зрачка, мушки и целика, при этом левая и правая половинки целика должны быть в одной горизонтальной плоскости (для исключения «заваливания» оружия). По отклонениям координат элементов прицельного механизма и глаза стрелка изобретение позволяет выявить ошибки стрелка, такие как боязнь выстрела, зацеливание, неодновременное наведение оружия на цель, «подлавливание» точки прицеливания, преждевременное прекращение прицеливания, прищуривание «нестреляющего» глаза, сваливание оружия и другие. Так же по отклонениям координат прицельного механизма и глаза стрелка производится расчет углов наклона оружия, что позволяет предоставить расчетную меткость и координаты предполагаемой пробоины на мишени. Точность результатов обеспечивает определение и дальнейший учет в расчетах расстояния от среза ствола до объектива с помощью формулы тонкой линзы.
Результаты предоставляются обучаемому в отчете на экране компьютера и в случае выявления ошибок оказывается теоретическая помощь и предлагается дальнейшая тренировка. Обучаемому представляется возможность сохранить результаты в базу данных под своим именем с целью формирования статистической информации о результатах тренировок.
Структура настоящего изобретение поясняется на фиг. 1, которая, однако, не является единственно возможной, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг. 1 - представлена блок-схема изобретения. Согласно настоящему изобретению рассматривается конструкция стрелкового тренажера, которая позволяет тренировать стрелков (спуск курка, прицеливание, удержание оружия) из любого оружие с открытым или апертурным прицелом, без использования боевых патронов, проводить тренировки в любом помещении или на открытой местности, без специальных условий (тир, полигон), получая результаты стрельбы с возможностью последующей обработки на ЭВМ.
Стрелковый тренажер (фиг. 1) представляет собой портативный комплект, который включает в себя компьютер (ЭВМ) - 1, цифровой фотоаппарат или видеокамера - 2 и микрофона - 3. Так же комплект может быть дополнен штативом для цифрового фотоаппарата или видеокамеры - 4 и мишенью с отверстием под объектив - 5.
Промышленная применимость.
Изобретение промышленно применимо и может быть изготовлено с использованием известных узлов.