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1. (WO1998051987) VIDEO SIGHTING UNIT WITH INTEGRATED FIRING LINE FOR RIFLES
Note: Text based on automatic Optical Character Recognition processes. Please use the PDF version for legal matters

Video-Visier mit integrierter Feuerleitung für Gewehre

Die Erfindung betrifft ein Video-Visier mit integrierter Feuerleitung für Gewehre

Feuerleitsysteme für Rohr- (und Lenk-) waffen sind seit langem bekannt, sie dienen der Erhöhung der Treffwahrscheinlichkeit gegen stehende und bewegte Ziele durch Berechnung des Vorhalte- und des Aufsatzwinkels aufgrund von Zieldaten (z B Entfernung, Ortskoordinaten Bewegungsvektor), von Daten Detreffend Waffe und Munitionsart (z B Munαungsge-schwindigkeit) und von Umgebungsdaten (z B Querwind, Temperatur, Luftdruck) Aus Gewichts-, Volumen- und Kostengrunden waren Feuerleitsysteme bestehend aus der Senso-rik, dem Rechner und den Stellgliedern zur Waffe, bisher schweren Waffensystemen wie Panzer oder Artillerie vorbehalten

Für Gewehre ist der Stand der Technik bezüglich Erhöhung der Erstschußtreffwahrschein-lichkeit durch Zielfernrohre mit fester oder variabler Brennweite gekennzeichnet, deren Auf-satzwinkel entsprechend der geschätzten oder gemessenen Zielentfernung einstellbar ist

Insbesondere im Bereicn der Verbrechensbekämpfung oder aucn bei militärischen Anwendungen, wo eine hohe Erstschußtreffwahrscheinlichkeit erfolgsentscheidend ist, ist eine höhere Zielgenauigkeit erwünscht, als dies mit einem entferπungsabhangig hohenverstellbaren Fadenkreuz im Zielfernrohr möglich ist Hinzu kommt, daß bei dieser Waffenkonfiguration die Erstschußtreffwahrscheinlichkeit stets durch gründliche Schulung und laufendes Trainung des Bedienungspersonals aufrecht erhalten werden muß, was erhebliche Kosten verursacht Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Gewehr mit sehr hoher Erstschußtreffwahrschein-lichkeit bei gleichzeitig reduzierten Anforderungen bezüglich Ausbildung und Trainung für die Schützen anzugeben Die Losung dieser erfindungsgemaßen Aufgabe erfolgt mit einem durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gekennzeichneten Gewehr, wobei die Unteranspruche zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen umfassen

Das hochprazise schießende Gewehr besteht aus der Kombination der Waffe 10 mit dem erfindungsgemaßen Video-Visier mit integrierter Feuerleitung unter Einsatz miniaturisierter Elektronikelemente Das erfmdungsgemaße Video-Visier wird, ähnlich wie ein Zielfernrohr, auf eine Montageschiene, die mit der Waffe fest verbunden ist, aufgesetzt und fixiert Das Video-Visier 1 ist eine einstuckige kompakte Baueinheit, die aus einer Video-Kamera 2, einem Feuerleitrechner 3, einem Video-Monitor 4 mit einem Okulareinbiick 5, der schwenkbar sein kann, sowie den zur Stromversorgung dienenden Batterien 6 besteht Es ist ein Dateneingabefeld 7 vorhanden, mit dem die Daten eingegeben werden, aus denen der Feuerleitrechner 3 unter Verwendung einer eingespeicherten Feuerleitsoftware den Aufsatzwinkel und ggf den Vorhaltwinkel berechnet Die wichtigsten Eingabedaten sind

die Entfernung
die Zielwinkelgeschwindigkeit
die Querwindgewindigkeit
die Lufttemperatur
der Luftdruck
die Verkantung der Waffe
die Langsneigung der Waffe
der Drall
die ballistischen Munitionsdaten (Mundungsgeschwindigkeit, Ballistik-Koeffizient)

Die Art der Bereitstellung dieser Daten ist nicht erfindungsrelevant, die erforderlichen Meßtechniken sind bekannt Die direkte Dateneingabe, z B durch angeschlossenen Laser-Ent- femungsmesser, ist ebenso vorgesehen wie alternativ die manuelle Eingabe geschätzter oder aus nicht angekoppelten Meßmitteln stammenden Daten

Für manche der Feuerleitparameter wie Zielwinkelgeschwindigkeit, Luftdruck, Verkantung und Langsneigung der Waffe ist aber eine automatische Erfassung durch in das Feuerleitsystem integrierte Sensoren unbedingt zu empfehlen, da sonst der Schütze durch die hier notige schnelle Erfassung und Berücksichtigung dieser Daten überfordert wäre So wird dann z B beim Schießen auf ein bewegtes Ziel der dynamische Vorhalt ermittelt aus der sich aus der Entfernungsmessung ergebenden Geschoßflugzeit und der Zielwinkelgeschwindigkeit, die beim Zielhalten mit dem Visier durch einen integrierten Drehgeschwindigkeitsgeber (z B Kreisel oder piezoelektrischer Sensor) gemessen wird

Der Feuerleitrechner 3 errechnet auf der Grundlage der eingegebenen Ziel-, Wetter-, Waffen- und Muπitionsdaten mittels der Feuerleitsoftware den erforderlichen Aufsatzwinkel, um den die Seelenachse des Gewehres eieviert wird gegenüber der Achse Fadenkreuz - Ziel (Visierlinie), ebenso errechnet der Feuerleitrechner 3 den in der horizontalen Ebene liegenden Vorhaltewinkel zwischen der Achse Fadenkreuz - Ziel und Seelenachse der Waffe, z B zum Ausgleich von Querwind oder der Querbewegung des Zieles Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemaßen Video-Visiers ist, daß mechanische Vorrichtungen zum Einstellen des Aufsatzwinkels und des Vorhaltewinkels entfallen Das Fadenkreuz wird optroπisch auf dem Monitorbild 13 verschoben, und wenn dann der Schütze das Fadenkreuz auf das Ziel ausrichtet, sind die auf den Gewehrlauf bezogenen Aufsatz- und Vorhaltewinkel bereits eingestellt

Das Video-Visier bietet noch eine Reihe weiterer Vorteile Relevante Feuerleitdaten (z B Entferung, Querwind, Munitionsart) können in das
Monitorbild 13 eingeblendet werden

Anstelle des Fadenkreuzes können verschiedene Formen von Absehen durch
Programmierung erzeugt und auf dem Monitorbild 13 sichtbar gemacht werden

Das exakte Einstellen der Nulllage des Fadenkreuzes auf die Trefferlage des für dieses Video-Visier bestimmten Gewehres erfolgt elektronisch Damit kann sehr genau, einfach und schnell eine Feinjustierung des Visiers zur Rohrseelenachse durchgeführt werden

Der Okulareinbiick 5 kann geschwenkt werden (ahnlich einem Camcorder-Okular), der Schütze kann auch bei längerer Zielbeobachtung eine ermudungsfreie Haltung einnehmen

Die Monitorbilder 13 der einzelnen Schützen einer Einsatzgruppe können über eine
Bildfunkstrecke 14 an den Einsatzleiter in einer Zentrale übertragen werden Dadurch kann der Einsatzleiter, z B bei Bekämpfung von Gewaltverbrechern, stets beurteilen, welcher Schütze die momentan gunstigste Schußposition für welches Ziel hat, er kann z B optisch den Feuerbefehl auf dem Montitorbild 13 des betreffenden Schützen erteilen

Die Monitorbilder 13 eines jeden einzelnen Schützen können zu Dokumentationsoder zu Schulungszwecken auf einem Video-Rekorder 11 aufgezeichnet werden

Es sind bereits adaptive Helligkeitsregelungen für Monitorbilder bekannt, bei denen die Helligkeit des Bildes oder eines Teilbildes als Regelgroße für diese automatische Anpassung erfaßt wird Da bei einem Visier der Bildbereich um die auf das Ziel gerichtete Visierlinie von besonderem Interesse ist, ist es für diesen Zweck vorteilhaft, die Heiligkeit in einem kleinen Fenster rings um das ballistisch gesteuerte Fadenkreuz auszuwerten und die Bildhelligkeit auf dem Monitor diesem Fensterbereich anzupassen

Da die Zahl der Pixel in einem Monitorbild begrenzt ist, ist bei der Wahl der Optik ein Kompromiß zwischen Gesichtsfeldgroße und Auflosung zu treffen Beim Schießen auf große Entfernungen (oder bei langsamen Geschossen mit stark gekrümmter Flugbahn) sind größere bis große Aufsatzwinkel erforderlich, und das bewirkt, daß bei dem dann notwendigen großen Gesichtsfeld die Auflosung entsprechend stark eingeschränkt ist Für dieses Problem wird folgende Losung angegeben Mit Hilfe des Strahlteiierpπsmas 8 und eines zum CCD-Chip 9 rechtwinklig angeordneten zweiten CCD-Chips 9 werden zwei in der Hohe aneinander grenzende Bildsektoren erfaßt, zwischen denen im Bedarfsfall auf dem Monitor umgeschaltet werden kann, sobald die durch den Aufsatzwinkel bestimmte vertikale Faden-kreuzposition vom einen in den anderen Bildsektor wechselt Auf diese Weise laßt sich der nutzbare Aufsatzwinkeibereich verdoppeln In dem erfindungsgemaßen Video-Visier ist eine automatische Umschaltung vorgesehen Das Justieren des CCD-Chips 9' erfolgt in einfacher Weise dadurch, daß 9' durch Verschieben so eingestellt wird, daß die Elevationswinkelbe-reiche nahtlos aneinander grenzen (Figur 2)

Die Erfindung wird nachstehend anhand von zwei Strukturbildem erläutert

Es zeigen
Figur 1 die Blockstruktur des Video-Visiers 1 mit den wesentlichen Bauelementen und

Informationsflüssen Figur 2 den Strahlenverlauf zur Erweiterung des Aufsatzwinkelbereiches mit Hilfe
des Strahlteilerprismas 8; ferner wird die Justiermoglichkeit des CCD-Chips 9' prinzipiell dargestellt.

Video-Visier
Video-Kamera
Feuerleitrechner
Video-Monitor
Okulareinbiick
Batterien
Dateneingabefeid
Strahlteilerprisma
CCD-Chips
Gewehr
Video-Rekorder
externer Monitor
Monitorbild
Bildfunkstrecke
Videosignalmischer
Generator für Fadenkreuzerzeugung u. -einblendung Generator für Text- und Symbolerzeugung
Signaleingänge
Signalausgang
Montageschiene
Objektiv