具有可倾斜靶架的娱乐或运动射击设备及设备配置方法与流程

本发明涉及一种具有可倾斜靶架的娱乐或运动射击设备。本发明还涉及这种设备的配置方法。

更准确的说，本发明涉及一种娱乐或运动射击设备，其包括靶架板和至少一个靶样，靶架板能相对于基准平面以多种可能的不同倾斜度倾斜，靶样用于被展示在靶架板的平面上。

背景技术：

已知许多类型的娱乐或运动射击设备。一些设备具有抗冲击的靶架板和待固定在靶架板前表面上的多组纸板靶样。每个纸板靶样于是在每次使用之后必须予以更换，与射击手没有任何简单交互，射击手必须定时向靶移动或者使靶向射击手移动。一些设备具有交互表面、以及用于在交互表面上定位击射点的电子装置。与射击手的交互性于是大为提高，因为用电子方法获得的定位数据可由通信线路(例如在移动电话上或在其他便携式装置上)实时传输给射击手。例如，已知使用：采用光学扫描仪或者激光束的光学技术；通过调制波束中断的红外技术；机械行波检测技术，尤其是基于击射产生的兰姆波包向多个压电检测器的传输时间差，以及基于用预定数学公式对波包发射源位置的确定性计算。上面这些机械行波检测技术例如在专利us6933930b2中提出，一般还在娱乐或运动射击方面是优选的，因为其允许使用既抗冲击又对冲击敏感的交互表面。另外，这些技术不需要任何耗材。

不管什么类型的选用设备，靶样优选默认展示在与期望的瞄准和/或射击轴线垂直的基准平面上。因此，其在射击手看起来都是本样展示，不会变形。但实际上，尤其是对于具有击射点定位交互表面的设备，优选倾斜靶架板，如专利us6367800b1中所述：不仅用以可能将射弹再引向回收箱，而且用以保护击射表面免受过大强度或能量的冲击。实际上，沿着一条或者多条自由选择的轴线，相对于上述基准平面，倾斜度越大，冲击能量由于射弹轨迹偏移而越小但不会停止它，从而增强了板的抗大强度/大能量的耐抗力并因而延长其使用期限。

但是，当沿所期望的瞄准和/或射击轴线看靶样时，这种倾斜会使靶样变形。然而，于是必须使击射表面(可倾斜)与靶样(保持展示在基准平面上)分离开，这存在明显的由视差引起的击射点定位问题。

技术实现要素：

因此期望设计一种运动或娱乐射击设备，其可解决前述问题和制约条件中的至少一部分。

因此提出一种娱乐或运动射击设备，包括：

-靶架板，靶架板能相对于基准平面以多种可能的不同倾斜度倾斜，

-至少一个靶样，靶样用于被展示在靶架板的平面上，

其中，每个靶样具有分别与所述多种可能的不同倾斜度相关联的多种可展示的不同变形，不同变形设计成使得当分别按各自相关联的倾斜度被展示在靶架板的所述平面上时，不同变形在基准平面上的正投影全都相同。

因此，不管在可能的倾斜度中选择什么倾斜度，所期望的每个靶样可以沿与所期望的基准平面垂直的瞄准和/或射击轴线无任何表观变形地看到。这允许保护击射表面，尤其保护其免受用火药式或压缩空气式推进系统进行的强力射击，不会损坏靶样，在一些训练中，靶样还满足尺寸和比例的严格要求。

可选地，每个靶样的每种变形复现在预制专门靶架上，预制专门靶架用于能拆卸地抵靠靶架板布置。

同样可选地，根据本发明的娱乐或运动射击设备还可包括：

-计算器，被编程控制以借助相应于与每个靶样的每种变形相关联的倾斜度的至少一个角度值，计算每个靶样的每种变形，以及

-电子显示装置，用于电子显示由计算器计算出的每种变形。

同样可选地，根据本发明的娱乐或运动射击设备还可包括倾斜度检测器，用于检测靶架板的倾斜度，以提供所述至少一个角度值，计算器则被编程控制以借助由倾斜度检测器提供的所述至少一个角度值通过角度校正来计算每个靶样的与检测到的倾斜度相应的变形。

同样可选地，靶架板能围绕基准平面的第一主轴线和/或围绕基准平面的与第一主轴线垂直的第二轴线呈角度倾斜，其中第一主轴线尤其在娱乐或运动射击设备布置在地面上时大致水平。

同样可选地：

-围绕第一主轴线的任何倾斜角度α沿与每个靶样的第一主轴线正交的方向以(cosα)^-1产生相应成比例的几何变形，和/或

-围绕第二轴线的任何倾斜角度β沿与每个靶样的第二轴线正交的方向以(cosβ)^-1产生相应成比例的几何变形。

同样可选地，根据本发明的娱乐或运动射击设备还可包括：

-记录器，用于记录击射强度，

-调节装置，用于根据记录的击射强度调节靶架板的倾斜度，以及

-匹配器，用于根据所调节的倾斜度匹配展示的靶样变形。

同样可选地，靶架板是透明或者半透明的，具有毛糙前表面且具有后表面，后表面用以形成靶架板的展示用的所述平面，所述至少一个靶样用于被投射到后表面上。

同样可选地，根据本发明的娱乐或运动射击设备还可包括：

-定位装置，用于定位击射点，

-多个靶样，所述多个靶样复现同一图案，但所述同一图案用于定中心在位于靶架板的展示用的所述平面的不同部位的相应的多个瞄准中心上，

-记录装置，用于记录由定位装置提供的击射点的相继定位和强度，以及

-选择装置，用于根据记录的击射点的相继定位和强度选择瞄准中心定位以进行选择的展示。

本发明还提出一种用于配置娱乐或运动射击设备的配置方法，所述娱乐或运动射击设备具有靶架板和至少一个基准靶样，靶架板能相对于基准平面以至少一个非零倾斜度倾斜，基准靶样用于在靶架板的平面平行于基准平面时展示在靶架板的所述平面上，所述配置方法是这样的：

-借助与所述至少一个非零倾斜度相应的至少一个角度值，计算所述至少一个基准靶样的至少一种变形，使得当变形按所述至少一个角度值倾斜时，变形在基准平面上的正投影与基准靶样相同，以及

-当靶架板的所述平面按所述至少一个角度值倾斜时，将计算的所述至少一种变形展示在靶架板的所述平面上。

附图说明

借助下面参照附图进行的对仅作为例子给出的说明，本发明将得到更好理解，附图中：

图1和2示意地示出根据本发明的两种实施方式的娱乐或运动射击设备的总体结构；

图3和4示意地和部分地示出图2所示设备的一些实施变型；

图5示出图1或2所示设备的倾斜可能性；

图6和7示出通过图1或2的设备展示变形的靶样的可能性；以及

图8示出图2所示设备的配置方法的相继步骤。

具体实施方式

图1中示意地示出的娱乐或运动射击设备不仅涉及使用压缩空气式或火药式枪支、卡宾枪或手枪的娱乐或运动射击活动，还涉及射箭、弩、喷枪、飞镖等射击活动。

该设备具有靶架板10，鞋架板以侧视图示出，可相对于基准平面p以多个可能的不同倾斜度(例如α＝0、α＝α1、α＝α2)倾斜。该基准平面p竖直示出，垂直于瞄准和/或射击轴线a，所述瞄准和/或射击轴线本身在附图的平面上示出呈水平状。作为简单的非限制性示例，图1示出三种可能的不同倾斜度，所有三种可能的不同倾斜度均围绕基准平面p的水平轴线d，标示以角度值α。第一种倾斜度为零(α＝0)，第二种倾斜度α取值α1(例如15度)，第三种倾斜度α取值α2(例如30度)。

娱乐或运动射击设备还具有至少一个靶样12，用于被展示在靶架板10的平面14上，该平面例如为板10的后表面。其固定因在本领域中完全是公知的，故将不予详述。有利地，这种布置可保护靶样12，板10则应该是透明的。在变型中，显示平面14是板10的前表面，则板可以是不透明的。

在图1所示的三种可能的倾斜度下，示出多个靶样，每个靶样都具有分别与可能的不同倾斜度相关联的多种可展示的不同变形。根据该图的非限制性示例，提供两种不同的靶样。

第一靶样12a是10米手枪运动射击靶。第一靶样具有三种变形，每种变形例如复现在用纸或纸板预制成的专门靶架上，用于可拆卸地固定布置在靶架板10的前或后表面14上。根据奥林匹克标准，与零倾斜度α＝0相应的第一种零变形12a0，在最小尺寸为170毫米x170毫米的纸板靶架上具有多个标有号的同心圆，从区域7至区域10的黑色视盘的直径为59.5毫米(+/-0.2毫米)。第一靶样用于在靶架板的前或后表面平行于基准平面p时，展示在靶架板10的前或后表面14上。第二种变形12a1对应于非零倾斜度α＝α1；具有多个变形的同心椭圆，使得当该第二种变形按与之相关联的倾斜度α＝α1展示在靶架板10的前或后表面14上时，其在基准平面p上的正投影与第一种零变形12a0的同心圆相同。最后，与非零倾斜度α＝α2对应的第三种变形12a2具有变形的同心椭圆，使得当该第三种变形按与之相关联的倾斜度α＝α2展示在靶架板10的前或后表面14上时，其在基准平面p上的正投影与第一种零变形12a0相同。

第二靶样12b是10米卡宾枪运动射击靶。第二靶样具有三种变形，每种变形例如复现在用纸或纸板预制成的专门靶架上，用于可拆卸地固定布置在靶架板10的前或后表面14上。根据奥林匹克标准，与零倾斜度α＝0对应的第一种零变形12b0，在最小尺寸80毫米x80毫米的纸板靶架上具有多个标有号的同心圆，从区域4至区域9的黑色视盘的直径为30.5毫米(+/-0.1毫米)。第二靶样用于在靶架板的前或后表面平行于基准平面p时，展示在靶架板10的前或后表面14上。第二种变形12b1对应于非零倾斜度α＝α1，具有多个变形的同心椭圆，使得当该第二种变形按与之相关联的倾斜度α＝α1展示在靶架板10的前或后表面14上时，其在基准平面p上的正投影与第一种零变形12b0的同心圆相同。最后，第三种变形12b2对应于非零倾斜度α＝α2，具有多个变形的同心椭圆，使得当该第三种变形按与之相关联的倾斜度α＝α2展示在靶架板10的前或后表面14上时，其在基准平面p上的正投影与第一种零变形12b0的同心圆相同。

实际上，变形以如下方式建立：围绕轴线d的任何倾斜角度α沿与轴线d正交的方向以(cosα)^-1产生相应成比例的几何变形。根据这种几何变形，如果用f(x,y)表示任意靶样的第一种零变形(x是沿轴线d的横坐标，y是沿正交方向的纵坐标)，那么，围绕轴线d的倾斜度α所导致的变形g(x,y)由以下关系式给出：

f(x，y)＝g(x，y.(cosα)^-1)

因此，根据本发明的第一方面，同一靶样的这些可能的变形使得当按分别与之相关联的倾斜度分别被展示在靶架板的平面上时，这些变形在基准平面p上的正投影全都相同。

当然，符合或不符合奥林匹克标准的靶样有多种。例如：

-对于25米和50米手枪运动射击：根据奥林匹克标准，相应于零倾斜度α＝0的第一种零变形在最小尺寸550毫米x550毫米的纸板靶架上具有多个标有号的同心圆，从区域7至区域10的黑色视盘的直径为200毫米(+/-1毫米)，

-对于25米高速手枪运动射击：根据奥林匹克标准，相应于零倾斜度α＝0的第一种零变形在最小尺寸550毫米x550毫米的纸板靶架上具有多个标有号的同心圆，从区域5至区域10的黑色视盘的直径为500毫米(+/-2毫米)，

-对于50米卡宾枪运动射击：根据奥林匹克标准，相应于零倾斜度α＝0的第一种零变形在最小尺寸250毫米x250毫米的纸板靶架上具有多个标有号的多个同心圆，黑色视盘直径为112.40毫米(+/-0.5毫米)，

-对于300米卡宾枪运动射击：根据奥林匹克标准，相应于零倾斜度α＝0的第一种零变形在最小尺寸1020毫米x1020毫米的纸板靶架上具有多个标有号的同心圆，从区域5至区域10的黑色视盘的直径为600毫米(+/-3毫米)。

也无任何因素阻止提供尤其是不复现零变形的同心瞄准圆的完全任意种类的纯娱乐靶样。

另外，每个靶样的每种变形的每个纸制、纸板制、或其他材料制的靶架可具有识别码id，例如条形码，其允许有效地检索所对应的靶样及其倾斜度。因此，图1的设备配备有具有多种可能变形的一组靶样12，所述多种可能变形均由条形码识别并根据所需的射击训练和倾斜度，可在靶架板10的前或后表面14上展示。

图2示意地示出的娱乐或运动射击设备是符合没有耗材的一种实施方式，其中，电子装置用于显示所需的靶样，且预先计算靶样的变形。在这种情况下，靶可以是一个固定图像或者是一系列动画图像。另外，这是这样一种实施方式：在该实施方式中，击射点定位由接收到击射的交互表面和电子定位装置、尤其是通过传输时间差计算进行。其涉及与图1所示设备相同的活动。

该设备也具有相对于前述基准平面p以多种可能的不同倾斜度可倾斜的靶架板20。该板20具有交互表面，交互表面适于传播从击射点起的机械行波。另外，多个传感器22在板20上分布在后部：因此，至少三个、乃至一般四个传感器布置成允许利用它们传输的信号通过三角形进行定位。实际上，这些传感器设计成感测在交互表面中传播的机械行波，且使这些机械行波转变成电信号。

图2所示的设备还具有中央电子单元24，其连接于传感器22，以接收其电信号，被编程控制成根据在接收到的电信号中识别出的击射检测时间，通过分析源于击射的机械行波向传感器22传播的时间差，来定位在板20的交互表面上的任何击射点。为此，中央电子单元24具有用于定位击射点的第一计算器26，可选地，第一计算器还可提供对每次定位的击射的强度的估算。于是可以将检测到的每个击射点及其定位及强度保存在存储器28中，以构成击射历史记录。

中央电子单元24还具有存储器30，用以存储用于被展示在靶架板20的期望平面上的至少一个靶样。因此，每个靶样以数字化格式进行存储，中央电子单元24的第二计算器32被编程控制以借助相应于与这种变形相关联的板20的倾斜度的至少一个角度值，计算每个靶样的每种可能的变形。

还设置有用于在板20的期望平面上电子显示由第二计算器32计算出的每种变形的电子显示装置34，其连接于中央电子单元24。在图2所示的实施例中，电子显示装置34，例如电脑屏幕、交互平板或者与第二计算器32连接的任意平面屏幕，布置靠于靶架板20的后表面上，因此，靶架板必须是透明的。

但是，在该实施方式中，可采用相当多的其他变型来设计靶架板20和电子显示装置34。首先，唯一相同的交互屏幕可起两种作用。因此，该屏幕必须足够坚固，以抵抗冲击。也可在交互前表面配置保护箱，箱内布置电子显示屏。也可配置显示器，用于通过在靶架板20上进行投影或者背投，显示由第二计算器32计算出的每种变形。

可选地，但是有利地，图2所示的设备还具有用于检测靶架板20的倾斜度的倾斜度检测器36(普通测斜仪或者任何其他等同装置)，以提供其显示平面的至少一个倾斜角度值a，第二计算器32于是被编程控制成借助倾斜度检测器36提供的所述至少一个角度值通过角度校正，来计算与检测到的倾斜度相应的每个靶样的变形。

可选地，但是还有利地，倾斜度检测器36还可起根据记录的击射强度来调节靶架板20的倾斜度的作用。实际上，该强度可由第一计算器26测定和记录，该强度因此可用于自动调节倾斜度：例如，如果记录的最近强度低，则该强度将更低，因而对于击射点定位则灵敏度会更高；如果记录的最近强度高，则该强度将更高，因而对于板20的击射表面有更良好的保护。另外适合调节倾斜度，以在击射表面的大小与击射强度减小之间获得最佳折衷。因此，一旦倾斜度这样调节好，第二计算器32就根据所调节的倾斜度匹配显示的靶样的变形。

图3示出前述变型，根据该变型，第二计算器32计算出的每种变形背投显示在靶架板20的后表面上。投影装置38布置在板20的后部，板20因此优选是透明的且呈毛糙状。该投影装置38可包括中央电子单元24，或者可与该中央电子单元连接。根据本发明的与第一方面不同且独立的另一方面，用于接收射击冲击的板20的前表面是毛糙的。这样，背投到其后表面上的图像无视差地形成于前表面上。另外，毛糙前表面的优点在于，比起随时间而劣变的透明表面，对击射敏感度较低。另外，毛糙前表面可易于维持原状，确保使用砂纸即可进行简便维护，以磨除劣变部或沉积物。

图4示出前述变型，根据该变型，第二计算器32计算出的每种变形被投影显示到靶架板20的前表面上。投影装置38于是布置在板20的优选是不透明或者毛糙的前部。

投影装置38例如是图像投影仪。其也可以是视频投影仪。激光投影仪也可选用，以投影高反差图像，尤其是以形成远距离可见的圆。

如图5所示，靶架板10或20可围绕基准平面p的多条轴线尤其是两条轴线呈角度倾斜。基准平面p的第一主轴线，例如用于在设备布置在地面上时大致呈水平的轴线，是图1所示的轴线d，其由图5所示的轴线x表示，借助前面定义的角度值α测定围绕所述轴线x的倾斜度。靶架板10或20可围绕其倾斜的基准平面p的第二轴线是图5的轴线y，其垂直于轴线x，用于在设备布置在地面上时大致竖直。围绕该轴线y的倾斜度借助角度值β测定。围绕轴线x的任何倾斜角度α沿β＝0的轴线y的方向，以(cosα)^-1产生相应成比例的几何变形。同样，围绕轴线y的任何倾斜角度β沿α＝0的轴线x的方向，以(cosβ)^-1产生相应成比例的几何变形。

相反，围绕轴线x的倾斜度α和围绕轴线y的倾斜度β导致的变形g(x,y)由以下关系式给出，该关系式简单地从几何角度考虑表示：

f(x,y)＝g(x.(cosβ)^-1+y.(tgα).(tgβ),y.(cosα)^-1)

对于β＝0，则f(x,y)＝g(x,y.(cosα)^-1)，对于α＝0，则g(x(cosβ)^-1,y)。

提供两条区分开的倾斜轴线的优点是，利用两种倾斜度以减小击射强度。如果仅一条轴线，那么，倾斜度越大，感受到的靶样尺寸越会快速减小，使得超过一定限度，显示靶样会成为问题，靶样的尺寸可能要调整。而使用两条轴线，随着击射强度增大，尺寸减小会较慢。

于是可按照以下方式来匹配靶架板的倾斜度：

-鉴于例如来自记录的最近强度的期望击射强度，确定其是否超过了板的弹性变形能力限度，

-如果是这种情况，则按具有角度值α和β的两条轴线使板倾斜，其中这些角度值足以使感受到的板上的强度小于前述的弹性变形能力限度，

-如果靶样的变形在横坐标上超出最大允许尺寸：那么，增大α并且减小β，或者改变靶架板的材料，

-如果靶样的变形在纵坐标上超出最大允许尺寸：那么，增大β并且减小α，或者改变靶架板的材料。

在材料方面，根据针对的应用情况，可选择板10或20为聚碳酸酯材料、可能防弹的玻璃、钢合金等制成。应当根据板的透明性和/或抗击预期射弹的强度来选择这种或那种材料。关于靶样每种变形的可能的预制靶架，如果希望一种坚固的不透明靶架，则变形或不变形的靶样可通过蚀刻、丝网印刷、电镀或电淀积式的化学腐蚀或者电化学腐蚀、或者在材料中加色而在该靶架上形成。

图6示出与前述两个方面不同且独立的另一方面。根据该另一方面，这涉及提供多个靶样，所述多个靶样复现同一图案m，但所述同一图案用于定中心在位于靶架板10或20的显示平面的不同部位的相应的多个瞄准中心上。例如，第一靶样m1使瞄准中心布置在显示平面的中央，而第二靶样m2使瞄准中心布置在显示平面左上方，第三靶样m3使瞄准中心布置在显示平面右上方，第四靶样m4使瞄准中心布置在显示平面左下方，第五靶样m5使瞄准中心布置在显示平面右下方。另外，图6的五个靶样按同一种变形示出，而知道的是对于每个靶样可展示多种变形。

同样根据本发明的该另一方面，存储器28中记录的击射点的相继定位和强度被提供给选择装置，选择装置用于选择瞄准中心定位以进行展示，从而可使击射点尽可能均匀分布在显示平面中。这些相继定位可分别由相关联的击射强度进行加权。因此，可实时限定靶架板的可能损坏的二维图并使瞄准中心定位在受冲击较低的区域中。实际上，击射表面可划分成记录的击射强度逐渐增加的一些区域，以将瞄准中心移向受冲击较低的区域。这可延长靶架板10或20的使用期限。在图2所示的实施方式中，选择装置有利地安装在第二计算器32中，第二计算器32可在每次起动或者重置时，考虑存储器28中记录的击射点历史记录而使瞄准中心定位在最强硬的区域中。在图1所示的实施方式中，人机界面可推荐使用具有根据对脆弱区域的识别而最佳化的瞄准中心的这种或那种靶样。

图7示出图6的一变型，根据该变型，复现布置在不同部位处的同一图案m的不同靶样被集合在同一靶架上，或者同一总靶样中。在这种情况下，应设置高速缓冲存储器以仅展示所有可能的靶样中的所需靶样。

最后，图8示出如图2所示的娱乐或运动射击设备的配置方法的相继步骤。为了实施该配置方法，设备必须起码具有靶架板和至少一个基准靶样，所述靶架板可相对于基准平面p以至少一个非零倾斜度倾斜，基准靶样即不变形的靶样，用于在板的平面平行于基准平面p时展示在板的该平面上。

在第一步骤100中，使用者选择一靶样以进行预定的娱乐或运动射击活动。

在可选的第二步骤102中，存储器28中记录的击射点的相继定位允许第二计算器32选择所选靶样的最佳的瞄准中心定位。

在可选的第三步骤104中，根据最近估算和记录的一种或多种击射强度，确定按照基准平面p的一条或多条轴线的一个或者多个倾斜角度。获得的倾斜度施加于靶架板20。默认地，非零倾斜度可由使用者自己选择，和/或由检测器36测得。

在第四步骤106中，在步骤100和102选择和选定的靶样的一变形由第二计算器32借助在步骤104确定或测得的倾斜角度值计算出。这种计算如前所述进行，使得当变形按步骤104确定或测得的倾斜度倾斜时，该变形在基准平面p上的正投影与基准靶样相同。

在最后的第五步骤108中，当板20的平面按步骤104确定或测得的倾斜度倾斜时，计算出的变形被显示到板20的该平面上。因此，当射击手沿垂直于基准平面p的轴线a进行瞄准时，他看到的是不变形的靶样。

显然看来，不管在其中至少一个是非零倾斜度的多种可能的倾斜度中选择或选定的倾斜度如何，如前述之一的一种娱乐或运动射击设备允许观察到不变形的靶样，以保护靶架板免受极强力的冲击。在图2、3和4的实施方式中，这种设备还可设计成无需任何耗材。

另外，应当指出，本发明并不局限于前述实施方式。实际上，对本领域技术人员看来，可根据刚刚对其公开的教导对上述实施方式进行各种修改。在前述第2页第12行至第4页第12行(对应于pct公开文本的第2页第17行至第4页第33行)之间的本发明说明中，使用的术语不应被诠释为将本发明限于本说明书中描述的这些实施方式，而应诠释为其中包括了本领域技术人员在力所能及的范围内将其常识应用于刚对其公开的教导而实现的所有等同实施方式。