Zum Hauptinhalt springen

Mit optischer Messtechnik zu olympischen Goldmedaillen

Die optische Messtechnik ist heute ein nicht mehr wegzudenkendes Verfahren zur schnellen und zuverlässigen Messung von komplexen Werkstücken im Fertigungsalltag. Aber auch im Hochleistungssport sind sowohl Schnelligkeit als auch Präzision gefordert, denn die Athleten müssen sich auf die Technik und die Resultate verlassen können. Und genau hier setzt ein hochentwickeltes optisches Bildverarbeitungssystem für den Schießwettbewerb im Sportschießen, dem Modernen Fünfkampf und Biathlon an.

Als weltweit tätiges Unternehmen im Bereich der optischen und Multisensor Messtechnik blickt Dr. Heinrich Schneider Messtechnik aus Bad Kreuznach auf 75 Jahre Erfahrung in der Entwicklung innovativer und intuitiver Produkte zurück. Seit 1973 ist Schneider Messtechnik eine 100 %ige Tochter der Allit Group. Diese beschäftigt in der Gruppe ca. 550 Mitarbeiter an den Standorten Bad Kreuznach und Qingdao in China.

Eine Erfolgsgeschichte abseits des industriellen Tagesgeschäfts begann im Jahre 2009. Schneider erhielt eine Anfrage nach einer Laserkalibriereinheit, mit welcher ein Laserpunkt in 10 m Entfernung auf einen Durchmesser von 4,5 mm justiert werden sollte. Dass dies grundsätzlich machbar war stand schnell fest, aber was steckte dahinter?

Lasertechnologie für den Modernen Fünfkampf

Es war der Wunsch nach Veränderungen, nach Neufindung und Modernisierung eines Sports, der schon seit Anbeginn zum Programm der Spiele der Neuzeit gehört, der Moderne Fünfkampf. Die Sportart selbst hat sicher nicht die hohe Medienpräsenz wie zum Beispiel Biathlon, Leichtathletik oder andere bekannte Sportarten. Ins Leben gerufen wurde sie von Pierre de Coubertin höchstpersönlich, dem Gründer der Spiele der Neuzeit. Der Moderne Fünfkampf ist seit 1912 im Olympischen Programm enthalten.

Ziel von Baron de Coubertin war es, den „vollkommenen“ Athleten zu finden. So muss sich der Fünfkämpfer neben dem Schwimmen, Degenfechten und Springreiten auch im Geländelauf und Schießen beweisen. Aber gerade in dieser Sportart zeigt sich die Wandlung und Anpassung an ein sich verändertes Umfeld. Zu Beginn hatte man in der Schießdisziplin noch mit Militärpistolen und -Revolvern geschossen, später dann mit der Sportpistole, bzw. der Olympischen Schnellfeuerpistole im Kaliber .22. Von 1988 bis 2010 wurde dann abermals gewechselt und der Wettkampf mit einer Match Luftpistole bestritten. Und hier setzte dann die Entwicklung aus dem Jahre 2009 an.

Kurzum, die zuvor beschriebene Aufgabe konnte gelöst werden, kam aber in dieser Form nie in der Breite zum Einsatz. Es war technisch nicht notwendig, den Laser so zu justieren, dass er auf 10 m einen exakten 4,5 mm Punkt erzeugt und zu teuer in der Umsetzung, dies in dieser Präzision durchzuführen. Aus dieser Justiervorrichtung entwickelte sich dann schnell die Idee für das erste Präzisionslaserziel PLT.

Mit der Idee begannen auch umfangreiche Tests, da das Laserziel im Freien zum Einsatz kam und auf jedem Kontinent bei Regen, Sonne, Hitze und Kälte funktionieren muss. Gemeinsam mit der UIPM (Weltverband des Modernen Fünfkampfs) wurde das Laserziel perfektioniert und hatte 2010 auf den ersten Olympischen Jugendspielen in Singapur seine erfolgreiche Weltpremiere. Die Veranstaltung war ein großer Erfolg. Von da an war es klar: Im Modernen Fünfkampf war das Laserschießen ein adäquater und professioneller Ersatz und hielt uneingeschränkten Einzug.

Die Vorteile liegen klar auf der Hand. Der Sport kann sich für das Publikum deutlich attraktiver positionieren, also den Schulterschluss mit dem Publikum wagen. Beides ist mit dem Laserschießen gelungen. Zur Anwendung kommt hier ein Lasersystem mit der Laserklasse 1, wodurch auch kein Gefährdungspotential für Publikum und Athleten besteht. Aus diesem Grund entfallen Sicherheitsabstände und sonstige Schutzmaßnahmen und das Publikum kommt näher an die Athleten heran. Denn schlussendlich entscheidet sich in diesem letzten Wettkampf aus Geländelauf und Schießen, wer am Schluss ganz oben auf dem Treppchen steht.

Auch für die Zukunft muss und möchte man hier gerüstet sein. Mit dem neuen technischen Regelwerk, welches 2014 durch die UIPM veröffentlicht wurde, konnte noch mehr Stabilität und Sicherheit in das System gebracht werden. Schneider Messtechnik brachte 2015 das komplett neu entwickelte Präzisionslaserziel PLT2 auf den Markt. Die Zulassung durch eine Homologation der UIPM für das PLT2 wurde auf Anhieb zu 100% für die höchste Wettkampfklasse bestanden. Bis heute setzt das System klar den Maßstab des technisch Machbaren und stellt dies seit 2016 auf nationalen Meisterschaften, Weltcups, Kontinental- und Weltmeisterschaften bis hin zu Olympischen Spielen eindrucksvoll unter Beweis.

Funktionsweise des Präzisionslaserziels

Das System basiert auf einer optischen Bildverarbeitung mit Laseridentifikation und getriggerter Bildaufnahme. Der abgegebene Laserschuss enthält eine Codeinformation, die ihn als registrierten Treffer auf der Zielscheibe legitimiert. Der Laserschuss wird hierbei vom Ziel erfasst, der Code analysiert und der Schuss nach einer mindestens 80-prozentigen Übereinstimmung mit dem standardisierten Lasercode als Treffer zugelassen.

Die Kamera erfasst den Laserpunkt und passt diesen in die kalibrierte Matrix der digitalen ISSF Luftgewehr- bzw. Luftpistolen-Wettkampfscheibe ein. Natürlich ist diese Scheibe auch real vorhanden, denn der Athlet richtet seinen gezielten Schuss darauf aus. Die Wertung im Modernen Fünfkampf selbst erfolgt ähnlich wie beim Biathlon. Je Laufrunde wird einmal geschossen. Der Athlet muss hierbei innerhalb von 50 Sekunden fünf Treffer im schwarzen Bereich (bis Ring 7,3 mit einem Durchmesser von 59,5 mm) erzielen. Die Schießdistanz beträgt 10m.

Visualisiert wird das Ganze mit der ebenfalls von Schneider Messtechnik entwickelten LeasX Software. Hier erhält der Athlet umfassende Infos über Schusspositionen, Zeiten, aber auch über den Zustand seiner Lasereinheit. Die Software beinhaltet je ein Modus für Training und Wettkampf. Das PLT2 kann sowohl als Einzelziel als auch in einem zentral gesteuerten Schießstandaufbau eingesetzt werden. Die Technik dazu wird ebenfalls von Schneider Messtechnik angeboten und geliefert.

Der Einzelaufbau erfolgt mit einer direkten Verbindung zwischen dem Ziel und dem Auswertecomputer. Die Stromversorgung des Ziels erfolgt über einen PoE-Adapter, weshalb kein Stromanschluss auf der Zielseite notwendig ist. Bei der Anlagensteuerung werden die Ziele untereinander vernetzt und an einen Zentralrechner angeschlossen. Dieser übernimmt dann die Auswertung und Visualisierung der Ergebnisse für die einzelnen Schießstände über eine Web-Applikation für Tablet und Smartphone.

Grundsätzlich finden die Veranstaltungen des Modernen Fünfkampfs im Freien statt, weshalb ein besonderes Augenmerk auf den Außeneinsatz bei widrigen Wetterbedingungen gelegt wird. „Die Technik haben wir gezielt darauf ausgelegt“, so Uwe Keller, Bereichsleiter Marketing bei Schneider Messtechnik, „in Ägypten haben wir Sand und Hitze und in Brasilien subtropische Wetterbedingungen.“

Härtetest in Rio

Einen Belastungstest der besonderen Art hatte die Technik im März 2016 bei dem Weltcup und Olympiatest in Rio de Janeiro. „Als am Abend das Finale der Frauen lief, setzte ein tropischer Regensturm ein. Ein solches Szenario hatten wir in den Tests noch nicht abgebildet“, führt Keller weiter aus. Es gab keine Ausfälle und die Laserziele hielten Stand und zeigten auch am nächsten Tag keine Ermüdungserscheinungen. Danach war allen klar, die Technik war bereit für den großen Showdown im August 2016 an gleicher Stelle.

Dieser Erfolg weckte auch Interesse an anderer Stelle. Bisher war das PLT2 nur bei einigen fachkundigen Trainern und Betreuern im Sportschützenbereich auf dem Radar, mit den Erfolg stieg dann auch das Interesse bei den Sportschützen. Das war der Beginn der Kooperation mit der Firma Meyton. Die beiden führenden Systeme aus der real schießenden Schützenwelt und dem Laserschießen des Modernen Fünfkampfs vereinten ihre Stärken und verbanden die Hardware des PLT2 mit der innovativen ESTA5-Software von Meyton. So steht nun für den Sportschützenbereich ein Laserziel zur Verfügung, wodurch gezielte Jugendarbeit schon unter 12 Jahren starten kann, um motivierte Kinder mit präziser und verlässlicher Technik die innere Balance aber auch den Spaß zu vermitteln den diese schöne Sportart mit sich bringt.

In Zeiten des Lockdowns und geschlossenen Schützenhäusern kam noch ein weiteres Anwendungsfeld dazu. Um den Trainingslevel aufrecht zu erhalten, wuchs die Anzahl der Schützen*innen, die zu Hause gefahrlos trainieren und dabei auf die bekannte Visualisierung in der ESTA5 setzen. Ermöglicht hatte dies das neue LM10X Laser-Modul von Schneider Messtechnik. Dies lässt sich problemlos an das normale Pressluftgewehr adaptieren. Ausgelöst wird der Laser durch den Abzugsimpuls im Trockentrainingsmodus.

Die Entwickler von Schneider Messtechnik haben schon wieder neue Ideen für die Weiterentwicklung. Der Fokus liegt auf der digitalen Datenverarbeitung. So kann das Unternehmen hier auf sein großes Know-how aus dem industriellen Sektor bei KI, Industrie 4.0 und Smart Factory zurückgreifen. Klares Ziel ist es, das Erlebnis Sportschießen einfach, intuitiv und informativ für den kleinen und großen Sportschützen*innen zu gestalten.

Die einzigartige Kombination optischer, mechanischer und taktiler Messkompetenz ermöglicht der Dr. Heinrich Schneider GmbH die Fertigung von innovativen Produkten für höchste Präzisionsansprüche. 1946 gegründet, beschäftigt die Tochter der Allit Aktiengesellschaft mit Sitz in Bad Kreuznach heute rund 100 Mitarbeiter. Die Messgeräte und -maschinen von Schneider Messtechnik sind rund um den Globus und in nahezu jeder Branche im Einsatz. Die Kompetenz des Unternehmens belegen Auszeichnungen wie der „Q 1“ Award der Ford Motor Company, das Gütesiegel „Top 100“ für herausragendes Innovationsmanagement sowie der Success-Innovationsaward des Landes Rheinland-Pfalz. Die Kunden kommen insbesondere aus der Automobil- und Zulieferindustrie, der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik, dem Maschinen- und Werkzeugbau sowie der Elektro- und Kunststoffindustrie. Sie alle vereint die Wertschätzung für das Motto des weltweit führenden Anbieters von berührungsloser Fertigungsmesstechnik: SIMPLY PRECISE! Weitere Informationen über Schneider Messtechnik finden Sie unter www.dr-schneider.de und www.plt2.de.

Fotos: Dr. Heinrich Schneider Messtechnik GmbH, Daniel Höfelmanns

Haben Sie Feedback für uns?

Ihr Kommentar wird verbandsintern an die zuständige Person/Gruppe weitergeleitet und nicht auf der RSB-Webseite veröffentlicht.