JP2002090092A - 映像型訓練装置、及び、映像型訓練方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】訓練者の挙動に対応して状況が変わる現実の状
況の変化に即応する訓練を可能にする。 【解決手段】訓練者４の行為を検出しその行為を出力す
る訓練者動作検出装置８と、訓練者４の行為に依存しな
いシナリオを持つ時系列映像を生成する映像生成装置１
と、映像生成装置１により生成される映像を表示する表
示装置３とを含み、映像生成装置１は、訓練者動作検出
装置８が出力する訓練者４の行為に依存して時系列映像
のシナリオを変化させる映像可変装置１３を備えてい
る。訓練者の意思を反映してシナリオが変更されるの
で、訓練者が予期しないシナリオの中で即時的・瞬時的
判断の訓練が可能になる。映像と訓練者との間の物理的
作用によってシナリオが変更されれば、訓練はよりダイ
ナミックに現実的になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、映像型訓練装置、
及び、映像型訓練方法に関し、特に、動的映像の変化に
対する訓練者の機敏な即応を訓練することができる映像
型訓練装置、及び、映像型訓練方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】射撃訓練は、実際に射撃が行われる状況
に近い環境で実行されることが望ましい。スペース又は
保安の点で問題がある我が国では、ほとんどの場合、定
位置訓練が行われている。凶悪犯の増加により実際に発
砲が必要である事例が増えてきており、射撃の正確さだ
けでなく、訓練者が発砲の可否を瞬時に判断することが
できる能力を養うことができることが望ましい。そのよ
うな能力を養うことができる訓練装置が、映像型訓練装
置として図３に示されるように知られている。この公知
装置は、映像生成装置５０と映像投影装置５１とスクリ
ーン５２とから構成され、映像生成装置５０により生成
される映像がスクリーン５２に投影される。スクリーン
５２に投影される映像の内の標的に対して訓練者５３
は、銃５４に装着されているポインティング装置（例
示：レーザー銃）５５から実弾を模擬したレーザービー
ム５６を発射する。

【０００３】映像生成装置５０は、図４に示されるよう
に、記録媒体６０と、再生装置６１と、再生処理制御部
６２とで構成されている。再生処理制御部６２は、記録
媒体６０が保有する映像を再生する再生装置６１を制御
する。再生装置６１により再生された映像が映像投影装
置５１によりスクリーンに投影される。その映像の流れ
７０は、図５に示されるように、再生処理制御部６２が
出力する制御信号により、分岐点７１で第１分岐映像７
２と第２分岐映像７３のいずれかに分岐する。例示的に
は、第１分岐映像７２は発砲すべきである状況を示す映
像であり、第２分岐映像７３は発砲すべきでない状況を
示す映像である。このような映像の選択表示は、異なる
２つの状況に対して二者択一的判断を瞬時に行う能力を
訓練者５３に養わせることができ、射撃の正確さだけで
なく発砲可否の判断力を同時に訓練者５３に養わせるこ
とができる。

【０００４】記録媒体６０が持っている映像以外の映像
をスクリーン５１に表示することができいこのような公
知装置は、定められたシナリオに従った受け身の訓練し
か訓練者に提供することができず、訓練者５３の挙動に
対応して状況が変わる現実の状況の変化に即応した訓練
を訓練者に施すことができない。訓練者の挙動に対応し
て状況が変わる現実の状況の変化に即応する訓練が求め
られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、訓練
者の挙動に対応して状況が変わる現実の状況の変化に即
応する訓練が可能である映像型訓練装置、及び、映像型
訓練方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】その課題を解決するため
の手段が、下記のように表現される。その表現中に現れ
る技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号等が添
記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複
数・形態又は複数の実施例のうちの少なくとも１つの実
施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特
に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現さ
れている技術的事項に付せられている参照番号、参照記
号等に一致している。このような参照番号、参照記号
は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の
技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このよ
うな対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の
形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されるこ
とを意味しない。

【０００７】本発明による映像型訓練装置は、訓練者
（４）の行為を検出し訓練者（４）の行為を出力する訓
練者動作検出装置（８）と、訓練者（４）の行為に依存
しないシナリオを持つ時系列映像を生成する映像生成装
置（１）と、映像生成装置（１）により生成される映像
を表示する表示装置（３）とを含み、映像生成装置
（１）は、訓練者動作検出装置（８）が出力する訓練者
（４）の行為に依存して時系列映像のシナリオを変化さ
せる映像可変装置（１３）を備えている。

【０００８】訓練者（４）の行為に依存しないシナリオ
を持つ時系列映像は、訓練者（４）の行為に依存して映
像可変装置（１３）により、そのシナリオが変化する。
訓練者（４）が射撃の姿勢を示せば、逃走中の犯人は立
ち止まって手を上げる。もしくは、反撃すること等の行
動に移ることがある。このような変更は、シナリオの変
更である。このとき、発砲しない方がよい状況であるか
どうかの瞬時的判断が訓練者に要求され、そのような瞬
時の訓練が可能になる。

【０００９】訓練者の行為は、警察官の射撃行為がよい
例示である。警察官には、発砲・非発砲の瞬時的判断が
要求される。時系列映像のシナリオを変化させる行為
は、訓練者（４）の射撃行為により訓練者（４）が持つ
銃の弾丸を行為対象映像である仮想人間の犯人に対して
発砲することが、好適な例である。この場合、発砲の結
果は、弾丸の仮想人間に対する命中である。命中の有
無、また命中した場合その箇所に応じて、その後の犯人
の逃走・反撃等のシナリオを変更して、より現実的な動
的訓練が可能になる。

【００１０】本発明による映像型訓練方法は、訓練者
（４）の行為を検出すること、訓練者（４）の前方に映
像を表示することとを含み、その映像は、訓練者（４）
の行為に依存する第１映像と、訓練者（４）の行為に依
存しない第２映像とを含み、第１映像は、訓練者（４）
が映像の内の動的部分に意識的に関係する訓練者（４）
の意識的行為に依存してそれのシナリオが変更される映
像である。シナリオの変更には、訓練者の意志（意思）
が反映されることになる。

【００１１】第１映像は、第２映像と合成される。意識
的行為は、第１映像に対する物理的因果関係を有さない
ことがある。意識的行為は、第１映像に対する物理的因
果関係を有することがある。物理的因果関係は、訓練者
（４）が持つ訓練用機器（５）と動的部分（シナリオ変
更の可能性がある部分）の近傍周域との間の物理的作用
である。訓練用機器（５）はレーザー銃であり、その物
理的作用は、レーザー銃（５）から発射されるレーザー
ビームが媒介するレーザー銃と画面の動的部分（犯人）
との間の光学的作用である。この光学的作用は、画面上
のレーザー照射点の座標を画像処理等の手法で計測する
間接的物理作用であることができる。シミュレーション
に物理的作用を導入することは、その訓練をよりダイナ
ミックに現実的にする。

【００１２】

【発明の実施の形態】図に一致対応して、本発明による
映像型訓練装置の実施の形態は、映像生成装置ととも
に、映像投影装置とスクリーンとが設けられている。そ
の映像生成装置１により生成される映像は、映像投影装
置２を介してスクリーン３に投影される。スクリーン３
に投影される映像の内の標的に対して訓練者４は、銃５
に装着されているレーザー・ポインタ６から実弾を模擬
したレーザー７を発射する。

【００１３】更に、訓練者４の動作を検出する訓練者動
作検出装置８が追加されて設けられている。映像生成装
置１と訓練者動作検出装置８は、電気的に双方向に接続
しあい、双方向にデジタルデータをやりとりすることが
できる。

【００１４】訓練者動作検出装置８は、訓練者４の挙動
を電気信号に変換する機能を有している。訓練者動作検
出装置８として、訓練者４を撮影し訓練者４の像をデジ
タル化して画像内容を認識するＣＣＤカメラ付き画像認
識装置のような非接触型計測装置、訓練者４の身体に装
備され訓練者４の肢体各部の動的位置を計測する身体位
置計測装置、銃に装備されるレーザー・ポインタの動作
位置・レーザー発射角度を検出する銃動作検出装置、訓
練者４が操作するジョイスティック装置、訓練者４の指
・手足を強制的に動かす外力付与装置から構成され、又
は、それらの装置から選択される単一の装置、更には、
それらの装置から選択される複数装置の組合せである。

【００１５】訓練者動作検出装置８により検出された訓
練者４の挙動は、第１電気信号９に変換されて映像生成
装置１に送信される。映像生成装置１はこれが生成する
第２電気信号１１を逆方向に訓練者動作検出装置８に送
信して訓練者４の身体に装備される外力付与装置を駆動
して訓練者４に姿勢変更を促し、銃操作に伴う反動等を
体感させることができる。

【００１６】図２は、本発明による映像型訓練装置の実
施の形態の映像生成装置１の詳細を示している。映像生
成装置１は、操作入力解析装置１２を備えている。訓練
者動作検出装置８が出力する第１電気信号９は、訓練者
操作入力として、操作入力解析装置１２に入力される。
操作入力解析装置１２は、第１電気信号９に基づいて、
訓練者４の位置、挙動、注視点の位置、銃５の照準先、
発砲の有無を解析する。映像生成装置１は、更に、訓練
シナリオ生成装置１３を備えている。操作入力解析装置
１２が解析して得た解析結果は、解析結果信号１４とし
て、操作入力解析装置１２から出力され訓練シナリオ生
成装置１３に入力される。

【００１７】訓練シナリオ生成装置１３は、データとし
て保有している多様な訓練シナリオを訓練者４の挙動に
対応するように内蔵プログラムにより修正する。シナリ
オ修正としては、訓練者４の注視点が標的になる犯人か
ら逸れた際にその犯人を素早く移動させたり、訓練者４
が発砲した場合にその銃５が出力する照準情報から命中
箇所を特定して、その照準点が犯人に致命傷を与える位
置であればその場で倒れたり、そうでなければ犯人が反
撃したりすることが例示される。訓練シナリオ生成装置
１３は、シナリオ修正信号１５を出力する。

【００１８】映像生成装置１は、更に、景観映像生成装
置１６と人間動作生成装置１７と人間映像生成装置２２
とを備えている。景観映像生成装置１６には、景観モデ
ル１８が付随している。人間映像生成装置２２には、人
間モデル１９が付随している。シナリオ修正信号１５
は、景観映像生成装置１６と人間動作生成装置１７に入
力する。景観映像生成装置１６は、シナリオ修正信号１
５に基づいて、景観モデル１８から景観モデルを選択的
に取込みその選択景観を訓練者４の視点で見える景観に
変換して生成する。このように生成された景観映像は、
景観映像信号２１として出力される。

【００１９】人間動作生成装置１７は、シナリオ修正信
号１５に基づいて仮想人間の身体の動きを計算する。人
間動作生成装置１７は、人間映像生成装置２２に接続し
ている。人間動作生成装置１７の既述の計算により得ら
れた人間動作は、人間動作信号２３に変換されて人間動
作生成装置１７から出力し人間映像生成装置２２に入力
する。人間映像生成装置２２は、人間動作信号２３に基
づいて、人間モデル１９から人間モデルを選択的に取込
みその選択モデルを訓練者４の視点で見える人間に変換
して計算ずみの位置に連続的にリアルタイムに生成す
る。人間映像生成装置２２は、それが生成した人間映像
を人間映像信号２４として出力する。

【００２０】映像生成装置１には、更に映像合成装置２
５が設けられている。景観映像信号２１と人間映像信号
２４とは、映像合成装置２５に接続している。景観映像
信号２１と人間映像信号２４とは、映像合成装置２５に
入力する。映像合成装置２５は、景観映像信号２１と人
間映像信号２４とに基づいて、景観映像と人間映像とを
合成する。その合成は、景観映像と人間映像の各対応す
る画素について、その画素に表示される景観及び人間モ
デルの視点から距離を比較し、近い方の画素を選択表示
することによって可能である。合成映像信号２６は、映
像合成装置２５から出力され映像投影装置２に入力さ
れ、その合成映像が、映像投影装置２によりスクリーン
３に投影される。

【００２１】コンピュータ・グラフィックスの技術が用
いられて、訓練者の行動と標的映像の動作との相互作用
がリアルタイムにスクリーン上に生成される。標的映像
の行動に瞬時に対応する公知の訓練装置の機能に付加さ
れて、訓練者の行為により瞬時に変化する標的映像に即
応する訓練が可能であり、更に、瞬時に要求される判断
の訓練が可能になる。

【００２２】訓練は、段階的に行われることが望まし
い。銃５４のような機器とスクリーン３の映像との物理
的作用の存否は、訓練の初級と上級に対応する。銃から
発射される弾丸（レーザービームで模擬されている）が
スクリーン上の標的である人間映像（＝動的映像）に当
たったかどうかとは関係なく、弾丸発射により動的映像
を変化させる（又は、シナリオ、ストーリを変化させ
る）ことによる訓練は、初級的訓練である。銃から発射
される弾丸が動的映像に当たった場合にのみ、その動的
映像を変化させることによる訓練は、上級的訓練であ
る。

【００２３】銃から発射される弾丸が動的映像に当たる
というような訓練者・仮想人間の間の関係は、物理的関
係である。このような物理的関係は、銃と動的映像との
間の３次元的位置検出、又は、訓練者の位置情報は必要
ではなく弾丸が当たったスクリーン上の位置の検出によ
り知られ得る。スクリーン上の位置検出は、スクリーン
全体を俯瞰するＣＣＤカメラ付画像認識装置のような非
接触型計測装置で測定することができる。

【００２４】弾丸の命中によってのみシナリオを変更す
ることによる訓練は、必ずしも最適な訓練ではない。弾
丸が標的の近傍領域を通過した際にも、シナリオを変更
することによる訓練は有効である。仮想犯人は、銃の発
射音を聞いただけで突然にその行動パターンを変える。
当たった位置をスクリーン上に示すことは、有意義であ
る。弾丸が犯人の足に当たった時には、それ以上の発射
をしない瞬時的判断を訓練者にさせる訓練は有意義であ
る。訓練者と仮想人間との間に物理的作用が介在するこ
とによる仮想人間の行動の変化は、訓練用シミュレータ
を動的化して訓練を高度化しより現実化することができ
る。訓練は、専門家の訓練だけでなく、ゲーム的訓練を
含む。動的映像は、背景映像に対する相対的運動映像で
ある。背景全体の平行移動は、動的映像ではない。

【００２５】

【発明の効果】本発明による映像型訓練装置、及び、映
像型訓練方法は、訓練者の行為に基づいて仮想現実のス
トーリを変化させるので、より現実的に高度である訓練
が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明による映像型訓練装置の実施の
形態を示す機器配置図である。

【図２】図２は、本発明による映像型訓練装置の実施の
形態の映像生成装置を示す回路ブロック図である。

【図３】図３は、公知の訓練装置の機器配置図である。

【図４】図４は、公知の映像生成装置を示す回路ブロッ
ク図である。

【図５】図５は、公知の映像信号の流れ示す信号線図で
ある。

【符号の説明】 １…映像生成装置 ３…表示装置 ４…訓練者 ８…訓練者動作検出装置 １３…映像可変装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｖ Ｆターム(参考） 2C014 CA06 CA12 CA16 5C054 AA02 AA05 CA04 CC02 CD03 CE14 CG01 CH03 EA05 EH01 FA00 FE12 FE26 FF03 GB12 GB14 GB16 HA13 HA16

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】訓練者の行為を検出し前記訓練者の行為を
   出力する訓練者動作検出装置と、 前記訓練者の行為に依存しないシナリオを持つ時系列映
   像を生成する映像生成装置と、 前記映像生成装置により生成される映像を表示する表示
   装置とを含み、 前記映像生成装置は、 前記訓練者動作検出装置が出力する前記訓練者の前記行
   為に依存して前記時系列映像のシナリオを変化させる映
   像可変装置を備える映像型訓練装置。
2. 【請求項２】前記時系列映像は、景観映像と前記訓練者
   の行為対象映像との合成である請求項１の映像型訓練装
   置。
3. 【請求項３】前記行為は射撃行為であり、 前記時系列映像のシナリオを変化させる前記行為は、前
   記訓練者の射撃行為により前記訓練者が持つ銃の弾丸を
   前記行為対象映像である仮想人間に対して発砲すること
   である請求項１の映像型訓練装置。
4. 【請求項４】訓練者の行為を検出すること、 前記訓練者の前方に映像を表示することとを含み、 前記映像は、前記訓練者の行為に依存する第１映像と、
   前記訓練者の行為に依存しない第２映像とを含み、 前記第１映像は、前記訓練者が前記映像の内の動的部分
   に意識的に関係する前記訓練者の意識的行為に依存して
   それのシナリオが変更される映像である映像型訓練方
   法。
5. 【請求項５】前記第１映像を前記第２映像と合成するこ
   とを更に含む請求項４の映像型訓練方法。
6. 【請求項６】前記意識的行為は、前記第１映像に対する
   物理的因果関係を有さない請求項４の映像型訓練方法。
7. 【請求項７】前記意識的行為は、前記第１映像に対する
   物理的因果関係を有する請求項４の映像型訓練方法。
8. 【請求項８】前記物理的因果関係は、前記訓練者が持つ
   訓練用機器と前記動的部分の近傍周域との間の物理的作
   用である請求項４の映像型訓練方法。
9. 【請求項９】前記訓練用機器はレーザー銃であり、 前記物理的作用は、前記レーザー銃から発射されるレー
   ザービームが媒介する前記レーザー銃と前記動的部分と
   の間の光学的作用である請求項８の映像型訓練方法。