JP2005055112A - 射撃訓練装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 射手の視野角が広く、集団による射撃訓練が可能な射撃訓練装置を提供すること。
【解決手段】 実弾射撃の標的となる複数のスクリーン３と、各スクリーン３に対峙し標的の映像を各スクリーン３に投影する複数の映像投影手段（１３）と、各スクリーン３の周縁に配置され実弾の着弾音を検出する三つ以上の音センサ１５と、各スクリーン３における各音センサ１５が検出した着弾音の検出時間の短さにより実弾が着弾したスクリーン３を特定し、着弾が特定されたスクリーン３における各音センサ１５が検出した音の検出時間の差から実弾の着弾位置を演算する着弾位置演算手段とを備えることにより、射手の視野角が広く、集団による射撃訓練が可能な射撃訓練装置を得ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、集団による射撃訓練に好適な射撃訓練装置に関する。

従来の実弾による射撃訓練装置は、映像投影装置からスクリーンに投影される静止画または動画に対し銃で実弾を射撃し、スクリーン周縁に配設される複数の音センサが着弾音を検知して着弾位置を検出することにより、命中または非命中の判断をするようになっている(特許文献１参照。)。

一方、光線などの模擬弾による射撃訓練装置の場合、静止画または動画が投影されるスクリーンに対しレーザ光発射装置を備えた銃でレーザ光線を照射し、レーザ光線の着弾によるスクリーン上の光ピークをカメラで捕らえることにより、着弾位置を検出するようになっている(特許文献２参照。)。

特開平７−２３４０９６号公報 特開平１０−２２０９９８号公報

しかしながら、上記従来の射撃訓練装置は、１つのスクリーンに対し１台の映像投影装置を対峙させた構成であるため、射手の視野角が狭く、正面に向けた射撃しかできない。そのため、複数の射手による集団の射撃訓練が困難になるという問題がある。

本発明は、射手の視野角が広く、集団による射撃訓練が可能な射撃訓練装置を提供することを課題とする。

本発明は、上記課題を解決するため、実弾射撃の標的となる複数のスクリーンと、各スクリーンに対峙し標的の映像を各スクリーンに投影する複数の映像投影手段と、各スクリーンの周縁に配置され実弾の着弾音を検出する三つ以上の音セ
ンサと、各スクリーンにおける各音センサが検出した着弾音の検出時間の短さにより実弾が着弾したスクリーンを特定し、着弾が特定されたスクリーンにおける各音センサが検出した音の検出時間の差から実弾の着弾位置を演算する着弾位置演算手段とを備えてなることを特徴とする。
上記構成によれば、射撃の標的となる複数のスクリーンに対し、着弾したスクリーンを特定するとともに、そのスクリーン上の着弾位置を求めることができる。すなわち、着弾音を複数の音センサによりスクリーン毎に検出し、着弾音の検出時間が最も短い音センサを有するスクリーンを着弾したスクリーンとして特定する。そして、そのスクリーン上の各音センサが検出した音の検出時間差に基づいて、幾何学的に演算処理することにより、スクリーン上の着弾位置を座標として求めることができる。

また、本発明は、光線による模擬弾射撃の標的となる複数のスクリーンと、各スクリーンに対峙し標的の映像を各スクリーンに投影する複数の映像投影手段と、各スクリーンに対峙し各スクリーンの映像を撮影する複数のカメラと、各カメラが検出した光信号中から模擬弾の着弾を示す光信号を抽出して模擬弾が着弾したスクリーンを特定するとともにスクリーンにおける着弾位置を演算する着弾位置演算手段とを備えてなることを特徴とする。

これによれば、各スクリーンの映像をそれぞれ対応するカメラで撮影し、各カメラの出力信号からレーザ光の着弾部の光ピークを抽出することにより、カメラ映像における着弾位置が座標として算出される。そして、例えば、その着弾位置の座標に各カメラの原点座標を加算することにより、着弾したスクリーンを特定することができる。

すなわち、本発明によれば、複数のスクリーンに対し着弾位置を特定できるため、複数のスクリーンに映像を投影して射撃することが可能となり、その結果、射手の視野角が広がり、集団による射撃訓練が可能となる。

本発明によれば、射手の視野角が広く、集団による射撃訓練が可能な射撃訓練装置を得ることができる。

以下、本発明を実施の形態に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る実弾射撃用の射撃訓練装置の斜視図を示し、図２は、同装置の情報伝達経路を示すブロック図である。図に示すように、本射撃訓練装置は、射手１の標的となる三枚のスクリーン３からなるマルチスクリーン５、マルチスクリーン５に向けて射撃する銃７、スクリーン３に投影する三つの映像投影装置１３、各スクリーン３の周縁に複数個配置される音センサ１５を備えて構成される。映像投影装置１３には、再生機９から出力される標的映像の情報が映像分割器１１により複数に分割され、その分割された情報が入力されるようになっている。各スクリーン３に投影される映像の周縁には、例えば１１個を一組とした音センサ１５が配設されている。音センサ１５により検知された信号は、着弾計測器１７により着弾位置が演算され、この着弾位置と標的の映像情報に基づいて、データ処理器１９が命中判定するようになっている。訓練音声は、アンプ２２で増幅されスピーカ２３から放射されるようになっている。

スクリーン３に実弾が着弾すると、スーパインポーズ合成装置２１が機能することにより標的映像の着弾位置に着弾マークが合成される。すなわち、スーパインポーズ合成装置２１は、再生器９から出力される訓練映像に対し、同じく再生器９から出力される命中信号または非命中信号をスーパインポーズ合成し、映像投影装置１３に出力するようになっている。

次に、スクリーン３上の着弾位置を着弾計測器１７で検出する方法について説明する。まず、実弾が射撃されると、３つのスクリーン３のうち、いずれか１つのスクリーン３に着弾し、着弾音が発生する。しかし、この着弾音は、着弾したスクリーン３に留まらず、他のスクリーン３に伝播することがある。そのため、本射撃訓練装置は、着弾計測器１７において、各スクリーン３に配設される１１個の音センサ１５により着弾音を検出し、その検出時間が最も早いスクリーン３を着弾したスクリーンとして判定するようにしている。

着弾したスクリーン３が特定されると、続いてスクリーン３上の着弾位置が算出される。ここで、図１の中央のスクリーン３に、実弾が着弾したものと仮定し、スクリーン３に配設される１１個の音センサのうち、例えば、着弾音の検出時間が最も短い音センサを基準として、同センサを含み同一辺上に配置される３つの
音センサ３１，３３，３５の座標をそれぞれ（−Ｌ，０）、（０，０）、（Ｌ，０）とする。そして、音の伝播速度をＣ、各音センサの検出時間差として、例えば（音センサ３１の検出時刻）−（音センサ３３の検出時刻）＝Ｔ₁、（音センサ３５の検出時刻）−（音センサ３３の検出時刻）＝Ｔ₂とすれば、着弾位置座標Ｐ（Ｘ，Ｙ）は、次式で表される。
Ｘ＝｛（Ｔ₁−Ｔ₂）（Ｃ²Ｔ₁Ｔ₂十Ｌ²）｝／｛２Ｌ（Ｔ₁十Ｔ₂）｝
Ｙ＝√（Ｎ²−Ｘ²）
ただし、Ｎ＝｛２Ｌ²−Ｃ²（Ｔ₁ ²十Ｔ₂ ²）｝／｛２Ｃ（Ｔ₁十Ｔ₂）｝
この式に基づいて算出された着弾位置座標（Ｘ，Ｙ）は、続いてデータ処理器１９に入力され、命中／外れの判定が行われる。すなわち、着弾の際に、スクリーン３上に投影される映像に対応する箇所の命中／外れのデータ及び得点が格納される図示しない記憶装置からアドレス値を読み出し、着弾位置座標と照合することにより、命中／外れの判定を行うことができる。

なお、本実施形態の音センサ１５は、各スクリーン３の周縁の左右上方向３辺に渡り１１個を一組として、等間隔に配設されているが、少なくとも３つ以上備えていれば、周知の方法により着弾位置を検出することができる。しかし、検出精度を上げるためには、例えば、３つ以上の音センサ１３を一組とする音センサ群をスクリーン３の周縁における２以上の辺にそれぞれ配設することが望ましい。

また、スクリーン３同士が接する辺に備える音センサ３を兼用化するようにしてもよい。この場合、例えば、各スリーン３に設置される全ての音センサ１５で着弾音を検出し、その検出時間をスクリーン毎に平均化して比較すれば、着弾したスクリーンを特定することができる。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。図３は、光線による模擬弾射撃用の射撃訓練装置の斜視図、図４は、同装置の情報伝達経路を示すブロック図、図５は、図３の一部を横方向から拡大した図である。なお、図３〜図５において図１に示したものと同一部分については、同一符号を付して説明を省略する。

図に示すように、本射撃訓練装置は、射手１の標的となる３枚のスクリーン４３からなるマルチスクリーン４５、マルチスクリーン４５に対してレーザ光を射撃する銃４７、各スクリーン４３の標的映像を分割投影する三つの映像投影装置
１３、各スクリーン４３の映像を撮影する三つのカメラ５１、各映像投影装置１３に標的映像の情報を出力する再生機９を備えて構成される。

本射撃訓練装置は、各スクリーン４３に対し、映像投影装置１３およびカメラ５１がそれぞれ１対１に対峙して配置され、カメラ５１は、例えば、映像投影装置１３に組み込まれて構成されている。カメラ５１がスクリーン４３上の映像を撮影する範囲は、分割投影される映像の範囲より若干大きめに調整され、カメラ視野調整装置５３が装備されることにより、視野範囲が調整できるようになっている。銃４７にはレーザ光発射装置４９が装備され、スクリーン４３に向けて射撃することにより、レーザ光の着弾部が光のピーク４８として照射され、カメラ５１がこれを捕らえるようになっている。カメラ５１がピーク４８を捕らえると、後述するデータ処理器５８が音声合成装置６１に着弾検出信号を出力し、これを受けた音声合成装置６１がスピーカ２３に発泡模擬信号を出力して着弾模擬音が発せられるようになっている。

スクリーン４３上においてレーザ光の着弾位置を検出する手段は、カメラ５１が出力する映像信号中のピークを抽出する電圧比較器５５、電圧比較器５５が検出した映像信号のピークから着弾位置を検知する着弾検出力ウンタ５７、着弾検出力ウンタ５７が演算した着弾位置が全体映像のどの部分の投影映像かを判別する着弾計測器５６とから構成される。レーザ光の着弾位置が検出されると、その着弾位置が投影映像に対し命中したか否かをデータ処理器５８が判定し、命中と判定されるとスキャンコンバータ５９が映像にレーザ光の着弾マークを合成するようになっている。

次に、本実施形態の動作を説明する。各映像投影装置１３によりスクリーン４３上に標的映像が投影されると、射手１は標的に対し銃４７で射撃を行う。この射撃により、標的映像の光量を上回る強い光量のレーザ光がレーザ光発射装置４９から照射され、そのレーザ光が３枚のスクリーン４３のいずれかに着弾することにより、着弾位置に強い光ピーク４８が形成される。この映像をカメラ５１が撮影することにより、カメラ５１から出力される映像信号には、レーザ光の着弾位置で高い電圧レベルのピークが発生する。このピーク値は、カメラ５１の出力信号が電圧比較器５５に入力されることにより判定される。続いて電圧比較器５
５から出力された信号は、着弾検出力ウンタ５７に入力され、映像信号の起点からピークまでの時間がカウントされる。これによりカメラ５１が出力する映像信号のうちのレーザ光着弾位置が検出される。続いて着弾検出力ウンタ５７から出力された映像信号は、着弾計測器５６に入力され、ここにおいて、全体映像のどの部分を撮影しているカメラ５１の映像信号なのかが判別される。

投影映像は、映像分割器１１により分割され、映像投影装置１３毎に分割された映像がスクリーン４３に表示される。着弾計測器５６には、その分割された、例えば６８０×４８０ドットの原点座標がデータとして格納され、着弾検出力ウンタ５７が検出した着弾位置に各カメラ５１毎の原点座標を加算することにより、着弾位置が全体映像のどの座標かを算出することができる。

また、電圧比較器５５で検出されたピークは、カメラ５１が出力する映像信号中に含まれる垂直同期信号、水平同期信号を利用する周知の方法により、動作点の座標として求めることができる。垂直座標（Ｙ座標）は、映像信号中に含まれる垂直同期信号を起点に水平同期信号を着弾検出力ウンタ５７でカウントし、電圧比較器５５がピークを検出した時点と照合することにより垂直座標が求められる。また、水平座標（Ｘ座標）は、映像信号中に含まれる水平同期信号を起点に任意のクロックを着弾検出力ウンタ５７でカウントし、電圧比較器５５がピークを検出した時点と照合することにより水平座標が求められる。

以上説明したように、これらの実施形態によれば、射撃の標的となる複数のスクリーンにおいて、実弾またはレーザ光が着弾したスクリーンを特定するとともに、そのスクリーン上の着弾位置を算出することができる。これにより、複数のスクリーンに映像を投影しながら射撃が可能となり、その結果、射手の視野角が広がり、集団による射撃訓練が可能となる。なお、上記の実施形態では、いずれも３枚のスクリ一ンを例に説明したが、スクリーン枚数はこれに限定されないことは言うまでもない。

本発明を適用してなる射撃訓練装置の斜視図である。 図１の射撃訓練装置における情報伝達経路を示すブロック図である。 本発明を適用してなる他の射撃訓練装置の斜視図である。 図３の射撃訓練装置における情報伝達経路を示すブロック図である。 図３の一部を横方向から拡大した構成図である。

符号の説明

１ 射手
３，４３ スクリーン
７，４７ 銃
９ 再生機
１１ 映像分割器
１３ 映像投影装置
１５，３１，３３，３５ 音センサ
１７，５６ 着弾計測器
１９，５８ データ処理器
２１ スーパインポーズ合成装置
２３ スピーカ

Claims (2)

1. 実弾射撃の標的となる複数のスクリーンと、前記各スクリーンに対峙し標的の映像を前記各スクリーンに投影する複数の映像投影手段と、前記各スクリーンの周縁に配置され前記実弾の着弾音を検出する三つ以上の音センサと、前記各スクリーンにおける前記各音センサが検出した着弾音の検出時間の短さにより前記実弾が着弾した前記スクリーンを特定し、着弾が特定された前記スクリーンにおける前記各音センサが検出した音の検出時間の差から前記実弾の着弾位置を演算する着弾位置演算手段とを備えてなる射撃訓練装置。
2. 光線による模擬弾射撃の標的となる複数のスクリーンと、前記各スクリーンに対峙し標的の映像を前記各スクリーンに投影する複数の映像投影手段と、前記各スクリーンに対峙し前記各スクリーンの映像を撮影する複数のカメラと、前記各カメラが検出した光信号中から前記模擬弾の着弾を示す前記光信号を抽出して前記模擬弾が着弾した前記スクリーンを特定するとともに、特定された前記スクリーンにおける着弾位置を演算する着弾位置演算手段とを備えてなる射撃訓練装置。
   

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