JP2969491B2 - 射撃評価装置 - Google Patents

射撃評価装置

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は射撃評価装置に係り、特
に風や温度分布のある環境での射撃弾の通過位置を精度
良く検出するのに好適な射撃評価装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年射撃等のスポーツが普及し、それに
伴って射撃訓練のための各種施設、機器の開発が進めら
れている。これら機器の一つに射撃の的命中率を自動的
に、且つほぼオンラインに測定する装置、いわゆる射撃
評価装置と称するものがある。そして、この射撃評価装
置の命中率測定法の一つに射撃弾の発する射撃波(ある
いはマッハ波)による音圧変化を、射撃の的近傍に配置
された複数の圧力センサ(一般には加速度センサ)で検
出し、各圧力センサで検出された音圧変化の時間差と、
予め別に測定した射撃波伝播速度とより弾道通過点の位
置座標を演算するものがある。
【0003】すなわち、図2に示すように、まず、3個
の圧力センサ21,22,23が横方向(x方向)に等
間隔で配置され、射撃弾は紙面に垂直(あるいはほぼ垂
直)に飛来し、射撃の的26に、たとえば図中Pに示す
個所に進入するようになっている。
【0004】このような場合において、風が吹いていな
い場合、(Vw=0)には図2の実線で示すように射撃
波伝播面25の断面は円形であり、弾道24の周辺に
(紙面内で)等方的に射撃波は伝播していく。従って弾
の位置Pから3個の各圧力センサの位置A,B,C点へ
の射撃波伝播速度uは同一であると見倣せる。この場合
圧力センサ21,22に到達する射撃波の到達時間差S
1 及び圧力センサ22,23に到達する射撃波の到達時
間差S2 を計測すれば、予め別の手段で測定されている
射撃波伝播速度uを用いて、弾道24の位置P点のx−
y座標を求めることができる。
【0005】これが従来の射撃波による音圧変化を利用
した射撃評価装置の原理であり、図5に具体的装置構成
を示す。圧力センサ21,22,23からのそれぞれの
射撃波(従って音圧変化)信号1,2,3を到達時間差
演算装置4に導き、上記到達時間S1 ,S2 を求め、位
置演算装置5で、S1 及びS2 と、別に求めておいた射
撃波伝播速度uを用いて、図2に示したP点の位置座標
を求めその結果を表示装置で表示するようになってい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の上述した射撃評
価装置は、射撃弾の通過空間が無風(あるいは微風)で
あったりあるいは温度勾配が非常に小さい場合には、例
えば±5mm程度しか誤差が生じない精度の高い位置測定
が可能であった。
【0007】しかしながら、上記のように射撃波による
音圧変化を検出する型の射撃評価装置では、射撃弾の弾
速が音速を超えていることが必須で、従って射撃弾の通
過空間は通常屋外であることが多く、また環境騒音、安
全性等の面から通常人里離れた山間部に設定されること
が多い。このような場所では、通常風が強かったり、あ
るいは地表面からの温度勾配が大きかったりして、図2
に示すように弾の周方向への等方的な射撃波の伝播が不
可能となり、各圧力センサ方向への射撃波伝播速度に差
を生じ、結果的に弾道の位置P点の位置座標測定の精度
低下をきたしていた。
【0008】すなわち、図3に射撃弾の速度が音速を超
えている場合に発生する射撃波(あるいはマッハ波)の
伝播の様子を示す。風がない場合には、弾の位置P点の
後方にマッハ角μ(sin μ=c/v v:弾の速度,
c:音速)の円錐状の射撃波面が形成され、P´点(t
時刻前の弾の位置)の周辺からは等方的に射撃波伝播速
度uで射撃波が伝播していくと考えることができる(伝
播方向は弾道に直交と考える)。従って図2のP点の周
辺に示した実線の円のように射撃波は弾の位置の周辺に
速度uで等方的に伝播していく。
【0009】しかし、弾道に対して直交成分を有する風
が吹いている場合には、上記射撃波の等方的な伝播は乱
されることになる。図4に、一例として弾道に対して真
横から風が吹いている場合(風速Vw)の射撃波の伝播
の様子を示す。風のない場合に比して、射撃波の伝播速
度は風上方向に対しては遅くなり(u´)、風下方向に
対しては速くなって(u¨)、弾の位置の周辺方向(弾
道に直交する面内)の射撃波伝播速度は一様ではなくな
る。例えば弾速680m/s,340m/s,横風風速
Vw=10m/sとすると、上記風上方向への伝播速度
u´は約2.5%低下し、風下方向への伝播速度u¨は
約2.5%増加するようになる。
【0010】したがって、図2のp点の周辺に点線で描
いたような射撃波伝播速度の分布をもつことになり、圧
力センサ21,22への伝播速度は低下し、圧力センサ
23への伝播速度は増加することになる。
【0011】また、同様に、弾道と各圧力センサ間に温
度分布が生じている場合にも、射撃波伝播速度の等方性
は乱れ、温度が高くなる方向への伝播速度は増加し、低
くなる方向への伝播速度は低下するようになる。
【0012】それ故、本発明は、このような事項に基づ
いてなされたものであり、その第1の目的は、風が吹い
ている場合においても弾道通過点の位置座標を正確に演
算することのできる射撃評価装置を提供することにあ
る。
【0013】また、本発明の第2の目的は、温度分布が
生じている場合においても弾道通過点の位置座標を正確
に演算することのできる射撃評価装置を提供することに
ある。
【0014】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、基本的には、射撃にともなって発
生する射撃波による音と圧変化を複数地点に配置された
圧力センサにより検出し、前記各圧力センサの信号の時
間差と、予め別手段によって求められた射撃波伝播速度
とから射撃弾の通過座標を演算する射撃評価装置におい
て、前記圧力センサの近傍に風向・風速計を配置すると
ともに、この風向・風速計からの出力によって射撃弾の
通過座標を補正する補正手段を設けたことを特徴とする
ものである。
【0015】また、射撃にともなって発生する射撃波に
よる音圧変化を複数地点に配置された圧力センサにより
検出し、前記各圧力センサの信号の時間差と、予め別手
段によって求められた射撃波伝播速度とから射撃弾の通
過座標を演算する射撃評価装置において、前記圧力セン
サの近傍に温度分布を検知する温度計を配置するととも
に、この温度計からの出力によって射撃弾の通過座標を
補正する補正手段を設けたことを特徴とするものであ
る。
【0016】
【作用】このように構成した射撃評価装置は、特に、圧
力センサの近傍に配置した風向・風速計の出力によって
射撃弾の通過座標を補正する補正手段を設けたものとな
っている。
【0017】このため、圧力センサによって射撃弾の通
過座標が演算された後において、風によってその進入経
路が変更されても、その変更分だけ補正されて実際の通
過座標が求められることになる。したがって、風が吹い
ている場合においても弾道通過点の位置座標を正確に演
算できるようになる。
【0018】また、このように構成した射撃評価装置
は、圧力センサの近傍に配置した温度計によって温度分
布を検知し、この検知によって射撃弾の通過座標を補正
する補正手段を設けたものとなっている。
【0019】このため、圧力センサによって射撃弾の通
過座標が演算された後において、温度分布によってその
進入経路が変更されても、その変更分だけ補正され、実
際の通過座標が求められることになる。したがって、温
度分布がある場合においても弾道通過点の位置座標を正
確に演算できるようになる。
【0020】
【実施例】図1は本発明による射撃評価装置の一実施例
を示すブロック構成図である。まず、図2に示した3個
の各圧力センサ21,22,23からの音圧信号1,
2,3,は到達時間差演算装置4に入力されるようにな
っている。この到達時間差演算装置4では、圧力センサ
21,22,に到達する射撃波の到達時間差S1 、およ
び圧力センサ22,23に到達する射撃波の到達時間差
2 が計測されるようになっている。そして、前記
1 ,S2 に対応する出力は位置演算装置5に入力され
るようになっている。
【0021】この位置演算装置5では、予め別の手段で
求められている射撃波伝播速度uと前記S1 ,S2 およ
び圧力センサの配置既知座標値を用いて、弾道の位置を
演算するとともに、射撃の的26のどの象限に弾道があ
るかが判定される。
【0022】前記象限は、たとえば図6に示すようにI
〜VIIの8区分に分けられて構成されているものと
し、射撃の的26の右上の部分の場合においては象限I
に弾道があると判定されるようになっている。
【0023】そして、射撃の的26の近傍には風速・風
向計が配置されており、この風速・風向計からの風速・
風向信号6,7が位置補正条件決定部10に入力される
ようになっている。
【0024】この位置補正条件決定部10には、たとえ
ば図7に示すように、予め設定された風速・風向グルー
プ(たとえば風向はUからUWまでの8種類,風速は各
風向に対して大、小の2種類で合計16グループ)のど
れに類別されるかが決定され、このグループ名(たとえ
ばE大)と、前記象限名(たとえば象限I)に対応する
信号が位置補正条件テーブル部11に入力されるように
なっている。
【0025】この位置補正条件テーブル部11には図8
に示すような位置補正条件テーブルが備えられており、
選択すべき射撃波伝播速度補正係数を前記各圧力センサ
21,22,23の方向に対して決定するようになって
いる。
【0026】すなわち、図8に示す位置補正条件テーブ
ルは、前記各象限、風向・風速からなる384種(24
×16)の情報に対して各衝撃波伝播速度補正係数αmn
が記憶されたものとなっている。ここで、象限に相当す
る情報は前記位置演算装置5から入力されるようになっ
ている。なお、各衝撃波伝播速度補正係数αmnは予め計
算によって定められた係数となっている。
【0027】そして、決定された射撃波伝播速度補正係
数(384種のうちの一つ)に対応する信号は、位置補
正演算装置12に入力されるようになっている。
【0028】この位置補正演算装置12には、前述した
位置演算装置5からの信号、すなわち風向・風速の条件
を無視した弾道通過点の位置座標に対応する情報がすで
に入力されているものであり、この情報に対して前記衝
撃波伝播速度補正係数αmnを用いて補正を行なうように
なっている。
【0029】そして、この位置補正演算装置12によっ
て弾道通過点の正確な位置座標(x,y)が演算され、
その演算結果は表示装置に出力され、この表示装置に表
示されるようになっている。
【0030】さらに、前記位置補正条件決定部10に
は、前記風向・風速信号6,7の他に、地点a(たとえ
ば地表上5mの高さの地点)の温度信号8、および地点
b(たとえば地表)の温度信号9が入力されるようにな
っている。
【0031】この位置補正条件決定部10では、ことえ
ば温度分布を3つのグループに類別した場合、どのグル
ープに属するかが判定されるようになっており、その結
果に対応する信号が位置補正条件テーブル部11に入力
されるようになっている。
【0032】この位置補正条件テーブル部11では、グ
ループ毎に温度分布に対する衝撃波伝播速度補正係数β
iが予め計算で求められ記憶され、入力に対する衝撃波
伝播速度補正係数が選択されるようになっている。
【0033】そして、この衝撃波伝播速度補正係数を用
いて、前記位置演算装置5からの出力を位置補正演算装
置12で補正するようになっている。
【0034】このように上述した実施例では、圧力セン
サ21,22,23の近傍に配置した風向・風速計の出
力によって射撃弾の通過座標を補正する補正手段を設け
たものとなっている。
【0035】このため、圧力センサ21,22,23に
よって射撃弾の通過座標が演算された後において、風に
よってその進入経路が変更されても、その変更分だけ補
正され実際の通過座標が求められることになる。したが
って、風が吹いている場合においても弾道通過点の位置
座標を正確に演算することができるようになる。
【0036】また、同様に、圧力センサ21,22,2
3の近傍に配置した温度計によって温度分布を検知し、
この検知によって射撃弾の通過座標を補正する補正手段
を設けたものとなっている。
【0037】このため、圧力センサ21,22,23に
よって射撃弾の通過座標が演算された後において、温度
分布によってその進入経路が変更されても、その変更分
だけ補正され、実際の通過座標が求められることにな
る。したがって、温度分布がある場合においても弾道通
過点の位置座標を正確に演算することができるようにな
る。
【0038】なお、上述した実施例では、射撃波伝播速
度を別手段により求める説明をしているが、この別手段
の具体的構成としては、たとえば圧力センサ22に対し
て弾道方向に図示しない他の圧力センサを配置させ、こ
の圧力センサと前記圧力センサ22との射撃波検知の時
間的ずれを求めることにより容易に演算できる。
【0039】また、上述した実施例では、風向・風速計
と温度計とを共に配置させ、これらの各出力で補正を行
なっているものであるが、いずれか一方のみの実施であ
ってもよいことはいうまでもない。
【0040】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明による射撃評価装置によれば、風が吹いている場
合においても、弾道通過点の位置座標を正確に演算でき
るようになる。また、温度分布がある場合においても弾
道通過点の位置座標を正確に演算できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による射撃評価装置の一実施例を示すブ
ロック構成図である。
【図2】本発明による射撃評価装置の射撃的の一実施例
を示す説明図である。
【図3】弾道における射撃波の伝播の様子を示した説明
図である。
【図4】弾道における射撃波の伝播が風によって変更さ
れる様子を示した説明図である。
【図5】従来の射撃評価装置の一例を示したブロック構
成図である。
【図6】本発明による射撃評価装置の射撃的の領域を複
数に区分したことを示す説明図である。
【図7】本発明による射撃評価装置が検知する風向・風
速を複数個に分類したことを示す説明図である。
【図8】本発明による射撃評価装置に組み込まれるメモ
リの内容で、風向・風速の値から定まる補正係数を示す
説明図である。
【符号の説明】
4 到達時間差演算装置 5 位置演算装置 6 風速信号 7 風向信号 8 地点aの温度信号 9 地点bの温度信号 10 位置補正条件決定部 11 位置補正条件テーブル部 12 位置補正演算装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01S 5/18 - 5/30 G01S 7/52 - 7/64 G01S 15/00 - 15/96 F41J 5/00 - 5/26

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 射撃にともなって発生する射撃波による
    音圧変化を複数地点に配置された圧力センサにより検出
    し、前記各圧力センサの信号の時間差と、予め別手段に
    よって求められた射撃波伝播速度とから射撃弾の通過座
    標を演算する射撃評価装置において、前記圧力センサの
    近傍に風向・風速計を配置するとともに、この風向・風
    速計からの出力によって射撃弾の通過座標を補正する補
    正手段を設けたことを特徴とする射撃評価装置。
  2. 【請求項2】 射撃にともなって発生する射撃波による
    音圧変化を複数地点に配置された圧力センサにより検出
    し、前記各圧力センサの信号の時間差と、予め別手段に
    よって求められた射撃波伝播速度とから射撃弾の通過座
    標を演算する射撃評価装置において、前記圧力センサの
    近傍に温度分布を検知する温度計を配置するとともに、
    この温度計からの出力によって射撃弾の通過座標を補正
    する補正手段を設けたことを特徴とする射撃評価装置。
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