JP3902625B2 - Target position adjustment method for shooting system - Google Patents

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Description

本発明は、打ち込まれる光弾の位置の高精度計測を含む光銃射撃システムの標的の位置を調整する射撃システムの標的位置調整装置に関する。   The present invention relates to a target position adjusting device for a shooting system that adjusts the position of a target of a light gun shooting system including high-precision measurement of the position of a light bullet to be shot.

競技種目の1つとして、射撃が知られている。安全性と取り扱い等の点で注意が必要である実弾射撃の実弾銃に代わって、光線銃が用いられることが望まれる。光線銃から発射される光弾の位置は、特許文献1に示されるように、標的に設定される機械的座標系で検出される。光弾の光エネルギーは、特許文献2に示されるように、標的の標的面に形成される光電変換器により電気信号に変換される。その電気信号は、着弾位置の機械的座標を含んでいる。   Shooting is known as one of the competition events. It is desirable to use a light gun instead of a live-fired live gun that requires attention in terms of safety and handling. As shown in Patent Document 1, the position of a light bullet emitted from a light gun is detected by a mechanical coordinate system set as a target. As shown in Patent Document 2, the light energy of the light bullet is converted into an electric signal by a photoelectric converter formed on the target surface of the target. The electrical signal includes the mechanical coordinates of the landing position.

銃とコンピュータとが有線で接続しないことにより射撃の命中精度を向上させる競技システムでは、光弾と標的との間の1対1の位置関係がより厳しく成立する技術の確立が求められる。その技術は、標的装置に設定される機械的座標系の上で光弾の着弾座標が厳密に計測されることが重要である。この場合に、電気信号が含む着弾位置座標が機械的座標系の上で厳密に計測されるためには、機械的座標系が固定されている標的面と光電変換面との間の相対的位置関係が競技開始前に初期的に厳密に調整されていることが重要である。   In a competition system in which the accuracy of shooting is improved by not connecting a gun and a computer by wire, it is required to establish a technique that establishes a one-to-one positional relationship between a light bullet and a target more strictly. In the technique, it is important that the landing coordinates of the light bullet are accurately measured on the mechanical coordinate system set in the target device. In this case, in order for the landing position coordinates included in the electrical signal to be strictly measured on the mechanical coordinate system, the relative position between the target surface where the mechanical coordinate system is fixed and the photoelectric conversion surface is fixed. It is important that the relationship is closely coordinated initially before the start of the competition.

光電変換座標系と着弾座標系の間の相対的位置関係の調整が厳密であり、更には、その調整が容易であることが求められる。   Adjustment of the relative positional relationship between the photoelectric conversion coordinate system and the landing coordinate system is strict, and furthermore, the adjustment is required to be easy.

特開2002−318098号JP 2002-318098 A 特開2000−61129号JP 2000-61129 A

本発明の課題は、光電変換座標系と着弾座標系の間の相対的位置関係の調整が厳密である射撃システムの標的位置調整方法を提供することにある。
本発明の追加的課題は、その調整が容易である射撃システムの標的位置調整方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a target position adjustment method for a shooting system in which the adjustment of the relative positional relationship between the photoelectric conversion coordinate system and the landing coordinate system is precise.
An additional object of the present invention is to provide a target position adjusting method for a shooting system that is easy to adjust.

本発明による射撃システムの標的位置調整方法は、光弾(9)の照射を受ける照射点の機械系座標(x,y)を有する標的(4)と、照射点の光を受光し受光点の電気系座標(x’,y’)を出力する2次元受光ユニット(13)とを含む射撃システムの標的位置調整方法である。射撃システムの標的位置調整方法は、機械系座標(x,y)に基づいて電気系座標(x’,y’)を調整する調整ステップを備えている。   The target position adjusting method of the shooting system according to the present invention includes a target (4) having a mechanical coordinate (x, y) of an irradiation point that receives irradiation of a light bullet (9), and light of the irradiation point to receive the light of the light receiving point. A target position adjustment method for a shooting system including a two-dimensional light receiving unit (13) that outputs electrical system coordinates (x ′, y ′). The target position adjustment method of the shooting system includes an adjustment step of adjusting electrical system coordinates (x ′, y ′) based on mechanical system coordinates (x, y).

着弾点の機械系座標は、電気的に即座に(リアルタイムに)出力される。着弾点の機械的位置座標の情報を持つ電気出力信号が機械系座標に1対1に対応する電気系座標で記述されることは、着弾点の計算速度を高速化することができると同時に、電気系座標と機械系座標の一致性により、着弾点の機械系座標の検出を絶対的に高精度化することができる。   The mechanical coordinates of the landing point are electrically output immediately (in real time). The electrical output signal having information on the mechanical position coordinates of the landing point is described in the electrical system coordinates corresponding to the mechanical system coordinate one-to-one, which can increase the calculation speed of the landing point, Due to the coincidence between the electric system coordinates and the mechanical system coordinates, the detection of the mechanical system coordinates of the landing point can be made highly accurate.

その調整ステップは、電気系座標(x’,y’)が標的の中心点(O)の機械系座標(0,0)に一致するように、標的(4)と2次元受光ユニットとの間の相対的位置を調整する機械的ステップを備えている。ここで、標的は、競技に用いられる標的そのものが用いられることは可能であるが、位置調整のための専用の標的が用いられ得る。標的(4)と2次元受光ユニット(13)との間の幾何学的位置関係の調整のためには、標的(4)と2次元受光ユニット(13)との少なくとも一方の位置が調整される。その機械的ステップは、2次元受光ユニット(13)の取り付け位置を調整することが好適に例示される。その調整ステップは、照射点の位置を変更する照射点変更ステップと、照射点変更ステップにより変更された照射点の機械系座標(x,y)に電気系座標(x’,y’)が完全に又は許容範囲内で一致するように、電気系座標(x’,y’)を数学的に調整する数学的ステップとを更に備えている。照射点変更ステップと数学的ステップとは、機械系座標(x,y)の座標系の複数の領域で独立的に実行され、受光ユニット(13)の光学的部分の光学的歪みが領域ごとに補正される。このような調整方法を公式審判員が実行することにより、競技の公平さが担保される。   The adjustment step is performed between the target (4) and the two-dimensional light receiving unit so that the electric system coordinates (x ′, y ′) coincide with the mechanical system coordinates (0, 0) of the center point (O) of the target. Mechanical steps for adjusting the relative positions of the two. Here, the target itself used for the competition can be used as the target, but a dedicated target for position adjustment can be used. In order to adjust the geometric positional relationship between the target (4) and the two-dimensional light receiving unit (13), the position of at least one of the target (4) and the two-dimensional light receiving unit (13) is adjusted. . The mechanical step is preferably exemplified by adjusting the mounting position of the two-dimensional light receiving unit (13). The adjustment step includes an irradiation point changing step for changing the position of the irradiation point, and electrical system coordinates (x ′, y ′) are completely set to the mechanical system coordinates (x, y) of the irradiation point changed by the irradiation point changing step. A mathematical step of mathematically adjusting the electrical system coordinates (x ′, y ′) so as to coincide with each other within an allowable range. The irradiation point changing step and the mathematical step are independently executed in a plurality of regions of the coordinate system of the mechanical system coordinates (x, y), and the optical distortion of the optical part of the light receiving unit (13) is performed for each region. It is corrected. The fairness of the competition is ensured by the official referee performing such an adjustment method.

本発明による射撃システムの標的位置調整方法は、着弾位置を容易に検出する電気系座系と着弾位置を表現する機械系座標系との一致の精度が原理的に在し、着弾位置が高精度に電気的信号に変換されるので、その高精度調整が可能である。このような調整方法は、結果的に、調整作業を容易にする。   The target position adjustment method of the shooting system according to the present invention has the principle of accuracy of coincidence between the electric seat system that easily detects the landing position and the mechanical coordinate system that expresses the landing position, and the landing position is highly accurate. Since it is converted into an electrical signal, it can be adjusted with high accuracy. Such an adjustment method consequently facilitates the adjustment work.

図に対応して、本発明による射撃システムの標的位置調整方法の実施の好ましい形態が記述される。複数の射撃ボックス1は、図1に示されるように、複数の着弾位置検出器2とともに配置されて設けられている。1つの射撃ボックス1と1つの着弾位置検出器2とは、位置的にも競技的にも1対1に対応し、1つの射撃ボックス1から複数の着弾位置検出器2に光弾が発射されることは必ずしも排除されない。1銃1標的に限られず、n銃n標的の射撃競技が行われることは排除されない。1つの射撃ボックス1は、2枚の仕切板3で仕切られて形成されている。着弾位置検出器2の前面には、正方形状又は円形状の標的板4が固着されている。   Corresponding to the figures, a preferred embodiment of the target positioning method of the shooting system according to the present invention is described. As shown in FIG. 1, the plurality of shooting boxes 1 are provided with a plurality of landing position detectors 2. One shooting box 1 and one landing position detector 2 correspond one-to-one in terms of position and competition, and light bullets are fired from one shooting box 1 to a plurality of landing position detectors 2. It is not necessarily excluded. It is not excluded that a shooting competition of n guns and n targets is performed, not limited to one gun and one target. One shooting box 1 is formed by being partitioned by two partition plates 3. A square or circular target plate 4 is fixed to the front surface of the landing position detector 2.

複数の標的板4の前面は、共通平面5を形成している。複数の射撃ボックス1には、共通射撃許容面6が形成されている。共通平面5と共通射撃許容面6とは互いに平行であり、且つ、ともに鉛直面である。   The front surfaces of the plurality of target plates 4 form a common plane 5. A plurality of shooting boxes 1 are formed with a common shooting permission surface 6. The common plane 5 and the common firing permissible surface 6 are parallel to each other and are both vertical surfaces.

着弾位置検出器2は、赤外線LEDにより生成される光円錐ビーム、光楕円錐ビーム、又は、矩形錐ビームのような錐状ビーム8を発射する。5つの着弾位置検出器2から発射される光楕円錐ビーム8のうちの1つは、それぞれに真向かいにある1つの射撃ボックス1に届き、2つの射撃ボックスに届くことは原則的にはない。レーザー銃7から発射されるレーザービーム9は、そのビームを発射するレーザー銃7に固有に対応する信号を有する光弾である。光弾9は、その平行光束性が高く、後述されるレンズにより光点状に標的板4に届く。   The landing position detector 2 emits a conical beam 8 such as a light cone beam, a light elliptical cone beam, or a rectangular cone beam generated by an infrared LED. One of the light elliptical cone beams 8 emitted from the five landing position detectors 2 reaches one shooting box 1 directly opposite to each other and does not reach two shooting boxes in principle. The laser beam 9 emitted from the laser gun 7 is a light bullet having a signal inherently corresponding to the laser gun 7 that emits the beam. The light bullet 9 has a high parallel light flux, and reaches the target plate 4 in the form of a light spot by a lens described later.

錐状ビーム8は、レーザービーム9が発射される発射条件信号であり、レーザー銃7の受光部で受信される。07は、物理的な発射条件信号を受信しない限り、光弾9を発射することができない。複数の着弾位置検出器2から発射される錐状ビーム8は、それぞれに個別に対応するレーザー銃との関係で固有化された発射条件信号であることが好ましい。   The conical beam 8 is a launch condition signal for emitting the laser beam 9 and is received by the light receiving unit of the laser gun 7. 07 cannot fire the light bullet 9 unless it receives a physical firing condition signal. It is preferable that the conical beams 8 emitted from the plurality of landing position detectors 2 are emission condition signals that are unique in relation to the laser guns individually corresponding thereto.

図2は、着弾位置検出器2を詳細に示している。着弾位置検出器2の筐体と内部支持構造は、熱的歪みの大きさが許容範囲内に抑えられるように高剛性に設計されて組立てられている。着弾位置検出器2は、既述の標的板4の他に、位置検出用光学素子11を備えている。位置検出用光学素子11は、集光用レンズ12と位置検出用半導体素子13とを備えている。着弾位置検出器2は、更に、赤外線LED14を備えている。位置検出用半導体素子13として、CCDデバイス又はPSDが知られている。位置検出半導体素子13として、PSDがコストの点と検出速度の点で好適に用いられる。   FIG. 2 shows the landing position detector 2 in detail. The housing and the internal support structure of the landing position detector 2 are designed and assembled with high rigidity so that the magnitude of thermal strain is suppressed within an allowable range. The landing position detector 2 includes a position detecting optical element 11 in addition to the target plate 4 described above. The position detecting optical element 11 includes a condensing lens 12 and a position detecting semiconductor element 13. The landing position detector 2 further includes an infrared LED 14. A CCD device or PSD is known as the position detecting semiconductor element 13. PSD is preferably used as the position detection semiconductor element 13 in terms of cost and detection speed.

PSD13は、2次元電流生成膜を有し、その膜にレーザービームが集光用レンズ12で集光されて当たる光点の座標位置(x,y)に2次元的に線形に対応する電流を2次元方向にその膜内で生成する。PSD13は、x軸方向に互いに逆方向に電流Ix1と電流Ix2を生成し、y軸方向に互いに逆方向に電流Iy1と電流Iy2を生成する。その光点座標(x,y)は、次式で表される。
x=k(Ix2−Ix1)/(Ix2+Ix1)
y=k(Iy2−Iy1)/(Iy2+Iy1)・・・(1)
従って、光点座標(x,y)は光点位置に1対1に対応して計算により決定される。(Ix2−Ix1)と(Iy2−Iy1)が共に零になる光点位置が、PSD13の電気系座標原点(0,0)として定められる。その電気系座標原点は、上式で規定される座標値が零になる位置であり、PSD13の電気的中心点に一致している。電気系座標原点は、着弾位置検出器2の高剛性の筐体構造上で固定され、電気系機械的原点として規定される。標的板4は、PSD13に対して規定される許容範囲の精度で2次元的に位置決めされる。このような座標変換補正は、電子機器の個々の特性、標的の取り付け誤差等に対応して、多様に実行される。標的板4には、機械系座標原点を含む機械系座標系が固定されている。機械系座標原点を含む機械系座標系と電気系座標原点を含む電気系座標系との空間的に相対的である位置関係は、後述されるように厳密に調整され得る。
The PSD 13 has a two-dimensional current generating film, and a current corresponding to the coordinate position (x, y) of the light spot that is incident on the film by the focusing lens 12 being focused on the laser beam in two dimensions. It is generated in the film in a two-dimensional direction. The PSD 13 generates a current Ix1 and a current Ix2 in the opposite directions in the x-axis direction, and generates a current Iy1 and a current Iy2 in the opposite directions in the y-axis direction. The light spot coordinate (x, y) is expressed by the following equation.
x = k (Ix2-Ix1) / (Ix2 + Ix1)
y = k (Iy2-Iy1) / (Iy2 + Iy1) (1)
Accordingly, the light spot coordinates (x, y) are determined by calculation in a one-to-one correspondence with the light spot position. The light spot position where (Ix2-Ix1) and (Iy2-Iy1) are both zero is determined as the electrical coordinate origin (0, 0) of the PSD 13. The electrical system coordinate origin is a position where the coordinate value defined by the above equation becomes zero, and coincides with the electrical center point of the PSD 13. The electrical system coordinate origin is fixed on the highly rigid housing structure of the landing position detector 2 and is defined as the electrical system mechanical origin. The target plate 4 is two-dimensionally positioned with an accuracy within an allowable range defined for the PSD 13. Such coordinate transformation correction is performed in various ways corresponding to individual characteristics of the electronic device, target attachment errors, and the like. A mechanical coordinate system including a mechanical coordinate origin is fixed to the target plate 4. The spatial relationship between the mechanical system coordinate system including the mechanical system coordinate origin and the electrical system coordinate system including the electrical system coordinate origin can be strictly adjusted as described later.

標的板4は、光散乱性光透過膜を有し、標的板4に到達する光弾9は、直径が1mm程度である略円形像として光散乱性光透過膜に形成される。その略円形像は、集光用レンズ12で集光されてPSD13の受光面に点状に実像(既述の光点)として形成される。PSD13が生成する4つの電流の大きさがそれぞれに閾値より大きくなるためには、PSD13が受光するレーザービーム9の光量が閾値より大きくならなければならない。その光量がそれらの閾値より大きくなるためには、後述される光パルスの幅がある幅より大きくなっていなければならないが、その幅を大きくすることは、着弾時点からその位置検出までの時間が長くなることを意味する。   The target plate 4 has a light scattering light transmission film, and the light bullet 9 reaching the target plate 4 is formed on the light scattering light transmission film as a substantially circular image having a diameter of about 1 mm. The substantially circular image is condensed by the condensing lens 12 and formed as a real image (the above-mentioned light spot) in a spot shape on the light receiving surface of the PSD 13. In order for each of the four currents generated by the PSD 13 to be larger than the threshold value, the light quantity of the laser beam 9 received by the PSD 13 must be larger than the threshold value. In order for the amount of light to be larger than those thresholds, the width of an optical pulse, which will be described later, must be larger than a certain width, but increasing the width means that the time from the point of impact to the detection of the position is large. Means longer.

標的板4と着弾位置検出器2の筐体の前面側部位のそれぞれの複数箇所で、図3に示されるように、位置決め穴17が開けられている。着弾位置検出器2の側の位置決め穴17は、着弾位置検出器2の既述の機械系座標系を固定的に含む3次元座標系内で高精度に位置決めされ、着弾位置検出器2の側の位置決め穴17の相対的位置関係は、標的板4の側の位置決め穴17の相対的位置関係に厳密に一致している。標的板4は、競技種目により取り替えられ得るが、両側の位置決め穴17にピンを通すことにより、取り換えられた標的板4は常にPSD13の電気系座標原点に対して3次元的に(少なくとも2次元的に)厳密に調整可能に位置づけられている。   As shown in FIG. 3, positioning holes 17 are opened at a plurality of locations on the front side of the housing of the target plate 4 and the landing position detector 2. The positioning hole 17 on the landing position detector 2 side is positioned with high accuracy in a three-dimensional coordinate system that includes the above-described mechanical system coordinate system of the landing position detector 2 in a fixed manner. The relative positional relationship of the positioning holes 17 exactly matches the relative positional relationship of the positioning holes 17 on the target plate 4 side. The target plate 4 can be replaced depending on the sporting event, but by passing pins through the positioning holes 17 on both sides, the replaced target plate 4 is always three-dimensional (at least two-dimensional) with respect to the electrical coordinate origin of the PSD 13. ) Is strictly adjustable.

標的板4と集光用レンズ12との間には、円錐状カバー18が取り付けられている。円錐状カバー18は、標的板4に形成され標的板4で散乱される散乱光を迷光として集光用レンズ12に入射させない暗箱である。集光用レンズ12とPSD13とは、取付け基板19に取り付けられている。取付け基板19は、図3に示されるように、ボルト21により着弾位置検出器2の筐体部分に強固に高剛性に取り付けられている。着弾位置検出器2には、空冷用窓、後述される多様な電子回路ユニットが内蔵され、標的板4の標的中心点が規定の高さ位置になるように強固に据え付けられている台(図示されず)の上に設置される。   A conical cover 18 is attached between the target plate 4 and the condensing lens 12. The conical cover 18 is a dark box that does not allow the scattered light that is formed on the target plate 4 and scattered by the target plate 4 to enter the condensing lens 12 as stray light. The condensing lens 12 and the PSD 13 are attached to the attachment substrate 19. As shown in FIG. 3, the mounting substrate 19 is firmly and highly rigidly attached to the housing portion of the landing position detector 2 by bolts 21. The landing position detector 2 includes an air cooling window and various electronic circuit units to be described later, and is a stand (shown) that is firmly installed so that the target center point of the target plate 4 is at a specified height position. Not installed).

図4は、標的板4の詳細を例示している。標的板4は、その得点領域が10個の同心円で表される10領域に分けられている。最外側の環領域の得点は1点であり、中心の円領域の得点は10点である。標的板4としては、複数枚が用意され、既述の通り、位置決め穴17にピンを通すことにより組み付ける標的板4を交換的に取り付けることができる。   FIG. 4 illustrates details of the target plate 4. The target plate 4 is divided into 10 areas whose score areas are represented by 10 concentric circles. The score of the outermost ring region is 1 point, and the score of the central circle region is 10 points. A plurality of target plates 4 are prepared, and as described above, the target plate 4 to be assembled by passing the pin through the positioning hole 17 can be attached interchangeably.

標的板4の円形の幾何学的精度は、競技者の腕前の精度に対して十分に高いが、PSD13の電気的、機械的、光学的精度は十分ではない。集光用レンズ12のPSD13に対する幾何学的位置精度、集光用レンズ12とPSD13との取り付けに関する機械的精度、PSD13の歪みに起因する電気的対称性に関する電気的精度は、調整により十分に高く保持されることが重要である。そのような調整器具が、用意されている。   The circular geometric accuracy of the target plate 4 is sufficiently higher than the accuracy of the player's skill, but the electrical, mechanical, and optical accuracy of the PSD 13 is not sufficient. The geometric position accuracy of the condensing lens 12 with respect to the PSD 13, the mechanical accuracy related to the attachment of the condensing lens 12 and the PSD 13, and the electrical accuracy related to the electrical symmetry due to the distortion of the PSD 13 are sufficiently high by adjustment. It is important to be retained. Such an adjustment device is provided.

その調整器具は、位置検出用光学素子11を固定する固定治具(図示されず)を2次元的に変位させて移動させる変位機構と、標的板4を固定する固定台とから構成されている。固定治具と変位機構の2次元的変位は、相対的に与えられる。このような固定治具と変位機構は、光学機器としてよく知られている。標的板4の受光面が変位機構の2次元的変位面に平行になり、且つ、位置検出用光学素子11の光軸がその受光面に直交するように、変位機構と固定治具の位置関係が予め適正に調整される。そのような変位機構に取り付けられたPSD13が、図3に示されるように着弾位置検出器2の支持構造に配置されて取り付けられている。標的板4は、そのような固定治具とともに着弾位置検出器2に取り付けられている。このような固定治具に、既述の位置決め穴17が開けられている。   The adjusting instrument is composed of a displacement mechanism for moving a fixing jig (not shown) for fixing the position detecting optical element 11 in a two-dimensional manner and a fixing base for fixing the target plate 4. . The two-dimensional displacement between the fixing jig and the displacement mechanism is given relatively. Such a fixing jig and a displacement mechanism are well known as optical instruments. Positional relationship between the displacement mechanism and the fixing jig so that the light receiving surface of the target plate 4 is parallel to the two-dimensional displacement surface of the displacement mechanism and the optical axis of the position detecting optical element 11 is orthogonal to the light receiving surface. Is appropriately adjusted in advance. The PSD 13 attached to such a displacement mechanism is arranged and attached to the support structure of the landing position detector 2 as shown in FIG. The target plate 4 is attached to the landing position detector 2 together with such a fixing jig. The above-described positioning hole 17 is formed in such a fixing jig.

レーザーが、標的板4の10得点領域の中心点に照射される。変位機構により位置検出用光学素子11を2次元方向に連続的に移動させる。その移動は、移動途中の各点でPSD13が生成する電流値Ix2,Ix1により表される式(1)の左辺の値が減少する方向に実行される。(Ix2−Ix1)と(Iy2−Iy1)とがともに零になる位置が、PSD13の電気的中心点として決定され、そのときの変位機構の2次元目盛が記録され、その目盛に対応して位置づけられるPSD13の電気的中心点が着弾位置検出器2の電気系座標原点として決定される。   The laser is irradiated to the center point of the 10-score region of the target plate 4. The position detecting optical element 11 is continuously moved in the two-dimensional direction by the displacement mechanism. The movement is executed in a direction in which the value on the left side of the expression (1) represented by the current values Ix2 and Ix1 generated by the PSD 13 at each point during the movement decreases. The position where both (Ix2-Ix1) and (Iy2-Iy1) are zero is determined as the electrical center point of the PSD 13, and the two-dimensional scale of the displacement mechanism at that time is recorded and positioned corresponding to the scale. The electrical center point of the PSD 13 is determined as the electrical coordinate origin of the landing position detector 2.

その機械的座標原点に電気的中心点が一致しているPSD13を固定している変位機構により、x座標方向とy座標方向にPSD13を変位させて、(Ix2−Ix1)と(Iy2−Iy1)を測定する。次に、レーザースポット点を同心円間隔の長さだけ+x軸方向に移動させる。次にPSD13を(Ix2−Ix1)が零になるまで−x軸方向に移動させる。その−x軸方向への移動を示す変位機構の目盛を原点対応目盛に対して読み取り、x’を定める。次に、レーザースポット点を同心円間隔の長さだけ+y軸方向に移動させる。次にPSD13を(Iy2−Iy1)が零になるまで−y軸方向に移動させる。その−y軸方向への移動を示す変位機構の目盛を既述の原点対応目盛に対して読み取り、y’1をめる。x軸方向とy軸方向にそれぞれにレーザースポットを標的板4の面上で移動させて、(Ix2−Ix1)と(Iy2−Iy1)とがそれぞれに零になる零点を見出して、(x’,y’)を定める。   The PSD 13 is displaced in the x-coordinate direction and the y-coordinate direction by a displacement mechanism that fixes the PSD 13 whose electrical center point coincides with the mechanical coordinate origin, and (Ix2-Ix1) and (Iy2-Iy1) Measure. Next, the laser spot point is moved in the + x-axis direction by the length of the concentric circle interval. Next, the PSD 13 is moved in the −x-axis direction until (Ix2−Ix1) becomes zero. The scale of the displacement mechanism indicating the movement in the −x axis direction is read with respect to the scale corresponding to the origin, and x ′ is determined. Next, the laser spot point is moved in the + y-axis direction by the length of the concentric circle interval. Next, the PSD 13 is moved in the −y axis direction until (Iy2−Iy1) becomes zero. The scale of the displacement mechanism indicating the movement in the -y-axis direction is read with respect to the above-described origin corresponding scale, and y'1 is determined. The laser spot is moved on the surface of the target plate 4 in the x-axis direction and the y-axis direction, respectively, and zero points where (Ix2-Ix1) and (Iy2-Iy1) become zero respectively are found (x ′ , Y ′).

このような実測により、
x’=ax
y’=by
の関数関係が求められる。レンズなどを含む光学系の写像関係が理想的であれば、jとkは、同じであり不変数である。このような組(x’,y’)は、その位置における式(1)から求められる座標(x,y)と完全には、既述の非対称性により一致しない。その都度の(x’,y’)と(x,y)との関係は、領域ごとに近似的に線形関係で表される。
By such measurement,
x ′ = ax
y '= by
Is obtained. If the mapping relationship of the optical system including the lens or the like is ideal, j and k are the same and invariable. Such a set (x ′, y ′) does not completely coincide with the coordinates (x, y) obtained from the expression (1) at that position due to the asymmetry described above. The relationship between (x ′, y ′) and (x, y) in each case is approximately linearly expressed for each region.

x’=jx
y’=ky
これらのjとkは、標的板4の第1象限〜第4象限に従って変動し、更に、原点からの距離によって変動する。標的板4の得点領域を複数領域に分けることが好ましい。複数領域の領域区別数をsで示せば、
x’=jsx
y’=ksy
この組は、02に装備されているテーブル(図示されず)に設定される。
x ′ = jx
y '= ky
These j and k vary according to the first quadrant to the fourth quadrant of the target plate 4, and further vary depending on the distance from the origin. The score area of the target plate 4 is preferably divided into a plurality of areas. If the area distinction number of a plurality of areas is indicated by s,
x ′ = jsx
y '= ksy
This set is set in a table (not shown) installed in 02.

既述の歪み補正は、レーザー照射点の絶対的位置の固定と、標的板とPSDの間の相対的変位とに基づいて実行されているが、標的板とPSDの両方の固定と、レーザー照射点の変位とに基づいて実行され得る。レーザー照射点の変位により歪み補正を行う場合には、レーザーを標的板に照射し、その照射位置を視認してその座標(x,y)を人為的に読み取り、その視認位置に対応するPSDの出力座標(x’,y’)を記録する。(x,y)と(x’,y’)との変数変換は、既述の通りである。変数変換は、分割領域ごとに実行され、変数変換は分割領域ごとのテーブルで表現され得て、この場合は、計算は不要である。座標(x,y)は、直交座標に限られず、直交座標に代えられて極座標が用いられ得る。複数分割領域のそれぞれの領域の範囲は、PSDの電気的中心点より遠い領域で広くPSDの電気的中心点より近い領域で狭く設定されることは好ましい。   The above-described distortion correction is performed based on the fixing of the absolute position of the laser irradiation point and the relative displacement between the target plate and the PSD, but the fixing of both the target plate and the PSD and the laser irradiation are performed. And can be performed based on the displacement of the points. When distortion correction is performed by the displacement of the laser irradiation point, the target plate is irradiated with a laser, the irradiation position is visually confirmed, and the coordinates (x, y) are artificially read, and the PSD corresponding to the visual recognition position is read. Record the output coordinates (x ′, y ′). The variable conversion between (x, y) and (x ′, y ′) is as described above. The variable conversion is performed for each divided area, and the variable conversion can be expressed by a table for each divided area. In this case, no calculation is necessary. The coordinates (x, y) are not limited to orthogonal coordinates, and polar coordinates can be used instead of the orthogonal coordinates. It is preferable that the range of each of the plurality of divided regions is set to be narrow in a region far from the electrical center point of the PSD and wide in a region near the electrical center point of the PSD.

調整方法は、公式審判員の指導のもとで技術員により競技会場で実行され得る。このような技術員による調整は、簡単であることが望ましい。簡単な調整方法は、下記の通りに実行される。着弾位置検出器2の前方に、適当な光ビーム発生器を置く。着弾位置検出器2の前面を形成する標的板4に、縦横に5mm間隔で小さい穴が開けられた座標板を位置決めして取り付ける。   The adjustment method can be carried out at the competition venue by technicians under the guidance of official judges. It is desirable that such adjustments by technicians be simple. A simple adjustment method is performed as follows. An appropriate light beam generator is placed in front of the landing position detector 2. A coordinate plate having small holes at 5 mm intervals in the vertical and horizontal directions is positioned and attached to the target plate 4 forming the front surface of the landing position detector 2.

光ビーム発生器から発射される光ビームを座標板の中心点にある穴に照射する。着弾位置検出器2のPSDが出力する電気的座標値(x’,y’)は、(0,0)であるか、又は、それに近い座標値を示す。その電気的座標値(x’,y’)が(0,0)になるように、座標板とともに標的板4を微妙に移動させて標的板4の位置を調整する。標的板4の位置を調整しないで、PSD13の位置を調整することは可能である。このような調整により、PSD13の電気系座標原点(0’,0’)が、標的板4の機械系座標原点(0,0)に1対1の対応で厳密に一致する。   The light beam emitted from the light beam generator is irradiated to the hole at the center point of the coordinate plate. The electrical coordinate values (x ′, y ′) output by the PSD of the landing position detector 2 are (0, 0) or indicate coordinate values close thereto. The position of the target plate 4 is adjusted by slightly moving the target plate 4 together with the coordinate plate so that the electric coordinate value (x ′, y ′) becomes (0, 0). It is possible to adjust the position of the PSD 13 without adjusting the position of the target plate 4. By such adjustment, the electrical system coordinate origin (0 ', 0') of the PSD 13 exactly coincides with the mechanical system coordinate origin (0, 0) of the target plate 4 in a one-to-one correspondence.

このような機械的調整の次に、数学的調整が実行される。標的板の原点に対応する穴の隣りの穴に光ビームを照射する。この時の穴の座標(x,y)は、mm単位で、(0,5)、(5,0)又は(5,5)である。この場合にPSD13の出力が示す電気的座標値(x’,y’)は、必ずしも(5,5)に一致しているとは限らない。一般に、光ビームを照射した座標板の穴の機械的座標値(x,y)とその座標値に対応するPSD13の電気的座標値(x’,y’)とは一致しない。機械的座標値(x,y)と電気的座標値(x’,y’)との間で、既述の座標変換を行う。このような座標変換は、並進座標変換又は回転座標変換である。   Following such mechanical adjustment, a mathematical adjustment is performed. A light beam is irradiated to a hole adjacent to the hole corresponding to the origin of the target plate. The coordinates (x, y) of the hole at this time are (0, 5), (5, 0) or (5, 5) in mm. In this case, the electrical coordinate values (x ′, y ′) indicated by the output of the PSD 13 do not necessarily match (5, 5). In general, the mechanical coordinate value (x, y) of the hole of the coordinate plate irradiated with the light beam does not match the electrical coordinate value (x ′, y ′) of the PSD 13 corresponding to the coordinate value. The above-described coordinate conversion is performed between the mechanical coordinate value (x, y) and the electrical coordinate value (x ′, y ′). Such coordinate transformation is translational coordinate transformation or rotational coordinate transformation.

このような座標変換による数学的調整は、図に示される4つの象限について実行される。機械的調整により定められた原点Oを含む象限イ,ウ,エ,オを採択する。象限イ,ウ,エ,オは、それぞれに、100mm×100mmの正方形領域であり、それぞれに原点Oを共通に含んでいる。第1象限イについて、x軸方向とy軸方向に光点を5mm間隔で移動させて、その光点の座標(x,y)に対応するPSD出力に基づく座標(x’,y’)を測定し、既述の数学的調整を実行する。このような調整が他の3つの象限について実行される。   Such mathematical adjustment by coordinate transformation is performed for the four quadrants shown in the figure. The quadrants a, u, d, and o including the origin O determined by mechanical adjustment are adopted. Quadrants i, u, d, and o are each a square area of 100 mm × 100 mm, and each include an origin O in common. For the first quadrant i, the light spot is moved at an interval of 5 mm in the x-axis direction and the y-axis direction, and coordinates (x ′, y ′) based on the PSD output corresponding to the coordinates (x, y) of the light spot are obtained. Measure and perform the mathematical adjustments described above. Such an adjustment is performed for the other three quadrants.

図5は、競技の全体システムを示している。一人の競技者のレーザー銃7に対応する標的板4を含む着弾位置検出器2は、他の競技者のレーザー銃7に対応する標的板4を含む着弾位置検出器2とともに、LANを介してパソコン66に接続している。2つの標的板4と1つのパソコン66との接続は、スイッチングユニット96により選択的に切り換えられる。パソコン66には、競技者のゼッケン番号、弾番号、その弾番号に対応する得点、総得点、標的板4に光弾が命中した命中位置が同時的に又は時間間隔的に表示される。最終集計表は、パソコン66に接続するプリンタ97から出力される。標的板4は、25mの標的板4’と交換され得る。このような交換の際に017が利用され、必要に応じて、電気系座標原点と機械系座標原点の一致の調整が審判員により実行される。   FIG. 5 shows the overall system of the competition. The landing position detector 2 including the target plate 4 corresponding to the laser gun 7 of one player is combined with the landing position detector 2 including the target plate 4 corresponding to the laser gun 7 of another player via the LAN. It is connected to the personal computer 66. The connection between the two target plates 4 and one personal computer 66 is selectively switched by the switching unit 96. The personal computer 66 displays the competitor's bib number, bullet number, the score corresponding to the bullet number, the total score, and the hit position where the light bullet hits the target plate 4 simultaneously or at time intervals. The final summary table is output from the printer 97 connected to the personal computer 66. The target plate 4 can be replaced with a 25 m target plate 4 '. In such exchange, 017 is used, and if necessary, adjustment of the coincidence between the electrical system coordinate origin and the mechanical system coordinate origin is performed by the judge.

図1は、本発明による射撃システムの標的位置調整方法の銃と標的の配置関係を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a positional relationship between a gun and a target in a target position adjusting method for a shooting system according to the present invention. 図2は、標的装置を示す側面断面図である。FIG. 2 is a side sectional view showing the target device. 図3は、図2の正面図である。FIG. 3 is a front view of FIG. 図4は、標的を示す正面図である。FIG. 4 is a front view showing the target. 図5は、競技システムを示すシステムブロック図である。FIG. 5 is a system block diagram showing the competition system.

符号の説明Explanation of symbols

4…標的
9…光弾
13…2次元受光ユニット
4 ... Target 9 ... Light bullet 13 ... Two-dimensional light receiving unit

Claims (4)

光弾の照射を受ける照射点の機械系座標(x,y)を有する標的と、
前記照射点の光を受光し受光点の電気系座標(x’,y’)を出力する2次元受光ユニット
とを含む標的装置の位置調整方法であり、
前記機械系座標(x,y)に基づいて前記電気系座標(x’,y’)を調整する調整ステップ
を含み、
前記調整ステップは、
前記電気系座標(x’,y’)が前記標的の中心点の機械系座標(0,0)に一致するように、前記標的と前記2次元受光ユニットとの間の相対的位置を調整する機械的ステップ
を備える
射撃システムの標的位置調整方法。
A target having mechanical coordinates (x, y) of an irradiation point that is irradiated with a light bullet;
A position adjustment method of a target device including a two-dimensional light receiving unit that receives light at the irradiation point and outputs electrical coordinates (x ′, y ′) of the light receiving point;
An adjusting step for adjusting the electrical system coordinates (x ′, y ′) based on the mechanical system coordinates (x, y)
Including
The adjustment step includes
The relative position between the target and the two-dimensional light receiving unit is adjusted so that the electrical system coordinates (x ′, y ′) coincide with the mechanical system coordinates (0, 0) of the center point of the target. Mechanical step
A method for adjusting a target position of a shooting system.
前記機械的ステップは、前記2次元受光ユニットの取り付け位置を調整するステップである
請求項の射撃システムの標的位置調整方法。
2. The target position adjusting method for a shooting system according to claim 1 , wherein the mechanical step is a step of adjusting a mounting position of the two-dimensional light receiving unit.
前記調整ステップは、
前記照射点の位置を変更する照射点変更ステップと、
前記照射点変更ステップにより変更された照射点の機械系座標(x,y)に前記電気系座標(x’,y’)が一致するように、前記電気系座標(x’,y’)を数学的に調整する数学的ステップとを更に備える
請求項の射撃システムの標的位置調整方法。
The adjustment step includes
An irradiation point changing step for changing the position of the irradiation point;
The electric system coordinates (x ′, y ′) are set so that the electric system coordinates (x ′, y ′) coincide with the mechanical system coordinates (x, y ′) of the irradiation point changed in the irradiation point changing step. mathematical steps and further the target position adjusting method for shooting system according to claim 1 comprising a mathematically adjusted.
前記照射点変更ステップと前記数学的ステップとは、前記機械系座標(x,y)の座標系の複数の領域で独立的に実行される
請求項の射撃システムの標的位置調整方法。
4. The target position adjustment method for a shooting system according to claim 3 , wherein the irradiation point changing step and the mathematical step are independently performed in a plurality of regions of the coordinate system of the mechanical system coordinates (x, y).
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