JP3943398B2 - Optical signal transmission system - Google Patents

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JP3943398B2
JP3943398B2 JP2002006963A JP2002006963A JP3943398B2 JP 3943398 B2 JP3943398 B2 JP 3943398B2 JP 2002006963 A JP2002006963 A JP 2002006963A JP 2002006963 A JP2002006963 A JP 2002006963A JP 3943398 B2 JP3943398 B2 JP 3943398B2
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宏明 田中
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Hitachi Kokusai Electric Inc
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射撃シミュレーションなどで使用される標的等の目標に対して光信号を送信するための光信号送信システムに関するものであり、より詳細には、目標範囲内にいる車両や人体などの標的に対して光信号を送信する際に、投光手段を掃引駆動させながら光信号を送信する光信号送信システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
射撃シミュレーションなどにおいて、標的に対して実弾や模擬弾を射撃する場合は、命中したか否かを確認するために標的の近くまで行かなければならないので多少の危険性を伴うことがある。そこで、近年、光送信器から標的に向けて情報を含む光信号を送信し、標的から送信されてきた受光信号に含まれる命中情報などによって、命中したか否かを確認することのできる光信号送信システムが広く利用されている。例えば、レーザ送信器から標的に向けて情報を含むレーザ光線を放射し、標的に命中した場合は標的側から命中情報などが送信されるので、射撃手側は命中したことを示す有効性を確認することができる。
【0003】
図4は、射撃シミュレーションにおける従来の光信号送信システムの概念図である。図4に示すように、射撃シミュレーションに用いられる光信号送信システムにおいては、スイッチ部11の操作により、光信号送信装置12から車両18や人物19などの標的に向けて光信号が発射される。このとき、光信号送信装置12は所定の送信範囲内(つまり、目標範囲内)に存在する全ての車両18や人物19に対して、光信号を掃引しながら送信する。また、車両18や人物19は、それぞれ受信器18a、19aを備え、光信号を受信したときは発光又は発煙表示をする。このとき、例えば車両18が光信号送信装置12から光信号を受信すると、車両18は、発煙等によって光信号を受信した旨を表示する。
【0004】
図5は、図4に示す光信号送信システムの構成を示すブロック図である。光信号送信装置12は、光信号を送信する投光器13を掃引駆動する送信部14と、図示しない標的から送信されてきた光信号を受信する受信部15と、光信号の送信制御や発煙・発光・発音制御や受信信号の処理などを行う制御部16と、発煙や発光や発音などの表示を行う表示部17とによって構成されている。
【0005】
図5において、光信号を送信する場合は、スイッチ部11の操作により、制御部16が発射信号を処理して送信部14ヘ出力する。すると、送信部14は、その発射信号によって投光器13を掃引駆動しながら連続的に光信号を送信する。つまり、投光器13から送信される光信号のビームは一定の範囲しか照射できないので、送信部14が投光器13を掃引駆動することによって広い範囲を照射している。また、受信部15は、図4に示す車両18や人体19の送信器から送信されてきた光信号を受信し、制御部16によって光信号を解析・処理した後、表示部17によって発煙や発光や発音などの表示を行う。これにより、光信号が標的に命中したことを示す有効性を外部に知らせることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の光信号送信システムでは1個の投光器13を掃引駆動させていたため、静止している車両18や人体19の受信器18a,19aは確実に送信できるが、車両18や人体19が移動しているときは、それらの信号を受信できないことがある。
【0007】
図6は、従来の光信号送信システムにおいて、標的に対して光信号を掃引駆動する状態を示す概念図である。つまり、図6に示すように、投光器13が図の矢印に示すような掃引方向へ掃引駆動して光信号を送信している場合、標的8が、掃引速度と同じ速度または掃引速度より早い速度で目標範囲の外側へ(つまり、図のa矢印方向へ)移動したときには、投光器13からの光信号を標的8に照射することはできない。つまり、光信号は標的8を捕捉することができない。
【0008】
このように、従来の光信号送信システムにおいては、投光器13を目標範囲内で掃引駆動しているにも関わらず、標的の移動速度によっては、標的に対して正常に光信号を照射することができなかった。
【0009】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、送信する光信号の掃引範囲内を移動する標的に対して受信エラーが生じないような光信号送信システムを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の光信号送信システムは、目標範囲内に存在する標的に対して情報を含む光信号を送信する光信号送信システムにおいて、前記光信号を送信する2台の投光手段と、前記投光手段のそれぞれから照射される光信号を前記標的を挟み込むように掃引して照射する掃引駆動手段と、を備えることを特徴とするものである。
【0011】
本発明の光信号送信システムによれば、2台の投光手段を設けて、双方から標的を挟み込むように光信号を掃引させながら目標範囲内を照射している。したがって、車両や人物などの標的が目標範囲内移動しても確実に受信することができる。
【0012】
このとき、標的が最低限必要な2データ長のデータを受信する時間を2D〔秒〕、各投光手段のビーム幅である送信範囲をS(m)、確実にデータを受信しなければならない標的等の移動速度をA〔m/秒〕とすると、各投光手段を掃引距離Lの範囲で掃引させる時間Tは、
T≧L/[(S/2D)−A]となるようにすれば、移動速度A〔m/秒〕で移動する標的等を確実に受信することができる。
【0013】
ここで、(S/2D)は最大掃引速度であるので、上記の式の意味は、1ストロークの掃引時間≧掃引距離/(最大掃引速度−標的の移動速度)となる。つまり、2台の投光手段の各々が掃引駆動する1ストロークの掃引時間が、2台の投光手段の各々の掃引距離を、最大掃引速度から標的の移動速度を減算した値で除した時間以上となるようにすれば、目標範囲内にいる標的が移動しても、確実にその標的は光信号を受信することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明における光信号送信システムについて説明する。光信号とは、レーザ光線や近赤外光線や可視光線などの総称信号であり、特に、直線指向性が高く、且つビームの広がりの少ないコヒーレント光であるレーザ光線などが好んで用いられている。また、光信号は、信号の送信時刻や送信信号の種類や送信信号の個別番号や標的の受光部位や標的までの距離などの各種情報を含んでいる。
【0015】
図7は、本発明における光信号送信システムの全体構成図である。図7において、この光信号送信システムは、レーザ光線や近赤外光線や可視光線などの光信号を送信する送信部4と、他の送信部4から送信された光信号の反射光を受信して電気信号に変換する受信部5と、受信部5が変換した電気信号を解析する制御部6と、制御部6の解析結果に応じて光信号の受信情報を音や光や発煙などによって表示する表示部7とによって構成されている。このような構成の光信号送信システムは、図示しない車両や人物に装着された送受信手段との間で相互に光信号の送受信を行い、光信号の受光内容を評価したり送信結果を判定したりする。このとき、送信部4が照射する目標範囲にいる車両や人物に対して光信号を送信する際、送信部4から照射する光信号を挟み込むように掃引駆動している。以下、本発明の特徴である光信号を挟み込むように掃引駆動する方法について詳細に説明する。
【0016】
図1は、本発明における光信号送信システムの構成を示すブロック図である。この光信号送信システムは、2系統の光信号を送信する光信号送信装置2と、光信号送信装置2に対して光信号の発射/停止操作を行うスイッチ部1とによって構成されている。また、光信号送信装置2は、第1の系統の光信号を送信するA投光器3aを掃引駆動する図示しない掃引駆動部を有するA送信部4aと、第2の系統の光信号を送信するB投光器3bを掃引駆動する図示しない掃引駆動部を有するB送信部4bと、図示しない標的から送信されてきた光信号を受信する受信部5と、A送信部4aやB送信部4bに対する光信号送信制御や表示部7に対する発煙、発光、発音制御や受信部5に対する受信信号処理などを行う制御部6と、発煙、発光、発音などの表示を行う表示部7とによって構成されている。
【0017】
図1において、図示しない標的に向けて光信号を送信する場合は、スイッチ部1の操作により、制御部6が発射信号を制御・処理してA送信部4aとB送信部4bヘ出力する。A送信部4aは受信した発射信号によってA投光器3aを掃引駆動しながら連続的に光信号を送信する。同時に、B送信部4bも受信した発射信号によってB投光器3bを掃引駆動しながら連続的に光信号を送信する。つまり、A投光器3a、B投光器3bから送信される光信号のビームは一定の範囲しか照射できないので、A投光器3a及びB投光器3bをそれぞれ掃引駆動することによって広い範囲を照射している。尚、A投光器3aとB投光器3bは一定の規則に従って、目標を挟み込むように連動して掃引駆動を行うが、A投光器3aとB投光器3bの掃引駆動の詳細については後述する。
【0018】
また、受信部5は、目標範囲内に存在する図示しない車両や人体(以下、これらをまとめて標的という)の送信器から送信されてきた光信号を受信したとき、制御部6によって、受信した光信号の解析処理を行った後、表示部7によって発音や発光や発煙等の表示を行う。これによって、光信号が標的に命中したことを示す有効性の情報を外部に知らせることができる。
【0019】
次に、本発明の光信号送信システムにおいて光信号に含まれるデータについて説明する。図1において、光信号送信装置2と図示しない標的との間で送受信される光信号には、光信号の送信時刻や送信信号の種類や送信信号の個別番号や標的の受光部位や標的までの距離などの各種データが含まれている。したがって、光信号を掃引するためにはこれらのデータを連続的に送信する必要がある。そのため、標的が1データ長を確実に受信するためには、受信する地点において2データ長以上を受信する必要がある。
【0020】
図3は、標的が光信号に含まれるデータを受信するときのデータの流れを示す概念図である。図3において、標的が1データの長さを受信する時間はD秒であり、No.1データ、No.2データ、No.3データ…がこの順序で図の右方から左方へ流
れて行き、各地点にいる標的A及び標的Bが、それぞれ図示する地点においてデータを取得する。もちろん、No.1データ、No.2データ、No.3データ…は、同じ情
報内容のデータである。したがって、図3は同じ情報内容のデータが繰り返し送信されて行くことを意味している。
【0021】
図3において、標的Aは、No.1データの始めからデータを受信しているので、
データが図の矢印の方向へ流れている場合は、No.1データの1データ長の全てを
D秒間で受信することができる。しかし、標的Bは、No.1データの途中からデー
タを受信しているので、データが図の矢印の方向へ流れている場合は、No.1デー
タの残りの部分を所定の時間かけて受信すると共に、No.2データの1データ長を
D秒間かけて受信しなければ、1データ長に含まれる全てのデータを正確に受信することはできない。つまり、標的が任意の位置にいる場合は、全てのデータを正確に受信するためには、2データ長のデータを2D秒間かけて受信する必要がある。
【0022】
次に、標的に光信号を送信する投光器の掃引速度と掃引時間について説明する。投光器の掃引速度は、車両や人物などの標的の移動速度と、必要なデータ長と、連続送信を行っているために生じる同一データの重複受信回数とよって設定される。つまり、車両や人物などの標的が停止しているときは、光信号の掃引速度を速くしても1データ長のデータを全て受信できるが、車両や人物などの標的の移動速度が速めに設定されているときは、標的が1データ長の全データを正確に受信するためには、光信号の掃引速度を遅く設定しなければならない。すなわち、標的の速度と光信号の掃引速度との相対速度を、常に、ほぼ一定にする必要がある。また、標的がデータを重複して受信する回数を減らすためには、光信号の掃引速度を速めに設定する必要がある。
【0023】
図2は、本発明の光信号送信システムにおける光信号の掃引駆動を示す概念図である。つまり、この図は、図1に示す光信号送信システムにおいて、光信号を目標範囲内で掃引した場合の概念を示している。図2に示すように、A投光器3aとB投光器3bは、それぞれが目標を挟み込むように、目標範囲を二分して各々の掃引距離Lの範囲を掃引駆動している。すなわち、A投光器3aが図の矢印のように時計方向へ掃引しているとき、B投光器3bは図の矢印のように反時計方向へ掃引して、それぞれが送信する光信号で目標を挟み込む(お互いに交差する)ようにしている。このとき、A投光器3aの光信号とB投光器3bの光信号は目標を挟み込んだ部分(交差部分)で互いに一部が重複している。また、A投光器3aとB投光器3bが反対方向へ掃引するときは、それぞれが送信する光信号が互いに離れるように掃引駆動している。
【0024】
つまり、A投光器3aは、送信範囲Sの光ビームを送信しながら掃引距離Lの範囲を掃引している。同様に、B投光器3bも、送信範囲Sの光ビームを送信しながら掃引距離Lの範囲を掃引している。そして、A投光器3aの掃引範囲(掃引距離L)と、B投光器3bの掃引範囲(掃引距離L)は目標を挟み込んだエリアで一部重複するが、両者の掃引範囲を合わせると所望の目標範囲となる。
【0025】
ここで、送信される光信号の1データ長を標的が受信する時間をD〔秒〕、投光器1個の掃引距離をL〔m〕、投光器1個のビームの送信範囲をS〔m〕とすると、それぞれの投光器3a,3bの最短掃引時間
Tminは、次の式(1)で与えられる。
Tmin=2D×L/S〔秒〕 (1)
【0027】
よって、各投光器3a,3bの掃引時間を(2D×L/S)〔秒〕以上に設定すれば、目標範囲の中にある標的は光信号の全てのコードを確実に受信することができる。言い換えれば、掃引時間が(2D×L/S)〔秒〕より短ければ標的は光信号の全てのコードを受信することはできない。
【0028】
また、それぞれの投光器3a,3bは、掃引距離Lの範囲を最短掃引時間Tmin=2D×L/Sで掃引するので、各投光器3a,3bの最大掃引速度Vmaxは次の式(2)で与えられる。
Vmax=L/(2D×L/S)=S/2D〔m/秒〕 (2)
【0029】
ここで、車両や人体などの標的が確実に全てのデータを取得するためには、各投光器3a,3bが実際に駆動している掃引速度と標的の移動速度との和が最大掃引速度Vmax以内でなければならない。したがって、最大掃引速度Vmax=(S/2D)〔m/秒〕、各投光器3a,3bが実際に駆動している掃引速度V〔m/秒〕、確実にデータを受信しなければならない標的の移動速度A〔m/秒〕としたときは、次の式(3)が成り立つ。
Vmax≧V+A (3)
【0030】
よって、式(2)と式(3)より、次の式(4)が導き出される。
V≦Vmax−A=S/2D−A (4)
式(4)より、各投光器3a,3bの掃引速度V〔m/秒〕は、最大掃引速度Vmax〔m/秒〕より標的の移動速度A〔m/秒〕を引いた値より小さくしなければならないことが分かる。
【0031】
さらに、式(4)より、各投光器3a,3bを掃引距離Lの範囲で実際に掃引させる時間Tは、次の式(5)で与えられる。
T≧L/V=L/[(S/2D)−A] (5)
【0032】
式(5)から分かるように、最低限必要な2データ長のデータを受信する時間を2D〔秒〕、各投光器3a,3bのビーム幅である送信範囲をS(m)、確実にデータを受信しなければならない車両や人体などの標的の移動速度をA〔m/秒〕とすると、各投光器3a,3bを掃引距離Lの範囲で掃引させる時間Tは、[L/[(S/2D)−A]]〔秒〕以上にする必要がある。
【0033】
ここで、(S/2D)は最大掃引速度であるので、上記の式(5)の意味は、1ストロークの掃引時間≧掃引距離/(最大掃引速度−標的の移動速度)となる。つまり、2台の投光器3a,3bの各々が掃引駆動する1ストロークの掃引時間が、2台の投光器3a,3bの各々の掃引距離を、最大掃引速度から標的の移動速度を減算した値で除した時間以上となるようにすれば、目標範囲内にいる標的が移動しても、確実にその標的は光信号を受信することができる。
【0034】
次に、図2において、目標範囲内を移動する標的や物体に対して誤検知が生じないかどうかを検証してみる。つまり、本発明の光信号送信システムでは、光信号の掃引方法として、A投光器3aとB投光器3bの2個の投光器を使用して、目標を挟み込む様に動作させている。これによって、A投光器3aが矢印の掃引方向(時計方向)へ駆動しながら光信号を送信することによって、標的8が目標範囲図のa矢印方向へ移動しても、確実に標的8に光信号を照射してデータを受信することができる。また、標的8が、図の右側へ移動しようとしても、B投光器3bが掃引する光信号によって標的8を照射することができる。
【0035】
したがって、標的8が何れの方向へ移動しても、確実に光信号を照射して標的8データを受信することができる。
【0036】
つまり、A投光器3aとB投光器3bが、それぞれ、[L/[(S−2D)−A]]〔秒〕以上の時間で掃引動作を行えば、目標範囲の中にいる車両や人物などの標的が最大移動速度A〔m/秒〕以下で移動している場合は、確実にその標的は光信号を受信できる。また、投光器を2個使用したことにより、それぞれの投光器の掃引距離は目標範囲の半分となる。したがって、目標範囲を投光器を一つで掃引する場合の半分の時間で掃引することができ、且つ、データの複数受信回数を従来より減らすことができる。
【0037】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の光信号送信システムによれば、2個の投光器で標的を挟み込むように光信号を掃引させながら目標範囲内を照射しているため、標的が目標範囲内において2個の投光器のうちの一方の投光器の掃引方向と同方向に移動しても、他方の投光器によって光信号を確実に受信させることができる。
【0038】
また、本発明の光信号送信システムによれば、投光器を2個使用してそれぞれのエリアで光信号を掃引することにより、各々の投光器の掃引距離を目標範囲の半分にすることができる。したがって、目標範囲を投光器が一つの場合に比べて半分の時間(2倍の速さ)で掃引することができるので、目標範囲にいる標的の移動速度が速くても標的は光信号を受信することができる。また、データの複数受信回数を減らすこともできるので、標的へ照射したときの受信情報をより早く取得して解析処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における光信号送信システムの構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の光信号送信システムにおける光信号の掃引駆動を示す概念図である。
【図3】標的が光信号に含まれるデータを受信するときのデータの流れを示す概念図である。
【図4】射撃シミュレーションにおける従来の光信号送信システムの概念図である。
【図5】図4に示す光信号送信システムの構成を示すブロック図である。
【図6】従来の光信号送信システムにおいて、標的に対して光信号を掃引駆動する状態を示す概念図である。
【図7】本発明における光信号送信システムの全体構成図である。
【符号の説明】
1、11 スイッチ部、2、12 光信号送信装置、3a A投光器、3b B投光器、4a A送信部、4b B送信部、5、15 受信部、6、16 制御部、7、17 表示部、8 標的、9 物体、13 投光器、14 送信部。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical signal transmission system for transmitting an optical signal to a target such as a target used in shooting simulation, and more specifically, a target such as a vehicle or a human body within a target range. The present invention relates to an optical signal transmission system that transmits an optical signal while sweeping and driving a light projecting unit when transmitting an optical signal.
[0002]
[Prior art]
In shooting simulations and the like, when shooting a real or simulated bullet against a target, it may be somewhat dangerous because it must be taken close to the target to see if it hits. Therefore, in recent years, an optical signal that transmits information from the optical transmitter to the target and can confirm whether or not the target has been hit by the hit information included in the received light signal transmitted from the target. Transmission systems are widely used. For example, a laser beam containing information is emitted from the laser transmitter toward the target, and if the target hits, the target side sends hit information, etc., so the shooter side confirms the effectiveness indicating that it hits can do.
[0003]
FIG. 4 is a conceptual diagram of a conventional optical signal transmission system in a shooting simulation. As shown in FIG. 4, in the optical signal transmission system used for shooting simulation, an optical signal is emitted from the optical signal transmission device 12 toward a target such as a vehicle 18 or a person 19 by operating the switch unit 11. At this time, the optical signal transmission device 12 transmits the optical signal while sweeping it to all the vehicles 18 and persons 19 existing within a predetermined transmission range (that is, within the target range). Further, the vehicle 18 and the person 19 are respectively provided with receivers 18a and 19a, and emit light or emit smoke when receiving an optical signal. At this time, for example, when the vehicle 18 receives an optical signal from the optical signal transmission device 12, the vehicle 18 displays that the optical signal has been received by smoke or the like.
[0004]
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the optical signal transmission system shown in FIG. The optical signal transmission device 12 includes a transmission unit 14 that sweeps and drives a projector 13 that transmits an optical signal, a reception unit 15 that receives an optical signal transmitted from a target (not shown), transmission control of the optical signal, and smoke and light emission. A control unit 16 that performs sound generation control and reception signal processing, and a display unit 17 that displays smoke, light emission, and sound generation.
[0005]
In FIG. 5, when transmitting an optical signal, the control unit 16 processes the emission signal and outputs it to the transmission unit 14 by operating the switch unit 11. Then, the transmission part 14 transmits an optical signal continuously, sweeping and driving the projector 13 by the emission signal. That is, since the beam of the optical signal transmitted from the projector 13 can irradiate only a certain range, the transmitter 14 irradiates a wide range by sweeping the projector 13. The receiving unit 15 receives an optical signal transmitted from the transmitter of the vehicle 18 or the human body 19 shown in FIG. 4, analyzes and processes the optical signal by the control unit 16, and then generates smoke or light emission by the display unit 17. And display pronunciation. Thereby, the effectiveness which shows that the optical signal hits the target can be notified outside.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional optical signal transmission system, since one projector 13 is swept and driven, the receivers 18a and 19a of the stationary vehicle 18 and the human body 19 can surely transmit, but the vehicle 18 and the human body 19 move. You may not be able to receive those signals.
[0007]
FIG. 6 is a conceptual diagram showing a state in which an optical signal is swept to a target in a conventional optical signal transmission system. That is, as shown in FIG. 6, when the projector 13 is driven to sweep in the sweep direction as shown by the arrow in the figure and transmits an optical signal, the target 8 is at the same speed as the sweep speed or a speed faster than the sweep speed. When moving outside the target range (that is, in the direction of arrow a in the figure), the optical signal from the projector 13 cannot be applied to the target 8. That is, the optical signal cannot capture the target 8.
[0008]
As described above, in the conventional optical signal transmission system, although the projector 13 is swept within the target range, the target may be normally irradiated with the optical signal depending on the moving speed of the target. could not.
[0009]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an optical signal transmission system in which no reception error occurs with respect to a target moving within the sweep range of the optical signal to be transmitted. There is.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, an optical signal transmission system according to the present invention is an optical signal transmission system that transmits an optical signal including information to a target that exists within a target range. a light projecting means, the light signal emitted from each of said light projecting means, is characterized in that and a sweeping drive means for irradiating sweeping so as to sandwich said target.
[0011]
According to the optical signal transmission system of the present invention, two light projecting means are provided to irradiate the target range while sweeping the optical signal so as to sandwich the target from both sides. Therefore, even if a target such as a vehicle or a person moves within the target range, it can be reliably received.
[0012]
At this time, the time for receiving the data of the minimum two data lengths required by the target is 2D [seconds], the transmission range which is the beam width of each light projecting means is S (m), and the data must be received reliably. Assuming that the moving speed of the target or the like is A [m / sec], the time T for sweeping each light projecting means within the range of the sweep distance L is
If T ≧ L / [(S / 2D) −A], a target moving at a moving speed A [m / sec] can be reliably received.
[0013]
Here, since (S / 2D) is the maximum sweep speed, the meaning of the above formula is one stroke sweep time ≧ sweep distance / (maximum sweep speed−target moving speed). That is, the one-stroke sweep time that each of the two light projecting means sweeps is the time obtained by dividing the sweep distance of each of the two light projecting means by the value obtained by subtracting the target moving speed from the maximum sweep speed. In this way, even if the target within the target range moves , the target can reliably receive the optical signal .
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an optical signal transmission system according to the present invention will be described with reference to the drawings. An optical signal is a generic signal such as a laser beam, a near-infrared beam, or a visible beam. In particular, a laser beam that has high linear directivity and a small beam spread is preferably used. . The optical signal includes various information such as the signal transmission time, the type of transmission signal, the individual number of the transmission signal, the light receiving part of the target, and the distance to the target.
[0015]
FIG. 7 is an overall configuration diagram of an optical signal transmission system according to the present invention. In FIG. 7, this optical signal transmission system receives the reflected light of the optical signal transmitted from the transmission part 4 which transmits optical signals, such as a laser beam, a near infrared ray, and visible light, and the other transmission part 4. In FIG. A receiving unit 5 that converts the signal into an electric signal, a control unit 6 that analyzes the electric signal converted by the receiving unit 5, and reception information of the optical signal according to the analysis result of the control unit 6 by sound, light, smoke, etc. The display unit 7 is configured to be configured. The optical signal transmission system having such a configuration transmits / receives optical signals to / from a transmission / reception means attached to a vehicle or a person (not shown), evaluates the light reception content of the optical signal, and determines the transmission result. To do. At this time, when an optical signal is transmitted to a vehicle or a person within the target range irradiated by the transmission unit 4, sweep driving is performed so as to sandwich the optical signal irradiated from the transmission unit 4. Hereinafter, a method of performing sweep driving so as to sandwich an optical signal, which is a feature of the present invention, will be described in detail.
[0016]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical signal transmission system according to the present invention. This optical signal transmission system includes an optical signal transmission device 2 that transmits two systems of optical signals, and a switch unit 1 that performs an optical signal emission / stop operation on the optical signal transmission device 2. Further, the optical signal transmission apparatus 2 includes an A transmission unit 4a having a sweep drive unit (not shown) that sweeps and drives an A projector 3a that transmits an optical signal of the first system, and B that transmits an optical signal of the second system. B transmitter 4b having a sweep drive unit (not shown) that sweeps and drives the projector 3b, a receiver 5 that receives an optical signal transmitted from a target (not shown), and optical signal transmission to the A transmitter 4a and the B transmitter 4b A control unit 6 that performs control, smoke generation, light emission, sound generation control on the display unit 7 and reception signal processing for the reception unit 5, and a display unit 7 that displays smoke generation, light emission, sound generation, and the like.
[0017]
In FIG. 1, when an optical signal is transmitted toward a target (not shown), the control unit 6 controls and processes the emission signal by the operation of the switch unit 1 and outputs the signal to the A transmission unit 4a and the B transmission unit 4b. The A transmitter 4a continuously transmits an optical signal while sweeping and driving the A projector 3a by the received emission signal. At the same time, the B transmitter 4b also continuously transmits an optical signal while sweeping and driving the B projector 3b by the received emission signal. That is, since the beam of the optical signal transmitted from the A projector 3a and the B projector 3b can only irradiate a certain range, the A projector 3a and the B projector 3b are respectively swept to irradiate a wide range. The A projector 3a and the B projector 3b perform sweep driving in conjunction with each other so as to sandwich the target according to a certain rule. Details of the sweep driving of the A projector 3a and the B projector 3b will be described later.
[0018]
The receiving unit 5 receives an optical signal transmitted from a transmitter of a vehicle or human body (not shown) existing within the target range (hereinafter collectively referred to as a target), and is received by the control unit 6. After analyzing the optical signal, the display unit 7 displays sound generation, light emission, smoke, and the like. Thus, the validity information indicating that the optical signal has hit the target can be notified to the outside.
[0019]
Next, data included in the optical signal in the optical signal transmission system of the present invention will be described. In FIG. 1, the optical signal transmitted and received between the optical signal transmission device 2 and a target (not shown) includes the transmission time of the optical signal, the type of the transmission signal, the individual number of the transmission signal, the light receiving part of the target and the target. Various data such as distance is included. Therefore, in order to sweep the optical signal, it is necessary to transmit these data continuously. Therefore, in order for the target to reliably receive one data length, it is necessary to receive two or more data lengths at the receiving point.
[0020]
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a data flow when the target receives data included in the optical signal. In FIG. 3, the time for the target to receive one data length is D seconds. 1 data, no. 2 data, no. 3 data... Flow in this order from the right to the left in the figure, and the target A and the target B at each point respectively acquire data at the points illustrated. Of course, no. 1 data, no. 2 data, no. 3 data are data having the same information content. Therefore, FIG. 3 means that data having the same information content is repeatedly transmitted.
[0021]
In FIG. Since data has been received from the beginning of one data,
If the data is flowing in the direction of the arrow in the figure, No. All of one data length of one data can be received in D seconds. However, target B is no. Since the data is received from the middle of one data, if the data is flowing in the direction of the arrow in the figure, no. The remaining portion of one data is received over a predetermined time. If one data length of two data is not received over D seconds, all data included in one data length cannot be received correctly. That is, when the target is at an arbitrary position, it is necessary to receive data of 2 data lengths over 2D seconds in order to accurately receive all data.
[0022]
Next, the sweep speed and sweep time of the projector that transmits the optical signal to the target will be described. The sweep speed of the projector is set based on the moving speed of a target such as a vehicle or a person, the necessary data length, and the number of duplicate receptions of the same data generated due to continuous transmission. In other words, when a target such as a vehicle or a person is stopped, all data of one data length can be received even if the sweep speed of the optical signal is increased, but the moving speed of the target such as a vehicle or person is set faster. When this is done, the optical signal sweep rate must be set slow in order for the target to correctly receive all data of one data length. That is, the relative speed between the target speed and the optical signal sweep speed must always be substantially constant. Further, in order to reduce the number of times the target receives data redundantly, it is necessary to set the sweep speed of the optical signal faster.
[0023]
FIG. 2 is a conceptual diagram showing optical signal sweep driving in the optical signal transmission system of the present invention. That is, this figure shows the concept when the optical signal is swept within the target range in the optical signal transmission system shown in FIG. As shown in FIG. 2, the A projector 3a and the B projector 3b sweep and drive the ranges of the respective sweep distances L by dividing the target range into two so as to sandwich the target. That is, when the A projector 3a is swept clockwise as indicated by the arrow in the figure, the B projector 3b is swept counterclockwise as indicated by the arrow in FIG. Cross each other). At this time, the optical signal of the A projector 3a and the optical signal of the B projector 3b partially overlap each other at the portion (intersection) sandwiching the target. Further, when the A projector 3a and the B projector 3b sweep in opposite directions, they are swept so that the optical signals transmitted from each other are separated from each other.
[0024]
That is, the A projector 3a sweeps the range of the sweep distance L while transmitting the light beam of the transmission range S. Similarly, the B projector 3b also sweeps the range of the sweep distance L while transmitting the light beam of the transmission range S. The sweep range (sweep distance L) of the A projector 3a and the sweep range (sweep distance L) of the B projector 3b partially overlap in the area sandwiching the target, but when the two sweep ranges are combined, a desired target range is obtained. It becomes.
[0025]
Here, the time for the target to receive one data length of the transmitted optical signal is D [second], the sweep distance of one projector is L [m], and the transmission range of the beam of one projector is S [m]. Then, the shortest sweep time Tmin of each projector 3a, 3b is given by the following equation (1).
Tmin = 2D × L / S [seconds] (1)
[0027]
Therefore, if the sweep time of each of the projectors 3a and 3b is set to (2D × L / S) [seconds] or more, the target within the target range can reliably receive all the codes of the optical signal. In other words, if the sweep time is shorter than (2D × L / S) [seconds], the target cannot receive all codes of the optical signal.
[0028]
Further, since each projector 3a, 3b sweeps the range of the sweep distance L with the shortest sweep time Tmin = 2D × L / S, the maximum sweep speed Vmax of each projector 3a, 3b is given by the following equation (2). It is done.
Vmax = L / (2D × L / S) = S / 2D [m / sec] (2)
[0029]
Here, in order for a target such as a vehicle or a human body to reliably acquire all data, the sum of the sweep speed actually driven by each projector 3a, 3b and the movement speed of the target is within the maximum sweep speed Vmax. Must. Therefore, the maximum sweep speed Vmax = (S / 2D) [m / sec], the sweep speed V [m / sec] at which each projector 3a, 3b is actually driven, and the target for which data must be received reliably. When the moving speed is A [m / sec], the following equation (3) is established.
Vmax ≧ V + A (3)
[0030]
Therefore, the following equation (4) is derived from the equations (2) and (3).
V ≦ Vmax−A = S / 2D−A (4)
From equation (4), the sweep speed V [m / sec] of each projector 3a, 3b must be smaller than the value obtained by subtracting the target moving speed A [m / sec] from the maximum sweep speed Vmax [m / sec]. I understand that I have to do it.
[0031]
Further, from the equation (4), the time T for actually sweeping each of the projectors 3a and 3b within the range of the sweep distance L is given by the following equation (5).
T ≧ L / V = L / [(S / 2D) −A] (5)
[0032]
As can be seen from equation (5), the time required to receive the data of the minimum two required data length is 2D [seconds], the transmission range which is the beam width of each projector 3a, 3b is S (m), and the data is surely received. Assuming that the moving speed of a target such as a vehicle or a human body that must be received is A [m / sec], the time T for which each projector 3a, 3b is swept within the range of the sweep distance L is [L / [(S / 2D ) -A]] [seconds] or more.
[0033]
Here, since (S / 2D) is the maximum sweep speed, the meaning of the above formula (5) is one stroke sweep time ≧ sweep distance / (maximum sweep speed−target moving speed). That is, the sweep time of one stroke in which each of the two projectors 3a and 3b is driven to sweep is divided by the value obtained by subtracting the moving speed of the target from the maximum sweep speed of each of the two projectors 3a and 3b. If the time is longer than the target time, even if the target within the target range moves , the target can reliably receive the optical signal .
[0034]
Next, in FIG. 2, it will be verified whether or not a false detection occurs for a target or an object moving within the target range. That is, in the optical signal transmission system of the present invention, two light projectors of the A light projector 3a and the B light projector 3b are used as the optical signal sweeping method so as to sandwich the target. As a result, the A projector 3a transmits an optical signal while being driven in the sweep direction (clockwise) of the arrow, so that even if the target 8 moves in the target range in the direction of the arrow a in FIG. Data can be received by irradiating a signal. Moreover, even if the target 8 tries to move to the right side of the figure, the target 8 can be irradiated with the optical signal swept by the B projector 3b.
[0035]
Thus, moving targets 8 in either direction, the target 8 can be reliably irradiated with the optical signal can be received data.
[0036]
That is, if the A projector 3a and the B projector 3b perform the sweep operation in a time of [L / [(S-2D) -A]] [seconds] or more, the vehicle or person in the target range, etc. When the target is moving at a maximum moving speed A [m / sec] or less, the target can reliably receive an optical signal . Further, by using two projectors, the sweep distance of each projector becomes half of the target range. Therefore, the target range can be swept in half the time when one projector is swept, and the number of times of receiving a plurality of data can be reduced as compared with the prior art.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the optical signal transmission system of the present invention , the target is irradiated within the target range while the optical signal is swept so that the target is sandwiched between the two projectors. Even if it moves in the same direction as the sweep direction of one of the two projectors, the other projector can reliably receive the optical signal.
[0038]
Further, according to the optical signal transmission system of the present invention, the sweep distance of each projector can be reduced to half of the target range by using two projectors and sweeping the optical signal in each area. Therefore, since the target range can be swept in half the time (double speed) compared to the case where there is only one projector, the target receives an optical signal even if the moving speed of the target in the target range is high. be able to. Moreover, since the number of times of receiving a plurality of data can be reduced, it is possible to obtain and analyze the received information earlier when the target is irradiated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical signal transmission system according to the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram showing optical signal sweep driving in the optical signal transmission system of the present invention.
FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a data flow when a target receives data included in an optical signal.
FIG. 4 is a conceptual diagram of a conventional optical signal transmission system in a shooting simulation.
5 is a block diagram showing a configuration of the optical signal transmission system shown in FIG. 4. FIG.
FIG. 6 is a conceptual diagram showing a state where an optical signal is swept to a target in a conventional optical signal transmission system.
FIG. 7 is an overall configuration diagram of an optical signal transmission system according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 11 Switch unit, 2, 12 Optical signal transmitter, 3a A projector, 3b B projector, 4a A transmitter unit, 4b B transmitter unit, 5, 15 receiver unit, 6, 16 control unit, 7, 17 display unit, 8 targets, 9 objects, 13 projectors, 14 transmitters.

Claims (1)

目標範囲内に存在する標的に対して情報を含む光信号を送信する光信号送信システムにおいて、
前記光信号を送信する2台の投光手段と、
前記投光手段のそれぞれから照射される光信号を前記標的を挟み込むように掃引して照射する掃引駆動手段と、
を備えることを特徴とする光信号送信システム。
In an optical signal transmission system for transmitting an optical signal including information to a target existing within a target range ,
Two light projecting means for transmitting the optical signal;
The optical signal emitted from each of said light projecting means and sweep drive means for irradiating sweeping so as to sandwich the target,
An optical signal transmission system comprising:
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