JP5041326B2

JP5041326B2 - 砲火器の砲身方向設定装置

Info

Publication number: JP5041326B2
Application number: JP2006323799A
Authority: JP
Inventors: 森　　茂樹; 誠加賀
Original assignee: Howa Machinery Ltd
Current assignee: Howa Machinery Ltd
Priority date: 2006-11-30
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2026-11-30
Also published as: JP2008138907A

Description

この発明は、砲火器の砲身の方位角と射角が、算出された砲身の目標方位角と目標射角に夫々一致するように、砲身の向きを手動で設定することで照準を合わせるようにした砲火器の砲身方向設定装置に関する。

従来の迫撃砲等の照準を標的に合わせるための火器の位置指示装置として特許文献１のものが知られている。これは、迫撃砲の砲身に設けられる２つのエミッターと迫撃砲から離れた位置に配置される検出器モジュールとから構成されている。検出器モジュールは、複数の検出器とＧＰＳ（全地球測位システム）を備えており、ＧＰＳにより検出器モジュールの位置を検出して、それを基準座標としている。また、検出器モジュールは、ユーザ・インタフェース機能を含み、ユーザーに射角や方射角等の情報を提供するようになっている。迫撃砲の照準を合わせるときには、各エミッターから信号を送信して夫々の検出器で受信することでエミッターと検出器間の距離を測定し、それにより検出器モジュールが砲身の方位角や射角を検出して、迫撃砲の照準合せが行えるようになっている。
また、特許文献２には、迫撃砲の砲身に迫撃砲の射角及び方位角を参照するための電子傾斜計とＧＰＳとコンパスディスプレイとが取付けられ、これをユーザが参照して照準合せが行われるものが記載されている。このものでは、照準合せの際には、ラップトップコンピュータまたはハンドヘルドコンピュータを用いて精度を計算して照準を正確に指摘できるようになっている。

特表２００５−５０９１２６号公報特表２００５−５１２００４号公報（段落番号００４７、段落番号００５０、図１８）

特許文献１に記載のものでは、迫撃砲に設けられたエミッターと検出器モジュールとが分かれており、検出器モジュールを迫撃砲の周囲に設置する手間があり、検出器モジュールを設置した後に砲身の方位角や射角が検出されるので、短時間で照準を合わせることができず、迅速な射撃が困難な問題がある。また、迫撃砲から離れた検出器モジュールにユーザ・インタフェース機能が含まれているので、照準の確認を迫撃砲から離れた検出器モジュールで行うとすると、１人で砲身を手動で操作しながら射角等を確認しての照準合せが容易に行えなず、検出器モジュールで確認し照準の指示を行う人と迫撃砲を操作し照準を合せる人の２人での操作になり、やはり迅速な照準合せが行えない問題がある。また、特許文献２に記載のものでは、迫撃砲の砲身に設けられたＧＰＳ等は位置や射角等の測位データそのものを測位するものであるので、ラップトップコンピュータまたはハンドヘルドコンピュータにより精度を計算して正確に指摘するようになっており、コンピュータにより計算された精度を示すコンピュータのディスプレイの表示と、ＧＰＳ等の測位データを示すコンパスディスプレイに表示されたテキストとを交互に確認しながらの照準合わせとなるので、砲身の方位角及び射角の確認と砲身から離れたコンピュータでの精度の確認を夫々のディスプレイを交互に見て繰り返し照準を合せていくことになり、迅速な照準合せが行えない問題がある。また、特許文献１及び特許文献２は、照準の接近離反度合いの信号に基づく報知により照準合せを行うものを開示するものではない。
この発明は、砲火器の正確な照準を迅速に行える砲火器の砲身方向設定装置を提供するものである。

本発明は、地球上の自己位置を測位可能なＧＰＳと、砲身の方位角を検出可能な方位角検出装置と、砲身に装着した傾斜角を検出可能な傾斜角度計で砲身の射角を検出する射角検出装置と、測位された目標位置を設定可能な目標設定装置と、方位角検出装置によって検出した検出方位角と射角検出装置によって検出した検出射角が夫々目標方位角と目標射角に対して接近離反する接近離反度合いを報知可能な照準度合報知装置と、地図データを記憶する地図データ記憶装置と、地図データと共に砲身の自己位置や方位角や目標位置等を合せて表示等する表示装置と、報知装置と、前記各装置の制御を行うと共に、前記ＧＰＳからの自己位置信号や、前記目標設定装置からの目標位置信号を用いて前記地図データ記憶装置から読み出した地図データと共に前記表示装置に地図と共に自己位置や目標位置を表示する処理を実行する制御装置とを備え、砲身の外周に取付けられる砲身方向設定装置であって、前記制御装置は、ＧＰＳによって測位した砲火器の自己位置信号と目標設定装置によって設定した目標位置信号から砲火器の砲身の目標方位角と目標射角を算出可能な砲身目標角算出装置と、目標射角と検出射角を比較すると共に目標方位角と検出方位角を比較し、検出射角と検出方位角の夫々の目標射角と目標方位角に対する各接近離反度合いを算出する照準角比較装置とを備え、これらの装置を記憶部に記憶したプログラムに基づいて処理を実行可能な中央演算処理装置により実現し、砲身の方位角と射角が砲身目標角算出装置によって算出された目標方位角と目標射角に夫々一致するように砲身の向きを手動で設定可能にしてある砲火器の砲身方向設定装置において、
前記照準角比較装置は、各接近離反度合いの信号を目標方位角に対する検出方位角の接近離反度合いを報知する方位角信号と、目標射角に対する検出射角の接近離反度合いを報知する射角信号として夫々区別できるように異なる信号を前記報知装置に出力し、各信号を出力する時、接近離反度合いに応じて方位角信号と射角信号の夫々の周波数を変化させ、検出方位角と検出射角が夫々目標方位角と目標射角に一致した時に最も高い周波数とし、離れるにしたがって低い周波数として各信号を出力し、
前記報知装置はスピーカー、または発光ダイオードを用いた発光装置、または振動装置であり、各信号は目標方位角に対する検出方位角の接近離反度合いを報知する方位角報知音と目標射角に対する検出射角の接近離反度合いを報知する射角報知音、または方位角報知光と射角報知光、または周波数を変化させた振動とし、
前記照準度合報知装置は、これらの信号に基づいて砲身の方位角と射角を設定可能であり、前記ＧＰＳと方位角検出装置と地図データ記憶装置は、地図データを記憶させたモバイルＰＣ、または携帯情報端末機にＧＰＳ機能と方位角検出機能を備えた携帯ナビゲーション装置であることを特徴とする。

また、前記砲火器の砲身に地球上の方位を検出可能な電子コンパスを装着して方位角検出装置を構成して成ることを特徴とする。

本願の請求項１の発明によれば、地球上の自己位置を測位可能なＧＰＳと、砲身の方位角を検出可能な方位角検出装置と、砲身に装着した傾斜角を検出可能な傾斜角度計で砲身の射角を検出する射角検出装置と、測位された目標位置を設定可能な目標設定装置と、方位角検出装置によって検出した検出方位角と射角検出装置によって検出した検出射角が夫々目標方位角と目標射角に対して接近離反する接近離反度合いを報知可能な照準度合報知装置と、地図データを記憶する地図データ記憶装置と、地図データと共に砲身の自己位置や方位角や目標位置等を合せて表示等する表示装置と、報知装置と、前記各装置の制御を行うと共に、前記ＧＰＳからの自己位置信号や、前記目標設定装置からの目標位置信号を用いて前記地図データ記憶装置から読み出した地図データと共に前記表示装置に地図と共に自己位置や目標位置を表示する処理を実行する制御装置とを備え、砲身の外周に取付けられる砲身方向設定装置であって、前記制御装置は、ＧＰＳによって測位した砲火器の自己位置信号と目標設定装置によって設定した目標位置信号から砲火器の砲身の目標方位角と目標射角を算出可能な砲身目標角算出装置と、目標射角と検出射角を比較すると共に目標方位角と検出方位角を比較し、検出射角と検出方位角の夫々の目標射角と目標方位角に対する各接近離反度合いを算出する照準角比較装置とを備え、これらの装置を記憶部に記憶したプログラムに基づいて処理を実行可能な中央演算処理装置により実現し、砲身の方位角と射角が砲身目標角算出装置によって算出された目標方位角と目標射角に夫々一致するように砲身の向きを手動で設定可能にしてある砲火器の砲身方向設定装置において、
前記照準角比較装置は、各接近離反度合いの信号を目標方位角に対する検出方位角の接近離反度合いを報知する方位角信号と、目標射角に対する検出射角の接近離反度合いを報知する射角信号として夫々区別できるように異なる信号を前記報知装置に出力し、各信号を出力する時、接近離反度合いに応じて方位角信号と射角信号の夫々の周波数を変化させ、検出方位角と検出射角が夫々目標方位角と目標射角に一致した時に最も高い周波数とし、離れるにしたがって低い周波数として各信号を出力し、
前記報知装置はスピーカー、または発光ダイオードを用いた発光装置、または振動装置であり、各信号は目標方位角に対する検出方位角の接近離反度合いを報知する方位角報知音と目標射角に対する検出射角の接近離反度合いを報知する射角報知音、または方位角報知光と射角報知光、または周波数を変化させた振動とし、
前記照準度合報知装置は、これらの信号に基づいて砲身の方位角と射角を設定可能であり、前記ＧＰＳと方位角検出装置と地図データ記憶装置は、地図データを記憶させたモバイルＰＣ、または携帯情報端末機にＧＰＳ機能と方位角検出機能を備えた携帯ナビゲーション装置であるので、１人で照準合せが容易に行え、砲身を操作しながら目標方位角及び目標射角に近づいているのかが容易に分り、正しい目標方位角と目標射角を設定可能であり、正確な照準合せを短時間に行える。
また、砲身の目標方位角と目標射角に対するずれを夫々知ることができて照準を迅速に合わせることができる。
また、ＧＰＳにより自己位置の測位を直ちに正確に行え、砲身目標角算出装置により砲身の目標方位角と目標射角を自動で算出するので、一層短時間で照準を合せることができる。また、砲火器に砲身方向設定装置が設けられているので、直ちに砲火器を使用することができる。
また、砲身の目標方位角及び目標射角に対する接近離反度合いが表示装置に表示されたテキストデータを確認することなく容易に分り、迅速に照準を合せることができる。また、接近離反度合いを方位角報知音と射角報知音で判断する場合、目標を見ながら照準を合せることができ、目標が移動しても直ちに目視で照準を変更でき、素早い対応ができる。

また、請求項２の発明によれば、砲火器の砲身に地球上の方位を検出可能な電子コンパスを装着して方位角検出装置を構成したので、方位角及び射角を正確に直ちに検出でき、一層迅速な照準合せが行える効果がある。

本願発明の実施の形態について図１、図２により説明する。１は砲火器としての曲射砲の一である迫撃砲を示している。迫撃砲１は、周知のものであり、砲身２の下端部がボールジョイント３を介してプレート４の中央に枢着されて任意の方向に照準を合せられるように構成されている。砲身２には、砲口側部分５の外周に砲身方向設定装置６を取付けるための取付用台座７がベルト８により固着されている。迫撃砲１の砲身２に設けられる砲身方向設定装置６は、ＧＰＳ（全地球測位システム）９と方位角検出装置１０と射角検出装置１１と目標設定装置１２と制御装置１３と照準度合報知装置１４とを備えている。

ＧＰＳ９は、複数のＧＰＳ衛星からの電波をＧＰＳアンテナ１５により受信し、その受信情報に基づいて迫撃砲１の自己位置を測位し、自己位置信号として制御装置１３に出力する。方位角検出装置１０は地球上の方位を検出可能な電子コンパスから構成されており、砲身２の方位角を検出可能となっており、照準を合せる際に検出方位角として制御装置１３に出力する。射角検出装置１１は、砲身２の傾斜角を検出可能な傾斜角度計から構成されており、照準合せの際に砲身２の傾斜角を検出射角として制御装置１３に出力する。目標設定装置１２は、適宜な方法で測位された目標位置を入力設定する入力手段であり、例えば、ユーザーにより距離測定器で測位された目標位置データを操作キーや地形データが表示されたタッチパネル等の入力手段１２から入力することで、また、他の場所で測位された目標位置データを入力手段１２としての通信手段により受信することで、目標位置を設定する。また、目標設定装置１２は、設定された目標位置を目標位置信号として制御装置１３に出力する。また、目標設定装置１２は、その他の入力緒元等の入力手段を兼ねている。

制御装置１３は、後述の砲身目標角算出装置１６や照準角比較装置１７を図示しない記憶部に記憶したプログラムに基づいて処理を実行可能な中央演算処理装置により実現する。また、制御装置１３は、ＧＰＳ９等の各装置の制御を行い、ＧＰＳ９からの自己位置信号や目標設定装置１２からの目標位置信号を用いて地図データ記憶装置１９から読み出した地図データと共に表示装置２０に地図と共に自己位置や目標位置を表示する等の種々の処理を実行する。砲身目標角算出装置１６は、ＧＰＳ９からの自己位置信号と目標設定装置１２からの目標位置信号、及び標高差情報が入力されている場合にはこれを補正項として、迫撃砲１と目標との射距離を算出する。また、砲身目標角算出装置１６は、入力手段１２から入力された使用する飛翔体の種類や、気温や風向や風速等の気象情報を入力諸元として、前記射距離とにより目標射角を算出すると共に、自己位置と目標位置と電子コンパス１０からの砲身２の方位角により目標方位角を算出する。

照準度合報知装置１４は、前記照準角比較装置１７と報知装置１８とを備えている。照準角比較装置１７は目標射角と検出射角を比較すると共に目標方位角と検出方位角を比較し、検出射角と検出方位角の夫々の目標射角と目標方位角に対する各接近離反度合いを算出し、各接近離反度合いの信号を目標方位角に対する検出方位角の接近離反度合いを報知する方位角報知音と、目標射角に対する検出射角の接近離反度合いを報知する射角報知音として夫々区別できるように異なる音色で報知装置１８に出力し、ユーザーが方位角報知音と射角報知音とを区別できるようにしている。また、照準角比較装置１７は各報知音を報知装置１８に出力する時、接近離反度合いに応じて方位角報知音と射角報知音の夫々の周波数を変化させており、検出方位角と検出射角が夫々目標方位角と目標射角に一致したとき最も高い周波数とし、離れるにしたがって低い周波数として出力している。

報知装置１８はスピーカーであり、方位角報知音と射角報知音を発生する。尚、各報知音は、リズムや音量の変化等により検出方位角と検出射角夫々の目標方位角と目標射角に対する接近離反度合いを表すようにしても良い。また、照準度合報知装置１４は、各接近離反度合いの信号を目標方位角に対する検出方位角の接近離反度合いを報知する方位角報知光と、目標射角に対する検出射角の接近離反度合いを報知する射角報知光とし、報知装置１８を発光装置としてＬＥＤ（発光ダイオード）等を用いて、各報知光の色の変化や点滅速度や明暗度等により接近離反度合いを表すようにしても良い。また、報知装置１８を振動装置として、各接近離反度合いの信号の周波数を変化させて振動の変化により接近離反度合いを表すようにしても良い。

また、砲身方向設定装置６は、地図データを記憶する地図データ記憶装置１９と、地図データと共に砲身２の自己位置や方位角や目標位置等を合せて表示等する表示装置２０とを備えている。砲身方向設定装置６は前記台座７を介してまたは直接砲身２に設けられるが、傾斜角度計１１が砲身２の軸線Ｌに直角または水平となるように取付けられる。尚、砲身方向設定装置６は、地図データ等を記憶しスピーカー１８等を備えた小型のモバイルＰＣやＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ）等の携帯情報端末機にＧＰＳ９及び方位角検出装置１０を設けた携帯ナビゲーション装置と傾斜角度計１１とから構成しても、専用の装置でもよい。

次に、迫撃砲１の照準合せについて説明する。照準合せに先立ち、飛翔体種別や気象情報等の入力諸元を入力手段１２から入力し、また、適宜な方法で測位された目標位置を目標設定装置１２により設定する。また、ＧＰＳ９により自己位置を測位する。次に、砲身目標角算出装置１６によって自己位置信号と目標位置信号とから射距離を算出し、射距離と入力緒元とから目標射角を算出すると共に、自己位置と目標位置と砲身２の方位角により目標方位角を算出する。

そして、ユーザーが照準を合せるために砲身２を手動操作すると、操作した状態での砲身２の検出射角と検出方位角が検出され、照準度合報知装置１４の照準角比較装置１７により検出射角と目標射角が比較されると共に検出方位角と目標方位角が比較される。そして、射角と方位角の接近離反度合いに応じた射角報知音と方位角報知音が発生し、続けて砲身２を操作すると各報知音が連続して変化し、方位角報知音と射角報知音の高低の変化を聞いて、ユーザーは砲身２の照準を合せていく。検出方位角と検出射角が夫々目標方位角と目標射角に一致すると、方位角報知音と射角報知音とが夫々最も高くなり照準が目標に一致したことが分る。そして、照準が確定した状態でユーザーは砲撃を行う。砲撃の際は、砲身２を図示しない二脚架（砲架）で固定しても良いし、ユーザーが支えていても良い。この照準合せをするとき迫撃砲１に砲身方向設定装置６が設けられているので、従来のようにコンピュータ等を別に設置する必要が無く、直ちに照準合せを実行できいる。

また、照準合せの際中に目標が移動したとしても、直接目標を視認できる場合、目標を目視した状態で音の変化によって照準を合せているので、このときは各報知音に関係なく目標を見ながら照準を迅速に変更できる。また、表示装置２０に地図と目標位置を示す目標位置マークと自己位置と向きを示す自己位置マークを表示し、自己位置マークの向きが表示装置２０上で目標位置マークを向くように砲身２を操作することで検出方位角と目標方位角とが一致するようにしても良い。このとき検出射角と目標射角を表示装置２０に同時に画像として表示し、目標射角画像に検出射角画像が一致することで、検出射角と目標射角を合せるようにすれば良い。この場合も迫撃砲１と別に配置したコンピュータ等の表示を見て砲身２を操作することを交互に繰り返しながら照準を合せる場合に比べ迅速に行える。

本発明の砲身方向設定装置を迫撃砲の砲身に取付けた状態を示す斜視図である。砲身方向設定装置のブロック図である。

符号の説明

１迫撃砲
２砲身
６砲身方向設定装置
９ＧＰＳ
１０方位角検出装置（電子コンパス）
１１射角検出装置（傾斜角度計）
１２目標設定装置
１３制御装置
１４照準度合報知装置
１６砲身目標角算出装置
１７照準角比較装置
１８報知装置（スピーカー、発光装置、振動装置）
１９地図データ記憶装置
２０表示装置

Claims

地球上の自己位置を測位可能なＧＰＳと、砲身の方位角を検出可能な方位角検出装置と、砲身に装着した傾斜角を検出可能な傾斜角度計で砲身の射角を検出する射角検出装置と、測位された目標位置を設定可能な目標設定装置と、方位角検出装置によって検出した検出方位角と射角検出装置によって検出した検出射角が夫々目標方位角と目標射角に対して接近離反する接近離反度合いを報知可能な照準度合報知装置と、地図データを記憶する地図データ記憶装置と、地図データと共に砲身の自己位置や方位角や目標位置等を合せて表示等する表示装置と、報知装置と、前記各装置の制御を行うと共に、前記ＧＰＳからの自己位置信号や、前記目標設定装置からの目標位置信号を用いて前記地図データ記憶装置から読み出した地図データと共に前記表示装置に地図と共に自己位置や目標位置を表示する処理を実行する制御装置とを備え、砲身の外周に取付けられる砲身方向設定装置であって、
前記制御装置は、ＧＰＳによって測位した砲火器の自己位置信号と目標設定装置によって設定した目標位置信号から砲火器の砲身の目標方位角と目標射角を算出可能な砲身目標角算出装置と、目標射角と検出射角を比較すると共に目標方位角と検出方位角を比較し、検出射角と検出方位角の夫々の目標射角と目標方位角に対する各接近離反度合いを算出する照準角比較装置とを備え、これらの装置を記憶部に記憶したプログラムに基づいて処理を実行可能な中央演算処理装置により実現し、砲身の方位角と射角が砲身目標角算出装置によって算出された目標方位角と目標射角に夫々一致するように砲身の向きを手動で設定可能にしてある砲火器の砲身方向設定装置において、
前記照準角比較装置は、各接近離反度合いの信号を目標方位角に対する検出方位角の接近離反度合いを報知する方位角信号と、目標射角に対する検出射角の接近離反度合いを報知する射角信号として夫々区別できるように異なる信号を前記報知装置に出力し、各信号を出力する時、接近離反度合いに応じて方位角信号と射角信号の夫々の周波数を変化させ、検出方位角と検出射角が夫々目標方位角と目標射角に一致した時に最も高い周波数とし、離れるにしたがって低い周波数として各信号を出力し、
前記報知装置はスピーカー、または発光ダイオードを用いた発光装置、または振動装置であり、各信号は目標方位角に対する検出方位角の接近離反度合いを報知する方位角報知音と目標射角に対する検出射角の接近離反度合いを報知する射角報知音、または方位角報知光と射角報知光、または周波数を変化させた振動とし、
前記照準度合報知装置は、これらの信号に基づいて砲身の方位角と射角を設定可能であり、前記ＧＰＳと方位角検出装置と地図データ記憶装置は、地図データを記憶させたモバイルＰＣ、または携帯情報端末機にＧＰＳ機能と方位角検出機能を備えた携帯ナビゲーション装置であることを特徴とする砲火器の砲身方向設定装置。
砲火器の砲身に地球上の方位を検出可能な電子コンパスを装着して方位角検出装置を構成して成る請求項１記載の砲火器の砲身方向設定装置。