JP6072457B2 - 標的システム - Google Patents

Description

本発明は、標的システムに関し、特に、弾丸の速度またはエネルギーの測定機能を備えることができるようにした標的システムに関する。

従来、例えば、プラスチック製の弾丸（以下、ＢＢ弾（Ball Bullet）と称する）を低圧の圧縮空気などで発射する機構を備えたトイガンであるソフトエアガンを使用して、ＢＢ弾を標的に当てる射的競技が行われている。このような射的競技では、紙製の標的や、同心円状にスイッチを並べた電気式の標的装置などが使用される。

一方、実銃の射撃訓練で使用される射撃訓練装置においては、例えば、特許文献１に示すように、複数の衝撃センサが衝撃を検出した時刻の時間差に基づいて着弾位置を検出する装置が開示されている。

特開２００５−１３４０７４号公報

ところで、ソフトエアガンでは、例えば、直径が６ｍｍであるＢＢ弾を使用する場合には、0.989J以下のエネルギーとなるように法律により制限されている。そのため、一般的に、ソフトエアガンの射的競技では、規定以上の弾速およびエネルギーのソフトエアガンが使用されることがないように、射的競技の開始前に、競技者の持つソフトエアガンの弾速およびエネルギーが検査される。また、通常、ソフトエアガンの命中率の変化は弾速の変化を伴うため、日常的にソフトエアガンの状態を確認するという観点からしても、ソフトエアガンの弾速およびエネルギーを確認することは重要である。

しかしながら、射的ごとにほとんど変化しない弾速およびエネルギーを常に弾速計で確認することは現実的ではない。また、射的競技の開始前に競技者全員のエアガンを検査することがなければスムーズに射的競技を行うことができて好適である。このことより、射的中において、弾速やエネルギーを自動的に測定することができる射的システムが求められていた。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、弾丸の速度またはエネルギーの測定機能を備えることができるようにするものである。

本発明の第１の側面の標的システムは、射的の標的となる標的板またはその近傍の複数個所に配置され、前記標的板に弾丸が着弾することにより発生する衝撃波を検出する衝撃波検出手段と、複数の前記衝撃波検出手段が衝撃波を検出した衝撃波検出時刻に従って、最初の衝撃波検出時刻と他の衝撃波検出時刻との差分値である検出時間差を求めて、それらの検出時間差に基づいて、前記標的板に弾丸が着弾した着弾位置を特定する演算処理手段とを備え、前記演算処理手段は、前記標的板に対して格子状に設定された所定数の目標点ごとに、予め射的を行うことによって求められた前記衝撃波検出手段が検出した衝撃波の振幅から構成される配列データを参照して、前記着弾位置を取り囲む前記目標点に対応付けられている前記衝撃波の振幅から、前記標的板に弾丸が着弾したときに計測される衝撃波の振幅を補正して、前記標的板に着弾した弾丸の速度およびエネルギーのうちの少なくとも一方を算出する。

本発明の第１の側面においては、射的の標的となる標的板またはその近傍の複数個所に配置される衝撃波検出手段により、標的板に弾丸が着弾することにより発生する衝撃波が検出され、複数の衝撃波検出手段が衝撃波を検出した衝撃波検出時刻に従って、最初の衝撃波検出時刻と他の衝撃波検出時刻との差分値である検出時間差が求められて、それらの検出時間差に基づいて、標的板に弾丸が着弾した着弾位置が演算処理手段により特定される。そして、標的板に対して格子状に設定された所定数の目標点ごとに、予め射的を行うことによって求められた衝撃波検出手段が検出した衝撃波の振幅から構成される配列データを参照して、着弾位置を取り囲む前記目標点に対応付けられている衝撃波の振幅から、標的板に弾丸が着弾したときに計測される衝撃波の振幅が補正されて、標的板に着弾した弾丸の速度およびエネルギーのうちの少なくとも一方が算出される。

本発明の第２の側面の標的システムは、射的の標的となる標的板またはその近傍の複数個所に配置され、前記標的板に弾丸が着弾することにより発生する衝撃波を検出する衝撃波検出手段と、複数の前記衝撃波検出手段が衝撃波を検出した衝撃波検出時刻に従って、最初の衝撃波検出時刻と他の衝撃波検出時刻との差分値である検出時間差を求めて、それらの検出時間差に基づいて、前記標的板に対して格子状に設定された所定数の目標点ごとに予め求められた前記検出時間差から構成される配列データ、または、その検出時間差から算出された座標から構成される配列データを参照し、前記標的板に弾丸が着弾した着弾位置を特定する演算処理手段とを備える。

本発明の第２の側面においては、射的の標的となる標的板またはその近傍の複数個所に配置される衝撃波検出手段により、標的板に弾丸が着弾することにより発生する衝撃波が検出され、それらの衝撃波を検出した衝撃波検出時刻に従って、最初の衝撃波検出時刻と他の衝撃波検出時刻との差分値である検出時間差が求められて、それらの検出時間差に基づいて、標的板に対して格子状に設定された所定数の目標点ごとに予め求められた検出時間差から構成される配列データ、または、その検出時間差から算出された座標から構成される配列データを参照し、標的板に弾丸が着弾した着弾位置が特定される。

本発明の第１および第２の側面によれば、弾丸の速度またはエネルギーの測定機能を備える標的システムを提供することができる。

本発明を適用した標的システムの一実施の形態の構成例を示す図である。 信号処理部の構成例を示すブロック図である。 衝撃センサから出力される波形を示す図である。 検出時間差と、着弾位置から衝撃センサまでの距離との関係について説明する図である。 実測着弾データテーブルを作成するときに、標的装置の標的板に対して設定される目標点の例を示す図である。 着弾データ作成画面の表示例を示す図である。 着弾データ作成画面の表示例を示す図である。 衝撃センサから出力される波形を示す図である。 実測弾速データテーブルを示す図である。 測定結果画面の表示例を示す図である。 測定結果画面の表示例を示す図である。

以下、本技術を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明を適用した標的システムの一実施の形態の構成例を示す図である。

図１において、標的システム１１は、標的装置１２、パーソナルコンピュータ１３、およびモニタ１４を備えて構成されている。標的システム１１では、標的装置１２およびパーソナルコンピュータ１３は、USB（Universal Serial Bus）ケーブルやLAN（Local Area Network）ケーブルなどの通信ケーブル１５を介して接続される。または、標的装置１２およびパーソナルコンピュータ１３は、無線通信により接続するように構成してもよい。また、パーソナルコンピュータ１３およびモニタ１４は、モニタケーブル１６を介して接続される。

標的装置１２は、ユーザが射的を行う際の目標となり、標的に命中したＢＢ弾を回収する機構を備えている。また、標的装置１２は、的紙２１、標的板２２、衝撃センサ２３−１乃至２３−４、および信号処理部２４を備えて構成される。

的紙２１には、例えば、直径の異なる複数の輪が同心円となるように配置された標的が描かれており、的紙２１は、標的装置１２に対して交換可能となるように取り付けられる。なお、的紙２１に替えて、標的を表示可能なサブモニタやタブレット型のコンピュータなどを標的装置１２の背面に装着してもよい。さらに、的紙２１に替えて、標的を表示可能な表示装置を標的装置１２に内蔵することができ、これにより、パーソナルコンピュータ１３に接続することなく標的装置１２単独で使用することが可能となる。

標的板２２は、的紙２１の前面側、即ち、的紙２１に対して射的を行うユーザ側に配置される透明な板であり、その上側が前方に傾斜するように標的装置１２に固定される。標的板２２としては、例えば、ポリカーボネートなどの透明な素材が使用される。ユーザは、透明な標的板２２を介して的紙２１の標的を視認する。

衝撃センサ２３−１乃至２３−４は、標的板２２の四隅の近傍にそれぞれ装着され、ユーザが射的を行うことにより標的板２２にＢＢ弾が着弾して反射することで発生する衝撃波（加速度の変化）を検出し、その衝撃波を表す信号である衝撃波信号を信号処理部２４に出力する。なお、本願において、衝撃波とは、標的板２２にＢＢ弾が着弾して跳ね返ることによって、瞬間的な力が標的板２２に加わることにより発生し、物体および空気を伝わる振動のことを指すものとする。

信号処理部２４は、衝撃センサ２３−１乃至２３−４から出力される衝撃波信号それぞれに対する信号処理を行い、その結果得られる各種の信号を、通信ケーブル１５を介してパーソナルコンピュータ１３に供給する。例えば、信号処理部２４は、衝撃波信号を増幅して全波整流し、その振幅のピーク値を保持したピークホールド信号を出力する。また、信号処理部２４は、ピークホールド信号を積分して得られる信号が基準値以上となったときに、フリーランニングカウンタのインプットキャプチャ機能により衝撃センサ２３が着弾を検出した時刻を特定して、衝撃波検出時刻を示す信号を出力する。

パーソナルコンピュータ１３は、CPU（Central Processing Unit）、ROM（Read Only Memory）、RAM（Random Access Memory）、HDD（Hard Disk Drive）などを備えて構成されており、CPUがROMまたはHDDに記憶されているプログラムをRAMにロードして実行する。例えば、パーソナルコンピュータ１３が、射的用のアプリケーションプログラム（ソフトウェア）を実行すると、モニタ１４には、標的装置１２の的紙２１に対応する標的が描画された標的画像２５が表示される。そして、ユーザが射的を行って標的板２２にＢＢ弾が着弾すると、パーソナルコンピュータ１３は、信号処理部２４から供給される信号に基づいて着弾位置を算出し、標的画像２５における着弾位置に対応する箇所に、着弾マークＰを表示させる。

モニタ１４は、LCD（Liquid Crystal Display）やCRT（Cathode Ray Tube）などの表示部を備えて構成されており、パーソナルコンピュータ１３からモニタケーブル１６を介して供給される表示データに従った画面を表示する。

図２は、図１の信号処理部２４の構成例を示すブロック図である。

図２に示すように、信号処理部２４は、信号処理回路３１−１乃至３１−４、演算処理回路３２、および基準電圧供給回路３３を備えて構成される。

ユーザが射的を行って標的板２２にＢＢ弾が着弾すると、衝撃センサ２３−１乃至２３−４により検出された衝撃波信号が信号処理回路３１−１乃至３１−４にそれぞれ入力される。以下では、信号処理回路３１−１の構成について説明する。信号処理回路３１−１乃至３１−４は同様に構成されており、信号処理回路３１−２乃至３１−４の説明は省略する。

信号処理回路３１−１は、増幅器４１−１、フィルタ４２−１、増幅器４３−１、全波整流回路４４−１、ピークホールド回路４５−１、積分回路４６−１、および比較器４７−１を備えて構成される。

増幅器４１−１は、衝撃センサ２３−１から供給される衝撃波信号を増幅し、フィルタ４２−１に供給する。フィルタ４２−１は、例えば、HPF（High-Pass Filter）およびLPF（Low-Pass Filter）が組み合わされたバンドパスフィルタであり、増幅器４１−１により増幅された衝撃波信号から所定の帯域の周波数成分の信号を通過させる。図３からも分るように、衝撃センサ２３−１の出力には複数の振動が含まれており、伝搬速度も周波数も減衰率も異なるので、フィルタ４２−１により周波数範囲を限定することは、時間差及び振幅の検出精度を向上させるのに有効である。増幅器４３−１は、フィルタ４２−１を通過した衝撃波信号を増幅して全波整流回路４４−１に供給する。また、増幅器４３−１の増幅率は、演算処理回路３２からの制御に応じて設定される。

全波整流回路４４−１は、増幅器４３−１から供給される衝撃波信号を全波整流してピークホールド回路４５−１に供給する。ピークホールド回路４５−１は、全波整流回路４４−１から供給される衝撃波信号のピーク値を保持し、そのピーク値を示すピークホールド信号を積分回路４６−１および演算処理回路３２に供給する。また、ピークホールド回路４５−１は、演算処理回路３２からの制御に従って、保持しているピーク値をリセットする。

積分回路４６−１は、ピークホールド回路４５−１から供給されるピークホールド信号の電圧値を積分することにより、ピークホールド信号を滑らかに増加する電圧信号に変換して、比較器４７−１に供給する。

比較器４７−１は、積分回路４６−１から供給される信号の電圧値と、基準電圧供給回路３３から供給される基準電圧の電圧値とを比較し、その比較結果を示す比較結果信号を演算処理回路３２に供給する。例えば、比較器４７−１は、積分回路４６−１から供給される信号の電圧値が基準電圧の電圧値未満である場合には、比較結果として「０」を出力し、積分回路４６−１から供給される信号の電圧値が基準電圧の電圧値以上である場合には、比較結果として「１」を出力する。

このように信号処理回路３１−１は構成されており、衝撃センサ２３−１から供給される衝撃波信号を信号処理し、ピークホールド信号および比較結果信号を演算処理回路３２に供給する。また、信号処理回路３１−１と同様に、信号処理回路３１−２乃至３１−４が、衝撃センサ２３−２乃至２３−４からの衝撃波信号をそれぞれ信号処理し、ピークホールド信号および比較結果信号をそれぞれ演算処理回路３２に供給する。

演算処理回路３２は、例えば、マイクロコンピュータにより構成される。演算処理回路３２は、フリーランニングカウンタ４８およびＡＤＣ（Analog to Digital Converter）４９を備え、信号処理回路３１−１乃至３１−４から供給されるピークホールド信号および比較結果信号に基づいた演算処理を行う。

演算処理回路３２は、フリーランニングカウンタ４８のインプットキャプチャ機能によって、比較器４７−１乃至４７−４の比較結果信号が「０」から「１」に変化したときのカウント値を、衝撃波検出時刻Ｔ１乃至Ｔ４としてキャプチャして、パーソナルコンピュータ１３に出力する。この衝撃波検出時刻Ｔ１乃至Ｔ４は、信号処理回路３１−１乃至３１−４による信号処理に基づいて、衝撃センサ２３−１乃至２３−４により着弾が検出された検出時刻をそれぞれ表す。

また、演算処理回路３２は、ピークホールド回路４５−１乃至４５−４から出力されるピークホールド信号をＡＤＣ４９によってＡＤ変換したピークホールド値を、パーソナルコンピュータ１３に出力する。また、後述するように温度による補正を行う場合、演算処理回路３２には温度センサ５０が接続され、演算処理回路３２は、温度センサ５０から出力されるデータをパーソナルコンピュータ１３に出力する。

例えば、図３に示すように、衝撃センサ２３−１乃至２３−４は、標的板２２にＢＢ弾が着弾することによって発生する衝撃波を検出して衝撃波信号を出力する。信号処理部２４では、衝撃センサ２３−１乃至２３−４から出力される衝撃波信号に基づいて、衝撃センサ２３−１乃至２３−４が着弾を検出した衝撃波検出時刻Ｔ１乃至Ｔ４が特定される。

そして、パーソナルコンピュータ１３が実行する射的用のアプリケーションプログラムは、信号処理部２４により特定された衝撃波検出時刻Ｔ１乃至Ｔ４に基づいて、最初に着弾を検出した時刻に対する差分（検出時間差）を求める。即ち、射的用のアプリケーションプログラムは、図３に示すように、１番目の着弾が検出された衝撃波検出時刻Ｔ１と、２番目の着弾が検出された衝撃波検出時刻Ｔ２との検出時間差Δｔ２を求め、同様に、検出時間差Δｔ３およびΔｔ４を求める。なお、最初に衝撃波を検出した衝撃センサ２３についての検出時間差は、常に０であり、例えば、図３の例では、検出時間差Δｔ１＝０である。

また、図４に示すように、着弾点Ｐと、着弾点Ｐに最近傍の衝撃センサ２３（図４の例では、衝撃センサ２３−１）との間隔を距離ｍとすると、検出時間差Δｔ１乃至Δｔ４は、距離ｍに対する伝搬経路長の差に比例する。即ち、着弾点Ｐと衝撃センサ２３−２との間隔はｍ＋ｋ×Δｔ２により求められ、着弾点Ｐと衝撃センサ２３−３との間隔はｍ＋ｋ×Δｔ３により求められ、着弾点Ｐと衝撃センサ２３−４との間隔はｍ＋ｋ×Δｔ４により求められる。ここで、ｋは、標的板２２内の音速（ただし、衝撃センサ２３に替えて音響センサを用いる場合は空気中の音速）である。なお、検出時間差Δｔは、信号処理部２４が有するフリーランニングカウンタ４８により計測されるカウント値から求めた差分値であり、１カウントの設定が0.67μｓである場合、検出時間差Δｔ×0.67×10^-6を演算することにより、カウント値を秒に換算することができる。

従って、射的用のアプリケーションプログラムは、検出時間差Δｔ１乃至Δｔ４に基づいて、着弾点Ｐと衝撃センサ２３−１乃至２３−４との間の距離を求めることができ、それらの距離から着弾位置を特定することができる。

以下、標的システム１１における着弾位置の算出方法について説明する。

まず、標的システム１１では、着弾位置を特定する際に使用される配列データを取得するための目標点ＴＰが設定される。例えば、図５に示すように、標的装置１２の左上端を座標原点として、標的面上に等間隔（図５の例では、ｘ軸方向の間隔ｄｘおよびｙ軸方向の間隔ｄｙが共に10ｍｍ）で目標点ＴＰ[0,0]から目標点ＴＰ[13,14]までが設定される。

そして、例えば、リモートコントロールにより発射可能としたエアガンを固定位置決め具により固定し、パーソナルコンピュータ１３によりデータ作成用プログラムを実行させた後、左上の目標点ＴＰ[0,0]から右下の目標点ＴＰ[13,14]まで、エアガンの照準を各目標点ＴＰに正確に合わせて射撃を行う。

ここで、図６には、パーソナルコンピュータ１３によりデータ作成用プログラムが実行されているときにモニタ１４に表示されるデータ作成画面６１が示されている。データ作成画面６１には、標的画像２５、設定表示部６２、およびデータ表示部６３が表示されている。例えば、データ作成用プログラムは、目標点ＴＰに対する指定弾数の着弾を検出するごとに、設定表示部６２で選択（チェックマークが表示）された項目の平均値を求めて、それらをカンマで区切って中括弧に纏め、データ表示部６３に追加して表示する。

例えば、図６に示すように、検出時間差Δｔ１乃至Δｔ４が選択されている場合、データ作成用プログラムは、目標点ＴＰに対する指定弾数の着弾を検出するごとに、検出時間差Δｔ１乃至Δｔ４のデータを｛Δｔ１，Δｔ２，Δｔ３，Δｔ４｝の形式で、データ表示部６３に追加して表示する。

また、データ作成用プログラムは、設定表示部６２において着弾点のｘ座標Ｍｘおよびｙ座標Ｍｙが選択されている場合には、目標点ＴＰに対する指定弾数の着弾を検出するごとに、検出時間差Δｔ１乃至Δｔ４のうちの選択されたデータから算出されるｘ座標Ｍｘおよびｙ座標Ｍｙを｛Ｍｘ，Ｍｙ｝の形式でデータ表示部６３に追加して表示する。

例えば、図７のデータ作成画面６１に示すように、設定表示部６２において、着弾点のｘ座標Ｍｘおよびｙ座標Ｍｙ、並びに、衝撃センサ２３−１乃至２３−４が検出した衝撃波信号のピークホールド値の平均値Ａが選択されている場合には、データ作成用プログラムは、着弾ごとに、ｘ座標Ｍｘ、ｙ座標Ｍｙ、およびピークホールド値の平均値Ａを｛Ｍｘ，Ｍｙ，Ａ｝の形式でデータ表示部６３に追加して表示する。なお、ピークホールド値の平均値Ａを選択する他、ピークホールド回路４５−１乃至４５−４それぞれから得られるピークホールド値Ａ１乃至Ａ４のいずれかを選択してもよいし、ピークホールド値Ａ１乃至Ａ４の全てを選択しておいて、データの利用時に着弾位置に応じて使用するものを使い分けてもよい。

そして、データ作成用プログラムは、１５データごとに上位の配列に纏め、図５に示した左上の目標点ＴＰ[0,0]から右下の目標点ＴＰ[13,14]までの射撃が終了した時点において、１４行および１５列の目標点ＴＰ[i,j]について各３要素｛ｘ座標Ｍｘ_[i,j]、ｙ座標Ｍｙ_[i,j]、およびピークホールド値の平均値Ａ_[i,j]｝からなる配列データを作成する。

例えば、設定表示部６２において、検出時間差Δｔ１乃至Δｔ４、並びに、着弾点のｘ座標Ｍｘおよびｙ座標Ｍｙが選択されている場合には、データ作成用プログラムは、次の式（１）および式（２）を演算することにより、目標点ＴＰ[i,j]ごとにｘ座標Ｍｘ_[i,j]およびｙ座標Ｍｙ_[i,j]を算出する。

・・・（１）

・・・（２）

なお、ｘ座標Ｍｘ_[i,j]およびｙ座標Ｍｙ_[i,j]は、少なくとも３つの衝撃センサ２３の出力を用いて算出することができる。例えば、設定表示部６２において、検出時間差Δｔ１乃至Δｔ３が選択されるとともに、着弾点のｘ座標Ｍｘおよびｙ座標Ｍｙが選択されている場合には、データ作成用プログラムは、次の式（３）および式（４）を演算することにより、目標点ＴＰ[i,j]ごとにｘ座標Ｍｘ_[i,j]およびｙ座標Ｍｙ_[i,j]を算出する。

・・・（３）

・・・（４）

標的システム１１では、このようにして予め作成した配列データに基づいて、パーソナルコンピュータ１３が実行する射的用のアプリケーションプログラムにより着弾点を決定することができる。

さらに、標的装置１２の標的板２２上の着弾点Ｐ（ｘ，ｙ）への着弾によって、検出時間差Δｔ１_Ｐ、検出時間差Δｔ２_Ｐ、検出時間差Δｔ３_Ｐ、および検出時間差Δｔ４_Ｐが検出されたとき、射的用のアプリケーションプログラムは、次の式（５）および式（６）を演算することにより、着弾点Ｐのｘ座標Ｍｘ_Ｐおよびｙ座標Ｍｙ_Ｐを算出する。

・・・（５）

・・・（６）

そして、射的用のアプリケーションプログラムは、算出したｘ座標Ｍｘ_Ｐおよびｙ座標Ｍｙ_Ｐが属する範囲「Ｍｘ_[i,j]≦Ｍｘ_Ｐ＜Ｍｘ_[i,j＋１]かつＭｙ_[i,j]≦Ｍｙ_Ｐ＜Ｍｙ_[i,j＋１]」を、上述の配列データから特定する。次に、射的用のアプリケーションプログラムは、ｘ座標Ｍｘ_Ｐおよびｙ座標Ｍｙ_Ｐと、配列データ上のｘ座標Ｍｘ_Ｐおよびｙ座標Ｍｙ_Ｐを取り囲む隣接データとの差から、ｘ軸方向のずれΔｘおよびｙ軸方向のずれΔｙを計算する。

まず、ｙ軸方向のずれΔｙを式（７）と仮定して式（８）を演算することによってｘ軸方向のずれΔｘが求められ、求められたｘ軸方向のずれΔｘを用いて式（９）を演算することによりｙ軸方向のずれΔｙが求められる。なお、式（７）乃至（９）において、ｄ_ｘ＝ｄｘ（図５参照）であり、ｄ_ｙ＝ｄｙ／ｃｏｓθであり、θは、標的板２２の垂直からの傾き角度である。

・・・（７）

・・・（８）

・・・（９）

さらに、求められたｙ軸方向のずれΔｙを用いて式（８）を演算することによってｘ軸方向のずれΔｘが再計算され、そのｘ軸方向のずれΔｘを用いて式（９）を演算することによってｙ軸方向のずれΔｙが再計算される。このように、式（８）および式（９）を求める計算を少なくとも２回繰り返して求められたｘ軸方向のずれΔｘおよびｙ軸方向のずれΔｙを用いて、着弾点Ｐ（ｘ，ｙ）の座標が、次の式（１０）および式（１１）を演算することにより求められる。

・・・（１０）

・・・（１１）

このように、標的システム１１では、着弾点のｘ座標Ｍｘおよびｙ座標Ｍｙを算出した後に、配列データを参照して、その着弾点を取り囲む座標とのずれを用いた演算を行うことで、より正確な着弾位置となるように、着弾点の座標を補正することができる。なお、標的装置１２では、標的板２２の垂直からの傾き角度θは、例えば２２°に設定される。また、標的板２２が垂直な場合には角度θは０°である。

なお、上述の説明では、目標点ＴＰ[i,j]ごとのｘ座標Ｍｘ_[i,j]およびｙ座標Ｍｙ_[i,j]が登録された配列データを参照して着弾点Ｐ（ｘ，ｙ）を求めているが、目標点ＴＰ[i,j]ごとの検出時間差Δｔ１_[i,j]乃至Δｔ４_[i,j]が登録された配列データを参照して着弾点Ｐ（ｘ，ｙ）を求めるようにしてもよい。

即ち、図６を参照して説明したように、検出時間差Δｔ１乃至Δｔ４が選択されている場合、データ作成用プログラムは、目標点ＴＰに対する指定弾数の着弾を検出するごとに、検出時間差Δｔ１乃至Δｔ４のデータを｛Δｔ１，Δｔ２，Δｔ３，Δｔ４｝の形式で、データ表示部６３に追加して表示する。そして、データ作成用プログラムは、１５データごとに上位の配列に纏め、図５に示した左上の目標点ＴＰ[0,0]から右下の目標点ＴＰ[13,14]までの射撃が終了した時点において、１４行および１５列の目標点ＴＰ[i,j]について各４要素｛検出時間差Δｔ１_[i,j]、検出時間差Δｔ２_[i,j]、検出時間差Δｔ３_[i,j]、および検出時間差Δｔ４_[i,j]｝からなる配列データを作成する。

そして、標的装置１２の標的板２２上の着弾点Ｐ（ｘ，ｙ）への着弾によって、検出時間差Δｔ１_Ｐ、検出時間差Δｔ２_Ｐ、検出時間差Δｔ３_Ｐ、および検出時間差Δｔ４_Ｐが検出されたとき、射的用のアプリケーションプログラムは、上述の式（５）および式（６）を演算することにより、着弾点Ｐのｘ座標Ｍｘ_Ｐおよびｙ座標Ｍｙ_Ｐを算出する。

次に、射的用のアプリケーションプログラムは、目標点ＴＰ[i,j]ごとの検出時間差のデータ｛検出時間差Δｔ１_[i,j]、検出時間差Δｔ２_[i,j]、検出時間差Δｔ３_[i,j]、および検出時間差Δｔ４_[i,j]｝が登録された配列データから、上述の式（１）および式（２）を演算することにより、目標点ＴＰ[i,j]ごとのｘ座標Ｍｘ_[i,j]およびｙ座標Ｍｙ_[i,j]を算出する。そして、着弾点Ｐのｘ座標Ｍｘ_Ｐおよびｙ座標Ｍｙ_Ｐと、ｘ座標Ｍｘ_[i,j]およびｙ座標Ｍｙ_[i,j]との照合を繰り返して、ｘ座標Ｍｘ_Ｐおよびｙ座標Ｍｙ_Ｐに対して「Ｍｘ_[i,j]≦Ｍｘ_Ｐ＜Ｍｘ_[i,j＋１]かつＭｙ_[i,j]≦Ｍｙ_Ｐ＜Ｍｙ_[i＋１,j]」を満たすｉ，jを見出し、配列データ上の着弾点Ｐを取り囲む隣接データを特定する。

さらに、射的用のアプリケーションプログラムは、着弾点Ｐのｘ座標Ｍｘ_Ｐおよびｙ座標Ｍｙ_Ｐと、配列データ上の着弾点Ｐを取り囲む隣接データから計算したｘ座標Ｍｘ_[i,j]，Ｍｘ_[i+1,j]，Ｍｘ_[i,j+1] ，Ｍｘ_[i+1,j+1]およびｙ座標Ｍｙ_[i,j]，Ｍｙ_[i+1,j]，Ｍｙ_[i,j+1] ，Ｍｙ_[i+1,j+1]との差から、ｘ軸方向のずれΔｘおよびｙ軸方向のずれΔｙを計算する。即ち、上述したように、式（７）からΔｙを求め、式（８）および式（９）の演算を繰り返すことによりｘ軸方向のずれΔｘおよびｙ軸方向のずれΔｙを算出する。その後、射的用のアプリケーションプログラムは、式（１０）および式（１１）を演算することによって着弾点Ｐ（ｘ，ｙ）を求める。

このように、標的システム１１では、目標点ＴＰ[i,j]ごとの検出時間差Δｔ１_[i,j]乃至Δｔ４_[i,j]が登録された配列データを参照して、着弾を検出するたびに、目標点ＴＰ[i,j]ごとのｘ座標Ｍｘ_[i,j]およびｙ座標Ｍｙ_[i,j]を算出して着弾点Ｐ（ｘ，ｙ）を求めることができる。

なお、標的板２２のサイズによっては、四隅の衝撃センサ２３−１乃至２３−４だけでは精度が不足することも考えられる。その場合には、ｎ個の衝撃センサ２３を使用し、標的板２２に設定した目標点毎の各衝撃センサ２３の時間差データ｛Δｔ１_[i,j]，Δｔ２_[i,j]，・・・，Δｔｎ_[i,j]｝からなる配列データを作成して、この配列データを参照する。例えば、着弾時には、衝撃センサ２３−１乃至２３−４による配列データにより着弾位置を特定するのに加えて、着弾点近傍の着弾点を囲む３個または４個の衝撃センサ２３により検出された衝撃波信号を用い、配列データを参照して再計算することで、着弾位置の測定精度を向上させることができる。

または、着弾点近傍の着弾点を囲む３個または４個の衝撃センサ２３は検出時間差が０である衝撃センサ２３と、その衝撃センサ２３に隣接する所定個数の衝撃センサ２３との時間差から特定することができる。従って、最初から着弾点近傍の着弾点を囲む３個または４個の衝撃センサ２３により検出された衝撃波信号を用い、配列データを参照して着弾位置の特定を行うこともできる。例えば、着弾点近傍の着弾点を囲む左上の衝撃センサ２３との検出時間差をΔｔ１とし、右上の衝撃センサ２３との検出時間差をΔｔ２とし、左下の衝撃センサ２３との検出時間差をΔｔ３とし、右下の衝撃センサ２３との検出時間差をΔｔ４として、上記の演算を行えばよい。

ところで、上述したように、配列データは、図５の目標点ＴＰに対して予め射的を行うことによって、それぞれの目標点ＴＰに対して射的が行われたときの検出時間差Δｔ１乃至Δｔ４、または、その検出時間差Δｔ１乃至Δｔ４から算出された座標（ｘ座標Ｍｘおよびｙ座標Ｍｙ）から構成される。この他、例えば、配列データは、目標点ＴＰと衝撃センサ２３−１乃至２３−４との距離に従って演算により求められる検出時間差Δｔ１乃至Δｔ４、または、その検出時間差Δｔ１乃至Δｔ４から算出される座標から構成することができる。ここで、演算による配列データの作成について説明する。

例えば、図５に示したように目標点ＴＰを設定すると、目標点ＴＰと衝撃センサ２３−１乃至２３−４との水平距離および垂直距離が決まることより、目標点ＴＰと衝撃センサ２３−１乃至２３−４それぞれとの距離Ｌ１乃至Ｌ４を、三平方の定理に基づいて算出することができる。即ち、目標点ＴＰ[i,j]と、衝撃センサ２３−１乃至２３−４との距離Ｌ１乃至Ｌ４は、次の式（１２）乃至（１５）を演算することにより求めることができる。

・・・（１２）

・・・（１３）

・・・（１４）

・・・（１５）

ただし、式（１２）乃至（１５）において、Ｘｓは、衝撃センサ２３どうしのＸ軸方向の間隔（例えば、衝撃センサ２３−１と２３−２との間隔）であり、Ｙｓは、衝撃センサ２３どうしのＹ軸方向の間隔（例えば、衝撃センサ２３−１と２３−３との間隔）である。さらに、式（１２）乃至（１５）において、Ｘ０は、ｘ０ｓを標的装置１２の左端から衝撃センサ２３−１までの距離とするとＸ０＝ｘ０−ｘ０ｓとされ、Ｙ０は、ｙ０ｓを標的装置１２の上端から衝撃センサ２３−１までの距離とするとＹ０＝ｙ０−ｙ０ｓとされ、ｋは、標的板２２の垂直からの傾きをθとするとｋ＝１／ｃｏｓθとされる。

そして、距離Ｌ１乃至Ｌ４のうちの、最小の距離Ｌをｍに代入して、距離差ΔＬ１乃至ΔＬ４を計算により求める。即ち、距離差ΔＬ１乃至ΔＬ４は、ΔＬ１＝Ｌ１−ｍ，ΔＬ２＝Ｌ２−ｍ，ΔＬ３＝Ｌ３−ｍ，ΔＬ４＝Ｌ４−ｍより求めることができる。そして、フリーランニングカウンタ４８の単位距離当たりのカウント数Ｃを掛けることにより、Δｔ１＝ΔＬ１×Ｃ，Δｔ２＝ΔＬ２×Ｃ，Δｔ３＝ΔＬ３×Ｃ，Δｔ４＝ΔＬ４×Ｃより求めることができる。つまり、目標点ＴＰ[i,j]における着弾時の検出時間差Δｔ１乃至Δｔ４を演算により求めることができる。ここで、カウント数Ｃは、標的板２２中の音速をｃとし、信号処理部２４が有するフリーランニングカウンタ４８の１カウント当たりの設定時間をｔ_０とすると、Ｃ＝１／（ｃ・ｔ_０）である。なお、衝撃検知手段として音響センサを使用する場合には、音速ｃは空気中の音速である。

そして、このように検出時間差Δｔ１乃至Δｔ４を求める演算を、図５に示した目標点ＴＰ[0,0]から目標点ＴＰ[13,14]まで繰り返して行うことにより、目標点ＴＰごとの検出時間差Δｔ１乃至Δｔ４を求めることができる。そして、設定表示部６２の設定内容に従って、例えば、図６に示すように、検出時間差Δｔ１乃至Δｔ４が選択されている場合、求めた目標点ＴＰごとの検出時間差Δｔ１乃至Δｔ４を配列に纏め、これを左端から右端までの１５個の目標点ＴＰに対して行って上位の配列に纏め、さらにこれを、上端から下端までの目標点ＴＰに対して繰り返して更に上位の配列に纏めることで、目標点ＴＰ[0,0]から目標点ＴＰ[13,14]までの、４個の衝撃センサ２３についての各目標点ＴＰ[i,j]への着弾時に計測されるはずの検出時間差データ｛Δｔ１_[i,j]，Δｔ２_[i,j]，Δｔ３_[i,j]，Δｔ４_[i,j]｝からなる１４行および１５列の目標点ＴＰについて各４要素の配列データが作成される。また、例えば、図７のように設定表示部６２において着弾点のｘ座標Ｍｘおよびｙ座標Ｍｙが選択されている場合には、上述の式（１）および式（２）を演算して得られる目標点ＴＰごとの座標｛ｘ座標Ｍｘおよびｙ座標Ｍｙ｝により配列データが作成される。

このような配列データの作成は、例えば、図６のデータ作成画面６１の設定表示部６２に表示されるデータテーブル計算ボタンに対する操作を行うことにより実行される。具体的には、データテーブル計算ボタンに対する操作を行うと、図５に示すような座標原点（０，０）から目標点ＴＰ[0,0]までの間隔ｘ０およびｙ０、ｘ軸方向の間隔ｄｘおよびｙ軸方向の間隔ｄｙ、行数（図５の場合なら１４行）、並びに列数（図５の場合なら１５列）を入力するためのウインドウが表示される、そして、そのウインドウに各設定値を入力すると、図６を参照して説明したように、選択された（チェックが入れられた）項目の配列データがデータ表示部６３に表示される。なお、ピークホールド値Ａ１乃至Ａ４およびピークホールド値の平均値Ａなどの計算できない項目が選択されている場合には、それらの値としてダミーデータが出力される。

このように、標的システム１１では、演算により配列データを作成することができ、その配列データを、着弾位置を算出する際に参照することができる。さらに、作成した配列データを使用して求めた着弾位置に誤差が生じる部分がある場合には、その部分のデータを調整したり、射撃を行ってデータを取得し直したりすることで、より正確な着弾位置を求めることができる配列データを得ることができる。例えば、射撃を行ってデータを取得し直す場合には、データ表示部６３において変更したい部分にカーソルを合わせて射撃を行うことで、データを置き換えることができる。即ち、配列データは、演算により求められた配列データの座標の一部を、実際に射撃を行うことにより求められた座標に置き換えて構成することができる。

また、上述したように、配列データとして目標点ＴＰ[i,j]ごとの検出時間差Δｔ１_[i,j]乃至Δｔ４_[i,j]が登録されている場合でも同様に、演算により求められる検出時間差Δｔ１乃至Δｔ４から配列データを構成することができる。さらに、演算により求められた配列データの検出時間差の一部を、実際に射撃を行うことにより求められた検出時間差に置き換えて構成することができる。

ところで、例えば、図５のように目標点ＴＰ[i,j]を設定した場合には、標的板２２の全範囲がカバーされていない。そこで、図５に示されている１４行および１５列の目標点ＴＰ[i,j]の上下に１行ずつ且つ左右に１列ずつ追加した、１６行且つ１７列の、座標（x0-dx，y0-dy）から始まる配列データＤ１をデータテーブル計算ボタンに対する操作を行うことにより出力するようにし、配列データＤ１の最上行を図５の目標点への射撃により得られた配列データＤ０の１行目の上に追加して配列データＤ０の１行目とし、配列データＤ１の最下行を配列データＤ０の最下行の下に追加して配列データＤ０の１６行目とし、配列データＤ１の１列目を配列データＤ０の１列目の左に追加してＤ０の１列目とし、配列データＤ１の最終列を配列データＤ０の最終列の右に追加して配列データＤ０の１７列目とすれば、配列データＤ０を標的板２２の全範囲（縁部を除く）をカバーする配列データとすることができる。

そして、ピークホールド値Ａ１乃至Ａ４およびピークホールド値の平均値Ａなどの計算できない項目については、追加した各配列データに隣接する配列データの値に設定し直すことにより、弾速計機能（後述）についてもある程度の精度を確保することができる。なお、標的板２２の端部までの実射データ取得用に縁部のない筐体を特別に製作するなどして、１６行且つ１７列の配列データを実際に実射を行って取得しても良い。

さらに、例えば、標的装置１２を、横長なワイド画面に適用する場合には、画面の４隅に加えて、画面中央の上下に衝撃センサ２３を２つ追加して６個の衝撃センサ２３を使用し、それらの衝撃センサ２３のうちの着弾位置に近い３個または４個の衝撃センサ２３により検出された衝撃波信号を用いて着弾位置を算出することで、着弾位置の測定精度を向上させることができる。その場合、目標点ＴＰ[i,j]と、画面中央の上側の衝撃センサ２３との距離Ｌαは、次の式（１６）を演算することにより求めることができ、目標点ＴＰ[i,j]と、画面中央の下側の衝撃センサ２３との距離Ｌβは、次の式（１７）を演算することにより求めることができる。

・・・（１６）

・・・（１７）

従って、例えば、画面の４隅に加えて、画面中央の上下に衝撃センサ２３を２つ追加して６個の衝撃センサ２３を使用した、ワイド画面の大型のテレビジョン受像機に応じたサイズの標的装置１２を製作し、横長なワイド画面に合わせて、横にｎ個の目標点を設定し、それを縦にｍ個並べた目標点ＴＰに対して、上述した処理と同様にして、目標点ＴＰごとに検出時間差Δｔ１，Δｔα，Δｔ２，Δｔ３，Δｔβ，Δｔ４を求めて配列に纏め、これを左端から右端までのｎ個の目標点ＴＰに対して行って上位の配列に纏め、さらにこれを、上端から下端までの目標点ＴＰに対してｍ回繰り返して更に上位の配列に纏めると、目標点ＴＰ[0,0]から目標点ＴＰ[ｍ−１,ｎ−１]までの、６個の衝撃センサ２３についての各目標点ＴＰ[i,j]への着弾時に計測されるはずの検出時間差データ｛Δｔ１_[i,j]，Δｔα_[i,j]，Δｔ２_[i,j]，Δｔ３_[i,j]，Δｔβ_[i,j]，Δｔ４_[i,j]｝からなるｍ行およびｎ列の目標点ＴＰについて各６要素の配列データを計算で作成することができる。

なお、この場合、式（１２）乃至式（１７）において、Ｘｓは、左右端の衝撃センサ２３どうしのＸ軸方向の間隔（例えば、左上端の衝撃センサ２３−１と右上端の衝撃センサ２３−２との間隔）である。

なお、温度の変化による衝撃波の伝播時間の変化が着弾位置の検出精度に影響する場合には、予め配列データを基準温度（例えば２５℃）での音速で計算または基準温度で実測し、着弾時には計測値を着弾時の温度における音速で補正してから、配列データと比較すればよい。

具体的には、データテーブル（配列データ）製作時の温度での音速または計算に使った音速を基準音速ｃ_０とし、着弾時に温度センサ５０（図２）で計測した温度における音速を音速ｃ_１とする。そして、ｒ=ｃ _１ ／ｃ _０ を計算し、これを上記の検出時間差Δｔ１_Ｐ乃至Δｔ４_Ｐに掛けて補正してから、上述の式（５）以降の処理を行うか、または着弾点Ｐのｘ座標Ｍｘ_Ｐおよびｙ座標Ｍｙ_Ｐに掛けて補正してから、上述の式（５）および式（６）より後の処理を行うことにより、温度の影響を考慮した着弾位置を求めることができる。

以下、標的システム１１における弾速計機能について説明する。

図８には、標的板２２に２種類の衝撃センサ２３を固定して、ＢＢ弾を標的板２２に衝突させたときに、それぞれの衝撃センサ２３から出力された衝撃波信号が示されている。図８Ａおよび図８Ｂには、それぞれ標的板２２の略同一の個所に0.2ｇのＢＢ弾が衝突したときの衝撃波信号が示されており、図８Ａは、速さ30ｍ／秒でＢＢ弾を衝突させたときの波形であり、図８Ｂは、速さ67ｍ／秒でＢＢ弾を衝突させたときの波形である。

図８Ａおよび図８Ｂの波形を比較すると、波形の振幅が異なるだけであって波形の形状は略同一であり、振幅は略弾速に比例していることが示されている。このことより、標的板２２の完全に同一の箇所にＢＢ弾を衝突させれば、衝撃波の振幅から弾速を推定することができると考えられる。

しかしながら、エアガンを固定しなければ、標的板２２の完全に同一の箇所にＢＢ弾を衝突させることはできない。また、衝撃波の振幅が着弾点Ｐと衝撃センサ２３との距離に反比例するのであれば、衝撃波の振幅を距離に応じて補正することで、標的板２２のどこに着弾があっても弾速を正確に推定することができると想定されるが、実際に測定してみたところ、衝撃波の振幅は着弾点Ｐと衝撃センサ２３との距離に反比例するという関係は見られなかった。例えば、標的板２２が無限の広さであれば衝撃波の振幅が距離とともに減衰することを観測することができたと想定される。しかしながら、実際には、標的板２２の大きさ（具体的には、幅168ｍｍ）では、衝撃センサ２３が検出する衝撃波信号の波形は、着弾点とその周囲の構造により様々な変化が発生してしまうと考えられ、衝撃波の振幅を距離に応じて補正しても弾速を正確に推定することはできない。

そこで、本願出願人は、着弾点ごとの振幅データ（例えば、ピークホールド値の平均値Ａ）を記録した配列データを予め作成し、着弾時には、その位置にマッピングされた振幅データで着弾時の振幅データを補正することにより、弾速を正確に推定することができることを見出した。なお、着弾点が少しずれただけで急激に弾速が変化することより、着弾位置の変化による弾速の変化がスムーズになるように、以下に説明する補間計算を行うものとする。

ここで、基準エアガンによる的中心への着弾時における計測値（振幅基準データ）をＡ_ｃとし、標的装置１２の標的板２２上の点Ｐへの着弾時に計測した振幅データをＡ_ｐとし、点Ｐを囲む配列データの振幅データが「Ａ_[i,j]，Ａ_[i,j＋１]，Ａ_[i＋１,j]，Ａ _{[i＋１,j＋１]}，」であったとする。このとき、まず、着弾点Ｐを取り囲む振幅データ「Ａ_[i,j]，Ａ_[i,j＋１]，Ａ_[i＋１,j]，Ａ _{[i＋１,j＋１]}，」から、着弾点Ｐとの距離が小さいほど、その振幅データの重みが大きくなるような補間データＡ_ｒを、次の式（１８）により求める。

・・・（１８）

そして、着弾点Ｐにおける位置補正が行われた振幅データＡ_ｐｒは、次の式（１９）により算出することができる。

・・・（１９）

次に、実測データテーブルから、振幅データＡ_ｐｒの振幅値が存在する範囲を求める。ここで、実測データテーブルは、図９に示すように、所定の弾速で標的板２２の中心に射的を行って衝撃センサ２３から出力された衝撃波信号の振幅データの平均値と、その射的を行ったときに弾速計により計測された弾速とを対応付けて登録することにより予め作成されている。

例えば、振幅データＡの振幅値が、実測データテーブルのｎ番目の振幅データの平均値Ａ_ｎと、ｎ＋１番目の振幅データの平均値Ａ_ｎ＋１との間にある場合には、弾速Ｖ_ｐは、次の式（２０）を算出することにより求められる。

・・・（２０）

このように弾速Ｖ_ｐを求めた後、図９の実測データテーブルの作成に使用した基準となるＢＢ弾の重量をｍ_ｃとして、次の式（２１）を演算することにより、着弾エネルギーＥを求めることができる。さらに、パーソナルコンピュータ１３に設定されている実際のＢＢ弾の弾重量をｍとして、次の式（２２）を演算することにより、実際に使用されたＢＢ弾での弾速Ｖを再計算することができる。なお、図９において、０番目および１０番目のデータは、その前後のデータから推測された推測値が用いられており、０番目以下および１０番目以上の振幅を検出した場合には無効とするように処理が行われる。

・・・（２１）

・・・（２２）

以上のように、標的システム１１では、パーソナルコンピュータ１３が実行する射的用のアプリケーションプログラムが、着弾時の弾速を求めることができる。つまり、標的システム１１は、弾速を測定する機能を備えることができる。そして、このように求められた着弾エネルギーＥおよび弾速Ｖが、パーソナルコンピュータ１３が実行する射的用のアプリケーションプログラムによる計測結果として、モニタ１４の測定結果画面に表示される。なお、着弾エネルギーＥおよび弾速Ｖの両方を測定結果画面に表示する他、式（２１）を演算して着弾エネルギーＥだけを求めて測定結果画面に表示してもよい。また、弾速Ｖだけを測定結果画面に表示してもよい。

次に、図１０には、パーソナルコンピュータ１３が実行する射的用のアプリケーションプログラムによる計測結果がモニタ１４に表示される測定結果画面７１が示されている。

図１０の測定結果画面７１には、標的画像２５と、１番目から１８番目までのショットの着弾を測定した結果を示すスコアボード７２とが示されている。標的画像２５における着弾マークの数字は、ショットの順番を示しており、図１０には、１番目のショットは標的の左上側、２番目のショットは標的の右上側、３番目のショットは標的の右下側、そして、４番目から１８番目までのショットは標的の左下側の略同一の箇所に着弾させたときの標的画像２５が示されている。また、スコアボード７２には、各ショット（Shot）について、着弾を検出した時刻（Time）、算出された着弾エネルギー（Jule）、および、弾速（m/s）が対応付けられて表示される。なお、図１０には、着弾位置および温度による補正が行われていない測定結果が示されており、弾速は、衝撃波信号の振幅に比例した値となっている。

図１０の測定結果画面７１において、例えば、１番目から４番目までのショットの弾速がばらついていることより、衝撃波信号の振幅が着弾場所によって異なっていることが示されている。従って、正確な弾速を求めるためには、衝撃波の振幅を着弾点ごとに記録した配列データにより計測値（衝撃波の振幅）を補正することが必要となる。

また、衝撃波の振幅は、温度により大きく変動し、例えば、１９℃から２３℃の範囲での変化率は１℃あたり2.5％程度で変動する。このため、標的システム１１は、衝撃センサ２３−１乃至２３−４から出力される衝撃波信号の増幅度を、温度に応じて調整することで、測定値の変動を抑制するように構成される。なお、標的システム１１は、エアガンの威力差による検出時間差の変化に対しては、閾値を調整することにより対応している。

例えば、図１１の測定結果画面７１には、２２番目のショットから４５番目のショットまでの着弾を測定した測定結果が示されている。図１１の例では、２２番目から２５番目までのショットは２３℃の温度で行われ、２６番目から２９番目までのショットは２２℃の温度で行われ、３０番目から３３番目までのショットは２１℃の温度で行われ、３４番目から３７番目までのショットは２０℃の温度で行われ、３８番目から４１番目までのショットは１９℃の温度で行われ、４２番目から４５番目までのショットは19.5℃の温度で行われた。

図１１の測定結果画面７１では、およそ１℃の変化で弾速が2.5％程度の変化をすることが示されている。従って、標的システム１１は、温度を計測する温度センサ５０（図２）を備え、温度センサ５０の計測値に基づいて、温度の変化を埋め合わせるように増幅度を調整することによって温度変化に対応することができ、より正確な弾速を求めることができる。

さらに、温度により衝撃波の振幅が変化する程度は着弾場所によって異なるものであるため、上述した配列データを温度ごとに作成し、温度の変化に応じて使用する配列データを切り替えることにより、より正確な弾速を求めることができる。また、上述の図５では、１０ｍｍごとに測定値を求める例について説明したが、例えば、５ｍｍ以下の間隔で測定値を求めて配列データを作成することにより弾速を求める精度を向上させることができる。

なお、１ショットごとの弾速を求める精度を向上させるには膨大なデータを予め取得する必要があるが、例えば、一般に、射的競技では少なくとも５発かそれ以上の弾数で競われることより、５ショットの弾速を平均して略正確な弾速を求めることができれば実用上問題ないと考えられる。そこで、そのような膨大なデータを予め取得する手間をかけることなく、標的システム１１では、所定数のショットの弾速を平均することで、射的競技において規定の威力内であるか否かを確認したり、エアガンの調子を確認するために十分に略正確な弾速を求めることができる。このように、標的システム１１は、弾速を計測する機能を備え、標的装置１２に対して射的するだけで自動的に弾速を測定することができる。そして、標的システム１１は、常に弾速を計測して表示しているため、射的競技でも練習でも、競技者は、エアガンの状態を射的中に確認することができ、射撃競技や練習に集中することができる。

また、標的システム１１では、エネルギーおよび弾速の平均値を表示することができ、例えば、図１０の測定結果画面７１ではエネルギー「0.4J」および弾速「63.0ｍ／秒」として、スコアボード７２に表示されている１番目から１８番目までのショットの平均値が表示されている。そして、標的システム１１では、上述した方法により正確なデータを得ることができるため、これらの平均値はより安定的なものとなり、標的装置１２に付属する弾速計としては十分な性能を有する。

また、一般的な弾速計は、筒の中の２点間をＢＢ弾が通過する時間を計測する構造であり、弾速計の筒に銃口を近接させて射撃を行わなければならないため、初速しか計測することができなかった。これに対し、標的システム１１は、近くからでも遠くからでもＢＢ弾が標的板２２に当たることによって弾速を計測することができ、発射された位置から１０ｍ地点での弾速などを計測することができる。従って、標的システム１１は、従来の弾速計よりも利便性を向上させることができる。

なお、標的装置１２は予め基準温度（例えば２５℃）で基準の威力のソフトエアガンによる的中心への射撃を行い、ピークホールド回路４５−１乃至４５−４それぞれから得られるピークホールド値Ａ１乃至Ａ４が同じ規定の計測値（振幅データ）となるように信号処理回路３１−１乃至３１−４の増幅器４３−１乃至４３−４の増幅度を調整してあるものとする。そして、パーソナルコンピュータ１３が実行する射的用のアプリケーションプログラムは、標的装置１２の温度を監視し、増幅器４３−１乃至４３−４の増幅度を、各増幅器で予め調整された増幅度を中心に、基準温度からの変化に応じて調整する。

また、標的板２２の材質やサイズによっては、衝撃波を検出する検出手段として、衝撃センサ２３に替えて、衝撃波により発生する音響を検知する音響センサを用いることができる。音響センサを用いる場合、音響センサは、標的板２２に対して直接的に取り付けられるのではなく、標的板２２から僅かに離れた位置に配置される。このように、標的装置１２では、標的板２２に対して直接的に衝撃センサ２３が固定される他、標的板２２の近傍に音響センサを固定した構成とすることができる。

なお、特許文献１によると、実銃から発射された弾丸の着弾時には、弾速に応じた周波数の高周波が発生するとのことであるが、ソフトエアガンから発射されたＢＢ弾の着弾時にはそのような高周波は確認されなかった。また、特許文献１によると、低周波は２次的に発生する振動であり、従来技術では１周期ずれた波を比較してしまうなどの誤検出が生じていたとのことである。これに対し、図２を用いて説明したように、ピークホールド信号を滑らかに増加する電圧信号に変換してから比較を行えば、そのような誤検出は回避することができる。更に、実射により作成した配列データを参照して着弾位置の特定を行う場合には、信号処理部２４を構成する回路や標的板２２の固定構造などに起因する検出の遅れなども、検出値の連続性および再現性さえあれば、その遅れなどによる問題を回避することができる。

従って、ソフトエアガン用の標的装置では、例えば、小型の標的装置では分解能向上のために高周波を使用し、大型の標的装置では減衰率の小さい低周波を使用するなどの使い分けが妥当である。なお、この場合、積分回路４６の時定数は、使用する周波数に応じて、電圧信号が滑らかに増加し、且つ検出の遅れが問題にならない範囲で適切な値となるように決定される。また、特許文献１が課題のひとつとする、外乱による誤動作の排除について、本願の標的システム（弾速計機能）においては、例えば、使用するソフトエアガンから発射されたＢＢ弾の着弾で想定されるエネルギー範囲の衝撃以外は全て外乱として排除できるように設定することにより、外乱によって誤動作が発生することを回避することができる。

なお、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

１１ 射的システム， １２ 標的装置， １３ パーソナルコンピュータ， １４ モニタ， １５ 通信ケーブル， １６ モニタケーブル， ２１ 的紙， ２２ 標的板， ２３ 衝撃センサ， ２４ 信号処理部， ２５ 標的画像

Claims (12)

1. 射的の標的となる標的板またはその近傍の複数個所に配置され、前記標的板に弾丸が着弾することにより発生する衝撃波を検出する衝撃波検出手段と、
   複数の前記衝撃波検出手段が衝撃波を検出した衝撃波検出時刻に従って、最初の衝撃波検出時刻と他の衝撃波検出時刻との差分値である検出時間差を求めて、それらの検出時間差に基づいて、前記標的板に弾丸が着弾した着弾位置を特定する演算処理手段と
   を備え、
   前記演算処理手段は、前記標的板に対して格子状に設定された所定数の目標点ごとに、予め射的を行うことによって求められた前記衝撃波検出手段が検出した衝撃波の振幅から構成される配列データを参照して、前記着弾位置を取り囲む前記目標点に対応付けられている前記衝撃波の振幅から、前記標的板に弾丸が着弾したときに計測される衝撃波の振幅を補正して、前記標的板に着弾した弾丸の速度およびエネルギーのうちの少なくとも一方を算出する
   標的システム。
2. 前記配列データには、前記標的板に対して格子状に設定された所定数の目標点ごとに予め求められた前記検出時間差から算出された座標が、前記目標点ごとに対応付けられており、
   前記演算処理手段は、前記配列データを参照し、前記着弾位置を取り囲む前記配列データの座標とのずれを用いて、前記着弾位置の座標を補正することにより前記着弾位置を特定する
   請求項１に記載の標的システム。
3. 前記配列データには、前記標的板に対して格子状に設定された所定数の目標点ごとに予め求められた前記検出時間差が、前記目標点ごとに対応付けられており、
   前記演算処理手段は、前記配列データを参照し、前記検出時間差から前記目標点ごとの座標を算出して、それらの座標のうちの、前記着弾位置を取り囲む前記配列データの座標とのずれを用いて、前記着弾位置の座標を補正することにより前記着弾位置を特定する
   請求項１に記載の標的システム。
4. 前記演算処理手段は、温度変化に応じて、前記速度またはエネルギーを補正する
   請求項１乃至３のいずれかに記載の標的システム。
5. 射的の標的となる標的板またはその近傍の複数個所に配置され、前記標的板に弾丸が着弾することにより発生する衝撃波を検出する衝撃波検出手段と、
   複数の前記衝撃波検出手段が衝撃波を検出した衝撃波検出時刻に従って、最初の衝撃波検出時刻と他の衝撃波検出時刻との差分値である検出時間差を求めて、それらの検出時間差に基づいて、前記標的板に対して格子状に設定された所定数の目標点ごとに予め求められた前記検出時間差から構成される配列データ、または、その検出時間差から算出された座標から構成される配列データを参照し、前記標的板に弾丸が着弾した着弾位置を特定する演算処理手段と
   を備える標的システム。
6. 前記配列データは、所定数の前記目標点と複数の前記衝撃波検出手段との距離に従って演算により求められた前記検出時間差、または、その検出時間差から算出された座標から構成される
   請求項５に記載の標的システム。
7. 前記配列データは、所定数の前記目標点に対して予め射的を行うことによって、それぞれの目標点に対して射的が行われたときに検出された衝撃波の衝撃波検出時刻から求められた前記検出時間差、または、その検出時間差から算出された座標から構成される
   請求項５に記載の標的システム。
8. 前記検出時間差から構成される前記配列データは、所定数の前記目標点と複数の前記衝撃波検出手段との距離に従って演算により求められた前記検出時間差の一部を、所定の目標点に対して射的が行われたときに検出された衝撃波の衝撃波検出時刻から求められた前記検出時間差により置き換えられて構成される
   請求項５に記載の標的システム。
9. 前記検出時間差から算出された座標から構成される前記配列データは、所定数の前記目標点と複数の前記衝撃波検出手段との距離に従って演算により求められた前記検出時間差から算出された座標の一部を、所定の目標点に対して射的が行われたときに検出された衝撃波の衝撃波検出時刻から求められた前記検出時間差から算出された座標により置き換えられて構成される
   請求項５に記載の標的システム。
10. 前記演算処理手段は、前記検出時間差から構成される前記配列データを参照し、前記検出時間差から前記目標点ごとの座標を算出して、それらの座標のうちの、前記着弾位置を取り囲む前記配列データの座標とのずれを用いて、前記着弾位置の座標を補正することにより前記着弾位置を特定する
    請求項５乃至９のいずれかに記載の標的システム。
11. 前記演算処理手段は、前記検出時間差から算出された座標から構成される前記配列データを参照し、前記着弾位置を取り囲む前記配列データの座標とのずれを用いて、前記着弾位置の座標を補正することにより前記着弾位置を特定する
    請求項５乃至９のいずれかに記載の標的システム。
12. 前記配列データには、前記検出時間差を求めた際の前記衝撃波の振幅が前記目標点ごとに対応付けられており、
    前記演算処理手段は、前記配列データを参照して、前記着弾位置を取り囲む前記目標点に対応付けられている前記衝撃波の振幅から、前記標的板に弾丸が着弾したときに計測される衝撃波の振幅を補正して、前記標的板に着弾した弾丸の速度またはエネルギーを算出する
    請求項７に記載の標的システム。

Images