JP7160607B2 - 射撃訓練システム - Google Patents

Description

本発明は、射撃訓練システムに係り、特に射撃訓練における標的への着弾結果表示技術に関する。

従来、射撃訓練のためのシステムが提案されている。これらの射撃訓練システムでは、訓練者が標的を射撃し、標的に着弾があった時に、着弾位置を検出するセンサからの座標（Ｘ、Ｙ）を取得し、指揮官や射手の近傍に設置された端末のモニタに結果表示を行っていた。例えば、特許文献１に開示される射撃訓練システムは、レーザー銃を用いた射撃訓練システムであり、レーザー銃から発射される光弾が標的板に着弾した位置に応じた採点を行う。特許文献２に開示される標的装置では、標的面に命中した命中弾の弾痕位置の座標データをビデオカメラにより検出する。特許文献３に開示される実弾を用いた射撃訓練システムでは、エリア検出センサにより、標的よりも広い範囲の弾着を検知している。

特開２００６－１８４００２号公報 特開平８－２２６７９４号公報 特開２０１４－１２６２５７号公報

特許文献１等の従来のシステムでは、射手や指揮官の近傍に設置された端末のモニタに射撃結果表示を行っていたため、射手は端末のモニタを見て間接的にしか標的の着弾点を確認することができず、標的上の着弾位置を直接的に知ることができない。そのため、次弾の発射時に目標位置や射撃姿勢を逐次修正しながら訓練を実施して、訓練効率を上げることが難しい。

本発明の目的は、上記の課題を解決し、射撃訓練時における着弾位置を射手が直接的に知ることにより、次弾の発射時に目標位置や射撃姿勢を修正しながら訓練を行うことを可能とする射撃訓練システムを提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明においては、射撃訓練システムであって、標的への弾着を検知する検出器を含む標的装置と、標的装置に標的を投影するプロジェクタと、標的装置とプロジェクタと通信可能な端末と、を備え、端末は、標的に対応する得点テーブルを記憶する記憶部と、プロジェクタに標的を投影するための画像データを生成して送信し、検出器の検出信号を受信し、着弾位置と得点を算出する制御部とを有し、制御部は、算出した着弾位置と得点に基づき、標的装置に着弾位置と得点を投影するための画像データを生成してプロジェクタに送信し、プロジェクタは標的に重畳して着弾位置と得点を投影する構成の射撃訓練システムを提供する。

標的上に射撃結果を投影することにより、射手は標的と射撃結果を見ながら射撃を行うことができる。標的に表示された射撃結果を確認しながら次弾の射撃が行えるため、視線を標的に固定したまま目標位置や射撃姿勢を修正できる。

従来の射撃評価システムの装置構成を示す図である。 標的装置の一構成を示す図である。 ラバータイプのセンサの一構成を示す図である。 実施例１に係る、射撃訓練システムの構成を示す図である。 実施例１に係る、射撃訓練システムの端末構成のブロック図である。 実施例１に係る、着弾位置、得点投影表示の一例を示す図である。 実施例１に係る、着弾点を描画するフローの一例を示す図である。 実施例１に係る、複数の投影画像の切り替えを説明する図である。 実施例１に係る、標的画像と点数テーブルの一例を示す図である。 実施例２に係る、投影画像のカラー表示の変更例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を説明するに先立ち、従来の射撃評価システムの構成について説明する。

図１は従来の射撃評価システムの装置構成を示す図である。射手１は銃などの火器２を使用し、実弾を標的装置３に設けられた標的４に向かって発射し、訓練を実施する。着弾位置は、標的装置３の検出器５により検知され、射手の近傍に設置された端末７に通知することで、そのモニタ上に着弾位置を表示する。また、端末７から訓練時の情報（使用標的、使用火器等）の訓練条件の設定が行えるようになっている。端末７は射手１の近くに設置され、射手１と標的４との間に距離があっても射手１は着弾位置や得点等を確認することが可能である。端末７と標的装置３の制御装置６とは無線等によりデータの入出力を行う。

図２を用いて標的装置３の一構成例について説明する。なお、図２は図１において側面図を示した標的装置３の正面図である。標的装置３は、標的４、検出器５、制御装置６を含んで構成される。標的４は、例えばヒトのシルエット等の板状形状をしており、制御装置６により起立／倒れといった動作制御がなされる。検出器５は標的４の前に設置され、射撃の弾着を検知する。検出器５は標的４よりも広い検出エリア２１への弾着が検知でき、また標的４への着弾如何に関わらず、検出エリア２１への弾着を検知する。検出エリア２１は標的４と同一面上のエリアであって、標的４よりも広い領域が設定される。検出器５は、検出エリア２１の通過位置の位置座標を検出して着弾座標とする。実弾の位置座標の検出には、衝撃波を検出する複数のセンサや複数の超音波センサ等を用い、検出器５は複数のセンサが衝撃波を検知した時間、複数のセンサ間の位置関係から検出エリア２１におけるＸＹ座標に変換された着弾座標を算出する。

ただし、けん銃等の初速の遅い火器の場合は、衝撃波を検知するタイプのセンサでは着弾位置を検知できない。そのような場合には、図３に示すようなラバータイプのセンサを使用することができる。木枠３１の裏表をラバー３２，３３ではさみ、木枠下部に設けた複数のセンサ３４で弾の通過位置を検出するものである。弾がラバーを通過したときに、弾の衝撃波が音響センサ、超音波センサ等の複数のセンサで検知され、複数のセンサが衝撃波を検知した時間、センサ間の位置関係から、検出エリア３５におけるＸＹ座標に変換された着弾座標を算出する。ラバー３２，３３は伸縮能力を有し、弾丸貫通時の貫通穴が収縮可能な自己修復材料であることが望ましい。この場合の標的としては、標的４のような形状をした的紙をラバー上に貼りつける。

弾着時には、端末７に弾着位置、時間、得点等を表示し、射手は端末７のモニタを見て射撃結果を得ることが出来る。モニタへの表示に関しては特許文献３に開示のものが知られている。得点は自動計算され、総得点も表示が可能である。特許文献３では、着弾位置算出部が算出した座標からその座標に応じた得点を算出する。このような射撃評価システムでは、検出器５の検出結果より算出される着弾座標及び火器の口径サイズから、着弾位置を中心とする弾の外径に応じた採点を可能としている。

しかしながら、このような従来の射撃評価システムにおいて、図３のラバータイプのセンサを使用する場合は、的紙をラバーに貼り付けるものであったため、射撃目標である標的の位置の変更が難しかった。また、射手や指揮官の近傍に設置された端末のモニタに弾着結果の表示を行っているため、標的上の着弾位置を直接的に知ることができず、次弾の発射時に目標位置や射撃姿勢を逐次修正しながら訓練を実施することが困難だった。

実施例１は、投影装置であるプロジェクタを使用して標的を投影する射撃訓練システムの実施例である。すなわち、本実施例は、射撃訓練システムであって、標的への弾着を検知する検出器を含む標的装置と、標的装置に標的を投影するプロジェクタと、プロジェクタ及び標的装置と通信可能な端末とを備え、端末は、標的に対応する得点テーブルを記憶する記憶部と、標的装置に標的を投影するための画像データを生成してプロジェクタに送信し、検出器の検出信号を受信し、着弾位置と得点を算出する制御部とを有し、制御部は、算出した着弾位置と得点に基づき、標的装置に投影するための着弾位置と得点の画像データを生成してプロジェクタに送信し、プロジェクタは標的に重畳して着弾位置と得点を投影する射撃訓練システムの実施例である。

実施例１の射撃訓練システムの装置構成を図４Ａ、端末７の一構成例を図４Ｂに示す。本実施例の射撃訓練システムでは、プロジェクタ４０を使用し、標的装置３のラバータイプのセンサ３９の表面に標的画像を投影する。ここでラバータイプのセンサ３９は、図３に示したようなラバータイプのセンサに、端末７と無線等によりデータの送受信を行う制御装置が付設されたものである。ラバータイプのセンサ３９に投影する標的画像については、端末７よりプロジェクタ４０に標的の画像データ等を送信し、プロジェクタ４０は受信した画像データや映像データを使って投影を行う。更に、端末７は、作成した着弾位置と得点の画像データをプロジェクタ４０に送信する。

図４Ｂは本実施例の端末７の一構成を示すブロック図である。端末７はＰＣ（Personal Computer）や専用機等を用いることができ、表示部４１、電源部４２、入力部４３、送受信部４４、記憶部４５、制御部４６を有する。表示部４１は、液晶などのＦＰＤ（Flat Panel Display）であり、射撃システムの制御画面を表示したり、弾着に関する情報を表示したりすることができる。電源部４２は端末７に電源を供給する。入力部４３はキーボード、マウス、タッチパネル等であり、端末７の操作者からの入力を受ける。印字部４６－１はプリンタ等である。

送受信部４４は制御部４６と、標的装置３及びプロジェクタ４０との間でデータの送受信を行うためのインタフェースである。記憶部４５は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）、フラッシュメモリ等の不揮発メモリなどで構成される。制御部４６で実行するプログラムの他、標的装置３、プロジェクタ４０の制御や、標的装置３への着弾の分析等のために必要なデータを記憶している。ここでは、着弾の採点に使用する複数の得点テーブル４５１、口径テーブル４５２、及び標的損耗テーブル４５３を示している。口径テーブル４５２には、訓練で使用する火器の口径を事前に登録しておく。更に、記憶部４５には、射手毎の過去の射撃訓練の結果である着弾位置や得点などを記憶蓄積しておく。

制御部４６はＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサで構成され、記憶部４５に格納されている各種の処理プログラムを実行する。ここでは、制御部４６に実行される機能の一部として、標的を設定し、標的装置３に投影する標的画像を生成する目標設定部４６１、標的装置３から受信する検出信号に基づき着弾位置を算出し、着弾位置の画像データを作成する着弾位置算出部４６２、算出した着弾位置に基づき、得点を計算する採点処理部４６３とを示している。これらは対応する処理プログラムを実行することで実現される。記憶部４５に格納される得点テーブル４５１は、標的装置３のラバータイプのセンサ３９に投影される標的画像に対応し、標的画像上の着弾点に応じた得点を記録している。得点テーブル４５１は、標的装置３に投影される標的画像の種類分作成しておき、採点処理部４６３は、着弾位置算出部４６３が算出した着弾位置に基づき、対応する得点テーブルを使って得点を計算する。

図１に示した従来構成にあっては、訓練時に標的に着弾があった際には、着弾位置を端末７のモニタに表示していたが、本実施例では、プロジェクタ４０により、投影標的の標的画像、並びに着弾位置と得点を、標的装置３のラバータイプのセンサ３９の表面に投影する。すなわち、端末７の制御部４６が、標的の画像データに加え、着弾位置と得点の画像データを送受信部４４からプロジェクタ４０に転送し、プロジェクタ４０は、着弾位置と得点とを、標的画像に重ね合わせてラバータイプのセンサ３９上に投影する。この際、制御部４６の着弾位置算出部４６２は、ラバータイプのセンサ３９に投影された標的上で、算出した着弾位置座標を中心とした、着弾位置を射手が認識可能な大きさの円に変換した画像データを作成し、プロジェクタ４０がその変換された画像データを使ってラバータイプのセンサ３９上に着弾位置を投影する。すなわち、制御部４６の着弾位置算出部４６２は、算出した着弾位置に基づき、その画像データを生成する際に、射手が標的装置３で着弾位置を認識可能な大きさの画像データに変換する機能を備える。

図５に、この弾着を示す変換画像の投影標的上の表示例を、図６に着弾から投影標的上へ表示するまでの処理フロー（Ｓ１～Ｓ６）を示す。図５の（ａ）は比較のための端末７のモニタへの表示例、同図の（ｂ）は本実施例の標的を投影するラバータイプのセンサ３９への変換画像の表示例を示している。同図の（ｂ）の投影標的であるラバータイプのセンサ３９側の着弾位置の表示では、着弾順の番号の表示や、最後の着弾点の表示色を変更、着弾位置に応じた得点により色を変更する等してもよい。又、同図の（ｃ）に示すように、着弾点の変換画像とそれぞれの得点点数を表示したり、同図の（ｄ）に示すように、着弾点の変換画像と合計点を表示したり、（ｅ）のように着弾順序を表示してもよい。又、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）を任意に組合せて表示してもよい。すなわち、制御部４６は、算出した得点の画像データを生成する際に、複数の得点の合計点の画像データを生成して、表示することができる。なお、着弾点の変換画像の表示は（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に示したような円形形状の表示でなくてもよく、矢印や△、十字等の記号を使用して表示してもよい。又、射撃終了時にはプレビュー機能を持ち、同図の（ｆ）のように時間の経過と共に着弾順に着弾位置を表示させてもよく、その場合の合計得点を合わせて表示することもできる。プレビューについては、倍速での表示も可能とする。

本実施例の射撃訓練システム構成により、射手は射手近傍の端末７のモニタを見て間接的に着弾点を確認するのではなく、実際の標的装置３のラバータイプのセンサ３９の表面に投影された投影標的上で着弾点と得点やその合計点を直接的に知ることが出来、射撃の結果が実標的上で視認できる。そのため、射手の癖や射撃時の注意点について、標的を見ながら確認することができる。更に、訓練開始前に、記憶部４５に記憶蓄積した射手の過去の射撃結果である着弾位置や得点や合計点をラバータイプのセンサ３９上の投影標的に重畳して投影することで、過去の射撃結果を参照し、前回の射撃で得点が低い要因、癖を分析した上で射撃訓練を実施することが出来る。

射撃結果の表示は射撃後でも行うことができるが、本実施例の構成によれば、射撃中に並行して着弾結果を表示させることができる。また、人型標的や的紙等の固定標的ではなくプロジェクタ４０を使った投影標的を使用することにより、1回の射撃訓練の中で、射撃標的の形や位置などを逐次変更しての訓練が実施可能となる。

図７に示すように、訓練開始からの経過時間２０秒、２１～４０秒、４１～６０秒、６１～８０秒各々で、制御部４６の目標設定部４６１が、あらかじめ登録してある射撃標的の投影画像の映像フレームを順に投影していき、着弾ありなしを確認し（Ｓ１）、着弾あり時にはセンサ５２より着弾点の座標を取得する（Ｓ２）。そして、訓練中の標的画像に着弾点を描画する。また、得点表示時は、射撃標的に対応する得点テーブルから着弾位置に応じた得点を取得し、着弾位置の近くに得点を描画表示する（Ｓ３）。すなわち、制御部４６は、算出した得点の画像データを生成する際に、着弾位置の近くに得点を表示する画像データを生成することにより、射手がラバータイプのセンサ３９の表面上の投影画像で得点を認識し易くする。

図７に示すように、得点テーブルは、訓練開始からの各経過時間に表示される投影画像各々に対し、テーブルＡ～Ｄとして記憶しておき、これらを順次取得する。すなわち、記憶部４５は、複数の標的各々に対応する得点テーブルを記憶し、制御部４６は、訓練開始からの経過時間に応じて、標的装置３に投影する標的を逐次変更し、採点処理部４６３は逐次変更される標的に対応する得点テーブルを使って得点を算出する。

また、標的を映像で隠顕動作させるときも同様に、現出時と隠滅時で対応する得点テーブルをそれぞれ持たせることが出来る。可動標的の使用時においては、図７に例示したような投影画像を使用、或いは同じ画像を使用し、その表示の中心点をラバータイプのセンサ３９上で移動させて表示してもよい。その際は、得点テーブルの得点を投影位置の移動分ずらして利用するものとする。また、人や車両、船舶等の移動体を標的とした場合は、標的である移動体の移動に合わせて得点テーブルを持たせることも出来る。

図８に投影画像と対応する得点テーブルの一例を示す。同図の左側に、図７の訓練開始から２０秒迄に表示される投影画像４７を、同図の右側に、対応する得点テーブル４８を示した。例えば、表示する標的画像の1mm単位での得点テーブル４８を生成する。投影画像４７は、30mm×30mmであり、その中心を中心とする３つの同心円において異なった得点配分とされ、中心より５点、３点、１点とされている。また、そこから外れた着弾については０点とされる。対応する得点テーブル４８は、検出エリア（30mm×30mm）を1mm四方の枠で区切り、Ｘ座標が0～29、Ｙ座標が0～29のテーブルである。標的である投影画像４７の形と得点から、得点テーブル４８の各座標に対して該当する位置の得点が設定される。

このとき、1mm四方のマスに標的の形を表す線（ここでは３つの同心円）が少しでもかぶっていれば、隣接する得点のうち、高い方の得点を設定するものとする。このため、標的の形を描く線（この例では同心円）の太さも得点テーブル４８の値に影響する。標的の線の太さも考慮するため、着弾検出座標の1mmに線がかぶっていれば、高い方の点数として得点テーブル４８を生成する。得点テーブル４８は、標的である投影画像に表示される得点５点、３点、１点に応じて作成されるものであり、着弾点に応じた得点を記録するものである。

実施例２は、射撃結果である着弾位置や得点に応じて投影標的の画像自身を更新して投影する射撃訓練システムの実施例である。すなわち、本実施例の構成においては、実施例１で説明したようにプロジェクタ４０を利用して投影画像、着弾位置、得点やその合計点を表示するだけでなく、制御部４６が、着弾位置や得点や、合計点などの着弾条件に応じてプロジェクタ４０が標的装置３に投影する標的の画像データを変更する。制御部４６の目標設定部４６１が、着弾位置や得点や、着弾条件に応じた投影標的の画像に更新することで、訓練中に射手が視覚的に訓練状況を知ることができる。

例えば、図９に示すように、射手の得点の合計点０～５点、６～１０点、１１～１５点、１６～２０点に対応して、投影画像の色を画像Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのように変更し、同時に画像Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに対応する得点テーブルを使って得点を算出する。すなわち、制御部４６は、算出された得点に応じて、プロジェクタ４０が標的装置３に投影するための画像データを変更する。好適には、制御部４６は、算出された得点の合計点に応じて、標的装置３に投影する画像データの色を変更することにより、射手が自分の訓練結果の認識を容易に行えるようにできる。

また、図７の訓練開始から４１秒～６０秒、６１秒～８０秒の投影画像ように、標的とする投影画像が人物である場合には、着弾位置により標的損耗テーブル４５３の記憶データなどを利用して負傷した画像を表示し、標的画像が車両の場合は損耗状況を反映させた故障した画像とすることで、よりリアルな訓練が実施可能となる。更にまた、プロジェクタ４０による投影画像により、弾の着弾による煙や爆発硬化を投影画像の着弾点に表示させても良い。

以上説明した各種実施例の射撃訓練システムによれば、射手が射撃目標とする標的画像に着弾点や得点などの射撃結果を直接的に投影することにより、常に射撃目標を見ながら射撃を行うことができる。その結果、標的画像上に表示された着弾位置を確認しながら次弾の射撃が行えるため、連続して射撃する場合でも、都度視線は標的に固定したまま目標修正が可能となる。更に、射手個人の過去の射撃結果を射撃目標に重ねて表示することで、射撃開始前に自分の着弾傾向を知ることができ、着弾傾向を念頭にしながら射撃訓練を行うことができる。また更に、投影標的を使用することにより、可動する標的映像を使用しての訓練も可能となり、投影標的の映像フレーム毎の得点テーブルを使用することで、投影標的の映像に応じた採点ができる。更にまた、射手用の表示器を使用しなくても射撃訓練を行うことが出来る。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明のより良い理解のために詳細に説明したのであり、必ずしも説明の全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、標的装置のラバータイプのセンサは、ラバータイプに限定されず、標的や射撃結果の投影が可能であり、着弾位置が検出可能なセンサであれば、他の構成のものであっても良い。

更に、上述した各構成、機能、制御部等は、それらの一部又は全部を実現するプログラムを作成する例を中心に説明したが、それらの一部又は全部を例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現しても良いことは言うまでもない。すなわち、処理部の全部または一部の機能は、プログラムに代え、例えば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などの集積回路などにより実現してもよい。

１ 射手
２ 火器
３ 標的装置
４ 標的
５ 検出器
６ 制御装置
７ 端末
２１、３５ 検出エリア
３１ 木枠
３２、３３ ラバー
３４ センサ
３９ ラバータイプのセンサ
４０ プロジェクタ
４１ 表示部
４２ 電源部
４３ 入力部
４４ 送受信部
４５ 記憶部
４６ 制御部
４６－１ 印字部
４７ 投影画像
４８ 得点テーブル

Claims (5)

1. 射撃訓練システムであって、
   標的への弾着を検知する検出器を含む標的装置と、
   前記標的装置に前記標的を投影するプロジェクタと、
   前記標的装置と前記プロジェクタと通信可能な端末と、を備え、
   前記端末は、前記標的に対応する得点テーブルを記憶する記憶部と、前記プロジェクタに前記標的を投影するための画像データを生成して送信し、前記検出器の検出信号を受信し、着弾位置と得点を算出する制御部とを有し、
   前記制御部は、
   算出した前記着弾位置と前記得点に基づき、前記標的装置に投影するための前記着弾位置と前記得点の画像データを生成して前記プロジェクタに送信し、
   前記プロジェクタは前記標的に重畳して前記着弾位置と前記得点を投影し、
   前記記憶部は、
   複数の前記標的各々に対応する複数の得点テーブルを記憶し、
   前記制御部は、
   訓練開始からの経過時間に応じて、前記標的装置に投影する前記標的の形または位置または両方を逐次変更し、逐次変更される前記標的に対応する得点テーブルを使って前記得点を算出し、
   算出された前記得点に応じて、前記プロジェクタが前記標的装置に投影する前記画像データを変更することにより、投影標的の映像フレーム毎の得点テーブルが使用され、投影標的の映像に応じた採点がされる
   ことを特徴とする射撃訓練システム。
2. 請求項１に記載の射撃訓練システムであって、
   前記制御部は、
   算出した前記着弾位置の前記画像データを生成する際に、射手が前記標的装置で前記着弾位置を認識可能な大きさの画像データとする、
   ことを特徴とする射撃訓練システム。
3. 請求項１に記載の射撃訓練システムであって、
   前記制御部は、
   前記得点の前記画像データを生成する際に、前記着弾位置の近くに前記得点を表示する画像データを生成する、
   ことを特徴とする射撃訓練システム。
4. 請求項１に記載の射撃訓練システムであって、
   前記制御部は、
   前記得点の前記画像データを生成する際に、複数の前記得点の合計点の画像データを生成する、
   ことを特徴とする射撃訓練システム。
5. 請求項１に記載の射撃訓練システムであって、
   前記制御部は、
   算出された前記得点に応じて、前記プロジェクタが前記標的装置に投影する前記画像データを変更し、、
   前記得点の合計点に応じて、前記標的装置に投影する前記画像データの色を変更する、
   ことを特徴とする射撃訓練システム。

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