JPH02101398A - レーザ光線による射撃訓練装置 - Google Patents
レーザ光線による射撃訓練装置Info
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- JPH02101398A JPH02101398A JP25368888A JP25368888A JPH02101398A JP H02101398 A JPH02101398 A JP H02101398A JP 25368888 A JP25368888 A JP 25368888A JP 25368888 A JP25368888 A JP 25368888A JP H02101398 A JPH02101398 A JP H02101398A
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Landscapes
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(技術分野)
本発明は、複数の移動体が相互にレーザ光線の空間伝送
によって行う射撃訓練装置に関するものである。
によって行う射撃訓練装置に関するものである。
(従来技術)
従来は、ディジタルデータによりレーザ光を変調して発
射させ受光してディジタル処理を行うということができ
なかったため、火器訓練において安全性を確保しながら
実際に広い地域で各種火器の実弾を発射させ、訓練を評
価していたために複数の火器を1度に用いて総合訓練す
るということは不可能でかつ小火器、中火器、大火器と
いうような多種の火器が混在する場合には火器ごとの弾
の有効射程距離が異なるので、場所の選択及び安全等で
困難な問題が多かった。また、例えばレーザ光を使って
弾道を近似させたとしても従来の方式は受光側で命中、
否命中のみを判定するというようなアナログ式のレーザ
光(レーザ光の出力を0N10FFのみ)であったため
1対lの訓練に限定され、非能率で、本発明のように1
対n、n対mというような複数火器による総合訓練がで
きなかった。
射させ受光してディジタル処理を行うということができ
なかったため、火器訓練において安全性を確保しながら
実際に広い地域で各種火器の実弾を発射させ、訓練を評
価していたために複数の火器を1度に用いて総合訓練す
るということは不可能でかつ小火器、中火器、大火器と
いうような多種の火器が混在する場合には火器ごとの弾
の有効射程距離が異なるので、場所の選択及び安全等で
困難な問題が多かった。また、例えばレーザ光を使って
弾道を近似させたとしても従来の方式は受光側で命中、
否命中のみを判定するというようなアナログ式のレーザ
光(レーザ光の出力を0N10FFのみ)であったため
1対lの訓練に限定され、非能率で、本発明のように1
対n、n対mというような複数火器による総合訓練がで
きなかった。
(発明の目的)
本発明の目的は、複数の移動体がグループ対抗方式で火
器の射撃訓練を実施する際に、実弾のがわりに各火器の
特性、有効射程距離、命中範囲等をディジタルデータに
対応させたディジタル変調方式のレーザ光線を発射して
、互いに相手グループの被害状況を検知することにより
訓練の評価を行うことのできるレーザ光線による射撃訓
練装置を提供することにある。
器の射撃訓練を実施する際に、実弾のがわりに各火器の
特性、有効射程距離、命中範囲等をディジタルデータに
対応させたディジタル変調方式のレーザ光線を発射して
、互いに相手グループの被害状況を検知することにより
訓練の評価を行うことのできるレーザ光線による射撃訓
練装置を提供することにある。
(発明の構成及び作用)
本発明のレーザ光線による射撃訓練装置は、半導体レー
ザ及び受光素子を移動機に取り付けて銃。
ザ及び受光素子を移動機に取り付けて銃。
砲などの火器の実弾のかわりに各火器の特性、有効射程
距離、相手に対する命中範囲等を対応させたレーザ光線
を発射させ、照射された目標側(受光側)では攻撃側の
火器の種類3個別番号(どの移動局から発射されたか)
1弾種等を判定し、火器による攻撃成功度や被害程度な
どの評価を可能ならしめるものである。
距離、相手に対する命中範囲等を対応させたレーザ光線
を発射させ、照射された目標側(受光側)では攻撃側の
火器の種類3個別番号(どの移動局から発射されたか)
1弾種等を判定し、火器による攻撃成功度や被害程度な
どの評価を可能ならしめるものである。
このようなレーザ光線による空間伝送では、人体の目に
対する 安全性を確保するためにその放射エネルギーを
安全許容値(9Xl0−’J/cs+1)の1710程
度にする必要があり、その値を満足させるため、レーザ
光の伝送速度が1000〜1200bps程度のパルス
変調を採用する。
対する 安全性を確保するためにその放射エネルギーを
安全許容値(9Xl0−’J/cs+1)の1710程
度にする必要があり、その値を満足させるため、レーザ
光の伝送速度が1000〜1200bps程度のパルス
変調を採用する。
以下図面により本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の全体システムを示す配置図で、レーザ
光線を使用した火器の模擬訓練評価システムである。こ
の図において、A、、A2・・・A、1は同じグループ
の各移動局、B、、B、・・・B、はこれと相対する他
のグループの各移動局で、各移動局は人間、車両等から
なり各々大、小、中火器等の銃砲を有するものとし、グ
ループ対抗で実弾のかわりにレーザ光線を使って各火器
の発射及び火力による損害をシミュレーションし、火器
訓練の推移を把握し、以後の訓練の改善向上に貢献でき
るようにしたちである。図中各移動局からの矢印は、互
いに対向グループとの攻撃1発射、受光状態を示すもの
である。
光線を使用した火器の模擬訓練評価システムである。こ
の図において、A、、A2・・・A、1は同じグループ
の各移動局、B、、B、・・・B、はこれと相対する他
のグループの各移動局で、各移動局は人間、車両等から
なり各々大、小、中火器等の銃砲を有するものとし、グ
ループ対抗で実弾のかわりにレーザ光線を使って各火器
の発射及び火力による損害をシミュレーションし、火器
訓練の推移を把握し、以後の訓練の改善向上に貢献でき
るようにしたちである。図中各移動局からの矢印は、互
いに対向グループとの攻撃1発射、受光状態を示すもの
である。
一般にレーザ光は、可視光、赤外線より波長が短く、そ
の波面及び発光時間の全範囲にわたってコヒーレント(
Coherent)な性質を持っている。っまりレーザ
光は位相のそろった平行光線で、簡単に言えば、光波の
波面は伝搬の方向に垂直な平面であり、きわめてよい単
色光(時間的にコヒーレントである)といえる。これは
電波のもつ性質に似ているが、光領域であるため波長が
短く前述のようにコヒーレントであるで広がりの少ない
平行光線であることを利用して光通信の分野に利用され
る。
の波面及び発光時間の全範囲にわたってコヒーレント(
Coherent)な性質を持っている。っまりレーザ
光は位相のそろった平行光線で、簡単に言えば、光波の
波面は伝搬の方向に垂直な平面であり、きわめてよい単
色光(時間的にコヒーレントである)といえる。これは
電波のもつ性質に似ているが、光領域であるため波長が
短く前述のようにコヒーレントであるで広がりの少ない
平行光線であることを利用して光通信の分野に利用され
る。
レーザの種類としては、固体レーザ、気体レーザ、半導
体レーザ等があり、このうち高能率、小型、軽量でかつ
経済性に優れているものとして半導体レーザが光通信の
分野で使用されている。特に本発明ではGaAs半導体
レーザを用いて、そのP−N接合部の順方向に大きな電
流を流すとコヒーレントなレーザ光が発生し、その発振
波長は0.8〜0.9μ(1μ= I Xl0−’m)
付近の周波数が得られる。
体レーザ等があり、このうち高能率、小型、軽量でかつ
経済性に優れているものとして半導体レーザが光通信の
分野で使用されている。特に本発明ではGaAs半導体
レーザを用いて、そのP−N接合部の順方向に大きな電
流を流すとコヒーレントなレーザ光が発生し、その発振
波長は0.8〜0.9μ(1μ= I Xl0−’m)
付近の周波数が得られる。
レーザ光の出力エネルギーの分布はP−N接合部に対し
第3図および第4図に示すような分布となる。逆にレー
ザ光線は光→電気変換する半導体の受光素子(フォトダ
イオード)を用いて、光エネルギーを電気エネルギーに
変換することができる。
第3図および第4図に示すような分布となる。逆にレー
ザ光線は光→電気変換する半導体の受光素子(フォトダ
イオード)を用いて、光エネルギーを電気エネルギーに
変換することができる。
第5図はその変換回路の簡単な説明図で、フォトダイオ
ード(PD)にレーザ光線を照射させて抵抗R2に電圧
■。を得る。本発明では、ローパスフィルタとバイパス
フィルタとを組み合わせて構成されるバンドパスフィル
タを使った光学フィルタによりレーザ光のみ通過させて
電気エネルギーに変換する。
ード(PD)にレーザ光線を照射させて抵抗R2に電圧
■。を得る。本発明では、ローパスフィルタとバイパス
フィルタとを組み合わせて構成されるバンドパスフィル
タを使った光学フィルタによりレーザ光のみ通過させて
電気エネルギーに変換する。
第2図は、各移動局に実装される本発明の主要部をなす
レーザ部の回路ブロック図である。2−11、・・・2
−1mは、受光素子を内蔵した受光器(DETI、・・
・DETm)で、電気的にはレーザ光線の受光部と、レ
ーザ光綿を電気信号に変換する回路及び増幅回路等によ
り構成される。
レーザ部の回路ブロック図である。2−11、・・・2
−1mは、受光素子を内蔵した受光器(DETI、・・
・DETm)で、電気的にはレーザ光線の受光部と、レ
ーザ光綿を電気信号に変換する回路及び増幅回路等によ
り構成される。
具体的には、DETI・・・DETmはすべて同一の回
路構成でありそのブロック図を第6図に示す。図におい
て、シリコンフォトダイオードの受光素子(PD)にレ
ーザ光が照射されると、電流iが矢印のように流れ、抵
抗器R4の両端に起電力v8が生じAMPIで増幅され
る。これが光→電気変換及び増幅の動作である。AMP
2. AMP3は差動増幅器で、可変抵抗器VR,,V
Rlによって各々異なる入力電圧が設定され、受光入力
レベルの大きさにより、出力0UTI、 0UT2のい
ずれか一方又は両方の端子とOv端子との間に(すなわ
ち0UTI−OV、又は0UT2−0■間に)直流電圧
を生ずる。R2,R,は各々フィードバック用の抵抗で
差動増幅特性を決定する。
路構成でありそのブロック図を第6図に示す。図におい
て、シリコンフォトダイオードの受光素子(PD)にレ
ーザ光が照射されると、電流iが矢印のように流れ、抵
抗器R4の両端に起電力v8が生じAMPIで増幅され
る。これが光→電気変換及び増幅の動作である。AMP
2. AMP3は差動増幅器で、可変抵抗器VR,,V
Rlによって各々異なる入力電圧が設定され、受光入力
レベルの大きさにより、出力0UTI、 0UT2のい
ずれか一方又は両方の端子とOv端子との間に(すなわ
ち0UTI−OV、又は0UT2−0■間に)直流電圧
を生ずる。R2,R,は各々フィードバック用の抵抗で
差動増幅特性を決定する。
すなわち、送信側(攻撃側)より照射されたレーザ光線
を、2種に設定された受光感度をもつ受光器で、光−電
気変換する。
を、2種に設定された受光感度をもつ受光器で、光−電
気変換する。
具体的には表−1に示すように出力0UTI、 0UT
2は、受光感度により2進のディジタル符号で“0”又
は“°1”に変わる。
2は、受光感度により2進のディジタル符号で“0”又
は“°1”に変わる。
表−1
この出力0UTI、 0UT2によって、命中したか否
か又は至近弾であるかというような命中範囲を判定する
ことができる。
か又は至近弾であるかというような命中範囲を判定する
ことができる。
この場合、第6図の可変抵抗VR+ 、 VRzの設定
電圧により、出力0UTIが出力0UT2より受光強度
が大きいときにO→1になる。これによって受光側では
複数個の受光器(例えば2個の受光器DHTI。
電圧により、出力0UTIが出力0UT2より受光強度
が大きいときにO→1になる。これによって受光側では
複数個の受光器(例えば2個の受光器DHTI。
DET2 )を使って命中の範囲を判定することができ
る。すなわち、第2図のレーザ信号処理器2−25で受
光出力0UTI、 0UT2を判定し、2個の受光器の
0UTIが同時に1” (高レベル)の時は命中とし、
いずれか一方のみの0UTIがパ1”のときには半合中
、どちらかの0UT2が少なくとも1”のときには至近
とする。
る。すなわち、第2図のレーザ信号処理器2−25で受
光出力0UTI、 0UT2を判定し、2個の受光器の
0UTIが同時に1” (高レベル)の時は命中とし、
いずれか一方のみの0UTIがパ1”のときには半合中
、どちらかの0UT2が少なくとも1”のときには至近
とする。
この命中範囲と、あらかじめレーザ信号処理器2−25
の中に記憶させである算定された損害状況用の撃破率と
を乗算することによって損害状況を大破、中破、小破等
に分類してメモリし、後に評価する。また、小破の累積
加算で中破(小破をn回で中破)、同じように中破の累
積加算で大破(中破をm回で大破)とする。
の中に記憶させである算定された損害状況用の撃破率と
を乗算することによって損害状況を大破、中破、小破等
に分類してメモリし、後に評価する。また、小破の累積
加算で中破(小破をn回で中破)、同じように中破の累
積加算で大破(中破をm回で大破)とする。
なお、本発明に用いられる受光器の構造は、第7図、第
8図に示すように、電磁シールドケース7−1.7−4
.8−1の受光面7−2.7−5゜8−2はその有効入
射面積を大きくして受光検出感度を高めるため、エポキ
シ樹脂又はアクリル樹脂などの透明な板8−6に銅箔な
どの導電物質を印刷した印刷版から縦横の格子状シール
ド導体8−7をエツチングによって形成させた構造であ
る。
8図に示すように、電磁シールドケース7−1.7−4
.8−1の受光面7−2.7−5゜8−2はその有効入
射面積を大きくして受光検出感度を高めるため、エポキ
シ樹脂又はアクリル樹脂などの透明な板8−6に銅箔な
どの導電物質を印刷した印刷版から縦横の格子状シール
ド導体8−7をエツチングによって形成させた構造であ
る。
なお、第7図、第8図において、7−3.7−6゜8−
3は、内部回路を構成する受光素子8−4からの微弱信
号を増幅する高感度増幅器8−5の出力引き出し線であ
る。この受光器の感度は、受光面積が一定であれば、入
射する受信光の受光量にほぼ比例する。しかしレーザ光
を直接受光素子8−4で受けると、外部からの雑音や電
波等の外乱によってS/N(信号対雑音比)が低下する
ため電磁シールドケースを設けて感度を上げ、外乱のな
かで特に妨害となるマイクロ波レーダの影響を防いでい
る。
3は、内部回路を構成する受光素子8−4からの微弱信
号を増幅する高感度増幅器8−5の出力引き出し線であ
る。この受光器の感度は、受光面積が一定であれば、入
射する受信光の受光量にほぼ比例する。しかしレーザ光
を直接受光素子8−4で受けると、外部からの雑音や電
波等の外乱によってS/N(信号対雑音比)が低下する
ため電磁シールドケースを設けて感度を上げ、外乱のな
かで特に妨害となるマイクロ波レーダの影響を防いでい
る。
再び第2図に戻って、受光器DETI〜DET+aから
の電気信号は、レーザ信号処理器2−25で処理されて
、後述するフォーマットでこの中の記憶ユニットにメモ
リされ、制御器2−26にも表示される。
の電気信号は、レーザ信号処理器2−25で処理されて
、後述するフォーマットでこの中の記憶ユニットにメモ
リされ、制御器2−26にも表示される。
プロジェクタ2−22は、レーザ信号処理器2−25か
らのディジタル信号(1200bpsのパルス変調波形
)を受けて前述のように半導体レーザを使って電気→光
変換してレーザを送出するもので、レーザ光の希望通達
距離すなわち火器の有効射程距離によって半導体レーザ
のピークパワーを例えば1゜W、5W、IWというよう
に選択する。7〜8wで第11図に示すように有効射程
距離り、 =3000〜4000 mで3mX4mの範
囲を確保できる。
らのディジタル信号(1200bpsのパルス変調波形
)を受けて前述のように半導体レーザを使って電気→光
変換してレーザを送出するもので、レーザ光の希望通達
距離すなわち火器の有効射程距離によって半導体レーザ
のピークパワーを例えば1゜W、5W、IWというよう
に選択する。7〜8wで第11図に示すように有効射程
距離り、 =3000〜4000 mで3mX4mの範
囲を確保できる。
第9図にプロジェクタ2−22の具体的な回路構成と入
力波形(a)と出力波形ら)を示す。火器発射のため第
2図の制御器2−26からのトリガー信号によりレーザ
信号処理語2−25ヘレーザ信号発射用の制御信号が入
力されると、予めメモリに設定されている発射コードに
従って繰り返し周波数1200bpsのディジタル信号
がライン■より出力され、プロジェクタ2−22に入力
される。これが波形(a)の2進ディジタル信号である
。この2進ディジタル符号により後述するサイリスタ(
SCR)のゲートG、をトリガー可能ならしめるために
波形整形回路を通し、C+ 、R+ 、QI、CR1,
CRz 。
力波形(a)と出力波形ら)を示す。火器発射のため第
2図の制御器2−26からのトリガー信号によりレーザ
信号処理語2−25ヘレーザ信号発射用の制御信号が入
力されると、予めメモリに設定されている発射コードに
従って繰り返し周波数1200bpsのディジタル信号
がライン■より出力され、プロジェクタ2−22に入力
される。これが波形(a)の2進ディジタル信号である
。この2進ディジタル符号により後述するサイリスタ(
SCR)のゲートG、をトリガー可能ならしめるために
波形整形回路を通し、C+ 、R+ 、QI、CR1,
CRz 。
T、からなるパルス印加回路にてSCRのゲートG、に
半導体レーザCR,の導通を制御するトリガーパルスを
与える。
半導体レーザCR,の導通を制御するトリガーパルスを
与える。
SCRは、カソードとゲートG、との間に正のパルスが
印加された時のみ、アノードとカソード間が導通状態に
なる。CR,、CR1はトランジェント波形を防止する
ためのダイオードで、cl。
印加された時のみ、アノードとカソード間が導通状態に
なる。CR,、CR1はトランジェント波形を防止する
ためのダイオードで、cl。
R3はクロック立上りのスピードアップ用の回路である
。一方C2には常時RZ+ R3,C3を通して対アー
スに対し正の電圧が充電状態になっており、前述の駆動
パルスによりSCRが導通状態になるとCzに充電した
起電圧によりCR4,SCR&び半導体レーザCR3を
通して瞬時に大電流(40A程度)が流れ、この半導体
レーザCR,よりレーザ光を発射(送出)する。半導体
レーザCR。
。一方C2には常時RZ+ R3,C3を通して対アー
スに対し正の電圧が充電状態になっており、前述の駆動
パルスによりSCRが導通状態になるとCzに充電した
起電圧によりCR4,SCR&び半導体レーザCR3を
通して瞬時に大電流(40A程度)が流れ、この半導体
レーザCR,よりレーザ光を発射(送出)する。半導体
レーザCR。
より発射されるピークパワーは印加電圧v2により決定
される。(b)は半導体レーザCR,にょって電気→光
変換されたパルス変調波形で、伝送速度1200bps
のレーザ光線となる(ピークパワーは1〜10W)。
される。(b)は半導体レーザCR,にょって電気→光
変換されたパルス変調波形で、伝送速度1200bps
のレーザ光線となる(ピークパワーは1〜10W)。
L、はPFN(Pufse Forming Netw
ork)とよばれるインダクタンス用コイルで、L 忙
Cz、 C3,Ca。
ork)とよばれるインダクタンス用コイルで、L 忙
Cz、 C3,Ca。
C3によりパルス波形Cb)及び第10図のパルス幅T
w(ユ120ns)が決定される。
w(ユ120ns)が決定される。
Cs 、C4,Csはパルス幅微調整用のコンデンサで
ある。この場合、第10図に示した拡大したパルス波形
のパルス幅Twは次式で表される。
ある。この場合、第10図に示した拡大したパルス波形
のパルス幅Twは次式で表される。
T御=2Nf[U
但し L=L。
C−Ct + Cx + C< + Cs本発明の実施
例では、C= 10000pP、 L = 10nH
。
例では、C= 10000pP、 L = 10nH
。
NはPFNのコイル段数でN=6を採用したので、Tw
= 2 N 1口「、 = 2 X 6 10(n)
X100OO(p)さ120nsec となる、このようにしてレーザ信号処理器2−25から
のディジタル信号(a)によりパルス幅Twが約120
ns 、ピーク電流40Aのパルス変調されたレーザ光
(b)を火器の実弾と対応して発射することができる。
= 2 N 1口「、 = 2 X 6 10(n)
X100OO(p)さ120nsec となる、このようにしてレーザ信号処理器2−25から
のディジタル信号(a)によりパルス幅Twが約120
ns 、ピーク電流40Aのパルス変調されたレーザ光
(b)を火器の実弾と対応して発射することができる。
なお、送信側(攻撃側)のプロジェクタ2−22から遠
距離にある目標物(受信側の受光器)に対する有効射程
と命中範囲(縦×横)は、前述のレーザ光のピークパワ
ーと第11図に示すように、光を収束するための凸レン
ズXにより決定される。
距離にある目標物(受信側の受光器)に対する有効射程
と命中範囲(縦×横)は、前述のレーザ光のピークパワ
ーと第11図に示すように、光を収束するための凸レン
ズXにより決定される。
すなわちレーザ光のコヒーレントな性質を利用して光源
である半導体レーザを凸レンズXのほぼ焦点位置Fにお
いて光を発射する。
である半導体レーザを凸レンズXのほぼ焦点位置Fにお
いて光を発射する。
このようにして最高有効射程距離り、 =4000mに
て3×4mの命中範囲を確保することができる。
て3×4mの命中範囲を確保することができる。
再び第2図について説明する。図において2−23゜2
−24は、発射・撃破表示器(1)、(II)で、実際
の火器と対応させるために表示器(1)は攻撃時には火
器のトリガーと連結してレーザ光を発射した時には予め
装備しておいた薬筒に電流を流して爆発させて煙を出し
、又逆に攻撃を受けて命中した時には同じように薬筒を
爆発させ、あたかも被弾したように近似させる。表示器
(Iりは薬筒を使用するかわりに例えばキセノンランプ
の光と電気音によって同様の機能を発揮する。レーザ信
号処理器2−25は前述のディテクタ2−11〜2−1
m、プロジェクタ2−22発射爆破表示器(1)(■)
、制御器2−26を含めてシステム全体をコントロール
するためのコンピュータを内蔵した装置で、レーザ光の
送/受の2進ディジタル信号処理及びビット同期、フレ
ーム同期処理等を行う。
−24は、発射・撃破表示器(1)、(II)で、実際
の火器と対応させるために表示器(1)は攻撃時には火
器のトリガーと連結してレーザ光を発射した時には予め
装備しておいた薬筒に電流を流して爆発させて煙を出し
、又逆に攻撃を受けて命中した時には同じように薬筒を
爆発させ、あたかも被弾したように近似させる。表示器
(Iりは薬筒を使用するかわりに例えばキセノンランプ
の光と電気音によって同様の機能を発揮する。レーザ信
号処理器2−25は前述のディテクタ2−11〜2−1
m、プロジェクタ2−22発射爆破表示器(1)(■)
、制御器2−26を含めてシステム全体をコントロール
するためのコンピュータを内蔵した装置で、レーザ光の
送/受の2進ディジタル信号処理及びビット同期、フレ
ーム同期処理等を行う。
次にパルス変調されたレーザ光の2進ディジタル符号(
伝送速度1200bps)の受信側の処理について説明
する。
伝送速度1200bps)の受信側の処理について説明
する。
第12図は、1回のトリガーで発射されるレーザ光のデ
ィジタル符号を示すタイムチャートで、STはスタート
信号、CI、C2,C3は異種の情報、Eは終了信号で
ある。本システムの場合、実弾の時間的に短い連射に追
従するために、通常のデータ伝送と違い短い時間にビッ
ト同期、フレーム同期を受信側で設定し、誤りのないデ
ータを確保する必要がある。火器によっては1回のトリ
ガーで1個の弾が発射するものはデータが1区切りにな
って出力し、1回のトリガーで連射する火器は第12図
の1区切り単位のデータ(SYNC+情報符号×3)が
瞬時に一定時間ごとに繰返し連続して出力される。
ィジタル符号を示すタイムチャートで、STはスタート
信号、CI、C2,C3は異種の情報、Eは終了信号で
ある。本システムの場合、実弾の時間的に短い連射に追
従するために、通常のデータ伝送と違い短い時間にビッ
ト同期、フレーム同期を受信側で設定し、誤りのないデ
ータを確保する必要がある。火器によっては1回のトリ
ガーで1個の弾が発射するものはデータが1区切りにな
って出力し、1回のトリガーで連射する火器は第12図
の1区切り単位のデータ(SYNC+情報符号×3)が
瞬時に一定時間ごとに繰返し連続して出力される。
■フレーム当たりのデータは、同じデータをビット同期
符号(SYNC)につづいて3回送出し、受信側ではビ
ット同期、フレーム同期(スタート検出)後、3値ビッ
ト多数決判定を行う。情報符号のC1、C2,C3のデ
ータ内容は次のように設定されている。C1は2ビツト
からなり、各移動局が所属する自局のグループの番号(
例えばAグループ、Bグループ等の4種類のグループ)
を示す。
符号(SYNC)につづいて3回送出し、受信側ではビ
ット同期、フレーム同期(スタート検出)後、3値ビッ
ト多数決判定を行う。情報符号のC1、C2,C3のデ
ータ内容は次のように設定されている。C1は2ビツト
からなり、各移動局が所属する自局のグループの番号(
例えばAグループ、Bグループ等の4種類のグループ)
を示す。
C2は10ビツトからなり、自局の使用している火器の
種類に4ビット→0000.0001.・・・、 11
11で16種類、自局の個別番号に6ビツト→2’−6
4種類とする。C3は使用する弾の種類すなわち弾種(
2ビット→22=4種類)である、従って1種類の中に
3種のデータが存在し、これを3回送信することになる
。これにもとづいて訓練中、訓練後に受信データを解析
し評価判定が行われる。
種類に4ビット→0000.0001.・・・、 11
11で16種類、自局の個別番号に6ビツト→2’−6
4種類とする。C3は使用する弾の種類すなわち弾種(
2ビット→22=4種類)である、従って1種類の中に
3種のデータが存在し、これを3回送信することになる
。これにもとづいて訓練中、訓練後に受信データを解析
し評価判定が行われる。
上述のようなコード配列にてレーザ光を発射し、受光側
では前述発射コードの他に、予め同時設定された内蔵タ
イマー(時計)によりさらに追加して被弾(受光)日付
5時刻及び撃破率から得られた損害状況等をレーザ信号
処理器2−25の内部の記憶ユニットに瞬時メモリをし
ておき、後に各移動局ごとに評価をする。
では前述発射コードの他に、予め同時設定された内蔵タ
イマー(時計)によりさらに追加して被弾(受光)日付
5時刻及び撃破率から得られた損害状況等をレーザ信号
処理器2−25の内部の記憶ユニットに瞬時メモリをし
ておき、後に各移動局ごとに評価をする。
第13図はレーザ光線によるパルス変調波の送信及び受
信信号のタイムチャートで、第14図は、第2図に示し
たレーザ信号処理器2−25の主要回路のブロック図で
あり、ビット同期、フレーム同期(スタート検出)設定
とデータ検出を行う。第13図において、送信側で火器
と連結したトリガーをONにするとレーザ発射信号がプ
ロジ、エクタからパルス幅Δh−120ns、周期83
3μsの1200bpsの信号として出力される。情報
符号に先立ってパルス幅120nsのプリアンプル信号
が8ビツト分送信される。この8ビツト分の“1°“の
2進符号により高速のビット同期が設定されるのであり
、次に、その方法を説明する。
信信号のタイムチャートで、第14図は、第2図に示し
たレーザ信号処理器2−25の主要回路のブロック図で
あり、ビット同期、フレーム同期(スタート検出)設定
とデータ検出を行う。第13図において、送信側で火器
と連結したトリガーをONにするとレーザ発射信号がプ
ロジ、エクタからパルス幅Δh−120ns、周期83
3μsの1200bpsの信号として出力される。情報
符号に先立ってパルス幅120nsのプリアンプル信号
が8ビツト分送信される。この8ビツト分の“1°“の
2進符号により高速のビット同期が設定されるのであり
、次に、その方法を説明する。
第14図において、14−1はタイムベース用の原振ク
ロック発振器、14−2 、14−3はこの原振クロッ
クを分周してタイミングクロックを作り出すための分周
器で、分周器14−3の出力にデコーダ14−4を接続
しデコーダ出力1〜8を得る。これが第13図の受信側
のデコーダ出力1〜8のタイミングクロックで、1ビツ
ト分のパルス幅Tdはとなる。
ロック発振器、14−2 、14−3はこの原振クロッ
クを分周してタイミングクロックを作り出すための分周
器で、分周器14−3の出力にデコーダ14−4を接続
しデコーダ出力1〜8を得る。これが第13図の受信側
のデコーダ出力1〜8のタイミングクロックで、1ビツ
ト分のパルス幅Tdはとなる。
このデコーダ出力1〜8のタイミングクロックのどのス
ロットが受信到来信号と一致するかを判定するのがビッ
ト同期設定である。前述のディテクタ回路のデータ検出
部14−5から得られる受信信号は光→電気変換した2
進のディジタル符号である。分周器14−2.14−3
及びデコーダ14−4でつくられたシフトクロックと、
到来受信データとのANDを8個のAND回路14−6
〜14−13でそれぞれとり、8個のシフトレジスタ1
4−14〜14−21のそれぞれへ、このANDデータ
をデータ到来速度の8倍のクロックスピード(又は到来
データ周期の178の周期)にて並列に同時に入力する
。
ロットが受信到来信号と一致するかを判定するのがビッ
ト同期設定である。前述のディテクタ回路のデータ検出
部14−5から得られる受信信号は光→電気変換した2
進のディジタル符号である。分周器14−2.14−3
及びデコーダ14−4でつくられたシフトクロックと、
到来受信データとのANDを8個のAND回路14−6
〜14−13でそれぞれとり、8個のシフトレジスタ1
4−14〜14−21のそれぞれへ、このANDデータ
をデータ到来速度の8倍のクロックスピード(又は到来
データ周期の178の周期)にて並列に同時に入力する
。
つづいてこの8個のシフトレジスタ1〜8の各出力をA
ND回路14−22〜14−29でANDをとり8ビツ
トの全“1”の信号が到来した時点(第13図ビット同
期スリット判定のA点)で、8個のシフトレジスタ14
−4〜14−29の中でどのシフトレジスタ出力に全て
“1”が入力したかを判定する。
ND回路14−22〜14−29でANDをとり8ビツ
トの全“1”の信号が到来した時点(第13図ビット同
期スリット判定のA点)で、8個のシフトレジスタ14
−4〜14−29の中でどのシフトレジスタ出力に全て
“1”が入力したかを判定する。
第13図の例のようにA点でデコーダ出力3のスロット
であると判定した場合には第14図のビット同期スリッ
ト判定/タイムベース発生回路14−30にてデコーダ
出力3のタイムスロットを基準にして以後のデータにつ
いてデータサンプリングを行う。
であると判定した場合には第14図のビット同期スリッ
ト判定/タイムベース発生回路14−30にてデコーダ
出力3のタイムスロットを基準にして以後のデータにつ
いてデータサンプリングを行う。
これがデータサンプリングクロックである。
本発明では、受信データを誤りなく判定するためにスリ
ット判定に続いて必ず“0”となるスタート信号(ST
)が到来したことをST検出回路14−31で確認し、
合致した時のみ3個の16ビツトシフトレジスタ14−
32.14−33.14−34に前述のデータサンプリ
ングクロック(セットパルス1)にてスタート信号より
順次到来データを1ビツトずつシフトする。16X 3
=48ビット分のデータを前述の3個のシフトレジス
タ14−32〜34へ入力すると第13図のセットパル
ス1(3回目のE符号が到来してからΔt、sec後)
にて情報符号の1回目。
ット判定に続いて必ず“0”となるスタート信号(ST
)が到来したことをST検出回路14−31で確認し、
合致した時のみ3個の16ビツトシフトレジスタ14−
32.14−33.14−34に前述のデータサンプリ
ングクロック(セットパルス1)にてスタート信号より
順次到来データを1ビツトずつシフトする。16X 3
=48ビット分のデータを前述の3個のシフトレジス
タ14−32〜34へ入力すると第13図のセットパル
ス1(3回目のE符号が到来してからΔt、sec後)
にて情報符号の1回目。
2回目、3回目の相対するCI、C2,C3のディジタ
ル符号をメモリ(ΣC1) 14−35. (ΣC2
) 14−36. (ΣC3) 14−37に一時入
力し、ここでビット多数決判定を行う。第13図のタイ
ムチャートBの時点で1フレ一ム分のデータを前述のメ
モリ14−35〜37に一時入力したことになる。前述
のように、C1,C2,C3は相異なる情報である。
ル符号をメモリ(ΣC1) 14−35. (ΣC2
) 14−36. (ΣC3) 14−37に一時入
力し、ここでビット多数決判定を行う。第13図のタイ
ムチャートBの時点で1フレ一ム分のデータを前述のメ
モリ14−35〜37に一時入力したことになる。前述
のように、C1,C2,C3は相異なる情報である。
メモリΣC1,ΣC2,ΣC3では第12図(b)に示
す多数決判定を行って次の14ビットメモリ14−38
へ入力する。第13図のタイミングではBの時点よりΔ
t5だけ遅れてセットパルス2でメモリ1438へ入力
する。
す多数決判定を行って次の14ビットメモリ14−38
へ入力する。第13図のタイミングではBの時点よりΔ
t5だけ遅れてセットパルス2でメモリ1438へ入力
する。
前述のようにここで01はグループ番号、C2は火器の
種類個別番号、C3は弾種を示すので、これに先の日付
、自局の損害状況を追加して記憶ユニットにメモリする
。
種類個別番号、C3は弾種を示すので、これに先の日付
、自局の損害状況を追加して記憶ユニットにメモリする
。
以上のように、受信側の分周器による分周のタイミング
回路とデコーダ回路とから複数のタイミングスロットを
作り、到来受信信号がどのタイミングスロットと一致す
るかを判定する方法は、従来のようなビット同期設定の
方式のように到来信号を微分してO→1,1→Oの変換
点を作り受信側のタイミングクロックの位相を到来ビッ
ト信号ごとに進ませたり遅らせたりして到来信号の位相
に一致させる方法に比べると、少ないビット数で瞬時に
ビット同期の判定ができ、かつ以後の受信データを多数
決判定によって受信データを決定するので、途中にデー
タ誤りがあっても正しいデータを出力することができる
。
回路とデコーダ回路とから複数のタイミングスロットを
作り、到来受信信号がどのタイミングスロットと一致す
るかを判定する方法は、従来のようなビット同期設定の
方式のように到来信号を微分してO→1,1→Oの変換
点を作り受信側のタイミングクロックの位相を到来ビッ
ト信号ごとに進ませたり遅らせたりして到来信号の位相
に一致させる方法に比べると、少ないビット数で瞬時に
ビット同期の判定ができ、かつ以後の受信データを多数
決判定によって受信データを決定するので、途中にデー
タ誤りがあっても正しいデータを出力することができる
。
本発明のシシテムを実際に各移動局が装着する様態を第
15図、第16図に示す。第15図は人、第16図は車
両への装着図を示す。すなわち、第15図において、1
5−1は第2図に示した受光器2−11〜2−1mと同
一でありレーザ光を検知するための複数のディテクタ(
受光器)で3606あらゆる方向からのレーザ光を検知
できるように接続バンドl5−2を使って頭、胴体に全
部で10〜15個程度のディテクタ15−1を装着する
。15−3.15−4は連絡用無線機及びレーザ信号処
理器及びメモリユニットで、前述のようにパルス変調さ
れたレーザ光をディテクタで検知後ディジタル処理を行
い、後処理のためにそのデータを記憶する。15−5は
第2図の2−24に相当する発射、撃破表示器(n)で
レーザ処理器15−4で被弾を受けたと判定された場合
には、光、音を発生させる。15−6は無線機用のアン
テナである。15−7は人間が使用する火器の小銃で、
これに第2図の2−22に相当するプロジェクタ15−
8を装着する。
15図、第16図に示す。第15図は人、第16図は車
両への装着図を示す。すなわち、第15図において、1
5−1は第2図に示した受光器2−11〜2−1mと同
一でありレーザ光を検知するための複数のディテクタ(
受光器)で3606あらゆる方向からのレーザ光を検知
できるように接続バンドl5−2を使って頭、胴体に全
部で10〜15個程度のディテクタ15−1を装着する
。15−3.15−4は連絡用無線機及びレーザ信号処
理器及びメモリユニットで、前述のようにパルス変調さ
れたレーザ光をディテクタで検知後ディジタル処理を行
い、後処理のためにそのデータを記憶する。15−5は
第2図の2−24に相当する発射、撃破表示器(n)で
レーザ処理器15−4で被弾を受けたと判定された場合
には、光、音を発生させる。15−6は無線機用のアン
テナである。15−7は人間が使用する火器の小銃で、
これに第2図の2−22に相当するプロジェクタ15−
8を装着する。
通常小銃から出る弾道とプロジェクタ15−8より出る
レーザ光がほぼ一致するように訓練の前に第11図に示
したレンズ系の物理的位置などをあわせる、いわゆる規
準較正を予め実施する必要がある。
レーザ光がほぼ一致するように訓練の前に第11図に示
したレンズ系の物理的位置などをあわせる、いわゆる規
準較正を予め実施する必要がある。
第16図において、16−1は車両用のディテクタ(受
光器)で、人員と同じように360°の方向性を確保す
るために1台の車両に10〜15個装着する。
光器)で、人員と同じように360°の方向性を確保す
るために1台の車両に10〜15個装着する。
16−2はディテクタ16−1の接続バンド、16−3
は連絡用無線機、16−4はレーザ信号処理器及びその
中に含まれるメモリユニットである。16−5は発射、
撃破表示器(1)、(U)で人員と違い大型の車両等で
は実際の火器の発射、撃破の効果を対応させるために光
、音(電気的擬似音)の他に薬筒を使ってその効果を表
現する。16−6は無線用アンテナ、16−7は車両用
の火器、16−8は規準較正したプロジェクタで特に大
型車両用のものは人員用のそれと比較して有効射程距離
が大であるからプロジェクタ内部の半導体レーザのビー
クパワーが大(約10dBアツプ)である。16−9は
車両の操縦席で操作可能な本システムの制御器である。
は連絡用無線機、16−4はレーザ信号処理器及びその
中に含まれるメモリユニットである。16−5は発射、
撃破表示器(1)、(U)で人員と違い大型の車両等で
は実際の火器の発射、撃破の効果を対応させるために光
、音(電気的擬似音)の他に薬筒を使ってその効果を表
現する。16−6は無線用アンテナ、16−7は車両用
の火器、16−8は規準較正したプロジェクタで特に大
型車両用のものは人員用のそれと比較して有効射程距離
が大であるからプロジェクタ内部の半導体レーザのビー
クパワーが大(約10dBアツプ)である。16−9は
車両の操縦席で操作可能な本システムの制御器である。
(発明の効果)
以上詳細に説明したように、本発明により複数移動体の
グループ対抗方式の火器模擬訓練が可能になり、かつ、
実弾のかわりにどんな火器でもレーザ光線に対応させる
ことができ、各火器の発射効果や火力による損害をシミ
ュレートし、受信側のメモリに記憶された受信ディジタ
ル情報により後にデータを収集できるので、訓練の成果
をより正確に把握することができ、かつ、純度の向上改
善に対しても非常に効果的である。
グループ対抗方式の火器模擬訓練が可能になり、かつ、
実弾のかわりにどんな火器でもレーザ光線に対応させる
ことができ、各火器の発射効果や火力による損害をシミ
ュレートし、受信側のメモリに記憶された受信ディジタ
ル情報により後にデータを収集できるので、訓練の成果
をより正確に把握することができ、かつ、純度の向上改
善に対しても非常に効果的である。
また、発射側は、実弾のかわりに火器の特性。
有効射程、命中範囲等はいかなる条件でもレーザ光で近
似させて発射することが可能であり、被弾した目標側は
、火器の種類、照射程度等により命中度を判定すること
ができ、評価も迅速かつ正確である。
似させて発射することが可能であり、被弾した目標側は
、火器の種類、照射程度等により命中度を判定すること
ができ、評価も迅速かつ正確である。
また安全性及び経済性の面からも非常に効果があり、訓
練場所等の問題のため従来不可能であった訓練が本発明
により容易に実施できるようになった。
練場所等の問題のため従来不可能であった訓練が本発明
により容易に実施できるようになった。
第1図は本発明の全体運用システム図、第2図は本発明
の移動局のレーザ部ブロック図、第3図。 第4図はPN接合部のレーザ光出力エネルギー分布図、
第5図は光→電気変換回路図、第6図は受光器の電気回
路図、第7図は受光器の斜視図、第8図は受光器の受光
面図と縦断面図、第9図は本発明によるプロジェクタの
電気回路図と波形図、第10図はレーザ光のパルス波形
拡大図、第11図はプロジェクタの通達距離の説明図、
第12図はレーザ光のディジタル信号のタイムチャート
、第13図は送信及び受信信号のタイムチャート、第1
4図はレーザ信号処理器の受信部回路のブロンク図、第
15図は人員用受光器の装置図、第16図は車両用受光
器の装着図である。 A1〜A、、B、−B、、・・・移動局、 2−11〜
2−1m・・・受光器、 2−22・・・プロジェクタ
、2二23. 2−24・・・表示器、 2−25・・
・レーザ信号処理器、 2−26・・・制御器、7−1
.7−4゜8−1・・・電磁シールドケース、 7−
2.7−5.8−2・・・受光面、 7−3.7−6.
8−3・・・引出線、 8−4・・・受光素子、 8−
5・・・増幅器、 8−6・・・透明樹脂板部、 8−
7・・・格子状シールド導体、 14−1・・・発振器
、 14−2.14−3・・・分周器、 14−4・・
・デコーダ、14−5・・・データ検出部、 14−6
〜14−13.1422〜14−29・・・AND回路
、 14−14〜14−21・・・シフトレジスタ、
14−30・・・ビット同期スラント判定/タイムベー
ス発生回路、14−31・・・ST検出回路、 14−
32〜14−34・・・16ビツトシフトレジスタ、
14−35〜14−37・・・メモリ、 14−38・
・・14ビツトメモリ、 15−1 、16−1・・・
受光器、 15−2.16−2・・・接続バンド、 1
53.16−3・・・連絡用無線機、 15−4 、1
6−4・・・レーザ信号処理器、 15−5.16−5
・・・表示器、 15−6.16−6・・・アンテナ、
15−7゜16−7・・・火器、 15−8 、16
−8・・・プロジェクタ。
の移動局のレーザ部ブロック図、第3図。 第4図はPN接合部のレーザ光出力エネルギー分布図、
第5図は光→電気変換回路図、第6図は受光器の電気回
路図、第7図は受光器の斜視図、第8図は受光器の受光
面図と縦断面図、第9図は本発明によるプロジェクタの
電気回路図と波形図、第10図はレーザ光のパルス波形
拡大図、第11図はプロジェクタの通達距離の説明図、
第12図はレーザ光のディジタル信号のタイムチャート
、第13図は送信及び受信信号のタイムチャート、第1
4図はレーザ信号処理器の受信部回路のブロンク図、第
15図は人員用受光器の装置図、第16図は車両用受光
器の装着図である。 A1〜A、、B、−B、、・・・移動局、 2−11〜
2−1m・・・受光器、 2−22・・・プロジェクタ
、2二23. 2−24・・・表示器、 2−25・・
・レーザ信号処理器、 2−26・・・制御器、7−1
.7−4゜8−1・・・電磁シールドケース、 7−
2.7−5.8−2・・・受光面、 7−3.7−6.
8−3・・・引出線、 8−4・・・受光素子、 8−
5・・・増幅器、 8−6・・・透明樹脂板部、 8−
7・・・格子状シールド導体、 14−1・・・発振器
、 14−2.14−3・・・分周器、 14−4・・
・デコーダ、14−5・・・データ検出部、 14−6
〜14−13.1422〜14−29・・・AND回路
、 14−14〜14−21・・・シフトレジスタ、
14−30・・・ビット同期スラント判定/タイムベー
ス発生回路、14−31・・・ST検出回路、 14−
32〜14−34・・・16ビツトシフトレジスタ、
14−35〜14−37・・・メモリ、 14−38・
・・14ビツトメモリ、 15−1 、16−1・・・
受光器、 15−2.16−2・・・接続バンド、 1
53.16−3・・・連絡用無線機、 15−4 、1
6−4・・・レーザ信号処理器、 15−5.16−5
・・・表示器、 15−6.16−6・・・アンテナ、
15−7゜16−7・・・火器、 15−8 、16
−8・・・プロジェクタ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 互いに見通し内の距離にある2つのグループからなる複
数の移動局がグループ対抗でレーザ光線によるディジタ
ルデータの送受信を行うように配置され、 前記複数の移動局のそれぞれに、 当該移動局のグループ番号、個別番号、各種火器の種類
、弾種をディジタル識別符号として使用火器のトリガー
に連動させてレーザ光線を発射させる半導体レーザを駆
動するパルス駆動回路と、複数のレーザ光線受光器と、 該複数の受光器の出力として得られる前記ディジタル識
別符号を符号処理して相手側の個別番号、火器の種類及
び当該移動局の命中度、損害度を判定し一時記憶するレ
ーザ信号処理器と、 を備えて射撃訓練を行うことを特徴とするレーザ光線に
よる射撃訓練装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25368888A JPH02101398A (ja) | 1988-10-11 | 1988-10-11 | レーザ光線による射撃訓練装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25368888A JPH02101398A (ja) | 1988-10-11 | 1988-10-11 | レーザ光線による射撃訓練装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02101398A true JPH02101398A (ja) | 1990-04-13 |
JPH0585839B2 JPH0585839B2 (ja) | 1993-12-08 |
Family
ID=17254766
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25368888A Granted JPH02101398A (ja) | 1988-10-11 | 1988-10-11 | レーザ光線による射撃訓練装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02101398A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6322365B1 (en) * | 1997-08-25 | 2001-11-27 | Beamhit, Llc | Network-linked laser target firearm training system |
US6575753B2 (en) | 2000-05-19 | 2003-06-10 | Beamhit, Llc | Firearm laser training system and method employing an actuable target assembly |
US6579098B2 (en) | 2000-01-13 | 2003-06-17 | Beamhit, Llc | Laser transmitter assembly configured for placement within a firing chamber and method of simulating firearm operation |
JP2008070011A (ja) * | 2006-09-13 | 2008-03-27 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 射撃訓練システム |
DE102008051376B4 (de) * | 2008-10-15 | 2014-10-30 | J.G. ANSCHÜTZ GmbH & Co. KG | Sportschießstand sowie Ziel-Einheit und Sportgerät für einen Sportschießstand |
-
1988
- 1988-10-11 JP JP25368888A patent/JPH02101398A/ja active Granted
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6322365B1 (en) * | 1997-08-25 | 2001-11-27 | Beamhit, Llc | Network-linked laser target firearm training system |
US6579098B2 (en) | 2000-01-13 | 2003-06-17 | Beamhit, Llc | Laser transmitter assembly configured for placement within a firing chamber and method of simulating firearm operation |
US6575753B2 (en) | 2000-05-19 | 2003-06-10 | Beamhit, Llc | Firearm laser training system and method employing an actuable target assembly |
JP2008070011A (ja) * | 2006-09-13 | 2008-03-27 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 射撃訓練システム |
DE102008051376B4 (de) * | 2008-10-15 | 2014-10-30 | J.G. ANSCHÜTZ GmbH & Co. KG | Sportschießstand sowie Ziel-Einheit und Sportgerät für einen Sportschießstand |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0585839B2 (ja) | 1993-12-08 |
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