(57)【要約】【課題】着弾検出装置において、単一の装置で音速と亜音速の両方の弾丸に対応でき、正確な着弾位置検出、着弾部位検出ができ、かつ外乱による誤動作の無いようにすること。【解決手段】着弾検出装置において、標的自体に歪み検出器又は加速度検出器を取り付けて着弾時の衝撃を検出し、検出器の検出信号から外乱を排除し着弾時の衝撃信号のみを通過させる信号処理を施し、標的への着弾の有無及び／又は着弾位置を検出すること。また、着弾時の衝撃信号のみを通過させるフィルタを設けること。また、複数の検出器からの着弾時の衝撃信号の時間差を検出し、時間差検出信号と各検出器の取付位置情報を演算することによって標的への着弾位置を検出すること。【選択図】図５
2005134074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
射撃訓練装置における着弾検出装置において、
標的自体に歪み検出器又は加速度検出器を取り付けて着弾時の衝撃を検出し、
前記検出器の検出信号から外乱を排除し着弾時の衝撃信号のみを通過させる信号処理を施し、
前記標的への着弾の有無及び／又は着弾位置を検出する
ことを特徴とする着弾検出装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記着弾時の衝撃信号のみを通過させるフィルタを設けることを特徴とする着弾検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
複数の歪み検出器又は加速度検出器を取り付け、
各検出器からの着弾時の衝撃信号の時間差を検出し、
前記時間差検出信号と各検出器の取付位置情報を演算することによって前記標的への着弾位置を検出する
ことを特徴とする着弾検出装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３において、
前記標的自体に歪み検出器又は加速度検出器を取り付けることに代えて、前記標的を取り付ける標的把持部に前記歪み検出器又は加速度検出器を取り付ける
ことを特徴とする着弾検出装置。
【請求項５】
射撃訓練装置における着弾検出装置において、
標的を頭部と胸部を一例とする標的部位毎に形成し、前記標的部位を緩衝部で接合し、
前記標的部位毎に歪み検出器又は加速度検出器を取り付けて着弾時の衝撃を検出し、
前記検出器の検出信号から外乱を排除し着弾時の衝撃信号のみを通過させる信号処理を施し、
前記標的への着弾の有無及び／又は着弾の標的部位を検出する
ことを特徴とする着弾検出装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記着弾時の衝撃信号のみを通過させるフィルタを設けることを特徴とする着弾検出装置。
【請求項７】
請求項５又は６において、
前記緩衝部は、前記標的部位の材質とは異なる材料を用いることを特徴とする着弾検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は射撃訓練装置に係り、特に、標的への着弾の有無、着弾部位、並びに着弾位置を検出する着弾検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の射撃訓練は、標的の隠顕のみを行う固定隠顕装置に対する基礎的な射撃が主であったが、近年、国内では銃を使用した凶悪犯罪の増加、国際情勢の変化に伴い、テロ対策と一環としてより実戦的な訓練である移動する標的への射撃が要望されている。そこで、移動する標的には着弾位置検出装置を搭載し、着弾と着弾位置の組み合わせによって標的の任意の動作を行うこと、並びに訓練の効率化とが望まれている。
【０００３】
また、従来の着弾位置検出装置には種々の装置が提案されていて、例示すると、音速以上の弾丸が発生する衝撃波を検出して着弾位置を推定する装置（例えば、特許文献１を参照）、弾丸が閉ざされた空間を通過する際の音を検出して着弾位置を推定する装置（例えば、特許文献２を参照）、レーザの反射光から着弾位置を推定する装置（例えば、特許文献３を参照）、レーザのスクリーンを弾丸が通過した際、レーザを遮断することによる受光部の光量変化から着弾位置を推定する装置、カメラの撮影画像を画像処理し着弾位置を推定する装置等がある。
【０００４】
また、標的に取り付けられた衝撃センサや振動センサにて着弾位置を検知する方法には、飛翔体衝突位置検出（例えば、特許文献４を参照）、衝撃波源検出（例えば、特許文献５を参照）の手法が提案されている。
【特許文献１】特公昭６２−１７１９３号公報
【特許文献２】特許第３２４２２７６号
【特許文献３】特開平１１−２３０６９９号公報
【特許文献４】特開平１−３５００号公報
【特許文献５】特開平４−２９０００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術における衝撃波を検出して着弾位置推定する装置では、弾速が遅く衝撃波を発生しない拳銃弾には使用できず、設置場所の風速に検知精度が大きく影響される。また、弾丸が閉ざされた空間を通過する際の音を検出して着弾位置を推定する装置では、閉ざされた空間を弾丸が通過するため、弾丸が通過部や閉ざされた空間を構成するフレームの耐久性が低く、また、閉ざされた空間が必要なため装置が大型化する。同様に、レーザやカメラ画像を使用した装置も大型化し移動標的装置に搭載することが困難であった。このように、従来技術の着弾位置検出装置では、単一の装置で音速（小銃等）、亜音速（けん銃、機関拳銃等）の両方の弾丸に対応し、且つ大きい移動標的装置に搭載することが困難であった。
【０００６】
また、衝撃センサや振動センサを複数用いて着弾位置を検知する方法では、いずれも各センサの出力信号の電圧比較にて振動発生時間差を検出していて、この検出に際して、けん銃や小銃が着弾時に発生する衝撃信号は高周波でかつ電圧レベルが低いものである。しかし、経時変化に伴い着弾の衝撃によって標的の歪みやたわみによって発生する振動は低周波でかつ電圧レベルの高い信号であるが、この電圧レベルの高い信号の排除が考慮されていないために検出時間差に誤検出を生じ、正確に着弾位置計算ができないと云う課題があった。また、標的が旋回、移動する際に標的に発生する標的の振動や、小石等が標的に当たった際に発生する振動の排除も検討されておらず、これらの振動によって誤検出すると云う課題があった。
【０００７】
本発明の目的は、単一の装置で音速と亜音速の両方の弾丸に対応でき、着弾の有無、着弾部位（人的標的の例では頭部、胸部等の部位）、並びに着弾位置の検出ができ、かつ外乱による誤動作の無い小型化可能な着弾検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。  
射撃訓練装置における着弾検出装置において、標的自体に歪み検出器又は加速度検出器を取り付けて着弾時の衝撃を検出し、前記検出器の検出信号から外乱を排除し着弾時の衝撃信号のみを通過させる信号処理を施し、前記標的への着弾の有無及び／又は着弾位置を検出する構成とする。
【０００９】
また、前記着弾検出装置において、前記着弾時の衝撃信号のみを通過させるフィルタを設ける構成とする。
【００１０】
また、前記着弾検出装置において、複数の歪み検出器又は加速度検出器を取り付け、各検出器からの着弾時の衝撃信号の時間差を検出し、前記時間差検出信号と各検出器の取付位置情報を演算することによって前記標的への着弾位置を検出する構成とする。
【００１１】
また、射撃訓練装置における着弾検出装置において、標的を頭部と胸部を一例とする標的部位毎に形成し、前記標的部位を緩衝部で接合し、前記標的部位毎に歪み検出器又は加速度検出器を取り付けて着弾時の衝撃を検出し、前記検出器からの検出信号から外乱を排除し着弾時の衝撃信号のみを通過させる信号処理を施し、前記標的への着弾の有無及び／又は着弾の標的部位を検出する構成とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、単一の装置で音速と亜音速の両方の弾丸に対応でき、正確な着弾位置検出、部位検出ができ、かつ外乱による誤動作の無い小型化可能な着弾検出装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施形態に係る着弾位置計測装置について、図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１は本発明の実施形態に係る着弾検出装置における標的に歪み検出器を取り付けた構成例を示す図であり、図２は本発明の実施形態に係る着弾検出装置における標的に加速度検出器を取り付けた構成例を示す図であり、図３は本発明の実施形態に係る着弾検出装置における標的把持部に加速度検出器を取り付けた構成例を示す図であり、図４は本発明の実施形態に係る着弾検出装置における標的を部位毎に区分けしてこれらの部位を緩衝材で接合して各部位毎に歪み検出器を取り付けた構成例を示す図である。
【００１４】
また、図５は本実施形態に係る着弾検出装置における信号処理回路の内部構成を示す図であり、図６は本実施形態に係る着弾検出装置における着弾位置検出の構成例を示す図である。図７は着弾時の衝撃振動から派生する２次的振動による着弾誤検出を説明する図であり、図８は着弾時の衝撃振動と外乱信号の比較を示す図であり、図９は本実施形態に係る着弾検出装置における信号処理の波形を示す図である。
【００１５】
図１において、人型標的１と正方標的２を示しており、標的には歪み検出器３を取り付け、歪み検出器で着弾の衝撃振動を検出する。図２において、人型標的１と正方標的２を示しており、標的には加速度検出器４を取り付け、加速度検出器で着弾の衝撃振動を検出する。
【００１６】
また、図３には人型標的１の標的把持部５に加速度検出器４を取り付けた構成例を示す。図４においては、標的を頭部６、胸部７等の部位毎に構成し、その接合部を材質の異なる材料からなる緩衝部８で各部位を接合し、標的の各部位毎に歪み検出器３を取り付けた構成例を示す。
【００１７】
従来技術における着弾検出装置の比較器では、図７に示すように、着弾時に検出される本来の信号（高周波で電圧レベル小）ではなく、２次的に発生する振動（低周波で電圧レベル大）をとらえるため、正確な着弾位置推定ができず、誤検出を生じていた。また、図８に示すように、ハンマーでの打撃や小石が当たった場合、また、標的の旋回、移動の場合の衝撃振動は、着弾時衝撃の信号に比べて、遙かに周波数が低く電圧レベルも大きい。
【００１８】
本発明の実施形態では、以下に説明するように、図５と図６に示す回路構成を採用することにより、着弾時の衝撃振動以外の外乱を排除して、図９に示すように着弾時の衝撃振動のみを検出するものである。
【００１９】
標的に取り付けた歪み検出器または加速度検出器から出力される電気信号は、図５に示す信号処理回路９で信号処理される。信号処理回路９は、歪み検出器３または加速度検出器４からなる検出器の電気信号を増幅する増幅回路１０、図９に示すように着弾時の衝撃振動を対象弾丸の速度に応じた周波数帯域のみを通過させるフィルタ１１、信号の大きさを比較して検出信号を出力する比較器１２、単安定マルチバイブレータ１８、から構成される。図５の図示例では検出器３，４を信号処理回路９の一部としているが別体のものとしても良い。なお、フィルタ１１の特性は標的の材質および弾速等の要因によって決定される。
【００２０】
フィルタ１１を通過後、比較器１２により信号は基準電圧１３で比較され、基準電圧１３より高い場合に各検出器の検出信号として出力される。このフィルタ１１と比較器１２によって、小石が当たった場合や標的の隠顕時に発生する振動や移動時の振動などの外乱から着弾時の信号を区別することが可能になる。
【００２１】
標的への着弾の有無だけが必要な場合、着弾部位の情報（頭部又は胸部に着弾したという情報）だけが必要な場合は、上述した信号処理回路のみで検出した結果を用いればよい。
【００２２】
さらに、着弾位置の情報（どの位置に着弾したかの情報）が必要な場合は、各信号処理回路９で出力された検出信号を用いて、図６に示す時間差検出回路１４による各検出信号の時間差情報と、標的材質の温度または周囲温度を検出する温度検出回路１５から出力される温度情報と、各検出器の取付位置情報１６と、から着弾位置演算部１７により、着弾位置が計算される。即ち、図１と図２に示すように、検出器３，４は標的に複数設置されているので、着弾位置からの振動検出における検出時点には時間差が生じることになる。その際には、複数の検出器の取付位置情報を当然に参照することになる。このような着弾位置検出装置において、当然のことながら着弾の有無をも検出できる。
【００２３】
ここで、標的材質によっては、高い周波数である衝撃振動の減衰が大きく微少信号となるこのため、増幅器、フィルタについては標的材質に合致した最適設計が必要である。また、衝撃振動は、弾速に依存するため複数の銃に対応する帯域のフィルタを用いる必要がある。
【００２４】
以上説明したように、本発明の実施形態では、標的自体または標的把持部に取り付けられた複数の歪み検出器または複数の加速度検出器にて、着弾時に標的内に発生する衝撃振動を検出し、対象弾丸の速度に応じた周波数帯域のみを通過させ、標的の旋回等の外乱信号を排除する信号処理を施して比較器にて衝撃振動を検出することにより、複数センサへの衝撃振動の到達時間差を正確に検出することにより、正確な着弾位置を推定が行え、かつ標的の旋回や、弾丸以外の衝突による外乱に強い着弾位置検出装置を得ることができる。
【００２５】
さらに、標的を頭部、胸部等の部位毎に構成し、各部位の接合部を部位の材質とは異なる緩衝部で接合した標的であって（緩衝部によって部位間に衝撃振動が伝わり難くする）、各部位毎に取り付けられた歪み検出器または加速度検出器から着弾時に各部位に発生する衝撃振動を検出し、フィルタと比較器を備えた信号処理回路での処理により、着弾の有無と、着弾部位とを正確に推定でき、かつ外乱に強い着弾部位検出装置を得ることができる。
【００２６】
このように、隠顕する標的や、移動する標的に検出器を搭載し、着弾の有無、着弾位置情報、着弾部位情報を提供することができる
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る着弾検出装置における標的に歪み検出器を取り付けた構成例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る着弾検出装置における標的に加速度検出器を取り付けた構成例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る着弾検出装置における標的把持部に加速度検出器を取り付けた構成例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る着弾検出装置における標的を部位毎に区分けしてこれらの部位を緩衝材で接合して各部位毎に歪み検出器を取り付けた構成例を示す図である。
【図５】本実施形態に係る着弾検出装置における信号処理回路の内部構成を示す図である。
【図６】本実施形態に係る着弾検出装置における着弾位置検出の構成例を示す図である。
【図７】着弾時の衝撃振動から派生する２次的振動による着弾誤検出を説明する図である。
【図８】着弾時の衝撃振動と外乱信号の比較を示す図である。
【図９】本実施形態に係る着弾検出装置における信号処理の波形を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  人型標的
２  正方標的
３  歪み検出器
４  加速度検出器
５  標的把持部
６  標的頭部
７  標的胸部
８  緩衝部
９  信号処理回路
１０  増幅回路
１１  フィルタ
１２  比較器
１３  基準電圧
１４  時間差検出回路
１５  温度検出回路
１６  各検出器の取付位置情報
１７  着弾位置演算部
１８  単安定マルチバイブレータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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