(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明に係る発射弾数計測装置について、図示の実施形態により詳細に説明する。
まず、
図1は、本発明に係る発射弾数計測装置の一実施の形態で、これは射場に3箇所の射座(図示してない)が設定され、これに対応して、同じく3基の標的装置TA、TB、TCが、射座から所望の射撃距離を保って設置してある訓練用の射撃場に本発明を適用した場合の一例で、図示のように、3個の射場側弾道検出器1A、1B、1Cと同じく3個の標的側弾道検出器2A、2B、2C、同3個の信号制御器3A、3B、3C、無線制御部4、中継部5、それにコントローラ6を備えている。
【0015】
そして、まず、射場側弾道検出器1A、1B、1Cと標的側弾道検出器2A、2B、2Cは、何れも衝撃波センサを複数個(少なくとも4個)備え、銃器から発射され空中を音速以上の速度で飛翔する弾丸が発生する衝撃波に感応し、ユニットの上に規定される平面からなる検出エリア1AA、1BA、1CAと検出エリア2AA、2BA、2CAの中を弾丸が通過したとき、その位置を検出し記録する働きをする。
このとき、弾丸が通過した時刻も、かなりの精度、例えばマイクロセカンドオーダの精度で検出し、同じく記録する働きもする。
【0016】
ここで、これら射場側弾道検出器1A、1B、1Cと標的側弾道検出器2A、2B、2Cの違いは、各々の設置位置にある。
まず、射場側弾道検出器1A、1B、1Cの場合、その名称の通り、射場と標的の間で、射場の近傍に位置して設置され、他方、標的側弾道検出器2A、2B、2Cの場合、同じく射場と標的の間ではあるが、標的の近傍に位置して設置されている。
【0017】
ここで、このような検出器は、例えばTバーユニットなどの名称で知られているものであってもよい。これは、例えば特許文献5などに記載されているもので、弾丸の飛翔方向に沿って配列された2個の衝撃波センサと、弾丸の飛翔方向とは直角の直線上に左右に配置した2個の衝撃波センサとを用い、検出される衝撃波の時間差やレベル差に基づいて検出エリア内での平面座標からなる位置データを検出するものである。
【0018】
そして、検出した平面座標からなる位置データと当該弾丸が通過した時刻は、射場側弾道検出器1A、1B、1Cの場合、夫々信号制御器3A、3B、3Cの各々に供給され、ここで伝送に必要な処理が施されてから無線制御部4に供給され、RS-232C又はLAN等により中継部5に無線伝送され、コントローラ6に送られる。
他方、標的側弾道検出器2A、2B、3Cの場合、夫々に備えられている無線伝送機能により、伝送に必要な処理が施されてから無線制御部4に供給され、RS-232C又はLAN等により中継部5に無線伝送され、コントローラ6に送られる。
【0019】
次に、
図2により、各部の位置関係について説明する。
なお、説明の簡略化のため、ここでは、代表として射場側弾道検出器1Aと標的側弾道検出器2Aについてだけ説明するが、何れのユニットでも同じであることは言うまでもない。
図2において、まず、符号Gは射場を表している。
従って、射撃訓練に際して、訓練者Mは、この射場Gに赴き、そこに設定されている射座Pに位置決めする。
【0020】
そこで、この射座Pに位置した訓練者Mの銃器の位置から標的装置TAにある標的Tの射撃点を結ぶ直線を射線Lsとする。そうすると、この射線Lsの長さが上記した射撃距離(射撃距離D)となる。
なお、この
図2では、訓練生Mの射撃姿勢が立射(立ち撃ち)の場合を示しているが、他の射撃姿勢、例えば膝射(膝撃ち)や伏射(伏せ撃ち)などの場合も同じである。
そして、まず、射場側弾道検出器1Aについては、その検出エリア1AAの中心座標点を射線Lsが通るようにした上で、射座P側の近傍に当該射場側弾道検出器1Aを位置決めし、次に、標的側弾道検出器2Aについては、その検出エリア2AAの中心座標点を射線Lsが通るようにした上で、標的装置TA側の近傍に当該標的側弾道検出器2Aを位置決めするのである。
【0021】
他の射場側弾道検出器1B、1Cと標的側弾道検出器2B、2Cについても各々の射線Lsに対して同様な位置関係で位置決めするのはいうまでもない。
なお、このときの訓練者Mから標的Tまでの距離、つまり射線Lsの長さは同じである必要はなく、訓練の状況に応じて任意に決めれば良い。ちなみに本実施形態の場合、
図1に示されているように、訓練者Mから標的装置TBまでの距離が一番遠く、他方、標的装置TCまでの距離は一番近くなっている。
【0022】
次に、この実施形態の動作について、他の機器の動作も含めて説明する。
まず、この実施形態においては、標的装置TA、TB、TC(以下、TA〜と記す)の標的Tの制御指示や動作状態の表示、弾着結果の表示はコントローラ6が司る。
このためコントローラ6はRS-232C又はLANにより、一方では中継部5と無線制御部4を介して射場側弾道検出器1A、1B、1C(以下、1A〜と記す)の各制御部3A〜と接続され、他方では、標的側弾道検出器2A、2B、2C(以下、2A〜と記す)と接続されている。
なお、このため標的側弾道検出器2A〜の各々には通信用の制御部が設けられている。
【0023】
標的Tの隠顕制御は標的装置TA〜によって行われるが、これは事前に作成されているスケジュールに従って実行されるようにもでき、マニュアル操作により実行させることもできる。
このため、標的装置TA〜は、標的Tの状態やそれに対する着弾状態を監視し、コントローラ6から状態取得要求があった場合、対応する状態を送信する。
そこで、コントローラ6は、射撃訓練を実施する際、開始前、まず時刻規制を実行し、システム内の各装置に一斉に時刻を送信して時計を合わせ、これによりコントローラ6と各標的装置TA〜がもつ時刻を一致させ、着弾などのイベントの発生時刻を一意にすることができるようにする。
【0024】
標的側弾道検出器2A〜は、前述した通り、空間上の規定範囲、例えば5m×5mの方形の範囲内を弾丸が通過した場合、その通過した位置を平面座標として認識でき、このとき標的装置TA〜は、標的Tに着弾があったとき、着弾位置と着弾時刻を検出することができる。
そこで、コントローラ6は、標的側弾道検出器2A〜が検出した位置情報と標的装置TA〜で検出された検出時刻が着弾情報として取得できるようになり、この結果、位置情報が取得された回数を集計することにより、標的Tへの着弾の有無にかかわらず、訓練中に発射された弾数のカウントが、一応は可能になる。
【0025】
しかしながら、この場合、つまり標的装置TA〜から取得した着弾情報による着弾数のカウントだけで個数管理を行うようにした場合、以下の通りの問題があり、正確な発射弾数のカウントが得られない。
・ 訓練で使用する標的装置は、通常、移動可能に作られていて、練習場の
任意の場所に設置できるようになっている。従って標的装置を中心として
配置された弾着装置(標的側弾道検出器)だけでは、検出エリアまで到達し
なかった弾丸についてはカウントできない。
・ 弾着装置(標的側弾道検出器)は、衝撃波により着弾検出を行っているた
め、野外にある練習場では、小石等の跳ね返りによる衝撃波も検出してし
まう可能性がある。
【0026】
そこで、本発明においては、この実施形態に示されているように、射場側弾道検出器1A、1B、1Cを用い、訓練生Mの直前の射線Ls上で弾丸の通過を検出し、この検出結果と突き合わせることにより、正確な発射弾数のカウントが得られるようにしてあり、これが本発明の特徴である。
図1と
図2において、射場側弾道検出器1A〜は、これも前述した通り、空間上の規定範囲、例えば5m×5mの方形の範囲内を弾丸が通過した場合、その通過した位置を平面座標として認識できる。
【0027】
そこで、コントローラ6は、この射場側弾道検出器1A〜が検出した通過弾丸の位置情報を検出時刻と共に銃器発射情報として取得でき、この結果、当該銃器発射情報を標的側弾道検出器2A〜が取得した着弾情報と突き合わせて正確な発射弾数のカウントが得られることになる。
このとき射場側弾道検出器1A〜で検出した通過弾丸の位置情報は、各ユニットから個別にコントローラ6に無線伝送されるようにしてもよいが、この場合、検出器の処理負荷が重くなるため、この実施形態では、各信号制御器3A、3B、3Cを介して有線により無線制御部4に接続している。
【0028】
これにより、全ての射場側弾道検出器1A〜で取得した銃器発射情報を一旦、無線制御部4に集約し、ここからコントローラ6に送信するようにしてある。このとき無線制御部4からコントローラ6までの距離があまりなければ有線伝送によってもよいが、システムの運用に自由度をもたせるため、ここでは無線伝送を適用している。
そして、コントローラ6では、標的側弾道検出器2A〜で取得した着弾情報と射場側弾道検出器1A〜で取得した銃器発射情報の双方のデータを取り込んで解析する。
【0029】
ここで、いま、標的側弾道検出器2A〜の着弾情報により、標的側に着弾した弾丸が検出されたとする。
そうすると、この場合、コントローラ6は、射場側弾道検出器1A〜の銃器発射情報により、当該弾丸の発射に対応する銃器の特定、すなわち訓練生Mの特定を行う。
そして、訓練者Mの何れが発射した弾丸であるのか判別できたとき、初めて弾着数、つまり発射弾数としてカウントする。
この場合、実弾射撃訓練結果と当該訓練を実施した訓練者の正確な対応が常に確実に得られ、この結果、発射弾数の確実な管理が得られることになる。
【0030】
このとき複数の射場G隣接していて、後述の
図7に示されているように、各々の検出エリアが重複していた場合、射場側弾道検出器1A〜で検出したデータと標的側弾道検出器2A〜で検出したデータが同一の時刻で現れることがある。
この場合、検出エリアが重複した部分で同じ弾丸の通過を検出したものと判断し、この場合、一方だけをカウントし、二重にカウントされないようにする。
【0031】
ここで、射場側弾道検出器1A〜と標的側弾道検出器2A〜の射撃訓練場での設置状況について、
図2により説明する。
まず、標的側弾道検出器2A〜は、射線Ls上で射場Gとは反対側の端部、すなわち射場Gから射撃距離D離れた場所に設置する。
このとき射撃距離Dは、射撃訓練の内容に応じて予め決められている。
次に、射場側弾道検出器1A〜は、射線Ls上で射場Gの近傍に、距離x離れて設置する。
そこで、このときの距離xについて、以下に説明する。
【0032】
この射場側弾道検出器1A〜は、上記したように、射場Gの射座Pに位置した訓練者Mの銃器から発射された弾丸の通過を検出するために設けられているものであり、従って、理想としては、訓練者Mが銃器を発射した場合には、それが必ず検出されるようにしなければならない。
ここで銃器の射撃に関しては、いかに熟練者であっても百発百中は難しく、このため、訓練者Mが銃器を発射した場合、それを必ず検出するためには、上記した距離xをなるべく小さくし、射場側弾道検出器1A〜を射場Gに充分に近づけておく必要がある。
【0033】
このとき、このような訓練における経験値として、一般的な訓練者の場合、銃口が振れる最大角度範囲は、
図3(a)に示す通り、おおよそ15°であることが知られている。
そこで、このときの距離をxとすれば、x=2.5/tan15°(≒9.3)となるので、略9mにしてやれば良い。
但し、この距離xは、必ずしも固定値にする必要はなく、
図3(b)に示すように可変値にしても良いことはいうまでもない。
【0034】
ここで、
図4は、このときの実施形態の動作を表すフローチャートで、以下、これにより説明する。
射撃訓練は、通常、事前に作成してある訓練用のスケジュールに従って、所望の練習指導員の指図と誘導のもとで実施される。
そこで、この場合、まず、コントローラ6に、予め当該スケジュールの実行に必要なプログラムを格納しておく。
処理を開始したら、まず、標的Tの配置を行う(S1)。すなわちコントローラ6のスケジュールから与えられる指示に従って練習指導員が射撃距離Dに標的Tと標的側弾道検出器2A〜を設置し、距離xに射場側弾道検出器1A〜を設置するのである。
【0035】
次に、時刻規制を実行する(S2)。すなわちコントローラ6によりシステム内の各装置に一斉に時刻を送信して時計を合わせ、これによりコントローラ6と各標的装置TA〜と標的側弾道検出器2A〜及び射場側弾道検出器1A〜がもつ時刻を一致させるのである。
この処理S2の後、実弾での射撃訓練の開始が訓練者に許可され、射撃が実施される(S3)。
そして、この処理S3に従って訓練者による射撃が実施されている間、以下に続く処理S5〜処理S9がコントローラ6により実行され、この結果、後述するように、発射弾数の正確な把握が訓練者との正確な対応のもとで容易に得られることになる。
【0036】
そこで、コントローラ6は、処理S4において射場側弾道検出器1A〜から取得した銃器発射情報と、処理S5において標的側弾道検出器2A〜から取得した着弾情報の双方のデータを取り込み、処理S6において、これらのデータを解析する。
図5は、このときの処理S6における解析処理の説明で、ここで、上側の表Aが射場側弾道検出器1A〜から取得した銃器発射情報によるデータを書き込んだ表で、下側の表Bが標的側弾道検出器2A〜から取得した着弾情報によるデータを書き込んだ表である。
【0037】
そして、この場合の訓練者による射撃動作は、上記したスケジュールに従って進められ、この場合にはNo.1の訓練者が標的1を使用し、No.2が標的2を、そしてNo.3が標的3を使用する決まりになっている。
このとき、
図2から明らかなように、射場側弾道検出器1A〜による検出エリア1AA〜から標的側弾道検出器2A〜による検出エリア2AA〜までの距離をLとすれば、この距離Lは、距離Dから距離xを減算した値であり、従って、この場合、既知の値になっている。
【0038】
また、このとき銃器から発射される弾丸の弾速(初速)も、使用される銃器に従って既知である。
そうすると、この場合、検出エリア1AA〜で弾丸の通過が検出されてから検出エリア2AA〜に弾丸の通過が検出されるまでの時間tは、ほぼ正確に予測が可能である。
ここで、いま、距離Lが60mで、弾丸の弾速(初速)が750m/sであったとすると、この場合、時間t=80msとなる。
【0039】
そこで、コントローラ6は、処理S7における整合有か否かの判定において、
図5の上側の表Aと下側の表Bのデータを並びの順に突合せ、表Aの中のデータと表Bの中のデータとで時刻差が80ms近傍(例えば80ms±10ms)にあるデータ同士が有った場合、当該データは同一の訓練者の弾丸による着弾として発射弾数にカウントするのである。
そうすると、この場合、着弾側の番号1の検出器により弾丸の通過が検出されたことから、このとき発砲された弾丸がNo.1の訓練者によるものであることが確定される。
【0040】
また、ここで上側の表Aのデータに対応しないデータが表Bの中に有った場合、例えば図に不整合データとして示したデータが有った場合、このデータによる結果は、発射弾数にはカウントしないで破棄する。
従って、この実施形態によれば、カウントした発射弾数と、当該カウントの対象となった弾丸を発射した訓練者との対応が常に確実に与えられるので、発射弾数のカウント結果に高い信頼性を与えることができ、この結果、発射弾数の確実な管理による高い信頼性をもった発射弾数計測装置が容易に提供できることになる。
【0041】
ところで、この実施形態においては、
図5から明らかなように、各検出エリア1AA〜、2AA〜により弾丸の通過が検出されたとき、当該弾丸の通過座標も併せて識別され、夫々コントローラ6に記憶されている。
そこで、この場合、銃器から発射された弾丸のカウントに加え、当該弾丸の弾道も直ちに求められる。
射撃訓練の目的には、訓練者の技量について的確な判定が与えられるようにすることも含まれる。
このときの判定は、一応、弾丸が標的に当っていることが前提になるが、しかし、外した場合でも、どの程度の外れかを知ることができれば、それも技量判定に加えることができ、射撃訓練の有用性向上に寄与できるものと考えられる。
【0042】
そこで、以下、この点について説明すると、まず、射撃訓練の場合、例えば100m以内と、射程がかなり短いので、引力による弾道のドロップは無視でき、従って、この場合、弾道とは、
図2から明らかなように、射線Lsに一致したものになる。
ここで、この射線Lsについてみると、これは、射場側弾道検出器1A〜の検出エリア1AA〜を通過した弾丸のXY座標点(射場側座標点)と標的側弾道検出器2A〜の検出エリア2AA〜を通過した弾丸のXY座標点(標的側座標点)を結ぶ直線になっており、その始点は銃器の銃口で、終点は標的Tになっている。
【0043】
このとき射線Lsの算出に必要な射場側座標点と射場側座標点のXY座標は、上記した通り、各々コントローラ6に記憶されており、従って、射線Lsは直ちに計算でき、この結果、弾丸の弾道が直ちに求められるのである。
ここで、
図6と
図7は、この弾道の様子について示したもので、これらの図では、3種の弾道D1、D2、D3が示されている。
このときの
図6と
図7の違いは、標的側の検出エリアが一方(
図6)では分離しているのに対して、他方(
図7)では一部が重なりあっている点にある。
なお、これらの図では、弾丸の弾道が左右に曲がっているように描かれているが、これは作画上、やむを得ずそうなってしまっただけで、実際は、上から見た場合、ほぼ直線になっている。但し、風の影響は無視している。
【0044】
これらの図において、まず、弾道D1は、左に逸れ、左隣りの検出エリア2AAを通過して逸れ弾になってしまった場合で、次に、弾道D2は、正しい検出エリア2BAを通過した場合であり、そして、弾道D3は、反対に右に逸れ、右隣りの検出エリア2CAを通過して逸れ弾になってしまった場合である。
ここで、弾道D2の場合、標的Tに命中した場合も含むので、当該訓練者の技量については有る程度の評価ができるが、弾道D1と弾道D3の場合は、かなり悪い評価にならざるを得ないことになる。
【0045】
更に、このように弾丸の弾道が求められることから、この実施形態によれば、逸れ弾になってしまった場合、弾道の延長先を計算することにより、
図8に示すように、当該弾丸の到達地点(落下地点)を予想し、予想した到達地点を同心円図形Z1、Z2、Z3として表すことができる。
この結果、もしも逸れ弾の回収を要する場合、本発明が有用である。
【0046】
このとき必要なパラメータは、弾丸が到達するであろう場所を含む射撃場の地形データと、使用した銃器による弾丸の初速、断面積、抗力係数、気温補正した流体(空気)密度、弾道の方位などであり、これらのうち弾道の方位は、射線Lsから与えられ、その他のパラメータは既知であるから、コントローラ6に必要なソフトを格納しておき、これに弾道の方位を入力してやれば良い。
【0047】
ここで上記実施形態の場合、コントローラ6内でデータを集約し、発射弾数のカウント結果が保持される。
従って、上記実施形態によれば、射撃訓練が何回か実施された場合、全部の射撃訓練に使用した実弾の総数をカウントして結果が保持できることになり、この結果、カウント結果を集約する必要がなく、練習結果を容易に管理することができる。