JPH0642900A

JPH0642900A - 武器操作者を訓練するための模擬システム

Info

Publication number: JPH0642900A
Application number: JP5052411A
Authority: JP
Inventors: William L Mohan; エルモハーンウィリアム; Samuel P Willits; ピーウィリッツサミュエル; Steven V Pawlowski; ヴィーパウロウスキースティーブン
Original assignee: Spartanics Ltd
Current assignee: Spartanics Ltd
Priority date: 1992-03-26
Filing date: 1993-03-12
Publication date: 1994-02-18
Also published as: DE69306991D1; DE69306991T2; ES2098574T3; US5194008A; AU657658B2; EP0562327B1; DK0562327T3; ATE147155T1; GR3022590T3; MX9301397A; EP0562327A1; CA2091281A1; AU3407993A; KR930020139A; IL104846A

Abstract

(57)【要約】【目的】視覚的に感知される明るさと、背景／前景シ
ーンに対する標的明るさの、極低から極高のコントラス
ト比までが容易に、連続的に調節できるように、訓練生
に分かる標的表示を訓練生に与えることが本発明の主要
な目的である。【構成】武器訓練模擬システムが上に複数の可視標的
を投影されるコンピュータ動作ビデオ表示スクリーンを
含んでいる。コンピュータが静止しているか又は動いて
いるかいずれかの表示スクリーンと標的とを制御し、訓
練生により運転される武器に関連する照準センサ装置の
点のデータを処理する。このセンサ装置は標的スクリー
ンと標的との間の明るさの制御されたコントラストを有
する不可視あるいはしきい値変形された範囲に敏感であ
る。このセンサ装置は特定のしきい値変形された範囲を
捜し出し、コンピュータがセンサ装置に関する表示スク
リーン上の標的影像の位置を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この開示は一般に武器訓練模擬シ
ステムに関するものであり、より詳細にはそれのシーン
がそこに訓練生が不可視の標的データを埋め込まれた
（多層）多標的ビデオ表示シーンを訓練生に与える手段
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】種々の種類の標的シーン表示と、標的命
中を採点し且つ不正確な発射となる訓練生の動作の種々
のものの結果を表示するための手段に伴われる武器の模
擬とを使用する小さい火器のための武器訓練装置はこの
技術においては良く知られている。これらのシステムの
幾つかは、特定訓練目標の達成の訓練生の成功又は失敗
が、訓練生への異なるフィードバックと多分訓練遂行の
異なる系列とを生じることで相互作用する。従来模擬の
達成においては、標的シーンを模擬するための種々の手
段とこれらのシーンに関して必要なフィードバックとが
使用されてきた。

【０００３】米国特許第4,804,325 号において、ウイリ
ッツ（Willits)他は、個別の標的上のポイント源を使用
する動いている模擬標的を有する固定標的シーンを使用
している。類似の配置がマーシァル(Marshall)他の米国
特許第4,177,580 号、及びアホーラ(Ahola) 他の米国特
許第4,553,943 号に使用されている。対照的に、米国特
許第4,824,374 号におけるヘンドリー(Hendry)他の標的
訓練機；２件の米国特許第4,336,018 号及び第4,290,75
7 号におけるマーシァル(Marshall)他；及び米国特許第
4,583,950 号におけるシュレーダー(Schroeder) は、す
べてビデオ標的表示を使用し、それらの最初の三つは投
影表示である。ヘンドリー(Hendry)の装置では、個別の
投影機が標的影像と武器に取り付けられたセンサにより
検出される標的上に置かれた不可視の赤外線ホットスポ
ットとを投影する。両方のマーシァル(Marshall)特許は
類似の主材を用いており、シュレーダー(Schroeder) は
武器発射時におけるビデオ表示に対する武器の方向を決
定するためにコンピュータへ結合された、訓練用武器上
に取り付けられた「ライトペン」を使用している。

【０００４】従来技術のこれらの装置の各々は、有用で
はあるが、それらの照準センサへ高コントラスト信号を
同時に与える間に実生活で遭遇する標的−背景コントラ
スト比の広い領域にわたるリアリズム欠陥又は動作の無
能のいずれか又は双方を被って、且つこれらの欠陥を打
破する努力は大部分失敗していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】視覚的に感知される明
るさと、背景／前景シーン明るさに対する標的明るさの
コントラスト比、すなわち非常に低いコントラスト比か
ら非常に高いコントラスト比までのコントラスト比とが
容易に且つ連続的に調節できるように、訓練生に分かる
標的表示を訓練生に与えることが、本発明の主要な目的
である。

【０００６】更に本発明の別の主要な目的は、単色，二
色あるいは完全色彩能力を有するかのいずれかであり、
視覚的に感知できる色相で、背景／前景シーンに対する
標的シーンの明るさとコントラストとを容易に且つ連続
的に調節できるよに訓練生に見える標的表示を訓練生に
与えることがである。

【０００７】システムの照準センサへ、それにより表示
を見る人間である訓練生により感知される明るさとコン
トラスト比に全体的に無関係にシステムのセンサの動作
をするように背景明るさに対する標的明るさの最良且つ
一定なコントラスト比に変調されるようにセンサに見え
る標的表示範囲を同時に与えることが、本発明の別の目
的である。

【０００８】本発明のもう一つの目的は、新奇な「ライ
トペン」形の画素センサを具え、本発明の標的表示と組
み合わせて用いられた場合に、訓練生により感知された
場合にはシーンの背景明るさ又は前景明るさに関連して
非常に暗いか又は非常に明るいかいずれかの標的を含ん
でいる表示されたシーン内のあらゆる点を検知する能力
を有する照準センサを使用することである。

【０００９】本発明の更にもう一つの目的は、訓練生表
示のために選択された視覚的に感知でき可変比影像に無
関係に高信号対雑音比センサ出力を保証するために、各
可視標的に関連する特定周波数で変調された特定高コン
トラスト範囲を与える標的表示と組み合わされた新奇な
「ライトペン」形の画素センサを、武器訓練模擬システ
ム内に与えることである。

【００１０】本発明の更に別の一次目的は、新奇な照準
点センサ手段が前記標的範囲のスペクトル選択性識別の
できる武器訓練模擬装置を提供することであり、そこで
は、訓練生のために選択された視覚的に感知される色付
き影像に無関係に、センサの出力の高い信号対雑音比を
保証するように、前記前記標的範囲シーン特定範囲が特
定周波数で色彩的に変調される。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の前述の及びその
他の目的は、単独にか又は幾つかの組み合わせのいずれ
かで、生のビデオ形象と、予備的に記録された実在の形
象及びコンピュータで発生した単色又は天然色かのいず
れかの二次元又は実際的な三次元影像のいずれかを表現
する図形形象を用いる不連続且つ個別のシーンの混合を
具えているコンピュータ制御ビデオ表示を使用すること
により、本発明のシステム内で達成される。混合された
場合にこれらの不連続なシーンは、背景と前景全体標的
シーンの双方と同時に個別の標的の影像を具え、種々の
環境と時刻において実際に生じるような全体シーンと標
的影像明るさを訓練生へ提供する制御された方法で混合
された全部を、訓練生は打たねばならない。同時に、標
的シーンと照準センサとがしきい値下に表示された情報
を設けられ、そのことが、訓練生に感知され且つ表示さ
れる標的シーン明るさとコントラストとに無関係に、セ
ンサに感知される背景及び前景明るさに対する標的明る
さの高い一定比となる。本発明の目的は更に武器の実際
の発射を必要とせずにかれらの武器の使用における武器
操作者を訓練するための模擬システムを提供することに
より達成され、そのシステムは標的スクリーン上に記憶
された可視影像標的シーンを発生するための背景表示手
段と、前記可視影像標的シーンの上に１個以上の可視標
的を、静止しているか又は動いているかのいずれかで、
前記１個以上の可視標的と前記可視影像標的シーンとの
間の制御できる視覚的コントラストにより示すための発
生手段とを具えており、前記発生手段は更に１個以上の
不可視に変調された範囲を前記１個以上の可視標的に各
々対応して表示するための手段と、前記標的シーン及び
前記１個以上の標的とを狙い得て、前記１個以上の不可
視に変調された範囲に感応できて、且つ前記センサ手段
に対して前記１個以上の不可視に変調された範囲のうち
の１個の位置を指示できる出力信号を発生するように動
作できるセンサ手段と、前記可視影像標的シーンとその
上に発生される前記１個以上の標的とを、それらの間の
前記制御できるコントラストを与えるように制御するよ
うに前記背景表示手段へ接続された計算手段とを具え、
且つ前記センサ手段に対して前記１個以上の標的のうち
の前記の１個の影像の位置を計算するために前記センサ
手段出力信号を有効に用いるように前記センサ手段へ接
続されている。本発明の性質とそれの幾つかの特徴及び
目的とが、添付の図面と組み合わせて行われた好適な実
施例の以下の説明から、もっと容易に分かるであろう。

【００１２】

【実施例】明るさとコントラスト比とが人間である観察
者により観測されるのと、また電気光学センサ手段によ
り同時に感じられるのと明らかに異なる値を有するビデ
オ標的シーンを発生する場合に伴われる一般的な方法
は、使用されるビデオ標準を理解した場合に最も良く理
解され得る。

【００１３】標準米国テレビジョン放送表示モニタは、
飛び越し走査(interlacing) と呼ばれる技術を用いて1/
30秒毎に 512ラインビデオ影像シーンを更新する。飛び
越し走査は視聴者に、フリッカーが人間である観察者に
より感じられる速度以上の速度である1/60秒毎に新しい
影像フレームが提供されると言う印象を与える。実際に
は各画像フレームが二つの飛び越し走査された奇数番フ
ィールド影像と偶数番フィールド影像とから構成されて
いる。奇数番フィールドはそのフレームの 256個の「奇
数番」水平ライン、すなわちライン１−３−５…… 511
を含んでおり、且つ偶数番フィールドはそのフレームの
256個の「偶数番」の番号を付けられたライン、すなわ
ちライン２−４−６…… 512を含んでいる。

【００１４】奇数番フィールド影像の全部の 256個のラ
インが最初にラスタ走査されすなわち1/60秒内に陰極線
管上にラインが順次に書かれる。それから偶数番フィー
ルド影像の全部の 256個のラインが、先に書かれた奇数
番フィールドのラインの間に飛び越し走査されたそのフ
ィールドのラインの各々によって1/60秒内に順次に書か
れる。かくして、1/30秒毎に完全な 512ライン影像フレ
ームが書かれる。それで、観察者は１秒当たり60回の速
度で更新されているように感知されるフリッカの無い影
像を見る。

【００１５】この表示方法を支配する完全な仕様書は、
1950年に電子工業会（ ElectronicIndustry Associatio
n）により製作された仕様書 EIA-RS-170 に見出され
る。この既知の表示技術を新奇な方法で用いることが、
人間である観察者に複数の影像を同時に提供することを
許容し、それらの影像はそのシーンフィールドに対する
標的コントラストを含み、一方同時に武器訓練機照準セ
ンサにフィールドを置く高いコントラストの標的を提供
する、高いコントラスト又は低いコントラストのいずれ
かであることが本発明の特徴である。

【００１６】本発明の実施及び標的表示の最も単純な形
態に使用される一つの方法は、単色観察装置を用いる。
投影される観察装置又はビデオモニタ観察装置に対して
ビデオ影像を発生する先に論議した 512ライン飛び越し
走査モードを用いて、ビデオ影像が発生され、その影像
は黒のラインと白のラインとの交互のラインから構成さ
れ、すなわちすべての「奇数番」フィールドラインは黒
であり、且つすべての「偶数番」フィールドラインは白
である。両者とも正しい 512水平ライン飛び越し走査能
力を有する、 512ライン水平ラインモニタ又はスクリー
ン投影された影像として見られた場合には、精密な検査
のもとでの人間である観察者には、垂直観察範囲の1/51
2 により空間的に分割された交互の黒線と白線との格子
としてその影像が見えるであろう。この格子影像、ある
いはそれの適当な部分が、特定の時間的及びスペクトル
的帶域通過特性を有する正確に定義された電気光学セン
サ装置上に表示され且つ影像化された場合には、そのセ
ンサの出力電圧はそのフィールドの視野に対する大きさ
のあるレベルを装い、そのフィールドの平均明るさは本
質的にそのフィールドの視野すなわちその表示されたフ
ィールド上のその位置に対する時間変化成分を有しな
い。

【００１７】しかしながら、この 512ラインのコンピュ
ータで発生される飛び越し走査された格子パターンを、
512ラインの両立する表示手段へ供給する代わりに、そ
れが256個の活性水平ラインのみを有するビデオモニタ
又は投影システム内へ供給された場合には、この 256ラ
インシステムの能力は順次に各フィールド（又は表示影
像）を処理し、すなわち最初に全部の黒の奇数番ライン
フィールドをそれから全部の白の偶数番ラインフィール
ドを処理し、各フィールドについては完全な且つ不連続
な投影されたフレームとなる。言い換えれば、 256水平
ラインシステムは、別々のフレームとして1/60秒内に全
部の 256個の暗いラインの「奇数番」フィールドを最初
に上から下へ順次に書くであろう。そのフレームの終わ
りに上部で再び開始し、先の影像の上に「偶数番」フィ
ールドを順次に書き、かくして黒線を全部白に変換す
る。かくして、全体影像は全部黒から全部白へ1/30秒毎
に周期的に変換するであろう。この影像が人間である観
察者により観観された場合には、その影像はフィールド
を交替させる白と黒との間の明るさを有する灰色フィー
ルド範囲として現れる。

【００１８】しかしながら、この交番する黒と白との 2
56ライン表示が、特定の電気的時間的帶域通過能力を有
し、感知する全範囲が良く定義され且つ全体の投影され
た表示範囲に比較されたとき範囲が比較的小さいが、そ
の範囲は単一のライン画素範囲と比較された時大きい、
正確に定義された電気光学感知装置により影像され且つ
感知された場合には、そのセンサ装置は支配する周波数
成分が表示されるフィールド速度の周波数速度の半分で
ある、周期的に交番する波形を発生するであろう。この
討論に対しては、毎秒60フレームの表示フィールド速度
が用いられるので、毎秒30サイクルデータ速度が電気光
学センサ出力手段から発生されるであろう。このセンサ
の出力波形の大きさは「暗い」フィールドと「白い」フ
ィールドとの明るさの間の明るさの差に関係するであろ
う。この出力波形は表示された影像の時間的速度及び投
影された表示範囲上のセンサの照準点の相対的空間的位
置に特に依存する、特定の位相関係を有するであろう。

【００１９】人間である観察者に検出できるフリッカ速
度以上の投影されるフレーム速度でこの飛び越し走査を
用いることがしきい値下の標的識別を許容し、及び従っ
て合成の、大きいスクリーンに投影された影像又は重要
な非常に特定な範囲、すなわち訓練生がそこを狙うべき
１個以上の「標的」を定義することが発明の特徴であ
り、そこでは、人間である観察者の視覚的検出能力以上
の時間的速度で明るさ又はスペクトル内容が周期的に変
化するが、特に照準点出力信号発生器信号を作り出すた
めに適当に整合された電気光学センサにより効果的なよ
うに空間的、スペクトル的及び時間的に定義された、各
特定の標的影像に関するしきい値下の独特に変調された
影像範囲が存在し、一方人間である観察者により観察さ
れるようなこれらの同じ範囲が背景、前景又は標的形象
の存在する部分の正常な外観を有し得る。

【００２０】先に参照した工業仕様書EIA-RS-170はしか
し、観察者に提供される影像フレーム当たりの水平ライ
ンの数と秒当たりのフレームの数との変化による空間的
及び時間的分解能の範囲を現す幾つかの共通な市販ビデ
オ標準の一つである。本発明の標的表示システムはあら
ゆる標準ライン及びフレーム速度と同時に、特定全体シ
ステム要求指令としての非標準ライン及びフレームを組
み込み得る。従って本発明の標的表示システムは制御可
能な可変の、コントラスト影像シーンを人間である観察
者に提供し、一方同時に人間には見えない、最良化され
たコントラストと最良化された明るさの影像シーン変調
を照準点感知装置へ提供し、それにより照準点コンピュ
ータに高度に正確な照準点を計算できるようにする。

【００２１】この発明のシステムの実施例は、それで半
分の水平ライン能力を有する非飛び越し走査の可能な観
察装置へ奇数番と偶数番とのフレームを提供する単一
の、高密度飛び越し走査影像フレームシステムから二つ
の個別のフレームを発生するために飛び越し走査フォー
マットを用いるけれども、そのシステムは、人間の視覚
システムには識別できないが多成層の多色あるいは単一
色影像投影及び検出システムに使用される特定電気光学
感知装置には識別できる特定のスペクトル的、時間的及
び空間的に符号化された影像を発生する幾つかの手段の
うちの一つに過ぎない。

【００２２】本発明の標的表示システムの応用は、市販
ビデオライン及びフレーム速度に、あるいは「奇数番」
及び「偶数番」フレームからの影像構成の市販方法に制
限されない。あるいは又本発明の標的表示及び検出シス
テムの応用は白黒、又はあらゆる二色の、ビデオ又は投
影システムに制限されない。天然色赤，緑，青システム
は発達する合成成層影像においても同様に有効であり、
そこでは特定の不連続範囲が一定色相及びコントラスト
として人間である観察者に現れ、一方同時に且つしきい
値下で、これらの不連続範囲は特定照準点電気光学感知
装置へ、人間の視覚感知能力以上の速度で独特に変調さ
れている範囲を提供するであろう。

【００２３】本発明のもう一つの好適な実施例は、人間
である観察者により感知されるような標的影像の可制御
且つ可変のコントラスト比を有する所望の効果を達成
し、一方同時に照準点感知装置へ最良化された明るさコ
ントラスト変調された標的シーンすなわち最良化された
明るさスペクトル変調標的シーンを同時に提供する。前
景，背景，及び複数標的範囲を具えている合成の完全な
ビデオ影像シーンが１影像フレームとして示される。そ
れは非飛び越し走査の方法で２個以上のサブシーンシー
ンフィールドの系列を順次に提供することにより構成さ
れる。各影像シーンフレームは個別のフィールド影像を
具えている 512水平ラインを有する各フィールドを有す
る、少なくとも二つの影像シーンフィールドから成って
いる。これらのフィールドは毎秒 100フィールドの速度
で提供される。この例に対しては、２個の連続して投影
されたフィールドを具えている各完全な影像フレームは
完成された影像シーンを表現する。この完成された影像
フィールドはその時２個の前述の成分シーンフィールド
をラスタ走査することにより1/50秒で達成される。これ
らの２個のサブフィールドのビデオ内容での差は特殊標
的範囲の回りの色又は明るさでの特定の不連続な変化と
なるであろう。

【００２４】これらの影像フレームの提供が、高速、リ
アルタイム影像操作コンピュータにより制御される。こ
れらの成分ビデオシーンフィールドは、毎秒 100フィー
ルドで、観察者に対して可視フリッカの無い速度で提供
され、且つ訓練生の視覚に対して一定のコントラスト，
色及び色相に見える種々の空間的に散開された標的影像
を有する最後に成層された合成影像シーンを発生するた
めに、複数の相互依存しているシーンフィールドへ特定
の時間的に定義された範囲の割り当てによって影像操作
コンピュータによる制御方法で順番に配列される。実際
には各完成されたシーンフレームは複数の変調された範
囲を有し、その各々が種々の可視標的の各々に関連して
いる。そのような変調された範囲は訓練生の照準点を決
定するための特定電気光学感知装置により容易に検出さ
れる。

【００２５】最後の合成影像を構成するために用いられ
る個別のシーンは前景シーンと、背景シーンと、訓練生
の観測できる標的シーンと、照準点標的光学的センサの
シーン及びデータ表示シーンを含んでもよい。これらの
シーンの源泉は生の予備的に記録されたビデオ影像、又
はコンピュータ発生影像であってもよい。これらの影像
はディジタル化され且つビデオシーンメモリ記憶バッフ
ァ内に維持されてもよいので、それらは影像操作コンピ
ュータにより変調されてもよい。

【００２６】図１は本発明システムの好適な態様の典型
的な一実施例であり、一方図10は本発明の幾つかの好適
な態様の共通な要素をそれから図解するブロック線図で
示したそのシステムの簡略図である。以下の説明から明
らかになるように、種々の本発明の態様は標的影像を変
調する方法において第一に異なっている。

【００２７】図１において、天井取り付け標的シーン表
示光学投影機22がスクリーン26上に標的シーン24を投影
する。上に照準点センサ32を取り付けられた武器30を操
作する訓練生28が標的シーン24の要素である標的34に武
器を狙う。武器の目線は36として見分けられる。電気ケ
ーブル38がビデオ出力モニタ42と入力キーボード44とを
有するコンピュータ40へ、システム接合点46を通して照
準点センサ32の出力を接続する。電力は図示してない電
源からコンピュータと標的シーン表示光学投影機へ供給
される。ケーブル48と48′とがシステム接合点46を介し
て標的シーン表示光学投影機22の入力端子へコンピュー
タ40の制御信号出力端子を接続する。コンピュータ40が
標的34を有する標的シーン24の表示を制御し且つ照準検
出システムセンサのデータ処理をも制御する。

【００２８】本発明の図面と説明とを単純化するために
ここには示されていないけれども、コンピュータ40は先
に述べたウイリッツ（Willits)他の特許明細書に述べら
れたような訓練を与えるために必要な要素を組み込んで
もよいことは理解されるべきである。

【００２９】図１に示されたように、本発明のシステム
は複数の訓練生を与えることができる。コンピュータ40
の能力以内であらゆる適度な人数が同時に訓練され得
る。付加的な訓練生は同じ参照番号によるが付加的訓練
生に対してはアルファベットの付加により図１に確認し
ている。更に、武器30はライフルを例示しているが、あ
らゆる手持ちの手動で狙い得るあるいは自動的に光学的
に追従する武器は本発明の範囲から離れること無くある
いは本発明のシステムにより与えられる訓練を低減させ
ること無くライフルに代用されることができることは理
解されなくてはならない。

【００３０】本発明の実施に関するコンピュータ40の一
定の要素が図10に示されている。コンピュータ入力キー
ボード44を有してもよい制御処理装置50（図式的に示さ
れている）がシステムへの操作者インタフェースを具え
且つシステムに装備されたあらゆる所定の訓練計画にお
ける種目の系列を制御する。直接操作者制御、プログラ
ムされたシーケンス制御、又は適応実行基準制御のいず
れかの下で、制御処理装置はバス54を介して表示処理装
置52へ表示選択指令の系列を与える。これらの表示選択
指令が結局標的シーン表示光学投影機22により訓練生へ
提供される影像の内容と系列とを制御する。

【００３１】表示処理装置52が制御処理装置50の指令の
下で、バス62により表示処理装置52が接続されている構
成要素シーン記憶バッファ60から組み立てられる適当な
ディジタル影像データを、バス58により表示処理装置52
が接続されているフレーム記憶バッファ56へ装荷する。
この組み立てられた可視影像データは内容においてのみ
ならず影像明るさとコントラスト比においても制御でき
る。表示処理装置52も「センサ最良化」されたフレー
ム、すなわち表示されるべき不可視に変調されたセンサ
影像の系列でのサブフレームを組み込むことが、本発明
の特別の特徴である。表示処理装置52はバス66により表
示処理装置が接続されている照準点処理装置64の動作を
同期化させるために、「センサゲート」信号をも作り出
す。センサ最良化されたフレームとそれらの有益な低コ
ントラスト標的シーンにおける使用とが、更に以下に説
明される。システム同期発生器68からバス66により与え
られたビデオ同期信号がフレーム記憶バッファ56へ同期
アクセスするために用いられるので、そのバッファへ更
新する間に影像雑音が発生しない。

【００３２】構成要素シーン記憶バッファ60は、表示処
理装置52によりリアルタイムアクセスと操作との間全体
フレーム記憶パッファ内に維持された予備的に記録され
且つディジタル化された多数のビデオ影像データを含ん
でいる。これらのバッファは70として図式的に示したよ
うに、ある種の高密度記憶媒体、典型的にはハードディ
スク駆動装置、ビデオカセット記憶装置、又はコンパク
トディスク読取専用メモリから、「オフライン」装荷さ
れる。

【００３３】フレーム記憶バッファ56は表示へ書き込み
且つ更新することが直ちに利用できるディジタル化され
たビデオ影像データを維持する。フレーム記憶バッファ
は適当な合成影像を表示処理装置52により装荷され、且
つシステム同期発生器68により発生された同期信号の制
御の下で系列で読み取られる。

【００３４】「フレーム」として示されるそのような合
成影像は、「フィールド」として示されるサブフレーム
から成っている。そのようなフレームは、別々に、本質
的には相互に同じ前景−背景形象を有する同じ全面的全
体画像シーンを含んでいる。完全な影像「フレーム」を
具えた順次に提供されるフィールドにおける形象の変化
は、全面的シーン内の各可視標的に関する特殊標的範囲
に丁度局限される。これらの特殊標的範囲は、順次のフ
ィールドからフィールドへ明るさにおいて規則的変動す
るように、あるいはフィールドからフィールドへ「色」
内容において変動するように、センサ手段へ現れるよう
に構成されている。更に、特殊標的範囲の明るさ又は色
相におけるあるいはそれらの両者におけるそのような変
動が、人間である観察者に見極めにくくなるであろう。
システム同期発生器68が特定ビデオドット，ライン，及
びこの表示システムにより使用されるフレーム速度に対
して適切なタイミング及び同期パルスを発生する。

【００３５】フレーム記憶バッファ56は標的シーン表示
光学投影機22を駆動するのに適当なアナログビデオ信号
への変換のために、バス74によりビデオA/D 変換器72へ
導かれている。あらゆる所望の帰線期間を発生するため
及び標的シーン表示光学投影機22により合成同期が要求
された場合に合成同期信号の編入のために、バス66上の
ビデオ同期信号がビデオA/D 変換器72により用いられ
る。

【００３６】標的シーン表示光学投影機22は、ビデオA/
D 変換器72からケーブル48上で受信されたディジタル又
はアナログビデオ信号のいずれかを、訓練生28及び照準
点センサ32の双方に必要な見える標的シーン24と標的34
とに変換するビデオ表示装置である。標的シーン表示光
学投影機22はあらゆる適当な種類のものあるいは代わり
のものであってもよく、直接景色に対して与えてもよ
い。標的シーン表示光学投影機22は前方投影又は後方投
影あるいは直接光景を設けられてもよい。

【００３７】照準点センサ32は、出力が最初に復調器76
により振幅及び位相の照準点センサの成分局面に復調さ
れる単一又は多重素子センサである。照準点センサの出
力端子は照準点処理装置64へバス78を介して導かれる。
照準点センサの出力はセンサ素子の数と、各素子の視
野、及び光学センサの各素子の視野内の表示された影像
の明るさ又はスペクトル変調の割合の関数である。

【００３８】照準点処理装置64は復調器76からの照準点
センサ復調信号と表示処理装置52からのセンサゲート信
号との双方を受信し、且つセンサが向けられている表示
上の点のＸ及びＹ座標を計算する。使用されたセンサの
種類とシステム動作のモードとに依存して、照準点処理
装置64はセンサとセンサが取り付けられている武器と
の、表示に対する傾斜角度を付加的に計算してもよい。

【００３９】このＸ，Ｙ座標と傾斜データとが、解析と
帰還とのために武器シミュレータ記憶装置80からのデー
タに沿って、Ｘ，Ｙ座標が記憶されている制御処理装置
50へ導かれる。

【００４０】制御処理装置50は、反動，発射計数，及び
武器装填を含むがそれに限定されない武器効果を設ける
ために武器シミュレータ記憶装置80と直接通信する。武
器シミュレータ記憶装置80は引き金圧力，撃鉄落下及び
武器制御の機械的位置を含むがそれに限定されない情報
を制御処理装置50へ中継する。訓練計画内の項目の系列
の解析，帰還表示，及び相互作用制御に対して利用でき
る動作データ記憶バッファ82内へ照準点処理装置64から
の武器照準データに沿ってこのデータが記憶される。

【００４１】先の討論において、ビデオ投影器システム
としての水平ライン能力の数の二倍を有するコンピュー
タ図形システム上に創造される飛び越し走査影像を使用
する本発明の方法が記載された。図１はこのシステムの
コンピュータ40と、標的シーン表示光学投影機22及びそ
のコンピュータ40により指令されるように投影される全
体シーン影像24を示している。

【００４２】図２は標的シーン変調を発生する飛び越し
走査方法を詳細に示している。図２では特定標的にだけ
関連しており、そこでは奇数番のラインがそれらの相当
する偶数番フィールドラインと異なっている特定範囲が
示されている。図２においては全体影像24A が標的シー
ン表示光学投影機22が投影する能力を有するので、水平
ラインの数の二倍を有するようにコンピュータ40内で合
成されるように示してある。この全体非飛び越し走査影
像24A に、１個の標的影像34A 及び独特に関連する範囲
84A が置かれている。この範囲84A の厳密な視覚的検査
から、奇数番ラインが偶数番ラインより暗いことが見ら
れ得る。

【００４３】コンピュータ影像データ84A は相互接続ケ
ーブル48を介して順次に再開始することにより、飛び越
し走査モードで、標的シーン表示光学投影機22へ送ら
れ、真先に奇数番ライン１−３−５……255 が独特な関
連する範囲84B と標的影像34Bとを含んでいるフィール
ド影像24B を形成するために、それから偶数番ライン２
−４−６……512 が独特な関連する範囲84C と標的影像
34C とを含んでいる偶数番フィールド影像24C を形成す
るために送られる。標的を含んでいない全体影像シーン
のすべてのその他の範囲では、奇数番フィールドは偶数
番フィールドと同じであり、且つ照準点センサ32又は訓
練生のいずれによっても区別され得ないであろう。

【００４４】図３は順次に投影された奇数番フィールド
24B と偶数番フィールド24C とを示している。訓練生は
標的影像34を含んでいる合成影像24として、毎秒16影像
フレームの速度で順次に投影されるこれらの影像を感知
する。標的への訓練生の目線は点線36として示されてい
る。照準36の照準点センサの相当する点を有する図１の
照準点センサ32は、相当する投影された視野が奇数番フ
ィールド影像24B 内と偶数番フィールド影像24C 内とに
点線86として示されているカッド・センサを具えてい
る。センサの視野86は全部のコントラスト条件の下でセ
ンサ出力信号を増強する目的のために維持された独特標
的関連範囲を具えている、視野の感知された交番する暗
く及び明るく変調された明るさフィールド範囲84B と84
C 上に理想的に集中して示されている。

【００４５】照準点センサ32の電気的応答時間は交番す
る二つの標的範囲84B と84C との間の明るさの変化の速
度より大幅に速いので、カッド・センサアレイを具えて
いるセンサの各々は、振幅が変化する明るさの独特の範
囲により覆われるセンサの範囲を指示でき、周期的な周
波数がフレーム速度の周波数の1/2 である、例えば毎秒
30サイクルのセンサ出力データを毎秒60フレーム表示が
発生する周期的出力電圧を発生するであろう。更に、照
準点センサ32を具える個別のセンサにより発生される周
期的データの位相は提供される各影像フレームの開始の
絶対時間間隔に関連し、図11, 12に関連する討論がこの
関連性を説明する。

【００４６】大きいシーン範囲の内側の光学照準感知の
ための特定の明るさ変調された範囲の発生に関する先の
記載は、黒と白の影像及び灰色の影に対するせのであっ
た。その方法は所望の飛び越し走査影像を発生すること
ができる商業的に利用できる図形コンピュータシステム
を用い、且つそれから毎秒16フレームのシステム速度で
奇数番フィールド影像と偶数番フィールド影像とを、こ
の影像フレーム速度が重要な特定標的範囲に対して毎秒
30サイクルの明るさ変調される速度を作り出したような
適当な観察装置又は投影装置へラスタ走査する。

【００４７】図４は、先に説明した影像と類似している
が異なる方法で開発された投影された影像を発生する本
発明のもう一つの好適な実施例を図解している。更に、
それらは黒と白又は赤緑青ビデオ投影システムにおいて
でも天然色と色の影であり得る。

【００４８】図10の回路と共に使用された場合に図４の
システムは、先に説明した方法で飛び越し走査された単
一影像シーンフレームを縁取りする代わりに、２個以上
の個別のシーンフィールドを成層することにより完全な
影像シーンフレームを創造する。これらのシーンフィー
ルドの各々は、個別に、投影手段として垂直及び水平ラ
インの同じ数を有する。これらのシーンフィールドの各
々は、２個以上のフィールドが最終影像シーンを完成す
るために必要であるとしても、最終合成標的シーンシー
ン24を創造するために表示投影機へ高速度でライン順次
にラスタ走査される。

【００４９】３個の成層されたフィールドが人間に観察
される標的シーンフレームを完成するために必要な場合
には、その表示システムは１−２−３……フィールドシ
ーン１−２−３……の周期的フレーム速度を有しねばな
らない。かくして、変調された速度は完全な合成視覚シ
ーンに対して必要な影像シーンフィールドの数により分
割されたフレーム速度でなくてはならない。従って、こ
れらの個別のシーンフィールドの成層を具えている合成
シーンに対して、個別のシーン変調速度は合成フィール
ド速度の1/3 でなくてはならない。人間である観察者に
より観察されるような、全体の合成影像シーンは、正常
な背景前景景色内へ混ぜられた種々の大きさのシルエッ
トの正常な多標的シーンとして現れる。照準点センサ32
の光学軸が特定の標的範囲に向けられた場合には、照準
点センサがしきい値下の明るさ又はスペクトル変調され
た各個別の標的影像シルエットに関連する範囲を検出
し、それにより特殊の標的が指摘される明るさ又はスペ
クトル変調された特殊標的に関連するセンサ手段の照準
点を独特に指示できる周期的な電気的出力データを発生
する。

【００５０】図示のようなカッド・センサ電気光学感知
手段に関係するような、この明るさ変調された特殊標的
範囲の特定の物理的光学的大きさは理想化されており、
ウイリッツ（Willits)他の米国特許第4804325 号にその
特許明細書の図９と一緒に説明されている。その特許明
細書の討論においては、理想化された照明範囲は容易に
は達成できない「照明の不均一放散源」として記載され
ている。本発明のこの実施例においては、図４の明るさ
又はスペクトル的に変調された特殊標的範囲84は、ウイ
リッツ（Willits)他の特許明細書に記載されたような所
望の物理的範囲パラメータに整合するように特に発生さ
れる。更に、特殊標的範囲はその特殊目標範囲に高度に
選択的な高信号対雑音比、照準点センサに対する変調さ
れたエネルギーの照準点源を運転するために与える明ら
かな利点を与えるような方法で変調される。そのような
範囲変調は特定特殊標的範囲に関連する付加的データを
与えるためにも使用され得て、センサはその範囲の周期
的位相のおかげで、表示の全体影像フレーム周期的速度
に対する時間的及び空間的関連生を検出する。

【００５１】各特定標的影像シルエットに関連する独特
の明るさ変調された範囲は、「変調された明るさ」とし
て一般的に説明されてきた。明確に言えば、この独特の
範囲は、標的影像合致の時間の特定期間にわたって、特
定照準点、重要な特殊標的範囲に関係するので、検出の
可能性のセンサの要求と影像シーン明るさ、色相、又は
コントラストでの検出され得ない変化のしきい値下の人
間の視覚的影像要求との双方を満足させるために必要な
明るさ変調のあらゆる割合を有して、電気光学的に構成
され得る。

【００５２】図４〜９は人間である観察者により感知さ
れるような標的シルエット34を有する標的影像シーン24
を表示している標的シーン表示光学投影機22を図式的に
示している。感知されるシーンは迅速に且つ反復して投
影される２個の順次に投影されるフィールド影像から実
際には構成される。フィールド24A と24B とは各々、投
影されたフィールド24A の特殊標的範囲84と投影された
フィールド24B の特殊標的範囲84C とを除き、色相，コ
ントラスト，及び明るさについて同じシーンを有してい
る。

【００５３】感知される標的影像シーン24の特殊範囲84
を取り囲む一般の範囲において、黒と白との表示に対す
る平均シーン明るさが、より暗いシルエットを除いて、
最大システム影像明るさの約75％である場合には、影像
「フィールド」24A の個別の特殊範囲84は、零％明るさ
にあるシルエット34B を除き、50％明るさになる。影像
フィールド24B の個別の特殊範囲84C は50％明るさであ
る標的シルエットを除き、 100％の明るさになる。これ
らの２個のフィールド24A 及び24B が人間である観察者
の視覚的検出能力以上の速度で順次に提供されるので、
感知される投影された影像24は可視照準点として丁度標
的シルエット34を有する回りのシーン24内へ混合する特
殊範囲84を感知できないで含む。特殊標的範囲の変調の
割合が、そのようなシーン範囲が単色又は天然色のいず
れであっても、シーン相対明るさの５％〜 100％のあら
ゆる所望の値へ提供され得ることが本発明の特徴であ
る。

【００５４】種々の単色と多色との特殊の変調された範
囲84の最初の開発において、図４，５が、これらの例に
対して、コンピュータにより使用される三色（赤緑青）
ビームの明るさの種々の割合を示している。このコンピ
ュータシステムでは、Amega3000コンピュータシステム
が用いられ、そこではそのシステムは色の4096の異なる
色相が可能であり、相対明るさのすべての割合で制御で
き且つ赤緑青投影手段により再現可能である。

【００５５】図５は、色「白」は全部の三原色、赤，緑
及び青投影銃がオンされ且つ「白」を発生するために等
しい明るさであることを必要とし、一方「黒」を達成す
るためには三原色銃全部がオフされねばならない、黒白
単色標的範囲シーンを現している。

【００５６】図６は単一の原色の緑色が用いられている
もう一つの単色計画を現している。図６においてはスペ
クトル変調である色変調器は可視緑スペクトルにある。
特殊範囲84は標的範囲34の外側で 100％明るさとその明
るさの56％迄の間で変調される。標的範囲34は56％〜０
％変調された明るさである。

【００５７】広い帶域幅センサとして動作している場合
には、センサ手段は色高感度ではなく、且つ特殊範囲84
のフィールド〜フィールドの明るさ変化で約50％の正味
変調を経験する。

【００５８】図７は本質的に先の討論において説明した
のと同じである。特殊変調範囲84は所望の範囲変調を達
成するために二つの原色を使用する。

【００５９】図８は、センサ手段へ明るさの独特の変調
を提供し、一方人間である観察者に感知し得ないように
前景／背景範囲24内へ混合する標的シーン84を同時に提
供するような方法で全部混合される、三原色、赤，緑及
び青から構成された標的シルエット34を含んでいる特殊
変調された範囲84を示している。

【００６０】図９は図８に対して説明されたものと同じ
であり、そこではシステムの三色能力を使用される。

【００６１】図11と図12とは全体シーン範囲に関連して
各標的シルエットの特殊明るさ変調された範囲の空間的
位置に依存して、図１で三人の訓練生の照準センサの各
々からの周期的照準センサ出力データ内の相対位相差を
図解している。図１の標的影像シーン24は３個の標的シ
ルエット34, 88及び90を含んでいるビデオ投影された合
成シーンとして示されている。図11, 12においては、こ
れらの３個の標的の各々が静止していると想定され且つ
可視影像フレーム24はそれぞれが標的シルエットの各々
に関連する特殊明るさ変調された範囲を発生するために
フレーム当たり２個のフィールドシーンを成層すること
から構成されている。

【００６２】図11はフィールド(1) に対するＸ，Ｙ及び
Ｚとフィールド(2) に対するＸ，Ｙ及びＺとして示され
る各シーンフィールドの３個の特殊標的範囲を示してい
る。フィールド(2) においては、特殊標的範囲Ｘ，Ｙ及
びＺは、フィールド(1) 特殊標的範囲より50％暗い。従
って、偶数フィールド番号特殊範囲は奇数フィールド番
号特殊範囲より50％暗いので、且つこれらのフィールド
が毎秒60フィールドの一定速度で順次に提供される場合
には、この照準センサは、これらの特殊の変調された範
囲を獲得するに際して、周期的出力データを発生し、そ
の振幅及び表示の全体シーン範囲時間フレームに対する
位相関係とが図12に示されており、その図はセンサ32,
32A 及び 32Bにそれぞれ相当するセンサ出力Ａ，Ｂ及び
Ｃを示している。

【００６３】図11において、時間はフィールド１のＴ₁
において開始し、コンピュータビデオ出力が左から右へ
水平影像ラインを着色し、次の水平ラインが全部の影像
フィールドが時刻Ｔ₂において完成され且つ投影される
までこの下に順次に着色される。時刻Ｔ₂はフィールド
(2) の水平影像ラインとして投影され且つ着色されるべ
き次のフィールド影像シーンの開始でもあり、Ｔ₃はフ
ィールド(3) の水平影像ラインとして投影され且つ着色
されるべき次のフィールド影像シーンの開始であり、Ｔ
₄はフィールド(4) の水平影像ラインとして投影され且
つ着色されるべき次のフィールド影像シーンの開始であ
って、以下同様である。

【００６４】これらの特殊明るさ変調された影像範囲の
開始は、影像フィールド(1) の時刻t₁, t₂及びt₃、影像
フィールド(2) の時刻t₄, t₅，t₆、影像フィールド(3)
の時刻t₇, t₈，t₉、及び時間順次に示されたように示さ
れている。

【００６５】図12の時刻参照符号Ｔ₁，Ｔ₃，Ｔ₅…以
下同様の点に対するセンサ出力電圧位相関係の観察か
ら、各独特の範囲が周期的出力電圧を発生し、その位相
は各影像「フレーム」開始時刻Ｔ₁，Ｔ₃，Ｔ₅…以下
同様の時間領域に関係していることが分かる。

【００６６】再び図４を参照して、標的シーン表示光学
投影機22が人間である観察者により感知されるような、
単一標的シルエット34を有する標的影像シーン24を表示
して示されており、そこで、実際には、影像シーン24は
二つの別々の影像フィールド24A と24B から構成されて
いる。

【００６７】先の図４の討論は図１の照準点センサ32か
ら周期的振幅変調出力をもたらす特殊明るさ変調された
範囲84及び84C の部分を与える。図４の特殊範囲84のそ
のような変調は、照準点センサの光学通路内へスペクト
ル選択フィルタを挿入し、且つ図13に示したようなスペ
クトル変調を実行するようにビデオ表示システムの天然
色能力を用いることにより、図４の特殊範囲84のスペク
トル変調を達成することによっても、有利に達成され得
る。

【００６８】単純に描くために図13は照準点センサ32の
光学構成要素のみを示している。対物レンズ92がレンズ
92のバックフォーカル平面96内の広スペクトル高感度カ
ッド検出器アレイ94上に84′として標的シルエット34を
有する特殊変調された範囲84を影像する。この広スペク
トル高感度カッドセンサと対物レンズとの間に特殊スペ
クトル選択フィルタ98が挿入される。フィルタ98は図４
〜図９内の個別のフィールド24A 〜24B 上に合成された
ような合成多色形象を発生するのに用いられる１個以上
の原色に選択的に整合するために、所望のようなスペク
トル帶域通過特性又は帶域消去特性のいかなる特性でも
有し得る。個別のフィールド影像内の個別の原色のその
ような混合は、特殊変調範囲84内及び回りの範囲の形象
の整合色相として訓練生により感知されるであろう。照
準点センサへ順次に提供されるこれらのスペクトル的に
異なる色フィールドを目立って有する標的点センサと、
その標的点センサの広帶域センサの光学通路内の特別に
整合されたスペクトル消去フィルタを有する標的点セン
サの光学素子とは、特定の順次に提供される影像フィー
ルドに関連する明るさを少ししか又はまったく持たず、
且つ従って振幅が変調され且つ速度又は周波数がフィー
ルド提供速度と毎秒当たりのフレーム当たりのフィール
ドの数との関数である周期的出力データを発生するであ
ろう。かくして、センサ出力データは先に討論した方法
と同様に開発される。

【００６９】図14は、図13の本発明システムにおいて討
論されたようなスペクトル明るさ変調範囲の実行のため
に、赤緑青ビデオ投影された影像の相対スペクトル内容
を示している。更に、図13のフィルタ手段98は図14に示
したような低域通過フィルタ又は高域通過フィルタと同
時に（図示してない）帶域通過型フィルタのいずれかの
特性を有してもよい。

【００７０】単純化のために図13のセンサ手段94の帶域
幅高感度要求は図14には示されていない。理想的には、
赤緑青の原色に対してこのセンサ94は 400nm〜800nm の
可視帶域幅にわたって、一様な感度を有さねばならな
い。更に、センサ手段自身がスペクトル的に選択できて
もよく、且つそれ故に、挿入されるスペクトルフィルタ
に対する必要生を予め排除する。

【００７１】この開示に記載した特殊範囲変調の種々の
方法に加えて、特殊範囲変調のその他の方法がこの技術
に熟達した人々には明らかになり、一つのそのような方
法は光の偏光特性に基づく明るさ変調である。

【００７２】前記の記載から、本発明は記載された装置
に固有であるその他の利点と一緒に述べられた目的の各
々を達成するために良好に適用されることは明らかであ
る。更に、ある特徴とそれへの再結合とが有効であり且
つ他の特徴と再結合を参照すること無く用いられ得るこ
とは理解されねばならない。特に、本発明の幾つかの記
載された実施例においては、標的を取り囲む目には見え
ない高コントラスト範囲を含む標的表示を設ける特定の
方法と手段、及び指示された標的を識別するための手段
が記載されていたことは理解されるべきである。かくし
て記載されたとしても、高コントラスト又は低コントラ
スト標的シーンのいずれかで標的を不可視に強調し、且
つこの結果を達成するためにビデオ表示投影機及びそれ
らのビデオ駆動機を使用するためのその他の手段は、類
似の結果を達成するために記載されそれらに対して代用
され得ることは明らかである。ここでは本発明の詳細な
記載は本発明の好適な実施例に関してであった。しかし
ながら、変形及び修正が上記の記載されたような及び添
付の特許請求の範囲に規定されたような本発明の精神及
び範囲以内で達成され得ることは理解されるべきであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の影像投影及び検出システムの斜視図で
ある。

【図２】この投影手段による「飛び越し走査」に先立つ
シーン範囲変調を発生する「飛び越し走査」方法の図解
的な表現である。

【図３】観察者により観察されるような、且つ本発明の
センサにより交互に観察され且つ個別に感知されるよう
な、可視シーンフレームを具えている２個の個別のシー
ン「フィールド」の図解的な時間系列図である。

【図４】非飛び越し走査であるがシーン範囲変調を発生
する成層方法の図解的な表現である。

【図５】黒白単色標的範囲シーンを現している。

【図６】単一の原色の緑色が用いられているもう一つの
単色計画を現している。

【図７】背景が青−緑で、標的が青−黒の標的範囲シー
ンを現している。

【図８】三原色、赤，緑及び青から構成された標的シル
エットを含んでいる特殊変調さ標的範囲シーンを示して
いる。

【図９】図８と同じく、三原色、赤，緑及び青から構成
された標的シルエットを含んでいる特殊変調さ標的範囲
シーンを示している。

【図１０】本発明の好適な実施例を示しているブロック
線図による概略図である。

【図１１】標的影像シーンと標的照準点係合との間の空
間的−位相−時間関係を示す図であり、各フィールドに
おける３個の特殊標的範囲の状態を示ている。

【図１２】標的影像シーンと標的照準点係合との間の空
間的−位相−時間関係を示す図であり、３個の特殊変調
範囲を獲得するに際して発生する周期的出力データの振
幅及び表示の全体シーン範囲時間フレームに対する位相
関係とを示している。

【図１３】選択的スペクトルフィルタ手段を使用する照
準点センサの好適な実施例の光学的概要図である。

【図１４】典型的な赤，緑，青投影システムとそこに使
用されるセンサシステムに適用されるスペクトル選択フ
ィルタとの相対スペクトル特性を図解している。

【符号の説明】

22 天井取り付け標的シーン表示光学投影機 24 標的シーン（合成影像） 24A 全影像 24B 奇数フィールド影像 24C 偶数フィールド影像 26 スクリーン 28, 28A, 28B 訓練生 30, 30A, 30B 武器 32, 32A, 32B 照準点センサ 34 標的（標的シルエット） 36, 36A, 36B 訓練生又は武器の目線 38, 38A, 38B 電気ケーブル 40 コンピュータ 42 ビデオ出力モニタ 44 入力キーボード 46 システム接合点 48, 48′ケーブル 50 制御処理装置 52 表示処理装置 54, 58, 62, 66, 74, 78 バス 56 フィルタ記憶バッファ 60 構成要素シーン記憶バッファ 64 照準点処理装置 68 システム同期発生器 70 ハードディスク又はコンパクトディスク読取専用メ
モリ 72 ビデオＤ／Ａ変換器 76 復調器 80 武器シミュレータ記憶装置 82 動作記憶バッファ 84, 84′標的範囲 88, 90 標的シルエット 92 対物レンズ 94 広スペクトル高感度カッド検出アレイ 96 バックフォーカル平面 98 特殊スペクトル選択フィルタ

フロントページの続き (72)発明者サミュエルピーウィリッツアメリカ合衆国イリノイ州 60010 バーリントンショーアラインロード 417 (72)発明者スティーブンヴィーパウロウスキーアメリカ合衆国イリノイ州 60103 ハノーバーパークジャクソンストリート 677

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記憶された可視影像標的シーンを標的ス
クリーン上に発生するための背景表示手段と、１個以上の可視標的を静止してか又は動いているかのい
ずれかで、前記１個以上の可視標的と前記可視影像標的
シーンとの間の制御できる可視コントラストにより、前
記可視影像標的シーン上に示すための発生手段であっ
て、該発生手段は更に、１個以上の不可視に変調された
範囲を表示するための手段を前記１個以上の可視標的に
対応して１個づつ具えている可視標的発生手段と、前記標的シーンと前記１個以上の標的とを狙い得て且つ
前記１個以上の不可視に変調された範囲に感応し且つセ
ンサ手段に対して前記１個以上の不可視に変調された範
囲のうちの１個の位置を指示できる出力信号を発生する
ように動作できるセンサ手段と、前記可視影像標的シーンとその上に発生された前記１個
以上の標的とをそれらの間の前記制御できるコントラス
トを与えるように制御するために前記背景表示手段へ接
続された計算手段であって、前記センサ手段に対して前
記１個以上の標的のうちの前記１個の影像の位置を計算
するために、前記センサ手段出力信号を有効に使用する
ように前記センサ手段へ接続された計算手段と、を具え
ている武器の実際の発射の必要無しにそれらの武器の使
用における武器操作者を訓練するための模擬システム。
【請求項２】前記計算手段が前記１個以上の標的の中
で相対明るさの周期的変化を制御するためのスペクトル
的に選択できる明るさ変調手段を具えている請求項１記
載の模擬システム。
【請求項３】前記変調手段が人間である観察者に識別
できないように一時的速度で相対明るさの前記周期的変
化を中断する請求項１記載の模擬システム。
【請求項４】明るさの前記周期的変化が予定されたデ
ータ周波数速度で発生される請求項３記載の模擬システ
ム。
【請求項５】前記センサ手段出力信号が、予備選択数
のセンサ素子であって、該各センサ素子はある視野を有
し、且つ該各視野は前記センサ手段に対して前記１個以
上の変調範囲のうちの前記の１個の前記位置の影像の明
るさのある割合を含んでいるセンサ素子を機能的に具え
ている請求項１記載の模擬システム。
【請求項６】前記センサ手段出力信号が、予備選択数
のセンサ素子であって、該各センサ素子はある視野を有
し、且つ該各視野は前記センサ手段に対して前記１個以
上の変調範囲のうちの前記の１個の前記位置の影像のス
ペクトル変調のある割合を含んでいるセンサ素子を機能
的に具えている請求項１記載の模擬システム。
【請求項７】スペクトル変調の前記の割合が前記視野
相対明るさの５％〜100％にあり得る請求項６記載の模
擬システム。
【請求項８】スペクトル変調の前記の割合が前記視野
相対明るさの１％〜100％にあり得る請求項６記載の模
擬システム。
【請求項９】前記可視影像標的シーンを狙い得る前記
センサ手段が 200〜2000ナノメートルのスペクトル帶域
幅を通して一様な電磁気的エネルギー感度を有する請求
項１記載の模擬システム。
【請求項１０】前記可視影像標的シーンと前記１個以
上の可視標的のうちの前記の１個とが、明るさ変調の特
定範囲を前記可視影像標的シーン上に発生するように、
フレーム当たり少なくとも２個の合成成層影像フィール
ドシーンを具える請求項１記載の模擬システム。
【請求項１１】前記可視影像標的シーンと前記１個以
上の可視標的のうちの前記の１個とが、人間の視覚能力
により検出できない予定された速度で波形がフィールド
からフィールドへ同時に周期的に変化する電気的データ
を発生するために、前記各可視標的のうちの１個に関す
る前記不可視に変調された範囲のうちの１個を含む請求
項１記載の模擬システム。
【請求項１２】前記波形の振幅が前記不可視範囲のフ
ィールド表現に対する前記フィールドの相対明るさの差
に関連する大きさの程度を示し、且つ前記波形は更に各
影像フィールドのラスタ走査の開始時刻と前記センサ手
段により係合される前記フィールド内の各特定標的影像
の特定位置とに関する特定位相関係を示す請求項11記載
の模擬システム。
【請求項１３】前記センサ手段が前記標的シーン内の
前記可視影像標的シーンをスペクトル的に選択できる弁
別器であり、且つ視覚的に感知された色彩影像に無関係
に前記センサの出力信号の高い信号対雑音比を保証する
ように、予備選択された周波数で色彩的に変調された特
定範囲を有する請求項１記載の模擬システム。
【請求項１４】前記可視影像標的が単色である請求項
13記載の模擬システム。
【請求項１５】前記可視影像標的が完全に色彩的であ
る請求項13記載の模擬システム。
【請求項１６】前記計算手段が、単色又は完全色彩色
相で、生のビデオ形象と予備記録された本物らしい形
象、及びコンピュータで発生した図式的形象から選択的
に表示される不連続で且つ個別の可視影像標的シーンの
混合を提供し、不連続で且つ個別のシーンの前記混合が、環境と種々の
時刻とに関連する真の生の標的を武器操作者に提供する
ように選択的に制御された前記１個以上の可視標的を含
んでおり、且つ前記計算手段が、前記可視標的シーンの
前記武器操作者に感知された明るさとコントラストに無
関係に、背景／前景標的明るさに関係する高コントラス
ト比の前記しきい値下標的識別範囲パターンの形態で前
記不可視パターンを前記センサ手段へ提供する、請求項
13記載の模擬システム。
【請求項１７】記憶されこた可視影像標的シーンがそ
の上に発生される背景表示手段を与えるステップと、前記可視影像標的シーン上に示すための少なくとも１個
の可視標的を発生するステップと、そこに関連する不可視に変調された範囲を、前記各可視
標的に対して同時に発生するステップと、前記可視標的を狙え且つ前記不可視に変調された範囲を
感知できるセンサ手段を与えるステップと、前記センサ手段に対して前記不可視に変調された範囲の
位置を示すために前記センサ手段から出力信号を発生す
るステップと、及び前記センサ手段に対して前記可視標
的の位置を決定するための前記センサ手段からの前記出
力信号からデータを処理するステップと、を含んでい
る、全体標的シーンがコントラストで変化でき、且つ標
的シーンに対して明白なコントラストが制御され得る１
個以上の個別の標的を含み、且つ不可視標的増強コント
ラストを含む武器訓練模擬に使用するための標的シーン
を発生する方法。