JPH11108596A - 弾痕検出装置および射撃自動採点装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複数の弾丸が近接して又は重なって標的を貫通
しても、それらの弾痕を互いに区別して、しかも迅速に
検出できる弾痕検出装置の提供。 【解決手段】弾丸が標的を貫通する際に、弾丸の熱と、
弾丸と標的との間で発生する摩擦熱とにより、標的にお
ける弾丸貫通部の温度は標的の材質いかんに拘らず僅か
に上昇する。標的４を赤外線カメラ１で撮像し、標的４
の熱画像の信号をプロセッサ２へ送る。プロセッサ２
は、その熱画像信号の各画素の温度と該熱画像１フレー
ム分の全画素の温度の平均値との差から、温度上昇があ
り、しかも温度上昇値が閾値を越えた画素を検出し、そ
れら画素の集まりで形成される円形領域を認識し、その
円形領域の重心を弾痕の中心点（命中点）とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、小火器の射撃訓練
において射撃された標的の弾痕（標的面の弾丸通過痕
跡）を検出する装置及びその弾痕の位置から射撃の成績
を評価する装置に関し、詳しくは拳銃、エアピストル、
ライフル、エアライフル等の小火器の射撃手が弾丸を発
射する度に弾痕を直ちに検出し、その弾痕の位置を印し
た標的の画像を射撃手に示し、さらに射撃成績を自動的
に生成する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】拳銃、エアピストル、ライフル、エアラ
イフル等の小火器の射撃能力を向上するための射撃訓練
では、小火器で射撃した標的の弾痕を自動的に検出し、
標的における該弾痕の位置と数とから射撃の成績を採点
する射撃自動採点装置が用いられている。射撃訓練で
は、射撃をしながら弾痕を視認し、照準と弾痕との差
（距離）および照準からの弾痕のずれ方向を弾丸発射の
度に確認し、射撃をしながら照準の癖を修正することが
望ましい。標的図形は同心円であることが多いが、同心
円の標的図形を射撃するときの照準は同心円の中心にあ
る。この場合、照準と弾痕との差及び照準からの弾痕の
ずれ方向は、弾痕位置の符号を標的画像に重ねてディス
プレイに表示すれば、射撃手には一見して認識できる。
そこで、射撃自動採点装置では、射撃手の視認範囲にデ
ィスプレイを置き、自動的に検出した弾痕を弾丸発射後
直ちにそのディスプレイに表示するようにしている。

【０００３】射撃自動採点装置としては、従来から各種
のものが知られ、民間の競技用射撃場や公的射撃訓練機
関で採用されている。これ等の射撃場で採用されている
自動採点装置では次のような方式で自動的に弾痕を検出
している。

【０００４】第１の弾痕検出方式は衝撃センサ方式であ
る。衝撃センサ方式では、標的に組み込まれ又は標的を
囲むように標的の外縁に配置された複数の衝撃センサ
で、標的に弾が当たった時に標的に生じる衝撃波を検知
し、それぞれの衝撃センサが検知した衝撃波の時間差を
演算して、その時間差から標的における弾丸通過位置を
決める。

【０００５】第２の弾痕検出方式は画像処理方式であ
る。画像処理方式では、ＣＣＤカメラで標的を撮像し、
標的の光学画像を生成し、該光学画像を画像処理プロセ
ッサで処理し、標的における弾痕の位置を決める。

【０００６】第３の弾痕検出方式は電気方式である。電
気方式では、導電性の特殊材質で標的を形成し、弾丸が
その標的を通過した時に通電信号が生じるように電気回
路を構成し、その通電信号に基づき標的における弾丸通
過位置を検出する。

【０００７】その他に、小火器に関するものではない
が、鋼板を標的として戦車砲で射撃したときの射撃評価
をする装置が特許公報第２５０５３６３号に記載されて
いる。この公知文献では、砲弾が鋼板に侵徹する際に鋼
板の侵徹部の温度が１０００度以上の高温になることに
着目し、その高温状態を赤外線検出器で検出しようとし
た実験の結果が示されている。この実験によれば、射撃
時の砲口火焔が赤外線検出器の視野に入り、射撃直後に
は命中位置を検出できず、また砲弾が鋼板を侵徹した時
には侵徹部の金属が燃焼するが、その燃焼範囲は短時間
に周辺部分に広がるので、命中位置を正確に判断するこ
とはできないとしている。このように、特許公報第２５
０５３６３号では、戦車砲弾の命中位置を赤外線検出器
で検出することを実験で検証したが、実用に供し得る程
度には命中位置を検出できないと結論づけている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述の衝撃センサ方式
では、衝撃波を検知するためのセンサを標的本体または
標的の外縁に設置せねばならない。また、採点の精度を
確保するためには、複数のセンサを然るべき位置に高い
精度で取付けねばならない。さらに、弾丸が標的の表面
に対し斜めに入った場合、実用上必要な程度の検出位置
の精度を得ることは困難である。その上、複数の衝撃セ
ンサで衝撃波を検知し、各センサの検知時刻の差から弾
痕位置を算出するから、複数の衝撃センサの感度が不均
一であると、検知位置の精度が低下するので、衝撃セン
サの選択において経費が嵩む。また、標的の材質に均一
性を欠く部分があると衝撃波の伝搬速度が不均一とな
り、弾痕の位置検出精度が低下する。画像処理方式で
は、標的の光学画像における弾痕領域と弾痕のない領域
との画素の輝度の相違および弾痕領域のパターンの定形
性から弾痕領域を検出する。標的には標的図形（通常は
複数の同心円）が印刷されており、標的図形の輝度と弾
痕の輝度との相違が小さいし、標的には既に先の射撃で
形成された弾痕や何らかの傷が付いていること多いの
で、弾痕検出のための画像処理ではパターン認識技術を
適用している。ところが、パターン認識には複雑な信号
処理を要する。そこで、画像処理方式による弾痕検出で
は、弾丸発射から弾痕検出及び弾痕の表示までの時間は
射撃手が心理的に待ち遠しさを感じる程度の長さにな
る。即ち、この弾痕検出時間の長さは、射撃訓練の進行
において射撃手に違和感を感じさせる。そのうえ、画像
処理方式では、ＣＣＤカメラで撮像した標的の画像が標
的の明るさに応じて影響を受け、その明るさが射撃成績
の採点精度に微妙に影響を与えるので、標的の照明のた
めに照度と安定度の高い照明装置が必要である。屋外で
射撃するときは、天候や日照の変化が標的の明るさに大
きく影響するから、画像処理方式では採点の安定性が屋
内におけるよりも低下する。

【０００９】さらに、画像処理方式では、連続して同一
の標的を射撃したときに、標的上の同一位置に弾丸が当
ると、二発目及びそれ以降の弾痕は検出できない。同一
位置の弾痕は常にだだ１つの弾丸のみの通過跡と見做し
てしまうというこの欠点は、画像処理方式では原理的に
解決できず、画像処理方式にとって避けることのできな
い弱点である。また、画像処理方式では、標的に多数の
弾痕があると、新たな弾痕と既にある弾痕との区別が困
難になるから、連続し繰り返して同じ標的を射撃するこ
とできず、標的の寿命が短い。

【００１０】前述の電気方式では、標的の材質が導電性
の特定のものであり、標的が高価である。さらに電気方
式では、自動採点を可能にする弾痕数の上限値が比較的
小さいので、標的の寿命が短い。

【００１１】そこで、本発明の目的は、弾痕位置の検出
精度が高く、弾丸の発射から弾痕の検出までの時間が短
く、複数の弾丸が標的の同一位置に命中したときも互い
に別の弾痕として検出でき、多数の弾痕が既に形成され
ている標的に新たに弾丸が撃ち込まれたときには、既存
の弾痕とは区別して新たな弾痕として検出することによ
り標的の寿命を延長できる弾痕検出装置および射撃自動
採点装置の提供にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】小火器用の標的は紙など
でなり、小火器の弾丸が命中するとその弾丸は標的を貫
通する。このような標的を弾丸が貫通する際、弾丸と標
的との間で発生する摩擦熱および弾丸自体の熱により、
標的における弾丸貫通部の温度は標的の材質いかんに拘
らず僅かに上昇する。赤外線カメラがその標的を撮像
し、標的の熱画像信号を生成し、出力する。信号処理装
置は、その熱画像信号を受け、標的において温度上昇の
あった領域を感知し、その温度上昇のあった領域を弾丸
貫通領域、すなわち弾痕と認定し、弾痕の位置データを
生成する。かくして、弾痕が検出される。

【００１３】信号処理装置は、弾痕の位置データから、
射撃の成績を評価し、評価点を算出する。そして、信号
処理装置は弾痕の位置に弾痕の符号を生成する。標的に
は赤外線反射シールなどの基準点部材を予め貼付してお
く。また、標的図形を記憶手段に予め記憶しておく。赤
外線カメラで撮像した標的の熱画像から基準点部材の熱
画像を抽出し、記憶手段から読み出した標的図形をその
基準点に基づき修正することにより、赤外線カメラから
見た標的図形を生成する。赤外線カメラから見た標的図
形を修正標的図形と称する。修正標的図形にその弾痕位
置符号を重ねた画像を生成し、その弾痕表示画像として
表示装置へ出力する。

【００１４】射撃されないときには、標的の全域は環境
温度に安定化している。この標的が射撃されると、弾痕
領域だけで急激に温度が上昇する。小火器用の標的は紙
などの薄い材料でなり、熱容量が小さいから、その温度
は極く短時間に環境温度に戻る。このような小火器用の
射撃標的の性質があるから、赤外線カメラで得られる熱
画像で温度上昇領域を抽出するには、標的の熱画像にお
ける温度変化だけを検出すればよい。標的の熱画像にお
ける温度変化は、例えば標的の熱画像全域の平均温度と
熱画像の各画素の温度とを比較することにより容易に検
出できる。先に述べたように、従来の射撃自動採点装置
における弾痕検出方式の一つである画像処理方式では、
パターン認識が必要であった。これに対し、本発明の弾
痕検出装置および射撃自動採点装置では、熱画像におけ
る画素の温度の比較だけで正確に弾痕を検出できるか
ら、弾痕検出のための信号処理が単純であり、したがっ
て弾痕検出が短時間で行え、ひいては弾丸発射から極く
短い時間に標的画像に弾痕を表示できる。

【００１５】本発明は、前述の課題を解決するために、
具体的には次の手段を提供する。

【００１６】拳銃、ライフル銃等の小火器の射撃訓練
のための標的を撮像し、該標的の熱画像の信号を生成す
る赤外線カメラと、該熱画像信号を処理し、該熱画像に
おける所定時間内の温度の上昇が所定の閾値以上である
領域の内側を弾痕として検出する信号処理装置とを備え
る弾痕検出装置。

【００１７】前記標的の少なくとも３箇所に設けられ
た赤外線反射シール又は点熱源でなる基準点部材と、前
記標的に描かれた標的図形を予め記憶しておく記憶手段
とを備え、前記信号処理装置は、前記熱画像における前
記弾痕の位置に弾痕を表す符号を生成するとともに、前
記熱画像における前記基準点部材の位置に基づき前記記
憶手段から読み出した前記標的図形を修正し、前記赤外
線カメラから見た該標的図形を修正標的図形として生成
し、該修正標的図形に前記符号を重ねた弾痕表示画像を
生成することを特徴とする前記に記載の弾痕検出装
置。

【００１８】前記標的に弾丸が命中したことを前記熱
画像における温度上昇が示す時を弾丸命中時とし、また
前記小火器から弾丸が発射されたことを示す発射信号の
受信から推定される弾丸命中時を推定弾丸命中時とする
とき、前記信号処理装置は、前記弾丸命中時または推定
弾丸命中時の前記熱画像から検出した弾痕の位置の符号
を記憶する手段を有し、前記弾丸命中時または推定弾丸
命中時から一定の期間には該弾痕位置記憶手段に記憶し
た前記符号を前記修正標的図形に重ねて前記弾痕表示画
像として生成することを特徴とする前記に記載の弾痕
検出装置。

【００１９】前記小火器における弾丸の発射により該
小火器に生ずる衝撃波を検出する衝撃センサーと、該衝
撃センサーの出力を電波で送信する送信機と、該電波を
受信する受信機と、該受信機の出力を前記発射信号とし
て前記信号処理装置へ導く信号伝送路とを備えることを
特徴とする前記に記載の弾痕検出装置。

【００２０】前記乃至に記載の弾痕検出装置と、
この弾痕検出装置で生成される弾痕表示画像を表示する
表示装置とを備え、前記弾痕検出装置における前記信号
処理装置は、前記修正標的図形と前記弾痕位置とから各
弾痕毎に射撃点を計算し、一連の射撃でなる射撃訓練メ
ニューにおける前記射撃点の累計から該射撃訓練メニュ
ーの射撃成績を算出し、前記弾痕表示画像に該射撃成績
を重ねて前記表示装置に供給し、前記表示装置は前記射
撃成績の重ねられた前記弾痕表示画像を表示することを
特徴とする射撃自動採点装置。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の好適な一実施の
形態である射撃自動採点装置を示す概念図である。この
射撃自動採点装置は赤外線カメラ１、プロセッサ２，
９、モニタ装置５，６、マイクロフォン２０、接続ケー
ブル３，７，２１からなっている。符号４は標的、符号
８はプロセッサ９を作動させるプログラムを記録したフ
ロッピーディスク、符号９ａはプロセッサ９へ接続され
たキーボード、符号１０は射撃手をそれぞれ示す。プロ
セッサ２及びモニタ装置５でノートブックパソコンと通
称されるコンピュータをなし、プロセッサ９及びモニタ
装置６並びにキーボード９ａでデスクトップパソコンと
通称されるコンピュータをなしている。プロセッサ２に
は、命令やデ−タを入力するためのキ−ボ−ドが備えて
ある。図１では図示が省略されているが、射撃手１０が
標的４の標的図形を容易に視認できる程度の明るさに標
的４を照明する照明装置が設けられている。

【００２２】接続ケーブル３は赤外線カメラ１の出力の
熱画像信号をプロセッサ２へ導き、接続ケーブル７はプ
ロセッサ２の出力をプロセッサ９へ導く。また、接続ケ
ーブル２１はマイクロフォン２０から出力される音声信
号をプロセッサ２へ導く。プロセッサ２及びモニタ装置
５は、プロセッサ２に内蔵された電池を電源とし、プロ
セッサ９及びモニタ装置６は商用電源２０から電力ケー
ブルを介して電力を受ける。フロッピーディスク８に記
録されたプログラムはプロセッサ９へインストールされ
ている。キーボード９ａは、データや命令をプロセッサ
９へ入力するのに用いられる。

【００２３】標的４は紙に同心円の標的図形を４箇印刷
してなる。図１ではそれら４つの同心円の標的図形の最
も外の円だけが示してある。赤外線カメラ１は、標的４
に焦点を合わせて、標的４から前方４メートルの距離に
設置されている。赤外線カメラ１の光軸は水平よりやや
上方を向いている。射撃手１０は、標的４から１０メー
トルの距離にある射座に立ち、拳銃を所持し、標的４の
内の１つの標的図形の中心に拳銃の照準を合わせて、標
的４のその標的図形を将に射撃しようとする姿勢をとっ
ている。図１では全体の構成を見やすくするために、射
撃手１０は斜めから標的４を狙っている如くに図示され
ているが、実際は赤外線カメラ１の後方において、標的
４を正面から狙っている。

【００２４】標的４は空気に晒されているので、標的４
の温度は一様に空気の温度である。標的４が日光に照ら
されていても、やはりその温度は全面でほぼ一様であ
る。したがって、標的４は射撃されるまでは全面におい
て環境温度に安定化していると言える。標的４の四隅に
は基準点部材となる反射シールが貼られている。

【００２５】いま、射撃手１０が標的４の標的図形に照
準を合わせて引き金を引き、１発の弾丸を発射し、その
弾丸が標的４を貫通したとする。弾丸が標的４を貫通す
ると、弾丸の径とほぼ同じ径の円形の穴が標的４に形成
される。この円形の貫通穴を弾痕と一般に称する。標的
４における貫通穴の周縁の領域をここでは説明の便宜上
貫通部と呼ぶことにする。

【００２６】弾丸は銃腔を通過する際に銃線条との摩擦
により加熱されるので、弾丸が紙製の標的４を貫通する
際には弾丸の熱が標的４の貫通部に伝導し、貫通部の温
度を上昇させる。また、弾丸が紙製の標的４を貫通する
際には弾丸と標的４との間に摩擦が生じ、この摩擦によ
り貫通部の温度をやはり上昇させる。このような伝導と
摩擦とにより標的４の貫通部の温度は僅かではあるが上
昇する。

【００２７】赤外線カメラ１の温度センサには、測定対
象物（標的４）から放射された赤外線と、赤外線カメラ
１の光学系の筐体から放射された赤外線とが入射する。
そこで、赤外線カメラ１が検出する測定対象物４の温度
は、その検出原理から、赤外線カメラ１の筐体の温度を
基準とする温度となる。赤外線カメラ１で検出できる温
度分解能は、環境温度を基準とした摂氏０．２度程度の
温度変化である。

【００２８】その赤外線カメラ１が標的４を撮像し、標
的４の熱画像信号を生成し、接続ケーブル３へ出力す
る。熱画像は、測定対象物を画素に分け、画素ごとの温
度でもって測定対象物の温度分布を表す画像である。熱
画像信号は画素ごとの温度データの信号であり、画素は
画面のフレームにおけるアドレスで表され、温度はその
アドレス毎のデータとして表現される。したがって、熱
画像信号は、画素のアドレスと、このアドレスに対応し
た温度データでなる。赤外線カメラ１の温度分解能が摂
氏０．２度程度であるから、この温度データは標的４の
温度変化を摂氏０．２度程度の精度で表す。

【００２９】前述のとおり、標的４の四隅には反射シー
ルが貼られ、標的４は照明装置で照明されている。この
照明装置は、反射シールで反射された照明光を赤外線カ
メラ１の光学系に入射させる方向から標的を照明する。
反射シールは入射照明光のほとんど全てを反射するの
で、すなわち反射シールの放射率は小さいので、反射シ
ールで反射された照明光を受ける赤外線カメラ１は照明
装置の光源の温度を反射シールの温度として検知する。
そこで、赤外線カメラ１から出力される熱画像信号で表
される熱画像では、弾丸の貫通により環境温度より温度
が上昇している貫通部の像と、標的４の四隅に貼られた
反射シールの像とが明瞭に現れている。後に詳しく述べ
るように、反射シ−ルの像は、赤外線カメラ１から見た
標的図形（修正標的図形）を生成するための基準点とし
て用いられる。

【００３０】標的４に印刷されている標的図形の温度は
環境温度であるから、標的図形を赤外線カメラ１で検知
することは難しく、その出力信号で表される熱画像には
標的図形の像はほとんど現れず、現れても極く不明瞭な
像となる。白色の紙に標的図形を黒色インクで印刷した
標的では、標的図形の領域の放射率が白色の紙面の領域
の放射率より高いので、標的の熱画像に標的図形が薄く
現れることがある。

【００３１】マイクロフォン２０は、射撃手１０が銃の
引き金を引き、銃弾を発射したときに生じる発射音を受
け、電気信号に変換し、発射音の電気信号である発射音
信号をプロセッサ２へ送る。プロセッサ２は、その発射
音信号をトリガ信号として受信し、トリガ信号の受信か
ら１秒という短時間だけ熱画像信号の入力ゲートを開
き、赤外線カメラの出力の熱画像信号を接続ケーブル３
から取り込む。熱画像信号の入力ゲートをトリガ信号の
受信時から短時間だけ開くことにより、熱画像信号に含
まれるホットスポット（熱画像において、周辺の領域よ
り急激に温度が高くなっている狭い面積の領域）が弾丸
の通過による貫通部であると、確実に認定できる。この
ように、弾丸発射音をトリガ信号として、一定期間だけ
を貫通部検知期間とすることにより、弾丸の貫通による
ホットスポット以外の原因で熱画像信号に現わる温度上
昇（即ち雑音）を貫通部の温度上昇と誤認することを排
除でき、貫通部の検出の確実性を増大できる。

【００３２】プロセッサ２は、弾痕検知プログラム及び
採点プログラムを内部のメモリへ予め記憶している。弾
痕検知プログラムは、入力ゲートが開いている期間に赤
外線カメラ１からの熱画像信号を受信すると、熱画像信
号において所定の閾値を越えた温度変化の画素のアドレ
スを検知し、該アドレスの画素の集まりが近似的な円環
または円形をなすとき、その円環または円形を貫通部と
みなし、その円環または円形の重心を算出し、その重心
のアドレスを弾痕の中心、すなわち命中点として認識す
る。

【００３３】図３は、モニタ装置５の画面に表示した標
的の熱画像の一例を示し、その画面を光学写真機で撮影
した図面代用写真である。本図において、中央部に白く
輝く部分が弾痕を示す温度上昇領域であり、その周辺に
おいてぼんやりとやや明るく薄い青色に写っている円形
領域（写真における円の径は約３８ミリメートル）が標
的図形の中心部、その外側には２本の同心円の標的図形
がやはりぼんやりと薄い青色に写っている。

【００３４】ただし、図１の実施の形態では、図３に示
すような熱画像をそのままでモニタ装置５，６に表示す
るのではなく、弾痕の重心を命中点として認識すると、
その命中点のアドレスを表す命中点符号を生成し、後述
の修正標的図形に重ねて、その命中点符号（例えば、図
２に符号１４で表す符号）をモニタ装置５，６に表示す
る。

【００３５】このような弾痕検出では、複雑なプログラ
ムの実行を要しないので、弾痕の検出を極く短時間に行
うことができる。例えば、現在大量に個人向けに販売さ
れているパーソナルコンピュータでプロセッサ２及びモ
ニタ装置５を構成した場合に、弾丸が標的４を貫通して
から０．１秒以内に弾痕を検出し、モニタ装置５に表示
することは、容易である。

【００３６】一方、採点プログラムは、射撃手１０が射
撃をするのに先立って、赤外線カメラ１から入力される
熱画像信号を受け、その熱画像信号で表されている標的
４の四隅の反射シールを基準点として検知し、それら四
つの基準点から定まる修正標的図形を生成し、モニタ装
置５へ表示する。そのためにプロセッサ２は次のような
処理をする。なお、プロセッサ２のキ−ボ−ドから採点
開始を手動で命令するまでは、プロセッサ２は熱画像信
号の入力ゲートを常に開いている。

【００３７】プロセッサ２は、キ−ボ−ドを備えてお
り、複数の射撃訓練メニューそれぞれに応じて定まる標
的図形の基本パターンを予め記憶しているハードディス
ク及び今射撃手１０の訓練のために実行しようとする特
定の訓練メニュー（予めハードディスクに記憶している
複数の訓練メニューの内の１つ）のコード等はそのキー
ボードから手動で入力される。プロセッサ２は、キーボ
ードから射撃訓練メニューのコードが入力されると、そ
の射撃訓練メニューに対応した基本パターンの標的図形
をハードディスクから読み出す。そして、プロセッサ２
は、熱画像における４つの反射シールの位置データから
定まる標的において、今読み出した基本パターンの標的
図形の中心が占めるべき位置及びその標的図形のサイズ
並びに赤外線カメラ１が斜めから標的４を見ることによ
り標的図形の像に生ずべき変形を計算し、モニタ装置５
へ表示するべき修正標的図形を生成する。

【００３８】採点プログラムは、弾痕検知プログラムで
検知した弾痕が修正標的図形におけるどの得点ゾーンに
属するかを判定し、弾痕ごとの採点をし、その弾痕の得
点をモニタ装置５へ表示する。図２は、図１の射撃自動
採点装置のモニタ装置５の画面表示を示す図である。た
だし、図１では標的４に４つの同心円の標的図形が印刷
されており、それら４つの標的図形がモニタ装置５，６
に表示されているのに対し、図２は画面に１つの標的図
形だけが表示されている例を示している。標的には各種
のものがあり、射撃訓練モードに応じて、それらの各種
の標的図形の内から任意のものが選択して使用される。

【００３９】図２のモニタ装置５の画面（表示面外縁５
１で囲まれた領域）には、修正標的図形である標的映像
１３、及び弾痕の位置を示す弾丸通過位置の表示（弾痕
位置符号）１４が表示される。更に、モニタ装置５の画
面には、訓練モード表示欄１１及び得点表示欄１２が表
示される。訓練モード表示欄１１には、実施可能な訓練
モードを９つの枠に淡い色彩で表示し、そのうちで現在
実施している訓練モードがあるときはその訓練モードを
赤色に変えて表示する。図２では、現在実施している訓
練モードは左から３番目の枠に表示されている。得点表
示欄１２には５つの枠があり、弾丸発射の度にその弾丸
の得点が左側の枠から順番に記入される。採点は、各弾
丸の発射の都度、一連の弾丸発射（例えば１秒以内の間
隔で発射さる５発の弾丸の発射）でなる１つの訓練メニ
ュー、或は複数の訓練メニューの総合についてなされ
る。採点の結果である射撃成績は、プロセッサ２に内蔵
のハードディスクに記録され、必要に応じてハードディ
スクから読み出してプリンタ（図示せず）で紙に印刷さ
れる。

【００４０】プロセッサ９もプロセッサ２と同様なプロ
グラムで作動する。プロセッサ９には、プロセッサ２で
加工されたデータ又は赤外線カメラ１の出力そのままが
接続ケーブル７を経由して供給される。プロセッサ２は
射撃手１０の脇に設置され、プロセッサ９及びモニタ装
置６は射撃指導者や射撃競技会の運営本部などに設置さ
れる。

【００４１】射撃手１０は、モニタ装置５の画面を見る
ことができるので、弾丸発射の都度に、照準点（標的図
形の中心）と命中点とを視認し、自己の照準の癖を発見
でき、射撃の成績を確認できるので、射撃をしながら照
準や射撃姿勢を修正して射撃の技能を効率的に向上でき
る。この発明の実施の形態の弾痕検出装置および射撃自
動採点装置では、弾痕の位置検出において、標的４にお
ける弾丸貫通部の温度上昇という標的における特有の現
象を巧みに利用し、光学画像では決して識別できないよ
うな弾痕も検出できる。例えば、先の弾丸で形成された
弾痕に重なって次の弾丸が貫通したような場合にも、後
の弾丸も先の弾丸の弾痕の縁に僅かには触れるので、そ
の縁の温度が上昇し、赤外線カメラ１の熱画像信号に温
度変化として現れ、先の弾痕とは別の新たな弾痕として
認識できる。

【００４２】なお、実施の形態ではマイクロフォン２０
で弾丸の発射音を検知し、この発射音をトリガーとして
標的４における弾痕の検知をしたが、標的上の弾痕の検
知は必ずしも発射音のトリガーで起動されなくても可能
であり、たとえば手動でプロセッサ２に弾痕の検知を命
令した時から後は一定時間に渡って連続的に標的の熱画
像を監視するようにし、熱画像にホットスポットが現れ
る度にそのホットスポットを弾痕として認識し、モニタ
装置５に表示し、採点をするようにしても本発明は実現
できる。

【００４３】図１の実施の形態では、マイクロフォン２
０で弾丸の発射を検知し、マイクロフォン２０の出力の
発射音信号をトリガ信号とし、トリガ信号の受信から１
秒だけプロセッサ２における熱画像信号用の入力ゲート
を開き、その間だけに熱画像信号がプロセッサ２へ入力
されるようにし、弾丸が標的４を貫通している時だけの
赤外線熱画像をプロセッサ２に導き、弾丸の貫通以外の
原因で標的４に温度変化が例えあっても、弾丸の貫通に
より弾痕が形成されたとプロセッサ２が誤認するのを防
いでいる。

【００４４】本発明では、発射音で起動するトリガ信号
ではなく、弾丸が標的４を貫通した時に起動するトリガ
信号を利用して、このトリガ信号の受信から一定期間は
トリガ信号受信時の弾痕位置符号を継続してモニタ装置
５に表示するようにし、その一定期間には弾痕位置符号
の更新を行わないこともある。

【００４５】弾丸が標的４を貫通し、標的４における貫
通部の温度が一旦は上昇しても急激に元の環境温度に戻
る。そこで、風が強い時や冬期の如く、貫通部の温度が
一旦上昇してから、赤外線カメラ１で変化を検知できる
最低の温度（環境温度より赤外線カメラ１の温度分解能
の温度だけ高い温度）まで低下する時間が余りに短い
と、射撃手１０がモニタ装置５の画面を見るまでに弾痕
位置符号が消えてしまう虞がある。このようなときに
は、一つの弾痕を検出して、弾痕位置符号を生成した
ら、その検出から一定期間にはその弾痕位置符号を表示
し続けることにより、射撃手１０に弾丸発射の度にモニ
タ装置５で弾痕を視認する機会を確実に与えることがで
きる。

【００４６】標的４における弾丸貫通時の検出は、弾痕
を検出するときと同様に、赤外線カメラ１の出力の熱画
像信号をプロセッサ２で監視し、その熱画像信号が表す
温度が所定の閾値を越えた時点を弾丸貫通時とし、弾痕
位置符号の一定期間保持を命ずるトリガ信号をその時に
生成すればよい。

【００４７】また、射撃手１０が把持する小火器に、衝
撃センサとこの衝撃センサの出力を電波に変換して送信
する送信機とを取り付け、プロセッサ２自体またはプロ
セッサ２の近傍に受信機を設置し、受信機の出力をプロ
セッサ２へ導き、弾丸発射の際に生じる衝撃波をトリガ
信号としてプロセッサ２へ供給し、弾丸が標的４を貫通
する時間をプロセッサ２で推定し、プロセッサ２で推定
した弾丸貫通時を、熱画像信号の監視で検知した前述の
弾丸貫通時と同様に扱うこともできる。

【００４８】なお、以上に本発明の実施の形態の射撃自
動採点装置を挙げ、本発明を具体的に詳しく説明した
が、本発明はこの実施の形態に限られるものではない。
たとえは、図１および図２を参照して説明した本発明の
実施の形態の射撃自動採点装置では、標的４の材料を紙
としたが、本発明を適用する標的の材料は紙に限られ
ず、プラスチック等でも差し支えなく、どんな材料でも
弾丸が貫通するときには貫通部の温度が上昇するので、
本発明を適用して弾痕の検出をすることが可能である。
ただし、標的４は熱容量の小さい材料で形成することが
必要である。厚い金属などの熱容量の大きい材料で標的
４を構成すると、弾丸が射込まれた点の熱が次の弾丸の
命中時まで残り、相次いで形成された弾痕の区別が困難
になることもある。

【００４９】図１の実施の形態では、標的４の四隅に反
射シールを貼って標的４の基準点としたが、反射シール
に代えて点熱源を四隅に取り付け、これら点熱源を標的
４の基準点としても差し支えない。また、標的４には必
ずしも４箇所に基準点を設ける必要はなく、標的４の少
なくとも３箇所に基準点を設ければ、プロセッサ２に予
め記憶されている標的図形を採点プログラムで修正し、
修正標的図形を得ることができる。基準点の位置は互い
にできるだけ離れていることが、標的図形を正しく修正
し、赤外線カメラ１で標的４の標的図形を見たものに正
しく一致する修正標的図形を得る上で好ましい。

【００５０】前述の実施の形態では、プロセッサ２及び
モニタ装置５並びにプロセッサ９及びモニタ装置６は汎
用のパーソナルコンピュータで実現できるとしたが、こ
れらに代えて赤外線熱画像信号の処理用に開発された専
用のプロセッサ（例えば、本願出願人の一方である日本
アビオニクス株式会社で”ＴＶＳ−８０００”なる型式
番号，”ファインサーモ”なる名称で製造販売されてい
る熱画像装置に搭載されている熱画像処理専用プロセッ
サ、或は同社で”ＴＶＳ−６００”なる型式番号，”ネ
オサーモ”なる名称で製造販売されている熱画像装置に
搭載されている汎用画像処理プロセッサをプロセッサ
２，９に用いれば、信号処理速度を一層向上できる。

【００５１】

【発明の効果】以上に本発明の実施の形態を挙げ詳しく
説明したように、本発明によれば、次のような効果のあ
る弾痕検出装置および射撃自動採点装置が得られる。

【００５２】１．赤外線カメラで弾痕の検出をするか
ら、標的の設置場所が屋内であるか或は屋外であるかを
問わず、標的表面の照度の均一性を問わず、標的の材質
の種類を問わず、また標的の傷、弾丸痕跡の有無に拘ら
ず、弾痕を確実に迅速に検出でき、射撃成績を高い精度
で自動的に採点できる。

【００５３】２．このような弾痕検出の迅速性により、
弾痕および得点の表示がリアルタイムに行え、弾丸発射
の度に照準の癖を修正する機会を射撃手に与える。従来
の画像処理方式の射撃自動採点装置による弾痕検出で
は、弾丸発射から弾痕検出及び弾痕の表示までの時間は
射撃手が心理的に待ち遠しさを感じる程度の長さにな
り、この弾痕検出時間の長さは、射撃訓練の進行におい
て射撃手に違和感を感じさせるほどであった。このよう
な射撃手に与える心理的は負担は本発明の装置では解消
される。

【００５４】３．標的に接触することなく弾痕を検出す
る、いわゆる非接触のリモートセンシングする方式であ
り、多数の弾丸を１つの標的に受けても誤りなく弾痕を
検出できるから、装置としての寿命が長く安定してお
り、また長時間連続して射撃する訓練が可能である。

【００５５】４．赤外線カメラ１台だけで弾痕を検知す
るから、複数センサを必要とする他方式に比べ、センサ
自体の精度やセンサの取付位置のばらつきの影響を受け
難く、高精度の採点が可能である。

【００５６】本願発明では弾丸を発射する火器がライフ
ル銃などの小火器であって、標的も鋼鈑ではなく紙など
薄いものであり、弾丸の貫通により上昇する標的の温度
は、赤外線カメラの分解能よりは高い程度の僅かであ
り、標的が薄いから一旦上昇した貫通部の温度も直に環
境温度に戻り、前の射撃で生じた貫通部の温度により後
の貫通部の温度が影響されたり、先に生じた隣の貫通部
の熱が新たな貫通部にまで伝導して二つの貫通部の境界
が不明瞭になったりすることはなく、本発明の弾痕検出
装置では十分に実用に供し得る程度の正確さで弾痕位置
を検出でき、この弾痕検出装置で検出した弾痕の位置に
基づき射撃の採点をする射撃自動採点装置によればやは
り実用に供し得る程度の正確さで射撃の採点をすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の射撃自動採点装置の好適な実施の形態
を示す概念図である。

【図２】図１のモニタ装置５における画面表示の例を示
す図である。

【図３】図１の装置において、標的４を１発の弾丸で射
撃した直後におけるモニタ装置５の画面を光学写真機で
撮影して得た写真（図面代用写真）である。

【符号の説明】

１・・・・・赤外線カメラ ２・・・・・プロセッサ ３・・・・・接続ケーブル ４・・・・・標的 ５・・・・・モニタ装置 ６・・・・・モニタ装置 ７・・・・・接続ケーブル ８・・・・・プログラムを記録したフロッピーディスク ９・・・・・プロセッサ ９ａ・・・・・キーボード １０・・・・・射撃手 １１・・・・・訓練モード表示欄 １２・・・・・得点表示欄 １３・・・・・標的映像 １４・・・・・弾丸通過位置（命中点）の表示 ２０・・・・・電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤本 博史 東京都港区西新橋三丁目20番１号 日本ア ビオニクス株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】拳銃、ライフル銃等の小火器の射撃訓練の
   ための標的を撮像し、該標的の熱画像の信号を生成する
   赤外線カメラと、該熱画像信号を処理し、該熱画像にお
   ける所定時間内の温度の上昇が所定の閾値以上である領
   域の内側を弾痕として検出する信号処理装置とを備える
   弾痕検出装置。
2. 【請求項２】前記標的の少なくとも３箇所に設けられた
   赤外線反射シール又は点熱源でなる基準点部材と、前記
   標的に描かれた標的図形を予め記憶しておく記憶手段と
   を備え、 前記信号処理装置は、前記熱画像における前記弾痕の位
   置に弾痕を表す符号を生成するとともに、前記熱画像に
   おける前記基準点部材の位置に基づき前記記憶手段から
   読み出した前記標的図形を修正し、前記赤外線カメラか
   ら見た該標的図形を修正標的図形として生成し、該修正
   標的図形に前記符号を重ねた弾痕表示画像を生成するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の弾痕検出装置。
3. 【請求項３】前記標的に弾丸が命中したことを前記熱画
   像における温度上昇が示す時を弾丸命中時とし、また前
   記小火器から弾丸が発射されたことを示す発射信号の受
   信から推定される弾丸命中時を推定弾丸命中時とすると
   き、 前記信号処理装置は、前記弾丸命中時または推定弾丸命
   中時の前記熱画像から検出した弾痕の位置の符号を記憶
   する手段を有し、前記弾丸命中時または推定弾丸命中時
   から一定の期間には該弾痕位置記憶手段に記憶した前記
   符号を前記修正標的図形に重ねて前記弾痕表示画像とし
   て生成することを特徴とする請求項２に記載の弾痕検出
   装置。
4. 【請求項４】前記小火器における弾丸の発射により該小
   火器に生ずる衝撃波を検出する衝撃センサーと、該衝撃
   センサーの出力を電波で送信する送信機と、該電波を受
   信する受信機と、該受信機の出力を前記発射信号として
   前記信号処理装置へ導く信号伝送路とを備えることを特
   徴とする請求項３に記載の弾痕検出装置。
5. 【請求項５】請求項２乃至４に記載の弾痕検出装置と、
   この弾痕検出装置で生成される弾痕表示画像を表示する
   表示装置とを備え、 前記弾痕検出装置における前記信号処理装置は、前記修
   正標的図形と前記弾痕位置とから各弾痕毎に射撃点を計
   算し、一連の射撃でなる射撃訓練メニューにおける前記
   射撃点の累計から該射撃訓練メニューの射撃成績を算出
   し、前記弾痕表示画像に該射撃成績を重ねて前記表示装
   置に供給し、 前記表示装置は前記射撃成績の重ねられた前記弾痕表示
   画像を表示することを特徴とする射撃自動採点装置。