JP2000065565A - Device for measuring rotary angle of rotary missile and its measuring method - Google Patents

Device for measuring rotary angle of rotary missile and its measuring method

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JP2000065565A
JP2000065565A JP10235824A JP23582498A JP2000065565A JP 2000065565 A JP2000065565 A JP 2000065565A JP 10235824 A JP10235824 A JP 10235824A JP 23582498 A JP23582498 A JP 23582498A JP 2000065565 A JP2000065565 A JP 2000065565A
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rotating
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infrared
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a device and method for measuring a rotary angle of a rotary missile which is excellent in G-resistance and low-priced with a simple structure. SOLUTION: In a device and method for measuring a rotary angle of a rotary missile, an infrared rays detecting means 20 is provided in a rotary missile such as a cannonball, and emission energy surrounding the rotary missile is detected by this infrared rays detecting means 20, and also a reference position is calculated by a reference position calculating means 14 from a difference of a detection value based on a rotary angle of this emission energy, and the rotary angle of the rotary missile is calculated by a rotary angle calculating means 15 from comparison with this reference position, and the rotary angle of the rotary missile is measured.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、砲弾、その他の回
転飛翔体における回転角を計測する回転飛翔体の回転角
計測装置及びその計測方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and a method for measuring the rotational angle of a rotating projectile for measuring the rotational angle of a shell or other rotating projectile.

【0002】[0002]

【背景技術】従来、回転しながら自由飛翔する回転飛翔
体、例えば砲弾において、その砲弾を目標弾着位置に正
確に弾着させるために、砲弾の周面に複数設けられたサ
イドスラスタを噴射して制御するものが知られている。
この際、どのサイドスラスタを噴射して砲弾の飛翔状態
を変化させるかを判断するためには、回転飛翔体である
砲弾の回転角を正確に把握する必要がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the case of a rotating flying object that freely flies while rotating, for example, a shell, a plurality of side thrusters provided on the peripheral surface of the shell are injected in order to accurately hit the shell at a target landing position. Control is known.
At this time, in order to determine which side thruster to eject to change the flying state of the shell, it is necessary to accurately grasp the rotation angle of the shell which is a rotating flying object.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このため、砲弾に回転
角を計測する装置を搭載する必要があるが、ミサイル等
で一般的に使用されるジャイロ等では、砲弾の発射時に
おける極めて高い加速度、すなわち、高発射Gに耐える
ようなものにすると、極めて高価となり、実用的ではな
いという問題点がある。また、地上では重力方向を計測
することにより、回転角を計測することもできるが、砲
弾は自由飛翔しているため、その落下過程においては、
砲弾に設けた加速度計等によっては重力が感じられな
い、あるいは、極めて小さな重力しかかからないため、
重力測定が困難となって回転角を計測することができな
い。
For this reason, it is necessary to mount a device for measuring the rotation angle on the shell, but in a gyro or the like generally used for a missile or the like, an extremely high acceleration when the shell is fired, In other words, there is a problem in that if it is made to withstand high firing G, it becomes extremely expensive and not practical. On the ground, the rotation angle can also be measured by measuring the direction of gravity, but since the shells are flying freely, during the falling process,
Depending on the accelerometer etc. installed on the shell, gravity can not be felt or only very small gravity is applied,
Gravity measurement becomes difficult and the rotation angle cannot be measured.

【0004】さらに、特開平4−104000号公報に
は、回転状態にある砲弾に設けられた光ファイバージャ
イロにより得られた角速度から回転角を求め、同じく砲
弾に設けられた画像装置からの画像信号を極座標化して
前述の回転角を差し引き、画像信号をデジタル積分した
後に画像認識を行って極座標の一点に砲弾を操舵する誘
導砲弾の誘導方法が開示されている。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-1044000 discloses that a rotation angle is obtained from an angular velocity obtained by an optical fiber gyro provided on a rotating shell, and an image signal from an image device provided on the shell is also obtained. There is disclosed a method for guiding a guided ammunition in which the rotation angle is subtracted, the image signal is digitally integrated, image recognition is performed, and the ammunition is steered to one point on the polar coordinates.

【0005】しかしながら、特開平4−104000号
公報に記載の発明では、光ファイバージャイロや画像装
置等の高価な構成を必要とし、装置全体が経済的でない
という問題点がある。また、単に回転数を計測する方法
としては、フォトセンサを回転体の回転軸に垂直に取り
付け、その出力の規則性から回転数を求める方法もある
が、太陽の位置や、地面の明るさの不規則性から、基準
位置を持つことができないため、回転数の計測はできる
が、回転角は計測することができないものである。
However, the invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-1044000 requires an expensive structure such as an optical fiber gyro or an image device, and has a problem that the entire device is not economical. Also, as a method of simply measuring the number of rotations, there is a method in which a photosensor is mounted perpendicularly to the rotation axis of the rotating body and the number of rotations is obtained from the regularity of the output. Because of the irregularity, it is not possible to have a reference position, so that the number of rotations can be measured, but the rotation angle cannot be measured.

【0006】本発明の目的は、簡易な構成で安価に回転
飛翔体の回転角を計測できる計測装置及びその計測方法
を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a measuring device and a measuring method capable of measuring the rotation angle of a rotary flying object at a low cost with a simple configuration.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、天空の赤外線
放射エネルギがその仰角により異なることに着目してな
されたもので、使用センサとして赤外線センサ等の赤外
線検出手段を用いることにより、砲弾の高発射G等にも
耐えることができ、ジャイロ等に見られるような可動部
を持たない素子として、前記目的を達成しようとするも
のである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the fact that the infrared radiation energy of the sky is different depending on the elevation angle thereof. The object is to achieve the above object as an element that can withstand high firing G or the like and does not have a movable part as seen in a gyro or the like.

【0008】具体的には、請求項1に記載の発明は、回
転しながら自由飛翔する回転飛翔体と、この回転飛翔体
に設けられた赤外線検出手段と、この赤外線検出手段に
より検出される放射エネルギの回転角度に基づく検出値
の相違から基準位置を算出する基準位置演算手段と、こ
の基準位置演算手段による基準位置との比較から回転飛
翔体の回転角を演算する回転角演算手段とを備えた回転
飛翔体の回転角計測装置である。
More specifically, the invention according to claim 1 is a rotating flying object that flies freely while rotating, infrared detecting means provided on the rotating flying object, and radiation detected by the infrared detecting means. Reference position calculation means for calculating a reference position from a difference in the detected value based on the rotation angle of the energy, and rotation angle calculation means for calculating the rotation angle of the rotating flying object from comparison with the reference position by the reference position calculation means This is a rotation angle measurement device for a rotating flying object.

【0009】この発明によれば、回転飛翔体の回転角度
は、赤外線検出手段による天空の放射エネルギの仰角に
基づく違いを検出することで演算できるから、可動部の
ない安価な検出手段で回転角を検出できる。従って、砲
弾等の高発射Gにも十分耐えることができ、装置全体も
安価に製作できる。
According to the present invention, the rotation angle of the rotary flying object can be calculated by detecting the difference based on the elevation angle of the radiant energy of the sky by the infrared detection means. Can be detected. Therefore, it can withstand high firing G such as shells, and the entire apparatus can be manufactured at low cost.

【0010】請求項2の発明は、請求項1に記載の回転
飛翔体の回転角計測装置において、赤外線検出手段が、
回転飛翔体の回転軸直交方向に対し、回転飛翔体の後方
に向かって所定角度傾いたオフセット角を有して回転飛
翔体に設けられた装置である。
According to a second aspect of the present invention, in the rotation angle measuring device for a rotating flying object according to the first aspect, the infrared detecting means includes:
This is an apparatus provided on the rotary flying object with an offset angle inclined at a predetermined angle toward the rear of the rotary flying object with respect to the direction orthogonal to the rotation axis of the rotary flying object.

【0011】この発明によれば、赤外線検出手段の回転
飛翔体に対する取付角度を、回転飛翔体の後方に向かっ
て所定角度傾いた状態としたから、回転しながら所定角
度で落下する回転飛翔体において、赤外線検出手段で検
出する赤外線は、回転飛翔体に直交方向に設ける場合に
比べ、地上からの赤外線を受信する量が少なくなり、受
信する放射エネルギの外乱を少なくすることができる。
この際、請求項3に示される発明のように、赤外線検出
装置のオフセット角を回転飛翔体の落角以下に設定すれ
ば、赤外線検出手段による赤外線の検出は水平方向より
も上方の天頂方向のみの赤外線を検出することとなるか
ら、地上からの不規則な赤外線を受信することがなく、
より計測精度を高めることができる。
According to the present invention, since the mounting angle of the infrared detecting means with respect to the rotating flying object is inclined at a predetermined angle toward the rear of the rotating flying object, the rotating flying object falling at a predetermined angle while rotating can be used. As compared with the case where the infrared ray detected by the infrared ray detecting means is provided in a direction perpendicular to the rotating flying object, the amount of infrared ray received from the ground is reduced, and the disturbance of the received radiant energy can be reduced.
At this time, if the offset angle of the infrared detecting device is set to be equal to or smaller than the falling angle of the rotating flying object, the infrared detecting means detects the infrared only in the zenith direction above the horizontal direction. Because it will detect infrared rays, without receiving irregular infrared rays from the ground,
Measurement accuracy can be further improved.

【0012】請求項4の発明は、請求項1ないし請求項
3のいずれかに記載の回転飛翔体の回転角計測装置にお
いて、赤外線検出手段が、3〜5.5μmおよび/また
は7〜14μmの波長の赤外線を検出してその放射エネ
ルギを計測する装置である。この発明によれば、観測仰
角により放射エネルギ強度が大きく異なる赤外線の波長
範囲のみを検出して回転角を計測するようにしたから、
より明確に天頂方向、ひいては、回転角を計測すること
ができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the rotation angle measuring apparatus for a rotary flying object according to any one of the first to third aspects, the infrared detecting means may have a diameter of 3 to 5.5 μm and / or 7 to 14 μm. This is a device that detects infrared light of a wavelength and measures its radiant energy. According to this invention, the rotational angle is measured by detecting only the infrared wavelength range in which the radiant energy intensity greatly differs depending on the observation elevation angle.
The zenith direction, and thus the rotation angle, can be measured more clearly.

【0013】請求項5の発明は、請求項1ないし請求項
4のいずれかに記載の回転飛翔体の回転角計測装置にお
いて、基準位置演算手段が、赤外線検出手段により検出
される放射エネルギの立ち上がりと立ち下がりとの同じ
放射エネルギとなる箇所を計測してその中心位置を求
め、この中心位置に基づいて基準位置を算出する装置で
ある。
According to a fifth aspect of the present invention, in the apparatus for measuring the rotation angle of a rotary flying object according to any one of the first to fourth aspects, the reference position calculating means includes a rising part of the radiant energy detected by the infrared detecting means. This is a device that measures a location where the same radiant energy as the falling and the falling energy is obtained, finds a center position thereof, and calculates a reference position based on the center position.

【0014】この発明によれば、赤外線検出手段による
赤外線の検出を、地上からの赤外線を含む方向に回転飛
翔体に対して設定しても、放射エネルギの立ち上がりと
立ち下がりとにより中心位置を求めるようにしたから、
地上からの不要赤外線による中心位置の検出が困難な場
合であっても、放射エネルギの中心位置を求めることが
でき、これにより、回転飛翔体の回転角の計測すること
ができる。
According to the present invention, even if the detection of the infrared ray by the infrared ray detecting means is set for the rotary flying object in a direction including the infrared ray from the ground, the center position is obtained from the rise and fall of the radiant energy. I did it,
Even when it is difficult to detect the center position by unnecessary infrared rays from the ground, the center position of the radiant energy can be obtained, whereby the rotation angle of the rotating flying object can be measured.

【0015】請求項6の発明は、請求項3に記載の回転
飛翔体の回転角計測装置において、前記基準位置演算手
段が、前記赤外線検出手段により検出される放射エネル
ギのピークを計測し、このピーク位置に基づいて基準位
置を算出する回転飛翔体の回転角計測装置である。
According to a sixth aspect of the present invention, in the rotation angle measuring device for a rotary flying object according to the third aspect, the reference position calculating means measures a peak of radiant energy detected by the infrared detecting means. This is a rotation angle measurement device for a rotating flying object that calculates a reference position based on a peak position.

【0016】この発明によれば、請求項3の発明におい
て赤外線検出手段を回転飛翔体の後方に向かって傾けて
設けることによって赤外線放射エネルギのピーク値が検
出できることから、このピーク値に基づいて基準位置を
算出でき、従って、極めて容易に基準位置の設定をでき
て、装置をより簡易で安価な構成とできる。
According to the present invention, the peak value of the infrared radiation energy can be detected by providing the infrared detecting means in the third aspect of the present invention at a tilt toward the rear of the rotary flying object. The position can be calculated, and therefore, the reference position can be set very easily, and the apparatus can have a simpler and less expensive configuration.

【0017】請求項7の発明は、請求項1ないし請求項
6のいずれかに記載の回転飛翔体の回転角計測装置にお
いて、回転飛翔体が砲弾とされるとともに、この砲弾の
周面には砲弾の飛翔状態を変化させるサイドスラスタが
複数設けられ、かつ、砲弾には回転角演算手段からの回
転角と弾道修正信号とから所定のサイドスラスタを駆動
するサイドスラスタ駆動手段が設けられた装置である。
この発明のように、回転飛翔体を砲弾とした場合、砲弾
の回転角を正確に測定でき、この測定結果に基づいてサ
イドスラスタを駆動できるから、砲弾の弾着位置を目標
弾着位置に正確に誘導することができる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the rotation angle measuring device for a rotary flying object according to any one of the first to sixth aspects, the rotary flying object is a shell and the peripheral surface of the shell is A device in which a plurality of side thrusters for changing the flying state of a shell are provided, and the shell has side thruster driving means for driving a predetermined side thruster based on the rotation angle and the trajectory correction signal from the rotation angle calculating means. is there.
As in the present invention, when the rotating flying object is a shell, the rotation angle of the shell can be accurately measured, and the side thruster can be driven based on the measurement result. Can be guided to.

【0018】請求項8の発明は、回転しながら自由飛翔
する回転飛翔体に赤外線検出手段を設け、この赤外線検
出手段により回転飛翔体の周囲の放射エネルギを検出す
るとともに、この放射エネルギの回転角度に基づく検出
値の相違から基準位置を算出し、この基準位置との比較
から回転飛翔体の回転角を演算して回転飛翔体の回転角
を計測することを特徴とする回転飛翔体の回転角計測方
法である。この発明によれば、請求項1と同様に、安価
に回転飛翔体の回転角を計測できる。
According to the present invention, an infrared detecting means is provided on a rotating flying object which flies freely while rotating, the infrared detecting means detects radiant energy around the rotating flying object, and a rotation angle of the radiant energy. Calculating a rotation angle of the rotating flying object by calculating a rotation angle of the rotating flying object from the comparison with the reference position, and measuring a rotation angle of the rotating flying object based on the comparison with the reference position. It is a measurement method. According to the present invention, similarly to the first aspect, the rotation angle of the rotary flying object can be measured at low cost.

【0019】請求項9の発明は、請求項8に記載の回転
飛翔体の回転角計測方法において、赤外線検出手段が、
3〜5.5μmおよび/または7〜14μmの波長の赤
外線を検出してその放射エネルギを計測する方法であ
る。この発明によれば、請求項4と同様に、より正確な
回転角を効率よく測定できる。
According to a ninth aspect of the present invention, in the method for measuring a rotation angle of a rotating flying object according to the eighth aspect, the infrared detecting means comprises:
This is a method of detecting infrared radiation having a wavelength of 3 to 5.5 μm and / or 7-14 μm and measuring the radiation energy. According to the present invention, a more accurate rotation angle can be efficiently measured, as in the fourth aspect.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0021】はじめに、本発明を案出するにいたった考
え方を図7ないし図12に基づいて説明する。図7は、
シミュレーションにより求めた天空の赤外線放射エネル
ギの特性を示すもので、横軸には赤外線波長(μm)
が、縦軸には放射エネルギ強度(mW/cm2/sr/
μm)がそれぞれ示され、図の特性曲線中各曲線に近接
して記載された数字は、観測仰角を示し、観測仰角0度
が水平方向、90度が天頂方向を示している。また、図
7の計算条件は、センサ(検出器)高度=1000m、
地域は中緯度地方で、季節は夏、天候は快晴である。さ
らに、波数解像度は、5cm-1である。
First, the concept of devising the present invention will be described with reference to FIGS. FIG.
It shows the characteristics of infrared radiation energy in the sky obtained by simulation, and the horizontal axis represents infrared wavelength (μm)
On the vertical axis, the radiant energy intensity (mW / cm 2 / sr /
μm) is shown, and the numbers described in the vicinity of each curve in the characteristic curve of the figure indicate the observation elevation angle, where 0 degree of the observation elevation angle indicates the horizontal direction and 90 degrees indicates the zenith direction. The calculation conditions in FIG. 7 are as follows: sensor (detector) altitude = 1000 m;
The region is a mid-latitude region, the season is summer, and the weather is fine. Further, the wave number resolution is 5 cm -1 .

【0022】この図から分かるように、赤外線波長領域
の約3〜約5.5μmと、約7〜約14μmにおいて、
天頂方向の赤外線放射エネルギと水平方向の赤外線放射
エネルギはその強度が異なっており、それらの中間の角
度においては、それらの中間のエネルギ強度を有してい
る。従って、このエネルギ強度の差を計測することによ
り、どの様な観測仰角の角度かが計測でき、かつ、回転
する飛翔体自身にこのエネルギ強度を計測する手段を設
ければ、回転飛翔体自身で回転角の計測が可能となるこ
とが分かる。
As can be seen from this figure, in the infrared wavelength range of about 3 to about 5.5 μm and about 7 to about 14 μm,
The infrared radiation energy in the zenith direction and the infrared radiation energy in the horizontal direction have different intensities, and have an intermediate energy intensity at an angle between them. Therefore, by measuring the difference between the energy intensities, it is possible to measure the angle of elevation of the observation, and if a means for measuring the energy intensity is provided on the rotating flying object itself, the rotating flying object itself can be used. It can be seen that the rotation angle can be measured.

【0023】図8及び図9には、本発明を回転飛翔体と
しての砲弾に適用する場合の実施形態の概略構成図が示
されている。図8において、回転飛翔体としての砲弾1
0は、先端信管部に赤外線検出手段20を備えるととも
に、後部に回転飛翔体の回転を安定させる制御翼11を
備え、かつ、中間部に回転飛翔体としての砲弾10の飛
翔状態を変化させるサイドスラスタ(ロケットモータ、
推進手段)12を備えている。
FIGS. 8 and 9 are schematic structural views of an embodiment in which the present invention is applied to a shell as a rotary flying object. In FIG. 8, a shell 1 as a rotating flying object is shown.
Reference numeral 0 denotes an infrared detecting means 20 at the tip fuse section, a control wing 11 at the rear for stabilizing the rotation of the rotating flying object, and a side for changing the flying state of the shell 10 as a rotating flying object at an intermediate portion. Thruster (rocket motor,
(Propulsion means) 12.

【0024】砲弾10は、その中心軸Rを回転軸として
所定回転数、例えば、10Hz=3600rpm程度の
回転数で旋回しながら落下してくる。この際、中心軸R
と地面(水平線)Hとは落角Pの角度をなして落下する
こととなる。一方、赤外線検出手段20の赤外線の計測
方向は、中心軸(回転軸)Rに対し直行する軸Sよりも
砲弾10の後方に向かって所定角度傾いて設定されてお
り、この赤外線計測方向と中心軸Rとのなす角度がオフ
セット角Qとされている。
The shell 10 drops while turning at a predetermined rotation speed, for example, at a rotation speed of about 10 Hz = 3600 rpm, with its center axis R as a rotation axis. At this time, the center axis R
And the ground (horizontal line) H fall at an angle of falling angle P. On the other hand, the measuring direction of the infrared light of the infrared detecting means 20 is set to be inclined at a predetermined angle toward the rear of the shell 10 from the axis S perpendicular to the central axis (rotation axis) R. The angle formed by the axis R is the offset angle Q.

【0025】なお、落角Pとオフセット角Qとは好まし
くは等しく設定され、これらの角度が等しいときには、
赤外線検出手段20の赤外線計測方向は、水平方向より
も上方すなわち天頂方向のみを計測し、水平方向より下
方の赤外線を計測することがなく、地面Hなどから放射
される不規則な赤外線放射エネルギの影響を受けること
が少なくされている。
The falling angle P and the offset angle Q are preferably set to be equal, and when these angles are equal,
The infrared detection direction of the infrared detection means 20 is measured only above the horizontal direction, that is, only at the zenith direction, without measuring the infrared light below the horizontal direction, and the irregular infrared radiation energy radiated from the ground H or the like. It is less affected.

【0026】赤外線検出手段20は、図9に示されるよ
うに、赤外線を集光する光学レンズ21を備えると共
に、この光学レンズ21により集光された赤外線は光学
フィルタ22により計測に必要な波長のみ通過するよう
にされて、赤外線センサ23に入力されるようになって
いる。センサ23にはアンプ24が接続され、センサ2
3の出力が増幅された後、電気的フィルタ25に入力さ
れ、信号処理に不要な周波数がカットされる。この電気
的フィルタ25からの出力は、コンピュータ26に入力
され、コンピュータ26により後述する適宜な信号処理
がなされ、回転角が求められることとなる。
As shown in FIG. 9, the infrared detecting means 20 has an optical lens 21 for condensing infrared light, and the infrared light condensed by this optical lens 21 is only the wavelength necessary for measurement by the optical filter 22. It passes through and is input to the infrared sensor 23. An amplifier 24 is connected to the sensor 23 and the sensor 2
After the output of No. 3 is amplified, it is input to the electric filter 25, and frequencies unnecessary for signal processing are cut. The output from the electric filter 25 is input to the computer 26, and the computer 26 performs appropriate signal processing described later to determine the rotation angle.

【0027】次に、赤外線検出手段20の赤外線計測方
向の違いによる赤外線検出手段20の出力の違いについ
て、図10ないし図12に基づいて説明する。ここにお
いて、砲弾10の落角Pを60度とした場合について説
明する。
Next, the difference in the output of the infrared detecting means 20 due to the difference in the infrared measuring direction of the infrared detecting means 20 will be described with reference to FIGS. Here, the case where the falling angle P of the shell 10 is set to 60 degrees will be described.

【0028】図10は、赤外線検出手段20の取り付け
角を砲弾10の回転軸Rに直角(90度)にした場合の
図である。この際、赤外線検出手段20の赤外線計測方
向の回転角をαとし、この赤外線検出手段20の各回転
角における水平面に対する角度、すなわち、仰角をθと
すると、図10中、砲弾10の右横に示される曲線のよ
うに、赤外線検出手段20の仰角θは、水平線(=0
度)より空側の+30度から地面側の−30度までの範
囲を計測することとなり、図12中上方に示す特性の様
な波形を出力することとなる。図12において、本例で
は、天空方向の放射は、一般的にはこの図の様に極小値
を示さない。一方、地表面からの信号は、地上に設けら
れた各種の熱源等の影響により、規則性のない特性を示
すこととなる。なお、図12は、雲のない場合のシュミ
レーションである。
FIG. 10 is a view showing a case where the mounting angle of the infrared detecting means 20 is perpendicular (90 degrees) to the rotation axis R of the shell 10. At this time, assuming that the rotation angle of the infrared detection means 20 in the infrared measurement direction is α and the angle of each rotation angle of the infrared detection means 20 with respect to the horizontal plane, that is, the elevation angle is θ, in FIG. As shown in the curve, the elevation angle θ of the infrared detecting means 20 is equal to the horizontal line (= 0).
12), a range from +30 degrees on the sky side to −30 degrees on the ground side is measured, and a waveform like the characteristic shown in the upper part of FIG. 12 is output. In FIG. 12, in this example, the radiation in the sky direction generally does not show a minimum value as in this figure. On the other hand, a signal from the ground surface shows irregular characteristics due to the influence of various heat sources provided on the ground. FIG. 12 shows a simulation without a cloud.

【0029】図11には、赤外線検出手段20の取り付
けオフセット角Qを砲弾10の回転軸Rから60度すな
わち落角Pと等しく設定した場合の図が示されている。
この場合の赤外線検出手段20の仰角θも、砲弾10の
回転角αに伴って変化し、図11の砲弾10の右側に示
す曲線の様に、水平方向(0度)から上方の天空である
60度の範囲のみを計測することとなる。この場合の赤
外線検出手段20の検出波形は、図12の下側の曲線の
様な波形となり、天空の赤外線放射特性に基づき、水平
方向(180度方向)を計測したときにピークをもつ様
な出力波形となっている。
FIG. 11 shows a case where the mounting offset angle Q of the infrared detecting means 20 is set to 60 degrees from the rotation axis R of the shell 10, that is, equal to the falling angle P.
In this case, the elevation angle θ of the infrared detecting means 20 also changes according to the rotation angle α of the shell 10 and, as shown by the curve on the right side of the shell 10 in FIG. Only the range of 60 degrees will be measured. In this case, the detection waveform of the infrared detection means 20 becomes a waveform like a lower curve in FIG. 12, and has a peak when measured in the horizontal direction (180 degrees direction) based on the infrared radiation characteristics of the sky. Output waveform.

【0030】なお、図12において、図10に示される
ように赤外線検出手段20を回転軸に直角に設けた場合
には、赤外線検出手段20の出力波形は、地表からの外
乱信号により、水平方向においてピーク値を持たない
が、この検出される放射エネルギの立ち上がりと立ち下
がりとの同じ放射エネルギとなる箇所を計測してその中
心位置を求め、この中心位置をピーク値とする演算をす
れば、図11に示されるように赤外線検出手段20を落
角Pと同一角度にオフセットした場合と同様な扱いを行
うことができる。
In FIG. 12, when the infrared detecting means 20 is provided at right angles to the rotation axis as shown in FIG. 10, the output waveform of the infrared detecting means 20 is changed in the horizontal direction by a disturbance signal from the ground surface. Although there is no peak value in the above, a point where the detected radiant energy has the same radiant energy as the rising and falling of the detected radiant energy is measured to determine the center position, and if the calculation is performed with the center position as the peak value, As shown in FIG. 11, the same treatment can be performed as when the infrared detecting means 20 is offset by the same angle as the falling angle P.

【0031】以上により、砲弾10自体に赤外線検出手
段20を搭載し、天空の赤外線放射特性の仰角に基づく
特性値の違いを計測することにより、その出力波形のピ
ーク値、あるいは立ち上がりと立ち下がりとの演算から
水平方向、ひいては、天頂方向を計測することができ、
そのピーク値、すなわち、水平位置あるいは天頂位置を
基準位置として回転飛翔体である砲弾10の回転角の計
測が可能となることが分かる。
As described above, the infrared detection means 20 is mounted on the shell 10 itself, and by measuring the difference in characteristic value based on the elevation angle of the infrared radiation characteristic of the sky, the peak value of the output waveform or the rise and fall of the output waveform is obtained. From the calculation of, the horizontal direction, and eventually the zenith direction can be measured,
It can be seen that the peak value, that is, the rotation angle of the shell 10 that is a rotating flying object can be measured with the horizontal position or the zenith position as a reference position.

【0032】次に、図1ないし図3に基づいて、本発明
にかかる回転飛翔体の回転角計測装置及びその計測方法
を、砲弾に適用した一実施形態を説明する。ここにおい
て、本実施形態の各構成部材における、前述の基本構成
の説明における構成部材と同一もしくは相当構成部分に
は、同一もしくは相当符号を付し、説明を省略もしくは
簡略にする。
Next, an embodiment in which the rotation angle measuring device and the measuring method of the rotary flying object according to the present invention are applied to a cannonball will be described with reference to FIGS. Here, in each of the constituent members of the present embodiment, the same or corresponding components as those in the description of the basic configuration described above are denoted by the same or corresponding reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.

【0033】図1は本実施形態の概略構成を示すもの
で、砲弾発射用の火砲側には、砲弾10の追尾用弾道レ
ーダ31が設けられ、この弾道レーダ31の出力は演算
装置40の初速計測手段41及び弾道計測手段42に入
力される。演算装置40は、初速計測手段41及び弾道
計測手段42の他に、これらの初速計測手段41及び弾
道計測手段42からの信号を受けて砲弾10の弾道を計
測する弾道演算手段43と、この弾道演算手段43から
の信号と図示しない記憶手段に格納されている空気抵
抗、気象情報などから予想弾着地を演算する予想弾着地
演算手段44と、この予想弾着地演算手段44からの信
号と同じく図示しない記憶手段に格納されている目標弾
着地とから弾道修正量を演算する弾道修正量演算手段4
5と、この弾道修正量演算手段45からの信号により砲
弾10におけるサイドスラスタ12の噴射個数及び噴射
タイミングを演算するサイドスラスタ噴射個数、タイミ
ング演算手段46とを備えている。このサイドスラスタ
噴射個数、タイミング演算手段46からの弾道修正量信
号は、送信手段33を介して砲弾10に送信されるよう
になっている。
FIG. 1 shows a schematic configuration of the present embodiment. A ballistic radar 31 for tracking a shell 10 is provided on the side of a firearm for firing a shell, and the output of the ballistic radar 31 is the initial speed of an arithmetic unit 40. It is input to the measuring means 41 and the trajectory measuring means 42. The arithmetic unit 40 includes, in addition to the initial velocity measuring means 41 and the trajectory measuring means 42, a trajectory calculating means 43 which receives signals from the initial velocity measuring means 41 and the trajectory measuring means 42 and measures the trajectory of the shell 10; A predicted landing calculation means 44 for calculating a predicted landing based on a signal from the calculation means 43 and air resistance, weather information, and the like stored in storage means (not shown), and a signal shown from the predicted landing calculation means 44 is also shown. Trajectory correction amount calculating means 4 for calculating the trajectory correction amount from the target landing stored in the storage means which does not
5 and a side thruster injection number / timing calculating means 46 for calculating the number of injections and the injection timing of the side thrusters 12 in the shell 10 based on a signal from the trajectory correction amount calculating means 45. The number of side thrusters and the trajectory correction amount signal from the timing calculating means 46 are transmitted to the shell 10 via the transmitting means 33.

【0034】砲弾10側には、受信手段13の他に、赤
外線検出手段20と、この赤外線検出手段20からの信
号を受けてそのピーク値、あるいは、演算により算出さ
れる中心位置から水平方向あるいはこれと直行する天頂
方向、すなわち、基準位置を演算する基準位置演算手段
14と、この基準位置演算手段14からの信号により砲
弾10の回転角を演算する回転角演算手段15と、この
回転角演算手段15からの信号と受信手段13を介して
入力される弾道修正量信号とによってサイドスラスタ1
2に駆動信号を出力するサイドスラスタ駆動装置16
と、砲弾10の周面に複数設けられサイドスラスタ駆動
装置16からの信号で駆動されて砲弾10の飛翔状態
(弾道)を変更させるサイドスラスタ12とを備えてい
る。
On the side of the shell 10, in addition to the receiving means 13, an infrared detecting means 20 and a signal received from the infrared detecting means 20, and a peak value thereof, or a center position calculated by a calculation, is set in the horizontal direction or A zenith direction orthogonal to this, that is, a reference position calculation means 14 for calculating a reference position, a rotation angle calculation means 15 for calculating a rotation angle of the shell 10 based on a signal from the reference position calculation means 14, and a rotation angle calculation The side thruster 1 is obtained by a signal from the means 15 and a trajectory correction amount signal input via the receiving means 13.
2 for outputting a drive signal to the side thruster drive device 16
And a plurality of side thrusters 12 provided on the peripheral surface of the shell 10 and driven by signals from the side thruster driving device 16 to change the flying state (trajectory) of the shell 10.

【0035】このように構成された本実施形態の作用
を、図2の模式図及び図3のフローチャートをも参照し
て説明する。図2及び図3において、火砲30から砲弾
10が発射されると(図3、ステップ71)、発射され
た砲弾10は、弾道レーダ31によりその初速とその後
の弾道を観測され、これらの信号は演算装置40に入力
されて初速計測手段41及び弾道計測手段42により初
速及び弾道の計測がなされる(図3、ステップ72,7
3)。これらの初速計測手段41,弾道計測手段42か
らの出力により、弾道演算手段43で弾道の演算がなさ
れる(図3、ステップ74)。ついで、予想弾着地演算
手段44により予想弾着地の演算がなされたのち、この
演算された弾着地が目標とする弾着地と等しいかどうか
が判断される(図3、ステップ75)。この演算弾着地
と目標弾着地とが等しいと、弾道レーダ31からの信号
が再度取り込まれ、以下ステップ73から75を繰り返
すこととなる。この状態では、砲弾10は、目標通りに
飛翔しているのであるから、弾道の修正は行われない。
一方、演算弾着地と目標弾着地とが等しくない場合は、
弾道修正量演算手段45で弾道修正量が演算され(図
3、ステップ76)、この修正を行うために必要なサイ
ドスラスタ噴射個数と噴射タイミングがサイドスラスタ
噴射個数、タイミング演算手段46により演算されて弾
道修正信号が形成される(図3、ステップ77)。この
弾道修正信号は、送信手段33から送信(発信)される
とともに(図3、ステップ78)、ステップ73にフィ
ードバックされ、再度ステップ74で弾道計算がなさ
れ、以下修正した弾道に沿って砲弾10が飛翔している
か否かが、弾道レーダ31からの信号で観測され、ステ
ップ75以後のステップが前述と同様に繰り返される。
The operation of the embodiment constructed as described above will be described with reference to the schematic diagram of FIG. 2 and the flowchart of FIG. 2 and 3, when the shell 10 is fired from the gun 30 (FIG. 3, step 71), the fired shell 10 is observed by the ballistic radar 31 at its initial velocity and the subsequent trajectory. The initial velocity and the trajectory are input to the arithmetic unit 40 and are measured by the initial velocity measuring means 41 and the trajectory measuring means 42 (FIG. 3, steps 72 and 7).
3). The trajectory is calculated by the trajectory calculating means 43 based on the outputs from the initial velocity measuring means 41 and the trajectory measuring means 42 (FIG. 3, step 74). Next, after the predicted landing calculation is performed by the predicted landing calculating means 44, it is determined whether or not the calculated landing is equal to the target landing (step 75 in FIG. 3). If the calculated landing is equal to the target landing, the signal from the trajectory radar 31 is fetched again, and steps 73 to 75 are repeated thereafter. In this state, the trajectory is not corrected because the shell 10 is flying as intended.
On the other hand, if the calculated landing is not equal to the target landing,
The trajectory correction amount calculation means 45 calculates the trajectory correction amount (step 76 in FIG. 3), and the number of side thruster injections and the injection timing required for performing this correction are calculated by the number of side thruster injections and timing calculation means 46. A trajectory modification signal is formed (FIG. 3, step 77). This trajectory correction signal is transmitted (transmitted) from the transmission means 33 (FIG. 3, step 78), and is fed back to step 73, where the trajectory calculation is performed again at step 74. Whether it is flying or not is observed by a signal from the ballistic radar 31, and the steps after step 75 are repeated in the same manner as described above.

【0036】砲弾10側では、砲弾10の発射に伴い
(図3、ステップ81)、赤外線検出手段20により砲
弾10の周囲の天空の赤外線放射エネルギが計測される
(図3、ステップ82)と、この放射エネルギの観測仰
角の相違に基づくエネルギ量の相違から、基準位置演算
手段14によってピーク値、換言すると水平位置、天頂
位置などの基準位置が演算される(図3、ステップ8
3)。このピーク値に基づき、回転角演算手段15によ
り砲弾10の回転角が演算される(図3、ステップ8
4)。ついで、受信手段13で弾道修正信号が受信され
ているか否かがチェックされ(図3、ステップ85)、
受信されていないときは、ステップ82の赤外線量計測
からのステップが繰り返される。一方、修正信号が受信
されているときは、サイドスラスタ駆動装置16により
サイドスラスタ12の噴射が修正信号に基づいて行われ
(図3、ステップ86)、砲弾10の飛翔状態の変更、
すなわち、弾道変更が行われ、砲弾10が目標弾着地へ
向かって飛翔することとなる。また、サイドスラスタ1
2の噴射が行われると、砲弾10では、再度ステップ8
2の赤外線量の計測が継続されることとなる。
On the shell 10 side, when the shell 10 is fired (step 81 in FIG. 3), the infrared detecting means 20 measures the infrared radiation energy in the sky around the shell 10 (step 82 in FIG. 3). From the difference in energy amount based on the difference in the observation elevation angle of the radiant energy, the reference position calculating means 14 calculates a peak value, in other words, a reference position such as a horizontal position or a zenith position (FIG. 3, step 8).
3). Based on this peak value, the rotation angle of the shell 10 is calculated by the rotation angle calculation means 15 (FIG. 3, step 8).
4). Next, it is checked whether or not the trajectory correction signal is received by the receiving means 13 (step 85 in FIG. 3).
If not, the steps from the infrared amount measurement in step 82 are repeated. On the other hand, when the correction signal is received, the injection of the side thruster 12 is performed by the side thruster driving device 16 based on the correction signal (FIG. 3, step 86), and the flying state of the shell 10 is changed.
That is, the trajectory is changed, and the shell 10 flies toward the target landing position. In addition, side thruster 1
When the injection of step 2 is performed, the shell 10 returns to step 8 again.
The measurement of the infrared ray amount of No. 2 will be continued.

【0037】以下、上述の手順を繰り返すことで、飛翔
中の砲弾10は、回転角を計測されながら弾道修正がな
されることとなる。
Hereinafter, by repeating the above-described procedure, the trajectory of the flying ammunition 10 is corrected while measuring the rotation angle.

【0038】上述のような本実施形態によれば、次のよ
うな効果がある。すなわち、本実施形態では、自然界に
存在する赤外線放射エネルギが、天空の仰角によってそ
のエネルギ量が異なることに着目することによって、可
動部を有しない赤外線検出手段20によって砲弾10の
回転角を計測できる。従って、耐G性に優れ、安価な回
転角計測装置及び計測方法を提供できる。また、ジャイ
ロなどを用いる従来技術に比べて、極めて小型に出来、
砲弾10への適用も容易に出来る。さらに、赤外線検出
手段20の計測方向にオフセット角Qを設ければ、ノイ
ズの多い地上方向の赤外線を計測することなく赤外線放
射エネルギを計測できるから、より簡易な構成で基準値
としてのピーク値を認識でき、この点からも安価に提供
できる。この際、オフセット角Qを落角Pに等しいかそ
れより小さく、換言すると、オフセット角Qを落角P以
下の角度(オフセット角Q≦落角P)に設定すれば、赤
外線検出手段20は地面方向の赤外線を全く計測しない
から、より精度を上げることが出来る。
According to the above-described embodiment, the following effects can be obtained. That is, in the present embodiment, the rotation angle of the shell 10 can be measured by the infrared detecting means 20 having no movable part by noting that the amount of energy of infrared radiation energy existing in the natural world varies depending on the elevation angle of the sky. . Therefore, it is possible to provide an inexpensive rotation angle measuring apparatus and a measuring method which are excellent in G resistance and inexpensive. Also, compared to the conventional technology using gyro, etc., it can be made extremely small,
It can be easily applied to the shell 10. Further, if the offset angle Q is provided in the measurement direction of the infrared detecting means 20, the infrared radiation energy can be measured without measuring the noisy infrared in the ground direction, so that the peak value as the reference value can be calculated with a simpler configuration. It can be recognized, and from this point, it can be provided at low cost. At this time, if the offset angle Q is equal to or smaller than the falling angle P, in other words, if the offset angle Q is set to an angle equal to or less than the falling angle P (offset angle Q ≦ drop angle P), the infrared detecting means 20 will be able to detect the ground surface. Since no infrared light in any direction is measured, the accuracy can be further improved.

【0039】一方、オフセット角Qを落角Pより大きく
(オフセット角Q>落角P)設定しても、前述のよう
に、放射エネルギの立ち上がりと立ち下がりとの等しい
値の中心地をピーク値として演算するようにすれば、回
転角の計測は可能であるが、その演算機構を設定する分
コスト的に不利である。
On the other hand, even if the offset angle Q is set to be larger than the drop angle P (offset angle Q> drop angle P), as described above, the center of the radiant energy having the same rising and falling values is set to the peak value. If the calculation is performed as follows, the rotation angle can be measured, but it is disadvantageous in terms of cost because the calculation mechanism is set.

【0040】次に、図4には、本発明の理論を確認する
ための第1の試験装置50が示されている。第1の試験
装置50は、支持脚51に支持された支持台52を備
え、この支持台52上には、回転体53が水平面に対し
て落角Pだけ傾斜した回転軸Rに対して回転自在に支持
されている。この回転体53の上部には、赤外線検出手
段20が設けられ、この赤外線検出手段20のセンサ計
測方向は、回転軸Rに対して落角Pに等しいオフセット
角Qを有するようにされている。この際、赤外線検出手
段20は本来の赤外線センサの代わりに、放射温度計を
用い、本装置で使用する波長帯の温度を計測できるよう
にされている。また、この装置では落角P=オフセット
角Q=60度に設定し、最も赤外線放射エネルギの大き
い水平方向より上の天空方向を計測するようにした。
Next, FIG. 4 shows a first test apparatus 50 for confirming the theory of the present invention. The first test apparatus 50 includes a support table 52 supported by support legs 51. On the support table 52, a rotating body 53 rotates about a rotation axis R that is inclined at a falling angle P with respect to a horizontal plane. It is freely supported. Above the rotator 53, the infrared detecting means 20 is provided, and the sensor detecting direction of the infrared detecting means 20 has an offset angle Q equal to the falling angle P with respect to the rotation axis R. At this time, the infrared detector 20 uses a radiation thermometer instead of the original infrared sensor, and can measure the temperature in the wavelength band used in the present apparatus. In this apparatus, the falling angle P = offset angle Q = 60 degrees is set, and the sky direction above the horizontal direction where the infrared radiation energy is greatest is measured.

【0041】このようにして計測した結果が、図5に示
されている。この図5によれば、水平方向にピーク値を
持つことが分かる。なお、この図5の計測条件は、天候
が晴れであるが、天候が曇りの場合でも、雲底による散
乱エネルギはあるが、水平方向にピーク値を持つことは
同様であり、このピーク値を基準として回転角を計測で
きるのも同様である。
FIG. 5 shows the result of the measurement. According to FIG. 5, it can be seen that there is a peak value in the horizontal direction. Note that the measurement condition in FIG. 5 is that the weather is fine, but even if the weather is cloudy, there is scattered energy due to the cloud bottom, but it has the same peak value in the horizontal direction. Similarly, the rotation angle can be measured as a reference.

【0042】図6には、本発明の赤外線検出手段20と
して、非冷却型の赤外線センサを用いた第2の試験装置
60が示されている。第2の試験装置60は基台61を
備え、この基台61には支持腕62を介して本体63が
所定角度、すなわち、落角Pに等しい角度、具体的には
60度、傾斜して固定されている。この本体63には、
その下部に非冷却型赤外線センサからなる赤外線検出手
段20が設けられるとともに、上部に回転体64が回転
可能に取り付けられている。回転体64内には、回転軸
R対し落角Pと等しい角度(=60度)に設定されたオ
フセット角Qの方向から入射される赤外線を、丁度赤外
線検出手段20に向けて反射するミラー65が設けられ
ている。すなわち、ミラー65は、回転軸Rに対して3
0度傾斜して設けられ、回転体64と一体に回転するよ
うにされている。本体63には、ブラケット66を介し
て駆動モータ67が取り付けられ、この駆動モータ67
の回転がベルト68を介して回転体64に伝達されるよ
うになっている。
FIG. 6 shows a second test apparatus 60 using an uncooled infrared sensor as the infrared detecting means 20 of the present invention. The second test apparatus 60 has a base 61 on which a main body 63 is inclined via a support arm 62 at a predetermined angle, that is, at an angle equal to the falling angle P, specifically 60 degrees. Fixed. In this body 63,
An infrared detecting means 20 composed of an uncooled infrared sensor is provided at a lower portion thereof, and a rotating body 64 is rotatably mounted at an upper portion thereof. In the rotator 64, a mirror 65 that reflects the infrared light incident from the direction of the offset angle Q set at an angle (= 60 degrees) equal to the falling angle P with respect to the rotation axis R toward the infrared detection means 20. Is provided. That is, the mirror 65 is 3
It is provided at an angle of 0 degrees and is configured to rotate integrally with the rotating body 64. A drive motor 67 is attached to the main body 63 via a bracket 66.
Is transmitted to the rotating body 64 via the belt 68.

【0043】このように構成された本装置において、回
転体64の回転数を10回転/秒、落角P=オフセット
角Q=60度になるように設定して回転角に対するセン
サ出力を計測した。その結果、赤外線検出手段20によ
り検出した赤外線放射エネルギは、回転角が水平方向
(180度)より少し手前の角度、すなわち、160度
近辺で最低値を示し、天頂方向(360度)の少し手前
の340度近辺で最高値を示す10Hzのサイン波を示
した。この際、赤外線検出手段20の出力は、上述のよ
うにセンサ測定方向水平時にピークを持たず、多少の位
相遅れを示した。この位相遅れは、赤外線検出手段20
及び図示しない電気回路の位相遅れによるものである。
この赤外線検出手段20及び電気回路の位相遅れは、回
転数により決まるものであるから、補正可能であり、問
題となることはない。
In the thus constructed apparatus, the rotation speed of the rotating body 64 was set to 10 rotations / sec, the falling angle P = the offset angle Q = 60 degrees, and the sensor output for the rotation angle was measured. . As a result, the infrared radiant energy detected by the infrared detecting means 20 shows a minimum value at a rotation angle slightly before the horizontal direction (180 degrees), that is, around 160 degrees, and slightly before the zenith direction (360 degrees). A sine wave of 10 Hz showing the highest value around 340 degrees was shown. At this time, the output of the infrared detecting means 20 did not have a peak when the sensor measurement direction was horizontal as described above, and showed a slight phase delay. This phase delay is caused by the infrared detecting means 20
And a phase delay of an electric circuit (not shown).
Since the phase delay of the infrared detecting means 20 and the electric circuit is determined by the rotation speed, it can be corrected and does not cause any problem.

【0044】このような本実施装置によれば、現状で
は、安価ではあるが、感度が必ずしも高くはない非冷却
型の赤外線センサを用いても、回転体64の回転角の計
測が十分可能であり、より安価な装置を提供できる。ま
た、装置全体ではなく、ミラー65を含む回転体64の
部分を回転させて各方位の赤外線を計測するようにした
から、回転機構を小型化でき、かつ、赤外線検出手段2
0の部分が回転しないため、信号及び電源線がよじられ
ることがなく、この点からも装置の構造を簡易にでき
る。この際、ミラー65を用いない場合は、信号線等を
スリップリングや電波で外部に出力しなければならず、
構造上複雑となって不利である。
According to the present embodiment, the rotation angle of the rotating body 64 can be sufficiently measured even by using an uncooled infrared sensor which is inexpensive but not always high in sensitivity at present. Yes, a cheaper device can be provided. In addition, since not the entire apparatus but the part of the rotating body 64 including the mirror 65 is rotated to measure the infrared rays in each direction, the rotating mechanism can be downsized and the infrared detecting means 2 can be used.
Since the zero portion does not rotate, the signal and the power supply line are not twisted, which also simplifies the structure of the device. At this time, when the mirror 65 is not used, a signal line or the like must be output to the outside by a slip ring or a radio wave.
It is disadvantageous because it is complicated in structure.

【0045】なお、本発明は前記実施形態に限定される
ものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変
形、改良は、本発明に含まれるものである。
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and modifications and improvements as long as the object of the present invention can be achieved are included in the present invention.

【0046】例えば、赤外線検出手段20は、前述の温
度計、非冷却型赤外線センサ素子に限らず、赤外線を検
出できる手段であればいかなるものでもよく、その名称
は問わない。また、回転飛翔体としては、砲弾10に限
らず、回転しながら飛翔するものなら如何なるものでも
よい。さらに、砲弾10の弾道を変更するサイドスラス
タ12は、通常火薬式のものが用いられるが、本発明は
これに限定されるものではなく、如何なる駆動形式のも
のでもよく、かつ、その名称も不問であり、スラストモ
ータ、推進手段など如何なるものでもよい。要するに、
駆動指令により作動して、回転飛翔体の飛翔状態を変更
できる手段であればよい。
For example, the infrared detecting means 20 is not limited to the thermometer and the uncooled infrared sensor element described above, but may be any means as long as it can detect infrared rays, and the name thereof does not matter. The rotating flying object is not limited to the cannonball 10, but may be any object that can fly while rotating. Further, the side thruster 12 for changing the trajectory of the shell 10 is usually of the explosive type, but the present invention is not limited to this, and may be of any drive type and its name is not limited. And any device such as a thrust motor and a propulsion unit may be used. in short,
Any means that can be operated by a drive command to change the flying state of the rotating flying object may be used.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明によれば、赤外線検出手段を用
い、観測仰角により異なる放射エネルギ量を示す赤外線
を検出して回転飛翔体の回転角を検出するようにしたか
ら、赤外線検出手段として可動部を持たない、耐G特性
の高い素子を使用することができ、安定して安価に回転
角を計測できるという効果がある。
According to the present invention, the rotation angle of the rotating flying object is detected by detecting infrared rays having different radiant energy amounts depending on the observation elevation angle by using the infrared detection means. An element having no G portion and having high G resistance can be used, and the rotation angle can be measured stably and inexpensively.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本発明の一実施形態の概略構成を示す
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】図2は、図1の実施形態における作用を示す模
式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an operation in the embodiment of FIG. 1;

【図3】図3は、図1の実施形態における作用を示すフ
ロー図である。
FIG. 3 is a flowchart showing an operation in the embodiment of FIG. 1;

【図4】図4(A)、(B)は、本発明の理論を確認す
るための第1の試験装置を示す概略構成図であり、
(A)は側面図、(B)は正面図である。
FIGS. 4A and 4B are schematic structural views showing a first test apparatus for confirming the theory of the present invention;
(A) is a side view, (B) is a front view.

【図5】図5は、図4の試験装置により測定した回転角
と温度との関係を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a rotation angle and a temperature measured by the test device of FIG. 4;

【図6】図6は、本発明の理論を確認するための第2の
試験装置を示す一部を切欠いた概略構成図である。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a second test apparatus for confirming the theory of the present invention, with a part cut away.

【図7】図7は、本発明を案出するきっかけとなった赤
外線放射エネルギ強度と観測仰角との関係を示すグラフ
である。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the infrared radiation energy intensity and the observation elevation angle that triggered the invention of the present invention.

【図8】図8は、本発明の回転飛翔体として砲弾に適用
した一実施形態を示す概略構成図である。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing an embodiment applied to a shell as a rotary flying object of the present invention.

【図9】図9は、図8の実施形態に用いられる赤外線検
出手段の一例を示す概略構成図である。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an infrared detection unit used in the embodiment of FIG. 8;

【図10】図10は、本発明の回転飛翔体として砲弾に
適用した他の実施形態を示す概略構成図である。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing another embodiment applied to a shell as a rotary flying object of the present invention.

【図11】図11は、本発明の回転飛翔体として砲弾に
適用したさらに他の実施形態を示す概略構成図である。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing still another embodiment applied to a shell as a rotary flying object of the present invention.

【図12】図12は、図10及び図11の各実施形態に
おける回転角と放射エネルギとの関係を示すグラフであ
る。
FIG. 12 is a graph showing a relationship between a rotation angle and radiant energy in each embodiment of FIGS. 10 and 11;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 砲弾 12 サイドスラスタ 13 受信手段 14 基準位置演算手段 15 回転角演算手段 16 サイドスラスタ駆動装置 20 赤外線検出手段 30 火砲 31 弾道レーダ 33 送信手段 40 演算装置 41 初速計測手段 42 弾道計測手段 43 弾道演算手段 44 予想弾着地演算手段 45 弾道修正量演算手段 46 サイドスラスタ噴射個数、タイミング演算手段 50 第1の試験装置 60 第2の試験装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Cannonball 12 Side thruster 13 Receiving means 14 Reference position calculating means 15 Rotation angle calculating means 16 Side thruster driving device 20 Infrared ray detecting means 30 Fire cannon 31 Ballistic radar 33 Transmitting means 40 Computing device 41 Initial velocity measuring means 42 Ballistic measuring means 43 Ballistic computing means 44 Expected landing calculation means 45 Ballistic correction amount calculation means 46 Number of side thruster injections, timing calculation means 50 First test device 60 Second test device

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】回転しながら自由飛翔する回転飛翔体と、
この回転飛翔体に設けられた赤外線検出手段と、この赤
外線検出手段により検出される放射エネルギの回転角度
に基づく検出値の相違から基準位置を算出する基準位置
演算手段と、この基準位置演算手段による基準位置との
比較から回転飛翔体の回転角を演算する回転角演算手段
とを備えたことを特徴とする回転飛翔体の回転角計測装
置。
A rotating flying object that flies freely while rotating;
An infrared detecting means provided on the rotating flying object, a reference position calculating means for calculating a reference position from a difference in a detection value based on a rotation angle of radiant energy detected by the infrared detecting means, and a reference position calculating means. A rotation angle calculation unit configured to calculate a rotation angle of the rotating flying object from a comparison with a reference position;
【請求項2】請求項1に記載の回転飛翔体の回転角計測
装置において、前記赤外線検出手段は、回転飛翔体の回
転軸直交方向に対し、回転飛翔体の後方に向かって所定
角度傾いたオフセット角を有して回転飛翔体に設けられ
たことを特徴とする回転飛翔体の回転角計測装置。
2. The rotation angle measuring device for a rotating flying object according to claim 1, wherein the infrared detecting means is inclined at a predetermined angle toward a rear of the rotating flying object with respect to a direction orthogonal to a rotation axis of the rotating flying object. A rotation angle measurement device for a rotating flying object, wherein the rotation angle measuring device is provided on the rotating flying object with an offset angle.
【請求項3】請求項2に記載の回転飛翔体の回転角計測
装置において、前記オフセット角は、回転飛翔体の落角
以下の角度に設定されていることを特徴とする回転飛翔
体の回転角計測装置。
3. The rotation angle measuring device according to claim 2, wherein the offset angle is set to an angle equal to or less than a falling angle of the rotating flying object. Angle measuring device.
【請求項4】請求項1ないし請求項3のいずれかに記載
の回転飛翔体の回転角計測装置において、前記赤外線検
出手段は、3〜5.5μmおよび/または7〜14μm
の波長の赤外線を検出してその放射エネルギを計測する
ことを特徴とする回転飛翔体の回転角計測装置。
4. The rotation angle measuring device for a rotary flying object according to claim 1, wherein said infrared detecting means is 3 to 5.5 μm and / or 7 to 14 μm.
A rotation angle measuring device for a rotating flying object, which detects infrared light having a wavelength of and measures radiant energy thereof.
【請求項5】請求項1ないし請求項4のいずれかに記載
の回転飛翔体の回転角計測装置において、前記基準位置
演算手段は、前記赤外線検出手段により検出される放射
エネルギの立ち上がりと立ち下がりとの同じ放射エネル
ギとなる箇所を計測してその中心位置を求め、この中心
位置に基づいて基準位置を算出することを特徴とする回
転飛翔体の回転角計測装置。
5. The rotation angle measuring apparatus for a rotary flying object according to claim 1, wherein said reference position calculating means includes a rise and a fall of radiant energy detected by said infrared detecting means. A position at which the same radiant energy as in (1) is measured, a center position thereof is obtained, and a reference position is calculated based on the center position.
【請求項6】請求項3に記載の回転飛翔体の回転角計測
装置において、前記基準位置演算手段は、前記赤外線検
出手段により検出される放射エネルギのピークを計測
し、このピーク位置に基づいて基準位置を算出すること
を特徴とする回転飛翔体の回転角計測装置。
6. A rotation angle measuring apparatus for a rotary flying object according to claim 3, wherein said reference position calculating means measures a peak of radiant energy detected by said infrared detecting means, and based on the peak position. A rotation angle measurement device for a rotating flying object, which calculates a reference position.
【請求項7】請求項1ないし請求項6のいずれかに記載
の回転飛翔体の回転角計測装置において、前記回転飛翔
体は砲弾とされるとともに、この砲弾の周面には砲弾の
飛翔状態を変化させるサイドスラスタが複数設けられ、
かつ、前記砲弾には前記回転角演算手段からの回転角と
弾道修正信号とから所定のサイドスラスタを駆動するサ
イドスラスタ駆動手段が設けられたことを特徴とする回
転飛翔体の回転角計測装置。
7. The rotation angle measuring device for a rotary flying object according to claim 1, wherein said rotary flying object is a shell and a flying state of the shell on the peripheral surface of said shell. A plurality of side thrusters to change the
In addition, the ammunition is provided with side thruster driving means for driving a predetermined side thruster based on the rotation angle from the rotation angle calculation means and the trajectory correction signal, and the rotation angle measurement apparatus for a rotating flying object is provided.
【請求項8】回転しながら自由飛翔する回転飛翔体に赤
外線検出手段を設け、この赤外線検出手段により回転飛
翔体の周囲の放射エネルギを検出するとともに、この放
射エネルギの回転角度に基づく検出値の相違から基準位
置を算出し、この基準位置との比較から回転飛翔体の回
転角を演算して回転飛翔体の回転角を計測することを特
徴とする回転飛翔体の回転角計測方法。
8. An infrared detecting means is provided on a rotating flying object which flies freely while rotating. The infrared detecting means detects radiant energy around the rotating flying object and calculates a detection value based on a rotation angle of the radiant energy. A rotation angle measurement method for a rotating flying object, comprising calculating a reference position from a difference, calculating a rotation angle of the rotating flying object from a comparison with the reference position, and measuring a rotation angle of the rotating flying object.
【請求項9】請求項8に記載の回転飛翔体の回転角計測
方法において、前記赤外線検出手段は、3〜5.5μm
および/または7〜14μmの波長の赤外線を検出して
その放射エネルギを計測することを特徴とする回転飛翔
体の回転角計測方法。
9. The method for measuring a rotation angle of a rotating flying object according to claim 8, wherein said infrared detecting means is 3 to 5.5 μm.
And / or detecting infrared radiation having a wavelength of 7 to 14 μm and measuring the radiant energy of the infrared radiation.
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