JP2001021297A - Racking apparatus - Google Patents
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
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- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Studio Devices (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は追尾目標である第１
の飛翔体を捕捉追尾するため、イメージャ（imager）を
搭載した第２の飛翔体において、イメージャの取得した
第１の飛翔体の目標画像がら、第１の飛翔体の方向と第
２の飛翔体の飛行軸の方向との誤差角を検出し、この誤
差角信号に追尾ゲインを乗算した制御信号である誘導信
号が飛翔体のオートパイロットに供給され、誘導信号の
量に従い、飛翔体の姿勢を制御する追尾装置に関するも
のである。特に、イメージャが第２の飛翔体に搭載され
たジンバル（gimbal）に装着され、イメージャの光軸を
スキャン（scan）する場合に、イメージャで検出される
誤差角からスキャンの影響を除去して第２の飛翔体を誘
導するための誘導信号を生成する追尾装置に関するもの
である。[0001] The present invention relates to a first tracking target.
In order to capture and track the flying object of the second flying object, the direction of the first flying object and the direction of the second flying object are determined based on the target image of the first flying object obtained by the imager. An error angle from the direction of the flight axis is detected, and a guidance signal, which is a control signal obtained by multiplying the error angle signal by a tracking gain, is supplied to the autopilot of the flying object, and the attitude of the flying object is determined according to the amount of the guidance signal. The present invention relates to a tracking device to be controlled. In particular, when the imager is mounted on a gimbal mounted on the second projectile and scans the optical axis of the imager, the effect of the scan is removed from the error angle detected by the imager. The present invention relates to a tracking device that generates a guidance signal for guiding two flying objects.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図１は本発明の一実施形態における装置
構成を示す図であるが、本発明の装置が従来の装置と異
なる点は、図１のキャンセル（cancel）部の内部構成だ
けであるので、図１について従来の装置の構成を説明す
る。従来の装置は、ジンバル（gimbal）部１、画像信号
処理部２、ジンバル制御部３、キャンセル部４から構成
される。ジンバル部１はイメージャ（imager）部５、ジ
ンバル本体６、トルクモータ（torque motor）７、レー
トセンサ（rate sensor ）８、角度センサ９から構成さ
れる。2. Description of the Related Art FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an apparatus according to an embodiment of the present invention. The only difference between the apparatus of the present invention and the conventional apparatus is the internal configuration of a cancel unit in FIG. Therefore, the configuration of the conventional apparatus will be described with reference to FIG. The conventional device includes a gimbal unit 1, an image signal processing unit 2, a gimbal control unit 3, and a cancel unit 4. The gimbal unit 1 includes an imager unit 5, a gimbal main body 6, a torque motor 7, a rate sensor 8, and an angle sensor 9.
【０００３】イメージャ部５は目標飛翔体を含む画像デ
ータを取得する部分であって、取得された画像データは
一般には、ＴＶモニタ等の表示装置（図示せず）上に表
示するに適した形態でイメージメモリ（image memory）
（図示せず）に書き込まれる。イメージャ部５はジンバ
ル本体６に装着され、イメージャ部５の指向角度（すな
わち、ジンバル角度３０）は２軸以上の自由度を以て、
トルクモータ７によって制御される。この制御の目的は
ジンバル角度３０を目標方向角度２６に常に合致させる
ことであり、この制御の実行のために、イメージャ部５
の空間角速度（ジンバル角速度信号３８）を検出するレ
ートセンサ８と、イメージャ部５の角度（ジンバル角度
信号３７）を検出する角度センサ９を備えている。The imager section 5 is a section for acquiring image data including a target flying object, and the acquired image data is generally in a form suitable for being displayed on a display device (not shown) such as a TV monitor. With image memory
(Not shown). The imager unit 5 is mounted on the gimbal body 6, and the directional angle of the imager unit 5 (that is, the gimbal angle 30) has two or more axes of freedom.
Controlled by the torque motor 7. The purpose of this control is to make the gimbal angle 30 always coincide with the target direction angle 26. In order to execute this control, the imager unit 5
A rate sensor 8 for detecting the spatial angular velocity (gimbal angular velocity signal 38) of the imager 5 and an angle sensor 9 for detecting the angle of the imager unit 5 (gimbal angle signal 37).
【０００４】ジンバル制御部３は誘導信号２５にスキャ
ン入力信号２８を加算する加算器４１、減算器４２を含
むジンバル角速度フィードバック部１２、サーボアンプ
（servo amp ）部１３から構成される。The gimbal control unit 3 includes an adder 41 for adding the scan input signal 28 to the guide signal 25, a gimbal angular velocity feedback unit 12 including a subtractor 42, and a servo amplifier (servo amp) unit 13.
【０００５】画像信号処理部２はイメージャ部５により
得られた画像データ３１を処理し目標を抽出、目標方向
角度２６とジンバル角度３０の差である誤差角信号３２
を演算する画像処理部１０と、誤差角信号３２から補正
前誘導信号を生成するための追尾ゲイン（gain）設定部
１１とから構成される。画像データ３１の画像信号処理
部２における処理に関して、例えば、イメージャ部５が
ＴＶカメラである場合について、図７について説明す
る。図７の符号７１はＴＶ画面枠、符号７２は追尾ゲー
ト、符号７３は画面中心、符号７４は目標、符号７５は
誤差角である。この誤差角７５を無くするために、誤差
角によりジンバル角度３０をフィードバック制御して、
ジンバル角度３０を目標方向角度に一致させるよう制御
すると同時に、この誤差角から誘導信号２５を演算し
て、第２の飛翔体のオートパイロットへ出力され、第２
の飛翔体の飛翔姿勢角の制御に使われる。The image signal processing unit 2 processes the image data 31 obtained by the imager unit 5 to extract a target, and an error angle signal 32 which is a difference between the target direction angle 26 and the gimbal angle 30.
, And a tracking gain setting unit 11 for generating a pre-correction guidance signal from the error angle signal 32. Regarding processing of the image data 31 in the image signal processing unit 2, for example, a case where the imager unit 5 is a TV camera will be described with reference to FIG. 7, reference numeral 71 denotes a TV screen frame, reference numeral 72 denotes a tracking gate, reference numeral 73 denotes a screen center, reference numeral 74 denotes a target, and reference numeral 75 denotes an error angle. In order to eliminate the error angle 75, the gimbal angle 30 is feedback-controlled by the error angle,
At the same time as controlling the gimbal angle 30 to coincide with the target direction angle, the guidance signal 25 is calculated from this error angle, and is output to the autopilot of the second flying object.
Is used to control the flight attitude angle of the flying object.
【０００６】ジンバル角度３０を制御するには、二つの
軸方向へ同時に駆動しなければならない。すなわち、ジ
ンバル角度３０の方向（イメージャ５の光軸の方向）を
Ｚ軸とするＸ−Ｙ−Ｚ直交座標を想定すると、画面中心
７３を図７上でＸ方向と同時にＹ方向へ駆動させる必要
がある。図１のトルクモータ７はＸ方向へ駆動するトル
クモータとＹ方向へ駆動するトルクモータと２個のトル
クモータを必要とし、従って、トルクモータ電流指令信
号３４も２種類必要であり、この２種類の信号を発生す
るためのジンバル制御部３も２回路必要である。然し、
２回路のジンバル制御部、２種類のトルクモータ電流指
令信号、２個のトルクモータは互いに同様な構成であ
り、同様に動作するので、図面には単にトルクモータ
７、トルクモータ電流指令信号３４、ジンバル制御部３
として示し、１方向の制御（例えば、Ｘ方向）に関して
だけ説明することとする。To control the gimbal angle 30, it is necessary to simultaneously drive in two axial directions. That is, assuming XYZ orthogonal coordinates with the direction of the gimbal angle 30 (the direction of the optical axis of the imager 5) as the Z axis, it is necessary to drive the screen center 73 in the Y direction simultaneously with the X direction in FIG. There is. The torque motor 7 shown in FIG. 1 requires two torque motors, a torque motor driven in the X direction and a torque motor driven in the Y direction. Therefore, two types of torque motor current command signals 34 are required. Also, two circuits are required for the gimbal control unit 3 for generating the above signal. But
The two-circuit gimbal control unit, the two types of torque motor current command signals, and the two torque motors have the same configuration and operate in the same manner, so that only the torque motor 7, torque motor current command signal 34, Gimbal control unit 3
, And only the control in one direction (for example, the X direction) will be described.
【０００７】一方、第２の飛翔体の飛行軸は、この場
合、オートパイロット（auto-pilot）（図示せず）によ
り制御されて、外乱の影響を受けることなく定められた
角度に維持されながら飛行するのであるが、図７の誤差
角７５を０にするように、誤差角７５がオートパイロッ
トの制御信号として入力される。オートパイロットは誘
導信号を受け、飛翔体の姿勢を制御する。On the other hand, the flight axis of the second flying object is controlled by an auto-pilot (not shown) in this case, and is maintained at a predetermined angle without being affected by disturbance. When flying, the error angle 75 is input as an autopilot control signal so that the error angle 75 in FIG. 7 is set to zero. The autopilot receives the guidance signal and controls the attitude of the flying object.
【０００８】図１で、スキャン入力信号２３とキャンセ
ル部４を削除した場合のジンバル角度制御のブロック図
を図６に示す。図６において、図１と同一符号は同一部
分を示し同様に動作するので、重複した説明を省略す
る。図７に示す誤差角７５が図６の誤差角信号３２とな
る。図６の減算器４０は目標方向角度２６とジンバル角
度３０の差がイメージャ５の画像データ３１となり画像
処理部１０において誤差角信号３２として検出されるこ
とを意味し、実際の減算器ではない。この誤差角信号３
２に追尾ゲイン設定部１１（図１参照）で設定した追尾
ゲインＫｈ（符号１８）を乗算し、この出力が、ジンバ
ル角速度フィードバック部１２（図１参照）の減算器４
２に供給される。ジンバル角速度フィードバック部１２
で追尾ゲイン設定部１１の出力とレートセンサ８の出力
（図６ではレートセンサ応答２４の出力）であるジンバ
ル角速度信号３８との差信号がサーボアンプ部１３でサ
ーボアンプゲインＫａ（符号１９）の増幅を受けトルク
モータ電流指令信号３４となり、トルクモータ７でトル
クモータゲインＴｍ（符号２０）が乗算されてトルクモ
ータ７のトルクτを発生する。FIG. 6 is a block diagram of gimbal angle control when the scan input signal 23 and the cancel unit 4 are deleted in FIG. 6, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same parts, and operate in the same manner. The error angle 75 shown in FIG. 7 becomes the error angle signal 32 in FIG. The subtractor 40 in FIG. 6 means that the difference between the target direction angle 26 and the gimbal angle 30 becomes the image data 31 of the imager 5 and is detected by the image processing unit 10 as the error angle signal 32, and is not an actual subtractor. This error angle signal 3
2 is multiplied by the tracking gain Kh (reference numeral 18) set by the tracking gain setting unit 11 (see FIG. 1), and the output is multiplied by the subtractor 4 of the gimbal angular velocity feedback unit 12 (see FIG. 1).
2 is supplied. Gimbal angular velocity feedback section 12
The difference signal between the output of the tracking gain setting unit 11 and the gimbal angular velocity signal 38 which is the output of the rate sensor 8 (the output of the rate sensor response 24 in FIG. 6) is the servo amplifier gain Ka (reference numeral 19) in the servo amplifier unit 13. After being amplified, the torque motor current command signal 34 is generated. The torque motor gain Tm (reference numeral 20) is multiplied by the torque motor 7 to generate a torque τ of the torque motor 7.
【０００９】図７において、画面中心７３をＸ軸方向に
駆動するトルクモータ７を考える。目標７４のＸ軸方向
の位置をｘi 、画面中心７３のＸ軸方向の位置をｘとす
ると、図６の誤差角信号３２のＸ軸方向の成分はｘi −
ｘとなり、ジンバル角速度信号３８はｄｘ／ｄｔである
ので、 τ＝Ｔｍ・Ｋａ［Ｋｈ（ｘi −ｘ）−ｄｘ／ｄｔ］・・・ （２）となり、 このトルクでジンバル部１をＸ軸方向に駆動するので、 τ＝Ｊ（ｄ2 ｘ／ｄｔ2 ）＋Ｃｖ（ｄｘ／ｄｔ）＋Ｔｓ・ｘ・・・ （３） となる。ここにＪはジンバル慣性モーメト（moment）２
１、Ｃｖ（ｄｘ／ｄｔ）は粘性トルク、Ｔｓ・ｘはスプ
リングトルク（spring torque ）である（図６参照）。
式（２）、（３）からｘi とｘの関係が定められる。す
なわち、Ｓ＝ｄ／ｄｔ（時間微分）の記号を用いて式
（２）、式（３）から Ｇ（Ｓ）＝（ｘ／ｘi ） ＝Ｋｈ・Ｋａ・Ｔｍ／［ＪＳ2 ＋（Ｋａ・Ｔｍ＋Ｃｖ）Ｓ＋（Ｋｈ・Ｋａ・Ｔｍ ＋Ｔｓ）］ ・・・ （４）を得る。In FIG. 7, the torque motor 7 for driving the screen center 73 in the X-axis direction is considered. When the X-axis direction position of the target 74 xi, a X-axis direction position of the screen center 73 and x, component in the X-axis direction of the error angle signal 32 of FIG. 6 x i -
x becomes, because the gimbal rate signal 38 is dx / dt, τ = Tm · Ka [Kh (x i -x) -dx / dt] ··· (2) , and the X-axis gimbal portion 1 in the torque Τ = J (d 2 x / dt 2 ) + Cv (dx / dt) + Ts · x (3) Where J is the gimbal moment of inertia (moment) 2
1. Cv (dx / dt) is a viscous torque, and Ts · x is a spring torque (see FIG. 6).
Equations (2) and (3) determine the relationship between x i and x. That is, equation (2) using the symbols of S = d / dt (time differential), G from formula (3) (S) = ( x / x i) = Kh · Ka · Tm / [JS 2 + (Ka Tm + Cv) S + (KhKaTm + Ts)] (4) is obtained.
【００１０】図６において、ジンバル角速度３３のＸ軸
方向の成分をｄｘ／ｄｔとし、これに乗算器３５でＣｖ
を乗算すると粘性トルクのＸ軸方向成分となる。演算ｄ
／ｄｔを記号Ｓで表し、記号１／Ｓで演算∫ｄｔを表す
と、ジンバル角速度３３のＸ軸方向の成分にＴｓを乗算
し積分回路３６で積分してスプリングトルクのＸ軸方向
成分を算出する。減算器４３の出力は、式（２）、式
（３）に示される全体のトルクτから粘性トルクとスプ
リングトルクを減算した正味加速トルクτ0 となり、こ
れによって慣性モーメントＪのジンバル部１が加速され
るので１／Ｊ・Ｓで示す積分回路２２の出力がジンバル
角速度３３（Ｘ軸方向成分）となり、これがレートセン
サ応答２４によってジンバル角速度信号３８（Ｘ軸方向
成分）となる。ジンバル角速度３３を積分回路２３によ
って積分してジンバル角度３０（Ｘ軸方向成分）を生成
する。In FIG. 6, a component of the gimbal angular velocity 33 in the X-axis direction is set to dx / dt.
Is multiplied by the X-axis component of the viscous torque. Operation d
If / dt is represented by the symbol S and the calculation ∫dt is represented by the symbol 1 / S, the X-axis component of the gimbal angular velocity 33 is multiplied by Ts and integrated by the integration circuit 36 to calculate the X-axis component of the spring torque. I do. The output of the subtractor 43 is a net acceleration torque τ0 obtained by subtracting the viscous torque and the spring torque from the total torque τ shown in the equations (2) and (3), whereby the gimbal portion 1 of the moment of inertia J is accelerated. Therefore, the output of the integration circuit 22 represented by 1 / J · S becomes the gimbal angular velocity 33 (X-axis direction component), which becomes the gimbal angular velocity signal 38 (X-axis direction component) by the rate sensor response 24. The gimbal angular velocity 33 is integrated by the integration circuit 23 to generate the gimbal angle 30 (X-axis direction component).
【００１１】ところで、誤差角信号３２に追尾ゲインＫ
ｈ１８を乗算した制御信号は、誘導信号２５としてオー
トパイロットに供給され、誘導信号の量に従い、飛翔体
の姿勢を制御すると共に、シンバル駆動の入力点である
減算器４２にも供給され、誤差角が０となるように制御
される。The tracking gain K is added to the error angle signal 32.
The control signal multiplied by h18 is supplied to the autopilot as the guidance signal 25. The control signal controls the attitude of the flying object according to the amount of the guidance signal, and is also supplied to the subtractor 42, which is the input point of the cymbal drive, and outputs the error angle. Is controlled to be 0.
【００１２】先に説明したように、図６はジンバル部１
でスキャンを実施しない場合のジンバル角度３０の制御
回路を示すもので、誤差角７５は図７に示すようにな
る。通常追尾装置に搭載されるイメージャの視野は目標
捕捉する範囲に比較して狭いと言う問題点が有るため、
この目標捕捉の実効的な範囲を広くするため方法として
シンバル角度３０をスキャンする方法がある。図８はシ
ンバル角度３０のコニカルスキャン（conical scan）を
行った場合の取得画像を表わす説明図で、図において図
７と同一符号は同一部分を表し、ある時点では図７と同
じく符号７１で示す位置にあるＴＶ画面枠７１が、コニ
カルスキャンにより図８に弧状の矢印８２で示す方向に
移動し、移動の結果、点線枠８１で示す位置にＴＶ画像
枠が来る時点があり、総合的には、コニカルスキャンに
よって目標捕捉範囲が点線で示す円８３の範囲内に拡大
されたことを示す。As described above, FIG.
7 shows a control circuit of the gimbal angle 30 when scanning is not performed, and the error angle 75 is as shown in FIG. Since the field of view of the imager usually mounted on the tracking device has a problem that it is narrower than the target capturing range,
As a method for widening the effective range of the target acquisition, there is a method of scanning the cymbal angle 30. FIG. 8 is an explanatory view showing an acquired image when a conical scan at a cymbal angle 30 is performed. In FIG. 8, the same reference numerals as those in FIG. 7 indicate the same parts, and at some point, the same reference numerals as those in FIG. The TV screen frame 71 at the position moves in the direction shown by the arc-shaped arrow 82 in FIG. 8 by conical scanning, and as a result of the movement, there is a point in time when the TV image frame comes to the position shown by the dotted frame 81. , Indicates that the target capture range has been expanded to the range of the circle 83 indicated by the dotted line by the conical scan.
【００１３】図７と図８の比較から明らかなように、コ
ニカルスキャンを行うと、目標捕捉の実効的な範囲８３
を広くすることができるという効果がある。但し、誤差
角７５はＴＶ画面枠７１の画面中心７３と目標７４との
画面上の距離として計測されるので、画面中心７３がス
キャンによって移動するため、その移動の影響が誤差角
信号３２に直接含まれる結果になる。図７に示すように
スキャンを行わない場合は、誤差角信号３２に追尾ゲイ
ンＫｈ（符号１８）を乗じた制御信号によりジンバル角
度３０を制御し、同時にこの制御信号をそのまま誘導信
号２５として使用することができるが、スキャンを行っ
た場合は、制御信号にスキャンのための信号成分が含ま
れており、このような制御信号をそのまま誘導信号とし
て第２の飛翔体のオートパイロットに与えたのでは、第
２の飛翔体の飛行軸の方向がスキャンの影響を受けて動
揺し、第２の飛翔体の誘導に悪影響を及ぼすことにな
る。As is clear from the comparison between FIG. 7 and FIG. 8, when the conical scan is performed, the effective range 83
Has the effect of being able to widen However, since the error angle 75 is measured as the distance between the screen center 73 of the TV screen frame 71 and the target 74 on the screen, the screen center 73 moves by scanning. The result is included. When scanning is not performed as shown in FIG. 7, the gimbal angle 30 is controlled by a control signal obtained by multiplying the error angle signal 32 by the tracking gain Kh (reference numeral 18), and at the same time, the control signal is used as it is as the guidance signal 25. However, when scanning is performed, the control signal includes a signal component for scanning, and such a control signal may be directly provided to the autopilot of the second flying object as a guidance signal. In addition, the direction of the flight axis of the second flying object fluctuates under the influence of the scan, which adversely affects the guidance of the second flying object.
【００１４】図２はスキャンを行う場合の従来の回路の
構成例を示すブロック図である。図２において図６と同
一符号は同一部分を示し、同様に動作するので重複した
説明を省略する。図２で図６に追加された部分はスキャ
ン入力信号２８、加算器４１、キャンセル部４である。
スキャン入力信号２８は加算器４１で誘導信号２５に加
えられてジンバル角速度フィードバック部１２の減算器
４２に入力される。すなわち、ジンバル部１は誘導信号
２５とスキャン入力信号２８の和で制御される。この場
合、ジンバル角度３０はスキャン入力信号２８によりス
キャンしており、誤差角信号３２はスキャンの影響を受
けて変化しているので、誤差角信号３２に追尾ゲインＫ
ｈ（符号１８）を乗算した補正前誘導信号３９をそのま
ま誘導信号２５にすることはできない。キャンセル部４
の減算器４５において補正前誘導信号３９から、スキャ
ン入力信号２８の影響による角度（キャンセル信号２９
とする）を減算して誘導信号２５を生成する。FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of a conventional circuit for performing scanning. In FIG. 2, the same reference numerals as those in FIG. 6 denote the same parts, and operate in the same manner. In FIG. 2, the parts added to FIG. 6 are the scan input signal 28, the adder 41, and the cancel unit 4.
The scan input signal 28 is added to the guidance signal 25 by the adder 41 and input to the subtractor 42 of the gimbal angular velocity feedback unit 12. That is, the gimbal unit 1 is controlled by the sum of the guide signal 25 and the scan input signal 28. In this case, since the gimbal angle 30 is scanned by the scan input signal 28 and the error angle signal 32 changes under the influence of the scan, the tracking gain K is added to the error angle signal 32.
The pre-correction induction signal 39 multiplied by h (symbol 18) cannot be directly used as the induction signal 25. Cancel part 4
From the pre-correction induction signal 39 in the subtractor 45 of the angle (cancellation signal 29)
) Is subtracted to generate the guidance signal 25.
【００１５】キャンセル信号２９はスキャン入力信号を
ジンバルモデル（gimbal model）演算部１４に入力する
ことによって生成される。図３はジンバルモデル演算部
１４の構成を示すブロック図である。ジンバルモデル演
算部１４ではジンバル部１の動作をシミュレート（simu
late模擬）する回路にスキャン入力信号２８を入力す
る。ジンバルモデル演算部１４の出力は、スキャン入力
信号２８によるジンバル角度３０（補正前誘導信号３
９）の変動分に追尾ゲインＫｈが乗算された値となる。
この値（キャンセル信号２９）を補正前誘導信号３９か
ら減算して誘導信号２５を得る。すなわち、図３におい
てＴｍ’、Ｊ’、Ｃｖ’、Ｔｓ’は、それぞれ図２にお
けるＴｍ、Ｊ、Ｃｖ、Ｔｓをシミュレートする数値であ
って、ジンバル部１の実際の特性を測定して得られた数
値であり、図３においても、トルクモータゲイン２０、
ジンバル慣性モーメント２１、積分回路２２（シミュレ
ータの場合、第１の積分回路という）、乗算器３５（シ
ミュレータの場合、第３の乗算器という）、積分回路３
６（シミュレータの場合、第３の積分回路という）と言
うように、図２と同一符号を付けてあるが、図２のもの
は実際のジンバル部の特性を表し、図３のものはジンバ
ル部の特性をシミュレートした回路である。The cancel signal 29 is generated by inputting a scan input signal to the gimbal model calculation unit 14. FIG. 3 is a block diagram illustrating the configuration of the gimbal model calculation unit 14. The gimbal model calculation unit 14 simulates the operation of the gimbal unit 1 (simu
The scan input signal 28 is input to a circuit for performing late simulation. The output of the gimbal model calculation unit 14 is a gimbal angle 30 (the pre-correction guidance signal 3) based on the scan input signal 28.
9) is a value obtained by multiplying the variation by the tracking gain Kh.
This value (cancel signal 29) is subtracted from the pre-correction guide signal 39 to obtain the guide signal 25. That is, in FIG. 3, Tm ′, J ′, Cv ′, and Ts ′ are numerical values that simulate Tm, J, Cv, and Ts in FIG. 2, respectively, and are obtained by measuring the actual characteristics of the gimbal unit 1. In FIG. 3, the torque motor gain 20
Gimbal moment of inertia 21, integration circuit 22 (in the case of a simulator, referred to as a first integration circuit), multiplier 35 (in the case of a simulator, referred to as a third multiplier), integration circuit 3
6 (in the case of a simulator, referred to as a third integration circuit), the same reference numerals as in FIG. 2 are used, but FIG. 2 shows the actual gimbal characteristics, and FIG. This is a circuit that simulates the characteristics of FIG.
【００１６】なおジンバル角速度信号３３は、Ｘ軸方向
成分とＹ軸方向成分が別々にレートセンサ応答２４によ
り検出され、従って補正前誘導信号３９にはＸ軸方向角
度成分とＹ軸方向角度成分の２種類が存在する。コニカ
ルスキャンの場合にはＸ軸方向のジンバル制御部３の加
算器４１にもＹ軸方向のジンバル制御部３の加算器４１
にもスキャン入力信号が加えられ、補正前誘導信号３９
のＸ軸方向角度成分とＹ軸方向角度成分は共にスキャン
入力信号２８の影響を受けているので、キャンセル部４
はＸ軸方向とＹ軸方向に対し別々に設ける必要がある
が、図面を簡単にするためキャンセル部４の１ブロック
だけが表示されている。なお、シミュレータの場合、減
算器４１を第１の減算器、減算器４３を第２の減算器、
符号１９を第１の乗算器、符号２０を第２の乗算器と言
い、積分回路２３を第２の積分回路と言うこととする。In the gimbal angular velocity signal 33, the X-axis direction component and the Y-axis direction component are separately detected by the rate sensor response 24. Therefore, the pre-correction guidance signal 39 includes the X-axis direction angle component and the Y-axis direction angle component. There are two types. In the case of a conical scan, the adder 41 of the gimbal control unit 3 in the X-axis direction is also added to the adder 41 of the gimbal control unit 3 in the Y-axis direction.
The scan input signal is also applied to the
Since both the X-axis direction angle component and the Y-axis direction angle component are affected by the scan input signal 28,
Need to be provided separately in the X-axis direction and the Y-axis direction, but only one block of the cancel unit 4 is displayed for simplification of the drawing. In the case of the simulator, the subtractor 41 is a first subtractor, the subtractor 43 is a second subtractor,
Reference numeral 19 denotes a first multiplier, reference numeral 20 denotes a second multiplier, and integration circuit 23 denotes a second integration circuit.
【００１７】[0017]
【発明が解決しようとする課題】従来のジンバルモデル
演算部１４の演算では、ジンバルモデルの演算パラメー
タＴｍ’、Ｊ’、Ｃｖ’、Ｔｓ’を定数として演算して
いるが、ジンバル部１の実際の特性は環境条件（温度、
振動）などの影響を受けて変化する。この変化がジンバ
ルモデル演算部１４に反映されないため、その出力は正
確なキャンセル信号２９と一致せず、従って、誘導信号
２５中にキャンセル未済の成分が残ると言う問題があっ
た。本発明はかかる問題点を解決するためになされたも
のである。In the conventional operation of the gimbal model operation unit 14, the operation parameters Tm ', J', Cv ', Ts' of the gimbal model are calculated as constants. The characteristics of environmental conditions (temperature,
It changes under the influence of vibration. Since this change is not reflected in the gimbal model calculation unit 14, the output does not match the accurate cancellation signal 29, and therefore, there is a problem that a component that has not been canceled remains in the induction signal 25. The present invention has been made to solve such a problem.
【００１８】[0018]
【課題を解決するための手段】すなわち本発明のキャン
セル部４ではジンバル部１の実際の伝達関数Ｇ（Ｓ）を
算出し（但し、Ｓ＝ｄ／ｄｔ＝時間微分で、伝達関数は
Ｓの関数として表される）、この伝達関数Ｇ（Ｓ）とス
キャン入力信号２８とから、スキャン入力信号２８が補
正前誘導信号３９に及ぼす影響を算出し、この影響がす
なわちキャンセル信号２９であるので、補正前誘導信号
３９からキャンセル信号２９を減算して誘導信号２５を
得ることとした。ジンバル部１の伝達関数Ｇ（Ｓ）はジ
ンバル部１の出力信号が画像信号処理部２をも含め、補
正前誘導信号３９であり、ジンバル部１の入力信号が加
算器４１の出力として得られるので、この両信号から計
算することができる。That is, the cancel unit 4 of the present invention calculates the actual transfer function G (S) of the gimbal unit 1 (where S = d / dt = time derivative, and the transfer function is S From the transfer function G (S) and the scan input signal 28, the effect of the scan input signal 28 on the pre-correction induced signal 39 is calculated. The guide signal 25 is obtained by subtracting the cancel signal 29 from the pre-correction guide signal 39. The transfer function G (S) of the gimbal unit 1 is such that the output signal of the gimbal unit 1 is the pre-correction induced signal 39 including the image signal processing unit 2, and the input signal of the gimbal unit 1 is obtained as the output of the adder 41. Therefore, it can be calculated from these two signals.
【００１９】すなわち、第１の飛翔体を追尾目標として
捕捉追尾する第２の飛翔体に、第２の飛翔体の飛行軸に
平行な軸方向にジンバル角度が一致するようジンバル部
を搭載し、そのジンバル部１にジンバル角度の方向とイ
メージャの光軸の方向とが一致するようにイメージャを
装着し、かつこのジンバル角度の方向をジンバル制御部
によりその中心方向の周囲にスキャンして、イメージャ
により第１の飛翔体の目標画像を取得し、この取得した
目標画像の位置とイメージャの画面中心位置との差を誤
差角信号とし、この誤差角信号から補正前誘導信号を生
成し、この補正前誘導信号からキャンセル部により、補
正前誘導信号に含まれるスキャンの影響を除去した誘導
信号を抽出し、この誘導信号により第２の飛翔体の飛行
軸の方向をフィードバック制御し、前記ジンバル角度の
方向をスキャンするためのスキャン入力信号と前記誘導
信号との和信号（以下制御信号という）により前記ジン
バル角度の方向を前記ジンバル制御部によりフィードバ
ック制御する追尾装置において、前記キャンセル部は、
前記補正前誘導信号、前記スキャン入力信号、前記制御
信号を入力とし、キャンセル信号を出力するジンバル応
答推定演算部と、前記キャンセル信号を前記補正前誘導
信号から減算して前記誘導信号を出力する減算器とを備
えて構成される。That is, a gimbal portion is mounted on a second flying object that captures and tracks the first flying object as a tracking target so that the gimbal angle coincides with an axial direction parallel to the flight axis of the second flying object. The imager is mounted on the gimbal unit 1 so that the direction of the gimbal angle matches the direction of the optical axis of the imager, and the direction of the gimbal angle is scanned around the center by the gimbal control unit, and A target image of the first flying object is obtained, and a difference between the position of the obtained target image and the center position of the screen of the imager is used as an error angle signal. A pre-correction guidance signal is generated from the error angle signal. The cancel unit extracts a guide signal from the guide signal from which the influence of the scan included in the pre-correction guide signal has been removed, and uses the guide signal to determine the direction of the flight axis of the second flying object. A tracking device that performs back control and feedback-controls the direction of the gimbal angle by the gimbal control unit using a sum signal (hereinafter, referred to as a control signal) of a scan input signal for scanning the direction of the gimbal angle and the guide signal; The canceling unit includes:
A gimbal response estimation operation unit that receives the pre-correction guide signal, the scan input signal, and the control signal and outputs a cancel signal; and a subtraction that subtracts the cancel signal from the pre-correction guide signal and outputs the guide signal. And a container.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図４は本発明の一実施形態
を示すブロック図であり、図４において、図２と同一符
号は同一部分を示し、同様に動作するので、重複した説
明は省略する。図４と図２との相違点は、キャンセル部
４のジンバルモデル演算部１４（図３参照）をジンバル
応答推定演算部１５に変更した点だけである。以下、図
５を用いてジンバル応答推定演算部１５の構成と動作に
ついて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. In FIG. 4, the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same parts, and operate in the same manner. The only difference between FIG. 4 and FIG. 2 is that the gimbal model calculation unit 14 (see FIG. 3) of the cancel unit 4 is changed to a gimbal response estimation calculation unit 15. Hereinafter, the configuration and operation of the gimbal response estimation calculation unit 15 will be described with reference to FIG.
【００２１】図５は本発明におけるジンバル応答推定演
算部１５の構成を示すブロック図であり、伝達関数演算
部５１とキャンセル信号生成部５２とから構成される。
図４の加算器４１の出力をＳの関数ｆ（Ｓ）で表し、補
正前誘導信号３９をＳの関数Ｆ（Ｓ）で表すと、入力ｆ
（Ｓ）に対し出力Ｆ（Ｓ）が得られるので ｆ（Ｓ）・Ｇ（Ｓ）＝Ｆ（Ｓ）から Ｇ（Ｓ）＝Ｆ
（Ｓ）／ｆ（Ｓ）・・・・ （５）であり、伝達関数演
算部５１は式（５）に従い、Ｆ（Ｓ）とｆ（Ｓ）からＧ
（Ｓ）を算出する。次に、スキャン入力信号２９をＳの
関数ｇ（Ｓ）で表し、キャンセル信号２９をＳの関数Ｈ
（Ｓ）で表すと、 ｇ（Ｓ）・Ｇ（Ｓ）＝Ｈ（Ｓ）・・・（６）である。 キャンセル信号生成部５２では式（６）の演算を行い、
キャンセル信号２９を算出し、減算器４５に供給する。
図３について念のために説明したのと同様、コニカルス
キャンの場合は、ジンバル応答推定演算部１５はＸ軸方
向用とＹ軸方向用の２ブロックが必要である。FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the gimbal response estimator 15 according to the present invention, which comprises a transfer function calculator 51 and a cancel signal generator 52.
When the output of the adder 41 in FIG. 4 is represented by a function f (S) of S and the pre-correction induced signal 39 is represented by a function F (S) of S, the input f
Since an output F (S) is obtained for (S), G (S) = F from f (S) · G (S) = F (S).
(S) / f (S) (5), and the transfer function calculating unit 51 calculates G from F (S) and f (S) according to equation (5).
(S) is calculated. Next, the scan input signal 29 is represented by a function g (S) of S, and the cancel signal 29 is represented by a function H of S.
When expressed by (S), g (S) · G (S) = H (S) (6). The cancel signal generation unit 52 performs the operation of Expression (6),
The cancel signal 29 is calculated and supplied to the subtractor 45.
3, in the case of conical scanning, the gimbal response estimation calculation unit 15 needs two blocks for the X-axis direction and the Y-axis direction.
【００２２】先に、式（２）、式（３）から式（４）を
導いた場合、レートセンサ応答２４の伝達特性を省略し
て説明したが、レートセンサ応答２４の伝達特性をｂ1
Ｓ＋ｂ0 で近似すると、ジンバル部の伝達関数Ｇ（Ｓ）
を Ｇ（Ｓ）＝（ｂ1 Ｓ＋ｂ0 ）／（ａ2 Ｓ2 ＋ａ1 Ｓ＋ａ0 ）・・・（１） で近似することができる。The [0022] destination, equation (2), if the derived equation (4) from equation (3), has been described by omitting the transfer characteristic of the rate sensor response 24, rate sensor response b 1 the transfer characteristic of the 24
When approximated by S + b 0 , the transfer function G (S) of the gimbal portion is obtained.
G (S) = (b 1 S + b 0 ) / (a 2 S 2 + a 1 S + a 0 ) (1)
【００２３】式（１）の中のパラメータａ0 、ａ1 、ａ
2 、ｂ0 、ｂ1 の中には環境条件の変化によって変化し
ないものもあり、環境条件によって変化するものもある
が、環境条件による変化は比較的緩慢な変化であって急
激な変化は存在しない。従って、伝達関数演算部５１で
は、多数のサンプリング点におけるｆ（Ｓ）の値とＦ
（Ｓ）の値の対応から時間をかけてこれらパラメータの
値を算出し、算出したパラメータの数値をキャンセル信
号生成部５２に供給して、所定の周期ごとにキャンセル
信号生成部５２で使用するＧ（Ｓ）の値を更新すればよ
い。これに対し、キャンセル信号生成部５２における演
算は、ｇ（Ｓ）・Ｇ（Ｓ）＝Ｈ（Ｓ） ・・・ （５）
の演算であり、ｇ（Ｓ）の変化速度に対応できる高速の
オンライン演算を行う必要がある。式（５）の演算を実
行するため、式（１）で示すＧ（Ｓ）のパラメータの初
期値はｆ（Ｓ）とＦ（Ｓ）とのオフラインの測定によっ
て予め決定しておくことができる。The parameters a 0 , a 1 , a in the equation (1)
2 , b 0 and b 1 do not change due to changes in environmental conditions, and some change due to environmental conditions. However, changes due to environmental conditions are relatively slow changes, and there are sudden changes. do not do. Therefore, in the transfer function calculating unit 51, the values of f (S) and F
The values of these parameters are calculated over time from the correspondence of the value of (S), and the calculated numerical values of the parameters are supplied to the cancel signal generating unit 52, and the G used by the cancel signal generating unit 52 at predetermined intervals is determined. What is necessary is just to update the value of (S). On the other hand, the calculation in the cancel signal generation unit 52 is g (S) · G (S) = H (S) (5)
It is necessary to perform a high-speed online calculation that can respond to the change speed of g (S). In order to execute the calculation of Expression (5), the initial value of the parameter of G (S) shown in Expression (1) can be determined in advance by offline measurement of f (S) and F (S). .
【００２４】キャンセル信号生成部５２において、式
（５）の高速演算を避けるため、従来の装置のジンバル
モデル演算部１４を本発明のキャンセル信号生成部５２
として使用することができる。従来の装置（図２参照）
ではジンバルモデル演算部１４に設定する各パラメータ
は定数として設定したために、環境条件の変化によるパ
ラメータの変化に対する修正ができなかったのである
が、本発明においては、各パラメータの初期値だけを、
従来の装置と同様、定数として設定し、その後は周期的
に、伝達関数演算部５１による演算結果により更新する
ので、環境条件の変化によるパラメータの変化に対する
修正ができないという従来の装置の問題点を除去するこ
とができるのである。その他の点においては、本発明の
キャンセル信号生成部５２に使用するジンバルモデル演
算部１４は、図３に示す通りの回路構成であるので、重
複した説明は省略する。In the cancel signal generator 52, the gimbal model calculator 14 of the conventional device is replaced with the cancel signal generator 52 of the present invention in order to avoid the high-speed calculation of the equation (5).
Can be used as Conventional device (see Fig. 2)
In the above, each parameter set in the gimbal model calculation unit 14 was set as a constant, so that it was not possible to correct for a change in the parameter due to a change in environmental conditions. However, in the present invention, only the initial value of each parameter is used.
As in the case of the conventional device, the parameter is set as a constant, and thereafter, is periodically updated based on the calculation result of the transfer function calculation unit 51. It can be removed. In other respects, the gimbal model calculator 14 used in the cancel signal generator 52 of the present invention has a circuit configuration as shown in FIG.
【００２５】以上は好適な実施形態について本願発明を
説明したが、本願発明は説明した実施形態によって限定
されるものではない。Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, the present invention is not limited to the described embodiments.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ジ
ンバル部１内での伝達特性が環境条件の変動によって変
動しても、その変動する伝達特性の刻々の数値を、本発
明の伝達特性演算部によって算出するので、ジンバル部
１内の現時点での伝達特性を用いてキャンセル信号を発
生することができ、補正前誘導信号からスキャンの影響
を正確にキャンセルした誘導信号を得ることができると
いう効果がある。As described above, according to the present invention, even if the transmission characteristics in the gimbal portion 1 fluctuate due to the fluctuation of the environmental conditions, the instantaneous numerical value of the fluctuating transmission characteristics is obtained by the transmission of the present invention. Since the calculation is performed by the characteristic calculation unit, a cancel signal can be generated using the transfer characteristic at the present time in the gimbal unit 1, and a guide signal in which the influence of scanning has been accurately canceled can be obtained from the pre-correction guide signal. This has the effect.
【図１】本発明の装置構成の一実施形態を示す図であ
る。FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of a device configuration of the present invention.
【図２】従来の追尾装置の構成を示すブロック図であ
る。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a conventional tracking device.
【図３】図２のキャンセル部４の内部構成を示すブロッ
ク図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating an internal configuration of a cancel unit 4 of FIG. 2;
【図４】本発明の構成の一実施形態を示すブロック図で
ある。FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the configuration of the present invention.
【図５】図４のキャンセル部４の内容を示すブロック図
である。FIG. 5 is a block diagram showing contents of a cancel unit 4 of FIG. 4;
【図６】スキャンを行わない従来の追尾装置の構成を示
すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a conventional tracking device that does not perform scanning.
【図７】スキャンを行わない場合、イメージャが取得す
る画像データを示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating image data acquired by an imager when scanning is not performed.
【図８】コニカルスキャンの場合、イメージャが取得す
る画像データを示す図である。FIG. 8 is a diagram showing image data acquired by an imager in the case of a conical scan.
１ ジンバル部 ２ 画像信号処理部 ３ ジンバル制御部 ４ キャンセル部 ５ イメージャ部 ６ ジンバル本体 ７ トルクモータ ８ レートセンサ ９ 角度センサ １０ 画像処理部 １１ 追尾ゲイン設定部 １２ ジンバル角速度フィードバック部 １３ サーボアンプ部 １５ ジンバル応答推定演算部 １９ 第１の乗算器 ２０ 第２の乗算器 ２２ ジンバル角速度生成積分回路（第１の積分回路） ２３ ジンバル角度生成積分回路（第２の積分回路） ２５ 誘導信号 ２８ スキャン入力信号 ２９ キャンセル信号 ３０ ジンバル角度 ３２ 誤差角信号 ３３ ジンバル角速度 ３５ 乗算器（第３の乗算器） ３６ 積分回路（第３の積分回路） ３９ 補正前誘導信号 ４１ 加算器 ４２ 第１の減算器 ４３ 第２の減算器 ４４ 加算器 ４５ 減算器 ５１ 伝達関数演算部 ５２ キャンセル信号生成部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gimbal part 2 Image signal processing part 3 Gimbal control part 4 Cancel part 5 Imager part 6 Gimbal main body 7 Torque motor 8 Rate sensor 9 Angle sensor 10 Image processing part 11 Tracking gain setting part 12 Gimbal angular velocity feedback part 13 Servo amplifier part 15 Gimbal Response estimation calculation unit 19 First multiplier 20 Second multiplier 22 Gimbal angular velocity generation / integration circuit (first integration circuit) 23 Gimbal angle generation / integration circuit (second integration circuit) 25 Guidance signal 28 Scan input signal 29 Cancel signal 30 gimbal angle 32 error angle signal 33 gimbal angular velocity 35 multiplier (third multiplier) 36 integration circuit (third integration circuit) 39 pre-correction induced signal 41 adder 42 first subtractor 43 second Subtractor 44 Adder 45 Subtractor 51 Transfer function calculator 52 Cancel signal generator
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０６Ｔ 7/20 Ｈ０４Ｎ 5/232 Ｃ Ｈ０４Ｎ 5/232 7/18 Ｇ 7/18 Ｇ０６Ｆ 15/70 ４１０ Ｆターム(参考） 2F065 AA04 BB15 CC00 DD11 FF04 FF28 FF63 FF64 FF65 JJ03 JJ19 JJ26 QQ14 QQ24 QQ25 QQ27 QQ31 SS13 5C022 AA00 AB62 AB63 AC00 AC69 AC74 5C054 CF06 CF08 CG01 CG03 FF07 HA13 HA31 5H301 AA10 BB16 CC07 CC08 DD01 GG09 GG16 HH02 QQ08 5L096 BA08 CA03 CA08 FA67 HA05──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G06T 7/20 H04N 5/232 C H04N 5/232 7/18 G 7/18 G06F 15/70 410 F term (Ref.) CA08 FA67 HA05
Claims (7)
する第２の飛翔体に、第２の飛翔体の飛行軸に平行な軸
方向にジンバル（gimbal） 角度が一致するようジンバ
ル部を搭載し、そのジンバル部にジンバル角度の方向と
イメージャ（imager）の光軸の方向とが一致するように
イメージャを装着し、かつこのジンバル角度の方向をジ
ンバル制御部によりその中心方向の周囲にスキャン（sc
an）して、イメージャにより第１の飛翔体の目標画像を
取得し、取得した目標画像の位置とイメージャの画面中
心位置との差を誤差角信号とし、この誤差角信号から補
正前誘導信号を生成し、この補正前誘導信号からキャン
セル部により、補正前誘導信号に含まれるスキャンの影
響を除去した誘導信号を抽出し、この誘導信号により第
２の飛翔体の飛行軸の方向をフィードバック制御し、前
記ジンバル角度の方向をスキャンするためのスキャン入
力信号と前記誘導信号との和信号（以下制御信号とい
う）により前記ジンバル角度の方向を前記ジンバル制御
部によりフィードバック制御する追尾装置において、 前記キャンセル部は、前記補正前誘導信号、前記スキャ
ン入力信号、前記制御信号を入力し、キャンセル信号を
出力するジンバル応答推定演算部と、前記キャンセル信
号を前記補正前誘導信号から減算して前記誘導信号を出
力する減算器とを備えたことを特徴とする追尾装置。A gimbal portion is attached to a second flying object that captures and tracks a first flying object as a tracking target so that a gimbal angle coincides with an axial direction parallel to a flight axis of the second flying object. The imager is mounted on the gimbal so that the direction of the gimbal angle matches the direction of the optical axis of the imager, and the direction of the gimbal angle is scanned around the center by the gimbal controller. (Sc
an) to obtain a target image of the first flying object by the imager, and use the difference between the position of the obtained target image and the screen center position of the imager as an error angle signal. Then, the cancel unit extracts a guide signal from the pre-correction guide signal from which the influence of scanning is removed from the pre-correction guide signal, and feedback-controls the direction of the flight axis of the second flying object using the guide signal. A tracking device that feedback-controls the gimbal angle direction by the gimbal control unit based on a sum signal (hereinafter, referred to as a control signal) of the scan input signal for scanning the gimbal angle direction and the guide signal; Is a gimbal response that inputs the pre-correction induction signal, the scan input signal, and the control signal, and outputs a cancel signal. Tracking device for the constant computing section, characterized in that said canceling signal and a subtractor for outputting the derived signal is subtracted from the uncorrected induction signal.
／ｄｔ＝時間微分の関数としてｆ（Ｓ）で表す）と前記
補正前誘導信号（Ｓの関数としてＦ（Ｓ）で表す）とを
入力し、前記ジンバル部の伝達関数（Ｓの関数としてＧ
（Ｓ）で表す）を算出する伝達関数演算部と、前記伝達
関数Ｇ（Ｓ）と前記スキャン入力信号（Ｓの関数として
ｇ（Ｓ）で表す）とを入力し前記キャンセル信号（Ｓの
関数としてＨ（Ｓ）で表す）を出力するキャンセル信号
生成部とを備えたことを特徴とする追尾装置。2. The tracking device according to claim 1, wherein the gimbal response estimating calculation unit is configured to control the control signal (S = d
/ Dt = f (S) as a function of time derivative and the pre-correction induced signal (F (S) as a function of S) are input, and the transfer function of the gimbal portion (G as a function of S)
(S)) and the transfer function G (S) and the scan input signal (represented by g (S) as a function of S) are input to the cancel function (S). And a cancel signal generation unit that outputs H (S) as a cancel signal.
ゲインＫｈ、サーボアンプゲインＫａ、トルクモータゲ
インＴｍ、ジンバル慣性モーメントＪ、粘性トルク係数
Ｃｖ、スプリングトルク係数Ｔｓ、レートセンサ応答等
のパラメータで表示し、前記ジンバル制御部及び前記ジ
ンバル部におけるｆ（Ｓ）とＦ（Ｓ）の関係から、これ
らパラメータの数値を算出することを特徴とする追尾装
置。3. The tracking device according to claim 2, wherein the transfer function calculating unit calculates the transfer function G (S) as a tracking gain Kh, a servo amplifier gain Ka, a torque motor gain Tm, a gimbal inertia moment J, a viscosity It is represented by parameters such as a torque coefficient Cv, a spring torque coefficient Ts, and a rate sensor response, and the values of these parameters are calculated from the relationship between f (S) and F (S) in the gimbal control unit and the gimbal unit. Characteristic tracking device.
ル演算部は、 前記スキャン入力信号からレートセンサ応答出力を減算
する第１の減算器、 この第１の減算器の出力にジンバル制御部内のサーボア
ンプのゲインに等しい定数Ｋａを乗算する第１の乗算
器、 この第１の乗算器の出力にジンバル部内トルクモータの
ゲインを表す変数Ｔｍを乗算する第２の乗算器、 この第２の乗算器の出力トルクから粘性トルクとスプリ
ングトルクとの和を減算する第２の減算器、 この第２の減算器の出力を、ジンバル部内のジンバルの
慣性モーメントを表す変数Ｊに応じて１／ＪＳの積分を
実行してジンバル角速度を生成する第１の積分回路、 この第１の積分回路の出力であるジンバル角速度を積分
してジンバル角度を生成する第２の積分回路、 前記第１の積分回路の出力であるジンバル角速度を検出
し前記第１の減算器に入力するレートセンサの応答特性
であるレートセンサ応答特性、 前記第１の積分回路の出力であるジンバル角速度に、変
数である粘性トルク係数Ｃｖを乗算し粘性トルクを生成
する第３の乗算器、 前記第１の積分回路の出力であるジンバル角速度に、変
数であるスプリングトルク係数Ｔｓを乗算して積分しス
プリングトルクを生成する第３の積分回路、 前記第３の乗算器の出力と前記第３の積分回路の出力を
加算し前記粘性トルクと前記スプリングトルクとの和を
生成する加算器、 前記第２の積分回路の出力に追尾ゲインＫｈを乗算して
前記キャンセル信号を生成する手段、 前記Ｋａ、Ｔｍ、Ｊ、Ｃｖ、Ｔｓ、Ｋｈの初期値、及び
前記レートセンサの応答特性として、前記ジンバル部及
び前記ジンバル制御部についてオフラインで実測した値
を設定する手段、 前記変数Ｔｍ、Ｊ、Ｃｖ、Ｔｓの数値を、前記伝達関数
演算部で決定した数値により周期的に更新する手段、 を備えたことを特徴とする追尾装置。4. The tracking device according to claim 3, wherein the cancel signal generation unit includes a gimbal model calculation unit, and the gimbal model calculation unit subtracts a rate sensor response output from the scan input signal. A first multiplier that multiplies the output of the first subtractor by a constant Ka equal to the gain of the servo amplifier in the gimbal control unit; and the output of the first multiplier is the gain of the torque motor in the gimbal unit. A second multiplier that multiplies the variable Tm by the following equation: a second multiplier that subtracts the sum of the viscous torque and the spring torque from the output torque of the second multiplier; A first integration circuit that performs 1 / JS integration in accordance with a variable J representing a moment of inertia of a gimbal in the unit to generate a gimbal angular velocity; an output of the first integration circuit A second integrating circuit that integrates a certain gimbal angular velocity to generate a gimbal angle; a rate that is a response characteristic of a rate sensor that detects a gimbal angular velocity that is an output of the first integrating circuit and inputs the gimbal angular velocity to the first subtractor; Sensor response characteristics, a third multiplier that generates a viscous torque by multiplying a gimbal angular velocity that is an output of the first integration circuit by a viscous torque coefficient Cv that is a variable, a gimbal that is an output of the first integration circuit A third integrating circuit for generating a spring torque by multiplying the angular velocity by a spring torque coefficient Ts as a variable to generate a spring torque; adding the output of the third multiplier and the output of the third integrating circuit to obtain the viscous torque; An adder for generating a sum of the above-mentioned and the spring torque; a means for multiplying an output of the second integration circuit by a tracking gain Kh to generate the cancel signal; Means for setting, as initial values of Tm, J, Cv, Ts, and Kh, and values measured offline for the gimbal unit and the gimbal control unit as response characteristics of the rate sensor, the variables Tm, J, Cv, Ts Means for periodically updating the numerical value of the above with the numerical value determined by the transfer function calculating unit.
るｆ（Ｓ）とＦ（Ｓ）の関係から、係数ａ0 、ａ1 、ａ
2 、ｂ0 、ｂ1 の値を決定することを特徴とする追尾装
置。5. The tracking device according to claim 2, wherein the transfer function calculation unit calculates the transfer function G (S) as follows: G (S) = (b 1 S + b 0 ) / (a 2 S 2 + a 1 S + a) 0 )... (1) and the coefficients a 0, a 1, a a are obtained from the relationship between f (S) and F (S) in the gimbal control unit and the gimbal unit.
Tracking apparatus characterized by determining a 2, the value of b 0, b 1.
前記式（１）で示されるＧ（Ｓ）の値を乗算してキャン
セル信号Ｈ（Ｓ）を算出することを特徴とする追尾装
置。6. The tracking device according to claim 5, wherein the cancel signal generation unit multiplies the scan input signal g (S) by a value of G (S) represented by the equation (1) by online calculation. A cancel signal H (S).
期値としては、ｆ（Ｓ）とＦ（Ｓ）の関係のオフライン
演算により得られた値が設定され、その後は前記伝達関
数演算部で算出された数値により周期的に更新されるこ
とを特徴とする追尾装置。7. The tracking device according to claim 6, wherein the initial values of the coefficients a 0, a 1, a 2, b 0, and b 1 of the equation (1) are f (S) and F (S). A value obtained by an off-line calculation of the relationship (1) is set, and thereafter, the value is periodically updated by a numerical value calculated by the transfer function calculation unit.
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1999
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