JP2002139561A - レーダ装置 - Google Patents
レーダ装置Info
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- JP2002139561A JP2002139561A JP2000335142A JP2000335142A JP2002139561A JP 2002139561 A JP2002139561 A JP 2002139561A JP 2000335142 A JP2000335142 A JP 2000335142A JP 2000335142 A JP2000335142 A JP 2000335142A JP 2002139561 A JP2002139561 A JP 2002139561A
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Abstract
姿勢を制御する。 【解決手段】 レーダ装置10は、受信した位置検出用
の外来電波に基づいてアンテナ機構部14の複数箇所の
位置を検出する位置検出部28(28a,28b,28
c)と、位置検出部28の位置検出結果に基づいて支持
基台18に対するアンテナ機構部14の相対姿勢を変化
させることによりアンテナ機構部14の姿勢を修正する
回動機構24(24p,24q)と、を備える。ジャイ
ロを用いない分、アンテナ機構部を所定の姿勢に制御す
るレーダ装置を、より安価かつより簡素に構成すること
ができる。
Description
支持基台に姿勢変更自在に支持されるレーダ装置に関
し、特に、アンテナ機構部の姿勢の検出および補正に関
する。
置されたレーダ装置52について説明する。図6は、該
従来のレーダ装置52による海上での探知の様子を示す
図である。このようなレーダ装置52では、船舶50が
波の動きに応じて揺動して探知ビームの放射方向が上下
し、その探知可能範囲および探知感度が変動し、目標物
例えば他船54が捕捉不能となることがある。このよう
な問題への対策を講じたレーダ装置として、従来より、
アンテナ機構部が支持基台に姿勢変更自在に支持される
レーダ装置が知られている。この種のレーダ装置は、例
えばジャイロを備えて鉛直方向を検出し、該検出された
鉛直方向を基準としてアンテナ機構部の姿勢を制御す
る。
装置では、ジャイロを備える分、装置全体が高価とな
り、また装置構成が複雑化かつ大型化してしまうという
問題があった。
にかかるレーダ装置は、アンテナ機構部が支持基台に姿
勢変更自在に支持されるレーダ装置において、受信した
位置検出用の外来電波に基づいてアンテナ機構部の複数
箇所の位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部の
位置検出結果に基づいて前記支持基台に対するアンテナ
機構部の相対姿勢を変化させることによりアンテナ機構
部の姿勢を修正する姿勢修正部と、を備える。このよう
な構成によれば、ジャイロを用いることなく、より安価
かつより簡素な構成でアンテナ機構部の姿勢制御を行う
ことができる。
ナ機構部が支持基台に姿勢変更自在に支持されるレーダ
装置において、受信した位置検出用の外来電波に基づい
てアンテナ機構部の複数箇所の位置を検出する位置検出
部と、前記位置検出結果の所定期間分の履歴に基づいて
該位置検出結果を補正する補正部と、前記補正された位
置検出結果に基づいて前記支持基台に対するアンテナ機
構部の相対姿勢を変化させることによりアンテナ機構部
の姿勢を修正する姿勢修正部と、を備える。このような
構成によれば、過去のアンテナ機構部あるいは支持基台
の位置変化の履歴に基づいて姿勢検出結果を補正するの
で、より精度よくアンテナ機構部の姿勢制御を行うこと
ができる。
検出結果および前記所定期間分における位置検出結果の
履歴、または、前記姿勢修正量および前記所定期間分に
おける姿勢修正量の履歴を、所定の周期関数に近似し、
該周期関数の値として補正値を算出するのが好適であ
る。このような構成によれば、例えば海上の船舶用レー
ダ装置等のように、支持基台あるいはアンテナ機構部の
位置が周期的に変化する環境下において、より精度よく
アンテナ機構部の姿勢制御を行うことができる。
ついて図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の
実施形態にかかるレーダ装置の概略構成図、図2は、該
レーダ装置のブロック図、また図3は、該レーダ装置に
おいてアンテナ機構部の傾斜姿勢を示す図(q軸から見
た図)である。
定の周期で回転する回転式のアンテナ12を含むアンテ
ナ機構部14を備える。アンテナ12は、アンテナ機構
部14の軸16に軸支されて周回しながら探知ビームを
送信し、周辺の物体で反射した探知ビームを受信するこ
とにより、これら物体を探知する。
姿勢を変更自在に支持される。より具体的には、このレ
ーダ装置10は、支持基台18に回動自在に支持される
例えば枠状の第一の支持台20と、該第一の支持台20
に回動自在に支持される第二の支持台22とを備え、該
第二の支持台22上にアンテナ機構部14を備える。こ
れら第一の支持台20の回動軸(以下p軸とする)およ
び第二の支持台22の回動軸(以下q軸とする)の軸方
向は、それぞれ、支持基台18の水平姿勢時において水
平方向に向けられる。また、これらp軸およびq軸は互
いに交叉する方向(例えば直交する方向)に設けられて
おり、p軸における第一の支持台20の回動角度θpと
q軸における第二の支持台22の回動角度θqとを制御
することにより、アンテナ機構部14の支持基台18に
対する相対姿勢を制御することができる。
台22は、回動角度を調整可能な回動機構24(24
p,24q;例えばサーボモータ等)によりそれぞれ回
動される。制御部26(例えばCPU)は、検出された
アンテナ機構部14の支持基台18に対する相対姿勢を
所定の姿勢(例えばアンテナ12の回転面が水平となる
姿勢等)に修正するよう姿勢修正量を算出し、回動機構
24は、該姿勢修正量に従って、第一の支持台20およ
び第二の支持台22をそれぞれ回動させる。すなわちこ
の回動機構24は姿勢修正部に相当する。
箇所例えば三箇所の検出位置に基づいて、換言すればア
ンテナ機構部14の検出姿勢に基づいて算出される。こ
れら各検出位置は、位置検出部28(28a,28b,
28c)により検出される。位置検出部28(例えばG
PS検出器)は、例えば第二の支持台22に、アンテナ
12の回転面と平行な面上に設けられ、受信した位置検
出用の外来電波(例えばGPS電波)から絶対座標系例
えばGPS座標系における自身の所在位置を検出する。
わち第二の支持台22を水平姿勢(アンテナ12の回転
面が水平となる姿勢)に保持するため、姿勢修正量は、
アンテナ機構部14すなわち第二の支持台22の水平姿
勢への修正量として算出される。制御部26における姿
勢修正量の算出の一例を図3を参照して説明する。各位
置検出部28(28a,28b,28c)による検出位
置をそれぞれHa,Hb,Hc、位置検出部28aおよ
び28b間の距離をLp、位置検出部28bおよび28
c間の距離をLq(ただし、各距離Lp,Lqは、それ
ぞれ回動軸pおよびqに垂直な方向の成分)、位置検出
部28aおよび28b間の検出位置(高度)の差分をΔ
Hab(=Hb−Ha)、位置検出部28bおよび28
c間の検出位置の差分をΔHbc(=Hc−Hb)、回
動軸pにおける第二の支持台22(および第一の支持台
20)の水平姿勢に対する角度差をΔθp、また回動軸
qにおける第二の支持台22の水平姿勢に対する角度差
をΔθq、とすると、図3から明らかなように、これら
パラメータの間には、 ΔHab=Lp・sinΔθp ・・・ (1.1) ΔHbc=Lq・sinΔθq ・・・ (1.2) の関係が成立する。本実施形態では、回動機構24は、
各回動軸pおよびqでアンテナ機構部14を回動させる
ことができるので、支持基台18の水平姿勢に対する姿
勢変動分すなわち前記角度差Δθp,Δθqの分、アン
テナ機構部14を支持基台18に対して各軸で逆方向に
回動させればアンテナ機構部14を水平姿勢に修正する
ことができる。すなわち制御部26は、姿勢修正量Δθ
mp,Δθmqを、検出位置に基づいて、 Δθmp=−Δθp=−arcsin(ΔHab/Lp) ・・・ (2.1) Δθmq=−Δθq=−arcsin(ΔHbc/Lq) ・・・ (2.2) として算出する。ここに、arcsin()は、正弦関
数sin()の逆関数である。
向上させるためには、姿勢変化がより顕著な変化として
検出されるのが望ましい。このため、本実施形態では、
各位置検出部28を回動軸p,qの両側に、また第二の
支持部22の端部に配置して、前記距離Lp,Lp2を
なるべく大きな値とし、これにより、姿勢変化に対する
検出位置の差分値(ΔHab,ΔHbc)がより大きな
値として検出されるよう構成している。
照しながら説明する。図4は、本実施形態にかかるレー
ダ装置11のブロック図を、また図5は、該レーダ装置
における位置検出値の補正を示す説明図である。
例えば制御部26内に、位置検出結果または姿勢修正量
を補正する補正部30と、位置検出結果または該補正部
30により補正された位置検出結果に基づいて姿勢修正
量を算出する姿勢修正量算出部32とを備える。回動機
構24は、姿勢修正量算出部32により算出された姿勢
修正量、またはさらに補正部30によって補正された姿
勢修正量に基づいて姿勢を修正する。また、本実施形態
にかかるレーダ装置11は、位置検出結果、姿勢修正
量、またはその補正値を記憶する記憶部34を備える。
該レーダ装置11は、これらの点で第一および第二の実
施形態にかかるレーダ装置10と異なるが、支持基台1
8、第一の支持台20、第二の支持台22および回動機
構24の構造は第一の実施形態と全く同様の構成を備え
る。このため、同様の構成については符号を同じとし、
その詳細な説明を省略する。
Ha,Hb,ΔHab,ΔHbc等)および/または前
記アンテナ機構部の姿勢修正量(例えば上記Δθp,Δ
θq等)の所定期間分の履歴に基づいてこれらを補正す
る。過去の所定期間分の前記各値またはそれらの補正値
が履歴として記憶部34(例えばROMまたはRAM
等)に格納され、補正部30は、この履歴に基づいて補
正を行う。
より行うのが好適である。近似関数としては、周期関数
(例えば正弦関数等)等を用いることができる。これに
より、例えば海上の船舶用レーダ装置等のように、支持
基台あるいはアンテナ機構部の位置および姿勢が周期的
に変化する環境下において、より精度よくアンテナ機構
部の姿勢制御を行うことができる。
を、前記所定期間分における各値をそれぞれ正弦関数
(sin関数)に近似して算出した値に補正する一例に
ついて説明する。図5において横軸は時間t、縦軸は位
置検出値Hを示す。この近似関数は例えば、H(t)=
Asin(ωt+α)と記述することができる。ここ
に、H(t):近似関数、A:近似関数の振幅、ω:近
似関数の角速度、α:近似関数の進角である。例えば最
小自乗法等により、過去の所定期間Tp分の位置検出値
(Hp1,Hp2,・・・,Hpn−1)および最新の
位置検出値(Hpn)からの誤差が最も小さくなる上記
各係数(A,ω,α)を取得し、補正値H(r)を算出
する。なお、姿勢修正量に対しても同様にその補正値を
算出することができる。
はその補正値)または姿勢修正量(若しくはその補正
値)のうちのいずれか一方または双方に対して行うこと
ができる。位置検出結果に対して補正を行った場合に
は、レーダ装置の全体的な運動の変化を反映させること
が可能となり、また、姿勢修正量に対して補正を行った
場合には、レーダ装置の姿勢変化(例えばピッチ方向あ
るいはロール方向の運動の変化等)を反映させることが
可能となるため、より精度よく姿勢の修正を行うことが
できる。
結果(Hp)の取得時点(t=tp)から所定時間(δ
t;補償時間)後の時点(t=tr)での値として算出
することにより、位置検出部28で外来電波を受信して
から補正値が算出されるまで(特に位置検出部28にお
いて外来電波を受信してから位置検出結果が出力される
まで)の時間遅れ(δt)を補償することができる。な
お、上記所定期間Tpおよび補償時間δtは記憶部34
に格納され、図示しない入力部からの操作により適宜変
更自在とするのが好適である。このようにすれば、位置
検出部28の性能に応じて適した値を設定し、より精度
よく姿勢修正を行うことができる。
ない。上記実施形態では姿勢修正部として回動機構を備
えたが、これには限られず、例えば複数(例えば三つ)
の昇降機構を備える等、他の構成を備えてもよい。
4による回動角を検出する回動角検出部(例えばロータ
リエンコーダ等)を備え、制御部26が、該検出された
回動角に基づいて姿勢修正部(回動機構24)の制御を
行うようにしてもよい。また、上記実施形態において、
複数種類の近似関数(例えば三角関数、指数関数等)に
対して所定期間の履歴に対する誤差を計算し、この誤差
が最小となる近似関数の値として補正値を算出してもよ
い。
ジャイロを用いることなくアンテナ機構部の姿勢制御を
行うことができるので、姿勢制御装置ひいては該姿勢制
御装置を搭載したレーダ装置をより安価、簡素また小型
に構成することができる。
の概略構成図である。
のブロック図である。
のアンテナ機構部の傾斜姿勢(q軸における傾斜姿勢)
を示す説明図である。
のブロック図である。
における関数近似による位置検出値の補正を示す説明図
である。
す図である。
テナ機構部、18 支持基台、24 回動機構(姿勢修
正部)、26 制御部、28(28a,28b,28
c) 位置検出部、30 補正部。
Claims (3)
- 【請求項1】 アンテナ機構部が支持基台に姿勢変更自
在に支持されるレーダ装置において、 受信した位置検出用の外来電波に基づいてアンテナ機構
部の複数箇所の位置を検出する位置検出部と、 前記位置検出部の位置検出結果に基づいて前記支持基台
に対するアンテナ機構部の相対姿勢を変化させることに
よりアンテナ機構部の姿勢を修正する姿勢修正部と、 を備えるレーダ装置。 - 【請求項2】 アンテナ機構部が支持基台に姿勢変更自
在に支持されるレーダ装置において、 受信した位置検出用の外来電波に基づいてアンテナ機構
部の複数箇所の位置を検出する位置検出部と、 前記位置検出結果の所定期間分の履歴に基づいて該位置
検出結果を補正する補正部と、 前記補正された位置検出結果に基づいて前記支持基台に
対するアンテナ機構部の相対姿勢を変化させることによ
りアンテナ機構部の姿勢を修正する姿勢修正部と、 を備えるレーダ装置。 - 【請求項3】 前記補正部は、前記位置検出結果および
前記所定期間分における位置検出結果の履歴を所定の周
期関数に近似し、該周期関数の値として補正値を算出す
ることを特徴とする請求項2に記載のレーダ装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2000335142A JP3842034B2 (ja) | 2000-11-01 | 2000-11-01 | レーダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2000335142A JP3842034B2 (ja) | 2000-11-01 | 2000-11-01 | レーダ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2002139561A true JP2002139561A (ja) | 2002-05-17 |
JP3842034B2 JP3842034B2 (ja) | 2006-11-08 |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006311187A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Japan Radio Co Ltd | アンテナ支持装置、船舶レーダ装置 |
JP2011072055A (ja) * | 2009-09-24 | 2011-04-07 | Honda Motor Co Ltd | 車両駆動制御システム |
WO2014141708A1 (ja) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | 日本電気株式会社 | アンテナ装置、アンテナ装置制御方法 |
-
2000
- 2000-11-01 JP JP2000335142A patent/JP3842034B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2011072055A (ja) * | 2009-09-24 | 2011-04-07 | Honda Motor Co Ltd | 車両駆動制御システム |
WO2014141708A1 (ja) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | 日本電気株式会社 | アンテナ装置、アンテナ装置制御方法 |
US9954277B2 (en) | 2013-03-14 | 2018-04-24 | Nec Corporation | Antenna device and antenna device control method |
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---|---|
JP3842034B2 (ja) | 2006-11-08 |
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