JP2006342992A - Guidance system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば旋転飛しょうする誘導弾や誘導砲弾などの飛しょう体に用いられる誘導装置に関する。 The present invention relates to a guiding device used for a flying object such as a guiding bullet or a guiding cannon for turning.
誘導弾や誘導砲弾などの飛しょう体では、画像誘導方法により、撮影画像を利用して誘導性能を向上させている。 For flying objects such as guided bullets and guided bullets, the guidance performance is improved by using a captured image by an image guidance method.
従来、画像誘導方法により誘導される飛しょう体の誘導装置では、2次元検出器を機体に固定して、所要の視野範囲の大規模画像を検知し、この画像から電子的処理により捜索・追尾・空間安定の処理を行う方法が考えられている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in a flying body guidance apparatus guided by an image guidance method, a two-dimensional detector is fixed to the airframe, a large-scale image in a required visual field range is detected, and search / tracking is performed by electronic processing from this image. A method of performing spatial stabilization processing is considered (for example, see Patent Document 1).
また、視野角内をポリゴンミラーでヨー方向に走査しつつ、ガルバノミラーでピッチ方向に走査することでフレーム画像を取得し、飛しょう体の機体軸の揺動変位による姿勢角変位量を検出して、この姿勢角変位量に応じてフレーム画像から目標物を含む画像の切り出し位置を変化させることで空間安定化を行う方法が考えられている(例えば、特許文献2参照)。
従来の誘導装置では、飛しょう体の機軸(ロール)方向の回転(旋転)が画像取得の妨げになり、その回転を止めるか、画像検知器(撮像素子)を逆方向に回転して見かけ上回転を止める必要があった。 In the conventional guidance device, the rotation (rotation) of the flying body in the axis (roll) direction hinders image acquisition, and the rotation is stopped or the image detector (imaging device) is rotated in the reverse direction. It was necessary to stop the rotation.
しかしながら、誘導弾や誘導砲弾の旋転を止めることはロール安定機能を利用できなくなるため、別途、安定した飛しょうをするための機能を付加しなければならない。この場合、コストの増加を招き、また小口径砲弾に対しては寸法上の制約で搭載することが困難となっていた。 However, stopping the rotation of guided bullets and shells makes it impossible to use the roll stabilization function, so a separate function for stable flying must be added. In this case, the cost is increased, and it is difficult to mount the small caliber shell due to dimensional restrictions.
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、飛しょう体の旋転によるロール安定機能を損なうことなく、安価な構成により高精度な誘導を可能とする誘導装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a guidance device that enables highly precise guidance with an inexpensive configuration without impairing the roll stability function caused by the rotation of the flying object.
上記目的を達成するために本発明は、旋転飛しょうする飛しょう体に搭載される画像誘導を行う誘導装置において、1次元画像を検知する1次元型画像検知手段と、前記1次元型画像検知手段に所定方向の視野範囲の入射光を集光する光学手段と、前記飛しょう体の旋転周期を検知する周期検知手段と、前記回転周期検知手段により検知された周期をもとに、前記飛しょう体の旋転に伴って前記1次元型画像検知手段により検知された複数の1次元画像を2次元画像に変換する画像変換手段とを具備したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a one-dimensional image detection means for detecting a one-dimensional image in the guidance device for guiding an image mounted on a flying object that rotates and the one-dimensional image detection. The optical means for condensing incident light in the visual field range in a predetermined direction on the means, the period detecting means for detecting the rotation period of the flying object, and the period detected by the rotation period detecting means. And an image converting means for converting a plurality of one-dimensional images detected by the one-dimensional image detecting means to a two-dimensional image as the shell rotates.
好ましくは、前記周期検知手段は、前記飛しょう体の旋転に伴って前記1次元型画像検知手段により検知された複数の1次元画像の相関に基づいて前記旋転周期を検知するようにしたものである。 Preferably, the period detection means detects the rotation period based on a correlation of a plurality of one-dimensional images detected by the one-dimensional image detection means as the flying object rotates. is there.
また、前記光学手段は、前記飛しょう体の先頭部に設けられ、前記飛しょう体が旋転することで飛しょう体軸を視野中心とする前方の2次元面を視野範囲とするようにしたものである。 In addition, the optical means is provided at the head of the flying body, and the flying body is rotated so that a front two-dimensional plane centering on the flying body axis is set as a viewing range. It is.
本発明によれば、飛しょう体に1次元画像を検知する1次元型画像検知手段を設け、飛しょう体の旋転に伴って円状に掃引した画像を検知するように構成することで、1次元型画像検知手段により検知された複数の1次元画像から2次元画像をすることができるので、飛しょう体の旋転によるロール安定機能を損なうことなく、安価な構成により高精度な誘導を可能にすることができる。 According to the present invention, the flying object is provided with a one-dimensional image detecting means for detecting a one-dimensional image, and configured to detect an image swept in a circular shape as the flying object rotates. A two-dimensional image can be made from a plurality of one-dimensional images detected by the three-dimensional image detection means, so that high-precision guidance can be achieved with an inexpensive configuration without impairing the roll stability function due to the rotation of the flying object. can do.
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1は、本実施形態における誘導弾や誘導砲弾などの飛しょう体1に搭載される誘導装置の概略構成を示す図、図2は、図1に示す光学系10と1次元型画像検知器12の関係を示すために側面から見た図である。図1及び図2に示すように、本実施形態における誘導装置は、光学系10、1次元型画像検知器12、及び信号処理器14により構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a guiding device mounted on a flying object 1 such as a guiding bullet or a guiding cannonball in this embodiment, and FIG. 2 is an optical system 10 and a one-dimensional image detector shown in FIG. It is the figure seen from the side surface in order to show 12 relationships. As shown in FIGS. 1 and 2, the guidance device in the present embodiment includes an optical system 10, a one-
光学系10は、飛しょう体1の先頭部(ドーム)に設けられており、図2に示すように、所定の視野範囲の入射光を飛しょう体1の内部に収納された1次元型画像検知器12に集光する。光学系10は、1次元型画像検知器12が1次元画像を検出するライン状の構成のため、この1次元型画像検知器12の形状に合わせてライン状の範囲で集光する。光学系10は、飛しょう体1が旋転することで、飛しょう体1の機軸を視野中心とする前方の2次元面を視野範囲とするように構成される。
The optical system 10 is provided at the leading portion (dome) of the flying object 1, and as shown in FIG. 2, a one-dimensional image in which incident light in a predetermined visual field range is stored in the flying object 1. The light is condensed on the
1次元型画像検知器12は、1次元画像を検知するためのセンサであり、複数の撮像素子がライン状に配設されており、光学系10により結像された外界の光に応じた画像信号を信号処理器14に出力する。
The one-
信号処理器14は、1次元型画像検知器12から出力される画像信号を処理し、画像誘導による制御を行う。
The signal processor 14 processes the image signal output from the one-
図3は、信号処理器14の機能構成を示すブロック図である。
信号処理器14には、メモリ20、回転検知部21、画像変換部22、フレームメモリ23、画像処理部24が設けられている。
FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of the signal processor 14.
The signal processor 14 includes a
メモリ20は、1次元型画像検知器12により検知される1次元画像を記憶する。メモリ20には、飛しょう体1の旋転に伴って1次元型画像検知器12により検知された複数の1次元画像を順次記憶する。
The
回転検知部21は、飛しょう体1の旋転周期を検知するもので、例えば飛しょう体1の旋転に伴ってメモリ20に記憶された1次元画像の相関に基づいて飛しょう体1の旋転を検知する。
The
画像変換部22は、回転検知部21により検知された飛しょう体1の旋転周期をもとに、メモリ20に記憶された複数の1次元画像を2次元画像に変換する。
The
フレームメモリ23は、画像変換部22により1次元画像から変換された2次元画像を記憶する。
The
画像処理部24は、フレームメモリ23に記憶された画像中の目標物を追尾するための画像処理等を実行する。なお、飛しょう体1を画像誘導するための画像処理については、本発明と直接関係しないので詳細な説明を省略する。
The
なお、図示していないが、信号処理器14には、各部に電力を供給する電源などが設けられているものとする。 Although not shown, it is assumed that the signal processor 14 is provided with a power source for supplying power to each unit.
次に、本実施形態における誘導装置の動作、作用効果について説明する。
飛しょう体1には1次元画像を検出する1次元型画像検知器12が搭載されているため、検知される画像も1次元画像(ライン)でしかない。しかし、飛しょう体1は、飛しょうしている間、安定して飛しょうするために旋転(ロール)しているため、飛しょう体1の旋転軸を中心にして光学系10及び1次元型画像検知器12も旋転することになる。
Next, operation | movement of the guidance apparatus in this embodiment and an effect are demonstrated.
Since the flying object 1 is equipped with a one-
すなわち、飛しょう体1が旋転しながら飛しょうしている間に、1次元型画像検知器12による1次元画像の検知を実行することで、図4(a)に示すように、飛しょう体1の飛しょう方向(前方)の景色をあたかもレーダのように円状に掃引(スキャン)しながら画像検知することになる。従って、1次元型画像検知器12による画像検知により、飛しょう体軸を視野中心とする前方の2次元面を視野範囲とした曲座標系の画像を取得することができる。
That is, as shown in FIG. 4A, the flying object 1 is detected by the one-
信号処理器14は、飛しょう体1の旋転に伴って、1次元型画像検知器12により検知される1次元画像を順次入力してメモリ20に順次記憶する。
The signal processor 14 sequentially inputs the one-dimensional images detected by the one-
この曲座標系の画像を平面座標系の画像に座標変換することにより、通常の画像誘導方式で用いられる画像を取得することができる(図4(b)参照)。この際に、1次元型画像検知器12の回転速度(飛しょう体1の旋転周期)を求めて、1周期分の1次元画像を対象として画像変換をする必要がある。 An image used in a normal image guidance method can be obtained by converting the coordinates of the music coordinate system image into a plane coordinate system image (see FIG. 4B). At this time, it is necessary to obtain the rotation speed of the one-dimensional image detector 12 (the rotation period of the flying object 1) and perform image conversion on the one-dimensional image for one period.
そこで、回転検知部21は、メモリ20に記憶された1次元型画像検知器12により検出された複数の1次元画像の相関をもとに、1次元型画像検知器12の回転(飛しょう体1の旋転周期)を検知する。
Therefore, the
つまり、1次元型画像検知器12によりある回転位置において検知された1次元画像は、その1回転前の同じ回転位置で検知された1次元画像と大きな差がないため、この相関関係を1次元型画像検知器12により検出される画像から抽出することで旋転周期を検知する。
That is, the one-dimensional image detected at a certain rotational position by the one-
図5には、1次元型画像検知器12の1つの撮像素子により検知される画像信号の変化を示している。例えば、回転検知部21は、1次元型画像検知器12から出力される画像信号に対して、FFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)を利用して、各画像の相関を調べることにより相関の強い画像とそうではない画像に区分することができる。
FIG. 5 shows a change in the image signal detected by one image sensor of the one-
これにより、図5に示すように、1次元型画像検知器12から出力される画像信号から1次元型画像検知器12(飛しょう体1)の回転周期を得ることができる。
Thereby, as shown in FIG. 5, the rotation period of the one-dimensional image detector 12 (flying object 1) can be obtained from the image signal output from the one-
画像変換部22は、回転検知部21により回転周期が検出されると、メモリ20に記憶された1周期分の1次元画像毎に2次元画像への画像変換を実行し、この画像変換により得られた2次元画像をフレームメモリ23に記憶する。すなわち、メモリ20に記憶された曲座標系の画像を平面座標系の画像に変換する(図4(a)(b)参照)。
When the
なお、図4(a)に示すように、1次元型画像検知器12が回転しながら検知する複数の1次元画像は、回転軸(飛しょう体1の軸)の中心近くなるほど画素密度が高く、外周近くなるほど画素密度が粗くなる。画像変換部22は、単に座標系の変換を実行するだけでなく、画素密度が高い部分については画素の間引き(あるいは重畳)したり、画素密度が粗い部分については画素を補間するなどして、2次元画像を生成するようにしても良い。
As shown in FIG. 4A, the plurality of one-dimensional images detected by the one-
画像処理部24は、フレームメモリ23に記憶された2次元画像に対して、目標物を追尾するための画像処理等を実行する。
The
このようにして、本実施形態における誘導装置は、光学系10と1次元型画像検知器12とを搭載し、飛しょう体1の旋転に伴って連続的に検知される複数の1次元画像を変換して2次元画像を得ることができるので、ロール安定機能を確保して安定した飛しょうを可能とすると共に、非常に簡単な構成で安価に実現することができる。また、実装する際の寸法上の制約が少なくなるので、小口経砲弾などの小型の飛しょう体に対しても実装が容易となる。また、1次元型画像検知器12により検出される画像をもとに旋転周期を検出し、この旋転周期をもとにして画像変換を実行するので、飛しょう体1ごとに画像検知のために特別な旋転制御をする必要がなく旋転制御のための機構なども不要であるのでコストの増加を招かない。
In this manner, the guidance device according to the present embodiment includes the optical system 10 and the one-
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.
1…飛しょう体、10…光学系、12…1次元型画像検知器、14…信号処理器、20…メモリ、21…回転検知部、22…画像変換部、23…フレームメモリ、24…画像処理部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Flying object, 10 ... Optical system, 12 ... One-dimensional image detector, 14 ... Signal processor, 20 ... Memory, 21 ... Rotation detection part, 22 ... Image conversion part, 23 ... Frame memory, 24 ... Image Processing part.
Claims (3)
1次元画像を検知する1次元型画像検知手段と、
前記1次元型画像検知手段に所定方向の視野範囲の入射光を集光する光学手段と、
前記飛しょう体の旋転周期を検知する周期検知手段と、
前記回転周期検知手段により検知された周期をもとに、前記飛しょう体の旋転に伴って前記1次元型画像検知手段により検知された複数の1次元画像を2次元画像に変換する画像変換手段と
を具備したことを特徴とする誘導装置。 In the guidance device that performs the image guidance that is mounted on the flying object to rotate,
A one-dimensional image detecting means for detecting a one-dimensional image;
Optical means for condensing incident light in a visual field range in a predetermined direction on the one-dimensional image detection means;
A period detecting means for detecting a rotation period of the flying object;
Image conversion means for converting a plurality of one-dimensional images detected by the one-dimensional image detection means to a two-dimensional image as the flying object rotates based on the period detected by the rotation period detection means. And a guidance device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005166934A JP2006342992A (en) | 2005-06-07 | 2005-06-07 | Guidance system |
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Publications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018151125A (en) * | 2017-03-13 | 2018-09-27 | 株式会社Ihiエアロスペース | Electromagnetic pulse projectile and irradiation method of electromagnetic pulse of electromagnetic pulse projectile |
-
2005
- 2005-06-07 JP JP2005166934A patent/JP2006342992A/en not_active Abandoned
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