JP2008008554A - 光波妨害装置及び光波妨害方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 熱源目標から反射光目標に妨害レーザ光の追跡移管を行う際に、反射光目標を確実に判別する。
【解決手段】 赤外線カメラ１１１の撮像画像を取り込んで熱源目標の像を判別し、カメラ視軸に熱源目標の像が重なるように目標追跡装置１１を指向制御して熱源目標を追跡する。ここで、レーザ発生装置１２で発生されるレーザ光を微動鏡１１２により目標方向に指向させ、角度センサ１１３からカメラ視軸に対する角度情報を取得し、この角度情報を赤外線画像の座標に変換して、視軸座標との関係から、目標光波シーカのレーザ反射光による像が出現する範囲を予測する。この予測の下で、赤外線画像から予測範囲に現れる光像を抽出し、その座標とレーザ光変換座標との誤差に基づいて、その光像が反射光目標か否かを判定し、その判定結果に基づいて熱源目標から反射光目標に追跡移管を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光波シーカ方式の誘導飛翔体に対して、光波シーカに妨害レーザ光を照射し誘導不能とさせるための光波妨害装置及び光波妨害方法に関する。

光波妨害装置は、主に航空機に搭載され、その搭載機に向かってくる光波シーカ搭載の誘導飛翔体を目標として捕捉追跡し、光波シーカに向けて妨害レーザ光を指向照射させて、光波シーカの受光レベルを飽和させてしまうことで、目標の光波捕捉による誘導を不能とするものである。

ところで、光波妨害装置では、誘導飛翔体のプルームによる熱源目標を追跡している状態から光波シーカに妨害レーザ光を照射しその反射光目標を捕捉した後、熱源目標から反射光目標へ追跡対象を移管する必要がある。しかし、画像情報からだけでは反射光目標を判定することは難しく、反射光目標に追跡が正しく移管されたかどうかの判定が困難であった。

尚、光波妨害装置の目標追跡、妨害レーザ光の照射指向制御の具体的な手法については、例えば特許文献１に示されている。
特開平１１−１８３６２０号公報

以上述べたように、従来の光波妨害装置及び光波妨害方法では、画像情報から熱源目標と反射光目標を判別し、妨害レーザ光の熱源目標から反射光目標への追跡移管を行っているが、画像情報からだけでは反射光目標を判別することが難しく、反射光目標に追跡が正しく移管されたか否かを判定することが困難であった。

本発明は、上記の問題を解決し、熱源目標から反射光目標に妨害レーザ光の追跡移管を行う際に、反射光目標を確実に判別することができ、反射光目標に追跡が正しく移管されたか否かを容易に判定することのできる光波妨害装置及び光波妨害方法を提供することを目的とする。

上記問題を解決するために、本発明に係る光波妨害装置は、目標とする光波シーカ搭載の誘導飛翔体を赤外線撮像する撮像装置と、この撮像装置の撮像方向を指向制御する撮像方向制御手段と、前記光波シーカに対する妨害レーザ光を発生するレーザ光源と、前記レーザ光源から放射されるレーザ光の照射方向を前記撮像装置の視軸を基準に指向制御する照射方向制御手段と、前記撮像装置の視軸に対する前記レーザ光の指向方向との角度情報を検出する角度検出手段と、前記撮像装置で得られる赤外線画像及び前記角度検出手段で得られる角度情報に基づいて前記撮像装置制御手段及び前記照射方向制御手段に前記撮像装置、前記レーザ光が目標方向に指向するように制御信号を与える制御装置とを具備し、前記制御装置は、前記撮像装置から赤外線画像を取り込んで前記誘導飛翔体のプルームによる熱源目標の像を判別し、前記撮像装置の視軸と前記熱源目標の像が重なるように前記撮像方向制御手段で前記撮像方向を制御して前記熱源目標を追跡する熱源目標追跡手段と、前記熱源目標への追跡開始に伴い、前記レーザ光を前記照射方向制御手段で目標方向に指向させ、前記角度検出手段から前記角度情報を取得し、この角度情報を赤外線画像の座標に変換してレーザ光座標を求め、このレーザ光座標と前記撮像装置の視軸座標との関係から、前記目標の光波シーカに照射されたレーザ光の反射光による像が前記赤外線画像に出現する範囲を予測する予測手段と、前記赤外線画像から前記予測範囲内に現れる光像を抽出し、その座標と前記レーザ光指向方向の変換座標との誤差の大きさに基づいて、その光像が反射光目標か否かを判定し、反射光目標と判別した場合に、前記熱源目標から反射光目標に妨害レーザ光の追跡移管を行う追跡移管手段と、
を具備することを特徴とする。

また、本発明に係る光波妨害方法は、目標とする光波シーカ搭載の誘導飛翔体を赤外線撮像する撮像装置と、この撮像装置の撮像方向を指向制御する撮像方向制御手段と、前記光波シーカに対する妨害レーザ光を発生するレーザ光源と、前記レーザ光源から放射されるレーザ光の照射方向を前記撮像装置の視軸を基準に指向制御する照射方向制御手段と、前記撮像装置の視軸に対する前記レーザ光の指向方向との角度情報を検出する角度検出手段とを備える光波妨害装置に用いられ、前記撮像装置で得られる赤外線画像から前記誘導飛翔体のプルームによる熱源目標の像を判別し、前記撮像装置の視軸と前記熱源目標の像が重なるように前記撮像方向制御手段で前記撮像方向を制御して前記熱源目標を追跡し、前記熱源目標への追跡開始に伴い、前記レーザ光を前記照射方向制御手段で目標方向に指向させ、前記角度検出手段から前記角度情報を取得し、この角度情報を赤外線画像の座標に変換してレーザ光座標を求め、このレーザ光座標と前記撮像装置の視軸座標との関係から、前記目標の光波シーカに照射されたレーザ光の反射光による像が前記赤外線画像に出現する範囲を予測し、前記赤外線画像から前記予測範囲内に現れる光像を抽出し、その座標と前記レーザ光指向方向の変換座標との誤差の大きさに基づいて、その光像が反射光目標か否かを判定し、反射光目標と判別した場合に、前記熱源目標から反射光目標に妨害レーザ光の追跡移管を行うことを特徴とする。

上記構成による光波妨害装置及び光波妨害方法では、レーザ光照射方向の制御角度情報を赤外線画像の座標に変換し、その座標情報をもとに反射光目標の出現範囲を予測し、その予測結果と赤外線画像に表れる光像との位置関係を比較して反射光目標か否かを判別することで、反射光目標以外に追跡を移管する確率を低減し、予測範囲に収まる光像を追跡していることを判定することで、反射光目標へ正しく追跡移管されたか否かを容易に判定することが可能となる。

本発明によれば、熱源目標から反射光目標に妨害レーザ光の追跡移管を行う際に、反射光目標を確実に判別することができ、反射光目標に追跡が正しく移管されたか否かを容易に判定することのできる光波妨害装置及び光波妨害方法を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る光波妨害装置の構成を示すブロック図である。図１において、１１は目標とする光波シーカ型誘導飛翔体（図示せず）を追跡する目標追跡装置、１２は上記目標の光波シーカに照射する妨害レーザ光を発生するレーザ発生装置、１３は目標追跡装置１１及びレーザ発生装置１２を駆動制御する制御装置である。

上記目標追跡装置１１は、目標とする光波シーカ型誘導飛翔体の赤外線画像を撮像するための赤外線カメラ１１１、レーザ発生装置１２で発生されるレーザ光を指示方向に指向させる微動鏡１１２を搭載し、例えば三軸回りの回転駆動によって三次元方向制御を可能とするジンバル（図示せず）によって任意の方向に指向制御可能となされている。

上記微動鏡１１２には赤外線カメラ１１１の視軸に対するレーザ光指向方向の角度情報を取得する角度センサ１１３が装備されており、その角度センサ１１３で得られる角度情報は赤外線画像と共に制御装置１３に送られる。

上記制御装置１３は、図２のフローチャートに示す処理手順に従って目標追跡装置１１及びレーザ発生装置１２を駆動制御するものである。図２において、まず、赤外線カメラ１１１から赤外線画像を取り込み（ステップＳ１）、その輝度レベルから飛翔体のプルームによる熱源目標の像を判別し（ステップＳ２）、カメラ１１１の視軸である画像中央に熱源目標の像が重なるように目標追跡装置１１の指向方向を制御する（ステップＳ３）。これにより、カメラ１１１の視野に目標を入れ、そのプルームによる熱源目標を追跡することができる。

熱源目標への追跡開始後、レーザ発生装置１２にレーザ光を発生させ、このレーザ光を微動鏡１１２により目標方向に指向させる（ステップＳ４）。このとき、角度センサ１１３からレーザ光指向方向のカメラ視軸に対する角度情報を取得し、この角度情報を赤外線画像の座標に変換して（ステップＳ５）、このレーザ光座標とカメラ視軸の座標との関係から、目標の光波シーカに照射されたレーザ光の反射光による像が出現する範囲を予測する（ステップＳ６）。この予測範囲は、例えばレーダ等によって得られる目標の移動方向、距離、速度等の目標情報から決定すると、より精度を向上させることができる。

上記予測の下で、赤外線画像から予測範囲に現れる光像を抽出し（ステップＳ７）、その座標とレーザ光指向方向の変換座標との誤差の大きさに基づいて、その光像が反射光目標か否かを判定する（ステップＳ８）。これにより、予測範囲外に現れるフレヤや太陽光による光像を排除して、確実に反射光目標を判別することができる。反射光目標と判別した場合には、熱源目標から反射光目標に妨害レーザ光の追跡移管を行う（ステップＳ９）。以後、反射光目標による光像の座標とレーザ光指向方向の変換座標との誤差が一定範囲に入ることを判別することで、反射光目標に追跡が正しく移管されて継続していると判定する。

上記追跡移管の処理の様子を図３に示す。図３（ａ）は角度センサ１１３で取得されるレーザ光指向方向のカメラ視軸に対する角度を示している。この角度を赤外線画像に座標変換すると、図３（ｂ）に示すように、画像中央のカメラ視軸の座標に対して所定距離離れた位置にレーザ光指向方向の変換座標が得られる。この変換座標を中心に所定範囲を反射光目標が出現する予測範囲とする。図３（ｃ）は赤外線画像から上記予測範囲に入った光像を反射光目標の候補として取り込み、それ以外の光像を外乱と判定して排除（無視）する。反射光目標の候補をレーザ光変換座標と比較し、座標誤差が一定範囲に入ることを判別する。その判別結果から、反射光目標に追跡が正しく移管されて継続していると判定することができる。

以上のように上記実施形態による光波妨害装置によれば、レーザ光の照射方向を制御する微動鏡１１２の角度情報を赤外線画像の座標に変換し、その座標情報をもとに反射光目標の出現範囲を予測し、その予測結果と赤外線画像に表れる光像との位置関係を比較して反射光目標か否かを判別するようにしているので、反射光目標以外に追尾を移管する確率を低減することができる。これにより、反射光目標を確実に判別して反射光目標に追尾が正しく移管されたか否かを容易に判定することができる。

尚、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わせにより、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、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の一実施形態に係る光波妨害装置の構成を示すブロック図。 図１に示す制御装置による処理動作の流れを示すフローチャート。 図１に示す装置の追跡移管処理の様子を示す概念図。

符号の説明

１１…目標追跡装置、１１１…赤外線カメラ、１１２…微動鏡、１１３…角度センサ、１２…レーザ発生装置、１３…制御装置。

Claims (4)

1. 目標とする光波シーカ搭載の誘導飛翔体を赤外線撮像する撮像装置と、
   この撮像装置の撮像方向を指向制御する撮像方向制御手段と、
   前記光波シーカに対する妨害レーザ光を発生するレーザ光源と、
   前記レーザ光源から放射されるレーザ光の照射方向を前記撮像装置の視軸を基準に指向制御する照射方向制御手段と、
   前記撮像装置の視軸に対する前記レーザ光の指向方向との角度情報を検出する角度検出手段と、
   前記撮像装置で得られる赤外線画像及び前記角度検出手段で得られる角度情報に基づいて前記撮像装置制御手段及び前記照射方向制御手段に前記撮像装置、前記レーザ光が目標方向に指向するように制御信号を与える制御装置とを具備し、
   前記制御装置は、
   前記撮像装置から赤外線画像を取り込んで前記誘導飛翔体のプルームによる熱源目標の像を判別し、前記撮像装置の視軸と前記熱源目標の像が重なるように前記撮像方向制御手段で前記撮像方向を制御して前記熱源目標を追跡する熱源目標追跡手段と、
   前記熱源目標への追跡開始に伴い、前記レーザ光を前記照射方向制御手段で目標方向に指向させ、前記角度検出手段から前記角度情報を取得し、この角度情報を赤外線画像の座標に変換してレーザ光座標を求め、このレーザ光座標と前記撮像装置の視軸座標との関係から、前記目標の光波シーカに照射されたレーザ光の反射光による像が前記赤外線画像に出現する範囲を予測する予測手段と、
   前記赤外線画像から前記予測範囲内に現れる光像を抽出し、その座標と前記レーザ光指向方向の変換座標との誤差の大きさに基づいて、その光像が反射光目標か否かを判定し、反射光目標と判別した場合に、前記熱源目標から反射光目標に妨害レーザ光の追跡移管を行う追跡移管手段と、
   を具備することを特徴とする光波妨害装置。
2. 前記予測範囲は、前記目標の移動方向、距離、速度の少なくともいずれかを含む目標情報に基づいて決定することを特徴とする請求項１記載の光波妨害装置。
3. 目標とする光波シーカ搭載の誘導飛翔体を赤外線撮像する撮像装置と、
   この撮像装置の撮像方向を指向制御する撮像方向制御手段と、
   前記光波シーカに対する妨害レーザ光を発生するレーザ光源と、
   前記レーザ光源から放射されるレーザ光の照射方向を前記撮像装置の視軸を基準に指向制御する照射方向制御手段と、
   前記撮像装置の視軸に対する前記レーザ光の指向方向との角度情報を検出する角度検出手段とを備える光波妨害装置に用いられ、
   前記撮像装置で得られる赤外線画像から前記誘導飛翔体のプルームによる熱源目標の像を判別し、前記撮像装置の視軸と前記熱源目標の像が重なるように前記撮像方向制御手段で前記撮像方向を制御して前記熱源目標を追跡し、
   前記熱源目標への追跡開始に伴い、前記レーザ光を前記照射方向制御手段で目標方向に指向させ、前記角度検出手段から前記角度情報を取得し、この角度情報を赤外線画像の座標に変換してレーザ光座標を求め、このレーザ光座標と前記撮像装置の視軸座標との関係から、前記目標の光波シーカに照射されたレーザ光の反射光による像が前記赤外線画像に出現する範囲を予測し、
   前記赤外線画像から前記予測範囲内に現れる光像を抽出し、その座標と前記レーザ光指向方向の変換座標との誤差の大きさに基づいて、その光像が反射光目標か否かを判定し、反射光目標と判別した場合に、前記熱源目標から反射光目標に妨害レーザ光の追跡移管を行うことを特徴とする光波妨害方法。
4. 前記予測範囲は、前記目標の移動方向、距離、速度の少なくともいずれかを含む目標情報に基づいて決定することを特徴とする請求項３記載の光波妨害方法。

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