JP2009047365A

JP2009047365A - 協調型飛翔体システム

Info

Publication number: JP2009047365A
Application number: JP2007214370A
Authority: JP
Inventors: Makoto Soda; 真左右田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2007-08-21
Filing date: 2007-08-21
Publication date: 2009-03-05

Abstract

【課題】同時に複数で飛来する目標の中から対象目標を特定した上で、これら対象目標に対して効果的に対処することのできる協調型飛翔体システムを得る。
【解決手段】電波により目標を検知する電波飛翔体と、光波により目標を検知する光波飛翔体とが互いに通信可能な範囲を飛翔しながら、電波飛翔体は、探知した目標の中から対処の対象となる目標候補を抽出して光波飛翔体に通知し、光波飛翔体は、この通知に基づき目標候補を詳細に観測して対処の優先度を評価した上で自身の対処すべき目標を特定し、この目標に向けて誘導飛翔する。一方、電波飛翔体も、光波飛翔体による目標候補に対する評価結果の通知を受けて自身の対処すべき目標を特定し、この目標に向けて誘導飛翔する。
【選択図】図４

Description

本発明は、目標を検知するために互いに異なる種類のセンサを搭載した複数の飛翔体が協調しながら飛翔して、飛来する目標に対処する協調型飛翔体システムに関する。

飛来する目標に対処するために用いられるミサイル等の飛翔体には、対象目標を探知しその目標情報を継続取得するためのセンサとして、電波や光波等を検知するセンサが搭載される。電波を利用したセンサでは、例えばレーダ装置等に代表されるように、電波を放射しその反射波により目標物を検知する。この種の電波センサでは、広い領域を対象にして比較的短時間のうちに目標を探知することができ、また探知した目標に対しては、その方向や距離といった位置情報や速度情報等の探知情報を容易に取得することができる。反面、探知した目標の形状等を詳細に観測することは困難な場合が多い。一方、光波を利用したセンサでは、例えば、自身からは光波を放射することなく、目標自身が放射する、あるいは目標によって散乱される光波を受信して目標物を検知する。このような光波センサにおいては、広範囲での目標探知には限界があり、また探知した目標に対してもその位置情報や速度情報を得るのは困難であるものの、目標の形状や輝度分布、温度分布等については、詳細に観測することができる。

このような電波を用いたセンサと光波を用いたセンサとを連携動作させた事例が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１の事例では、電波センサからの電波の放射を極力減らしながら捜索追尾を行えるように両センサを切換動作させることによって、電波センサから放射する電波が相手方に探知される危険性を低下させている。
特開平１１−２８１７３８号公報（第８ページ、図１）

ところで、同時に飛来する目標は必ずしも単数とは限らず、初期探知での不確実な判定の結果、直後の短時間の中でこの判定を修正しつつ、最終場面では複数の目標への同時対処が必要となる場合もある。また、初期探知では飛来する目標が複数であると判定された場合では、それらのすべてが必ずしも対処すべき真の目標ではないこともある。すなわち、真の目標に加え、例えば欺瞞用あるいは妨害用の目標物を伴う場合もある。このため、これら飛来する目標に対処する際には、飛来する目標を個別に十分に識別しながら対処すべき目標に向けて飛翔体を確実に誘導することが必要となる。

しかしながら、電波センサを搭載した電波飛翔体では、特に目標物に接近後における真の目標か否かの識別が難しく、また光波センサを搭載した光波飛翔体では、目標物の初期探知が難しい。すなわち、それぞれ単独の種類のセンサを搭載した飛翔体では、有効な対処に結びつかないという課題があった。また、電波及び光波の両センサを同一の飛翔体に搭載することも考えられるが、この場合には器材の搭載量が増大することにより飛翔体本体も大型化し、これに伴って飛翔体システム全体も大型化して機動性が低下するとともに、コストアップにつながるという課題があった。

本発明は、上述の事情を考慮してなされたものであり、同時に複数で飛来する目標の中から対象目標を特定した上で、これら対象目標に対して効果的に対処する協調型飛翔体システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の協調型飛翔体システムは、電波により目標を検知する電波飛翔体と光波により目標を検知する光波飛翔体とが協調しながら、飛来する目標に対処する協調型飛翔体システムであって、前記電波飛翔体は、電波を放射しその反射波を受信して目標を探知するとともにその探知情報を取得する電波センサと、この探知情報を前記光波飛翔体に通知するとともに前記光波飛翔体からの通知を受けとる通信部と、前記電波センサで取得した探知情報及び前記光波飛翔体からの通知とに基づき対象目標を特定して自身を誘導飛翔させる誘導制御部とを有し、前記光波飛翔体は、光波を受信して目標を探知するとともにその探知情報を取得する光波センサと、この光波センサで取得した探知情報及び前記電波飛翔体からの通知に基づき対象目標を特定して自身を誘導飛翔させる誘導制御部と、前記誘導制御部での特定結果を前記電波飛翔体に通知するとともに前記電波飛翔体からの通知を受けとる通信部とを有し、前記電波飛翔体及び前記光波飛翔体により前記目標に対処する際は、前記電波飛翔体は探知した目標の中から対象となる目標候補を抽出してその探知情報を前記光波飛翔体に通知し、前記光波飛翔体はこの通知に基づき前記対象となる目標候補を捕捉するとともにこれら目標候補から自身の対象目標を特定し、この特定結果に基づき自身を前記対象目標に向けて誘導飛翔させるとともにこの特定結果を前記電波飛翔体に通知し、前記電波飛翔体は前記光波飛翔体からの前記特定結果の通知及び前記電波センサからの探知情報とに基づき自身の対象目標を特定し、この特定結果に基づき自身を前記対象目標に向けて誘導飛翔させることを特徴とする。

本発明によれば、同時に複数で飛来する目標の中から対象目標を特定した上で、これら対象目標に対して効果的に対処することのできる協調型飛翔体システムを得ることができる。

以下に、本発明に係る協調型飛翔体システムを実施するための最良の形態について、図１乃至図４を参照して説明する。

図１は、本発明に係る協調型飛翔体システムの一実施例を示す概念図である。図１に例示したように、この協調型飛翔体システムは、電波により目標を検知する電波飛翔体１０と、光波により目標を検知する光波飛翔体２０とが相互に通信可能な範囲内を飛翔しながら協調して、飛来する目標３０に対処するものである。

図２は、本発明に係る電波飛翔体１０の構成の一例を示すブロック図である。この電波飛翔体１０は、電波シーカ部１１、通信部１２、制御部１３、及び誘導部１４から構成されている。電波シーカ部１１は、電波を放射しその反射波を受信しながら目標を探知するとともに、探知した目標の位置情報、及び速度情報を含む探知情報を取得する。また、本実施例においては、対処の対象として抽出すべき目標候補の位置情報、及び速度情報についての条件があらかじめ設定されており、電波シーカ部１１は、探知した目標の中からこれら条件に合致する目標候補を抽出し、後述する制御部１３に送出する。

通信部１２は、電波シーカ部１１で取得した目標候補の探知情報を制御部１３経由で受けとり、光波飛翔体２０に送信するとともに、光波飛翔体２０からの通知を受信して制御部１３に送出する。制御部１３は、電波シーカ部１１からの探知情報、及び光波飛翔体２０からの通知に基づいて対処すべき目標を特定するとともに、自身をこの目標に誘導するための誘導信号を生成して誘導部１４に送出する。誘導部１４は、制御部１３からの誘導信号に基づいて自身を誘導飛翔させる。

また、図３は、本発明に係る光波飛翔体２０の構成の一例を示すブロック図である。この光波飛翔体２０は、光波シーカ部２１、制御部２２、通信部２３、及び誘導部２４から構成されている。光波シーカ部２１は、光波を受信して目標を探知するとともに、探知した目標の探知情報を取得して制御部２２に送出する。本実施例においては、検知する光波は赤外光とし、また、探知した目標の形状及び温度分布を含む探知情報を取得する。制御部２２は、光波シーカ部２１からの探知情報、及び電波飛翔体１０からの探知情報に基づいて目標を評価し、対処すべき目標を識別し特定する。そして、この結果を通信部２３を経由して電波飛翔体１０に通知するとともに、自身を特定した目標に誘導するための誘導信号を生成して誘導部２４に送出する。通信部２３は、制御部２２における目標の特定結果を電波飛翔体１０に送信するとともに、電波飛翔体１０からの通知を受信して制御部２２に送出する。誘導部２４は、制御部２２からの誘導信号に基づいて自身を誘導飛翔させる。

次に、前出の図１乃至図３、ならびに図４のフローチャートを参照して、上述のように構成された本実施例の協調型飛翔体システムの動作について説明する。以下の説明においては、図１に例示した概念図のように、この協調型飛翔体システムは、電波飛翔体１０及び光波飛翔体２０がそれぞれ１体から構成されるものとし、これら飛翔体が相互に通信可能な範囲を飛翔しながら、飛来する複数の目標３０に対処する場面を取りあげている。図４は、このような場面での本発明に係る協調型飛翔体システムの動作の一例を説明するためのフローチャートである。

電波飛翔体１０と光波飛翔体２０とがほぼ同時に発射され、それぞれの通信部１２、及び２３により相互に通信可能な距離で飛翔を開始する。まず、電波飛翔体１０は、電波シーカ部１１から電波を放射し、その反射波を受信しながら目標を探知する。探知に際しては、例えば飛翔開始前に得た目標の飛来方向等についての先見情報等を活用してもよい。目標が探知されると、その位置情報（例えば、距離と方向）、及び速度情報を含む探知情報をそれぞれの目標について取得する（ＳＴ４０１）。そして、これら目標の中から、その探知情報があらかじめ設定された条件に合致するものを対処すべき目標候補として抽出する。本実施例においては、位置情報及び速度情報があらかじめ設定された範囲内にあるものを目標候補として抽出し、それ以外のものを棄却している。その結果、ここでは図１に例示したように、複数（３つ）の対処すべき目標３０が抽出されたものとする（ＳＴ４０２）。これら抽出した目標候補についての位置情報及び速度情報を含む探知情報は、通信部１２から光波飛翔体２０に向けて送信され、光波飛翔体２０に通知される（ＳＴ４０３）。

一方、光波飛翔体２０は、通信部２３経由で電波飛翔体１０からの通知を受けとると（ＳＴ４５１）、光波シーカ部２１がその通知内容に基づいて赤外光を検知しながら視野内に目標候補を捕捉する（ＳＴ４５２）。さらに光波シーカ部２１は、捕捉した目標候補を詳細に観測してそれぞれの形状及び温度分布を含む探知情報を取得し、その結果を制御部２２に送出する（ＳＴ４５３）。制御部２２では、これら複数の目標候補の中から自飛翔体が対処すべき目標を特定する。本実施例においては、電波飛翔体１０から通知された目標候補の探知情報と光波シーカ部２１からの探知情報とを対応づけた上で、それぞれの目標候補ごとにその形状及び温度分布とあらかじめ設定された基準値との比較を行なって目標を識別しながら対処の優先度を評価する。すなわち、形状については、例えば基準の形状に対する幾何学的な一致度、また温度分布については、例えば基準温度を超える範囲の広がり度等について評価する。その結果、複数の目標の中で第１優先として評価された目標候補を自飛翔体が対処すべき目標として特定する（ＳＴ４５４）。そして、この特定結果は、他の目標候補に対する評価結果及び探知情報を含めて通信部２３から電波飛翔体１０に向けて送信され、電波飛翔体１０に通知される（ＳＴ４５５）。

この後、光波飛翔体２０は、対象の目標に会合すべく、光波シーカ部２１により目標の情報を継続して取得しながら、制御部２１においてこの光波シーカ部２１からの情報に基づき誘導信号を生成して誘導部２４に送出し、対象の目標に向けて飛翔を継続する（ＳＴ４５６）。そして、対象の目標に接近し会合する（ＳＴ４５７）。

他方、電波飛翔体１０は、光波飛翔体２０からＳＴ４５５のステップにより通知された目標候補に対する特定結果及び評価結果を受けとると（ＳＴ４０４）、制御部１３において、これら光波飛翔体２０からの通知内容をＳＴ４０２のステップで取得した目標候補と対応づけ、自飛翔体が対処すべき目標を特定する。本実施例においては、光波飛翔体２０による目標候補の評価の結果、第１優先に評価された目標は光波飛翔体２０により対処するようにしているので、電波飛翔体１０側では、これと同一の目標に対処するのではなく、例えば第２優先に評価された目標を対処すべき目標として特定する（ＳＴ４０５）。そして、電波飛翔体１０は、この特定した目標に会合すべく、電波シーカ部１１で目標の探知を継続しながら制御部１３において生成した誘導信号を誘導部１４に送出し、対象の目標に向けて飛翔を継続した後（ＳＴ４０６）、目標に会合する（ＳＴ４０７）。

以上説明したように、本実施例においては、電波により目標を検知する電波飛翔体と、光波により目標を検知する光波飛翔体とが互いに通信可能な範囲を飛翔しながら、電波飛翔体は、探知した目標の中から対処の対象となる目標候補を抽出して光波飛翔体に通知し、光波飛翔体は、この通知に基づき目標候補を詳細に観測して対処の優先度を評価した上で自身の対処すべき目標を特定し、この目標に誘導飛翔している。一方、電波飛翔体も、光波飛翔体による目標候補に対する評価結果の通知を受けて自身の対処すべき目標を特定し、この目標に向けて誘導飛翔している。これにより、目標候補に対する対処の優先度を評価する中で対処すべき真の目標を判別することができ、それぞれの飛翔体が対処すべき目標を特定後は、それぞれのセンサで目標を詳細に捉えながら確実に自身を対象の目標に誘導することができる。従って、同時に複数で飛来する目標の中から対象目標を特定した上で、これら対象目標に対して精密かつ効果的に対処することができる。

また、１つの飛翔体に電波及び光波の両センサを搭載せずに、いずれか一方を搭載しているので、飛翔体自体の大型化を避けることができる。しかも、電波飛翔体から光波飛翔体に対しては、絞り込んだ目標候補を通知しているので、光波飛翔体側では目標探知のロードを軽減することができるとともに、光波飛翔体から電波飛翔体に対しては、目標の形状や温度分布等の詳細な目標情報に基づく評価結果を通知しているので、電波飛翔体側では自身で取得困難な目標情報を活用することができる。従って、１つの飛翔体に電波及び光波の両センサを載せているかのように振る舞わせることができ、それぞれの飛翔体が対処すべき目標を良好に選別し精密な対処が可能となる。

さらに、電波センサ及び光波センサに対する妨害波が存在する場合については、両センサが同時にかつ継続して目標の検知を妨害されることは比較的少ないので、例えば飛来する目標とともに妨害波等も到来するような環境においても、少なくともどちらか一方の飛翔体は対処すべき目標を特定し、効果的に目標に対処することができる。

なお、本発明は、上記した実施の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、上記した実施の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。特に、電波飛翔体、及び光波飛翔体のそれぞれで対処すべき目標を特定する際は、その運用環境等に応じてそれぞれの飛翔体毎に種々の選択が可能である。

本発明に係る協調型飛翔体システムの一実施例を示す概念図。本発明に係る電波飛翔体の構成の一例を示すブロック図。本発明に係る光波飛翔体の構成の一例を示すブロック図。本発明に係る協調型飛翔体システムの一実施例の動作を説明するためのフローチャート。

符号の説明

１０電波飛翔体
１１電波シーカ部
１２、２３通信部
１３、２２制御部
１４、２４誘導部
２０光波飛翔体

Claims

電波により目標を検知する電波飛翔体と光波により目標を検知する光波飛翔体とが協調しながら、飛来する目標に対処する協調型飛翔体システムであって、
前記電波飛翔体は、
電波を放射しその反射波を受信して目標を探知するとともにその探知情報を取得する電波センサと、
この探知情報を前記光波飛翔体に通知するとともに前記光波飛翔体からの通知を受けとる通信部と、
前記電波センサで取得した探知情報及び前記光波飛翔体からの通知とに基づき対象目標を特定して自身を誘導飛翔させる誘導制御部とを有し、
前記光波飛翔体は、
光波を受信して目標を探知するとともにその探知情報を取得する光波センサと、
この光波センサで取得した探知情報及び前記電波飛翔体からの通知に基づき対象目標を特定して自身を誘導飛翔させる誘導制御部と、
前記誘導制御部での特定結果を前記電波飛翔体に通知するとともに前記電波飛翔体からの通知を受けとる通信部とを有し、
前記電波飛翔体及び前記光波飛翔体ににより前記目標に対処する際は、
前記電波飛翔体は探知した目標の中から対象となる目標候補を抽出してその探知情報を前記光波飛翔体に通知し、
前記光波飛翔体はこの通知に基づき前記対象となる目標候補を捕捉するとともにこれら目標候補から自身の対象目標を特定し、
この特定結果に基づき自身を前記対象目標に向けて誘導飛翔させるとともにこの特定結果を前記電波飛翔体に通知し、
前記電波飛翔体は前記光波飛翔体からの前記特定結果の通知及び前記電波センサからの探知情報とに基づき自身の対象目標を特定し、
この特定結果に基づき自身を前記対象目標に向けて誘導飛翔させることを特徴とする協調型飛翔体システム。
前記電波飛翔体が探知した目標の中から対象となる目標候補を抽出する際は、探知したすべての目標の中からその探知情報中の少なくとも位置情報及び速度情報についてあらかじめ設定された所定の条件に合致するものを抽出することを特徴とする請求項１に記載の協調型飛翔体システム。
前記光波センサは赤外光を対象として検知することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の協調型飛翔体システム。
前記光波飛翔体が前記目標候補から自身の対象目標を特定する際は、探知情報中の少なくとも形状及び温度分布についてあらかじめ設定された基準値により評価した結果に基づき特定することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の協調型飛翔体システム。