JP2012063109A

JP2012063109A - 擬似目標発生装置

Info

Publication number: JP2012063109A
Application number: JP2010209358A
Authority: JP
Inventors: Shinpei Fukada; 晋平深田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2010-09-17
Filing date: 2010-09-17
Publication date: 2012-03-29

Abstract

【課題】効率よく飛しょう体を被追跡目標に向かう飛しょうコースからそれさせる擬似目標発生装置を提供する。
【解決手段】ジンバル機構１０２に支持されるドーム１０３の内部に、撮像装置であるカメラと、レーザー光を反射する反射鏡と、カメラ１０４が出力した画像データを入力し、飛しょう体Ｍが被追跡目標に向かって来るかを判定し、飛しょう体Ｍのレティクル型探査機による反射光を解析する判定部１０５と、判定部１０５の指示に従って変調信号を生成する変調部１０６と、この変調信号に従ってレーザー光を発生させるレーザー光発生装置１０７と、を備える。擬似目標発生装置１００は、飛しょう体Ｍが被追跡目標に向かって来るかを判定したとき、位相を変更して変調レーザー光をレティクル型探査機に照射する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、レティクル型探査機に対する擬似目標発生装置に関する。

飛しょう体の誘導装置にレティクル型探査機を採用しているものがある。図５は、レティクル型探査機を模式的に表わした図である。

図５に示すように、レティクル型探査機はドーム５０１の内部に、赤外線Ｂを反射する一次鏡５０２と、一次鏡５０２によって反射された赤外線を反射する二次鏡５０３と、二次鏡５０３によって反射された赤外線を回転しながら遮断と透過を繰り返すレティクル５０４と、レティクル５０４を透過し、レンズ５０５によって集光された赤外線を検知する検知器５０６と、検知器５０６の出力を増幅するプリアンプ５０７と、プリアンプ５０７の出力から目標の方向を算出する制御装置５０８と、を備える。

図６は、レティクル５０４の平面図である。図６に示すように、レティクル５０４は円形を成しており、直径によって区画される半円の半透明部５０４Ｃと、扇形をなす複数の遮光部５０４Ａと、扇形をなす複数の透光部５０４Ｂと、回転の基準点を示す磁石５０４Ｄと、磁石５０４Ｄの磁気を検知する磁気センサ５０４Ｅと、を備える。

飛しょう体の進行方向とずれた目標が放つ赤外光６０１Ａは振幅が大きく、飛しょう体の進行方向に近い目標が放つ赤外光６０１Ｂは振幅が小さくなる。

図７は、磁気センサ５０４Ｅが検知する回転基準信号と、プリアンプ５０７の出力との関係を示す図である。図７に示すように、制御装置５０８は回転基準信号７０１からの位相のずれθと、振幅ｒを検出する。

図８は、制御装置５０８が算出する目標８０１の方向を模式的に示した図である。図８に示すように、制御装置５０８は目標の基準線８１０からの回転角を回転基準信号７０１からの位相のずれθから算出し、進行方向からのずれを振幅ｒから算出する。

飛しょう体は、このｒとθが最小になるように操舵する。これに対し、追跡されている被追跡目標は擬似目標を発生して飛しょう体をそらすことを試みる。

従来の擬似目標の発生装置は、レティクル型探査機に変調したレーザー光を照射し、レティクル型探査機から反射されたレーザー光を解析し、レーザー変調光周波数、及び照射周期を求める。このレーザー変調光周波数、及び照射周期によりレーザー光をレティクル型探査機に照射する。

特開平８−１６６２１１号公報

従来の擬似目標の発生装置はレーザー変調光周波数、及び照射周期のみが変更可能であったため、擬似目標が被追跡目標近傍に発生した場合でも被追跡目標に向かう飛しょう体の進路を変更することはできないという問題点があった。

上記の課題を解決するために、本発明の一実施形態は飛しょう体を撮像する撮像装置と、レーザー光を飛しょう体に向けて反射する反射鏡と、撮像装置が受光した飛しょう体のレティクル型探査機によるレーザー光の反射光を解析して算出した変調光送信周期と変調光照射期間と変調パルス幅と、任意に定めた位相により変調指示を行い、撮像装置の出力に基づいて飛しょう体が被追跡目標に向かっていると判定したとき、位相を変更して変調指示を行う判定部と、判定部の変調指示に従って変調信号を生成する変調部と、変調信号に従ってレーザー光を発生させるレーザー光発生装置と、を備える擬似目標発生装置を提供する。

擬似目標発生装置の構成を表す図である。擬似目標発生装置の動作を示すフローチャートである。レティクル型探査機が検知する信号と変調パルスの関係を示すグラフである。レティクル型探査機が検知した真の被追跡目標の位置と擬似目標発生装置により誤検知した被追跡目標の位置との関係を示す図である。レティクル型探査機を模式的に表わした図である。レティクルの平面図である。磁気センサが検知する回転基準信号と、プリアンプの出力との関係を示す図である。制御装置が算出する目標の方向を模式的に示した図である。

以下、本発明による擬似目標発生装置の一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。

擬似目標発生装置は、飛しょう体を撮像する撮像装置と、レーザー光を飛しょう体に向けて反射する反射鏡と、撮像装置が受光した飛しょう体のレティクル型探査機によるレーザー光の反射光を解析して算出した変調光送信周期と変調光照射期間と変調パルス幅と、任意に定めた位相により変調指示を行い、撮像装置の出力に基づいて飛しょう体が被追跡目標に向かっていると判定したとき、位相を変更して変調指示を行う判定部と、判定部の変調指示に従って変調信号を生成する変調部と、変調信号に従ってレーザー光を発生させるレーザー光発生装置と、を備える。

図１は、本実施形態の擬似目標発生装置１００の構成を表す図である。図１に示すように、擬似目標発生装置１００は、レティクル型探査機を搭載する飛しょう体Ｍに追跡される被追跡目標に搭載され、ジンバル機構１０２に支持されるドーム１０３の内部に、撮像装置であるカメラ１０４と、レーザー光を反射する反射鏡１０８と、を備える。

さらに、擬似目標発生装置１００は、カメラ１０４が出力した画像データを入力し、飛しょう体Ｍが被追跡目標に向かって来るかを判定し、飛しょう体Ｍのレティクル型探査機による反射光を解析する判定部１０５と、判定部１０５の指示に従って変調信号を生成する変調部１０６と、この変調信号に従ってレーザー光Ｒ１を発生させるレーザー光発生装置１０７と、を備える。

判定部１０５は、演算装置であるＣＰＵと、記憶装置であるＲＯＭ、ＲＡＭと、Ｄ／Ａコンバータ、Ａ／Ｄコンバータ、を含む。

レーザー光発生装置１０７は、増幅器を備え、変調部１０６が変調した変調信号を増幅してレーザー光を発生させ、飛しょう体Ｍに照射する。

判定部１０５は、飛しょう体Ｍが被追跡目標に向かって来るかを次のように判定する。まず、判定部１０５は、カメラ１０４によって撮像した第１のフレームの画像から飛しょう体Ｍを識別し、Ｌ１とラベリングする。次に、判定部１０５はカメラ１０４によって撮像した第２のフレームから飛しょう体Ｍを識別し、Ｌ２とラベリングする。判定部１０５は、Ｌ１とＬ２の位置の変化を算出し、飛しょう体Ｍの進行方向を算出する。

判定部１０５は、飛しょう体Ｍのレティクル型探査機によって反射されたレーザー光から、レティクルの回転角周波数、及び反射パルス幅を求める。判定部１０５は、反射されたレーザー光をサンプリングし、単位時間当たりの反射数からレティクルの回転角周波数を算出する。また、反射光のパルス幅の時間を測定することにより反射パルス幅を求める。

図２は、擬似目標発生装置１００の動作を示すフローチャートである。図２に示すように、ステップ２０１において、擬似目標発生装置１００はレーザー光をレティクル型探査機に照射する。このレーザー光は連続光であってもよいし、適宜変調されていてもよい。

ステップ２０２において、擬似目標発生装置１００は飛しょう体Ｍのレティクル型探査機によって反射された反射レーザー光を受光する。すなわち、カメラ１０４が反射レーザー光を受光し、電気信号に変換して判定部１０５に出力する。

ステップ２０３において、擬似目標発生装置１００は判定部１０５により反射レーザー光から回転角周波数及び反射パルス幅を算出する。

ステップ２０４において、擬似目標発生装置１００は回転角周波数から算出したレティクル回転周期を変調光送信周期とし、レティクル回転周期の２分の１を変調光照射期間とし、反射パルス幅を変調パルス幅として、変調部１０６に変調の指示を出力する。変調部１０６は、指示された変調光送信周期と変調光照射期間と変調パルス幅と任意に定めた位相により変調信号を生成する。変調部１０６は、この変調信号をレーザー光発生装置１０７に出力する。

ステップ２０５において、擬似目標発生装置１００はレーザー光発生装置１０７により変調信号を増幅して変調パルスのレーザー光を発生させ、反射鏡１０８を介して飛しょう体Ｍのレティクル型探査機に照射する。

ステップ２０６において、擬似目標発生装置１００は飛しょう体Ｍが被追跡目標に向かう飛しょうコースからそれたかを判定する。擬似目標発生装置１００は飛しょう体Ｍが被追跡目標に向かう飛しょうコースからそれた場合処理を終了し、それていない場合ステップ２０７に進む。

ステップ２０７において、擬似目標発生装置１００は判定部１０５により、変調パルスの位相を変更し、ステップ２０５に戻る。位相は９０°ずらすのが最も効果的である。

図３は、レティクル型探査機が検知する信号と変調パルスの関係を示すグラフである。図３において、グラフ３０１はレティクル型探査機が検出した被追跡目標が発する赤外光であり、グラフ３０２はレティクル型探査機が検出した擬似目標発生装置１００が送信した変調光である。

図３に示すように、レティクル型探査機は位相をθではなくθ’と、振幅をｒではなくｒ’と誤検知する。

図４は、レティクル型探査機が検知した真の被追跡目標の位置と擬似目標発生装置１００により誤検知した被追跡目標の位置との関係を示す図である。

図４に示すように、レティクル型探査機は、位相θをθ’と、振幅ｒをｒ’と誤検知することにより、被追跡目標が真の位置８０１より、進行方向Ｏから離れた位置８０２にあると誤検知する。従って、飛しょう体Ｍは舵角を大きくとり、被追跡目標から外れる。

以上述べたように、本実施形態の擬似目標発生装置１００は、ジンバル機構１０２に支持されるドーム１０３の内部に、撮像装置であるカメラ１０４と、レーザー光を反射する反射鏡１０８と、カメラ１０４が出力した画像データを入力し、飛しょう体Ｍが被追跡目標に向かって来るかを判定し、飛しょう体Ｍのレティクル型探査機による反射光を解析する判定部１０５と、判定部１０５の指示に従って変調信号を生成する変調部１０６と、この変調信号に従って変調レーザー光を発生させるレーザー光発生装置１０７と、を備える。擬似目標発生装置１００は、被追跡目標に飛しょう体Ｍが向かっていると判定したとき、変調レーザー光の位相を変更してレティクル型探査機に照射する。

従って、擬似目標発生装置１００は飛しょう体Ｍを効果的に被追跡目標に向かう飛しょうコースからそれさせることが可能となるという効果がある。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０２：ジンバル機構、
１０４：カメラ、
１０５：判定部、
１０６：変調部、
１０７：レーザー光発生装置、
１０８：反射鏡。

Claims

飛しょう体を撮像する撮像装置と、
レーザー光を前記飛しょう体に向けて反射する反射鏡と、
前記撮像装置が受光した前記飛しょう体のレティクル型探査機による前記レーザー光の反射光を解析して算出した変調光送信周期と変調光照射期間と変調パルス幅と、任意に定めた位相により変調指示を行い、前記撮像装置の出力に基づいて前記飛しょう体が被追跡目標に向かっていると判定したとき、前記位相を変更して変調指示を行う判定部と、
前記判定部の前記変調指示に従って変調信号を生成する変調部と、
前記変調信号に従ってレーザー光を発生させるレーザー光発生装置と、
を備える擬似目標発生装置。
前記判定部は、
前記飛しょう体が前記被追跡目標に向かっていると判定したとき、前記位相を９０°ずらす請求項１記載の擬似目標発生装置。