JP2015055590A - Location acquisition device and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基点に対する目標物の位置を取得する位置取得装置と方法に関する。 The present invention relates to a position acquisition apparatus and method for acquiring the position of a target relative to a base point.
基点から砲弾やミサイル(誘導弾)を発射して、砲弾やミサイルを目標物に命中させるためには、基点に対する目標物の位置を正確に計測する必要がある。 In order to fire cannonballs and missiles (guide bullets) from a base point and hit the target with a shell or missile, it is necessary to accurately measure the position of the target with respect to the base point.
また、目標物が敵の戦車である場合には、目標物と安全な距離を置いた位置から目標物の位置を計測する必要がある。 When the target is an enemy tank, it is necessary to measure the position of the target from a position at a safe distance from the target.
このようなことを考慮して、従来では、次のように、目標物の位置を計測している。 Considering this, conventionally, the position of the target is measured as follows.
観測者が、目標物と安全な距離を置いた位置であって、かつ、見晴らしのよい位置から、目標物の位置を計測する。例えば、観測者は、GPS装置により、自己の位置を計測する。また、観測者は、レーザ距離計を用いて、自己の位置から目標物までの距離を計測する。さらに、観測者は、ジャイロコンパスを用いて、自己の位置から目標物の方向を計測する。観測者の位置と、観測者から目標物までの距離と、観測者から見た目標物の方向とに基づいて、地図上における目標物の絶対位置を求める。このように得た目標物の絶対位置を、観測者は、発射装置の制御装置に無線で送信する。 An observer measures the position of the target from a position at a safe distance from the target and having a good view. For example, the observer measures his / her position with a GPS device. The observer measures the distance from his / her position to the target using a laser distance meter. Furthermore, the observer measures the direction of the target from its own position using a gyrocompass. Based on the position of the observer, the distance from the observer to the target, and the direction of the target viewed from the observer, the absolute position of the target on the map is obtained. The observer transmits the absolute position of the target obtained in this way to the control device of the launcher wirelessly.
一方、下記の特許文献1では、車両に搭載した位置計測手段により、地図上で予め位置がわかっている基点と車両との相対位置を計測するとともに、目標物(例えば敵の戦車)と車両との相対位置を計測している。これらの相対位置から目標物の絶対位置を得て、この絶対位置を、発射装置の制御装置に無線で送信する。 On the other hand, in Patent Document 1 below, the position measurement means mounted on the vehicle measures the relative position between the base point whose position is known in advance on the map and the vehicle, and the target (for example, an enemy tank) and the vehicle The relative position of is measured. The absolute position of the target is obtained from these relative positions, and this absolute position is transmitted wirelessly to the control device of the launcher.
なお、後述する本発明の実施形態で使用可能な技術が、下記の特許文献2〜4に記載されている。 In addition, the technique which can be used by embodiment of this invention mentioned later is described in the following patent documents 2-4.
目標物が障害物に隠れてしまうことにより、観測者が目標物の位置を計測できない場合がある。例えば、目標物が、移動する戦車である場合には、観測者から見て、目標物が障害物に隠れる位置へ移動すると、目標物の位置を計測できなくなる。 Since the target is hidden behind the obstacle, the observer may not be able to measure the position of the target. For example, if the target is a moving tank, the position of the target cannot be measured if the target moves to a position hidden by an obstacle as viewed from the observer.
また、GPS装置による位置計測の精度は、観測者の位置によって低くなることがある。そのため、GPS装置を用いなくても、目標物の絶対位置を求めることが望まれる。 In addition, the accuracy of position measurement by the GPS device may be lowered depending on the position of the observer. Therefore, it is desirable to obtain the absolute position of the target without using a GPS device.
また、特許文献1については、以下の(a)〜(c)の課題がある。
(a)目標物の位置をさらに高精度に求めることが望まれる。
(b)目標物と基点とが離れている場合には、基点に対する目標物の位置を求めることができなくなる。
(c)目標物が移動することにより、車両から見て障害物の陰に目標物が隠れた場合、車両から目標物の位置を継続して計測できなくなる。
In addition, Patent Document 1 has the following problems (a) to (c).
(A) It is desired to obtain the position of the target with higher accuracy.
(B) When the target is away from the base point, the position of the target with respect to the base point cannot be obtained.
(C) When the target moves, if the target is hidden behind an obstacle as viewed from the vehicle, the position of the target cannot be continuously measured from the vehicle.
そこで、本発明の目的は、目標物と基点との間に障害物が存在しており、GPS装置を使用しない場合でも、基点から見た目標物の位置を求めることができ、しかも、上記(a)〜(c)の少なくともいずれかを解決できる装置と方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is that an obstacle exists between the target and the base point, and even when the GPS device is not used, the position of the target viewed from the base point can be obtained. It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method that can solve at least one of the following.
上述の目的を達成するため、本発明は、基点に対する目標物の位置を取得する位置取得装置であって、
基点と目標物に対して移動可能な複数の移動体と、
各移動体に設けられた相対位置計測装置と、を備え、
少なくとも1つの移動体の相対位置計測装置が、当該移動体と目標物との相対位置を目標物相対位置として計測し、少なくとも1つの移動体の相対位置計測装置が、当該移動体と基点との相対位置を基点相対位置として計測し、複数の移動体の相対位置計測装置が、互いの移動体同士の相対位置を計測し合い、
目標物相対位置と、基点相対位置と、移動体同士の相対位置とに基づいて、基点に対する目標物の位置を算出する演算装置をさらに備える、ことを特徴とする。
In order to achieve the above-described object, the present invention provides a position acquisition device that acquires the position of a target with respect to a base point,
A plurality of movable bodies movable relative to the base point and the target;
A relative position measuring device provided in each moving body,
The relative position measuring device of at least one moving body measures the relative position between the moving body and the target as the target relative position, and the relative position measuring device of at least one moving body is the distance between the moving body and the base point. The relative position is measured as the base point relative position, and the relative position measuring device of a plurality of moving bodies measures the relative position of each moving body,
An arithmetic device is further provided for calculating the position of the target relative to the base point based on the target relative position, the base point relative position, and the relative position of the moving bodies.
複数の移動体の相対位置計測装置が、互いの移動体同士の相対位置を計測し合うとは、次のことを意味する。
複数の移動体に含まれる各移動体の相対位置計測装置は、当該複数の移動体に含まれるいずれの移動体とも、該複数の移動体に含まれる他の移動体を介して間接的に、または、直接、互いの移動体同士の相対位置を計測し合う。ここで、該複数の移動体に含まれる他の移動体を介して間接的に計測し合うことの定義は、後で述べる。
That the relative position measuring devices of a plurality of moving bodies measure the relative positions of the moving bodies of each other means the following.
The relative position measuring device for each moving body included in the plurality of moving bodies is indirectly connected to any moving body included in the plurality of moving bodies via the other moving bodies included in the plurality of moving bodies. Alternatively, the relative positions of the moving bodies are measured directly. Here, the definition of indirectly measuring through other mobile bodies included in the plurality of mobile bodies will be described later.
本発明の好ましい実施形態によると、2台の移動体の相対位置計測装置が、それぞれ、当該移動体と目標物との相対位置を目標物相対位置として計測し、かつ、互いの移動体同士の相対位置を、他の移動体を介して間接的に、または、直接、計測し合い、
前記2台の移動体、前記他の移動体、および、さらに別の移動体の少なくともいずれかの相対位置計測装置が、当該移動体と基点との相対位置を基点相対位置として計測し、
前記別の移動体の相対位置計測装置が当該移動体と基点との相対位置を計測する場合には、前記2台の移動体および前記他の移動体の少なくともいずれかの相対位置計測装置と、当該別の移動体の相対位置計測装置とが、互いの移動体同士の相対位置を、さらなる追加の移動体を介して間接的に、または、直接、計測し合い、
演算装置は、各目標物相対位置と、基点相対位置と、前記移動体同士の相対位置とに基づいて、基点に対する目標物の位置を算出する。
なお、この内容は、次の場合に対応する。
後述する相対位置取得方法3において、後述の補助移動体の相対位置計測装置が、当該補助移動体と目標物との相対位置を計測する。
According to a preferred embodiment of the present invention, each of the relative position measuring devices for two moving bodies measures the relative position between the moving body and the target as a target relative position, and Measuring relative position indirectly or directly via other moving objects,
The relative position measuring device of at least one of the two moving bodies, the other moving body, and another moving body measures the relative position between the moving body and the base point as a base point relative position,
When the relative position measuring device of the other moving body measures the relative position between the moving body and the base point, the relative position measuring device of at least one of the two moving bodies and the other moving body; The relative position measuring device of the other moving body measures the relative position of the moving bodies with each other indirectly or directly via a further additional moving body,
The computing device calculates the position of the target relative to the base point based on the relative position of each target, the relative position of the base point, and the relative position of the moving bodies.
This content corresponds to the following case.
In the relative position acquisition method 3 to be described later, a relative position measuring device for an auxiliary moving body, which will be described later, measures the relative position between the auxiliary moving body and the target.
このように、2台の移動体の相対位置計測装置が、それぞれ、当該移動体と目標物との相対位置を目標物相対位置として計測するので、基点に対する目標物の位置を高精度に算出できる。 As described above, the relative position measuring devices of the two moving bodies each measure the relative position between the moving body and the target as the target relative position, so that the position of the target with respect to the base point can be calculated with high accuracy. .
本願において、第1および第2の移動体(すなわち、2つの移動体)が、互いの移動体同士の相対位置を、中継移動体(例えば、前記他の移動体、または追加の移動体)を介して間接的に計測し合うとは、次の(1)(2)を意味する。なお、中継移動体はn台あるとする。
(1)nが1である場合には、中継移動体と第1の移動体の相対位置計測装置が、互いの移動体同士の相対位置を、直接、計測し合い、中継移動体と第2の移動体の相対位置計測装置が、互いの移動体同士の相対位置を、直接、計測し合う。
(2)nが2以上である場合には、mが、1≦m<nを満たす整数のすべてをとるとして、1番目の中継移動体と第1の移動体の相対位置計測装置が、互いの移動体同士の相対位置を、直接、計測し合い、m番目の中継移動体と(m+1)番目の中継移動体の相対位置計測装置が、互いの移動体同士の相対位置を、直接、計測し合い、n番目の中継移動体と第2の移動体の相対位置計測装置が、互いの移動体同士の相対位置を、直接、計測し合う。
In the present application, the first and second moving bodies (that is, two moving bodies) change the relative positions of the moving bodies, and the relay moving bodies (for example, the other moving bodies or the additional moving bodies). Indirect measurement through the following means the following (1) and (2). It is assumed that there are n relay moving bodies.
(1) When n is 1, the relative position measuring device between the relay moving body and the first moving body directly measures the relative position between the moving bodies, and the relay moving body and the second moving body The relative position measuring device of the moving bodies directly measures the relative positions of the moving bodies.
(2) When n is 2 or more, assuming that m is an integer satisfying 1 ≦ m <n, the relative position measuring devices of the first relay moving body and the first moving body The relative positions of the moving bodies of each other are directly measured, and the relative position measuring device for the mth relay moving body and the (m + 1) th relay moving body directly measures the relative positions of the moving bodies. In other words, the relative position measuring device for the nth relay moving body and the second moving body directly measures the relative positions of the moving bodies.
本願において、第1および第2の移動体(すなわち、2つの移動体)が、互いの移動体同士の相対位置を、直接、計測し合うとは、次の(3)を意味する。
(3)第1の移動体の相対位置計測装置が、当該第1の移動体と第2の移動体との相対位置を第1相対位置として計測し、第2の移動体の相対位置計測装置が、当該第2の移動体と第1の移動体との相対位置を第2相対位置として計測する。
In the present application, the fact that the first and second moving bodies (that is, two moving bodies) directly measure the relative positions of the moving bodies means the following (3).
(3) The relative position measuring device for the first moving body measures the relative position between the first moving body and the second moving body as the first relative position, and the relative position measuring device for the second moving body. However, the relative position between the second moving body and the first moving body is measured as the second relative position.
上記(1)(2)または(3)の場合、計測されたすべての第1相対位置と第2相対位置を前記移動体同士の相対位置として、演算装置は、各目標物相対位置と、基点相対位置と、前記移動体同士の相対位置とに基づいて、基点に対する目標物の位置を算出する。 In the case of the above (1), (2) or (3), all the first relative positions and the second relative positions that have been measured are set as the relative positions of the moving bodies, and the arithmetic unit calculates each target relative position and the base point. Based on the relative position and the relative position of the moving bodies, the position of the target with respect to the base point is calculated.
前記他の移動体は、当該他の移動体と前記目標物との相対位置を目標物相対位置として計測し、演算装置は、当該目標物相対位置に基づいて、基点に対する目標物の位置を算出してよい。
なお、この内容は、次の場合に対応する。
後述の相対位置取得方法3において、2つ以上の後述する補助移動体の相対位置計測装置が、当該補助移動体と目標物との相対位置を計測する。
The other moving body measures the relative position between the other moving body and the target as the target relative position, and the arithmetic unit calculates the position of the target with respect to the base point based on the target relative position. You can do it.
This content corresponds to the following case.
In the relative position acquisition method 3 described later, two or more later-described auxiliary movable body relative position measuring devices measure the relative positions of the auxiliary movable body and the target.
これにより、基点に対する目標物の位置をさらに高精度に算出できる。 Thereby, the position of the target with respect to the base point can be calculated with higher accuracy.
前記2台の移動体、前記他の移動体、および前記別の移動体のうち、2つ以上の移動体の相対位置計測装置が、当該移動体と基点との相対位置を基点相対位置として計測し、演算装置は、当該各基点相対位置に基づいて、基点に対する目標物の位置を算出してよい。
なお、この内容は、次の場合に対応する。
後述の相対位置取得方法3において、後述する1つの補助移動体の相対位置計測装置が、当該補助移動体と目標物との相対位置を計測し、後述する別の補助移動体の相対位置計測装置が、当該補助移動体と基点との相対位置を計測する。
Among the two moving bodies, the other moving bodies, and the other moving bodies, the relative position measuring device for two or more moving bodies measures the relative position between the moving body and the base point as a base point relative position. Then, the arithmetic unit may calculate the position of the target with respect to the base point based on the relative position of each base point.
This content corresponds to the following case.
In a relative position acquisition method 3 to be described later, a relative position measuring device for one auxiliary moving body, which will be described later, measures a relative position between the auxiliary moving body and the target, and a relative position measuring device for another auxiliary moving body, which will be described later. However, the relative position between the auxiliary moving body and the base point is measured.
これにより、基点に対する目標物の位置をさらに高精度に算出できる。 Thereby, the position of the target with respect to the base point can be calculated with higher accuracy.
本発明の別の実施形態によると、2台の移動体の相対位置計測装置が、それぞれ、当該移動体と基点との相対位置を基点相対位置として計測し、かつ、互いの移動体同士の相対位置を、他の移動体を介して間接的に、または、直接、計測し合い、
前記2台の移動体、前記他の移動体、および、さらに別の移動体の少なくともいずれかの相対位置計測装置が、当該移動体と目標物との相対位置を目標物相対位置として計測し、
前記別の移動体の相対位置計測装置が当該移動体と目標物との相対位置を計測する場合には、前記2台の移動体および前記他の移動体の少なくともいずれかの相対位置計測装置と、当該別の移動体の相対位置計測装置とが、互いの移動体同士の相対位置を、さらなる追加の移動体を介して間接的に、または、直接、計測し合い、
演算装置は、目標物相対位置と、各基点相対位置と、前記移動体同士の相対位置とに基づいて、基点に対する目標物の位置を算出する。
なお、この内容は、次の場合に対応する。
後述する相対位置取得方法3において、後述の補助移動体の相対位置計測装置が、当該補助移動体と基点との相対位置を計測する。
According to another embodiment of the present invention, the relative position measuring devices for two moving bodies respectively measure the relative position between the moving body and the base point as the base point relative position, and the relative positions of the mobile bodies are mutually relative. Measuring the position indirectly or directly via other moving objects,
The relative position measuring device of at least one of the two moving bodies, the other moving body, and another moving body measures the relative position between the moving body and the target as a target relative position,
When the relative position measuring device of the other moving body measures the relative position between the moving body and the target, the relative position measuring device of at least one of the two moving bodies and the other moving body; The relative position measuring device of the other moving body measures the relative position of each moving body indirectly or directly via the additional additional moving body,
The computing device calculates the position of the target relative to the base point based on the target relative position, the base point relative positions, and the relative positions of the moving bodies.
This content corresponds to the following case.
In a relative position acquisition method 3 to be described later, a later-described auxiliary moving body relative position measurement device measures the relative position between the auxiliary moving body and the base point.
このように、2台の移動体の相対位置計測装置が、それぞれ、当該移動体と基点との相対位置を基点相対位置として計測するので、基点に対する目標物の位置を高精度に算出できる。 Thus, since the relative position measuring devices of the two moving bodies each measure the relative position between the moving body and the base point as the base point relative position, the position of the target with respect to the base point can be calculated with high accuracy.
本発明のさらに別の実施形態によると、前記複数の移動体のうち、第1の移動体の相対位置計測装置が、当該移動体と目標物との相対位置を目標物相対位置として計測し、第2の移動体の相対位置計測装置が、当該移動体と基点との相対位置を基点相対位置として計測し、第1および第2の移動体の相対位置計測装置が、互いの移動体同士の相対位置を、他の移動体を介して間接的に、計測し合い、
演算装置は、目標物相対位置と、基点相対位置と、前記移動体同士の相対位置とに基づいて、基点に対する目標物の位置を算出する。
この内容は、後述する相対位置取得方法1または2に対応する。
According to still another embodiment of the present invention, the relative position measuring device of the first moving body among the plurality of moving bodies measures the relative position between the moving body and the target as the target relative position, The relative position measuring device of the second moving body measures the relative position between the moving body and the base point as the base point relative position, and the relative position measuring device of the first and second moving bodies Measure the relative position indirectly through other moving objects,
The computing device calculates the position of the target relative to the base point based on the target relative position, the base point relative position, and the relative position of the moving bodies.
This content corresponds to the relative position acquisition method 1 or 2 described later.
これにより、目標物と基点とが離れていても、基点に対する目標物の位置を求めることができる。 Thereby, even if the target and the base point are separated, the position of the target with respect to the base point can be obtained.
本発明の他の実施形態によると、基点には、相対位置計測装置が設けられ、この相対位置計測装置は、基点と前記移動体との相対位置を計測し、
演算装置は、計測された当該相対位置に基づいて、基点に対する目標物の位置を算出する。
According to another embodiment of the present invention, the base point is provided with a relative position measurement device, which measures the relative position between the base point and the moving body,
The arithmetic device calculates the position of the target with respect to the base point based on the measured relative position.
これにより、基点に対する目標物の位置をさらに高精度に算出できる。 Thereby, the position of the target with respect to the base point can be calculated with higher accuracy.
本発明の他の実施形態によると、基点は、砲弾を発射する発射装置の位置にあるか、または、該発射装置の位置に対する既知の相対位置にあり、
予定発射時点において、発射装置から目標物に向けて砲弾を発射させる場合に、
演算装置は、
複数の時点で計測された目標物相対位置と、基点相対位置と、移動体同士の相対位置に基づいて、複数の時点における基点に対する目標物の位置を算出し、
算出したこれらの目標物の位置に基づいて、基点に対する目標物の移動速度を算出し、
算出した目標物の移動速度と、予定発射時点と、予定発射時点における基点に対する目標物の位置とに基づいて、基点が発射装置の位置に対する既知の相対位置にある場合には、さらに当該既知の相対位置にも基づいて、目標物に砲弾が到達する未来の時点における発射装置に対する目標物の位置を算出する。
According to another embodiment of the invention, the origin is at the position of the launcher that fires the shell or at a known relative position relative to the position of the launcher;
When launching a shell from a launcher at a scheduled launch,
The arithmetic unit is
Based on the relative position of the target measured at multiple points in time, the relative position of the base point, and the relative position of the moving objects, the position of the target with respect to the base point at multiple points in time is calculated.
Based on the calculated position of these targets, calculate the moving speed of the target relative to the base point,
Based on the calculated moving speed of the target, the scheduled launch time, and the position of the target with respect to the base point at the scheduled launch time, if the base point is at a known relative position with respect to the launcher position, then the known target Based on the relative position, the position of the target with respect to the launching device at a future time point when the shell reaches the target is calculated.
このように、目標物に砲弾が到達する未来の時点における発射装置に対する目標物の位置を算出するので、高い確率で、砲弾を、移動する目標物に命中させられる。 Thus, since the position of the target with respect to the launching device at a future time point when the cannonball reaches the target, the cannonball is made to hit the moving target with high probability.
また、上述の目的を達成するため、本発明は、基点に対する目標物の位置を取得する位置取得方法であって、
基点と目標物に対して移動可能な複数の移動体を用意し、各移動体に相対位置計測装置を設け、
少なくとも1つの移動体の相対位置計測装置が、当該移動体と目標物との相対位置を目標物相対位置として計測し、少なくとも1つの移動体の相対位置計測装置が、当該移動体と基点との相対位置を基点相対位置として計測し、複数の移動体の相対位置計測装置が、互いの移動体同士の相対位置を計測し合い、
目標物相対位置と、基点相対位置と、移動体同士の相対位置とに基づいて、基点に対する目標物の位置を算出する、ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a position acquisition method for acquiring the position of a target with respect to a base point,
Prepare a plurality of moving bodies that can move relative to the base point and the target, and provide a relative position measurement device for each moving body,
The relative position measuring device of at least one moving body measures the relative position between the moving body and the target as the target relative position, and the relative position measuring device of at least one moving body is the distance between the moving body and the base point. The relative position is measured as the base point relative position, and the relative position measuring device of a plurality of moving bodies measures the relative position of each moving body,
The position of the target relative to the base point is calculated based on the target relative position, the base point relative position, and the relative position of the moving bodies.
本発明によると、移動体と目標物との相対位置と、移動体と基点との相対位置と、移動体同士の相対位置と計測し、これらの相対位置に基づいて、基点に対する目標物の位置を算出する。したがって、目標物と基点との間に障害物が存在しており、GPS装置が使用しない場合でも、目標物の位置を求めることができる。 According to the present invention, the relative position between the moving body and the target, the relative position between the moving body and the base point, and the relative position between the mobile bodies are measured, and based on these relative positions, the position of the target with respect to the base point is measured. Is calculated. Therefore, even if an obstacle exists between the target and the base point and the GPS device is not used, the position of the target can be obtained.
しかも、目標物の位置の算出に、複数の移動体同士の相対位置の計測データも利用するので、次の(A)(B)(C)の少なくともいずれかが可能になる。
(A)複数の移動体から目標物または基点との相対位置を計測することにより、基点に対する目標物の位置を高精度に算出できる。
(B)目標物と基点とが離れていても、基点に対する目標物の位置を求めることができる。
(C)目標物の移動により、ある移動体から目標物との相対位置を計測できなくなっても、他の移動体から目標物との相対位置を計測し続けることができる可能性が高まる。
In addition, since the measurement data of the relative positions of the plurality of moving bodies is also used for calculating the position of the target, at least one of the following (A), (B), and (C) is possible.
(A) By measuring the relative position with respect to the target or the base point from a plurality of moving bodies, the position of the target with respect to the base point can be calculated with high accuracy.
(B) Even if the target and the base point are separated, the position of the target with respect to the base point can be obtained.
(C) Even if it becomes impossible to measure the relative position with respect to the target from a certain moving body due to the movement of the target, the possibility that the relative position with respect to the target can be continuously measured from another moving body increases.
本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。 A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図1は、本発明の実施形態による位置取得装置10を示す。位置取得装置10は、基点Psに対する目標物1の位置Ptを取得する。
FIG. 1 shows a
目標物1は、本実施形態では、地上において移動可能なものである。例えば、目標物1は、敵の戦車である。基点Psは、実施形態では、目標物1へ向けて砲弾またはミサイルを発射して、この砲弾またはミサイルを目標物1に命中させるための発射装置の位置であるか、または、当該発射装置の位置に対して既知の相対位置にある位置である。発射装置から砲弾を発射する場合には、位置取得装置10により取得した、基点Psに対する目標物1の位置Ptに基づいて、発射装置による砲弾の発射(例えば発射方向)が調節される。発射装置からミサイルを発射する場合には、位置取得装置10により取得した、基点Psに対する目標物1の位置Ptに基づいて、発射装置によるミサイルの発射(例えば発射方向)とミサイルの飛行の一方または両方が制御される。
In the present embodiment, the target 1 is movable on the ground. For example, the target 1 is an enemy tank. In the embodiment, the base point P s is a position of a launching device for launching a bullet or missile toward the target 1 and hitting the target 1 with the cannonball or missile. A position at a known relative position with respect to the position. When firing the projectile from a launching device, acquired by the
位置取得装置10は、移動体3a,3b,3c,3dと、相対位置計測装置5と、演算装置7とを備える。
The
<移動体>
複数の移動体3a,3b,3c,3dは、互いに間隔をおいて配置される。各移動体は、自身に設けられた駆動装置により移動可能である。これにより、複数の移動体3a,3b,3c,3dは、互いに対する相対位置を変えることができる。また、各移動体は、この移動体に設けた相対位置計測装置5が目標物1との相対位置を計測可能な位置まで移動することができる。このような移動体は、本実施形態では、地面上を走行可能な車両やクローラ走行装置である。
<Moving object>
The plurality of moving
<相対位置計測装置>
相対位置計測装置5は、各移動体3a,3b,3c,3dに設けられる。また、本実施形態では、相対位置計測装置5は、基点Psにも設けられる。各相対位置計測装置5は、方位計測部5aと距離計測部5bとを有する。
<Relative position measuring device>
The relative
移動体に設けた相対位置計測装置5を説明する。相対位置計測装置5の方位計測部5aと距離計測部5bを、例えば図2に示す。図2(A)は、移動体3aの平面図であり、図2(B)は、図2(A)のB−B線矢視図である。図2は、移動体3aを示しているが、本実施形態では、他の移動体3b,3c,3dは、移動体3aと同じ構成を有する。移動体に設けられた相対位置計測装置5の方位計測部5aは、当該移動体に設定された計測基準線Lmの方向Dmに対する目標物1、他の移動体または基点Psの物体の方位を計測し、当該相対位置計測装置5の距離計測部5bは、この距離計測部5bから、計測した当該方位に存在する目標物1、当該他の移動体、または、基点Psの物体までの距離を計測する。なお、移動体に設定された計測基準線Lmの方向Dmは、当該移動体に固定された第1設定点(例えば、移動体の中心)から、第1設定点と間隔をおいて当該移動体に固定された第2設定点へ向かう方向である。すなわち、第1設定点から延びて第2設定点を通る半直線が計測基準線Lmである。本願において、計測基準線Lmの方向Dmに対する目標物1、移動体または基点Psの方位とは、移動体(すなわち、当該計測基準線Lmの第1設定点)から見た、計測基準線Lmに対する目標物1、他の移動体または基点Psの方位を意味する。また、移動体の相対位置計測装置5が、当該移動体と基点Ps点との相対位置を計測できるように、基点Psに物体を人が予め設置しておく。
The relative
基点Psに設けた相対位置計測装置5は、移動体に設けた相対位置計測装置5と同じ構成を有する。基点Psに設けられた相対位置計測装置5の方位計測部5aは、基点Psに設定された計測基準線Lmに対する移動体の方位を計測し、当該相対位置計測装置5の距離計測部5bは、この距離計測部5bから、計測した当該方位に存在する基点Psの物体までの距離を計測する。
The relative
移動体と基点Psに設けられた各方位計測部5aは、例えば、次のように、カメラと画像処理装置とにより構成されている。カメラは、計測基準線Lmの方向Dmを向くように、または、計測基準線Lmの方向Dmに対して既知の角度だけ傾いた方向を向くように移動体または基点Psに設置される。画像処理装置は、カメラにより撮像した画像において、その画像の中心位置と対象物(目標物1、移動体、または、基点Psの物体)との位置関係に基づいて、この対象物が位置する方位を求める。
Each
画像処理装置による画像処理について説明する。 Image processing by the image processing apparatus will be described.
前記対象物が移動体である場合には、画像処理装置は、移動体に設けられた指標を、前記画像内において移動体の位置として特定してよい。指標は、一例では、特許文献2のように、特定のパターンで輝度が変化する発光ダイオードである。この場合、カメラを用いて、短い設定時間にわたる動画を画像として撮像し、画像処理装置は、画像において、特定のパターンで輝度が変化する画素の位置を、指標の位置として特定する。指標は、別の例では、特許文献3、4に記載されたような幾何学的模様である。この場合、画像処理装置は、幾何学的模様と同じ模様を予め記憶しており、カメラを用いて得た画像において、予め記憶した当該模様と同じ模様の部分を、指標の位置として特定する。 When the object is a moving object, the image processing apparatus may specify an index provided on the moving object as the position of the moving object in the image. For example, the index is a light emitting diode whose luminance changes in a specific pattern as in Patent Document 2. In this case, using a camera, a moving image over a short set time is captured as an image, and the image processing apparatus specifies the position of a pixel whose luminance changes in a specific pattern as the position of the index in the image. In another example, the index is a geometric pattern as described in Patent Documents 3 and 4. In this case, the image processing apparatus stores the same pattern as the geometric pattern in advance, and identifies the portion of the same pattern as the previously stored pattern as the index position in the image obtained using the camera.
対象物が目標物1である場合には、画像処理装置は、画像内において、予め求められている目標物1の形状データに整合する部分を特定し、この部分を目標物1の位置Ptとして特定してよい。 When the target object is the target object 1, the image processing apparatus specifies a part that matches the shape data of the target object 1 that is obtained in advance in the image, and this part is determined as the position P t of the target object 1. You may specify as
対象物が基点Psの物体である場合には、画像処理装置は、基点Psに設けられた指標を、前記画像内において移動体の位置として特定してよい。この指標と、画像において指標の位置を特定する方法とは、移動体に設けた指標の場合と同じである。すなわち、指標は、基点Psに設けた物体としての上述の発光ダイオードであってもよいし、または、基点Psの物体に設けた幾何学的模様であってよい。 If the object is an object of the base point P s is, the image processing apparatus, an indicator provided on the base point P s, may be specified as the position of the moving body within the image. This index and the method for specifying the position of the index in the image are the same as in the case of the index provided on the moving body. That is, the index may be a above light-emitting diode as an object provided in the base point P s, or may be a geometric pattern provided on the object base point P s.
なお、複数の移動体に設けた指標は、互いに識別できるように設定されており、各移動体に設けた指標と、基点Psに設けた指標とも、互いに識別できるように設定されている。 Incidentally, the index provided to a plurality of mobile, are set so as to be distinguished from each other, the index provided to each mobile, with the index provided on the base point P s, is set so as to identify each other.
移動体と基点Psに設けられた各距離計測部5bは、レーザ距離計であってよい。レーザ距離計は、方位計測部5aが計測した対象物(目標物1、移動体、または、基点Psの物体)の方位に、レーザ光を射出し、当該方位において存在する前記対象物から反射した当該レーザ光を受け、当該レーザ光を射出した時点と、当該レーザ光の反射光を受けた時点との時間差に基づいて、レーザ距離計から、当該方位において存在する前記対象物までの距離を計測する。
Each
相対位置計測装置5は、図2の例では、支持部8に設置されている。支持部8は、移動体の本体に対し、回転軸(ここでは鉛直軸)回りに回転可能に当該移動体に設けられている。この場合、移動体の支持部8は、これに設置された相対位置計測装置5が、当該移動体と、目標物1、基点Psの物体または他の移動体との相対位置を継続して計測できるように前記回転軸回りの支持部8の回転角が制御される。例えば、前記画像の中央部内に、目標物1、基点Psの物体または他の移動体が位置するように、支持部8の回転角が制御される。支持部8を設ける場合、計測基準線Lmは、移動体の本体に固定されている。なお、基点Psに設けた相対位置計測装置5も、回転軸(ここでは鉛直軸)回りに回転可能に基点Psに設けられた支持部8に設置されてよい。この支持部8の回転は、この支持部8に設置された相対位置計測装置5が、移動体の支持部8と同様に、基点Psと移動体との相対位置を継続して計測できるように制御されてよい。
The relative
上述の構成により、各移動体の相対位置計測装置5は、以下のように相対位置を計測する。
With the above-described configuration, the relative
複数の移動体3a,3b,3c,3dの少なくともいずれか(図1の例では、すべての移動体3a,3b,3c,3d)の相対位置計測装置5が、当該移動体と目標物1との相対位置(以下、目標物相対位置ともいう)を計測する。また、複数の移動体3a,3b,3c,3dの少なくともいずれか(図1の例では、移動体3a,3b)の相対位置計測装置5が、当該移動体と基点Psとの相対位置(以下、基点相対位置ともいう)を計測する。さらに、移動体3a,3b,3c,3d同士の相対位置を、これらの移動体3a,3b,3c,3dの相対位置計測装置5により計測する。
The relative
(目標物との相対位置)
本実施形態では、図1のように、複数の移動体3a,3b,3c,3dに含まれる2つ以上の移動体の各々に設けられた相対位置計測装置5が、当該移動体と目標物1との相対位置(目標物相対位置)を計測する。図1の例では、次のように、移動体3a,3b,3c,3dが、目標物相対位置を計測している。移動体3aの相対位置計測装置5は、計測基準線Lmに対する目標物1の方位θatと、当該相対位置計測装置5から当該方位θatに存在する目標物1までの距離ratとを、当該移動体3aと目標物1との相対位置として計測する。移動体3bの相対位置計測装置5は、計測基準線Lmに対する目標物1の方位θbtと、当該相対位置計測装置5から当該方位θbtに存在する目標物1までの距離rbtとを、当該移動体3bと目標物1との相対位置として計測する。同様に、移動体3cの相対位置計測装置5は、方位θctと距離rctを、当該移動体3cと目標物1との相対位置として計測し、移動体3dの相対位置計測装置5は、方位θdtと距離rdtを、当該移動体3dと目標物1との相対位置として計測する。
(Relative position with the target)
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the relative
(基点との相対位置)
また、本実施形態では、複数の移動体3a,3b,3c,3dに含まれる2つ以上の移動体の各々に設けられた相対位置計測装置5が、当該移動体と基点Psとの相対位置(基点相対位置)を計測する。図1の例では、次のように、移動体3a,3bが、基点相対位置を計測している。移動体3aの相対位置計測装置5は、計測基準線Lmに対する基点Psの物体の方位θasと、当該移動体3aから当該方位θasに存在する基点Psの物体までの距離rasとを、当該移動体3aと基点Psとの相対位置として計測する。同様に、移動体3bの相対位置計測装置5は、計測基準線Lmに対する基点Psの物体の方位θbsと、当該移動体3bから当該方位θbsに存在する基点Psの物体までの距離rbsとを、当該移動体3bと基点Psとの相対位置として計測する。
(Relative to the base point)
Further, in the present embodiment, a plurality of mobile 3a, 3b, 3c, the relative
本実施形態では、基点Psに設けた相対位置計測装置5は、計測基準線Lmに対する移動体3aの方位θsaと、基点Psから当該方位θsaに存在する移動体3aまでの距離rsaとを、基点Psと移動体3aとの相対位置として計測する。また、基点Psに設けた相対位置計測装置5は、計測基準線Lmに対する移動体3bの方位θsbと、基点Psから、当該方位θsbに存在する移動体3bまでの距離rsbとを、基点Psと移動体3bとの相対位置として計測する。ここで、計測基準線Lmは、基点Psから、基点Psと間隔をおいて設定された点へ延びており、基点Psに固定されており、また、計測基準線Lmに対する方位とは、基点Psから見た方位である。
In the present embodiment, the relative
(移動体同士の相対位置)
移動体同士の相対位置を、次のように計測する。互いに相対位置が計測可能な1組の移動体のうち、一方の移動体の相対位置計測装置5は、当該一方の移動体と他方の移動体との相対位置を第1相対位置として計測し、他方の移動体の相対位置計測装置5は、当該他方の移動体と前記一方の移動体との相対位置を第2相対位置として計測する。移動体同士の相対位置は、互いに相対位置が計測可能な移動体の組毎に得られた第1相対位置と第2相対位置からなる。
(Relative position between moving objects)
The relative positions of the moving bodies are measured as follows. Among a set of moving bodies capable of measuring relative positions, the relative
図3の例では、以下のように、移動体3a,3b同士、移動体3b,3c同士、移動体3c,3d同士、および、移動体3d,3a同士が、互いの相対位置を計測し合う。図3は、図1と同じ状態を示す平面図である。すなわち、図3における複数の移動体3a,3b,3c,3dと基点Psと目標物1は、それぞれ、図1における複数の移動体3a,3b,3c,3dと基点Psと目標物1と同じ位置にある。
In the example of FIG. 3, the moving
移動体3a,3b同士では、移動体3aの相対位置計測装置5は、移動体3aと移動体3bとの相対位置θab,rabを第1相対位置として計測し、移動体3bの相対位置計測装置5は、移動体3bと移動体3aとの相対位置θba,rbaを第2相対位置として計測する。ここで、第1相対位置のθabは、移動体3aの計測基準線Lmに対する移動体3bの方位であり、第1相対位置のrabは、移動体3aから、方位θabに存在する移動体3bまでの距離である。同様に、第2相対位置のθbaは、移動体3bの計測基準線Lmに対する移動体3aの方位であり、第2相対位置のrbaは、移動体3bから、方位θbaに存在する移動体3aまでの距離である。
Mobile 3a, the 3b between the relative
移動体3b,3c同士では、移動体3bの相対位置計測装置5は、移動体3bと移動体3cとの相対位置θbc,rbcを第1相対位置として計測し、移動体3cの相対位置計測装置5は、移動体3cと移動体3bとの相対位置θcb,rcbを第2相対位置として計測する。ここで、第1相対位置のθbcは、移動体3bの計測基準線Lmに対する移動体3cの方位であり、第1相対位置のrbcは、移動体3bから、方位θbcに存在する移動体3cまでの距離である。同様に、第2相対位置のθcbは、移動体3cの計測基準線Lmに対する移動体3bの方位であり、第2相対位置のrcbは、移動体3cから、方位θcbに存在する移動体3bまでの距離である。
Between the moving
同様に、移動体3c,3d同士では、移動体3cの相対位置計測装置5は、移動体3cと移動体3dとの相対位置θcd,rcdを第1相対位置として計測し、移動体3dの相対位置計測装置5は、移動体3dと移動体3cとの相対位置θdc,rdcを第2相対位置として計測する。同様に、移動体3d,3a同士では、移動体3dの相対位置計測装置5は、移動体3dと移動体3aとの相対位置θda,rdaを第1相対位置として計測し、移動体3aの相対位置計測装置5は、移動体3aと移動体3dとの相対位置θad,radを第2相対位置として計測する。
Similarly, between the moving
上述のように各相対位置計測装置5が計測した相対位置は、演算装置7に送信される。本実施形態では、各移動体3a,3b,3c,3dに設けられた相対位置計測装置5が計測した上述の各相対位置は、当該移動体に設けた通信部9(図2を参照)により、演算装置7に設けた通信部11(図1を参照)へ送信される。これにより、演算装置7は、各相対位置を得る。
The relative position measured by each relative
好ましくは、各移動体の相対位置計測装置5は、時刻をカウントする時刻計測部(図示せず)を有している。これらの時刻計測部は、互いに同期させられている。各移動体の通信部9は、例えば、指令部(図示せず)から無線通信により、計測指令と指令計測時刻とを受信する。これにより、当該移動体の相対位置計測装置5は、時刻計測部が示す時刻に基づいて、受信した指令計測時刻に、もしくは、当該指令計測時刻から微小の経過時間内に、上述した各相対位置を計測する。このようにして、基点Psに対する目標物1の位置Ptを算出するのに演算装置7が用いる目標物相対位置と、基点相対位置と、第1相対位置と第2相対位置とは、同じ時刻、または、同じ時刻から微小の経過時間内に計測されたデータとなる。
したがって、複数の移動体3a,3b,3c,3dの少なくともいずれかが移動している時に、複数の移動体3a,3b,3c,3dの相対位置計測装置5が、上述のように、基点相対位置と、目標物相対位置と、第1相対位置および第2相対位置を計測した場合であっても、これらの相対位置に基づいて演算装置7は、後述するように、基点Psに対する目標物1の位置Ptを精度よく算出できる。したがって、複数の移動体が、移動している目標物1に追従するように移動しながら、各相対位置を計測することができる。
Preferably, the relative
Therefore, when at least one of the plurality of moving
また、各移動体の相対位置計測装置5は、計測した上述の相対位置が、当該移動体と、目標物1、基点Psまたは他の移動体との相対位置であることを示す識別データを生成する。各移動体の相対位置計測装置5が計測した各相対位置と、当該相対位置に対応する識別データとが、互いに関連づけられて、通信部9により演算装置7の通信部11に送信される。これにより、演算装置7は、後述するように基点Psに対する目標物1の位置Ptを算出する時に、各識別データを利用する。
Further, the relative
<演算装置>
演算装置7は、各相対位置計測装置5から受けた目標物相対位置、基点相対位置、および、移動体3a,3b,3c,3d同士の相対位置(第1相対位置と第2相対位置)に基づいて、基点Psに対する目標物1の位置Ptを算出する。
したがって、目標物1と基点Psとの間に障害物が存在しており、GPS装置を使用しない場合でも、基点Psから見た目標物1の位置Ptを幾何学的に求めることができる。本実施形態では、好ましくは、GPS装置により各移動体の位置を求めない。
なお、演算装置7は、例えば図1のように基点Ps付近に設けられていてもよいし、いずれかの移動体3a,3b,3c,3dに設けられていてもよい。
<Calculation device>
The arithmetic unit 7 sets the target relative position, the base point relative position, and the relative positions (first relative position and second relative position) between the moving
Therefore, an obstacle exists between the target 1 and the base point P s, and the position P t of the target 1 viewed from the base point P s can be obtained geometrically even when the GPS device is not used. . In the present embodiment, preferably, the position of each moving body is not obtained by the GPS device.
The arithmetic unit 7, for example, may be provided in the vicinity of the base point P s as shown in FIG. 1, one of the moving
図1、3の例では、演算装置7は、複数の目標物相対位置と、複数の基点相対位置と、複数組の第1相対位置と第2相対位置に基づいて、基点Psに対する目標物1の位置Ptを求める。これにより、基点Psに対する目標物1の位置Ptを高精度に求めることができる。ここで、説明の便宜上、1つの目標物相対位置または複数の目標物相対位置の各々を、1つの計測データとし、1つの基点相対位置または複数の基点相対位置の各々を、1つの計測データとし、第1相対位置と第2相対位置の各々を、1つの計測データとする。得られたすべての複数の計測データの一部を選択してなるものを1組として、複数種類の組から、それぞれ、基点Psに対する目標物1の複数の位置を幾何学的に求めることができる。したがって、好ましくは、演算装置7は、複数種類の組から、それぞれ、基点Psに対する目標物1の複数の位置を幾何学的に求め、求めた当該複数の位置の平均を、基点Psに対する目標物1の(最終的な)位置Ptとして算出する。例えば、演算装置7は、図1において、rasとratとθatとθasとθsaからなる組から幾何学的に求まる基点Psに対する目標物1の位置と、rbsとrbtとθbtとθbsとθsbからなる組から幾何学的に求まる基点Psに対する目標物1の位置との平均を、基点Psに対する目標物1の(最終的な)位置Ptとして算出する。この例では、2組から最終的な位置Ptを求めたが、演算装置7は、基点Psに対する目標物1の位置Ptを幾何学的に求めることができる任意の複数(例えばすべて)の組から、それぞれ、基点Psに対する目標物1の複数の位置を幾何学的に求め、これらの位置の平均を、基点Psに対する目標物1の(最終的な)位置Ptとして算出してもよい。 In the example of FIGS. 1 and 3, the arithmetic unit 7 determines the target for the base point P s based on a plurality of target relative positions, a plurality of base point relative positions, and a plurality of sets of first relative positions and second relative positions. 1 position Pt is obtained. This makes it possible to determine the position P t of the target 1 with respect to the base point P s with high accuracy. Here, for convenience of explanation, each of one target relative position or a plurality of target relative positions is one measurement data, and one base relative position or each of the plurality of base relative positions is one measurement data. Each of the first relative position and the second relative position is taken as one measurement data. It is possible to geometrically obtain a plurality of positions of the target 1 with respect to the base point P s from a plurality of types of sets obtained by selecting a part of all the plurality of obtained measurement data. it can. Therefore, preferably, the arithmetic unit 7 geometrically obtains a plurality of positions of the target 1 with respect to the base point P s from a plurality of types of sets, and calculates an average of the obtained plurality of positions with respect to the base point P s . This is calculated as the (final) position P t of the target 1. For example, in FIG. 1, the arithmetic unit 7 determines the position of the target 1 with respect to the base point P s obtained geometrically from the set of r as , r at , θ at , θ as, and θ sa , r bs, and r bt. And the average of the position of the target 1 with respect to the base point P s obtained geometrically from the set of θ bt , θ bs, and θ sb is calculated as the (final) position P t of the target 1 with respect to the base point P s . To do. In this example, the final position P t is obtained from the two sets. However, the calculation device 7 can arbitrarily calculate any number (for example, all) of the positions P t of the target 1 with respect to the base point P s . From these sets, a plurality of positions of the target 1 with respect to the base point P s are geometrically obtained, and an average of these positions is calculated as the (final) position P t of the target 1 with respect to the base point P s . May be.
本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、以下の変更例1〜6のいずれかを単独で採用してもよいし、変更例1〜5を任意に組み合わせて採用してもよい。この場合、以下で述べない点は、上述と同じである。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made without departing from the scope of the present invention. For example, any one of the following modification examples 1 to 6 may be employed alone, or modification examples 1 to 5 may be arbitrarily combined and employed. In this case, the points not described below are the same as described above.
[変更例1]
複数の移動体を用いて、以下の相対位置取得方法1〜4のいずれかを行ってよい。なお、この変更例は、上述の実施形態と一部重複する。
[Modification 1]
Any of the following relative position acquisition methods 1 to 4 may be performed using a plurality of moving bodies. Note that this modified example partially overlaps with the above-described embodiment.
(相対位置取得方法1)
基点Psとの相対位置(基点相対位置)を計測した移動体(基点計測移動体)の相対位置計測装置5が、当該基点計測移動体と他の移動体との相対位置を計測する場合において、当該他の移動体(目標物計測移動体)の相対位置計測装置5が、当該目標物計測移動体と目標物1との相対位置を計測し、当該目標位置計測移動体と基点計測移動体の相対位置計測装置5が、互いの移動体同士の相対位置を直接計測し合う。
(Relative position acquisition method 1)
The relative position of the base point P s (base relative position) a moving body measuring the relative position measuring device 5 (base point measurement mobile), in the case of measuring the relative position between the base point measurement mobile and other mobile The relative
(相対位置取得方法2)
1つの移動体(基点計測移動体)の相対位置計測装置5が、当該基点計測移動体と基点Psとの相対位置(基点相対位置)を計測し、別の移動体(目標物計測移動体)の相対位置計測装置5が、当該目標物計測移動体と目標物1との相対位置(目標物相対位置)を計測する場合において、次のように、さらに別の移動体(中継移動体という)を用いてよい。
1台の中継移動体が設けられる場合には、中継移動体と基点計測移動体の相対位置計測装置5が、互いの移動体同士の相対位置を、直接、計測し合い、中継移動体と目標物計測移動体の相対位置計測装置5が、互いの移動体同士の相対位置を、直接、計測し合う。
nを2以上の整数であるとして、n台の中継移動体が設けられる場合には、1番目の中継移動体と基点計測移動体の相対位置計測装置5が、互いの移動体同士の相対位置を、直接、計測し合い、1番目の中継移動体と2番目の中継移動体の相対位置計測装置5が、互いの移動体同士の相対位置を、直接、計測し合い、・・・(n−1)番目の中継移動体とn番目の中継移動体の相対位置計測装置5が、互いの移動体同士の相対位置を、直接、計測し合い、n番目の中継移動体と目標物計測移動体の相対位置計測装置5が、互いの移動体同士の相対位置を、直接、計測し合う。
(Relative position acquisition method 2)
One mobile relative position measuring device 5 (base point measurement mobile), the relative position between the base point measurement mobile and base point P s (the base relative position) is measured, another mobile (target measurement mobile ) Of the relative
When one relay moving body is provided, the relative
In the case where n is an integer of 2 or more and n relay moving bodies are provided, the relative
なお、ここでは、各中継移動体の相対位置計測装置5は、当該中継移動体と基点Psとの相対位置を計測せず、かつ、当該中継移動体と目標物1との相対位置を計測しなくてよい。
Here, the relative
(相対位置取得方法3)
上述した相対位置取得方法1または2において、上述した移動体以外に移動体を用いなくてもよいし、上述した移動体(基本移動体という)に加え、さらなる移動体(補助移動体という)を用いてもよい。なお、基本移動体は、上述した基点計測移動体、目標物計測移動体、または中継移動体である。
補助移動体の相対位置計測装置5は、当該補助移動体と、基点Psまたは目標物1との相対位置を計測し、かつ、当該補助移動体といずれかの基本移動体の相対位置計測装置5が、互いの移動体同士の相対位置を、直接、計測し合う。
(Relative position acquisition method 3)
In the relative position acquisition method 1 or 2 described above, it is not necessary to use a moving body other than the moving body described above, and in addition to the above-described moving body (referred to as a basic moving body), a further moving body (referred to as an auxiliary moving body) It may be used. The basic mobile body is the above-described base point measurement mobile body, target measurement mobile body, or relay mobile body.
The relative
なお、補助移動体を、1つ設けてもよいし、複数設けてもよい。複数の補助移動体を設ける場合には、1台目の補助移動体の相対位置計測装置5は、当該1台目の補助移動体と、基点Psまたは目標物1との相対位置を計測し、かつ、当該1台目の補助移動体といずれかの基本移動体の相対位置計測装置5が、互いの移動体同士の相対位置を、直接、計測し合うが、2台目以降の各補助移動体(追加補助移動体という)の相対位置計測装置5は、当該追加補助移動体と、基点Psまたは目標物1との相対位置を計測し、かつ、当該追加補助移動体の相対位置計測装置5と、いずれかの基本移動体または他の補助移動体(1台目の補助移動体または他の追加補助移動体)の相対位置計測装置5が、互いの移動体同士の相対位置を、直接、計測し合う。
One auxiliary moving body or a plurality of auxiliary moving bodies may be provided. In the case of providing the plurality of support moving body, one first auxiliary mobile relative
(相対位置取得方法4)
上述した相対位置取得方法1、2または3の場合に、基点Psに相対位置計測装置5を設けなくてもよい。
(Relative position acquisition method 4)
When the relative position acquisition method 1, 2 or 3 mentioned above, may not be provided relative
代わりに、上述した相対位置取得方法1、2または3の場合に、基点Psに相対位置計測装置5を設けてもよい。この場合、基点Psに設けた相対位置計測装置5は、基点Psと、上述した移動体(基点計測移動体、目標物計測移動体、中継移動体、補助移動体など)のうち少なくともいずれかとの相対位置を計測する。
Alternatively, if the relative position acquisition method 1, 2 or 3 described above, may be provided relative
(演算装置の処理)
上述した相対位置取得方法1、2、3または4を行う場合において、演算装置7は、当該位置取得方法で計測されたすべての相対位置に基づいて、基点Psに対する目標物1の位置を求める。ここで、すべての相対位置は、基準相対位置、目標物相対位置、および、互いの移動体同士の相対位置(第1相対位置と第2相対位置)を含む。
(Processing of arithmetic unit)
In the case of performing the above-described relative position acquisition method 1, 2, 3 or 4, the computing device 7 obtains the position of the target 1 with respect to the base point P s based on all the relative positions measured by the position acquisition method. . Here, all the relative positions include a reference relative position, a target relative position, and a relative position (first relative position and second relative position) between the moving bodies of each other.
なお、相対位置取得方法1、2によれば、目標物1が、基点Psから遠くに位置していても、または、計測の妨げとなる障害物が存在していても、1組または複数組の第1相対位置と第2相対位置を計測することにより、各移動体が、自己の絶対位置を計測する装置(例えばGPS装置)を有していなくても、基点Psに対する目標物1の位置Ptを求めることができる。 In addition, according to the relative position acquisition methods 1 and 2, even if the target 1 is located far from the base point P s or there is an obstacle that hinders measurement, one or more sets By measuring the first relative position and the second relative position of the set, even if each moving body does not have a device (for example, a GPS device) that measures its own absolute position, the target 1 with respect to the base point P s it is possible to obtain the position P t.
また、相対位置取得方法3によれば、相対位置の計測データが増えるので、基点Psに対する目標物1の位置Ptの計測精度が向上する。 Further, according to the relative position acquisition method 3, since the measurement data of the relative positions is increased, measurement accuracy of the position P t of the target 1 is improved relative to the base point P s.
[変更例2]
図2では、各移動体に1つの相対位置計測装置5を設けていた。しかし、好ましくは、移動体から見て広範囲の方位(例えば、すべての方位)において、当該移動体と、目標物1、基点Psまたは他の移動体との相対位置を計測できるように、各移動体の相対位置計測装置5を構成する。例えば、各移動体に、複数の相対位置計測装置5を設けてよい。これにより、1つの移動体における複数の相対位置計測装置5は、それぞれ、当該移動体とある対象物(例えば他の移動体)との相対位置と、当該移動体と別の対象物(例えば目標物1)との相対位置とを同時に計測しやすくなる。
[Modification 2]
In FIG. 2, one relative
例えば、図4に示すように移動体に設けた2つの相対位置計測装置5(すなわち、2組の方位計測部5aの前記カメラと前記レーザ距離計5b)のうち、一方は、当該移動体と目標物1との相対位置を計測するのに専用の装置とし、他方は、当該移動体と他の移動体または基点Psとの相対位置を計測するのに専用の装置としてよい。図4(A)は、移動体3aの平面図であり、図4(B)は、図4(A)のB−B線矢視図である。他の移動体3b,3c,3dも図4と同じ構成を有していてよい。
For example, as shown in FIG. 4, one of two relative position measuring devices 5 (that is, the camera of the two sets of
図4において、各相対位置計測装置5は、回転軸(この例では鉛直軸)回りに回転可能な支持部8に設置されている。この場合、支持部8は、これに設置された相対位置計測装置5が、該移動体と、目標物1、基点Psまたは他の移動体との相対位置を継続して計測できるように前記回転軸回りの支持部8の回転角が制御される。例えば、前記画像の中央部内に、目標物1、基点Psまたは他の移動体が位置するように、支持部8の回転角が制御される。
In FIG. 4, each relative
同様に、基点Psにも、複数の相対位置計測装置5を設けてよい。
Similarly, also the base point P s, may be provided a plurality of relative
[変更例3]
上述では、各移動体の相対位置計測装置5は、指令計測時刻において、もしくは、当該指令計測時刻から微小の経過時間内に、上述した各相対位置を計測したが、本発明は、これに限定されない。すなわち、複数の移動体の相対位置計測装置5は、それぞれ、基点相対位置と、目標物相対位置と、第1相対位置と、第2相対位置とを時々刻々と(すなわち、複数の時点で)計測し、計測した当該相対位置と、当該相対位置の計測時刻とを計測データとして、通信部9により、演算装置7の通信部11に送信してよい。
この場合、演算装置7は、複数の移動体の通信部9から時々刻々と送信されてくる計測データに基づいて、ベイズフィルタ(好ましくはカルマンフィルタ)を用いて、基点Psに対する目標物1の位置Ptを時々刻々と更新してよい。これにより、演算装置7は、基点Psに対する目標物1の最新の位置を算出することができる。
[Modification 3]
In the above description, the relative
In this case, the calculation device 7 uses the Bayes filter (preferably Kalman filter) based on the measurement data transmitted from the
この変形例3では、通信部9は、指令計測時刻を受信しなくてもよい。
In the third modification, the
[変更例4]
基点Psは、砲弾を発射する発射装置の位置にあるか、または、発射装置の位置に対する既知の相対位置にあるとする。予定発射時点において発射装置から目標物1に向けて砲弾を発射させる場合に、以下のように、演算装置7は、目標物1に砲弾が到達する未来の時点における発射装置に対する目標物1の位置を算出するのがよい。すなわち、以下の処理X1、X2、X3が行われる。
[Modification 4]
The base point P s is assumed to be at the position of the launcher that fires the shell or at a known relative position with respect to the position of the launcher. When the shell is fired from the launching device toward the target 1 at the scheduled launch time, the calculation device 7 determines the position of the target 1 relative to the launching device at a future time when the shell reaches the target 1 as follows. Should be calculated. That is, the following processes X1, X2, and X3 are performed.
処理X1では、演算装置7は、複数の時点における、基点Psに対する目標物1の位置を算出する。この算出は、例えば、次の方法1または方法2により行われてよい。
(方法1)
複数の時点において、少なくとも1つの移動体の相対位置計測装置5が、目標物相対位置を計測し、少なくとも1つの移動体の相対位置計測装置5が、基点相対位置を計測し、複数の移動体の相対位置計測装置5が、互いの移動体同士の相対位置を計測し合う。演算装置7は、前記複数の時点で計測された目標物相対位置と、前記複数の時点で計測された基点相対位置と、前記複数の時点で計測された移動体同士の相対位置とに基づいて、複数の時点における、基点Psに対する目標物1の位置を算出する。
(方法2)
上述の変更例3において、演算装置7が、複数の移動体の通信部9から時々刻々と送信されてくる前記計測データに基づいて、ベイズフィルタ(好ましくはカルマンフィルタ)を用いて、基点Psに対する目標物1の位置Ptを時々刻々と更新する場合に、複数の時点でそれぞれ更新された、基点Psに対する目標物1の複数の位置Ptを、複数の時点における基点Psに対する目標物1の位置としてもよい。
In process X1, arithmetic unit 7 calculates the plurality of time points, the position of the target 1 with respect to the base point P s. This calculation may be performed by the following method 1 or method 2, for example.
(Method 1)
At a plurality of time points, at least one moving body relative
(Method 2)
In the above-described third modification, the arithmetic unit 7 uses a Bayes filter (preferably a Kalman filter) based on the measurement data transmitted from the
処理X2では、処理X1で算出された、複数の時点における基点Psに対する目標物1の位置に基づいて、基点Psに対する目標物1の移動速度を算出する。ここで、移動速度は、目標物1が移動する方向と、目標物1の移動速度の大きさを意味する。 In processing X2, calculated by the processing X1, based on the position of the target 1 with respect to the base point P s at a plurality of time points to calculate the moving velocity of the target 1 with respect to the base point P s. Here, the moving speed means the direction in which the target 1 moves and the magnitude of the moving speed of the target 1.
処理X3では、演算装置7は、処理X2で算出した目標物1の移動速度と、予定発射時点と、予定発射時点における基点Psに対する目標物1の位置とに基づいて、目標物1に砲弾が到達する未来の時点における発射装置に対する目標物1の位置を算出する。基点Psが発射装置の位置に対する既知の相対位置にある場合には、演算装置7は、さらに当該既知の相対位置にも基づいて、前記未来の時点における発射装置に対する目標物1の位置を算出する。 In process X3, arithmetic unit 7, the movement velocity of the target 1 which is calculated by the processing X2, and scheduled launch time, on the basis of the position of the target 1 with respect to the base point P s in scheduled launch time, munitions to target 1 The position of the target 1 with respect to the launching device at a future point in time at which is reached. When the base point P s is in a known relative position with respect to the position of the launching device, the calculation device 7 further calculates the position of the target 1 with respect to the launching device at the future time point based on the known relative position. To do.
ここで、予定発射時点は、人が適宜の入力装置により指定した時点であってよい。この場合、演算装置7の記憶部に、指定された予定発射時点が記憶されている。代わりに、予定発射時点は、処理X3が行われた時点から設定時間だけ経過した時点であってもよい。この場合、演算装置7の記憶部に、設定時間が記憶されている。なお、演算装置7は、各時点を認識できるように、時間を計測する時間計測部を含んでいるか、または、計測された時間を受信する。 Here, the scheduled launch time may be a time designated by a person using an appropriate input device. In this case, the designated scheduled launch time is stored in the storage unit of the arithmetic device 7. Instead, the scheduled launch time may be a time when a set time has elapsed from the time when the process X3 is performed. In this case, the set time is stored in the storage unit of the arithmetic device 7. In addition, the arithmetic unit 7 includes a time measuring unit that measures time or receives the measured time so that each time point can be recognized.
また、処理X3に関して、予定発射時点における発射装置に対する目標物1の位置は、処理X2で算出された目標物1の移動速度と、前記複数の時点のいずれか(好ましくは最新の時点)における基点Psに対する目標物1の位置とに基づいて、演算装置7により算出されてよい。 In addition, regarding the process X3, the position of the target 1 with respect to the launching device at the scheduled launch time is determined based on the moving speed of the target 1 calculated in the process X2 and the base point at any one of the plurality of times (preferably the latest time). Based on the position of the target 1 with respect to P s, it may be calculated by the calculation device 7.
また、処理X3において、演算装置7は、砲弾の特性(例えば、重量、空気抵抗、発射速度など)と、予定発射時点以降の各時点における基点Ps(または発射装置)に対する目標物1の位置とにも基づいて、シミュレーションにより、目標物1に砲弾が到達する未来の時点における発射装置に対する目標物1の位置を算出してよい。ここで、予定発射時点以降の各時点における基点Ps(または発射装置)に対する目標物1の位置は、処理X2で算出した目標物1の移動速度と、予定発射時点における基点Psに対する目標物1の位置とに基づいて、演算装置7により算出されてよい。 Further, in the process X3, the arithmetic unit 7 determines the characteristics of the shell (for example, weight, air resistance, launch speed, etc.) and the position of the target 1 with respect to the base point P s (or launcher) at each time point after the scheduled launch time point. Based on the above, the position of the target 1 with respect to the launching device at a future time point when the shell reaches the target 1 may be calculated by simulation. Here, the position of the target 1 with respect to the base point P s (or the launching device) at each time after the scheduled launch time is determined by the moving speed of the target 1 calculated in the process X2 and the target with respect to the base point P s at the scheduled launch time. It may be calculated by the arithmetic unit 7 based on the position of 1.
[変更例5]
上述のように算出された基点Psに対する目標物1の位置Pt(例えば、未来の時点における発射装置に対する目標物1の位置)に基づいて、発射装置による砲弾の発射(例えば発射方向)が調節されて、発射装置から砲弾が発射される。これにより、砲弾が目標物に命中したか否かは、目標物計測移動体(例えば、目標物計測移動体に設けたカメラ)により確認でき、命中しなかった場合は、上述した方法により、位置取得装置10が、基点Psに対する目標物1の位置Ptを再び取得して、上述と同様に、再度、砲弾を発射することもできる。
[Modification 5]
Based on the position P t of the target 1 with respect to the base point P s calculated as described above (for example, the position of the target 1 with respect to the launch device at a future time), the firing of the shell by the launch device (for example, the firing direction) is performed. Adjusted to fire a shell from the launcher. Thereby, it can be confirmed by the target measurement moving body (for example, a camera provided on the target measurement moving body) whether or not the shell hits the target. The
[変更例6]
上述では、2次元平面(図1、3の紙面)上において、基点相対位置と、目標物相対位置と、第1相対位置および第2相対位置を、(それぞれ、この2次元平面に含まれ互いに直交するx軸とy軸の各座標値として)計測したが、基点相対位置と、目標物相対位置と、第1相対位置および第2相対位置は、3次元空間内における相対位置であってもよい。
[Modification 6]
In the above description, the base point relative position, the target object relative position, the first relative position, and the second relative position on the two-dimensional plane (the paper surface of FIGS. 1 and 3) are included in the two-dimensional plane, respectively. Measured as the orthogonal x-axis and y-axis coordinate values), the relative position of the base point, the relative position of the target, the first relative position, and the second relative position are relative positions in the three-dimensional space. Good.
1 目標物、3a〜3d 移動体、5 相対位置計測装置、5a 方位計測部
5b 距離計測部(レーザ距離計)、7 演算装置、8 支持部、9,11 通信部、10 位置取得装置、Lm 計測基準線、Dm 計測基準線の方向、Ps 基点、Pt 目標物の位置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Target object, 3a-3d moving body, 5 Relative position measuring device, 5a
Claims (9)
基点と目標物に対して移動可能な複数の移動体と、
各移動体に設けられた相対位置計測装置と、を備え、
少なくとも1つの移動体の相対位置計測装置が、当該移動体と目標物との相対位置を目標物相対位置として計測し、少なくとも1つの移動体の相対位置計測装置が、当該移動体と基点との相対位置を基点相対位置として計測し、複数の移動体の相対位置計測装置が、互いの移動体同士の相対位置を計測し合い、
目標物相対位置と、基点相対位置と、移動体同士の相対位置とに基づいて、基点に対する目標物の位置を算出する演算装置をさらに備える、ことを特徴とする位置取得装置。 A device for obtaining a position of a target relative to a base point,
A plurality of movable bodies movable relative to the base point and the target;
A relative position measuring device provided in each moving body,
The relative position measuring device of at least one moving body measures the relative position between the moving body and the target as the target relative position, and the relative position measuring device of at least one moving body is the distance between the moving body and the base point. The relative position is measured as the base point relative position, and the relative position measuring device of a plurality of moving bodies measures the relative position of each moving body,
A position acquisition apparatus, further comprising: an arithmetic unit that calculates a position of a target relative to a base point based on a target relative position, a base point relative position, and a relative position between moving bodies.
前記2台の移動体、前記他の移動体、および、さらに別の移動体の少なくともいずれかの相対位置計測装置が、当該移動体と基点との相対位置を基点相対位置として計測し、
前記別の移動体の相対位置計測装置が当該移動体と基点との相対位置を計測する場合には、前記2台の移動体および前記他の移動体の少なくともいずれかの相対位置計測装置と、当該別の移動体の相対位置計測装置とが、互いの移動体同士の相対位置を、さらなる追加の移動体を介して間接的に、または、直接、計測し合い、
演算装置は、各目標物相対位置と、基点相対位置と、前記移動体同士の相対位置とに基づいて、基点に対する目標物の位置を算出する、ことを特徴とする請求項1に記載の位置取得装置。 The relative position measuring devices of the two moving bodies respectively measure the relative position between the moving body and the target as the target relative position, and determine the relative position between the moving bodies as the other moving bodies. Via indirect or direct measurement,
The relative position measuring device of at least one of the two moving bodies, the other moving body, and another moving body measures the relative position between the moving body and the base point as a base point relative position,
When the relative position measuring device of the other moving body measures the relative position between the moving body and the base point, the relative position measuring device of at least one of the two moving bodies and the other moving body; The relative position measuring device of the other moving body measures the relative position of the moving bodies with each other indirectly or directly via a further additional moving body,
2. The position according to claim 1, wherein the calculation device calculates a position of the target relative to the base point based on each target relative position, a base point relative position, and a relative position between the moving bodies. Acquisition device.
前記2台の移動体、前記他の移動体、および、さらに別の移動体の少なくともいずれかの相対位置計測装置が、当該移動体と目標物との相対位置を目標物相対位置として計測し、
前記別の移動体の相対位置計測装置が当該移動体と目標物との相対位置を計測する場合には、前記2台の移動体および前記他の移動体の少なくともいずれかの相対位置計測装置と、当該別の移動体の相対位置計測装置とが、互いの移動体同士の相対位置を、さらなる追加の移動体を介して間接的に、または、直接、計測し合い、
演算装置は、目標物相対位置と、各基点相対位置と、前記移動体同士の相対位置とに基づいて、基点に対する目標物の位置を算出する、ことを特徴とする請求項1に記載の位置取得装置。 The relative position measuring devices of the two moving bodies respectively measure the relative position between the moving body and the base point as the base point relative position, and the relative positions of the mutual moving bodies via the other moving bodies Measure indirectly or directly,
The relative position measuring device of at least one of the two moving bodies, the other moving body, and another moving body measures the relative position between the moving body and the target as a target relative position,
When the relative position measuring device of the other moving body measures the relative position between the moving body and the target, the relative position measuring device of at least one of the two moving bodies and the other moving body; The relative position measuring device of the other moving body measures the relative position of each moving body indirectly or directly via the additional additional moving body,
2. The position according to claim 1, wherein the calculation device calculates a position of the target relative to the base point based on the target relative position, each base point relative position, and the relative position of the moving bodies. Acquisition device.
演算装置は、目標物相対位置と、基点相対位置と、前記移動体同士の相対位置とに基づいて、基点に対する目標物の位置を算出する、ことを特徴とする請求項1に記載の位置取得装置。 Among the plurality of moving bodies, a relative position measuring device for a first moving body measures a relative position between the moving body and a target as a target relative position, and a relative position measuring device for a second moving body is used. The relative position between the movable body and the base point is measured as the relative position of the base point, and the relative position measuring device for the first and second movable bodies determines the relative position between the movable bodies via the other movable body. Measure indirectly,
2. The position acquisition according to claim 1, wherein the calculation device calculates a position of the target relative to the base point based on the target relative position, the base point relative position, and the relative position of the moving bodies. apparatus.
演算装置は、計測された当該相対位置に基づいて、基点に対する目標物の位置を算出する、ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の位置取得装置。 A relative position measuring device is provided at the base point, and the relative position measuring device measures a relative position between the base point and the moving body,
The position acquisition device according to claim 1, wherein the arithmetic device calculates the position of the target with respect to the base point based on the measured relative position.
予定発射時点において、発射装置から目標物に向けて砲弾を発射させる場合に、
演算装置は、
複数の時点で計測された目標物相対位置と、基点相対位置と、移動体同士の相対位置に基づいて、複数の時点における基点に対する目標物の位置を算出し、
算出したこれらの目標物の位置に基づいて、基点に対する目標物の移動速度を算出し、
算出した目標物の移動速度と、予定発射時点と、予定発射時点における基点に対する目標物の位置とに基づいて、基点が発射装置の位置に対する既知の相対位置にある場合には、さらに当該既知の相対位置にも基づいて、目標物に砲弾が到達する未来の時点における発射装置に対する目標物の位置を算出する、ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の位置取得装置。 The base point is at the location of the launcher that fires the shell, or at a known relative position relative to the location of the launcher,
When launching a shell from a launcher at a scheduled launch,
The arithmetic unit is
Based on the relative position of the target measured at multiple points in time, the relative position of the base point, and the relative position of the moving objects, the position of the target with respect to the base point at multiple points in time is calculated.
Based on the calculated position of these targets, calculate the moving speed of the target relative to the base point,
Based on the calculated moving speed of the target, the scheduled launch time, and the position of the target with respect to the base point at the scheduled launch time, if the base point is at a known relative position with respect to the launcher position, then the known target The position acquisition device according to any one of claims 1 to 7, wherein the position of the target with respect to the launching device at a future time point when the bullet reaches the target is calculated based on the relative position. .
基点と目標物に対して移動可能な複数の移動体を用意し、各移動体に相対位置計測装置を設け、
少なくとも1つの移動体の相対位置計測装置が、当該移動体と目標物との相対位置を目標物相対位置として計測し、少なくとも1つの移動体の相対位置計測装置が、当該移動体と基点との相対位置を基点相対位置として計測し、複数の移動体の相対位置計測装置が、互いの移動体同士の相対位置を計測し合い、
目標物相対位置と、基点相対位置と、移動体同士の相対位置とに基づいて、基点に対する目標物の位置を算出する、ことを特徴とする位置取得方法。 A method for obtaining a position of a target relative to a base point,
Prepare a plurality of moving bodies that can move relative to the base point and the target, and provide a relative position measurement device for each moving body,
The relative position measuring device of at least one moving body measures the relative position between the moving body and the target as the target relative position, and the relative position measuring device of at least one moving body is the distance between the moving body and the base point. The relative position is measured as the base point relative position, and the relative position measuring device of a plurality of moving bodies measures the relative position of each moving body,
A position acquisition method, comprising: calculating a position of a target relative to a base point based on a target relative position, a base point relative position, and a relative position between moving objects.
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