JP2560841B2 - Posture stabilization device for imaging device - Google Patents

Posture stabilization device for imaging device

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JP2560841B2
JP2560841B2 JP1152967A JP15296789A JP2560841B2 JP 2560841 B2 JP2560841 B2 JP 2560841B2 JP 1152967 A JP1152967 A JP 1152967A JP 15296789 A JP15296789 A JP 15296789A JP 2560841 B2 JP2560841 B2 JP 2560841B2
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純一 瀧口
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は，船舶等の移動体に搭載した撮像装置の慣
性空間に対する姿勢を安定化する姿勢安定化装置に関す
るものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a posture stabilizing device that stabilizes the posture of an imaging device mounted on a moving body such as a ship with respect to an inertial space.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第５図は従来の姿勢安定化装置の構成図である。図に
おいて，（１）は指令器，（２）は指令変換器，（３）
は傾斜計，（４）はジヤイロ部，（５）は撮像装置，
（７）は第１の増幅器，（８）は第２の増幅器，（９）
は第３の増幅器，（10）は第１のモータ，（11）は第２
のモータ，（12）は第３のモータ，（13）は旋回軸機構
部，（14）は俯仰軸機構部，（15）は直交俯仰軸機構
部，（16）は駆動機構部，（17）は直交俯仰軸水平面角
度，（18）は俯仰軸水平面角度，（19）は旋回軸角速
度，（20）は俯仰軸角速度，（21）は直交俯仰軸角速
度，（22）は旋回軸角速度指令，（23）は俯仰軸角速度
指令，（24）は直交俯仰軸角速度指令，（25）は俯仰軸
角度指令，（26）は直交俯仰軸角度指令である。FIG. 5 is a block diagram of a conventional posture stabilizing device. In the figure, (1) is a command device, (2) is a command converter, and (3)
Is an inclinometer, (4) is a gyro part, (5) is an imaging device,
(7) is the first amplifier, (8) is the second amplifier, (9)
Is the third amplifier, (10) is the first motor, (11) is the second
Motor, (12) is a third motor, (13) is a turning axis mechanism section, (14) is a vertical axis mechanism section, (15) is an orthogonal vertical axis mechanism section, (16) is a drive mechanism section, (17). ) Is the orthogonal elevation horizontal angle, (18) is the elevation horizontal angle, (19) is the swivel angular velocity, (20) is the elevation angular velocity, (21) is the orthogonal elevation angular velocity, and (22) is the swivel angular velocity command. , (23) is an elevation-axis angular velocity command, (24) is an orthogonal elevation-axis angular velocity command, (25) is an elevation-axis angle command, and (26) is an orthogonal elevation-axis angle command.

従来，撮像装置の姿勢安定化をする場合，指令器
（１）より旋回軸角速度指令（22），俯仰軸角度指令
（25），直交俯仰軸角度指令（26）を指令変換器（２）
に入力する。指令変換器（２）では，傾斜計（３）の出
力である直交俯仰軸水平面角度（17）と直交俯仰軸角度
指令（26）より，直交俯仰軸角速度指令（24）を演算す
るとともに傾斜計（３）の出力である俯仰軸水平面角度
（18）と俯仰軸角度指令値（25）より，俯仰軸角速度指
令（23）を演算する。Conventionally, in order to stabilize the posture of an image pickup device, a command converter (1) converts a turning axis angular velocity command (22), a depression / elevation axis angle command (25), and an orthogonal depression / elevation axis angle command (26) into a command converter (2).
To enter. In the command converter (2), an orthogonal tilt-elevation axis angular velocity command (24) is calculated from the orthogonal tilt-elevation axis horizontal plane angle (17) output from the inclinometer (3) and an orthogonal tilt-elevation axis angle command (26), and the inclinometer is also calculated. The elevation-axis angular velocity command (23) is calculated from the elevation-axis horizontal plane angle (18) output from (3) and the elevation-axis angle command value (25).

第１の増幅器（７）においては，旋回軸角速度指令
（22）とジヤイロ部（４）の出力である旋回軸角速度
（19）との差がなくなるまで第１のモータ（10）に電力
を供給する。従つて，旋回軸角速度指令（22）がゼロの
場合，船の動揺が存在する場合でも，撮像装置（５）の
旋回方向の視軸線を安定化することができる。In the first amplifier (7), power is supplied to the first motor (10) until there is no difference between the turning axis angular velocity command (22) and the turning axis angular velocity (19) which is the output of the gyro unit (4). To do. Therefore, when the turning axis angular velocity command (22) is zero, the visual axis of the imaging device (5) in the turning direction can be stabilized even when the ship is shaken.

第２の増幅器（８）においては，俯仰軸角速度指令
（23）とジヤイロ部（４）の出力である俯仰軸角速度
（20）との差がなくなるまで第２のモータ（11）に電力
を供給する。従つて，俯仰軸角速度指令（23）がゼロの
場合，船の動揺が存在する場合でも，撮像装置（５）の
俯仰方向の視軸線を安定化することができる。In the second amplifier (8), electric power is supplied to the second motor (11) until there is no difference between the elevation-axis angular velocity command (23) and the elevation-axis angular velocity (20) output from the gyro unit (4). To do. Therefore, when the elevation-axis angular velocity command (23) is zero, the visual axis line in the elevation direction of the imaging device (5) can be stabilized even in the presence of ship sway.

第３の増幅器（９）においては，直交俯仰軸角速度指
令（24）とジヤイロ部（４）の出力である直交俯仰軸角
速度（21）との差がなくなるまで第３のモータ（12）に
電力を供給する。従つて，直交俯仰軸角速度指令（24）
がゼロの場合，船の動揺が存在する場合においても撮像
装置（５）の画像の回転を防ぐことができる。In the third amplifier (9), power is supplied to the third motor (12) until there is no difference between the quadrature elevation axis angular velocity command (24) and the quadrature elevation axis angular velocity (21) output from the gyro unit (4). To supply. Therefore, the orthogonal vertical axis angular velocity command (24)
When is zero, it is possible to prevent the image of the imaging device (5) from rotating even when there is shaking of the ship.

なお、第１の増幅器（７）、第１のモータ（10）、旋
回軸機構部（13）、旋回軸、ジャイロ部（４）は旋回軸
レートループを、第２の増幅器（８）、第２のモータ
（11）、俯仰軸機構部（14）、俯仰軸、ジャイロ部
（４）は俯仰軸レートループを、第３の増幅器（９）、
第３のモータ（12）、直交俯仰軸機構部（15）、直交俯
仰軸、ジャイロ部（４）は直交俯仰軸レートループをそ
れぞれ形成している。The first amplifier (7), the first motor (10), the swing shaft mechanism unit (13), the swing shaft, and the gyro unit (4) use a swing shaft rate loop, a second amplifier (8), and a second amplifier (8). The motor (11), the elevation axis mechanism section (14), the elevation axis, and the gyro section (4) have a depression axis rate loop, and a third amplifier (9),
The third motor (12), the orthogonal elevation axis mechanism section (15), the orthogonal elevation axis, and the gyro unit (4) form an orthogonal elevation axis rate loop.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

上記のような従来の装置においては，次のような問題
点があつた。すなわち，動作角度によつてジヤイロの２
軸と平行でなくなることに起因する旋回軸と直交俯仰軸
の干渉があり，ある動作角度では旋回軸を動かすと，直
交府仰軸も回転し，撮像装置の画像が回転してしまうと
いう問題点があつた。また，動作角度により，サーボル
ープのゲインが変化し，姿勢安定化精度が悪化するとい
う問題点があつた。The conventional device as described above has the following problems. That is, depending on the operating angle, the gyro 2
There is interference between the turning axis and the orthogonal elevation axis due to the fact that it is no longer parallel to the axis, and when the turning axis is moved at a certain operating angle, the orthogonal elevation axis also rotates, causing the image of the imaging device to rotate. I got it. In addition, there is a problem that the gain of the servo loop changes depending on the operation angle, and the posture stabilization accuracy deteriorates.

この発明における姿勢安定化装置は，上記のような問
題点を解消するためになされたもので，旋回軸と直交府
仰軸を非干渉化し，動作角度によらず，撮像装置の画像
の安定化を果たすことを目的とする。The posture stabilizing device according to the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and makes the turning axis and the orthogonal elevation axis non-interfering with each other to stabilize the image of the imaging device regardless of the operation angle. The purpose is to fulfill.

この発明における姿勢安定化装置は，上記のような問
題点を解消するためになされたもので，動作角度に起因
する撮像装置の画像の安定化精度の悪化を防ぐことを目
的とする。The posture stabilizing device according to the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to prevent deterioration of image stabilization accuracy of an image pickup device due to an operation angle.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

この発明の姿勢安定化装置は、傾斜計の俯仰軸角度、
旋回軸レートループゲインおよび直交俯仰軸レートルー
プゲインとにより、旋回軸と直交俯仰軸との干渉項を相
殺するための直項俯仰軸非干渉指令を演算する直交俯仰
軸非干渉指令値演算器を直交俯仰軸レートループに接続
したものである。The posture stabilizing device according to the present invention is provided with a tilt angle of the inclinometer.
A quadrature elevation-axis non-interference command value calculator that computes a straight-down depression-elevation axis non-interference command to cancel the interference term between the gyration axis and the orthogonal elevation-depression axis by using the rotation axis rate loop gain and the orthogonal elevation-axis rate loop gain. It is connected to the orthogonal elevation rate loop.

また、この発明の姿勢安定化装置は、傾斜計の俯仰軸
角度、旋回軸レートループゲインおよび直交俯仰軸レー
トループゲインとにより旋回軸と直交俯仰軸との干渉項
を相殺するための旋回軸非干渉化指令を演算する旋回軸
非干渉化指令値演算器を旋回軸レートループに接続した
ものである。In addition, the posture stabilizing device of the present invention uses the tilt axis non-rotation axis for canceling the interference term between the tilt axis and the perpendicular tilt axis by the tilt angle, tilt axis rate loop gain, and orthogonal tilt axis rate loop gain of the inclinometer. A turning axis decoupling command value calculator for calculating an interference command is connected to the turning axis rate loop.

さらに、この発明の姿勢安定化装置は、第１の増幅器
として、増幅器のゲインを上記傾斜計の仰俯軸角度に応
じて可変する可変ゲイン増幅器を用いたものである。Further, the attitude stabilizing device of the present invention uses, as the first amplifier, a variable gain amplifier that varies the gain of the amplifier according to the elevation / depression axis angle of the inclinometer.

また、この発明の姿勢安定化装置は、第３の増幅器と
して、増幅器のゲインを上記傾斜計の俯仰軸角度に応じ
て可変する可変ゲイン増幅器を用いたものである。Further, the posture stabilizing device of the present invention uses, as the third amplifier, a variable gain amplifier that changes the gain of the amplifier according to the elevation axis angle of the inclinometer.

［作用］ この発明の直交俯仰軸非干渉化指令値演算器は、傾斜
計の俯仰軸角度、旋回軸レートループゲインおよび直交
俯仰軸レートループゲインとにより旋回軸と直交俯仰軸
との干渉項を相殺するための非干渉化指令を演算し、そ
の指令を直交俯仰軸レートループに入力することにより
旋回軸と直交俯仰軸間の干渉項を相殺する。[Operation] The orthogonal elevation axis decoupling command value calculator of the present invention determines the interference term between the pivot axis and the orthogonal elevation axis by the elevation axis angle of the inclinometer, the pivot axis rate loop gain, and the orthogonal elevation axis rate loop gain. A decoupling command for canceling is calculated, and the command is input to the orthogonal elevation axis rate loop to cancel the interference term between the turning axis and the orthogonal elevation axis.

また、この発明の旋回軸非干渉化指令値演算器は、傾
斜計の俯仰軸角度、旋回軸レートループゲインおよび直
交俯仰軸レートループゲインとにより旋回軸と直交俯仰
軸間の干渉項を相殺するための非干渉化指令を演算し、
その非干渉化指令を旋回軸レートループに入力すること
により旋回軸と直交俯仰軸間の干渉項を相殺する。Further, the turning axis decoupling command value calculator of the present invention cancels the interference term between the turning axis and the orthogonal lifting / lowering axis by the tilting axis angle, the turning axis rate loop gain, and the orthogonal rising / lowering axis rate loop gain of the inclinometer. To calculate the decoupling command for
By inputting the decoupling command to the turning axis rate loop, the interference term between the turning axis and the orthogonal elevation axis is canceled.

さらに、この発明の可変ゲイン増幅器は、傾斜計の俯
仰軸角度に応じて増幅器のゲインを可変することにより
俯仰軸角度の変化により生ずる旋回軸レートループゲイ
ン又は直交俯仰軸レートループゲインの変化をなくす
る。Further, the variable gain amplifier according to the present invention eliminates the change in the swing axis rate loop gain or the quadrature elevation axis rate loop gain caused by the change in the elevation axis angle by varying the gain of the amplifier according to the elevation axis angle of the inclinometer. To do.

〔実施例〕〔Example〕

第１図はこの発明を実施した姿勢安定化装置の構成図
である。図中，（１）〜（５），（７）〜（26）は第５
図と同じである。（６）は直交俯仰軸非干渉化指令値演
算器，（27）は直交俯仰軸非干渉化指令である。FIG. 1 is a block diagram of a posture stabilizing device embodying the present invention. In the figure, (1) to (5) and (7) to (26) are the fifth
It is the same as the figure. (6) is an orthogonal elevation / axis decoupling command value calculator, and (27) is an orthogonal elevation / axis decoupling command.

第６図は，第１図中の駆動機構部（16）のブロツク線
図である。図中，（16），（19）〜（22），（24），
（27）は第１図と同じである。（32）は旋回軸角度，
（33）は直交俯仰軸角度，（34）は俯仰軸角度である。
図中の記号ωRYは旋回軸レートループゲイン，ωRRは直
交俯仰軸レートループゲイン，ωREは俯仰軸レートルー
プゲイン,JAZは旋回軸まわりのイナーシヤ,JRは直交俯
仰軸まわりのイナーシヤ,JELは俯仰軸まわりのイナーシ
ヤ,Sはラプラス演算子，ωGYは旋回軸角速度（19），ω
GRは直交俯仰軸角速度（20），ωGPは俯仰軸角速度（2
1），θＹは旋回軸角度，θＲは直交俯仰軸角度，θＰ
は俯仰軸角度,TSAZは旋回軸モータ発生トルク,TSRは直
交俯仰軸モータ発生トルク,TSEは俯仰軸モータ発生トル
クである。FIG. 6 is a block diagram of the drive mechanism section (16) in FIG. In the figure, (16), (19) to (22), (24),
(27) is the same as in FIG. (32) is the turning axis angle,
(33) is the orthogonal elevation axis angle, and (34) is the elevation axis angle.
In the figure, ω RY is the turning axis rate loop gain, ω RR is the orthogonal elevation axis rate loop gain, ω RE is the elevation axis rate loop gain, JAZ is the inertia about the turning axis, J R is the inertia about the orthogonal elevation axis, J EL is the inertia around the elevation axis, S is the Laplace operator, ω GY is the turning axis angular velocity (19), ω
GR is the right angle of the vertical axis (20), ω GP is the vertical angle of the vertical axis (2)
1), θ Y is the turning axis angle, θ R is the orthogonal elevation axis angle, and θ P
Is the elevation axis angle, T SAZ is the swivel axis motor generated torque, T SR is the orthogonal elevation axis motor generated torque, and T SE is the elevation axis motor generated torque.

第７図は第６図をブロツク線図変換したものである。
図中，（16），（19）〜（22），（24），（27），（3
2）〜（34）は第６図と同じである。（35）は旋回軸系
と直交俯仰軸系のブロツク線図である。図中の記号
ωRY,ωRR,TAZ,ωRE,JR,ZEL,θY,θR,θP,ωGY,ωGR,ω
GP,TSAZ,TSR,TSEは第６図と同じである。FIG. 7 is a block diagram conversion of FIG.
In the figure, (16), (19) to (22), (24), (27), (3
2) to (34) are the same as in FIG. (35) is a block diagram of the turning axis system and the orthogonal elevation axis system. Symbols in the figure ω RY , ω RR , T AZ , ω RE , J R , Z EL , θ Y , θ R , θ P , ω GY , ω GR , ω
GP , T SAZ , T SR and T SE are the same as in FIG.

第８図は第７図の旋回軸系と直交俯仰軸系のブロツク
線図を一部変換したものと，第１図の直交俯仰軸非干渉
化指令値演算器（６）を示したものである。図中，
（６），（19），（21），（22），（24），（27）は第
１図と同じであり，（32），（33），（35）は第７図と
同じである。（36）は直交俯仰軸への旋回軸からの干渉
項であり，（37）は旋回軸への直交俯仰軸からの干渉項
である。図中の記号ωRY,ωRR,JAZ,JR,JEL,θY,θR,
θP,ωGY,TSAZ,TSRは第７図と同じである。FIG. 8 shows a partial conversion of the block diagram of the swing axis system and the orthogonal elevation axis system of FIG. 7, and the orthogonal elevation axis decoupling command value calculator (6) of FIG. is there. In the figure,
(6), (19), (21), (22), (24) and (27) are the same as in Fig. 1, and (32), (33) and (35) are the same as in Fig. 7. is there. (36) is the interference term from the turning axis to the orthogonal elevation axis, and (37) is the interference term from the orthogonal elevation axis to the turning axis. Symbols in the figure ω RY , ω RR , JAZ , J R , J EL , θ Y , θ R ,
θ P , ω GY , T SAZ and T SR are the same as in FIG. 7.

第９図は第８図はブロツク線図変換したものである。
図中（19），（21），（22），（24），（32），（3
3），（37）は第８図と同じであり，（38）は旋回軸系
と非干渉化された直交俯仰軸系と非干渉化された直交俯
仰軸系のブロツク線図である。図中の記号ωRY,ωRR,J
AZ,JR,θY,θR,θP,ωGY,ωGR,TSAZ,TSRは第８図と同じ
である。FIG. 9 is a block diagram conversion of FIG.
(19), (21), (22), (24), (32), (3 in the figure
3) and (37) are the same as in FIG. 8, and (38) is a block diagram of the orthogonal up-and-down axis system decoupling with the turning axis system and the orthogonal up-and-down axis system decoupling. Symbols in the figure ω RY , ω RR , J
AZ , J R , θ Y , θ R , θ P , ω GY , ω GR , T SAZ and T SR are the same as in FIG.

次に動作について説明する。最初に第１図の駆動機構
部（16）の動特性について説明する。Next, the operation will be described. First, the dynamic characteristics of the drive mechanism section (16) shown in FIG. 1 will be described.

ジヤイロ部（３）と駆動機構部（16）の座標系を とし，〔aS〕の座標系において,aSY→aSR→aSPの順番で
それぞれθY,θR,θＰのEuler角をとる。The coordinate system of the gyro part (3) and the drive mechanism part (16) Then, in the coordinate system [a S ], the Euler angles of θ Y , θ R , and θ P are taken in the order of a SY → a SR → a SP .

ここで表記の簡略化のため,COSをＣと書き,SINをS,θ
ＹをY,θＲをR,θＰをＰとすると， よつて，ジヤイロ部座標系〔ag〕と駆動機構部座標系
〔as〕の関係は． 〔ag〕＝A3（θＰ）・A2（θＲ）・A1（θＹ）・〔as〕
……（６） ここで、〔ag〕，〔as〕の座標軸まわりの角速度に着
目すると，第（６）式は， となる。For simplicity of notation, COS is written as C and SIN is S, θ
Let Y be Y, θ R be R, and θ P be P Therefore, the relationship between the gyro coordinate system [a g ] and the drive mechanism coordinate system [a s ] is. [A g ] = A 3 (θ P ) ・ A 2 (θ R ) ・ A 1 (θ Y ) ・ [a s ]
...... (6) Here, focusing on the angular velocities around the coordinate axes of [ ag ] and [a s ], the equation (6) is Becomes

但し，〔ωGYωGRωGP〕Ｔは〔aG〕の角速度ベクト
ル，〔ωSYωSRωSP〕Ｔは〔aS〕の角速度ベクトルであ
る。However, [ω GY ω GR ω GP ] T is the angular velocity vector of [a G ], and [ω SY ω SR ω SP ] T is the angular velocity vector of [a S ].

ここで，第１図の駆動機構部（16）において，旋回軸
の軸トルクをTSAZ,直交俯仰軸の軸トルクをTSR,俯仰軸
の軸トルクをTSEとすると，〔ωSYωSRωSP〕Ｔと〔T
SAZTSRTSE〕Ｔとの関係は と考えることができる。Here, in the drive mechanism section (16) in FIG. 1, when the axial torque of the turning axis is T SAZ , the axial torque of the orthogonal elevation axis is T SR , and the axial torque of the elevation axis is T SE , [ω SY ω SR ω SP ] T and [T
SAZ T SR T SE ] Can be considered.

よつて第（９）式を第（８）式に代入して， 第（11）式が第１図の駆動機構部（16）の動特性であ
る。これは各軸のモータの発生トルクと，ジヤイロ部
（４）で検出される慣性座標系の角速度との関係である
が，第（11）式を見てわかるとおり，マトリクスの成分
に非対角項が存在し，これが各軸の干渉項となつている
ことがわかる。Therefore, substituting equation (9) into equation (8), Equation (11) is the dynamic characteristic of the drive mechanism section (16) in FIG. This is the relationship between the torque generated by the motor on each axis and the angular velocity of the inertial coordinate system detected by the gyro part (4). As can be seen from equation (11), the components of the matrix are non-diagonal. It can be seen that there is a term and this is the interference term for each axis.

以上より第１図の駆動機構部（16）をブロツク線図で
表わすと第６図となる。From the above, the drive mechanism section (16) of FIG. 1 is shown in a block diagram in FIG.

第１図における直交俯仰軸角度指令（26）が常にゼロ
で，かつ直交俯仰軸ループゲインωRRが充分に高いと仮
定すると， θＲ≒０ ……（12） と近似できる。第（12）式より第６図のブロツク線図を
変換すると第７図となる。従つて，俯仰軸は他の２軸と
の干渉を考慮してなくてもよいことがわかる。Assuming that the orthogonal elevation axis angle command (26) in Fig. 1 is always zero and the orthogonal elevation axis loop gain ω RR is sufficiently high, it can be approximated as θ R ≈ 0 (12). From the equation (12), the block diagram of FIG. 6 is converted into FIG. 7. Therefore, it can be seen that the elevation axis does not have to consider the interference with the other two axes.

第８図に一部変換した旋回軸系と直交俯仰軸系のブロ
ツク線図と，第１図の直交俯仰軸非干渉化指令値演算器
を示す。第８図を見てわかるように直交俯仰軸への旋回
軸からの干渉項（36）を直交俯仰軸非干渉化指令値演算
器（６）により演算し，符号を逆にして速度指令して加
えている。FIG. 8 shows a partially converted block diagram of the swivel axis system and the orthogonal elevation axis system, and the orthogonal elevation axis decoupling command value calculator of FIG. As can be seen from FIG. 8, the orthogonal axis-to-elevation axis interference term (36) from the turning axis is calculated by the orthogonal axis-to-elevation axis decoupling command value calculator (6), and the sign is reversed to give the speed command. In addition.

第８図を変換すると第９図となる。第９図を見てわか
るように，第８図の干渉項（36）が直交俯仰軸非干渉化
指令（27）により相殺されている。Converting FIG. 8 results in FIG. As can be seen from FIG. 9, the interference term (36) in FIG. 8 is canceled by the orthogonal elevation-axis decoupling command (27).

すなわち、この発明の直交俯仰軸非干渉化指令演算器
（16）は、次式に示す直交俯仰軸非干渉化指令を演算
し、角速度指令として直交俯仰軸レートループに加える
ことで、旋回軸と直交俯仰軸との干渉項： を動的に相殺したものである。That is, the orthogonal vertical axis decoupling command calculator (16) of the present invention calculates the orthogonal vertical axis decoupling command shown in the following equation, and adds it to the orthogonal vertical axis rate loop as an angular velocity command, so that Interference term with the orthogonal elevation axis: Is a dynamic offset.

但し、RCMD:直交俯仰軸角速度指令RICMD :直交俯仰軸非干渉化指令YERR :旋回軸角速度誤差 ωRY:旋回軸レートループゲイン ωRR:直交俯仰軸レートループゲイン θP:傾斜計の俯仰軸角度 以上より，第１図の直交俯仰軸非干渉化指令値演算器
により，直交俯仰軸が旋回軸より非干渉化されることが
わかる。 However, RCMD : orthogonal elevation axis angular velocity command RICMD : orthogonal elevation axis decoupling command YERR : turning axis angular velocity error ω RY : turning axis rate loop gain ω RR : orthogonal elevation axis rate loop gain θ P : inclinometer depression and elevation axis angle From the above, it can be seen that the orthogonal elevation axis decoupling command value calculator of FIG. 1 makes the orthogonal elevation axis decoupling from the turning axis.

第２図はこの発明を実施した姿勢安定化装置の構成図
である。図中（１）〜（５），（７）〜（26）は第５図
と同じである。（28）は旋回軸非干渉化指令値演算器，
（29）は旋回軸非干渉化指令である。FIG. 2 is a block diagram of a posture stabilizing device embodying the present invention. In the figure, (1) to (5) and (7) to (26) are the same as in FIG. (28) is a turning axis decoupling command value calculator,
(29) is a turning axis decoupling command.

第10図は直交俯仰軸系と非干渉化された旋回軸系のブ
ロツク線図である。図中（19），（21），（22），（2
4），（32），（33），（36）は第８図と同じである。
（39）は直交俯仰軸系と非干渉化された旋回軸系のブロ
ツク線図である。図中の記号ωRY,ωRR,JAZ,JR,θY,
θR,θP,ωGY,ωGR,TSAZ,TSRは第８図と同じである。FIG. 10 is a block diagram of a turning axis system which is made non-interfering with the orthogonal elevation axis system. (19), (21), (22), (2 in the figure
4), (32), (33) and (36) are the same as in FIG.
(39) is a block diagram of a turning axis system which is made non-interfering with the orthogonal elevation axis system. Symbols in the figure ω RY , ω RR , J AZ , J R , θ Y ,
θ R , θ P , ω GY , ω GR , T SAZ and T SR are the same as in FIG.

次に動作について説明する。第１図の実施例と全く同
様に，第８図の旋回軸への直交俯仰軸からの干渉項（3
7）を第２図の旋回軸非干渉化指令値演算器（28）で演
算し，符号を逆にして速度指令として加える。すると第
10図の通り，旋回軸への干渉項が相殺されて非干渉され
る。Next, the operation will be described. Just as in the embodiment shown in FIG. 1, the interference term (3
7) is calculated by the turning axis decoupling command value calculator (28) in FIG. 2, and the sign is reversed and added as a speed command. Then the first
As shown in Fig. 10, the interference term on the pivot axis is canceled and de-interacted.

すなわち、この発明の旋回軸非干渉化指令値演算器
（28）は、次式に示す旋回軸非干渉化指令を演算し、角
速度指令として旋回軸レートループに加えることで、旋
回軸と直交俯仰軸との干渉項： を動的に相殺したものである。That is, the turning axis decoupling command value calculator (28) of the present invention calculates a turning axis decoupling command given by the following equation and adds it to the turning axis rate loop as an angular velocity command, so that it is orthogonal to the turning axis. Interference term with axis: Is a dynamic offset.

但し、YCMD:旋回軸角速度指令YICMD :旋回軸非干渉化指令RERR :直交俯仰軸角速度誤差 θP:傾斜計の俯仰軸角度 第３図はこの発明を実施した姿勢安定化装置の構成図
である。図中，（１）〜（５），（７）〜（26）は第５
図と同じであり，（30）は旋回軸可変ゲイン増幅器であ
る。 However, YCMD : Turning axis angular velocity command YICMD : Turning axis decoupling command RERR : Orthogonal elevation axis angular velocity error θ P : Inclination instrument elevation axis angle Fig. 3 is a block diagram of the posture stabilizing device embodying the present invention. . In the figure, (1) to (5) and (7) to (26) are the fifth
Same as the figure, (30) is a swing axis variable gain amplifier.

第８図の旋回軸系と直交俯仰軸系のブロツク線図（3
5）をみると，旋回軸系，直交俯仰軸系ともにループ内
にcosθＰという要素をもつており，俯仰軸の角度θＰ
が変化するとループゲインが変化してしまうことがわか
る。そこで本発明は，旋回軸のレートループゲインωRY
を ωRY＝ωRYO・secθＰ （13） 但し，ωRYOは，最適な旋回軸レートループゲインに
示すように可変ゲインにすることで,cosθＰがsecθＰ
により相殺されて，θＰによる旋回軸レートループゲイ
ンの変化をなくすことができる。Block diagram of swivel axis system and orthogonal elevation axis system in Fig. 8 (3
Looking at 5), both the swing axis system and the orthogonal elevation axis system have an element called cos θ P in the loop, and the angle of elevation axis θ P
It can be seen that the loop gain changes when changes. Therefore, the present invention uses the rate loop gain ω RY of the turning axis.
Ω RY = ω RYO · sec θ P (13) where ω RYO is a variable gain as shown in the optimum turning axis rate loop gain, so that cos θ P is sec θ P
Is canceled out by, and the change in the turning axis rate loop gain due to θ P can be eliminated.

第４図はこの発明を実施した姿勢安定化装置の構成図
である。図中，（１）〜（５），（７）〜（26）は第５
図と同じであり，（31）は直交俯仰軸可変ゲイン増幅器
である。FIG. 4 is a block diagram of a posture stabilizing device embodying the present invention. In the figure, (1) to (5) and (7) to (26) are the fifth
It is the same as the figure, and (31) is a quadrature vertical axis variable gain amplifier.

第３図の実施例と同様に，直交俯仰軸のレートループ
ゲインωRRを ωRR＝ωRRO・secθＰ （14） 但し，ωRROは最適な直仰俯仰軸レートループゲイン
である。に示すように可変ゲインにすることで,cosθＰ
がsecθＰにより相殺されて，θＰによる直交俯仰軸レ
ートループゲインの変化をなくすことができる。Similar to the embodiment of FIG. 3, the rate loop gain ω RR of the orthogonal elevation axis is ω RR = ω RRO · sec θ P (14) where ω RRO is the optimum straight elevation / depression axis rate loop gain. By changing the variable gain as shown in, cos θ P
There can be offset by secθ P, eliminating the change in the orthogonal elevation axis rate loop gain due theta P.

以上のように第３図、第４図に示す可変ゲイン増幅器
は、傾斜計の仰俯軸角度に応じて増幅器のsecθＰ（但
し、θＰは傾斜計の俯仰軸角度）により可変にすること
により、俯仰軸角度の変化により生ずるcosθＰという
旋回軸レートループゲイン又は直仰俯仰軸レートループ
ゲインの変化をなくする。As described above, the variable gain amplifiers shown in FIGS. 3 and 4 are made variable according to the sec. Θ P (where θ P is the inclining and descending axis angle of the inclinometer) of the amplifier according to the inclining and descending axis angle of the inclinometer. Thus, the change of the turning axis rate loop gain of cos θ P or the direct elevation / elevation axis rate loop gain caused by the change of the elevation / depression axis angle is eliminated.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように，この発明によれば，駆動軸間の干渉を
無くし，動作角度によらず撮像画像の安定化を果たすと
ともに，動作角度に起因する撮像画像の安定化精度の悪
化を防ぐことができる。As described above, according to the present invention, it is possible to eliminate the interference between the drive shafts, stabilize the captured image regardless of the operation angle, and prevent deterioration of the stabilization accuracy of the captured image due to the operation angle. it can.

また，前述の非干渉化，可変ゲインの制御側はマイク
ロプロセツサ等の計算機とアルゴリズムを記録したROM
とで実現でき，前述の発明と全く同等の効果を得ること
ができる。The decoupling and variable gain control side is a ROM that stores a computer such as a microprocessor and algorithm.
Can be realized by, and the same effect as the above-mentioned invention can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図，第２図，第３図，第４図はそれぞれ第1,第2,第
3,第４の発明の全体構成図である。第５図は従来の姿勢
安定化装置の全体構成図，第６図は駆動機構部のブロツ
ク線図，第７図，第８図，第９図，第10図は，第６図を
ブロツク変換したものである。 図において，（１）は指令器，（２）は指令変換器，
（３）は傾斜計，（４）はジヤイロ部，（５）は撮像装
置，（６）は直交附仰軸非干渉指令値演算器，（７）は
第１の増幅器，（８）は第２の増幅器，（９）は第３の
増幅器，（10）の第１モータ，（11）は第２のモータ，
（12）は第３のモータ，（13）は旋回軸機構部，（14）
は俯仰軸機構部，（15）は直交俯仰軸機構部，（28）は
旋回軸非干渉化指令値演算器，（30）は旋回軸可変ゲイ
ン増幅器，（31）は直交俯仰軸可変ゲイン増幅器であ
る。 なお，各図中同一符号は同一または相当部分を示す。Figure 1, Figure 2, Figure 3, and Figure 4 are the first, second, and third respectively.
It is the whole 3rd, 4th invention block diagram. FIG. 5 is an overall configuration diagram of a conventional posture stabilizing device, FIG. 6 is a block diagram of a drive mechanism, and FIGS. 7, 8, 9, and 10 are block conversions of FIG. It was done. In the figure, (1) is a command device, (2) is a command converter,
(3) is an inclinometer, (4) is a gyro part, (5) is an image pickup device, (6) is an orthogonal elevation axis non-interference command value calculator, (7) is a first amplifier, and (8) is a first amplifier. 2 amplifier, (9) third amplifier, (10) first motor, (11) second motor,
(12) is the third motor, (13) is the swing shaft mechanism, (14)
Is a vertical axis mechanism section, (15) is a vertical vertical axis mechanism section, (28) is a rotary axis decoupling command value calculator, (30) is a rotary axis variable gain amplifier, and (31) is a vertical vertical axis variable gain amplifier. Is. The same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts.

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】移動体に搭載した撮像装置の慣性空間に対
する直交俯仰軸と俯仰軸の角度を検出する傾斜計と、上
記撮像装置の慣性空間に対する旋回軸角速度、俯仰軸角
速度、直交俯仰軸角速度を検出するジャイロ部と、上記
撮像装置の慣性空間に対する旋回軸角速度指令、俯仰軸
角度指令、直交俯仰軸角度指令を出力する指令器と、上
記傾斜計、指令器からそれぞれ出力される直交俯仰軸角
度と直交俯仰軸角度指令により直交俯仰軸角速度指令を
演算し、かつ上記傾斜計、指令器からそれぞれ出力され
る俯仰軸角度と俯仰軸角度指令により俯仰軸角速度指令
を演算する指令変換器と、上記撮像装置の慣性空間に対
する旋回軸、俯仰軸、直交俯仰軸をそれぞれ駆動する第
１、第２、第３のモータと、上記旋回軸角速度指令と上
記ジャイロ部の旋回軸角速度との差がなくなるように上
記第１のモータを制御する第１の増幅器と、上記俯仰軸
角速度指令と上記ジャイロ部の俯仰軸角速度との差がな
くなるように上記第２のモータを制御する第２の増幅器
と、上記直交俯仰軸角速度指令と上記ジャイロ部の直交
俯仰軸角速度との差がなくなるように上記第３のモータ
を制御する第３の増幅器と、上記第１の増幅器、第１の
モータ、旋回軸およびジャイロ部で形成される旋回軸レ
ートループと、上記第２の増幅器、第２のモータ、俯仰
軸およびジャイロ部で形成される俯仰軸レートループ
と、上記第３の増幅器、第３のモータ、直交俯仰軸およ
びジャイロ部で形成される直交俯仰軸レートループとを
備え、移動体に搭載した撮像装置の慣性空間に対する姿
勢を安定化する装置において、上記傾斜計の俯仰軸角
度、旋回軸レートループゲインおよび直交俯仰軸レート
ループゲインとにより上記直交俯仰軸への旋回軸からの
干渉項を相殺するための直交俯仰軸非干渉化指令を演算
し、その指令を上記直交俯仰軸レートループに加える直
交俯仰軸非干渉化指令値演算器を設けた撮像装置の姿勢
安定化装置。1. An inclinometer for detecting an angle between an orthogonal elevation axis and an elevation axis with respect to an inertial space of an imaging device mounted on a moving body, and a turning axis angular velocity, an elevation axis angular velocity, and an orthogonal elevation axis angular velocity with respect to the inertial space of the imaging device. A gyro unit for detecting the rotation angle angular velocity command for the inertial space of the image pickup device, a commanding device for outputting an elevation angle command, and an orthogonal elevation angle command, and the inclinometer and the orthogonal elevation shaft respectively output from the commanding device. A command converter that calculates an orthogonal elevation / depression axis angular velocity command based on the angle and the orthogonal elevation / depression axis angle command, and also calculates a depression / elevation angular velocity command based on the depression / elevation axis angle and depression / elevation axis angle commands output from the inclinometer and command device, respectively. First, second, and third motors respectively driving a swivel axis, an elevation axis, and an orthogonal elevation axis with respect to the inertial space of the image pickup device, the swivel axis angular velocity command, and the rotation of the gyro unit. A first amplifier that controls the first motor so that there is no difference from the axial angular velocity, and a second amplifier that controls the second motor so that there is no difference between the elevation / depression axial angular velocity command and the depression / elevation axial angular velocity of the gyro unit. A second amplifier, a third amplifier that controls the third motor so that there is no difference between the orthogonal elevation-axis angular velocity command and the orthogonal elevation-axis angular velocity of the gyro unit, the first amplifier, the third amplifier, No. 1 motor, a swivel axis and a gyro section, a swivel axis rate loop, a second amplifier, a second motor, a vertical axis and a vertical axis rate loop formed by a gyro section, and the third amplifier. A third motor, an orthogonal elevation axis, and an orthogonal elevation rate loop formed by a gyro unit, which stabilizes the attitude of the imaging device mounted on the moving body with respect to the inertial space. An orthogonal declination / deceleration axis decoupling command for canceling the interference term from the revolving axis to the orthogonal declination / elevation axis is calculated by the elevation / deceleration axis angle of the instrument, the swivel axis rate loop gain, and the orthogonal deceleration / axis rate loop gain, and the command is calculated. A posture stabilizing device for an image pickup apparatus, which is provided with a quadrature elevation / deceleration axis decoupling command value calculator for adding the above to the quadrature elevation / depression axis rate loop. 【請求項２】移動体に搭載した撮像装置の慣性空間に対
する直交俯仰軸と俯仰軸の角度を検出する傾斜計と、上
記撮像装置の慣性空間に対する旋回軸角速度、俯仰軸角
速度、直交俯仰軸角速度を検出するジャイロ部と、上記
撮像装置の慣性空間に対する旋回軸角速度指令、俯仰軸
角度指令、直交俯仰軸角度指令を出力する指令器と、上
記傾斜計、指令器からそれぞれ出力される直交俯仰軸角
度と直交俯仰軸角度指令により直交俯仰軸角速度指令を
演算し、かつ上記傾斜計、指令器からそれぞれ出力され
る俯仰軸角度と俯仰軸角度指令により俯仰軸角速度指令
を演算する指令変換器と、上記撮像装置の慣性空間に対
する旋回軸、俯仰軸、直交俯仰軸をそれぞれ駆動する第
１、第２、第３のモータと、上記旋回軸角速度指令と上
記ジャイロ部の旋回軸角速度との差がなくなるように上
記第１のモータを制御する第１の増幅器と、上記俯仰軸
角速度指令と上記ジャイロ部の俯仰軸角速度との差がな
くなるように上記第２のモータを制御する第２の増幅器
と、上記直交俯仰軸角速度指令と上記ジャイロ部の直交
俯仰軸角速度との差がなくなるように上記第３のモータ
を制御する第３の増幅器と、上記第１の増幅器、第１の
モータ、旋回軸およびジャイロ部で形成される旋回軸レ
ートループと、上記第２の増幅器、第２のモータ、俯仰
軸およびジャイロ部で形成される俯仰軸レートループ
と、上記第３の増幅器、第３のモータ、直交俯仰軸およ
びジャイロ部で形成される直交俯仰軸レートループとを
備え、移動体に搭載した撮像装置の慣性空間に対する姿
勢を安定化する装置において、上記傾斜計の俯仰軸角
度、旋回軸レートループゲインおよび直交俯仰軸レート
ループゲインとにより上記旋回軸への直交俯仰軸からの
干渉項を相殺するための旋回軸非干渉化指令を演算し、
その指令を上記旋回軸レートループに加えるための旋回
軸非干渉化指令値演算器を設けた撮像装置の姿勢安定化
装置。2. An inclinometer for detecting an angle between a vertical elevation axis and a vertical axis of an imaging device mounted on a moving body with respect to an inertial space, and a turning axis angular velocity, a vertical axis angular velocity, and a vertical elevational angular velocity with respect to the inertial space of the imaging device. A gyro unit for detecting the rotation angle angular velocity command for the inertial space of the image pickup device, a commanding device for outputting an elevation angle command, and an orthogonal elevation angle command, and the inclinometer and the orthogonal elevation shaft respectively output from the commanding device. A command converter that calculates an orthogonal elevation / depression axis angular velocity command based on the angle and the orthogonal elevation / depression axis angle command, and also calculates a depression / elevation angular velocity command based on the depression / elevation axis angle and depression / elevation axis angle commands output from the inclinometer and command device, respectively. First, second, and third motors respectively driving a swivel axis, an elevation axis, and an orthogonal elevation axis with respect to the inertial space of the image pickup device, the swivel axis angular velocity command, and the rotation of the gyro unit. A first amplifier that controls the first motor so that there is no difference from the axial angular velocity, and a second amplifier that controls the second motor so that there is no difference between the elevation / depression axial angular velocity command and the depression / elevation axial angular velocity of the gyro unit. A second amplifier, a third amplifier that controls the third motor so that there is no difference between the orthogonal elevation-axis angular velocity command and the orthogonal elevation-axis angular velocity of the gyro unit, the first amplifier, the third amplifier, No. 1 motor, a swivel axis and a gyro section, a swivel axis rate loop, a second amplifier, a second motor, a vertical axis and a vertical axis rate loop formed by a gyro section, and the third amplifier. A third motor, an orthogonal elevation axis, and an orthogonal elevation rate loop formed by a gyro unit, which stabilizes the attitude of the imaging device mounted on the moving body with respect to the inertial space. Elevation axis angle meter, by a pivot rate loop gain and orthogonal elevation axis rate loop gain calculating the pivot Decoupling command for canceling the interference term from the orthogonal elevation axis to the pivot axis,
An attitude stabilizing device for an image pickup apparatus, comprising a turning axis decoupling command value calculator for adding the command to the turning axis rate loop. 【請求項３】移動体に搭載した撮像装置の慣性空間に対
する直交俯仰軸と俯仰軸の角度を検出する傾斜計と、上
記撮像装置の慣性空間に対する旋回軸角速度、俯仰軸角
速度、直交俯仰軸角速度を検出するジャイロ部と、上記
撮像装置の慣性空間に対する旋回軸角速度指令、俯仰軸
角度指令、直交俯仰軸角度指令を出力する指令器と、上
記傾斜計、指令器からそれぞれ出力される直交俯仰軸角
度と直交俯仰軸角度指令により直交俯仰軸角速度指令を
演算し、かつ上記傾斜計、指令器からそれぞれ出力され
る俯仰軸角度と俯仰軸角度指令により俯仰軸角速度指令
を演算する指令変換器と、上記撮像装置の慣性空間に対
する旋回軸、俯仰軸、直交俯仰軸をそれぞれ駆動する第
１、第２、第３のモータと、上記旋回軸角速度指令と上
記ジャイロ部の旋回軸角速度との差がなくなるように上
記第１のモータを制御する第１の増幅器と、上記俯仰軸
角速度指令と上記ジャイロ部の俯仰軸角速度との差がな
くなるように上記第２のモータを制御する第２の増幅器
と、上記直交俯仰軸角速度指令と上記ジャイロ部の直交
俯仰軸角速度との差がなくなるように上記第３のモータ
を制御する第３の増幅器と、上記第１の増幅器、第１の
モータ、旋回軸およびジャイロ部で形成される旋回軸レ
ートループと、上記第２の増幅器、第２のモータ、俯仰
軸およびジャイロ部で形成される俯仰軸レートループ
と、上記第３の増幅器、第３のモータ、直交俯仰軸およ
びジャイロ部で形成される直交俯仰軸レートループとを
備え、移動体に搭載した撮像装置の慣性空間に対する姿
勢を安定化する装置において、上記第１の増幅器とし
て、増幅器のゲインを上記傾斜計の俯仰軸角度に応じて
可変する可変ゲイン増幅器を用いた撮像装置の姿勢安定
化装置。3. An inclinometer for detecting an angle between a vertical elevation axis and a vertical elevation axis with respect to an inertial space of an image pickup device mounted on a moving body, and a turning axis angular velocity, a vertical elevation angle velocity, and a vertical elevation axis angular velocity with respect to the inertial space of the image pickup device. A gyro unit for detecting the rotation angle angular velocity command for the inertial space of the image pickup device, a commanding device for outputting an elevation angle command, and an orthogonal elevation angle command, and the inclinometer and the orthogonal elevation shaft respectively output from the commanding device. A command converter that calculates an orthogonal elevation / depression axis angular velocity command based on the angle and the orthogonal elevation / depression axis angle command, and also calculates a depression / elevation angular velocity command based on the depression / elevation axis angle and depression / elevation axis angle commands output from the inclinometer and command device, respectively. First, second, and third motors respectively driving a swivel axis, an elevation axis, and an orthogonal elevation axis with respect to the inertial space of the image pickup device, the swivel axis angular velocity command, and the rotation of the gyro unit. A first amplifier that controls the first motor so that there is no difference from the axial angular velocity, and a second amplifier that controls the second motor so that there is no difference between the elevation / depression axial angular velocity command and the depression / elevation axial angular velocity of the gyro unit. A second amplifier, a third amplifier that controls the third motor so that there is no difference between the orthogonal elevation-axis angular velocity command and the orthogonal elevation-axis angular velocity of the gyro unit, the first amplifier, the third amplifier, No. 1 motor, a swivel axis and a gyro section, a swivel axis rate loop, a second amplifier, a second motor, a vertical axis and a vertical axis rate loop formed by a gyro section, and the third amplifier. A third motor, an orthogonal elevation axis, and an orthogonal elevation rate loop formed by a gyro section, which stabilizes the attitude of the imaging device mounted on the moving body with respect to the inertial space. As the amplifier, the gain of the amplifier posture stabilization system of an image pickup apparatus using a variable gain amplifier for variably depending on the elevation axis angle of the inclinometer. 【請求項４】移動体に搭載した撮像装置の慣性空間に対
する直交俯仰軸と俯仰軸の角度を検出する傾斜計と、上
記撮像装置の慣性空間に対する旋回軸角速度、俯仰軸角
速度、直交俯仰軸角速度を検出するジャイロ部と、上記
撮像装置の慣性空間に対する旋回軸角速度指令、俯仰軸
角度指令、直交俯仰軸角度指令を出力する指令器と、上
記傾斜計、指令器からそれぞれ出力される直交俯仰軸角
度と直交俯仰軸角度指令により直交俯仰軸角速度指令を
演算し、かつ上記傾斜計、指令器からそれぞれ出力され
る俯仰軸角度と俯仰軸角度指令により俯仰軸角速度指令
を演算する指令変換器と、上記撮像装置の慣性空間に対
する旋回軸、俯仰軸、直交俯仰軸をそれぞれ駆動する第
１、第２、第３のモータと、上記旋回軸角速度指令と上
記ジャイロ部の旋回軸角速度との差がなくなるように上
記第１のモータを制御する第１の増幅器と、上記俯仰軸
角速度指令と上記ジャイロ部の俯仰軸角速度との差がな
くなるように上記第２のモータを制御する第２の増幅器
と、上記直交俯仰軸角速度指令と上記ジャイロ部の直交
俯仰軸角速度との差がなくなるように上記第３のモータ
を制御する第３の増幅器と、上記第１の増幅器、第１の
モータ、旋回軸およびジャイロ部で形成される旋回軸レ
ートループと、上記第２の増幅器、第２のモータ、俯仰
軸およびジャイロ部で形成される俯仰軸レートループ
と、上記第３の増幅器、第３のモータ、直交俯仰軸およ
びジャイロ部で形成される直交俯仰軸レートループとを
備え、移動体に搭載した撮像装置の慣性空間に対する姿
勢を安定化する装置において、上記第３の増幅器とし
て、増幅器のゲインを上記傾斜計の俯仰軸角度に応じて
可変する可変ゲイン増幅器を用いた撮像装置の姿勢安定
化装置。4. An inclinometer for detecting an angle between a vertical elevation axis and a vertical axis of an image pickup apparatus mounted on a moving body, and an inclining axis angular velocity, a vertical axis of elevation, and an orthogonal vertical axis of elevation of the image pickup apparatus with respect to the inertial space. A gyro unit for detecting the rotation angle angular velocity command for the inertial space of the image pickup device, a commanding device for outputting an elevation angle command, and an orthogonal elevation angle command, and the inclinometer and the orthogonal elevation shaft respectively output from the commanding device. A command converter that calculates an orthogonal elevation / depression axis angular velocity command based on the angle and the orthogonal elevation / depression axis angle command, and also calculates a depression / elevation angular velocity command based on the depression / elevation axis angle and depression / elevation axis angle commands output from the inclinometer and command device, respectively. First, second, and third motors respectively driving a swivel axis, an elevation axis, and an orthogonal elevation axis with respect to the inertial space of the image pickup device, the swivel axis angular velocity command, and the rotation of the gyro unit. A first amplifier that controls the first motor so that there is no difference from the axial angular velocity, and a second amplifier that controls the second motor so that there is no difference between the elevation / depression axial angular velocity command and the depression / elevation axial angular velocity of the gyro unit. A second amplifier, a third amplifier that controls the third motor so that there is no difference between the orthogonal elevation-axis angular velocity command and the orthogonal elevation-axis angular velocity of the gyro unit, the first amplifier, the third amplifier, No. 1 motor, a swivel axis and a gyro section, a swivel axis rate loop, a second amplifier, a second motor, a vertical axis and a vertical axis rate loop formed by a gyro section, and the third amplifier. A third motor, an orthogonal elevation axis, and an orthogonal elevation rate loop formed by a gyro section, which stabilizes the attitude of the imaging device mounted on the moving body with respect to the inertial space. As the amplifier, the gain of the amplifier posture stabilization system of an image pickup apparatus using a variable gain amplifier for variably depending on the elevation axis angle of the inclinometer.
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