JP3045753B2 - 遠隔監視システムおよび遠隔監視方法 - Google Patents
遠隔監視システムおよび遠隔監視方法Info
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/64—Systems for coupling or separating cosmonautic vehicles or parts thereof, e.g. docking arrangements
- B64G1/646—Docking or rendezvous systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D7/00—Indicating measured values
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/64—Systems for coupling or separating cosmonautic vehicles or parts thereof, e.g. docking arrangements
- B64G1/646—Docking or rendezvous systems
- B64G1/6462—Docking or rendezvous systems characterised by the means for engaging other vehicles
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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、第１の物体と第２の物体とを組み立てる
作業を遠隔から監視するシステム、およびその遠隔監視
方法に関するものである。具体的には、例えば、宇宙航
行体と軌道上の宇宙基地とのドッキング時に用いて好適
な遠隔監視システムおよび遠隔監視方法に関する。
作業を遠隔から監視するシステム、およびその遠隔監視
方法に関するものである。具体的には、例えば、宇宙航
行体と軌道上の宇宙基地とのドッキング時に用いて好適
な遠隔監視システムおよび遠隔監視方法に関する。
「従来の技術」 第１の物体と第２の物体との組み立てを遠隔から監視
制御するのは、極めて難しいということがロボット工学
や、宇宙工学分野において知られている。これは、特
に、操作者が制御対称を直接目視で確認することができ
ないからである。そこで、このような遠隔監視を行う場
合、従来では複数台のテレビカメラを用いて制御対象の
直視画像を生成し、これに基づいて組み立て作業等を行
っていた。
制御するのは、極めて難しいということがロボット工学
や、宇宙工学分野において知られている。これは、特
に、操作者が制御対称を直接目視で確認することができ
ないからである。そこで、このような遠隔監視を行う場
合、従来では複数台のテレビカメラを用いて制御対象の
直視画像を生成し、これに基づいて組み立て作業等を行
っていた。
「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、既存のシステムおよび手法にあって
は、単に制御対象を画像として表示するため、第１の物
体と第２の物体との相対変位を表す各種のパラメータを
得ることができないばかりか、該パラメータに基づいた
効果的で正確な遠隔制御を行うことができなかった。
は、単に制御対象を画像として表示するため、第１の物
体と第２の物体との相対変位を表す各種のパラメータを
得ることができないばかりか、該パラメータに基づいた
効果的で正確な遠隔制御を行うことができなかった。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、第
１の物体と第２の物体との相対変位を表す各種のパラメ
ータを生成し、該パラメータに応じて正確な遠隔制御を
行うことができる遠隔監視システムおよび遠隔監視方法
を提供することを目的としている。
１の物体と第２の物体との相対変位を表す各種のパラメ
ータを生成し、該パラメータに応じて正確な遠隔制御を
行うことができる遠隔監視システムおよび遠隔監視方法
を提供することを目的としている。
「課題を解決するための手段」 請求項１に記載の発明にあっては、第１の物体と第２
の物体との組立を遠隔から監視するための方法であっ
て、前記組立は、第２の物体に関する第１の物体の相対
変位の制御によって実行され、前記変位は、第２の物体
の方向への第１の物体の平行移動による接近運動と、第
２の物体に関する第１の物体の側方への平行移動運動
と、第２の物体に関する第１の物体の回転運動とであ
り、前記物体は、それぞれ、第１の組立部および第２の
組立部を有し、前記方法は、第１の物体および第２の物
体とそれぞれ連結された第１の参照マークおよび第２の
参照マークを定義する過程と、第１の参照マークにおい
て、前記相対変位の間に、第２の参照マークの原点と第
１の参照マークの原点との間の瞬時偏移値と、第１のマ
ークの対応する軸に関する第２のマークの軸のカルダン
角の瞬時値とを決定する過程と、表示手段上に、少なく
とも、第１の固定された多角形と前記表示手段上で可動
の第２の多角形と第２の多角形の内側にありかつ第２の
多角形に相似である第３の多角形とを表示するために、
前記瞬時値を処理する過程と、第１の多角形と第２の多
角形との間の一致を引き起こすために、かつ、第３の多
角形を第２の多角形内の中心に置くために、前記距離の
ゼロ値まで、前記表示に基づいて、前記相対変位の制御
によって動作する過程とを具備し、各マークは、原点と
３つの直交軸とによって定義され、第１の固定された多
角形は、前記第１の組立部の仮想の輪郭を示し、第２の
多角形は、前記第２の組立部の仮想の輪郭を示し、第１
の多角形と第２の多角形とは、同じ形状および同じサイ
ズを有し、第２の多角形は、第１の物体に関する第２の
物体のカルダン角の対応する瞬時値に依存する瞬時位置
および瞬時方位を有し、前記第３の多角形は、第２の多
角形内で可動し、かつ、第１の物体に関する第２の物体
の側方への偏移に依存する位置を占有することを特徴と
している。
の物体との組立を遠隔から監視するための方法であっ
て、前記組立は、第２の物体に関する第１の物体の相対
変位の制御によって実行され、前記変位は、第２の物体
の方向への第１の物体の平行移動による接近運動と、第
２の物体に関する第１の物体の側方への平行移動運動
と、第２の物体に関する第１の物体の回転運動とであ
り、前記物体は、それぞれ、第１の組立部および第２の
組立部を有し、前記方法は、第１の物体および第２の物
体とそれぞれ連結された第１の参照マークおよび第２の
参照マークを定義する過程と、第１の参照マークにおい
て、前記相対変位の間に、第２の参照マークの原点と第
１の参照マークの原点との間の瞬時偏移値と、第１のマ
ークの対応する軸に関する第２のマークの軸のカルダン
角の瞬時値とを決定する過程と、表示手段上に、少なく
とも、第１の固定された多角形と前記表示手段上で可動
の第２の多角形と第２の多角形の内側にありかつ第２の
多角形に相似である第３の多角形とを表示するために、
前記瞬時値を処理する過程と、第１の多角形と第２の多
角形との間の一致を引き起こすために、かつ、第３の多
角形を第２の多角形内の中心に置くために、前記距離の
ゼロ値まで、前記表示に基づいて、前記相対変位の制御
によって動作する過程とを具備し、各マークは、原点と
３つの直交軸とによって定義され、第１の固定された多
角形は、前記第１の組立部の仮想の輪郭を示し、第２の
多角形は、前記第２の組立部の仮想の輪郭を示し、第１
の多角形と第２の多角形とは、同じ形状および同じサイ
ズを有し、第２の多角形は、第１の物体に関する第２の
物体のカルダン角の対応する瞬時値に依存する瞬時位置
および瞬時方位を有し、前記第３の多角形は、第２の多
角形内で可動し、かつ、第１の物体に関する第２の物体
の側方への偏移に依存する位置を占有することを特徴と
している。
また、請求項５に記載の発明によれば、第２の物体を
伴う第１の物体の組立を遠隔監視するためのシステムで
あって、前記組立は、第２の物体に関する第１の物体の
相対変位の制御によって実行され、前記変位は、第２の
物体の方向への第１の物体の接近運動と、第２の物体に
関する第１の物体の側方への平行移動運動と、第２の物
体に関する第１の物体の回転運動とであり、前記物体
は、それぞれ、第１の組立部および第２の組立部を有
し、前記システムは、マーキング手段とコンピュータと
表示手段とを具備し、マーキング手段は、変位の間、第
１の物体と連結された第１の参照マークの原点と第２の
物体と連結された第２の参照マークの原点との間の偏移
の瞬時値を示す信号と、第２のマークの軸と第１のマー
クの対応する軸との間のカルダン角の瞬時値とを供給
し、各マークは、原点と３つの直交軸とによって定義さ
れ、瞬時値の表示信号は、マーキング手段の出力へ供給
され、コンピュータは、メモリとマーキング手段の出力
とに接続され、コンピュータは、第２の物体に関する第
１の物体の運動の前記監視を可能にするために、瞬時値
の表示信号を処理し、表示手段は、コンピュータの制御
出力に接続され、表示手段は、変位の間、表示手段上
に、少なくとも、表示手段上の第１の固定された多角形
と表示手段上で可動の第２の多角形と第２の多角形の内
側にありかつ第２の多角形に相似でありかつ前記第２の
多角形と同じ方位を有する第３の多角形とを表示し、第
１の多角形は、前記第１の組立部の仮想の輪郭を示し、
第２の多角形は、前記第２の組立部の仮想の輪郭を示
し、第１の多角形と第２の多角形とは、同じ形状および
同じサイズを有し、第２の多角形は、第１の物体に関す
る第２の物体のカルダン角の対応する瞬時値に依存する
瞬時位置および瞬時方位を有し、前記第３の多角形は、
第２の多角形内で可動し、かつ、第１の物体に関する第
２の物体の側方への偏移に依存する位置を占有し、前記
表示は、第２の物体に関する第１の物体の変位制御に基
づいて第２の物体に関する第１の物体の変位の結果とし
て動作するために、第２の物体に関する第１の物体の変
位を遠隔監視することを可能にすることを特徴としてい
る。
伴う第１の物体の組立を遠隔監視するためのシステムで
あって、前記組立は、第２の物体に関する第１の物体の
相対変位の制御によって実行され、前記変位は、第２の
物体の方向への第１の物体の接近運動と、第２の物体に
関する第１の物体の側方への平行移動運動と、第２の物
体に関する第１の物体の回転運動とであり、前記物体
は、それぞれ、第１の組立部および第２の組立部を有
し、前記システムは、マーキング手段とコンピュータと
表示手段とを具備し、マーキング手段は、変位の間、第
１の物体と連結された第１の参照マークの原点と第２の
物体と連結された第２の参照マークの原点との間の偏移
の瞬時値を示す信号と、第２のマークの軸と第１のマー
クの対応する軸との間のカルダン角の瞬時値とを供給
し、各マークは、原点と３つの直交軸とによって定義さ
れ、瞬時値の表示信号は、マーキング手段の出力へ供給
され、コンピュータは、メモリとマーキング手段の出力
とに接続され、コンピュータは、第２の物体に関する第
１の物体の運動の前記監視を可能にするために、瞬時値
の表示信号を処理し、表示手段は、コンピュータの制御
出力に接続され、表示手段は、変位の間、表示手段上
に、少なくとも、表示手段上の第１の固定された多角形
と表示手段上で可動の第２の多角形と第２の多角形の内
側にありかつ第２の多角形に相似でありかつ前記第２の
多角形と同じ方位を有する第３の多角形とを表示し、第
１の多角形は、前記第１の組立部の仮想の輪郭を示し、
第２の多角形は、前記第２の組立部の仮想の輪郭を示
し、第１の多角形と第２の多角形とは、同じ形状および
同じサイズを有し、第２の多角形は、第１の物体に関す
る第２の物体のカルダン角の対応する瞬時値に依存する
瞬時位置および瞬時方位を有し、前記第３の多角形は、
第２の多角形内で可動し、かつ、第１の物体に関する第
２の物体の側方への偏移に依存する位置を占有し、前記
表示は、第２の物体に関する第１の物体の変位制御に基
づいて第２の物体に関する第１の物体の変位の結果とし
て動作するために、第２の物体に関する第１の物体の変
位を遠隔監視することを可能にすることを特徴としてい
る。
「作用」 この発明によれば、マーキング手段が第１の物体に対
する第２の物体の相対変位およびカルダン角を生成し、
処理手段がこれらに基づいて瞬時偏差および瞬時カルダ
ン角を算出する。そして、表示手段がこの瞬時偏差およ
び瞬時カルダン角を数値表示すると共に、グラフィック
表示する。
する第２の物体の相対変位およびカルダン角を生成し、
処理手段がこれらに基づいて瞬時偏差および瞬時カルダ
ン角を算出する。そして、表示手段がこの瞬時偏差およ
び瞬時カルダン角を数値表示すると共に、グラフィック
表示する。
「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明
する。第１図はこの発明による一実施例のシステム概要
を示す図である。この図において、Ｎは第１の物体であ
る宇宙航行体、Ｓは第２の物体である軌道上の宇宙基地
である。ここで、宇宙航行体Ｎは、本発明による遠隔監
視システムおよび遠隔監視方法を用いて軌道上の宇宙基
地Ｓとランデブーする。この宇宙航行体Ｎの後部には、
ドッキング部分１が設けられ、一方、宇宙基地Ｓにもド
ッキング部分２が設けられている。これらドッキング部
分1,2はランデブー時に結合される。
する。第１図はこの発明による一実施例のシステム概要
を示す図である。この図において、Ｎは第１の物体であ
る宇宙航行体、Ｓは第２の物体である軌道上の宇宙基地
である。ここで、宇宙航行体Ｎは、本発明による遠隔監
視システムおよび遠隔監視方法を用いて軌道上の宇宙基
地Ｓとランデブーする。この宇宙航行体Ｎの後部には、
ドッキング部分１が設けられ、一方、宇宙基地Ｓにもド
ッキング部分２が設けられている。これらドッキング部
分1,2はランデブー時に結合される。
この宇宙基地Ｓと宇宙航行体Ｎとの相対変位は、異な
る動作によって形成される。これら動作の第１は、宇宙
航行体Ｎを宇宙基地Ｓへ並進運動によって接近させる動
作がある。第２には、宇宙航行体Ｎを宇宙基地Ｓに対し
て側方へ平行移動させる動作がある。第３には、宇宙航
行体Ｎを宇宙基地Ｓに対して回転移動させる動作があ
る。
る動作によって形成される。これら動作の第１は、宇宙
航行体Ｎを宇宙基地Ｓへ並進運動によって接近させる動
作がある。第２には、宇宙航行体Ｎを宇宙基地Ｓに対し
て側方へ平行移動させる動作がある。第３には、宇宙航
行体Ｎを宇宙基地Ｓに対して回転移動させる動作があ
る。
この発明による遠隔監視方法は、まず最初に第１の物
体Ｎ（以下、宇宙航行体Ｎを第１の物体と称す）におけ
る第１基準を選択する。この第１基準は、第１図におい
て、O1を原点とする直交座標（Xa,Ya,Za）によって定義
される。そして、第２の物体Ｓ（以下、宇宙基地Ｓを第
２の物体と称す）における第２基準、すなわち、O2を原
点とする直交座標（Xs,Ys,Zs）を選択する。
体Ｎ（以下、宇宙航行体Ｎを第１の物体と称す）におけ
る第１基準を選択する。この第１基準は、第１図におい
て、O1を原点とする直交座標（Xa,Ya,Za）によって定義
される。そして、第２の物体Ｓ（以下、宇宙基地Ｓを第
２の物体と称す）における第２基準、すなわち、O2を原
点とする直交座標（Xs,Ys,Zs）を選択する。
ところで、この軌道上ランデブーを行う際のこれら２
物体間の相対的位置は、これを計算する周知の外部シス
テムによって得られるものと仮定する。また、このラン
デブー時の監視は、第１の物体Ｎが第２の物体Ｓに接近
（およそ100m）した時点から実施される。そして、この
時の第１の物体Ｎは、ドッキング部分１を第２の物体Ｓ
のドッキング部分２に対向するよう姿勢を反転させる。
更に、上述した第１基準における原点O1は、ドッキング
部分１の重心位置に一致するものと仮定する。また、原
点O2にあっても、同様にドッキング部分２の重心位置に
一致するものとしている。また、第１の物体Ｎには、制
御手段Ｐが具備され、この手段Ｐの画面表示により相対
変位を制御できるようになっている。なお、この制御手
段Ｐの構成についてはその説明を省略する。
物体間の相対的位置は、これを計算する周知の外部シス
テムによって得られるものと仮定する。また、このラン
デブー時の監視は、第１の物体Ｎが第２の物体Ｓに接近
（およそ100m）した時点から実施される。そして、この
時の第１の物体Ｎは、ドッキング部分１を第２の物体Ｓ
のドッキング部分２に対向するよう姿勢を反転させる。
更に、上述した第１基準における原点O1は、ドッキング
部分１の重心位置に一致するものと仮定する。また、原
点O2にあっても、同様にドッキング部分２の重心位置に
一致するものとしている。また、第１の物体Ｎには、制
御手段Ｐが具備され、この手段Ｐの画面表示により相対
変位を制御できるようになっている。なお、この制御手
段Ｐの構成についてはその説明を省略する。
次に、上述した第１および第２基準の定義に続く、こ
の遠隔監視方法について説明する。ここでは、第２の物
体Ｓに接近する第１の物体Ｎの第１基準（O1,Xa,Ya,Z
a）の相対変位と、この第１基準の原点O1と第２基準の
原点O2との間の瞬時偏差値とを決定する。更に、第１基
準座標（Xa,Ya,Za）に対する第２基準座標（Xs,Ys,Zs）
のカルダン角、すなわち、ロール角、ピッチ角、ヨー角
を決定する。これら角度を決定する際には、原点O1,O2
を一致させて行う。こうした角度決定手法は、宇宙航行
術において周知のものであり、その詳細については省略
する。なお、第１基準座標に対する第２基準座標のロー
ル角ψ，ピッチ角θ，ヨー角φの関係は、第２図に示す
通りである。
の遠隔監視方法について説明する。ここでは、第２の物
体Ｓに接近する第１の物体Ｎの第１基準（O1,Xa,Ya,Z
a）の相対変位と、この第１基準の原点O1と第２基準の
原点O2との間の瞬時偏差値とを決定する。更に、第１基
準座標（Xa,Ya,Za）に対する第２基準座標（Xs,Ys,Zs）
のカルダン角、すなわち、ロール角、ピッチ角、ヨー角
を決定する。これら角度を決定する際には、原点O1,O2
を一致させて行う。こうした角度決定手法は、宇宙航行
術において周知のものであり、その詳細については省略
する。なお、第１基準座標に対する第２基準座標のロー
ル角ψ，ピッチ角θ，ヨー角φの関係は、第２図に示す
通りである。
このヨー角ψは、XsYs平面に投影した第１基準のXa軸
に第２基準のXs軸を一致させるZs軸回りの回転角度であ
る。ピッチ角θは、XsYs平面に投影したXa軸と第１基準
のXa軸とを一致させるYs軸回りの回転角度である。ロー
ル角φは、XsYs平面に投影したYa軸と第１基準のYa軸と
を一致させるXs軸回りの回転角度である。
に第２基準のXs軸を一致させるZs軸回りの回転角度であ
る。ピッチ角θは、XsYs平面に投影したXa軸と第１基準
のXa軸とを一致させるYs軸回りの回転角度である。ロー
ル角φは、XsYs平面に投影したYa軸と第１基準のYa軸と
を一致させるXs軸回りの回転角度である。
これらの角度は、第１基準と関連づけて第１の物体Ｎ
に配設されたカメラＣによって決定される。このカメラ
Ｃのレンズは、第２の物体ＳのターゲットＲに合焦する
ようになっている。このターゲットＲは、第２基準と関
連づけられ、第２の物体Ｓに配設されている。カメラＣ
から出力される画像信号は、コンピュータ３によって画
像処理が施される。そして、この画像処理によって瞬時
カルダン角が生成される。この瞬時カルダン角とは、第
１基準座標に対する第２基準座標の瞬時ロール角、瞬時
ピッチ角、瞬時ヨー角である。また、この画像処理で
は、第１基準の原点O1と第２基準の原点O2との間の瞬時
偏差値とを決定することができる。この瞬時偏差の内、
第１基準に対する第２基準の相対側方偏差は、第１基準
のXa軸およびZa軸から測定できる。また、第１基準に対
する第２基準の接近偏差は、第１基準のXa軸から測定で
きる。
に配設されたカメラＣによって決定される。このカメラ
Ｃのレンズは、第２の物体ＳのターゲットＲに合焦する
ようになっている。このターゲットＲは、第２基準と関
連づけられ、第２の物体Ｓに配設されている。カメラＣ
から出力される画像信号は、コンピュータ３によって画
像処理が施される。そして、この画像処理によって瞬時
カルダン角が生成される。この瞬時カルダン角とは、第
１基準座標に対する第２基準座標の瞬時ロール角、瞬時
ピッチ角、瞬時ヨー角である。また、この画像処理で
は、第１基準の原点O1と第２基準の原点O2との間の瞬時
偏差値とを決定することができる。この瞬時偏差の内、
第１基準に対する第２基準の相対側方偏差は、第１基準
のXa軸およびZa軸から測定できる。また、第１基準に対
する第２基準の接近偏差は、第１基準のXa軸から測定で
きる。
次に、上述した瞬時偏差およびカルダン角度（ψ，
θ，φ）を参照し、この遠隔監視方法による第１の物体
Ｎの変位制御について説明する。ここでは、第１の物体
Ｎと第２の物体Ｓとを確実に結合させるため、第１の物
体Ｎの変位制御が搭乗者の遠隔制御により行われる。こ
の遠隔制御には、第１の物体Ｎに搭載された表示手段４
が用いられる。この表示手段４は、例えば、ビデオディ
スプレイ等が用いられ、このビデオディスプレイに前述
したカルダン角および瞬時偏差を表すパラメータや、幾
何図形が表示される。
θ，φ）を参照し、この遠隔監視方法による第１の物体
Ｎの変位制御について説明する。ここでは、第１の物体
Ｎと第２の物体Ｓとを確実に結合させるため、第１の物
体Ｎの変位制御が搭乗者の遠隔制御により行われる。こ
の遠隔制御には、第１の物体Ｎに搭載された表示手段４
が用いられる。この表示手段４は、例えば、ビデオディ
スプレイ等が用いられ、このビデオディスプレイに前述
したカルダン角および瞬時偏差を表すパラメータや、幾
何図形が表示される。
第３図は、このパラメータおよび幾何図形が表示され
る表示手段４のディスプレイ画面を示す図である。この
幾何図形は、表示手段４の表示補助部に表示される。こ
の表示補助部は、実線で描かれた第１正方形PNと、破線
で描かれた十字線とからなる。この第１正方形PNは、ド
ッキング部分１の輪郭を模してあり、破線は第１基準の
Xa,Za軸を表し、その中心が原点となる。また、この表
示補助部には、破線の交点を中心とする円５が描かれて
いる。
る表示手段４のディスプレイ画面を示す図である。この
幾何図形は、表示手段４の表示補助部に表示される。こ
の表示補助部は、実線で描かれた第１正方形PNと、破線
で描かれた十字線とからなる。この第１正方形PNは、ド
ッキング部分１の輪郭を模してあり、破線は第１基準の
Xa,Za軸を表し、その中心が原点となる。また、この表
示補助部には、破線の交点を中心とする円５が描かれて
いる。
上述した幾何図形は、表示補助部上を移動する第２正
方形PS1からなる。この第２正方形PS1は、第２の物体に
おけるドッキング部分２の輪郭を模している。このよう
な第２正方形PS1は、第１正方形PNと同一形状である。
この第２正方形PS1が表示される表示補助部上の瞬時位
置および方向は、カルダン角（ψ，θ，φ）の瞬時値に
依存する。
方形PS1からなる。この第２正方形PS1は、第２の物体に
おけるドッキング部分２の輪郭を模している。このよう
な第２正方形PS1は、第１正方形PNと同一形状である。
この第２正方形PS1が表示される表示補助部上の瞬時位
置および方向は、カルダン角（ψ，θ，φ）の瞬時値に
依存する。
第２正方形PS1の内側には、これと相似で、かつ、同
じ向きの第３正方形PS2が表示される。この第３正方形P
S2は、第２正方形PS1の内側で移動し、その移動位置は
第１の物体Ｎに対する第２の物体Ｓの側方変位に依存す
る。なお、この側方変位は、前述したように第１基準の
Xa,Za軸から測定されるものである。このように、固定
された第１正方形PNに対し、カルダン角と瞬時偏差値と
に応じて第2,第３正方形の位置および向きが変わる巧妙
な表示が行われる。なお、こうした正方形の表示を可能
にする処理については、ここでは言及していない。
じ向きの第３正方形PS2が表示される。この第３正方形P
S2は、第２正方形PS1の内側で移動し、その移動位置は
第１の物体Ｎに対する第２の物体Ｓの側方変位に依存す
る。なお、この側方変位は、前述したように第１基準の
Xa,Za軸から測定されるものである。このように、固定
された第１正方形PNに対し、カルダン角と瞬時偏差値と
に応じて第2,第３正方形の位置および向きが変わる巧妙
な表示が行われる。なお、こうした正方形の表示を可能
にする処理については、ここでは言及していない。
第１の物体Ｎと第２の物体Ｓとを結合させる際の遠隔
監視は、次のように行う。まず、第２正方形PS1の内部
の第３正方形PS2センタリングさせ、次に、固定されて
いる第１正方形PNに第２正方形PS1が重なるようにす
る。このようにすることで、適正な姿勢で結合させるこ
とができる。すなわち、上述したセンタリングおよび重
ね合わせによって、第１基準座標のXa軸と第２基準座標
のXs軸とが一致し、第１基準座標のXa,Za軸と第２基準
座標のXs,Zs軸とが同じ向きになる。この時、第１基準
座標と第２基準座標とが全て一致する。
監視は、次のように行う。まず、第２正方形PS1の内部
の第３正方形PS2センタリングさせ、次に、固定されて
いる第１正方形PNに第２正方形PS1が重なるようにす
る。このようにすることで、適正な姿勢で結合させるこ
とができる。すなわち、上述したセンタリングおよび重
ね合わせによって、第１基準座標のXa軸と第２基準座標
のXs軸とが一致し、第１基準座標のXa,Za軸と第２基準
座標のXs,Zs軸とが同じ向きになる。この時、第１基準
座標と第２基準座標とが全て一致する。
第３図は、第１の物体Ｎが表示エリアZ2に示すカルダ
ン角を有し、表示エリアZ1に示す大きな側方変位を有す
る場合の一例を示すものである。この場合、第２正方形
PS1が第１正方形PNに対して左側に傾斜し、大きなロー
ル角で有ることを表示している。さらに、第２正方形PS
1内部の第３正方形PS2にあっては、中央より右下に位置
している。こうした位置は、第１の物体Ｎが右に大きく
ずれていることを表示するものである。
ン角を有し、表示エリアZ1に示す大きな側方変位を有す
る場合の一例を示すものである。この場合、第２正方形
PS1が第１正方形PNに対して左側に傾斜し、大きなロー
ル角で有ることを表示している。さらに、第２正方形PS
1内部の第３正方形PS2にあっては、中央より右下に位置
している。こうした位置は、第１の物体Ｎが右に大きく
ずれていることを表示するものである。
前述した第３正方形PS2の位置表示を直観的に判断で
きるようにするため、第２正方形PS1の頂点Ａと第３正
方形PS2のＡ′とを線分で結び、遠近像とする。この場
合、第３正方形PS2が第２正方形PS1の中央に位置する
と、各頂点の線分AA′は全て同じ長さになる。さらに、
これら正方形を識別し易くするため、例えば、第１正方
形PNを黄色、第２および第３正方形を青色にして表示色
を変える。このようにすると、より直観的に識別するこ
とができる。
きるようにするため、第２正方形PS1の頂点Ａと第３正
方形PS2のＡ′とを線分で結び、遠近像とする。この場
合、第３正方形PS2が第２正方形PS1の中央に位置する
と、各頂点の線分AA′は全て同じ長さになる。さらに、
これら正方形を識別し易くするため、例えば、第１正方
形PNを黄色、第２および第３正方形を青色にして表示色
を変える。このようにすると、より直観的に識別するこ
とができる。
第１基準のXa,Za軸に沿って測定される側方変位と、X
a軸に沿って測定される原点O1,O2間の距離とは表示エリ
アZ1に表示される。第３図に示す一例にあっては、距離
Ｘは75.3m、側方変位YRおよびZLはそれぞれ5.22m,2.40m
と表示されている。側方変位Ｙには、文字「Ｒ」が添え
られ、第１の物体Ｎが第２の物体Ｓに対して右方に位置
することを表している。ここで、第１の物体Ｎが左方に
位置している場合には、文字「Ｌ」が添えられる。一
方、側方変位Ｚには、文字「Ｌ」が添えられ、第１の物
体Ｎが第２の物体Ｓに対して下方に位置することを表し
ている。ここで、第１の物体Ｎが上方に位置している場
合には、文字「Ｈ」が添えられる。これらも、上述した
ように色分け表示されている。例えば、文字「Ｘ」，
「Ｙ」，「Ｚ」および「Ｍ」を黒地に白文字とし、図形
や文字「Ｒ」，「Ｌ」および「Ｈ」を緑色とする。
a軸に沿って測定される原点O1,O2間の距離とは表示エリ
アZ1に表示される。第３図に示す一例にあっては、距離
Ｘは75.3m、側方変位YRおよびZLはそれぞれ5.22m,2.40m
と表示されている。側方変位Ｙには、文字「Ｒ」が添え
られ、第１の物体Ｎが第２の物体Ｓに対して右方に位置
することを表している。ここで、第１の物体Ｎが左方に
位置している場合には、文字「Ｌ」が添えられる。一
方、側方変位Ｚには、文字「Ｌ」が添えられ、第１の物
体Ｎが第２の物体Ｓに対して下方に位置することを表し
ている。ここで、第１の物体Ｎが上方に位置している場
合には、文字「Ｈ」が添えられる。これらも、上述した
ように色分け表示されている。例えば、文字「Ｘ」，
「Ｙ」，「Ｚ」および「Ｍ」を黒地に白文字とし、図形
や文字「Ｒ」，「Ｌ」および「Ｈ」を緑色とする。
カルダン角であるヨー角ψ，ピッチ角θ，ロール角φ
は、それぞれ表示エリアZ2に表示される。第３図に示す
一例においては、ヨー角ψは−0.87゜、ピッチ角θは2.
56゜、ロール角φは4.09゜と表示されている。なお、こ
の表示エリアZ2も色分け表示されており、例えば、「YA
W（ヨー）」、「PITCH（ピッチ）」および「ROLL（ロー
ル）」を白文字、各角度の値およびシンボルを緑色にす
る。
は、それぞれ表示エリアZ2に表示される。第３図に示す
一例においては、ヨー角ψは−0.87゜、ピッチ角θは2.
56゜、ロール角φは4.09゜と表示されている。なお、こ
の表示エリアZ2も色分け表示されており、例えば、「YA
W（ヨー）」、「PITCH（ピッチ）」および「ROLL（ロー
ル）」を白文字、各角度の値およびシンボルを緑色にす
る。
第１の物体Ｎと第２の物体Ｓとは、次の状態で完全に
結合する。すなわち、第１正方形PN上に第２正方形PS1
が正確に重なり、しかも、第３正方形PS2が第２正方形P
S1の中心に位置する状況である。そして、ヨー，ピッ
チ，ロール角と、側方変位Y,Zと、距離Ｘとが全て０の
値となることである。このような監視は、相対動作制御
を可能にしている。この相対動作とは、目標に対して被
制御物を前後、左右、上下に移動させることを指す。
結合する。すなわち、第１正方形PN上に第２正方形PS1
が正確に重なり、しかも、第３正方形PS2が第２正方形P
S1の中心に位置する状況である。そして、ヨー，ピッ
チ，ロール角と、側方変位Y,Zと、距離Ｘとが全て０の
値となることである。このような監視は、相対動作制御
を可能にしている。この相対動作とは、目標に対して被
制御物を前後、左右、上下に移動させることを指す。
カルダン角の瞬時値を処理する過程では、第１の物体
Ｎの運動に応じて変化する瞬時カルダン角速度（ψ′，
θ′，φ′）が表示手段４にディスプレイされる。この
瞬時カルダン角速度は、カルダン角の時間変化から容易
に求めることができ、これは固定されたスケール上を移
動するカーソルによって示される。例えば、ヨー角の角
速度ψ′は表示エリアZ3に表示される。第３図に示す一
例にあっては、スケール７上をカーソル６によって「0.
72」と表示されており、これは0.72゜/secを意味してい
る。このスケール７の中央には、三角マーク８が位置し
ており、この位置は前述した表示補助部に描かれた第１
基準座標のZa軸の延長線上となる。このスケール７に
は、停止リミット9,10があり、通常の操作においては、
この停止リミット9,10の範囲内にカーソル６が位置す
る。このような表示エリアZ3を更に発展させ、色分け表
示することもできる。この場合、例えば、カーソル６を
黄色、このカーソル６内のヨー角角速度値を緑色で表示
する。停止リミット9,10は、それぞれ赤色部分と白色部
分とが交互に置かれて表示され、拡張部11はこはく色で
表示される。スケール７の中央部に位置する三角マーク
８は白色で表示される。カーソル６がこの三角マーク８
より右側にある程、ヨー角速度は増加する。
Ｎの運動に応じて変化する瞬時カルダン角速度（ψ′，
θ′，φ′）が表示手段４にディスプレイされる。この
瞬時カルダン角速度は、カルダン角の時間変化から容易
に求めることができ、これは固定されたスケール上を移
動するカーソルによって示される。例えば、ヨー角の角
速度ψ′は表示エリアZ3に表示される。第３図に示す一
例にあっては、スケール７上をカーソル６によって「0.
72」と表示されており、これは0.72゜/secを意味してい
る。このスケール７の中央には、三角マーク８が位置し
ており、この位置は前述した表示補助部に描かれた第１
基準座標のZa軸の延長線上となる。このスケール７に
は、停止リミット9,10があり、通常の操作においては、
この停止リミット9,10の範囲内にカーソル６が位置す
る。このような表示エリアZ3を更に発展させ、色分け表
示することもできる。この場合、例えば、カーソル６を
黄色、このカーソル６内のヨー角角速度値を緑色で表示
する。停止リミット9,10は、それぞれ赤色部分と白色部
分とが交互に置かれて表示され、拡張部11はこはく色で
表示される。スケール７の中央部に位置する三角マーク
８は白色で表示される。カーソル６がこの三角マーク８
より右側にある程、ヨー角速度は増加する。
次に、ピッチ角速度θ′は、上述した表示エリアZ3と
同様の形態により表示エリアZ4に表示される。第３図に
示す一例にあっては、スケール13上をカーソル12によっ
て「1.58」と表示されており、これは1.58゜/secを意味
している。このスケール13の中央には、三角マークが位
置しており、この位置は前述した表示補助部に描かれた
第１基準座標のYa軸の延長線上となる。このスケール13
には、停止リミット14,115がある。
同様の形態により表示エリアZ4に表示される。第３図に
示す一例にあっては、スケール13上をカーソル12によっ
て「1.58」と表示されており、これは1.58゜/secを意味
している。このスケール13の中央には、三角マークが位
置しており、この位置は前述した表示補助部に描かれた
第１基準座標のYa軸の延長線上となる。このスケール13
には、停止リミット14,115がある。
更に、ロール角速度φ′は、表示エリアZ5に表示され
る。この表示エリアZ5にあっても、上述した表示エリア
Z3,Z4と同様にして色分け表示されている。第３図に示
す一例にあっては、スケール13上をカーソル12によって
「1.58」と表示されており、これは1.58゜/secを意味し
ている。このスケール17の中央には、三角マーク20が位
置しており、この位置は前述した表示補助部に描かれた
第１基準座標のZa軸の延長線上となる。このスケール17
には、終端18,19がある。カーソル16が左側に行く程、
そのロール角速度は減少する。
る。この表示エリアZ5にあっても、上述した表示エリア
Z3,Z4と同様にして色分け表示されている。第３図に示
す一例にあっては、スケール13上をカーソル12によって
「1.58」と表示されており、これは1.58゜/secを意味し
ている。このスケール17の中央には、三角マーク20が位
置しており、この位置は前述した表示補助部に描かれた
第１基準座標のZa軸の延長線上となる。このスケール17
には、終端18,19がある。カーソル16が左側に行く程、
そのロール角速度は減少する。
次に、表示エリアZ6について説明する。この表示エリ
アZ6には、第１の物体Ｎと第２の物体Ｓとが接近する際
の瞬時変位、すなわち、接近速度Ｘ′が表示される。第
３図に示す一例にあっては、移動スケール22上の固定カ
ーソル21によって「150」と表示されており、これは接
近速度が150mm/secであることを意味している。この移
動スケール22には、停止端23と三角マーク24とが位置し
ており、これは接近速度Ｘ′を指示する。この接近速度
Ｘ′は、例えば、10秒後の予測値であり、dX′/dtの比
率間隔のレティクルによってその傾向が示される。矢印
25は、接近速度Ｘ′の増減を指示するものであり、例え
ば、この矢印25が下向きになっている場合には、２物体
間の相対接近速度を減少させる。
アZ6には、第１の物体Ｎと第２の物体Ｓとが接近する際
の瞬時変位、すなわち、接近速度Ｘ′が表示される。第
３図に示す一例にあっては、移動スケール22上の固定カ
ーソル21によって「150」と表示されており、これは接
近速度が150mm/secであることを意味している。この移
動スケール22には、停止端23と三角マーク24とが位置し
ており、これは接近速度Ｘ′を指示する。この接近速度
Ｘ′は、例えば、10秒後の予測値であり、dX′/dtの比
率間隔のレティクルによってその傾向が示される。矢印
25は、接近速度Ｘ′の増減を指示するものであり、例え
ば、この矢印25が下向きになっている場合には、２物体
間の相対接近速度を減少させる。
このような表示エリアZ6をさらに発展させ、色分け表
示することもできる。この場合、例えば、停止端23を赤
と白で色分けし、インジケータ26をこはく白で表示す
る。スケール22と数字とを白色、カーソル21を黄色で表
示する。
示することもできる。この場合、例えば、停止端23を赤
と白で色分けし、インジケータ26をこはく白で表示す
る。スケール22と数字とを白色、カーソル21を黄色で表
示する。
次に、表示エリアZ7について説明する。この表示エリ
アZ7には、第１基準座標のYa軸に沿って測定された移動
変位Ｙおよびその変位方向が表示される。第３図に示す
一例にあっては、２つの停止リミット28,29によって定
義される固定スケールにおいて移動するひし形カーソル
27により移動変位Ｙが表示される。この停止リミット2
8,29は、それぞれ２つの円から形成される。上述したス
ケールの中央には、セグメント30が位置しており、この
位置は前述した表示補助部に描かれた第１基準座標のZa
軸の延長線上となる。矢印31は、10秒後における移動変
位Ｙの変位方向を示し、この例にあっては、移動変位Ｙ
の変位方向が右方向の傾向にあることを表している。こ
うした表示エリアを色分け表示する場合、例えば、停止
リミット28,29を白色、セグメント30を黄色、矢印31を
緑色、そしてひし形カーソル27をマゼンタで表示する。
アZ7には、第１基準座標のYa軸に沿って測定された移動
変位Ｙおよびその変位方向が表示される。第３図に示す
一例にあっては、２つの停止リミット28,29によって定
義される固定スケールにおいて移動するひし形カーソル
27により移動変位Ｙが表示される。この停止リミット2
8,29は、それぞれ２つの円から形成される。上述したス
ケールの中央には、セグメント30が位置しており、この
位置は前述した表示補助部に描かれた第１基準座標のZa
軸の延長線上となる。矢印31は、10秒後における移動変
位Ｙの変位方向を示し、この例にあっては、移動変位Ｙ
の変位方向が右方向の傾向にあることを表している。こ
うした表示エリアを色分け表示する場合、例えば、停止
リミット28,29を白色、セグメント30を黄色、矢印31を
緑色、そしてひし形カーソル27をマゼンタで表示する。
次に、表示エリアZ8は、上述した表示エリアZ7と同じ
表示形態となる。この表示エリアZ8には、第１基準座標
のZa軸に沿って測定された移動変位Ｚおよびその変位方
向が表示される。そして、これらの表示は、表示エリア
Z7と同様に色分けされる。第３図に示すように、ひし形
カーソル32がスケール中央より上に位置しており、セグ
メント35から上向きの矢印36が表示されている。このよ
うな状況は、移動変位Ｚが上方にあることを表示してい
る。
表示形態となる。この表示エリアZ8には、第１基準座標
のZa軸に沿って測定された移動変位Ｚおよびその変位方
向が表示される。そして、これらの表示は、表示エリア
Z7と同様に色分けされる。第３図に示すように、ひし形
カーソル32がスケール中央より上に位置しており、セグ
メント35から上向きの矢印36が表示されている。このよ
うな状況は、移動変位Ｚが上方にあることを表示してい
る。
表示手段４の表示部中央には、円５の円周に沿って三
角マーク37が表示される。この三角マーク37は、前述し
たロール角φに応じた角度位置に表示されるようになっ
ている。
角マーク37が表示される。この三角マーク37は、前述し
たロール角φに応じた角度位置に表示されるようになっ
ている。
第１の物体Ｎに搭載されたカメラＣによって撮影した
ターゲットＲは、像Ｒ′として上述した円５の内側に表
示される。この像Ｒ′は、前述した正方形PS1,PS2と重
なって表示されるようになっている。そして、第１の物
体Ｎの搭乗者がこの像Ｒ′の表示位置に応じて２物体間
の結合を遠隔監視する。例えば、第１の物体Ｎに対する
第２の物体Ｓの対向面方向がずれないようにするため、
Ya,Za軸で規定される横平面における第２正方形PS1およ
び第３正方形PS2の方向と、この像Ｒ′とを一致させ
る。
ターゲットＲは、像Ｒ′として上述した円５の内側に表
示される。この像Ｒ′は、前述した正方形PS1,PS2と重
なって表示されるようになっている。そして、第１の物
体Ｎの搭乗者がこの像Ｒ′の表示位置に応じて２物体間
の結合を遠隔監視する。例えば、第１の物体Ｎに対する
第２の物体Ｓの対向面方向がずれないようにするため、
Ya,Za軸で規定される横平面における第２正方形PS1およ
び第３正方形PS2の方向と、この像Ｒ′とを一致させ
る。
次に、第４図は上述した像Ｒ′を形成するシステムの
構成を示すブロック図である。この図において、40はカ
メラＣとターゲットＲとから構成されるマーキング手段
である。このマーキング手段40の映像出力信号41から前
述したカルダン角および瞬時変位が生成される。このマ
ーキング手段40は、ターゲットＲを構成するリフレクタ
R1,R2,R3,R4およびR5の特性を取り入れる。すなわち、
カメラＣによって撮像されたターゲットＲの各リフレク
タR1〜R5の写り具合に応じてカルダン角および瞬時変位
が定義される。なお、この定義については後述する。な
お、このカメラＣには、CCD型のビデオカメラ等が好適
である。映像出力信号41は、コンピュータ３に供給され
る。このコンピュータ３は、カルダン角および瞬時変位
を生成するための処理を実行するものである。また、こ
のコンピュータ３に接続されるメモリ42には、前述した
各種パラメータが記録される。４は液晶や、カソードデ
ィスプレイ等によりカラー表示を行う表示手段である。
この表示手段４には、コンピュータ３から出力される制
御信号43が供給される。これにより、第３図に示した画
面が表示され、遠隔監視用のモニタとなる。
構成を示すブロック図である。この図において、40はカ
メラＣとターゲットＲとから構成されるマーキング手段
である。このマーキング手段40の映像出力信号41から前
述したカルダン角および瞬時変位が生成される。このマ
ーキング手段40は、ターゲットＲを構成するリフレクタ
R1,R2,R3,R4およびR5の特性を取り入れる。すなわち、
カメラＣによって撮像されたターゲットＲの各リフレク
タR1〜R5の写り具合に応じてカルダン角および瞬時変位
が定義される。なお、この定義については後述する。な
お、このカメラＣには、CCD型のビデオカメラ等が好適
である。映像出力信号41は、コンピュータ３に供給され
る。このコンピュータ３は、カルダン角および瞬時変位
を生成するための処理を実行するものである。また、こ
のコンピュータ３に接続されるメモリ42には、前述した
各種パラメータが記録される。４は液晶や、カソードデ
ィスプレイ等によりカラー表示を行う表示手段である。
この表示手段４には、コンピュータ３から出力される制
御信号43が供給される。これにより、第３図に示した画
面が表示され、遠隔監視用のモニタとなる。
次に、第５図はターゲットＲの構造を示す外観図であ
る。このターゲットＲを構成するリフレクタR1〜R5は、
一辺の大きさがC1の正方形である。リフレクタR1,R
3は、それぞれ第２基準座標のZs軸上に配設され、リフ
レクタR2,R4はそれぞれ同座標のYs軸に平行なYc軸上に
配設される。そして、これらリフレクタR1〜R4は、第２
基準座標におけるYs,Zs平面上で原点Ｏから等距離Ｌを
隔てて配置されている。リフレクタR5は、この原点Ｏか
ら距離Ｄを介して前記Ys,Zs平面上に配設されている。
このリフレクタR5は、一辺の大きさがC2（C2＞C1）の正
方形である。
る。このターゲットＲを構成するリフレクタR1〜R5は、
一辺の大きさがC1の正方形である。リフレクタR1,R
3は、それぞれ第２基準座標のZs軸上に配設され、リフ
レクタR2,R4はそれぞれ同座標のYs軸に平行なYc軸上に
配設される。そして、これらリフレクタR1〜R4は、第２
基準座標におけるYs,Zs平面上で原点Ｏから等距離Ｌを
隔てて配置されている。リフレクタR5は、この原点Ｏか
ら距離Ｄを介して前記Ys,Zs平面上に配設されている。
このリフレクタR5は、一辺の大きさがC2（C2＞C1）の正
方形である。
カメラＣは、第１基準座標のXa軸と一致するように方
向づけられている。そして、第６図に示すように、第２
基準とカメラＣとの距離や、第２基準に対するカメラＣ
の視準方向および位置に応じてZa,Ya軸平面におけるタ
ーゲットＲの見え方が変化する。このようなターゲット
Ｒの像がコンピュータ３によって画像解析が施され、こ
の解析結果であるカルダン角および瞬時変位が表示手段
４に表示される。
向づけられている。そして、第６図に示すように、第２
基準とカメラＣとの距離や、第２基準に対するカメラＣ
の視準方向および位置に応じてZa,Ya軸平面におけるタ
ーゲットＲの見え方が変化する。このようなターゲット
Ｒの像がコンピュータ３によって画像解析が施され、こ
の解析結果であるカルダン角および瞬時変位が表示手段
４に表示される。
この表示手段４において、例えば、第１の物体Ｎが第
２の物体Ｓから100m離れ、この時のカルダン角の角度偏
差が５゜である場合には、第２正方形PS1と第３正方形P
S2とは大きく外れる。これと位置ずれで２物体間の距離
が5mの場合には、角度偏差はわずか0.5゜になる。この
ように、最大偏差は第１の物体Ｎと第２の物体Ｓとの間
の距離に応じて変化し、その精度も距離に応じて向上す
る。この精度向上は、この実施例における宇宙航行体Ｎ
と宇宙基地Ｓとのドッキング時の変位制御を容易にす
る。
２の物体Ｓから100m離れ、この時のカルダン角の角度偏
差が５゜である場合には、第２正方形PS1と第３正方形P
S2とは大きく外れる。これと位置ずれで２物体間の距離
が5mの場合には、角度偏差はわずか0.5゜になる。この
ように、最大偏差は第１の物体Ｎと第２の物体Ｓとの間
の距離に応じて変化し、その精度も距離に応じて向上す
る。この精度向上は、この実施例における宇宙航行体Ｎ
と宇宙基地Ｓとのドッキング時の変位制御を容易にす
る。
なお、上述した実施例は、宇宙航行体Ｎと宇宙基地Ｓ
とのドッキングに適用した例であるが、これに限定され
ることはなく、ロボット工学分野等にも適用することが
できる。この場合、第１の物体を固定されたロボットア
ームとし、該ロボットアームによって第２の物体と結合
させる。
とのドッキングに適用した例であるが、これに限定され
ることはなく、ロボット工学分野等にも適用することが
できる。この場合、第１の物体を固定されたロボットア
ームとし、該ロボットアームによって第２の物体と結合
させる。
「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、マーキング
手段が第１の物体に対する第２の物体の相対変位および
カルダン角を生成し、処理手段がこれらに基づいて瞬時
偏差および瞬時カルダン角を算出する。そして、表示手
段がこの瞬時偏差および瞬時カルダン角を数値表示する
と共に、グラフィック表示するので、第１の物体と第２
の物体との相対変位を表す各種のパラメータを生成し、
該パラメータに応じて正確な遠隔制御を行うことができ
る。
手段が第１の物体に対する第２の物体の相対変位および
カルダン角を生成し、処理手段がこれらに基づいて瞬時
偏差および瞬時カルダン角を算出する。そして、表示手
段がこの瞬時偏差および瞬時カルダン角を数値表示する
と共に、グラフィック表示するので、第１の物体と第２
の物体との相対変位を表す各種のパラメータを生成し、
該パラメータに応じて正確な遠隔制御を行うことができ
る。
第１図はこの発明による一実施例のシステム概要を示す
図、第２図は同実施例におけるカルダン角を説明するた
めの図、第３図は同実施例における表示画面を示す図、
第４図は同実施例におけるターゲット像Ｒ′を形成する
システムの構成を示す図、第５図は同実施例におけるタ
ーゲットＲの構造を示す外観図、第６図はターゲット
Ｒ′像の一例を示す図である。 Ｎ……宇宙航行体（第１の物体）、Ｓ……宇宙基地（第
２の物体）、1,2……ドッキング装置、Ｃ……カメラ、
Ｒ……ターゲット、３……コンピュータ、４……表示手
段。
図、第２図は同実施例におけるカルダン角を説明するた
めの図、第３図は同実施例における表示画面を示す図、
第４図は同実施例におけるターゲット像Ｒ′を形成する
システムの構成を示す図、第５図は同実施例におけるタ
ーゲットＲの構造を示す外観図、第６図はターゲット
Ｒ′像の一例を示す図である。 Ｎ……宇宙航行体（第１の物体）、Ｓ……宇宙基地（第
２の物体）、1,2……ドッキング装置、Ｃ……カメラ、
Ｒ……ターゲット、３……コンピュータ、４……表示手
段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B64G 1/64 G05D 1/08 G05D 1/10
Claims (10)
- 【請求項１】第１の物体と第２の物体との組立を遠隔か
ら監視するための方法であって、 前記組立は、第２の物体に関する第１の物体の相対変位
の制御によって実行され、 前記変位は、第２の物体の方向への第１の物体の平行移
動による接近運動と、第２の物体に関する第１の物体の
側方への平行移動運動と、第２の物体に関する第１の物
体の回転運動とであり、 前記物体は、それぞれ、第１の組立部および第２の組立
部を有し、 前記方法は、 第１の物体および第２の物体とそれぞれ連結された第１
の参照マークおよび第２の参照マークを定義する過程
と、 第１の参照マークにおいて、前記相対変位の間に、第２
の参照マークの原点と第１の参照マークの原点との間の
瞬時偏移値と第１のマークの対応する軸に関する第２の
マークの軸のカルダン角の瞬時値とを決定する過程と、 表示手段上に、少なくとも、第１の固定された多角形と
前記表示手段上で可動の第２の多角形と第２の多角形の
内側にありかつ第２の多角形に相似である第３の多角形
とを表示するために、前記瞬時値を処理する過程と、 第１の多角形と第２の多角形との間の一致を引き起こす
ために、かつ、第３の多角形を第２の多角形内の中心に
置くために、前記距離のゼロ値まで、前記表示に基づい
て、前記相対変位の制御によって動作する過程と を具備し、 各マークは、原点と３つの直交軸とによって定義され、 第１の固定された多角形は、前記第１の組立部の仮想の
輪郭を示し、 第２の多角形は、前記第２の組立部の仮想の輪郭を示
し、 第１の多角形と第２の多角形とは、同じ形状および同じ
サイズを有し、 第２の多角形は、第１の物体に関する第２の物体のカル
ダン角の対応する瞬時値に依存する瞬時位置および瞬時
方位を有し、 前記第３の多角形は、第２の多角形内で可動し、かつ、
第１の物体に関する第２の物体の側方への偏移に依存す
る位置を占有する ことを特徴とする遠隔監視方法。 - 【請求項２】第１の物体と連結された表示手段上に前記
偏移の瞬時値とカルダン角の瞬時値とを表示する過程
を、更に有する ことを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項３】第１の物体は、ロボットのアームであり、 アームは、第２の物体を伴って組み立てられる ことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに
記載の方法。 - 【請求項４】第１の物体の組立部は、宇宙船の結合部で
あり、 第２の物体の組立部は、軌道宇宙基地の結合部であり、 宇宙船と宇宙基地との間のランデブーが監視される ことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに
記載の方法。 - 【請求項５】第２の物体を伴う第１の物体の組立を遠隔
監視するためのシステムであって、 前記組立は、第２の物体に関する第１の物体の相対変位
の制御によって実行され、 前記変位は、第２の物体の方向への第１の物体の接近運
動と、第２の物体に関する第１の物体の側方への平行移
動運動と、第２の物体に関する第１の物体の回転運動と
であり、 前記物体は、それぞれ、第１の組立部および第２の組立
部を有し、 前記システムは、マーキング手段とコンピュータと表示
手段とを具備し、 マーキング手段は、変位の間、第１の物体と連結された
第１の参照マークの原点と第２の物体と連結された第２
の参照マークの原点との間の偏移の瞬時値を示す信号
と、第２のマークの軸と第１のマークの対応する軸との
間のカルダン角の瞬時値とを供給し、 各マークは、原点と３つの直交軸とによって定義され、 瞬時値の表示信号は、マーキング手段の出力へ供給さ
れ、 コンピュータは、メモリとマーキング手段の出力とに接
続され、 コンピュータは、第２の物体に関する第１の物体の運動
の前記監視を可能にするために、瞬時値の表示信号を処
理し、 表示手段は、コンピュータの制御出力に接続され、 表示手段は、変位の間、表示手段上に、少なくとも、表
示手段上の第１の固定された多角形と表示手段上で可動
の第２の多角形と第２の多角形の内側にありかつ第２の
多角形に相似でありかつ前記第２の多角形と同じ方位を
有する第３の多角形とを表示し、 第１の多角形は、前記第１の組立部の仮想の輪郭を示
し、 第２の多角形は、前記第２の組立部の仮想の輪郭を示
し、 第１の多角形と第２の多角形とは、同じ形状および同じ
サイズを有し、 第２の多角形は、第１の物体に関する第２の物体のカル
ダン角の対応する瞬時値に依存する瞬時位置および瞬時
方位を有し、 前記第３の多角形は、第２の多角形内で可動し、かつ、
第１の物体に関する第２の物体の側方への偏移に依存す
る位置を占有し、 前記表示は、第２の物体に関する第１の物体の変位制御
に基づいて第２の物体に関する第１の物体の変位の結果
として動作するために、第２の物体に関する第１の物体
の変位を遠隔監視することを可能にする ことを特徴とする遠隔監視システム。 - 【請求項６】表示手段は、表示手段上に偏移の瞬時値と
カルダン角の瞬時値とを表示することを特徴とする請求
項５記載のシステム。 - 【請求項７】マーキング手段は、第２の物体に取り付け
られたリフレクタの特徴的なターゲットを有している ことを特徴とする請求項５または請求項６のいずれかに
記載のシステム。 - 【請求項８】表示手段は、スクリーン手段であり、 ターゲットの画像は、前記第１の多角形と前記第２の多
角形と前記第３の多角形と共に、スクリーン上に重ね合
わされる ことを特徴とする請求項７記載のシステム。 - 【請求項９】第１の物体はロボットのアームが取り付け
られており、 システムは、第２の物体の第２の結合部を伴ったアーム
の組立を監視するために使用される ことを特徴とする請求項５から請求項８のいずれかに記
載のシステム。 - 【請求項１０】第１の物体の組立部は、宇宙船の結合部
であり、 第２の物体の組立部は、軌道宇宙基地の結合部であり、 システムは、宇宙船と宇宙基地との間の宇宙ランデブー
を監視するために使用される ことを特徴とする請求項５から請求項８のいずれかに記
載のシステム。
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