JP6089812B2 - 誘導装置 - Google Patents

Description

この発明は、飛しょう体を指定目標の命中点に誘導する誘導装置に関する。

飛しょう体を目標へと誘導する誘導装置において、初中期誘導では飛しょう体に搭載した慣性装置から得られる自己位置を基に所望の目標位置に向かって誘導され、その後の終末期誘導では電波レーダを用いて目標の追尾を行い、追尾目標に会合するように誘導がなされるものがある。この誘導装置は、誘導時間が長くなると自己位置の計測精度が劣化し、その後の目標追尾を行う際に、目標の幾何学的ロックオン確率が低下する。このため、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を用いた航法測位により自己位置を計測し、当該航法測位で得られた自己位置を用いて慣性装置から出力される自己位置を補正することで、自己位置の計測精度の向上を図っている。

特開平７−１３２８９２号公報

ＧＰＳのみを用いて慣性装置から出力される自己位置を補正する従来の誘導装置においては、電波妨害により測位衛星からの送信波が受信できないような場合に、自己位置の補正が不可能となり、幾何学的ロックオン確率が低下するという課題がある。

この発明は係る課題を解決するためになされたものであり、測位衛星からの送信波が受信できない状況であっても、慣性装置から出力される自己位置を補正することを目的とする。

この発明による誘導装置は、レーダにより得られたＤＢＳ（Ｄｏｐｐｌｅｒ Ｂｅａｍ Ｓｈａｒｐｅｎｉｎｇ）画像から特徴点を取得し、当該取得した特徴点と予め得られたＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）マップとの関係性を相互参照することで、ＳＡＲマップ上の対応する既知のランドマークの位置情報と既知のランドマークに対応するＤＢＳ画像上で得られた特徴点までの距離情報を用いて、自己位置を推定する自己位置推定部と、自己位置を出力する慣性装置と、上記自己位置推定部により推定された自己位置と、入力される補正自己位置との差分を求め、当該差分から慣性装置の出力する自己位置の誤差を推定する複合計算部と、上記複合計算部で推定された上記慣性装置の出力する自己位置の誤差を基に、上記慣性装置から出力される自己位置を補正し、この補正した補正自己位置を複合計算部に入力する慣性航法計算部と、慣性航法計算部の補正した補正自己位置に基いて、搭載される飛しょう体を誘導する制御信号を出力する航法計算部と、を備えたものである。

この発明によれば、測位衛星からの送信波が受信できない状況であっても、慣性装置から出力される自己位置を補正することができるので、自己位置推定の精度を向上させ、幾何学的ロックオン確率の低下を抑制することができる。

実施の形態１による誘導装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１による誘導装置の運用形態を示す図である。 実施の形態１による誘導装置の処理フローを示す図である。 実施の形態２による誘導装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態２による誘導装置の処理フローを示す図である。 実施の形態３による誘導装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態３による誘導装置の処理フローを示す図である。

実施の形態１．
図１は、この発明に係る実施の形態１による誘導装置の構成を示すブロック図である。図１において、実施の形態１による誘導装置３は飛しょう体１に搭載され、飛しょう体１を所望の目標に向けて誘導する。飛しょう体１は、図示しない発射装置から発射される。誘導装置３は、目標２への誘導信号を出力する航法計算機能を備えている。誘導装置３は、従来技術のＧＰＳのみを用いて慣性装置の自己位置を補正し精度を向上させる誘導装置と同様に、ＧＰＳアンテナ９、ＧＰＳ受信部１０、複合計算部１２、慣性装置１３、慣性航法計算部１４、及び航法計算部１５を備えている。また、実施の形態１による誘導装置３は、更にＤＢＳ画像生成部４、ランドマーク抽出処理部５、ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）マップ記録部６、相互参照部７、自己位置推定部８、及び切換部１１を備えていることを特徴とする。誘導装置３は、ＧＰＳ，ＧＬＯＮＡＳＳ，ＧＡＬＩＬＥＯ等の測位衛星からの送信波１８が受信できなくなり、ＧＰＳからの受信信号を用いて慣性装置１３から出力される自己位置を補正することができなくなった場合に、ＤＢＳ画像生成部４でＤＢＳ画像を取得し、取得したＤＢＳ画像をＳＡＲマップと相互参照することで自己位置を推定することができる。これにより、ＧＰＳの代わりにＤＢＳ画像から推定した自己位置を用いて、慣性装置から出力される自己位置を補正することができるので、幾何学的ロックオン確率の低下を抑制することができる。以下、誘導装置３の構成及び動作について更に説明する。

ＤＢＳ画像生成部４は、アンテナ部、送受信部及び信号処理部から構成される。ＤＢＳ画像生成部４は、そのアンテナ部から送信電波１７を空間へ送信し、橋，ビル等の建造物２５からの反射電波１８を受信する。ＤＢＳ画像生成部４は、その送受信部によりアンテナ部にて受信した反射電波１８の受信信号を得る。ＤＢＳ画像生成部４は、その信号処理部にて、この得られた受信信号からＤＢＳ（Ｄｏｐｐｌｅｒ Ｂｅａｍ Ｓｈａｒｐｅｎｉｎｇ）処理を用いて、建造物２５の振幅、距離、周波数の情報を含んだデジタルマップを、ＤＢＳ画像２７として生成する。ランドマーク抽出処理部５は、ＤＢＳ画像２７から、橋、ビル等の建造物２５における電波特性に特徴のあるポイント（特徴点）をランドマーク２９として抽出する。また、ランドマーク抽出処理部５は、抽出したランドマーク２９と誘導装置３との間の擬似距離及び擬似距離変化率を算出する。

ＳＡＲマップ記録部６は、人工衛星または航空機等に搭載される合成開口レーダ（ＳＡＲ）によって予め取得されたＳＡＲマップ情報１６が、飛しょう体１の発射前に外部入力装置から入力される。ＳＡＲマップ記録部６は、この入力されるＳＡＲマップ情報１６のＳＡＲマップが、相互参照部７からの参照によって出力可能に記録される。ＳＡＲマップには、複数のランドマークの絶対位置が含まれている。

相互参照部７は、ＳＡＲマップ記録部６を参照することでＳＡＲマップ記録部６から出力されたＳＡＲマップ２８が入力され、またランドマーク抽出処理部５で抽出したＤＢＳ画像２７中のランドマーク２９が入力される。相互参照部７は、この入力されるＳＡＲマップ２８とランドマーク２９を、擬似距離及び擬似距離変化率の相関をとり、ＤＢＳ画像２７中のランドマーク２９に対応する、ＳＡＲマップ上の少なくとも３点のランドマーク（後述の建造物３０）を特定する。

自己位置推定部８は、ＤＢＳ画像２７中のランドマーク２９に対応するＳＡＲマップ上の少なくとも３点のランドマーク（建造物３０）について、各ランドマーク（建造物３０）の絶対位置を求める。この少なくとも３点のランドマーク（建造物３０）の絶対位置と、各ランドマーク（建造物３０）に対応したＤＢＳ画像２７中の各ランドマーク２９までの少なくとも３つの擬似距離とから、三角測量法によって自己位置を推定する。

ＧＰＳアンテナ９は、測位衛星からの送信波１９を受信する。ＧＰＳ受信部１０は、ＧＰＳアンテナからの受信信号を基に、航法測位によって自己位置を計算する。切換部１１は、複合計算部１２へ自己位置を出力する。切換部１１は、ＧＰＳ受信部１０において測位衛星からの送信波が正常に受信できていない場合に、ＧＰＳ受信部１０にて得られた自己位置を、自己位置推定部８にて得られた自己位置に切り替えて、複合計算部１２へ出力する。複合計算部１２は、切換部１１から入力された自己位置ｘと、慣性航法計算部１４から入力される補正自己位置ｘ１との差分を求め、当該差分から慣性装置１３から得られる自己位置情報の出力値の誤差δを推定する。慣性装置１３は、加速度センサ、ジャイロセンサ等の慣性センサを用いて測位を行い、測位した自己位置情報ｘ０を慣性航法計算部１４に出力する。慣性航法計算部１４は、複合計算部１２で推定された慣性装置１３の出力値の誤差δを基に、慣性装置１３からの出力値ｘ２を補正し、この補正した補正自己位置ｘ１を複合計算部１２及び航法計算部１５に出力する。

航法計算部１５は、慣性航法計算部１４から入力される補正自己位置から、飛しょう体１が指定された経路上を飛しょうするための制御信号２０を生成し、飛しょう体１の制御装置に出力する。なお、誘導装置３以外の飛しょう体１に搭載されている翼、推進装置等の機器については、記載を省略する。

次に、実施の形態１による誘導装置３の動作について、図２、３を用いて説明する。図２は、実施の形態１による誘導装置３の運用形態を示す図である。図３は、実施の形態１による誘導装置の処理フローを示す図である。

図２において、飛しょう体１は、初期位置２４から発射された後、誘導装置３に誘導されて飛しょう経路２２を辿り、固定及び低速移動中の目標２に向かって飛しょうする。飛しょう体１は、山等の障害物２１を避けるように飛しょう経路２２を通過する。なお、図２において、符号２３は従来の誘導装置に誘導された場合に通過する飛しょう経路、符号２５は橋，ビル等の建造物、符号２６は飛しょう中に測位衛星からの送信波１８を受信できなくなった地点、符号２７はＤＢＳ画像の概略図、符号２８はＳＡＲマップの概略図、符号２９はランドマーク、符号３０はＳＡＲマップ上のランドマークとなる建造物を示している。

実施の形態１による飛しょう体１は、初中期誘導の間、誘導装置３において周期的に図３に示す処理フローに従った処理が実施される。このとき、飛しょう体１は、指定された経路上を飛しょうするための制御信号を出力することで、初中期誘導において山，崖等の障害物２１を避けながら、指定された経路に沿う飛しょう経路２２を飛しょうして、目標２へと誘導される。

ところで、従来の誘導装置の搭載された飛しょう体は、その誘導装置がＧＰＳのみを用いて慣性装置の自己位置を補正していたため、飛しょう中に地点２６にて測位衛星からの送信波１８を受信できなくなると、位置精度の劣化した慣性装置からの出力値がＧＰＳを用いて補正することができなくなる。これによって、従来の誘導装置の搭載された飛しょう体は、飛しょう経路２３のような指定された経路からはずれた経路を通ってしまい、幾何学的ロックオン確率が低下することとなる。

これに対し、実施の形態１による誘導装置３の搭載された飛しょう体１は、図３の処理フローに従って誘導されることで、この課題を解決している。以下、図３の処理フローについて説明する。

まず、ステップＳ００１において、図２のように初期位置２４から指定された飛しょう経路２２を飛しょうする途中で、誘導装置３は、ＧＰＳアンテナ９からの受信信号を基に、ＧＰＳ受信部１０において自己位置を計算する。

次に、ステップＳ００２において、切換部１１は、ＧＰＳ受信部１０で計算された自己位置について、その自己位置が正常に計算されたものであるか否かの判定（以下、ＧＰＳ判定）を行う。ここで、ＧＰＳ判定が正常であれば、次のステップＳ００３に進み、異常であれば別に分岐した処理のステップＳ００６に進む。

次に、ステップＳ００３において、複合計算部１２は、切換部１１から入力された自己位置と慣性航法計算部１４から入力される補正自己位置との差分から、慣性装置１３の出力値の誤差を推定する。

次に、ステップＳ００４において、慣性航法計算部１４は、複合計算部１２で推定された慣性装置出力値誤差を基に、慣性装置１３の出力値を補正し、補正自己位置を算出する。

次に、ステップＳ００５において、航法計算部１５は、慣性航法計算部１４からの補正自己位置から、飛しょう体１を指定された経路上を通過させるための制御信号２０を生成し、生成した制御信号２０を飛しょう体１の制御装置（図示せず）に出力する。

ここで、ステップＳ００６以降の処理について説明する。ステップＳ００２のＧＰＳ判定で、ＧＰＳ受信部１０で計算された自己位置が正常に計算されていないと判定された場合、ＤＢＳ画像生成部４にて送信電波１７を空間へ送信し、橋，ビル等の建造物２５からの反射電波１８を受信する。ステップＳ００６では、この受信信号からＤＢＳ画像生成部４がＤＢＳ処理を行い、橋等の建造物２５の振幅、距離、周波数の情報を含んだデジタルマップであるＤＢＳ画像を生成する。

次に、ステップＳ００７において、ランドマーク抽出処理部５は、ＤＢＳ画像の振幅、距離、周波数の電波特性から、橋，ビル等の建造物種別、大きさ、向き等を推定し、これらの中で特徴のあるものをランドマーク２９として抽出する。例えば、推定した建造物種別が特定の種別である、また推定した大きさ（寸法，面積等）が特定の値よりも大きい、また推定した向きが所定の方向を向いている（例えば長手方向が特定の方位，仰角方向を向いている等）等の予め設定された特定の条件に合致する場合に、その特定の条件に合致するものを特徴のあるものとして抽出する。また、ランドマーク２９と誘導装置３の擬似距離及び擬似距離変化率を算出する。ランドマーク抽出処理部５は、抽出したランドマーク２９及びその算出した擬似距離及び擬似距離変化率を、相互参照部７に出力する。

次に、ステップＳ００８において、相互参照部７は、ＳＡＲマップ記録部６で記録されているＳＡＲマップ上の建造物３０とランドマーク抽出処理部５で抽出したランドマーク２９の擬似距離及び擬似距離変化率から相関をとり、ランドマーク２９に対応した建造物３０を特定する。ここで、少なくも３つのランドマーク２９について、少なくも３つの既知の建造物３０に対応したものであることの特定がなされる。

その次に、ステップＳ００９において、自己位置推定部８は、ＤＢＳ画像のランドマーク２９に対応するＳＡＲマップ上の少なくとも３点の建造物３０から、三角測量法によって自己位置を推定する。このとき、上述したようにランドマーク２９に対応する少なくとも３点の建造物３０の既知の絶対位置と、当該建造物３０のそれぞれに対応したＤＢＳ画像２７中の各ランドマーク２９までの少なくとも３つの上記算出した擬似距離とから、三角測量法によって自己位置を推定する。
ステップＳ００９以降のステップＳ００３〜Ｓ００５処理は、上述した通りである。

以上説明した通り、実施の形態１による誘導装置３は、ＧＰＳアンテナ９を介して測位衛星からの送信波を受信し、当該受信信号を基に自己位置を得るＧＰＳ受信部１０と、レーダにより得られたＤＢＳ画像から特徴点（ランドマーク２９）を取得し、当該取得した特徴点と予め得られたＳＡＲマップとの関係性を相互参照部７により相互参照し、相互参照により得られたＳＡＲマップ上の対応する既知のランドマーク（建造物３０）の位置情報と既知のランドマークに対応するＤＢＳ画像上で得られた特徴点までの距離情報を用いて、自己位置を推定する自己位置推定部８と、自己位置を出力する慣性装置１３と、上記ＧＰＳ受信部１０から得られた自己位置を出力するとともに、上記ＧＰＳ受信部１０にて測位衛星からの送信波が正常に受信できない場合に、当該出力する自己位置を、上記自己位置推定部の推定した自己位置に切り替えて出力する切換部１１と、上記切換部１１の出力する自己位置と、入力される補正自己位置との差分を求め、当該差分から慣性装置１３の出力する自己位置の誤差を推定する複合計算部１２と、上記複合計算部１２で推定された上記慣性装置１３の出力する自己位置の誤差を基に、上記慣性装置１３から出力される自己位置を補正し、この補正した補正自己位置を複合計算部１２に入力する慣性航法計算部１４と、慣性航法計算部１４の補正した補正自己位置が入力され、当該入力される補正自己位置に基いて、搭載される飛しょう体１を誘導する制御信号を出力する航法計算部１５と、を備えたことを特徴とする。

これによって、測位衛星からの送信波が受信できなくなっても、別の測位情報を用いて慣性装置１３から出力される自己位置を補正することができるので、自己位置推定の精度をより向上させ、幾何学的ロックオン確率の低下を抑制することができる。

実施の形態２．
図４は、この発明に係る実施の形態２による誘導装置の構成を示すブロック図である。図４に示す誘導装置３ｂは、実施の形態１の誘導装置３からＧＰＳアンテナ９、ＧＰＳ受信部１０、切換部１１を除いたものであって、誘導装置を小型軽量化することができる。図４において、飛しょう体１は誘導装置３ｂを備えており、誘導装置３ｂは、ＤＢＳ画像生成部４、ランドマーク抽出処理部５、ＳＡＲマップ記録部６、相互参照部７、自己位置推定部８、複合計算部１２、慣性装置１３、慣性航法計算部１４、航法計算部１５を備えている。図１と異なり、自己位置推定部８は、推定した自己位置を複合計算部１２に直接入力する。その他、図１と同じ符号のものは同一相当のものを示している。

図５は、実施の形態２による誘導装置３ｂの処理フローを示す図である。
飛しょう体１は、初中期誘導の間、誘導装置３ｂにおいて周期的に図５に示す処理フローを実施し、指定された経路上を飛しょうするための制御信号出力することで、目標２へ誘導される。

ここで、図５の処理フローを用いて実施の形態２の動作を説明する。

まず、ステップＳ０１０において、飛しょう体１の飛しょう中、ＤＢＳ画像生成部４にて送信電波１７を空間へ送信し、橋，ビル等の建造物２５からの反射電波１８を受信し、受信信号からＤＢＳ処理を用いて橋，ビル等の建造物２５の振幅、距離、周波数の情報を含んだデジタルマップであるＤＢＳ画像を生成する。

次に、ステップＳ０１１において、ランドマーク抽出処理部５は、ＤＢＳ画像の振幅、距離、周波数の電波特性から、橋，ビル等の建造物の種別、大きさ、向き等を推定し、これらの中で特徴のあるものをランドマーク２９として抽出する。例えば、推定した建造物種別が特定の種別である、また推定した大きさ（寸法，面積等）が特定の値よりも大きい、また推定した向きが所定の方向を向いている（例えば長手方向が特定の方位，仰角方向を向いている等）等の予め設定された特定の条件に合致する場合に、その特定の条件に合致するものを特徴のあるものとして抽出する。また、ランドマーク２９と誘導装置３の擬似距離及び擬似距離変化率を算出する。

次に、ステップＳ０１２において、相互参照部７は、ＳＡＲマップ記録部６で記録されているＳＡＲマップ上の建造物３０とランドマーク抽出処理部５で抽出したランドマーク２９の擬似距離及び擬似距離変化率から相関をとり、ランドマーク２９に対応した建造物３０を特定する。ここで、少なくも３つのランドマーク２９について、少なくも３つの既知の建造物３０に対応したものであることの特定がなされる。

その次に、ステップＳ０１３において、自己位置推定部８は、ＤＢＳ画像のランドマーク２９に対応するＳＡＲマップ上の少なくとも３つの既知の建造物３０から、三角測量法によって自己位置を推定する。このとき、上述したようにランドマーク２９に対応する少なくとも３点の建造物３０の予め取得された既知の絶対位置と、当該建造物３０のそれぞれに対応したＤＢＳ画像２７中の各ランドマーク２９までの少なくとも３つの上記算出した擬似距離とから、三角測量法によって自己位置を推定する。

次に、ステップＳ０１４において、複合計算部１２は、自己位置推定部８から入力された自己位置と慣性航法計算部１４から入力される補正自己位置との差分から、慣性装置１３の出力値の誤差を推定する。

次に、ステップＳ０１５において、慣性航法計算部１４は、複合計算部１２で推定された慣性装置出力値誤差を基に、慣性装置１３の出力値を補正し、補正自己位置を算出し、複合計算部１２及び航法計算部１５に出力する。

次に、ステップＳ０１６において、航法計算部１５は、慣性航法計算部１４から入力される補正自己位置から、飛しょう体１を指定された経路上を通過させるための制御信号２０を生成し、生成した制御信号２０を飛しょう体１の制御装置（図示せず）に出力する。

以上説明した通り、実施の形態２による誘導装置３ｂは、レーダにより得られたＤＢＳ画像から特徴点（ランドマーク２９）を取得し、当該取得した特徴点と予め得られたＳＡＲマップとの関係性を相互参照部７により相互参照し、相互参照により得られたＳＡＲマップ上の対応する既知のランドマーク（建造物３０）の位置情報と既知のランドマークに対応するＤＢＳ画像上で得られた特徴点までの距離情報を用いて、自己位置を推定する自己位置推定部８と、自己位置を出力する慣性装置１３と、上記自己位置推定部８により推定された自己位置と、入力される補正自己位置との差分を求め、当該差分から慣性装置１３の出力する自己位置の誤差を推定する複合計算部１２と、上記複合計算部１２で推定された上記慣性装置１３の出力する自己位置の誤差を基に、上記慣性装置１３から出力される自己位置を補正し、この補正した補正自己位置を複合計算部１２に入力する慣性航法計算部１４と、慣性航法計算部１４の補正した補正自己位置が入力され、当該入力される補正自己位置に基づいて、搭載される飛しょう体１を誘導する制御信号を出力する航法計算部１５と、を備えたことを特徴とする。

これによって、実施の形態１よりも精度が劣るものの、測位衛星からの送信波が受信できない状況下であっても、ＤＢＳ画像生成部により得られた特徴点を用いて推定したＧＳＰを用いて得られる測位情報とは別の測位情報を用いて、慣性装置１３から出力される自己位置を補正することができるので、自己位置推定の精度を向上させ、幾何学的ロックオン確率の低下を抑制することができる。

実施の形態３．
図６は、この発明に係る実施の形態３による誘導装置の構成を示すブロック図である。図６に示す誘導装置３ｃは、実施の形態１の誘導装置３において、光波センサ部３１及びランドマーク検出部３２を付加したことを特徴とする。実施の形態３による誘導装置３ｃは、測位衛星からの送信波１９が受信できなくなっても、ＤＢＳ画像を取得するよりも早く慣性装置出力値の補正を開始することができるとともに、ＤＢＳ画像及び光学画像の２つをＳＡＲマップと比較することで、実施の形態１と比較して自己位置推定の精度を更に向上させることができる。

図６において、飛しょう体１は誘導装置３ｃを備えている。誘導装置３ｃは、ＤＢＳ画像生成部４、ランドマーク抽出処理部５、ＳＡＲマップ記録部６、相互参照部７、自己位置推定部８、ＧＰＳアンテナ９、ＧＰＳ受信部１０、切換部１１、複合計算部１２、慣性装置１３、慣性航法計算部１４、航法計算部１５、光波センサ部３１、ランドマーク検出部３２を備えている。図１と同じ符号のものは同一相当のものを示している。

図７は、実施の形態３による誘導装置３ｃの処理フローを示す図である。
光波センサ部３１は、複数の画素により、橋，ビル等の建造物２５及び背景から放出される光エネルギー３９を測定し、測定した光エネルギー３９を画素毎の輝度階調で表現して光学画像を出力する。ランドマーク検出部３２は、光波センサ部３１から出力される光学画像中のピークポイント（例えば最大輝度、または所定閾値以上の高輝度値を与える画素領域）をランドマーク抽出画像として検出し、相互参照部７に出力する。飛しょう体１の初中期誘導の間、誘導装置３ｃは周期的に図７の処理フローを実施する。これによって誘導装置３ｃは、指定された経路２２上を飛しょうするための制御信号２０を、飛しょう体１の制御装置に出力することで、飛しょう体１が目標２へ向けて誘導される。

ここで、図７の処理フローを用いて実施の形態３の動作を説明する。
まず、ステップＳ０１７において、例えば図２のように初期位置２４から指定された飛しょう経路２２を飛しょうする途中で、誘導装置３ｃは、ＧＰＳアンテナ９からの受信信号を基に、ＧＰＳ受信部１０において自己位置を計算する。

次に、ステップＳ０１８において、切換部１１は、ＧＰＳ受信部１０で計算された自己位置について、その自己位置が正常に計算されたものであるか否かのＧＰＳ判定を行う。ここで、ＧＰＳ判定が正常であれば、次のステップＳ０１９に進み、異常であれば別に分岐した処理のステップＳ０２２及びＳ０２４に進む。

次に、ステップＳ０１９において、複合計算部１２は、切換部１１から入力された自己位置と慣性航法計算部１４から入力される補正自己位置との差分から、慣性装置１３の出力値の誤差を推定する。

次に、ステップＳ０２０において、慣性航法計算部１４は、複合計算部１２で推定された慣性装置出力値誤差を基に、慣性装置１３の出力値を補正し、補正自己位置を算出する。

次に、ステップＳ０２１において、航法計算部１５は、慣性航法計算部１４からの補正自己位置から、飛しょう体１を指定された経路上を飛しょうするための制御信号２０を生成し、生成した制御信号２０を飛しょう体１の制御装置（図示せず）に出力する。

ここで、ステップＳ０２２以降の処理について説明する。ステップＳ０１８のＧＰＳ判定で、ＧＰＳ受信部１０で計算された自己位置が正常に計算されていないと判定された場合、ＤＢＳ画像生成部４にて送信電波１７を空間へ送信し、橋，ビル等の建造物２５からの反射電波１８を受信する。ステップＳ０２２では、この受信信号からＤＢＳ画像生成部４がＤＢＳ処理を行い、橋等の建造物２５の振幅、距離、周波数の情報を含んだデジタルマップであるＤＢＳ画像を生成する。

次に、ステップＳ０２３において、ランドマーク抽出処理部５は、ＤＢＳ画像の振幅、距離、周波数の電波特性から、橋，ビル等の建造物種別、大きさ、向き等を推定し、これらの中で特徴のあるものをランドマーク２９として抽出する。また、ランドマーク２９との擬似距離及び擬似距離変化率を算出する。ランドマーク抽出処理部５は、抽出したランドマーク２９及びその算出した擬似距離及び擬似距離変化率を、相互参照部７に出力する。

また、ステップＳ０１８のＧＰＳ判定で、ＧＰＳ受信部１０で計算された自己位置が正常に計算されていないと判定された場合、Ｓ０２２の処理と同時に、ステップＳ０２４において、ランドマーク検出部３２は光波センサ部３１からの出力のピークをランドマーク抽出画像として検出する処理を行い、検出したランドマーク抽出画像を相互参照部７に出力する。

ステップＳ０２５では、相互参照部７が、ＳＡＲマップ記録部６で記録されているＳＡＲマップ上の建造物３０と、ランドマーク抽出処理部５で抽出したランドマーク２９と、ランドマーク検出部３２にて検出されたランドマーク抽出画像を総合的に比較して、ランドマーク２９に対応した建造物３０を特定する。ここで、少なくも３つのランドマーク２９について、少なくも３つの建造物３０に対応したものであることの特定がなされる。

その次に、ステップＳ０２６において、自己位置推定部８は、ＤＢＳ画像のランドマーク２９及び光学画像のランドマーク抽出画像に対応するＳＡＲマップ上の少なくとも３つの既知の建造物３０から、三角測量法によって自己位置を推定する。このとき、上述したようにランドマーク２９及び光学画像のランドマーク抽出画像に対応する少なくとも３点の建造物３０の予め取得された既知の絶対位置と、当該建造物３０のそれぞれに対応したＤＢＳ画像２７中の各ランドマーク２９までの少なくとも３つの上記算出した擬似距離とから、三角測量法によって自己位置を推定する。

以上説明した通り、実施の形態３による誘導装置３ｃは、光波センサ部３１から得られる光学画像からランドマーク抽出画像を取得するランドマーク抽出部３２を備え、レーダにより得られたＤＢＳ画像から特徴点（ランドマーク２９）を取得し、当該取得した特徴点、及び上記ランドマーク抽出部の取得したランドマーク抽出画像と、予め得られたＳＡＲマップとの関係性を相互参照部７により相互参照し、相互参照により得られたＳＡＲマップ上の対応する既知のランドマーク（建造物３０）の位置情報と既知のランドマークに対応するＤＢＳ画像上で得られた特徴点までの距離情報を用いて、自己位置を推定する自己位置推定部８と、自己位置を出力する慣性装置１３と、入力される自己位置と、入力される補正自己位置との差分を求め、当該差分から慣性装置１３の出力する自己位置の誤差を推定する複合計算部１２と、上記複合計算部１２で推定された上記慣性装置１３の出力する自己位置の誤差を基に、上記慣性装置１３から出力される自己位置を補正し、この補正した補正自己位置を複合計算部１２に入力する慣性航法計算部１４と、慣性航法計算部１４の補正した補正自己位置が入力され、当該入力される補正自己位置に基づいて、搭載される飛しょう体１を誘導する制御信号を出力する航法計算部１５と、を備えたことを特徴とする。また、ＧＰＳアンテナ９を介して測位衛星からの送信波を受信し、当該受信信号を基に自己位置を得るＧＰＳ受信部１０と、上記ＧＰＳ受信部１０から得られた自己位置を複合計算部１２へ上記入力される自己位置として出力するとともに、上記ＧＰＳ受信部１０にて測位衛星からの送信波が正常に受信できない場合には、当該出力する自己位置を、上記自己位置推定部８の推定した自己位置に切り替えて、上記複合計算部１２へ入力される自己位置として出力する切換部１１を備える。

これによって、実施の形態１、２の効果に加えて、自己位置推定の精度をより向上させることができる。

１ 飛しょう体、２ 目標、３ 誘導装置、４ ＤＢＳ画像生成部、５ ランドマーク抽出処理部、６ ＳＡＲマップ記録部、７ 相互参照部、８ 自己位置推定部、９ ＧＰＳアンテナ、１０ ＧＰＳ受信部、１１ 切換部、１２ 複合計算部、１３ 慣性装置、１４ 慣性航法計算部、１５ 航法計算部、１６ ＳＡＲマップ情報、１７ 送信電波、１８ 反射電波、１９ 測位衛星からの送信波、２０ 制御信号、２１ 障害物、２５ 橋，ビル等の建造物、２６ 測位衛星からの送信波を受信できなくなった地点、２７ ＤＢＳ画像概略図、２８ ＳＡＲマップ概略図、２９ ランドマーク、３０ ＳＡＲマップ上の建造物、３１ 光波センサ部、３２ ランドマーク検出部。

Claims (1)

1. ＧＰＳアンテナを介して測位衛星からの送信波を受信し、当該受信信号を基に自己位置を得るＧＰＳ受信部と、
   レーダにより得られたＤＢＳ（Ｄｏｐｐｌｅｒ Ｂｅａｍ Ｓｈａｒｐｅｎｉｎｇ）画像の振幅、距離、周波数の電波特性から建造物種別、大きさ、向きを推定し、この推定した建造物種別、大きさ、向きが予め設定された特定の条件に合致するものをランドマークとして抽出し、抽出したランドマークと自己の疑似距離及び疑似距離変化率を算出するランドマーク抽出処理部と、
   予め記録されているＳＡＲマップ上の建造物と上記ランドマーク抽出処理部の抽出したランドマークの疑似距離及び疑似距離変化率から相関をとり、少なくとも３つのランドマークに対応した少なくとも３つの既知の建造物を特定する相互参照部と、
   上記相互参照部の特定したＳＡＲマップ上の対応する少なくとも３つの既知の建造物の位置情報と既知の建造物に対応する上記ランドマーク抽出処理部によりＤＢＳ画像上で得られたランドマークまでの３つの疑似距離を用いて、三角測量により自己位置を推定する自己位置推定部と、
   自己位置を出力する慣性装置と、
   上記ＧＰＳ受信部から得られた自己位置を出力するとともに、上記ＧＰＳ受信部にて測位衛星からの送信波が正常に受信できない場合に、当該出力する自己位置を、上記自己位置推定部の推定した自己位置に切り替えて出力する切換部と、
   上記切換部の出力する自己位置と、入力される補正自己位置との差分を求め、当該差分から慣性装置の出力する自己位置の誤差を推定する複合計算部と、
   上記複合計算部で推定された上記慣性装置の出力する自己位置の誤差を基に、上記慣性装置から出力される自己位置を補正し、この補正した補正自己位置を複合計算部に入力する慣性航法計算部と、
   上記慣性航法計算部の補正した補正自己位置に基いて、搭載される飛しょう体を誘導する制御信号を出力する航法計算部と、
   を備えた誘導装置。

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