JP7237604B2 - 目標捕捉を妨害するシステムおよび方法 - Google Patents

Description

本発明は、目標捕捉を妨害するためのシステムと方法に関し、特に連続的な目標追跡を抑制するための光学的システムに関する。

半自動制御を使った誘導ミサイル（いわゆるＳＡＣＬＯＳ；半自動指令照準線一致誘導方式）は、特に地上車両だけでなく、低速で飛行する、ヘリコプターに例示されるプラットフォームにとって脅威となる。例えば、このような誘導ミサイルにおいて、射手は照準光学系を使うことによって目標を狙い、誘導ミサイルを目標へ誘導する。照準光学系は誘導ミサイルの制御電子機器と通信をし、何らかの必要な操縦コマンドを送信する。ここで、射手はミサイルを目視し続けることによって、彼／彼女の目標を連続的に追跡する。例えば、誘導ミサイルとの通信は有線によって行うことができる。ただし、他のシステムでは無線、レーダーまたはレーザーによって通信を確保することもできる。後者の場合は、いわゆるレーザービームライダー（いわゆるビームライダー）を含む。よって、これらの操縦方法では、上述のように照準光学系によって目標を狙っている射手によって直接操縦が行われ、それに対応して誘導ミサイルを所望の目標へ操縦する。このような相手からの目標捕捉はできる限り回避すべき脅威を形成する。

上述の脅威に対応するために、非殺傷性であり、短距離における直接的な使用が意図されている、様々な従来型のシステムが存在する。例えば、米国特許6,007,218号と米国特許6,190,022号は、眩惑または閃光によって一時的な視覚の妨害を惹き起すレーザーまたはＬＥＤシステムを開示している。米国特許7,040,780号は複数のレーザー光源を備え、これらを重ね合わせ、狙っている方向のあらかじめ定められた領域に眩惑効果をもたらすレーザー兵器を開示している。

しかし、ここで開示したシステムは不充分であり、信頼性がありなおかつ独立の手段で相手による目標捕捉または連続的な目標追跡を検出するだけでなく、目標捕捉を防止するか、少なくとも目標捕捉を妨害する、代替的なシステムに対する需要がそれぞれある。

米国特許6,007,218号 米国特許6,190,022号 米国特許7,040,780号

上述の課題の少なくとも一部は請求項１のシステムと請求項１０の方法によって解決される。従属する請求項は有利な実施形態をさらに定義する。

本発明は、ある位置で開始し検出器によって検出可能な目標捕捉を妨害するのに適したシステムに関連する。検出器は、目標捕捉に応じて検出信号を供給する。システムは：
－前記検出信号に基づいて警報を出力する警報装置（例えば、検出器が検出信号を出力する場合）と、
－少なくとも一の妨害信号を供給する光学妨害器と、
－前記警報の出力に応じて、前記妨害信号を前記所定位置に向け、前記目標捕捉を防止するか、前記目標捕捉を少なくともより困難にする指令装置とを備えている。

ここで、位置は物体の配置または場所、目標捕捉を行う人間または装置であってもよい。特に、位置は照準光学系またはシステムに対して所定の距離および方向に位置調整されている光学システムの配置であってもよい。

任意的に光学妨害器はマルチスペクトルの光信号を特にパルスまたは連続的なレーザー信号である、マルチスペクトルの光信号を妨害信号として供給し、切り替え可能な複数の波長間で変更可能な波長で（任意の方法で）（例えば、あらかじめ定められたフィルタによって）妨害信号を供給する。例えば、マルチスペクトルの光信号は複数の色を含んでおり、だがさらに非可視光領域のスペクトル部分（例えば、近赤外領域、中赤外領域、または遠赤外領域からの赤外線）を含んでいてもよい。

任意的に光学妨害器は目標捕捉中におけるコントラスト減少をもたらす波長、強度またはパルス繰り返し数を有する妨害信号を供給する。この結果、射手はもはや潜在的な目標を知覚することができない。目標捕捉にカメラが使われている場合、妨害信号は潜在的な目標に重ね合わせられるか、コントラストの欠如により構造物を認識することができなくなる。

任意的にシステムはさらにある空間領域からの放射のスペクトル領域を判定する手段（例えば、スペクトルアナライザ）を備えている。検出される空間領域は、例えば指令装置が妨害信号を向けるように適応されている方向とは反対側にある。これにより、背景のスペクトル領域も検出される。さらに、光学妨害器は判定されたスペクトル領域に基づき妨害信号を変更してもよい（例えば、同じスペクトル領域で放射をする）。これにより、背景の前方においてカモフラージュを実現することができる。

任意的にシステムはさらに目標捕捉の位置までの距離を判定する距離測定装置を備えている。光学妨害器は測定距離によって妨害信号を変更してもよい。例えば、強度は潜在的な射手の目に害を与えないように調整されていてもよい。任意的に射手の姿勢または位置を（例えば、追加で方位と仰角を取得することによって）判定することができる。さらに距離測定装置は目標捕捉を妨害する前に距離の測定を行ってもよく、判定された距離に基づいて、妨害信号の例えば、強度、色などは潜在的な射手の目を保護するために適応されていてもよい。

任意的に指令装置は静止物体、飛翔物体、または動いている物体を追跡し、最小限の期間中、妨害信号を動く物体の方向に向けさせてもよい。さらに、指令装置はビーム偏向によってシステムの少なくとも一の構成要素の位置を隠蔽してもよい。

任意的に検出器はシステムの一部となっている。

任意的にシステムまたは検出器は少なくとも次のいずれかの構成要素を備えている：
－砲火検出器、
－飛来する飛翔体を検出するミサイル警報ユニット、
－レーザー誘導ミサイルを検出するレーザー警報システム、
－放射したレーザービームの再帰反射によって照準器を検出するスキャンニングレーザーシステム。

任意的にスキャンニングレーザーシステムはそのレーザービームを妨害信号としてシステムに供給する。光学妨害器、指令装置と、検出器もスキャンニングレーザーシステムを形成していてもよい。スキャンニングレーザーシステムはさらにレーザースキャンによって領域を断続的にスキャンしてもよく、検出器はレーザースキャンのとき、潜在的に目標捕捉に使われている光学装置からの再帰反射を検出信号として識別してもよい。

本発明の例示的な実施形態は、さらに目標捕捉を妨害する方法に関し、目標捕捉は所定位置において開始され、検出器によって検出可能である。検出器は目標捕捉への応答として検出信号を再び返す。方法は下記のステップを含む：
－検出器が検出信号を出力したときに、警報を出力するステップと、
－警報の出力に応じて、妨害信号を所定位置に向け、目標捕捉を防止するか、目標捕捉を少なくともより困難にするステップ。

このように、本発明の例示的な実施形態は、目標捕捉と干渉するか、いかなる目標捕捉を不可能にするための完全に自動的な防衛網を提供する。例示的な実施形態は、点滅光または様々な色の光によって射手または光学記録システム（例えば、カメラ）を刺激することによって、正確な目標捕捉を不可能にし、上述の技術的な課題の少なくとも一部を解決する。

光学妨害器を含む自動化システムは、例えば、マルチスペクトルレーザーまたはマルチスペクトルの光源（例えば、マルチスペクトルＬＥＤアレイ）を放射源とし、脅威を認識するための警報システムと、さらに光源への指令を出し、光源を調整して射手または光学的目標捕捉システムによる例示的なレーザー光の適切な変調が少なくとも妨害され、正確な目標追跡を防ぐように適応されている指令装置とをさらに備えている。

例示的な実施形態の利点は特に妨害信号のマルチスペクトル光が（射手または光学目標捕捉システムが知覚している）景色のコントラストを目標追跡が不可能な程度まで低下させる事実に起因する。特に、上述の利点は以下の機能によって実現／保証されている：
－光の色は常時切り替わっており、（例えば、対応するフィルタによって）対応する色を隠すのが不可能となっている。
－常時切り替わっている色はコントラスト低下または眩惑効果を増大させる効果がある。
－マルチスペクトル光によって例えば、光の可視光領域、近赤外領域、または中近赤外領域、またはその他のスペクトルの様々なスペクトル領域をカバーすることができる。このため、眩惑効果によってカメラまたは他のスペクトル領域で動作するその他の光学検出装置の光学的捕捉を防ぐことができる。

本発明の例示的な実施形態は下記の発明を実施するための形態の説明と添付された様々な例示的な実施形態の図面を参照することによってよりよく理解することができるが、それらは具体的な実施形態の開示範囲を限定することを意図しておらず、それらは単なる説明を提供し、理解を容易にするためのものである。
図１は、本発明の例示的な実施形態に係る目標捕捉を妨害するシステムを示している。 図２は、射手によって目標捕捉が行われるシステムの可能な使用法の変形例を示している。

図１は、本発明の例示的な実施形態に係る、目標捕捉を妨害するシステム100を示している。目標捕捉は所定位置で開始され、検出器50によって検出可能である。検出器50は目標捕捉に応じて検出信号105を供給する。システム100は、警報115を出力するための警報装置110と、光学妨害器120と、指令装置130とを備えている。警報装置110は検出器50の検出信号105のための入力を含む。光学妨害器120は少なくとも一の妨害信号125を供給し、指令装置130は目標捕捉を防止するか、少なくも目標捕捉をより困難にするために、出力された警報115に応じ妨害信号125を目標捕捉の位置へ向ける。

任意的にスペクトル輻射領域を判定するための装置140が（システム100の一部としてか、独立して）空間領域において提供されていてもよく、目標捕捉が行われる領域の反対側にある空間領域は特に背景を備える。装置140は特に（目標捕捉の方向の）背景のスペクトルを判定するように適応されたスペクトルアナライザまたは光学記録装置（例えば、カメラ）を備えていてもよい。装置140の分析に基づき、光学妨害器120は妨害信号125をスペクトル的に背景に適合させ、効果的なカモフラージュを実現してもよい（一般に、潜在的な射手は背景のみを知覚する）。

警報装置110は脅威を認識するために動作し、例えば、ミサイル警報装置、レーザー警報装置、いわゆるスナイパー検出器の少なくともいずれかの警報装置を含む。さらに他の例示的な実施形態において、検出器50は警報装置110の一部であり、これによりシステム100に自動的に妨害信号125を出力させる警報115を誘起する。しかし、最初に（例えば、目視検査によって）脅威レベルを評価できるようにするため、警報システム110は光学妨害器120/指令装置130の起動を遅らせ、確認の後に妨害信号125を出力させてもよい。

システム100は（図１に示されていない）オプションの距離測定装置を備えていてもよい。オプションの距離測定では常時または要求されたときに（照準光学系への）脅威からの距離を監視し、距離を考慮に入れることによって適応的に眩惑効果を調整してもよい。

図２は、射手または照準器によって目標捕捉が行われるシステム100の可能な使用法の変形例を示している。検出器50が目標捕捉を検出した後、射手10による目標追跡を防ぐために射手10への妨害を行ってもよい。上述のように、警報装置110は光学妨害器120に告知をし、そして光学妨害器120は妨害信号125を生成し、射手が目標追跡をするのを防ぐために妨害信号125を指令装置130によって射手に向ける（各構成要素は図２に示されていない）。

例示的な実施形態によれば、光学妨害器120は光源または放射源としてマルチスペクトルレーザー、マルチスペクトルＬＥＤまたは、ＬＥＤアレイを備えており、これらはシステム100に統合された構成要素であってもよい。しかし、外部の放射源が使われてもよい。光学妨害器120は光を適切に変調させるために、対応する制御電子機器を備えていてもよい。

光学妨害器120の光源は例えば、眩惑効果、カムフラージュ効果（背景の前方におけるいずれかのコントラストの消滅）、刺激またはその他の効果（例えば、吐き気）を射手に起こすような方法で変調されてもよく、それによって目標捕捉を不可能にするか、少なくとも目標捕捉をより困難にする。さらに光学妨害器120の波長を変化させ、光信号が様々な色を有するようにし、例えばレーザー安全メガネなどの対策をより困難にしてもよい。妨害信号の波長が継続的に変化している場合、広帯域フィルタが使われなくてはならず、いかなる光も除去される結果となり、射手はもはや目視をすることができない。

指令装置130または光学妨害器120の位置が隠されている可能性もある。特に、例えばビーム偏向（いわゆるスキャニングまたはスイッチング）によって光学迷彩が行われている可能性がある。このため、例えば妨害信号125は異なる位置から同時に放射されてもよいし、異なる位置から逐次継続的に放射されてもよいし、または時系列で変化する位置から放射されてもよい。

しかし、目標捕捉（または目標追跡）が射手10によって行われることは必須ではない。目標捕捉または目標追跡は照準器または例えばカメラなどの光学記録装置によって、人間の介入なしに行われてもよい。

指令装置130は妨害信号125への指令と調整を行う。特に、妨害信号125は自動的に指令装置130によって認識された目標10（潜在的な射手）に向けられてもよい。指令装置130は例えば妨害信号125を例示的な兵器システムの照準器に向け、射手またはカメラシステムが照準器10の後方に配置されている事実があるかどうかに独立して眩惑効果をもたらしてもよい。

例示的な実施形態では、指令装置130および／または妨害信号125は射手または使われている光学記録装置に眩惑効果をもたらす。眩惑効果は、例えば変調された信号によって過剰刺激または刺激の除去を起こしてもよい。その結果、景色全体のコントラストが少なくとも低下させられる。これにより、例示的な射手または光学記録装置も、もはや目標を識別し追跡することができなくなる。射手の集中力の欠如が生じるように妨害信号125を選択してもよい。この結果、射手はもはや攻撃中に彼／彼女の目標を常時追跡することができず、そのため攻撃を中止せざるをえなくなる。

妨害信号125の変調（例えば明るさ、色、パルス周波数などの変化）は目またはカメラの各々の受像レンジを対応する光源に常時向けさせる。これはカメラにおいては例えば、受像器のゲインの減少または上昇を生じさせる。例えば一時的に妨害信号を切ることによってゲインの上昇を起こすことができる。システムまたは射手の目が常時適応しなくてはならなくなるように、上述のような変化を継続的に行うことができる。それぞれのケースにおいて実際の目標をもはや知覚できなくさせられるかもしれない。しかし、上述の条件の変化がなくとも、コントラストの低下は目標捕捉を不可能にさせる。

例示的なスペクトルアナライザ140は潜在的な背景を検出し、射手10が知覚しており、妨害信号125が放射されている方向とは反対側にある背景のスペクトル波長分布を判定（スペクトル分析を）する。これに基づき、背景に対するコントラスト低下が恒久的にもたらされるよう、放射測定により妨害信号125を背景に適応させることができる。これにより、妨害信号125が背景放射（例えば、主に背景に存在するスペクトル領域）のスペクトル成分と同一または似た波長を有するように妨害信号125を適応的に（スペクトル的に）背景に合わせることができる。このため、システムまたはシステムが設置されている物体（例えば、航空機、船舶または陸上車両）を背景の前方において全く認識されないか、ほとんど認識されなくすることができる。

他の例示的な実施形態では、特に規定のスペクトル領域において、コントラスト低減をより長期間または恒久的に実行してもよい。例えば、空または水に対するプラットフォーム（例えば、飛翔物体または船）のコントラストを低下させるために妨害信号をＵＶまたは青のスペクトル領域において常時有効化してもよい。

他の例示的な実施形態では、妨害信号によってスナイパーまたはＲＰＧ（ロケットによって駆動される擲弾）の射手を刺激し、それにより目標までの見通しを遮るか、目標捕捉を妨害信号によって生じたコントラストの欠如によって不可能にする。

さらに規定の点滅光（例えば、パターンとして）または色の変化する光を眩惑効果または少なくとも射手を刺激する妨害信号として使うことができる。

他の例示的な実施形態において、システム100と光学妨害器120は統合された目標捕捉を有する防衛システムの一部であって自動的に下記の機能を提供する：
－ 例えば、ライフルの砲火を検出する検出器50（いわゆる砲火検出器）によってスナイパーを識別する
－ 例えば、射手を認識するために照準目鏡の再帰反射を使う、スキャニングレーザーシステム（いわゆるスナイパー検出器または閃光検出器）によってスナイパーを識別する
－ 照準器の再帰反射を使うスキャニングレーザーシステム（いわゆる閃光検出器）によって兵器システムを識別する
－ ミサイル警報システムによって到来する誘導ミサイルを識別する
－ レーザー警報システムによってレーザー誘導ミサイル（いわゆるビームライダー）を識別する。

例えばレーザーシステムがスナイパーを識別するためだけに使われるよう、スキャニングレーザーシステムはスナイパーの識別を行ってもよい。任意的にスキャニングレーザーシステムのレーザーはスナイパーを妨害するために使われてもよい（すなわち、レーザーは妨害信号125として使われている）。別のレーザースキャニングシステムまたは同一のシステムを利用しており、目標捕捉を妨害するために使われている（それは妨害信号である）兵器システムを認識するときについても同様である。

他の例示的な実施形態において、光学妨害器120は陸上車両、飛行プラットフォームまたは、船舶の自己防衛を行う装置であるか、例えば倉庫、空港、いかなる防衛手段もない陸上車両などの危険に晒された物体を防衛する独立の装置である。

明細書、請求項および図面で開示された発明の機能はそれぞれ個別の機能であっても、いずれかの機能の組み合わせであっても発明を実現するために重要である。

10 射手／物体／目標捕捉ユニットの光学照準装置
50 検出器
100 目標捕捉を妨害するためのシステム
105 検出信号
110 警報装置
115 警報
120 光学妨害器
125 妨害信号
130 指令装置
140 背景スペクトルアナライザ

Claims (9)

1. 目標捕捉を妨害するシステム(100)であって、前記目標捕捉は所定位置において開始され、検出器(50)によって検出可能であり、前記検出器(50)は前記目標捕捉に応じて検出信号(105)を供給するシステム(100)であって、
   前記検出信号(105)に基づいて警報(115)を出力する警報装置(110)と、
   少なくとも一の妨害信号(125)を供給する光学妨害器(120)と、
   前記警報(115)の出力に応じて、前記妨害信号(125)を前記所定位置に向け、前記目標捕捉を防止するか、前記目標捕捉を少なくともより困難にする指令装置(130)と、
   前記指令装置(130)が前記妨害信号(125)を向けている方向とは反対側にある空間領域からの輻射のスペクトル領域を判定するデバイス(140)と、を備え、
   前記光学妨害器(120)は、特にパルスまたは連続したレーザー信号である、マルチスペクトルの光信号を前記妨害信号(125)として供給し、さらに前記光学妨害器(120)は、切り替え可能な複数の波長間で変更可能な波長で前記妨害信号(125)を供給し、
   前記光学妨害器(120)は、判定された前記スペクトル領域に基づいて前記妨害信号(125)を変更する、
   システム(100)。
2. 前記光学妨害器(120)は、前記目標捕捉中におけるコントラスト減少をもたらす波長、強度またはパルス繰り返し数を有する、特に可視光スペクトル領域または赤外線スペクトル領域にある、前記妨害信号(125) を供給する、
   請求項１に記載のシステム(100)。
3. 前記所定位置までの距離を判定する距離測定装置を備え、
   前記光学妨害器(120)は計測された前記距離に基づいて前記妨害信号(125)を変更する、 請求項１または２に記載のシステム(100)。
4. 前記指令装置(130)は、静止物体、飛翔物体、または動いている物体を追跡し、最小限の期間中、前記妨害信号(125)を動く前記物体の方向に向けさせ、および／または、ビーム偏向によってシステム(100)の少なくとも一の構成要素の位置を隠蔽する、
   請求項１ないし３のいずれか一項に記載のシステム(100)。
5. 前記検出器は前記システム(100)の構成要素である、
   請求項１ないし４のいずれか一項に記載のシステム(100)。
6. －砲火検出器、
   －飛来する飛翔体を検出するミサイル警報ユニット、
   －レーザー誘導ミサイルを検出するレーザー警報システム、
   －放射したレーザービームの再帰反射によって照準器を検出するスキャンニングレーザーシステム、
   のうちの少なくとも一を備えた、請求項１ないし５のいずれか一項に記載のシステム(100)。
7. 前記スキャンニングレーザーシステムは妨害信号(125)としてレーザービームを供給するか、または、
   前記光学妨害器(120)と、前記指令装置(130)と、前記検出器(50)とが前記スキャンニングレーザーシステムとして構成されている、
   請求項６に記載のシステム(100)。
8. 目標捕捉を妨害する方法(100)であって、前記目標捕捉は所定位置において開始され、検出器(50)によって検出可能であり、前記検出器(50)は前記目標捕捉に応じて検出信号(105)を供給する方法(100)であって、
   前記検出器(50)が前記検出信号(105)を出力したときに警報(115)を出力するステップと、
   前記警報(115)の出力に応じて、妨害信号(125)を前記所定位置に向け、前記目標捕捉を防止するか、前記目標捕捉を少なくともより困難にするステップと、
   指令装置(130)が前記妨害信号(125)を向けている方向とは反対側にある空間領域からの輻射のスペクトル領域を判定するステップとを含み、
   前記妨害信号(125)は、特にパルスまたは連続したレーザー信号である、マルチスペクトルの光信号で供給され、さらに前記妨害信号(125)は、切り替え可能な複数の波長間で変更可能な波長で供給され、前記妨害信号(125)は、判定された前記スペクトル領域に基づいて変更される、
   方法(100)。
9. 前記妨害信号(125)は、空または水に対するプラットフォームのコントラストを低下させるために、ＵＶまたは青のスペクトル領域において常時有効化される、
   請求項１ないし７のいずれか一項に記載のシステム(100)。

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