JPH01177109A - 航走体の追尾装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 舅二立」 本発明は追尾装置に関し、特に三次元航走体の追尾装置
に関する。

従来技術。

従来のこの種の追尾装置は目標の方向に追尾する機能を
有するのみであシ、追尾する航路が最適ではないので、
目標を見失った場合には、再探知できる可能性が少ない
という欠点がある。

発明の目的 そこで、本発明はこの様な従来の欠点を解決すべくなさ
れたものであって、その目的とするところは、目標機と
自機との出会点を推定予測して、・自機の進路を決定す
るようにした航走体追尾装置４を提供することにある。

１里旦！底。

本発明によれば、所定間隔で目標機の位置座標を計算す
る手段と、目標機の航跡を時間の関数とするＮ次（Ｎは
２以上の整数）曲線にて近似させる手段と、過去Ｍ回に
おける目標機の前記位置座標を用いて得られる評価関数
を定義してこの評価関数が最小となるように前記評価関
数の各係数を求め、これ等係数を用いて前記Ｎ次曲線の
うち目標機の航跡に最も近い最適近似式を算出する手段
と、この最適近似式ＫＪ：、！ｌ）得られるｔ秒後の目
標機の位置と自機のｔ秒後の位置とによ）、両者の距離
を推定する手段と、この距離から時間をを求めてこの時
間をを最小とする自機の進路を推定する手段とを有し、
この進路に沿って自機を航行制御するようにした航走体
追尾装置が得られる。

発明の原理 目標機の航跡のうちＸ方向成分の時間ｔに関する軌跡が
、例えば第２図の点線で示す如き場合、測定装置により
得られた過去Ｍ（例えばＭ＝１０）回分のＸ、　Ｙ座標
（簡単のため二次元として考え、２座標は省略する）の
各測定値Ｘｋ、Ｘｋ−ｔ。

Ｘｋ−２＊・・・、Ｘｋ−９，Ｙｋ、　Ｙｋ−１，・・
・、Ｙｋ−９を用いて、以下の評価関数Ｊｘ、Ｊｙを夫
々定義する。

ＪＸ＝３４　Ｃ（Ｃｔ　−Ｘｋ、、　）　＋（Δａ１＋
Δｂ１＋Ｃ１−Ｘｋ−８）２＋・−・＋（（’＋Δ）　
ａｌ　＋　（９Δ）ｂ、　十ｃ１−Ｘｋ　）　　曲・曲
曲曲曲（１） Ｊｙ　０ＪイＣ、（Ｃ２−Ｙｋ−ｏ　）　２＋（Ｊ”ａ
　２　＋Δｂ２　＋Ｃ，−’−Ｙｋ−ａ　）　＋・・・
＋（（９Δ）ａ２＋（９すｂ２＋ｃ２−Ｙｋ）　　・・
・・・・・・曲・曲曲（２）但し、Δは測定間隔を示し
ている。

この様な評価関数Ｊｘ、Ｊｙを最小とする様なＮ次曲線
（例えば２次曲線）を Ｘ＝ａｌ　ｔ　十ｂＩ　ｔ　十ＣＩ　　・・・・・・・
・・・・・・・・　（３）ｙ＝ａ２ｔ　十ｂ２ｔ＋ｃ、
　　・・・・・・・・・・・・・・・（４）と仮定する
（第２図の実線参照）。

Ｊｘｓ　Ｊｙが最小となれば、次式が成立する。

（５）式から次式が得られる。

（Δ４＋（２Δ）４＋・・・＋９４Δ’）ａｘ＋ｔΔ３
＋（２Δ）３＋・・・＋９３Δ３）ｂ□＋（Δ２＋（２
Δ）２＋・・・＋９２Δ２）Ｃ１＝Δ〜に−ａ　＋　（
２Δ）”Ｘｋ−ａ＋・・・＋９２Δ２Ｘｋ・・・・・・
・・・・・・・・・　（７）（Δ３＋　（２Δ）３＋・
・・　＋９’／）ａ１＋（Δ２＋（２Δ）狼・・＋９２
Δ”）ｂＩ＋（Δ十（２Δ）＋・・・＋９Δ）Ｃ＋＝Δ
Ｘｋ−８＋（２Δ）Ｘｋ−ｓ＋・・・＋９ΔＸｋ・・・
・・・・・・・・・・・・　（８）（Δ２＋（２Δ）２
＋　・・・　＋９２Δ”）ａｔ＋（Δ＋（２Δ）＋−＋
９Δ）ｂ１＋１０ｃｌ＝ｘｋ−９＋Ｘｋ−ａ＋＋＋＋Ｘ
ｋ　　　・・・・・・・・・川・・・　（９）ここで、 α＝Δ４＋（２Δ）４＋・・・＋９４Δ４β＝Δ３＋　
（２Δ）３＋・・・＋９３Δ３ｒ＝Δ２＋（２Δ）２＋
・・・＋９２Δ２δ＝Δ＋（２Δ）＋・・・＋９Δ ε＝Ｍ＝１０ ｘ１＝Δ２Ｘｋ−ａ　＋、　（２Δ）２ｘｋ−、＋−＋
９２Δ２ＸｋＸ２＝ΔＸｋ−＋＋（２Δ）Ｘｋ−ｙ＋・
・・＋９ΔＸｋＸ、＝Ｘｋ−８＋Ｘｋ−７＋・・・十Ｘ
ｋとおくと、上記（７）、　（８）及び（９）式は次式
となる。

ここで、 とおくと、ａｌｙ　　Ｉｇ、　　ｃｌは次式となる。

こうして得られた各係数ａｌ＊　　ｂｌ、　　ｃｌにょ
シ、（３）式で近似した２次曲線のうち最適な近似曲線
が第２図の実線の如く求まる。

同様に、係数＆２ｅｂ２ｚ０２　　に関しても求められ
るので、（４）式で近似した２次曲線のうち最適な近似
曲線が得られることになるのである。そこで、自機のｔ
秒後の位置を、 ｘ＝ｘ６　＋ｖ　（ｃｏｓθ）　ｔ−曲−ａｎＶ＝Ｖｏ
　＋ｖ　（ｓｉｎθ）ｔ・・・・・・・・・・・・・・
・　αつとすると、目標機と自機との距離ｌは、１　＝
　（Ｘ−ｘ）＋　（Ｙ−ｙ）　　・・・・・・・・・・
・・・・・　（１３で表わされる。これは、ｔとθ（方
位）との関数になるから、をを最小とする０の値を求め
れば、出会点を推定することができることになる。

実施例 以上の発明原理に基づいて以下の実施例が得られる。

第１図は本発明の実施例のブロック図であシ、送受波器
１により得られた目標機に関する情報をビームフォーマ
２によ多信号処理し、目標機のドプラ、音圧、レンジ、
方位等から目標機までの距離及び方位を計算回路３によ
り算出する〇一方、慣性センサ４から入力された情報に
より自機の現在位置を推定回路５に、よシ算出推定する
。

計算回路３により得られた目標機までの距離及び方位、
更には推定回路５により得られた自機の現在位置とによ
り、目標機の現在位置座標（ｘ、　ｙ。

２）を計算回路６により算出する。この算出はΔ秒毎に
行われるものとする。

目標機の航跡を、時間をを関数とするＮ次曲線（例えば
２次曲線）によ！＋＋３１．　（４）式の如き近似式。

が得られる。これは近似回路７にて行われる。

次に、最適近似式計算回路８において、目標航跡の最適
近似式を求めるわけであるが、以下のようＫして求めら
れる。計算回路６にて得られた過去Ｍ回分（例えばＭ＝
１０とする）の目標機の位置座標を用いて、＋ｌｌｊ　
（２１式で示した評価関数Ｊｘ。

Ｊｙを定義し、とのＪｘ、Ｊｙが最小となる様な各係数
ａ１．ａｃｔ　ｂｌ、　ｂｌ等を（５）〜α１弐にりて
求める。こうして得られた各係数によ１１．　（２）式
の最適近似式が確定することになる。

次の距離推定回路９では、を秒後の自機と目標機との間
の距離ｌが求められるが、自機のｔ秒後の位置はαυ、
α２式であシ、よって当該距離ｌはＱ３式により算出さ
れることになる。Ｉ式はｔとθとの関数であるから、を
を最小とする０の値を求めれば、両様の出会点が推定可
能となる。この推定は進路推定回路１０にて行われるが
、この出会点へ達するまでの自機の速度については、ｔ
が最小時間となる必要性から、当然に自機の限界最高速
度となる。

進路推定回路１０による進路情報が運転制御回路１１を
介してアクチュエータ１２へ供給されて、目標機に対す
る追尾を行うことになる。このときの速度は自機の最高
速度とされ、目標機に対して最も早く正確に出会うこと
が可能となるのである。

上記実施例では、２次元空間における追尾について求べ
たが、３次元空間の追尾についても同様に適用可能であ
ることは明白である。

発明の効果 叙上の如く、本発明によれば、目標機との出会点を正確
に予測することができるので、自機の進路及び速度を制
御して目標機と出会うための最も適した航路をとるよう
に制御可能となるという効果がある。また、目標を見失
っても、その移動先を推測することができるので、再探
知の可能性が大となるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のブロック図、第２図は本発明
の詳細な説明するだめの目標機の航跡の例と２次近似曲
線との関係を示す図である。 主要部分の符号の説明 ６・・・目標位置座標計算回路 ７・・・目標航跡のＮ次曲線近似回路 ８・・・目標航跡の最適近似式算出回路９・・・を秒後
の距離推定回路 １０・・・進路推定回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定間隔で目標機の位置座標を計算する手段と、
   目標機の航跡を時間の関数とするＮ次（Ｎは２以上の整
   数）曲線にて近似させる手段と、過去Ｍ回における目標
   機の前記位置座標を用いて得られる評価関数を定義して
   この評価関数が最小となるように前記評価関数の各係数
   を求め、これ等係数を用いて前記Ｎ次曲線のうち目標機
   の航跡に最も近い最適近似式を算出する手段と、この最
   適近似式により得られるｔ秒後の目標機の位置と自機の
   ｔ秒後の位置とにより、両者の距離を推定する手段と、
   この距離から時間ｔを求めてこの時間をを最小とする自
   機の進路を推定する手段とを有し、この進路に沿つて自
   機を航行制御するようにした航走体の追尾装置。