JPH02242113A - オプテイカルナビゲーション装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は宇宙機の航法装置として用いられる、オプティ
カルナビゲーション装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、宇宙機のオプティカルナビゲーション装置におい
ては、ニー・アイ・ニー・ニー・ペーパ８０−１６５１
　（ＡＩＡＡｐａｐｅｒ８０−１６５１）において論じ
られている。

オプティカルナビゲーションは、宇宙機に対し比較的近
距離にあり、宇宙機の運動に伴って両者の相対位置が変
化する惑星あるいは衛星と、宇宙機からは実用上無限遠
とみなすことができる遠距離にあり、宇宙機が運動して
も相対位置が変化しない恒星とを、宇宙機に搭載したカ
メラで撮影し。

星座の中での惑星あるいは衛星の位置から、宇宙機と惑
星あるいは衛星との相対位置を決定し、こ扛と、別途計
算した所定の座標空間中での惑星あるいは衛星の位置と
から、所定の座標空間中での宇宙機の位置を決定する技
術である。

このうち、星座の中での惑星あるいは衛星の位置を決定
するためには、大きさを持った像の中心を求める操作が
必要となるが、惑星あるいは衛星は太陽との位置関係に
より満ち欠けするため、像の形状は一定で無く大きく変
化する。

従来の例では、こうした形状の変化する天体の像につい
て、像の形状、向きについて先験情報無しで、中心位置
の決定を行っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来例においては、惑星あるいは衛星の像の形状および
向きを未知として計算するため、像の輪郭のうち、満ち
欠けの陰との境界と、天体の外縁とを識別することが必
要となる等、処理が複雑であり、能力の限られた宇宙機
搭載計算機で位置決定する上での問題となっていた。

本発明の目的は、惑星あるいは衛星の像の中心位置を求
めるために必要な計算量を削減することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、宇宙機の軌道、姿勢および惑星あるいは衛
星の位置を計算により求め、撮影される像の形状を予測
し、その情報を天体中心位置を求めるための先験情報と
して用いることによって達成される。

〔作用〕

本発明においては、画像上での惑星あるいは衛星の中心
位置を求める際に、あらかじめ予測した像の形状、向き
を先験情報として用いるため、計算量を削減することが
できる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図により説
明する。

第１図において、惑星／、衛星軌道ファイル４には、惑
星あるいは衛星の軌道計算を行うために必要な情報が、
軌道要素あるいは補間式の係数等の形で記憶されている
。宇宙機軌道ファイル５には宇宙機自身の軌道を計算す
るために必要な情報が同°様に記憶されている。計算機
１はこれらの情報と時計６から得られる時刻から、惑星
あるいは衛星および宇宙機の所定の座標空間中での位置
を計算する。こうして得られた宇宙機からみた惑星ある
いは衛星の相対位置および、姿勢センサ３から得られる
宇宙機の姿勢データから、計算機１はカメラ２が撮影す
る画面の中での、惑星あるいは衛星の像の位置、向き、
形状等を予測する。惑星／衛星軌道ファイル４および宇
宙機軌道ファイル５中の情報は、軌道計算の精度が劣化
しない様に、適宜、受信機７で受信した地上局からのデ
ータにより更新される。

第２図に示されるような幾何学的位置関係に、宇宙機８
．惑星あるいは衛星９．恒星１２．太陽１３がおかれた
時、惑星あるいは衛星の１０の部は陰となり、宇宙機の
カメラの視野中心方向が１１の時、第３図に示されるよ
うに、惑星あるいは衛星の像１５および恒星像１６を含
む画像１４が得られる。オプティカルナビゲーションに
おいては、まず惑星あるいは衛星の像の中心位置１７を
求める必要があるが、惑星あ企いは衛星には満ち欠けが
あるため、第３図の例のように、惑星あるいは衛星の像
から外れた箇所が像の中心位置であることが、あるなど
、中心位置を求めることは容易では無い。

本発明の方式においては、予め惑星あるいは衛星の像の
形状を予測し、第３図の例では、惑星あるいは衛星の左
側が陰であり、像の輪郭のうち、右側が惑星あるいは衛
星の外縁１９であり、左側が陰との境界１８であること
を判断する。したがって像の中心を求める過程において
は１．陰との境界１８の情報は用いずに、外縁１９のみ
から円の方程式へのフィッティング等により、像の中心
１７の位置を求めることができ、先験情報無しの場合に
比べ、処理は容易になる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、撮影される惑星あるいは衛星の像の形
状、向きをあらかじめ予測し、これを先験情報として用
いることにより、像の中心位置を求める際の処理が容易
となるため、計算量を削減する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は宇宙
機、惑星あるいは衛星、太陽および恒星の幾何学的位置
関係の例を示す説明図、第３図は第２図の幾何学的位置
関係の時に得られる画像の例を示す説明図である。 １・・・計算機、２・・・カメラ、３・・・姿勢センサ
、４・・・惑星／衛星軌道ファイル、５・・・宇宙機軌
道ファイル、６・・・時計、７・・・受信機、８・・・
宇宙機、９・・・惑星あるいは衛星、１０・・・惑星あ
るいは衛星の陰部、１１・・・カメラ視野中心方向、１
２・・・恒星、１３・・・太陽、１４・・・画像、１５
・・・惑星あるいは衛星の像、１６・・・恒星の像、１
７・・・惑星あるいは衛星の像の中心、１８・・・惑星
あるいは衛星の陰との境界、１９・・・惑星あるいは衛
星の外縁。 図 ◇〒−１２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、宇宙機に搭載され、惑星あるいは衛星および恒星の
   像を撮影し、その画像情報から宇宙機の位置を決定する
   ために用いられるオプティカルナビゲーション装置にお
   いて、満ち欠けにより形状の変化する惑星あるいは衛星
   について、宇宙機および惑星あるいは衛星の軌道計算を
   行うことにより得られる宇宙機と惑星あるいは衛星との
   位置関係から、撮影される惑星あるいは衛星の像の形状
   を予測し、その情報を先験情報として用いることにより
   、画像上での惑星あるいは衛星の中心位置を求めるため
   の計算量を削減することを可能にしたことを特徴とする
   オプティカルナビゲーション装置。