JPH0228513A - 観測用センサの方向制御方式 - 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〕 本発明は観測用センサの方向制御方式に関し、特に無人
観測機等の搭載機に搭載した撮像装置等の観測用センサ
の方向制御方式に関する。

〔従来の技術〕

従来のかかる観測用センサの方向制御方式は、簡単なも
のでは、ジャイロスコープ等を用いて観測用センサを空
間的に常に一定の方向に向けるようにしていた。又、複
雑なものでは、撮像装置で撮像した信号を画像処理して
目標を追尾することにより観測用センサを自動的に目標
に向けたり、あるいは、信号を操作者まで伝送し、操作
者が画像を見て手動で観測用センサの方向を制御するこ
とも行われていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の観測用センサの方向制御方式は、常に一
定の方向に向ける方式では、搭載機の空間的な移動によ
って目標が観測用センサの視野がら外れてしまう欠点が
ある。又、画像処理による自動制御の方式では演算量が
多いので搭載機の速い動きに追従し難い欠点があり、手
動制御の方式も操作者に長時間の緊張を強いるという欠
点がある。

本発明の目的は、たとえ手動制御を併用するにしても短
時間でよく、その後は少ない演算量で目標の方向に自動
制御できる観測用センサの方向制御方式を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の観測用センサの方向制御方式は、移動する搭載
機の加速度及び姿勢を測定する加速度センサ及びジャイ
ロスコープと、前記搭載機から固定した目標までの距離
を測定する測距装置と、この測距装置ならびに前記加速
度センサ及びジャイロスコープの測定結果をもとにして
演算して得た演算結果に基づき前記搭載機に搭載した観
測用センサの方向を前記目標の方向に制御する制御手段
とを備えている。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。

第１図に示す実施例は無人観測機に搭載したものであり
、地表に固定した目標に指向すべき観測用センサである
撮像装置１と、無人観測機の機体の加速度を測定する加
速度センサ２と、機体の姿勢を測定するジャイロスコー
プ３と、機体から目標までの距離を測定するレーザ距離
計４と、加速度センサ２．ジャイロスコープ３．レーザ
距離計４の測定効果を入力する演算装置５と、演算装置
５の演算結果に基づき撮像装置１．レーザ距離計４の方
向を制御するアクチュエータ６とを備えて構成されてい
る。

第２図及び第３図は第１図に示す実施例の動作を示すた
めの説明図である。

第２図において、７は第１図に示す実施例を搭載した無
人観測機、８は目標、ｘｙｚ座標系は地表に固定した座
標系、ＸＹＺ座標系は無人観測機７０機体に固定した座
標系である。又、れは撮像装置１の視野中心軸を示す単
位ベクトル、Ｒは無人観測機７から目標８への位置ベク
トルである。

撮像装置１で得られる信号を画像処理することにより、
あるいは、この信号の画像を操作者が見て、従来におけ
ると同様にして、まず、撮像装置１の視野中心軸を目標
８の方向に向ける。その結果、単位ベクトルｎの方向は
位置ベクトル８の方向に一致する。第２図はこの状態を
図示している。

レーザ距離計４の距離方向は撮像装置ｌの視野中心軸と
一致させてお、く、従って、この状態においてレーザ距
離計４を動作させることにより、無人観測機７から目標
８までの距離Ｒが得られる。

ただし、 Ｂ　＝　Ｒｎ　　　　　　　　　　（１）である。

無人観測機７０機体に対する撮像装置ｌの視野中心軸の
相対方向を第２図に図示する角度α、βの２つのパラメ
ータで表し、ｘ、ｙ、ｚ軸に沿った単位ベクトルをＸ、
Ｙ、Ｚと表すと、の関係がある。

さて、上述の（初期）状態の時刻をｔ、とし、れから微
少時間△を後の時刻ｔ、まで無人観測機７がベクトルｒ
だけ移動したとする（第３図参照）、又、ｔｌからｔ、
までに、無人観測機７の姿勢はｘｌｔ　Ｙ＋、７＋から
ｘ、、　’ｉｔ、　’ＩＩｓまで変化し、目標８の位置
ベクトルはＲ２からＲ１まで変化したものとする。

演算装置５は、加速度センサ２．ジャイロスコープ３の
測定結果と単位ベクトル！＋、Ｙ＋−’Ｉｌｒとからベ
クトルｒ及び単位ベクトルＸ２．ｙｇ、Ｚ□を演算し、
位置ベクトルＦ？、１及びベクトルｒから次式のブクト
ル演算を行って新しい位置ベクトルＲ２を得る。

Ｆ？、ｔ＝Ｆｃｌｒ　　　　　　　　　　　　（４）新
しい位置ガクトルＲ１が得られたら、演算によって新し
い単位ベクトルれ、を求め、更に、この単位ベクトルｒ
１２及び単位ベクトルＸ、、Ｙ、。

Ｚ！から２式、３式により新しい角度α２．Ｒ２を求め
、撮像装置ｌの視野中心軸が角度α２．Ｒ２の方向を向
くようにアクチュエータ６を制御する。

上記の動作を微小時間Δｔごとに繰返すことにより、撮
像装置１の視野中心軸は、−度目様８の方向に向けられ
た後は、自動的に目標８を追尾する。

微小時間△ｔごとに演算装置５が繰返す演算は測定値の
積分、単純なベクトル演算及び２式、３式の演算のみで
あり、その演算量は画像処理の演算量と比較してはるか
に少ない。

なお、距離Ｒを時々刻々新しい測定値で更新することに
より、誤差の累積を小さくすることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、加速度センサ、ジャイロ
スコープ及び測距装置の測定結果を４として演算した演
算結果に基づき観測用センサの方向を制御することによ
り、−変説測用センサを目標に向けた後はごく少ない演
算量で目標の方向に自動制御でき、以降は操作者の手動
制御なしで搭載機の速い動きにも追従できる効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図及
び第３図は第１図に示す実施例の動作を説明するための
説明図である。 １・・・・・・撮像装置、２・・・・・・加速度センサ
、３・旧・・ジャイロスコープ、４・・川・レーザ距離
計、５・・・・・・演算装置、６・・・・・・アクチュ
エータ。 代理人　弁理士　　内　原　　　晋 卒 図 差 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 移動する搭載機の加速度及び姿勢を測定する加速度セン
   サ及びジャイロスコープと、前記搭載機から固定した目
   標までの距離を測定する測距装置と、この測距装置なら
   びに前記加速度センサ及びジャイロスコープの測定効果
   をもとにくて演算して得た演算結果に基づき前記搭載機
   に搭載した観測用センサの方向を前記目標の方向制御す
   る制御手段とを備えたことを特徴とする観測用センサの
   方向制御方式。