JPH03120402A - 探知装置 - 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〕 乙の発明は、目標物が発射・放射もしくは反射する光が
光学系に入射し、光学系がその入射光を検知素子・フィ
ルム等の像画に結像させることによって目標物の位置を
探知する探知装置に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、飛しょう、体の誘導装置や火器管制装置等には
ｌ波やレーザを自ら発射し、その反射を利用して目標物
の角度情報と距離情・報を得るレーダ方式の探知装置が
用いられている。しかしこの方式では目標物の形状が確
認できない。したがって目標物が何であるかを判断する
ことが困難であＬ、目標物の形状も確認できる探知装置
が必要となった。

従来このような要求に応えるものとして、第２図に示す
ような光学系を使用して目標物を２次元の画像に写像し
、その画像から目標物の形状や角度情報を得る探知装置
が提案されている。図中（２）は光学系、（３）は像面
、（４）は探知装置、（５）は目標物。

（６）は像点、Ｌは光軸である。

このとき光学系（２）には、光学系の焦点距離をｆ。

入射光と光軸の角度をθ、角度θの入射の像面（３）上
での像点（６）と像面の中心（像面と光軸の交点）をＬ
としたとき Ｌ＝ｆ−ｔａｎθ　　・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・　（１）の関係が成立する。この
光学系は一般の写真機やＴＶカメラに使用され発達した
ものである。この画像から目標物の形状を認識するとと
もに、像面上の座標を（ｘ、ｙ）とすると次式より目標
物の角度情報を得ることができる。

ここで、像面上Ｘ軸は地面に対して水平方向。

ｙ軸は垂直方向に対応しθ人、θＥは光軸上の点をＯと
したときの目標物のそれぞれ水平方向及び垂直方向の角
度を示す。

〔発明ヵ、解決、よう、！：（Ｆ！”？”Ｚ課題〕従来
の探知装置に使用されている光学系は、上記のように一
般の写真機やＴＶカメラ等に使用されている（１）式の
関係を満たす光学系であＬ、その画像情報から必要とさ
れる目標物の角度情報を導き出すためには逆正接関数を
適用しなければならず、処理時間がかかり精度も落ちる
。また、（２）式の関係を満足する光学系では理論上θ
＝π／２を探知することは不可能であＬ、広角を探知す
る場合、探知装置自体を動かさなければならないという
課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされた
もので、探知装置において逆正接の演算を省略し、より
高速処理に対応する事と同時に広角を容易に探知する事
を可能とすることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る探知装置は Ｌ＝ｆ・θ　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・　（４）の関係が成立する光
学系を有するものである。

〔作　用〕

この発明においては。

θ＝　　　　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・　（５）という演算で目
標物の角度情報が得られ、探知装置自体を固定したまま
で広角を探知する。

〔実施例〕

第１図はその発明による探知装置を飛しょう体誘導装置
に利用した一実施例を示す図である。飛しょう体訪導装
置・（１）内には光学系（２）及び像面（３）で構成さ
れる゛探知装置（４）が含まれる。目標物（５）から発
射・放射もしくは反射されｔコ光は光学系（２）に。

光軸（飛しょう体の機軸方向と一致する）に対してθ（
ｒａｄ）の角度で入射し、像面（３）上、像の中心（像
面と光軸の交点）から　しだけ離れた像点（６）に結像
する。このとき一般の（１）式を満足する光学系を使用
する従来の探知装置と本発明に係る探知においてθとＬ
の関係を表１に示す。

表１のように入射角θが増加するに従い、従来の探知装
置のＬとこの発明に係る探知装置のＬの差が急速に大き
くなる。したがってθがある程度大きい場合、得られる
画像情報がら目標物の角度情報を得るためには、従来の
探知装置では（２１、（３１式のように除算及び逆正接
の演算が必要である。それに対しこの発明に係る探知装
置では（５）式のように除算だけの演算で角度情報が得
られる。除算及び逆正接をマイクロプロセッサで処理す
る場合。

殻にその処理時間は除算に比べ逆正接演算では５倍以上
となる。したがってこの発明に係る探知装置は従来の探
知装置に比べ、目標物の角度情報を得る演算時間が軸以
上となＬ、高速で移動・方向変換を行う場合や多目標を
扱う場合に極めて有利となる。また、広角を探知するこ
とができるので火器管制装置のように多目標物に対処す
る場合も従来の探知装置に比べ有利である。

逆に入射角θが小さいとき２表１でθ＝　０．１７５（
１０°）の場合、Ｌの差は約ｏ、　６　％でわずかであ
り。

この発明に係る探知装置の利点がない。一般に光学系は
（１１式や（４）式を像面全域にわたり完全に満足する
物は製造できず（１１式、（４１式は±ｄπの誤差を含
み Ｌｔ＝　ｆ　　−ｔａｎθ±ｄＸ　　・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・　（６）Ｌ、＝　ｆ　
　・　θ±ｄＸ　　　・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・　（７）となる。この状態でこ
の発明に係る探知装置が従来の探知装置に比べ有利とな
るには、θの最大値θｍａχのとき　Ｌｓ＞Ｌｘが保障
されている状態、すなわち 第１図はこの発明による探知装置を飛しょう体誘導装置
に利用した一実施例を示す図、第２図は従来の探知装置
及び本発明に係る探知装置のシステム図である。

図において（１１は飛しょう体誘導装置、（２）は光学
系、（３）は像面、（４）は探知装置、（５）は目標物
、（６）は像点である。

なお２図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光学系及び検知素子フィルム等の像面で構成される探知
   装置において、光学系の焦点距離をｆ、入射光と光軸の
   角度をθ（ｒａｄ）、角度θの入射光が像面上で結像す
   る像点と像面の中心（像面と光軸の交点）の距離をＬ、
   θの最大値をθ＿ｍ＿ａ＿ｘとしたとき ▲数式、化学式、表等があります▼ を満足するｄにおいて Ｌ＝ｆ・θ±ｄ％ という関係が成立する光学系を使用することを特徴とす
   る探知装置。