JPH03188310A

JPH03188310A - 目視線角度検出装置

Info

Publication number: JPH03188310A
Application number: JP22958889A
Authority: JP
Inventors: Kuniaki Shimizu; 国明清水; Michihiko Okamura; 道彦岡村; Torao Tamaya; 玉谷　虎男; Shoichiro Shirasaka; 白坂　正一郎; Mamoru Kimura; 護木村; Yasuaki Sakaide; 坂出　泰章
Original assignee: Tokimec Inc
Current assignee: Tokyo Keiki Inc
Priority date: 1989-09-05
Filing date: 1989-09-05
Publication date: 1991-08-16
Anticipated expiration: 2009-11-24
Also published as: JPH0695019B2

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】ａ、産業上の利用分野本発明は目視線角度検出装置、すなわち観測者が物標を
目視で捉える時、観測者の目と物標を結ぶ目視線の水平
方位角度および水平面からの俯仰角度を検出する装置に
関する。

ｂ、従来の技術第８図は従来技術による目視線角度検出装置の斜視図で
ある。

十字線ａを無限遠に投影する機能を有する望遠鏡すは旋
回軸及び俯仰軸まわりの自由度を有する。望遠鏡すを支
持している架台Ｃは、初期調整時に目視線を水平に調整
するための液体水準器及び水平調整機構等を有している
。俯仰角の光学式読取装置ｄを用いて目視で角度目盛り
を読み取る。装置によってはこの角度を電気的に検出す
る。

指北ジャイロコンパス部ｅは、ケーブルｆから電源が供
給され、目視線の真北からの方位角度を検出し、電気信
号として発信する。本装置は地上に三脚ｇで設置固定さ
れ、ケーブルｆはジャイロコンパスの電源の他、望遠鏡
の十字線の照明電源等も供給するとともに、目視線の方
位角度を出力するために使用される。

Ｃ０発明が解決しようとする課題このような従来の目視線角度検出装置にあっては、必要
ならば平坦に整地した後に三脚を設置し、装置を組立て
、望遠鏡軸の水平調節を行なうといった手順が必要であ
り、指北ジャイロコンパスが静定する迄の待ち時間も必
要である。また、他の地点へ移動する場合には、指北ジ
ャイロコンパスが停止するまで待たねばならない。この
ように、従来のものは設置に手間がかかる、準備時間が
長い、ひんばんな移動が困難という問題点がある。

更に、観測者が望遠鏡をのぞきこみながら操作するので
、視野全体を見ることが出来ず、目標を捜索してそれを
望遠鏡に促える迄に時間がかかる。特に移動目標を追尾
することが困難である等の問題点がある。

本発明はこのような問題点を解決するために、物標を視
るサイトの部分、目視線の方位角度および俯仰角度検出
手段をヘルメットに組込んだ目視線角度検出装置を提案
することを課題とする。

６１課題を解決するための手段上記課題は、ヘルメットと、ヘルメットに取付けられ目
視線上の無限遠点に像を形成するサイトと、目視線の磁
北からの方位角度を検出するためにヘルメットに固定さ
れている磁気方位発信器と、目視線の俯仰角を検出する
ためにヘルメットに固定されている傾斜角検出器と、磁
気方位発信器の出力と傾斜角検出器の出力に基づいて目
′／Ｍ線の方位角度と俯仰角度を算出する角度算出手段
を備えることを特徴とする目視線角度検出装置によって
解決された。

０１作用物標を視るサイトの部分、目視線の方位角度及び水平面
からの俯仰角度を検出するセンサの部分をヘルメットに
取付けて、一体構造としているので、サイトの像に物標
を重ねるだけで目視線を決定することができる。目視線
の方向はヘルメットに固定された磁気方位発信器と傾斜
角検出器によって求める。

ｆ、実施例第１図は本発明に係る目視線角度検出装置のヘルメット
の部分の斜視図である。観測者が着用するヘルメット１
に、十字線を無限遠に投影するサイト２、目視線の磁北
からの方位角度を検出する磁気方位発信器３及び水平面
からの俯仰角度を検出する傾斜検出器４が各々取付けら
れている。

第２図は本発明に係る目視線角度検出装置の制御器の部
分の斜視図である。制御器５は、ケーブル６を介してヘ
ルメット側へ所要の電源を供給し、ヘルメット側から信
号を受は取って信号処理を行ない、目視線の磁北からの
方位角度及び水平面からの俯仰角度を表示器７に表示す
るとともにケーブル８を介してこれらの角度を出力する
機能を有している。制御器は、観測者が首から下げる等
して操作できる構造となっており、電源スィッチ５ａ、
表示切り替えスイッチ５ｂ、電源のＯＮ　−ＯＦＦ及び
故障を表示する表示灯５ｃ、角度信号を一時ホールドし
て表示器に表示させるスイッチ５ｄ、角度信号の送出を
オートにするかスイッチ５ｅによるマニュアルにするか
の切替スイッチ５ｆ等が取付けられている。制御器５へ
の電源はケーブル８で供給される。

第３図にサイト部２の光学系を示す。２ａは光源ランプ
、２ｂは十字線２ｅのパターンが印刷された焦点板、２
ｃがコリメータレンズ、２ｄがハーフミラ−である。

焦点板２ｂをコリメータレンズ２ｃの焦点上に置くこと
により十字線２ｅが無限遠に投影され、眼Ｅの位置によ
る誤差（視差）は／４１：しない。

磁気方位発信器３はフラックスゲート方式の磁気方位発
信器である。地磁気を検出するコイルの部分は、振り子
のようにジンバル構造で支持され、観測者の頭の動きに
かかわらず地磁気の水平成分のみ検出する構造になって
いる。方位角度に関しては、サイトの目視線が磁北方向
にある時、磁気方位発信器の出力が、角度０’　　（磁
北）を示すようにアライメントされる。

傾斜検出器内には２個の加速度計が設けられ、俯仰角を
θとする時、１つの加速度計からｓｉｎθ、他の加速度
計からｃｏｓ　θが得られ、この２つの値いがらｔａｎ
　θを求める。この方が１つの加速度計で測定するより
精度が良いからである。

第４図は、傾斜検出器内の２個の加速度計４Ａ、　４Ｂ
の取付けに関する図で、軸４ａ及び４ｂが加速度計の入
力軸であり、互いに直交している。ｇは、地球の重力加
速度の方向を示す。これと直交する面４Ｃが水平面であ
り、この面と軸４ａとがなす角度が俯仰角θである。４
Ａおよび４Ｂの加速度計は、俯仰角θの値に応じて重力
加速度の成分を検出するので、２つの加速度計の出力を
演算すれば、俯仰角θを求めることができる。本実施例
では、前述のサイトの目視線と本図の軸４ａが一致する
ようにヘルメット上でアライメントされる。

本実施例の如く２個の加速度計を用いることにより、俯
仰角の範囲約９０’にわたり直線性を得るとともに目視
線まわりの傾斜の影響を小さ（することができる。

俯仰角の全範囲にわたり良い直線性を得、かつ目視線ま
わりに傾斜した時（頭を傾けた時）俯仰角に発生する誤
差を抑えるために第５図に示す加速度計配置の他の実施
例がある。ｇが重力加速度の方向、４ｃが水平面である
。サイトの目視線を水平に置いた時、俯仰角検出用加速
度計４Ａの入力軸４ａが水平に対し約４５°になるよう
配置する。これにより俯仰角０°〜９０°の全範囲にわ
たり良い直線性が得られる。

しかし、このままでは目視線まわりに傾斜した時、加速
度計４Ａの出力に誤差を生じる。この傾斜分を目視線と
直交するように入力軸４ｂが配置された加速度計４Ｂの
出力を使用して補正する。

第６図に本発明に係る目視線角度検出装置の実施例の機
能ブロック図を示す。

磁気方位発信器３の出力は信号変換回路９で信号変換さ
れて、演算回路１０に送られる。傾斜検出器４には、同
一のフィードバック型加速度計４Ａ、　４Ｂが２個取付
けられ、これらの出力は加速度計用信号変換回路１１で
信号変換されて演算回路ＩＯに取り込まれる。

演算回路１０はマイクロプロセッサとメモリから構成さ
れており、磁気方位角の算出、２個の加速度計出力から
の俯仰角の算出等を行なう。１２は、磁気方位発信器の
誤差を修正（自差修正）するための自差修正設定回路で
あり、修正演算は１０で行われる。１３は、算出角度を
表示器１４に表示したり外部へデジタル信号として送出
するためのインターフェイス回路である。各部の所要電
源は、電源回路１５でつくられる。

第７図は、サイト部にデイスプレィを採用する実施例で
ある。この例は、第３図の焦点板２ｂとランプ２ａに代
えて小型ＣＲＴ　１６を使うもので、十字線２ｅのイメ
ージの他、捉えた物標の方位角、俯仰角等の表示も可能
となる。また出力角度信号を利用して、暗視カメラを制
御し、暗視カメラの目視線と本装置の目視線とを一致さ
せることにより、夜間用として映像を投影するために使
用できる。同じ原理で、他の手段で得られた目標迄の距
離情報等、各種の情報を重畳表示することも可能である
。

ｇ、　発明の効果取扱い及び移動が容易であり、地形によらずいかなる場
所でも使用可能である。またセンサには起動時間の短い
フラックスゲート型の磁気方位発信器とフィードバック
型加速度計を用いることにより準備時間を短縮すること
ができる。

更に、全体視野が見られるので目標捜索瞬時動作が可能
で移動目標を追尾し易い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る目視線角度検出装置のヘルメット
の部分の斜視図、第２図は本発明に係る目視線角度検出
装置の制御器の部分の斜視図、第３図はサイト部の光学
系モデル図、第４図は加速度計の配置の一例を示す概念
図、第５図は加速度計の配置の他の例を示す概念図、第
６図は本発明に係る目視線角度検出装置のブロックダイ
ヤグラム、第７図はサイト部に小型ＣＲＴを用いた実施
例におけるサイト部の光学系モデル図である。１・・・ヘルメット、　　　　　　　２・・・サイト、
３・・・磁気方位発信器、　　　　４・・・傾斜検出器
、５・・・制御器、　　　　　　　　６・・・ケーブル
、７・・・表示器、　　　　　　　　８・・・ケーブル
、９・・・信号変換回路、　　　　ｌＯ・・・演算回路
、１１・・・加速度計用信号変換回路、１２・・・自差修正設定回路、１３・・・インターフェース回路、１４・・・表示器、１５・・・電源回路、１６・・・小型ＣＲＴ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ヘルメットと、ヘルメットに取付けられ目視線上
の無限遠点に像を形成するサイトと、目視線の磁北から
の方位角度を検出するためにヘルメットに固定されてい
る磁気方位発信器と、目視線の俯仰角を検出するために
ヘルメットに固定されている傾斜角検出器と、磁気方位
発信器の出力と傾斜角検出器の出力に基づいて目視線の
方位角度と俯仰角度を算出する角度算出手段を備えるこ
とを特徴とする目視線角度検出装置。
（２）前記磁気方位発信器は、フラックスゲート型の磁
気方位発信器を用いたことを特徴とする請求項１記載の
目視線角度検出装置。
（３）前記傾斜角検出器はフィードバック型加速度計を
用いたことを特徴とする請求項１又は２記載の目視線角
度検出装置。
（４）前記サイトにＣＲＴを備えたことを特徴とする請
求項１又は２記載の目視線角度検出装置。