JPH10111645A - Method of simulating optical sensor and simulation device therefor - Google Patents

Method of simulating optical sensor and simulation device therefor

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JPH10111645A
JPH10111645A JP26475396A JP26475396A JPH10111645A JP H10111645 A JPH10111645 A JP H10111645A JP 26475396 A JP26475396 A JP 26475396A JP 26475396 A JP26475396 A JP 26475396A JP H10111645 A JPH10111645 A JP H10111645A
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image
optical sensor
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable highly precise simulation operation in an actual environment by transforming an angle of view of an image based on a difference between a approaching speed and an assumed speed of a moving body and operating a target recognition processing with optical sensor to the image transformed in the angle of view. SOLUTION: A simulation is started on a aircraft and starts photographing an image including a target with an infrared camera 1 approaching against the target and calculating a movement of a missile, while an image from the infrared camera 1 is inputted and an image processing device 8 transforms an angle of view based on a difference between an approaching speed of the aircraft to the target and an assumed speed of a missile. When the angle of view transformation device 8 has transformed an angle of view of the image, a computer 9 operates a calculation of an infrared intensity gravity center within the optical sensor field, namely, operates the target processing. Thus, it is possible to understand how an optical sensor reacts to an image transformed in its angle of view. Further, the target side discharges an infrared decoy head for deception against the optical sensor.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、誘導ミサイル等の
移動体に搭載する光学センサの性能評価などに利用され
る光学センサのシミュレーション方法および光学センサ
のシミュレーション装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical sensor simulation method and an optical sensor simulation apparatus used for evaluating the performance of an optical sensor mounted on a moving object such as a guided missile.

【0002】[0002]

【従来の技術】光学センサの性能評価、あるいは光学セ
ンサを搭載したミサイルの攻撃に対する防御手段の性能
評価を行うには、実環境において実物の光学センサさら
には実物の移動体を用いるのが最も確実である。ところ
が、この種の光学センサは、運用される環境が特異であ
り、現実には様々な面での制約を受けることから、全て
実物を用いて評価を行うことは困難である。
2. Description of the Related Art In order to evaluate the performance of an optical sensor or the performance of defense means against a missile equipped with an optical sensor, it is most reliable to use a real optical sensor and a real moving object in a real environment. It is. However, this type of optical sensor has a unique operating environment and is actually restricted in various aspects. Therefore, it is difficult to evaluate the optical sensor using a real product.

【0003】そこで、シミュレーションによる性能評価
を行うことになるが、従来では、光学センサの目標を含
む環境をモデル化してコンピュータに入力し、そのモデ
ル化した環境において光学センサの目標認識処理を行う
ことにより、光学センサの性能評価を行っていた。
Therefore, performance evaluation by simulation is performed. Conventionally, an environment including a target of an optical sensor is modeled and input to a computer, and target recognition processing of the optical sensor is performed in the modeled environment. , The performance of the optical sensor was evaluated.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来の光学センサのシミュレーションでは、実
環境をモデル化するのに多大な時間や労力かかると共
に、実環境と同等の現実性を得ることが難しいという問
題があり、このような問題を解決することが課題であっ
た。
However, in the simulation of the conventional optical sensor as described above, it takes a lot of time and effort to model the real environment, and it is possible to obtain the same reality as the real environment. There was a problem that it was difficult, and solving such a problem was an issue.

【0005】[0005]

【発明の目的】本発明は、上記従来の課題に着目して成
されたもので、実環境において精度の高い模擬運用を行
うことができる光学センサのシミュレーション方法およ
びシミュレーション装置を提供することを目的としてい
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method and apparatus for simulating an optical sensor capable of performing highly accurate simulation operation in a real environment. And

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明に係わる光学セン
サのシミュレーション方法は、請求項1として、光学セ
ンサにより目標を検知しながら同目標に接近する移動体
における光学センサのシミュレーション方法であって、
目標に向かって接近しながら目標を含む画像を撮像し、
その接近速度と移動体の想定速度との差に基づいて画像
の画角変換を行うと共に、画角変換した画像に対して光
学センサの目標認識処理を行う構成とし、請求項2とし
て、目標に対する接近速度よりも移動体の想定速度が大
であり、画角変換が、デジタル画像においてアフィン変
換により画像を拡大する画角変換である構成とし、請求
項3として、目標に対する接近速度よりも移動体の想定
速度が大であり、画像変換が、デジタル画像に対する光
学センサの視野角を小さくする画角変換である構成と
し、請求項4として、画像変換が、目標を含む画像を撮
像する撮像手段におけるズーム機構により行われる構成
としており、上記の構成を課題を解決するための手段と
している。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for simulating an optical sensor in a moving body approaching a target while detecting the target with the optical sensor.
Take an image containing the target while approaching the target,
The angle of view of the image is converted based on the difference between the approaching speed and the assumed speed of the moving body, and the target recognition processing of the optical sensor is performed on the image obtained by the angle of view conversion. The moving object is assumed to have a higher speed than the approach speed, and the angle-of-view conversion is an angle-of-view conversion for enlarging an image by affine transformation in a digital image. Is assumed to be large, and the image conversion is a view angle conversion for reducing the viewing angle of the optical sensor with respect to the digital image. As a fourth aspect, the image conversion is performed by an imaging unit that captures an image including a target. The configuration is performed by a zoom mechanism, and the above configuration is used as means for solving the problem.

【0007】なお、請求項1の光学センサのシミュレー
ション方法において、目標に向かって接近しながら目標
を含む画像を撮像するにあたっては、航空機が用いるこ
とができる。また、請求項1の光学センサのシミュレー
ション方法では、目標に対する接近速度と移動体の想定
速度の大小関係がとくに限定されることはなく、例え
ば、接近速度よりも想定速度が小さい場合であってもシ
ミュレーションは可能であるが、実際には、目標に対す
る接近速度は零に近くし得るので、請求項2および3に
記載したように、目標に対する接近速度よりも移動体の
想定速度が大である場合に用いることが望ましい。
In the method for simulating an optical sensor according to the first aspect, an aircraft can be used to capture an image including a target while approaching the target. In the simulation method of the optical sensor according to the first aspect, the magnitude relationship between the approach speed to the target and the assumed speed of the moving object is not particularly limited. For example, even when the assumed speed is lower than the approach speed. Although a simulation is possible, in actuality, the approach speed to the target can be close to zero, so that the assumed speed of the moving body is higher than the approach speed to the target as described in claims 2 and 3. It is desirable to use it.

【0008】本発明に係わる光学センサのシミュレーシ
ョン装置は、請求項5として、航空機に搭載され、光学
センサにより目標を検知しながら同目標に接近する移動
体における光学センサのシミュレーション装置であっ
て、撮像手段と、撮像手段により撮像した画像を航空機
の速度と移動体の想定速度との差に基づいて画角変換す
る画像処理手段と、画角変換した画像に対して光学セン
サの目標認識処理を行う制御手段を備えた構成とし、請
求項6として、撮像手段が、航空機の外部に着脱可能な
ポッドの先端内部に搭載してある構成としており、上記
の構成を課題を解決するための手段としている。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a simulation apparatus for an optical sensor in a moving body mounted on an aircraft and approaching the target while detecting the target with the optical sensor. Means, image processing means for converting the angle of view of the image captured by the imaging means based on the difference between the speed of the aircraft and the assumed speed of the moving object, and performing target recognition processing of the optical sensor on the image obtained by converting the angle of view. According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a configuration in which the imaging means is mounted inside the tip of a pod detachable to the outside of the aircraft, and the above configuration is a means for solving the problem. .

【0009】なお、請求項5の光学センサのシミュレー
ション装置にあっても、航空機の速度と移動体の想定速
度の大小関係がとくに限定されることはないが、航空機
を用いればその速度を零に近くし得るので、当該装置を
搭載した航空機よりも高速の移動体における光学センサ
のシミュレーションに用いることが望ましい。
In the optical sensor simulation apparatus according to the present invention, the magnitude relationship between the speed of the aircraft and the assumed speed of the moving object is not particularly limited. Since it can be close, it is desirable to use it for simulation of an optical sensor in a moving object that is faster than an aircraft equipped with the device.

【0010】[0010]

【発明の作用】本発明の請求項1に係わる光学センサの
シミュレーション方法では、目標に向かって接近しなが
ら目標を含む画像を撮像し、その接近速度と移動体の想
定速度との差に基づいて画像の画角変換を行うので、画
角変換された画像は移動体がそれ自体の速度で目標に接
近する状態と同等の画像になり、その画角変換された画
像に対して光学センサの目標認識処理を行うので、実質
的に実環境における光学センサの模擬運用が成されるこ
ととなる。
According to the method for simulating an optical sensor according to the first aspect of the present invention, an image including a target is taken while approaching the target, and based on the difference between the approach speed and the assumed speed of the moving body. Since the angle of view conversion of the image is performed, the image whose angle of view has been converted becomes an image equivalent to a state where the moving object approaches the target at its own speed. Since the recognition processing is performed, the simulated operation of the optical sensor in a real environment is substantially performed.

【0011】本発明の請求項2に係わる光学センサのシ
ミュレーション方法では、目標に対する接近速度よりも
移動体の想定速度が大であって、目標の撮像を行ってい
る接近速度と移動体の想定速度との差に基づいて、デジ
タル画像においてアフィン変換により画像を拡大する画
角変換を行うので、移動体がそれ自体の速度で目標に接
近する状態と同等の画像になる。
In the method for simulating an optical sensor according to a second aspect of the present invention, the assumed speed of the moving body is higher than the approach speed to the target, and the approaching speed at which the target is imaged and the assumed speed of the moving body. Is performed on the digital image based on the difference between the digital image and the digital image, the image is converted to an image equivalent to a state in which the moving body approaches the target at its own speed.

【0012】本発明の請求項3に係わる光学センサのシ
ミュレーション方法では、目標に対する接近速度よりも
移動体の想定速度が大であって、目標の撮像を行ってい
る接近速度と移動体の想定速度との差に基づいて、デジ
タル画像に対する光学センサの視野角を小さくする画角
変換を行うので、移動体がそれ自体の速度で目標に接近
する状態と同等の画像になる。
In the method for simulating an optical sensor according to a third aspect of the present invention, the assumed speed of the moving body is higher than the approach speed to the target, and the approaching speed at which the target is imaged and the assumed speed of the moving body. Is performed based on the difference between the digital image and the viewing angle of the optical sensor with respect to the digital image, so that an image equivalent to a state in which the moving object approaches the target at its own speed is obtained.

【0013】本発明の請求項4に係わる光学センサのシ
ミュレーション方法では、目標を含む画像を撮像する撮
像手段が同目標に対して接近しており、その接近速度と
移動体の想定速度との差に基づいて、撮像手段における
ズーム機構により画像変換が行われるので、移動体がそ
れ自体の速度で目標に接近する状態と同等の画像にな
る。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for simulating an optical sensor, wherein an imaging means for imaging an image including a target is approaching the target, and a difference between the approach speed and the assumed speed of the moving body. , The image is converted by the zoom mechanism in the image pickup means, so that an image equivalent to a state in which the moving body approaches the target at its own speed is obtained.

【0014】本発明の請求項5に係わる光学センサのシ
ミュレーション装置では、当該装置を航空機に搭載し
て、目標に向かって接近しながら撮像手段により目標を
含む画像を撮像し、画像処理手段により航空機の速度と
移動体の想定速度との差に基づいて撮像画像の画角変換
を行うので、画角変換された画像は移動体がそれ自体の
速度で目標に接近する状態と同等の画像になり、その画
角変換された画像に対して制御手段により光学センサの
目標認識処理を行うので、実質的に実環境における光学
センサの模擬運用が成されることとなる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a simulation apparatus for an optical sensor, wherein the apparatus is mounted on an aircraft, an image including a target is captured by an imaging unit while approaching the target, and the aircraft is processed by an image processing unit. The angle of view of the captured image is converted based on the difference between the speed of the moving object and the assumed speed of the moving object, so that the image obtained by the angle of view conversion is equivalent to the image of the moving object approaching the target at its own speed. Since the target recognition processing of the optical sensor is performed by the control means on the image whose angle of view has been converted, the simulation operation of the optical sensor in a real environment is substantially performed.

【0015】本発明の請求項6に係わる光学センサのシ
ミュレーション装置では、航空機の翼下などにポッドを
装着し、航空機を目標に向けて飛行させながら、ポッド
の先端内部に搭載した撮像手段により目標を含む画像を
撮像する。この場合、画像処理手段や制御手段は機内に
搭載され、機内においてリアルタイムでのシミュレーシ
ョンが行われる。
In the simulation apparatus for an optical sensor according to the sixth aspect of the present invention, a pod is mounted under the wing of an aircraft or the like, and while the aircraft flies toward the target, the target is imaged by imaging means mounted inside the tip of the pod. The image including the image is captured. In this case, the image processing means and the control means are mounted on the machine, and the simulation is performed in real time in the machine.

【0016】[0016]

【発明の効果】本発明の請求項1に係わる光学センサの
シミュレーション方法によれば、移動体がそれ自体の速
度で目標に接近する状態と同等の画像が得られることか
ら、実環境においてきわめて精度の高い光学センサの模
擬運用を行うことができ、実環境をモデル化する従来の
方式に比べて時間や労力を大幅に軽減することができる
と共に、信頼性の高い光学センサの性能評価を行うこと
ができる。また、移動体側の光学センサの性能評価だけ
ではなく、光学センサに対する目標側の応答手段の性能
評価なども精度良く行うことができる。
According to the method for simulating an optical sensor according to the first aspect of the present invention, an image equivalent to a state in which a moving object approaches a target at its own speed can be obtained. Simulated operation of highly reliable optical sensors, significantly reducing the time and effort compared to the conventional method of modeling the real environment, and evaluating the performance of highly reliable optical sensors Can be. Further, not only the performance evaluation of the optical sensor on the moving body side but also the performance evaluation of the response means on the target side for the optical sensor can be performed with high accuracy.

【0017】本発明の請求項2および3に係わる光学セ
ンサのシミュレーション方法によれば、請求項1と同様
の効果を得ることができるうえに、デジタル画像におい
て画角変換を行うので、連続する撮像画像に対してこれ
を高速で画像処理することが可能であり、また、移動体
の想定速度などの条件を変更する場合にもきわめて容易
に対処することができる。
According to the optical sensor simulation method according to the second and third aspects of the present invention, the same effect as that of the first aspect can be obtained, and further, since the angle of view conversion is performed on the digital image, the continuous imaging is performed. It is possible to perform image processing on the image at high speed, and it is possible to very easily cope with a case where conditions such as the assumed speed of the moving object are changed.

【0018】本発明の請求項4に係わる光学センサのシ
ミュレーション方法によれば、請求項1と同様の効果を
得ることができるうえに、撮像手段におけるズーム機構
により画像変換を行うことから、撮像している画像その
ものを移動体がそれ自体の速度で目標に接近する状態と
同等の画像にすることができ、その画像において直接的
に目標認識処理を行うこととなるので、より精度の高い
模擬運用を行うことができる。また、機械的なズーム機
構は構造が簡単であるとともに制御も容易である。
According to the method for simulating an optical sensor according to a fourth aspect of the present invention, the same effect as that of the first aspect can be obtained, and further, since the image conversion is performed by the zoom mechanism in the imaging means, the imaging can be performed. The image itself can be converted into an image equivalent to the state where the moving object approaches the target at its own speed, and the target recognition processing is performed directly on that image, so a more accurate simulation operation It can be performed. Further, the mechanical zoom mechanism has a simple structure and is easily controlled.

【0019】本発明の請求項5に係わる光学センサのシ
ミュレーション装置によれば、実環境において、画像処
理手段により、移動体がそれ自体の速度で目標に接近す
る状態と同等の画像が得られると共に、制御手段によ
り、高精度の光学センサの模擬運用を行うことができ、
実環境をモデル化する従来の方式に比べて時間や労力を
大幅に軽減することができると共に、信頼性の高い光学
センサの性能評価を行うことができる。また、移動体側
の光学センサの性能評価だけではなく、光学センサに対
する目標側の応答手段の性能評価なども精度良く行うこ
とができる。
According to the apparatus for simulating an optical sensor according to a fifth aspect of the present invention, in an actual environment, an image equivalent to a state in which the moving body approaches the target at its own speed can be obtained by the image processing means. By the control means, it is possible to perform a simulated operation of a high-precision optical sensor,
Compared with the conventional method of modeling the real environment, time and labor can be greatly reduced, and the performance of the optical sensor can be evaluated with high reliability. Further, not only the performance evaluation of the optical sensor on the moving body side but also the performance evaluation of the response means on the target side for the optical sensor can be performed with high accuracy.

【0020】本発明の請求項6に係わる光学センサのシ
ミュレーション装置によれば、撮像手段を航空機の外部
に着脱可能なポッドに搭載したことから、撮像手段を航
空機の翼下のパイロンなどに容易に備え付けることがで
き、航空機側の改造もほとんど必要とせず、且つ航空機
の運行に何ら支障を及ぼすことなくシミュレーションを
行うことができる。また、機内に搭載した画像処理手段
や制御手段により、機内においてリアルタイムでのシミ
ュレーションを行うことができる。
According to the optical sensor simulation apparatus of the sixth aspect of the present invention, since the imaging means is mounted on a pod detachable from the outside of the aircraft, the imaging means can be easily mounted on a pylon or the like under the wing of the aircraft. The simulation can be performed with little modification on the aircraft side and without any hindrance to the operation of the aircraft. In addition, real-time simulation can be performed in the machine by the image processing means and control means mounted in the machine.

【0021】[0021]

【実施例】以下、図面に基づいて、本発明に係わる光学
センサのシミュレーション方法およびシミュレーション
装置の一実施例を説明する。この実施例では、図3に示
すように、艦船である目標Tに対して、航空機Aから発
射される赤外線誘導型のミサイルMに搭載した目標検知
用光学センサのシミュレーションを示している。つま
り、光学センサにより目標Tを検知しながら同目標Tに
接近する移動体はミサイルMであり、その飛翔速度は航
空機Aよりも高速である。また、目標Tにおいては、欺
瞞用の赤外線デコイ弾Dが発射される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a method and apparatus for simulating an optical sensor according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, as shown in FIG. 3, a simulation of an optical sensor for target detection mounted on an infrared-guided missile M fired from an aircraft A with respect to a target T which is a ship is shown. That is, the moving object approaching the target T while detecting the target T by the optical sensor is the missile M, and its flying speed is higher than that of the aircraft A. At the target T, a deceptive infrared decoy bullet D is fired.

【0022】図2は光学センサのシミュレーション装置
の全体を示すブロック図である。シミュレーション装置
は、航空機Aに搭載してあって、機体B内に搭載される
ものと、航空機Aの外部に着脱可能なポッドPに搭載さ
れるものに分かれている。この実施例では2つのポッド
P,Pを備えており、各ポッドPは例えば航空機Aの両
翼の下部のパイロンに装着される。
FIG. 2 is a block diagram showing the whole simulation apparatus for the optical sensor. The simulation device is divided into a simulation device mounted on the aircraft A and mounted in the fuselage B, and a simulation device mounted on a pod P detachable outside the aircraft A. In this embodiment, two pods P, P are provided, and each pod P is mounted on, for example, a pylon below the two wings of the aircraft A.

【0023】ポッドPの先端内部には、目標を含む画像
を撮像するための撮像手段である赤外線カメラ1が搭載
してある。この赤外線カメラ1は、ジンバル機構2によ
り回動自在に保持してある。ジンバル機構2は、その回
動状態を検出するジンバルセンサ3を備えると共に、ト
ルカ4により駆動可能であって、ジンバルセンサ3から
の検出信号はジンバルコントローラ5を介してトルカ4
にフィードバックされる。
An infrared camera 1 as an image pickup means for picking up an image including a target is mounted inside the tip of the pod P. The infrared camera 1 is rotatably held by a gimbal mechanism 2. The gimbal mechanism 2 includes a gimbal sensor 3 for detecting a rotating state of the gimbal mechanism 2 and is drivable by a toka 4. A detection signal from the gimbal sensor 3 is transmitted to the toka 4 via a gimbal controller 5.
Will be fed back.

【0024】また、ポッドP内には、赤外線カメラ1の
制御部である電子機器6および画像記録器7などが収容
してある。なお、この実施例では左右のポッドP,Pに
おいて、使用周波数帯の異なる赤外線カメラ1,1を搭
載しており、一方の赤外線カメラ1の使用周波数帯は3
〜5μmであり、他方の赤外線カメラ1の使用周波数帯
は8〜12μmである。
In the pod P, an electronic device 6 and an image recorder 7 serving as a control section of the infrared camera 1 are housed. In this embodiment, the left and right pods P, P are equipped with infrared cameras 1, 1 having different use frequency bands, and the use frequency band of one infrared camera 1 is three.
And the operating frequency band of the other infrared camera 1 is 8 to 12 μm.

【0025】機体B内には、撮像手段である赤外線カメ
ラ1により撮像した画像を航空機Aの速度とミサイルM
の想定速度との差に基づいて画角変換する画像処理手段
としての画像処理装置8と、画角変換した画像に対して
光学センサの目標認識処理を行う制御手段としてのコン
ピュータ9を備えている。
An image picked up by the infrared camera 1 serving as an image pickup means is stored in the body B by the speed of the aircraft A and the missile M.
An image processing device 8 as an image processing means for performing an angle-of-view conversion based on a difference from the assumed speed, and a computer 9 as a control means for performing target recognition processing of an optical sensor on the image subjected to the angle-of-view conversion. .

【0026】画像処理装置8には、ポッドP内の赤外線
カメラ用の電子機器6から第1スイッチ21を介して、
赤外線カメラ1で撮像した画像が入力される。第1スイ
ッチS1は、左右のポッドP,Pの電子機器6,6から
の入力を選択するスイッチである。画像処理装置8で画
角変換した画像は、コンピュータ9のほかにモニタ10
にも入力される。なお、モニタ10には、赤外線カメラ
1で撮像した画像も入力される。コンピュータ9には、
GPS11および慣性センサ12より、当該航空機Aの
位置、機種方位および速度などが入力されると共に、キ
ーボード13の操作により、模擬運用を行おうとするミ
サイルMおよび光学センサの条件などが入力される。
The image processing device 8 is connected to the electronic device 6 for the infrared camera in the pod P via the first switch 21.
An image captured by the infrared camera 1 is input. The first switch S1 is a switch for selecting inputs from the electronic devices 6 and 6 of the left and right pods P and P. The image whose angle of view has been converted by the image processing device 8 is displayed on a monitor
Is also entered. Note that an image captured by the infrared camera 1 is also input to the monitor 10. Computer 9 has
From the GPS 11 and the inertial sensor 12, the position, azimuth and speed of the aircraft A are input, and by operating the keyboard 13, the conditions of the missile M and the optical sensor to be simulated are input.

【0027】コンピュータ9で行った目標認識処理のデ
ータは、光学センサ画像記録装置14に入力されると共
に、各ポッドP内の画像記録器7にも入力され、さら
に、第2および第3のスイッチ22,23を介して、各
ポッドP内のジンバルコントローラ5に入力される。こ
れにより、誘導ミサイルのシーカーの動作と同様に、目
標認識処理のデータに基づいて赤外線カメラ1を回動さ
せる。
The data of the target recognition processing performed by the computer 9 is input to the optical sensor image recording device 14 and also to the image recorder 7 in each pod P, and furthermore, the second and third switches The signals are input to the gimbal controller 5 in each pod P via the terminals 22 and 23. As a result, the infrared camera 1 is rotated based on the data of the target recognition processing, similarly to the operation of the seeker of the guided missile.

【0028】なお、第2および第3のスイッチ22,2
3は、各ジンバルコントローラ5に対して、コンピュー
タ9からの目標認識処理のデータの入力と、各ポッドP
に対応する手動ジンバルコントローラ15,16からの
入力とを切換えるスイッチである。このほか、機体B内
には、各ポッドP内の赤外線カメラ1の調整を行うため
に、電子機器6に接続される赤外線カメラコントローラ
17が設けてある。
The second and third switches 22, 2
Reference numeral 3 denotes input of target recognition processing data from the computer 9 to each gimbal controller 5 and each pod P
Is a switch for switching between input from the manual gimbal controllers 15 and 16 corresponding to. In addition, an infrared camera controller 17 connected to the electronic device 6 for adjusting the infrared camera 1 in each pod P is provided in the body B.

【0029】上記構成を備えた装置を用いて光学センサ
のシミュレーションを行うには、航空機Aを所定の高度
および速度で飛行させ、目標Tの方位および距離を測定
し、図1に示すように、ステップS1において初期条件
を設定する。初期条件においては、ミサイルの機種およ
び光学センサなどのミサイル条件や、目標Tに対する初
期方位、距離および速度などの攻撃条件を設定する。こ
の設定は、先に述べたキーボード13の操作によりコン
ピュータ9に入力される。
To simulate an optical sensor using the apparatus having the above configuration, the aircraft A is flown at a predetermined altitude and speed, and the azimuth and distance of the target T are measured. As shown in FIG. In step S1, an initial condition is set. In the initial conditions, missile conditions such as a missile model and an optical sensor, and attack conditions such as an initial bearing, a distance, and a speed with respect to the target T are set. This setting is input to the computer 9 by operating the keyboard 13 described above.

【0030】なお、目標Tの方位および距離の測定は、
艦船である目標T側において、図1に示すステップS1
01において、タカン(TACAN:戦術航行方式)を
オンにし、ステップS102において航空機Aまでの距
離および方位を送信し、その信号を航空機A側で受信す
ることにより行う。また、目標Tでは、送信後、ステッ
プS103においてタカンをオフにし、ステップS10
4において訓練スターととなる。
The azimuth and distance of the target T are measured as follows.
On the target T side which is a ship, step S1 shown in FIG.
In step 01, TACAN (tactical navigation system) is turned on, and the distance and direction to the aircraft A are transmitted in step S102, and the signal is received by the aircraft A side. In the target T, after transmission, TAKAN is turned off in step S103, and step S10
Become a training star in 4.

【0031】次に、当該シミュレーションでは、航空機
A側でステップS2においてシミュレーションスタート
となり、目標Tに向かって接近しながら赤外線カメラ1
で目標Tを含む画像の撮像を開始し、ステップS3にお
いてミサイルMの運動を計算する一方で、ステップS4
において赤外線カメラ1からの画像を入力し、ステップ
S5において、目標Tに対する航空機Aの接近速度とミ
サイルMの想定速度との差に基づいて画像処理装置8で
画角変換を行う。
Next, in the simulation, the simulation is started in step S2 on the aircraft A side, and the infrared camera 1 approaches the target T while approaching the target T.
Starts capturing an image including the target T in step S3, and calculates the movement of the missile M in step S3.
In step S5, the image processing device 8 converts the angle of view based on the difference between the approach speed of the aircraft A to the target T and the assumed speed of the missile M in step S5.

【0032】ここで、図3に示すように、航空機Aが目
標Tに対して距離Rから接近している状態において、想
定されたミサイルMの速度Vmは航空機Aの速度Vaよ
りも大きく、一定の時間tが経過した時点では、航空機
AはVat分進み、ミサイルMはこれよりも大であるV
mt分進むことになる。つまり、航空機Aから撮像して
いる目標Tは接近するにつれて画像の中で拡大されてい
くが、その画像に基づいて航空機Aよりも高速であるミ
サイルMから見た状態の画像を得るには、航空機Aの接
近速度とミサイルMの想定速度との差に基づいて、画像
中で目標Tが拡大されていく度合いを増大させる必要が
ある。
Here, as shown in FIG. 3, when the aircraft A is approaching the target T from the distance R, the assumed speed Vm of the missile M is higher than the speed Va of the aircraft A and is constant. At the time t has elapsed, the aircraft A advances by Vat and the missile M
mt. In other words, although the target T imaged from the aircraft A is enlarged in the image as it approaches, to obtain an image viewed from the missile M that is faster than the aircraft A based on the image, It is necessary to increase the degree to which the target T is expanded in the image based on the difference between the approach speed of the aircraft A and the assumed speed of the missile M.

【0033】画像処理装置8における画角変換には、第
1の方法として、撮像した画像をデジタル画像に変換し
て、そのデジタル画像においてアフィン変換により画像
を拡大する方法がある。これは拡大する係数をk、光学
センサの視野角をθmとして次式で求められる。
The angle of view conversion in the image processing device 8 includes, as a first method, a method of converting a captured image into a digital image and enlarging the digital image by affine transformation. This is obtained by the following equation, where k is the expansion coefficient and θm is the viewing angle of the optical sensor.

【0034】k=tan−1{(R−Vmt/R−Va
t)tanθ}/θm つまり、赤外線カメラ1で撮像した画像をデジタル画像
に変換し、目標Tをk倍で拡大することにより、ミサイ
ルMがそれ自体の速度で目標Tに接近する状態と同等の
画像にすることができる。なお、このような画角変換
は、連続的入力される撮像画像に対して同じく連続的に
行われる。
K = tan -1 {(R−Vmt / R−Va
t) tan θ} / θm In other words, the image captured by the infrared camera 1 is converted into a digital image, and the target T is enlarged by k times, which is equivalent to the state where the missile M approaches the target T at its own speed. Can be an image. It should be noted that such angle-of-view conversion is similarly continuously performed on continuously input captured images.

【0035】また、画角変換の第2の方法としては、θ
m/k倍でデジタル画像に対する視野角を小さくしてい
くことにより、実質的に目標Tを拡大し、ミサイルMが
それ自体の速度で目標Tに接近する状態と同等の画像に
することができる。
As a second method of angle-of-view conversion, θ
By reducing the viewing angle with respect to the digital image by a factor of m / k, the target T can be substantially enlarged, and an image equivalent to a state where the missile M approaches the target T at its own speed can be obtained. .

【0036】上記のように画像処理装置8で画像の画角
変換を行ったのちには、ステップS6においてコンピュ
ータ9で光学センサ視野内の赤外線強度重心計算、つま
り目標認識処理を行う。これにより、画角変換された画
像に対して光学センサがどの様に反応しているかが把握
される。また、目標T側では、ステップS105におい
て光学センサに対する欺瞞用の赤外線デコイ弾を発射す
る。
After the angle of view of the image is converted by the image processing device 8 as described above, the computer 9 calculates the center of gravity of the infrared intensity in the visual field of the optical sensor, that is, the target recognition process in step S6. This makes it possible to grasp how the optical sensor responds to the image whose angle of view has been converted. Also, on the target T side, in step S105, a deceptive infrared decoy bullet is fired on the optical sensor.

【0037】上記ステップS6(コンピュータ9)で得
られたデータは、ステップS3のミサイル運動計算にフ
ィードバックされると共に、ジンバルコントローラ5に
送ることによって姿勢制御用のデータなどに用いられ、
さらに、ステップS7において光学センサ画像のパラメ
ータを算出する。この結果は、ステップS8における訓
練装置表示画面に送ることもできる。
The data obtained in step S6 (computer 9) is fed back to the missile motion calculation in step S3 and sent to the gimbal controller 5 to be used for attitude control data and the like.
Further, in step S7, the parameters of the optical sensor image are calculated. This result can also be sent to the training device display screen in step S8.

【0038】そして、当該シミュレーションでは、ステ
ップS9において目標Tまでの距離を判断し、接近中で
あって距離が零ではない場合(No)には、ステップS
3に戻って上記の処理を繰り返し行い、目標Tに到達し
て距離が零になった場合(Yes)には、ステップS1
0において最終ミスディスタンス(目標Tとの距離誤
差)を算出し、その結果を目標T側に通知(ステップS
106)し、シミュレーションを終了(ステップS1
1)する。
In the simulation, the distance to the target T is determined in step S9, and if the vehicle is approaching and the distance is not zero (No), the flow goes to step S9.
3, the above processing is repeated, and when the target T is reached and the distance becomes zero (Yes), step S1 is executed.
0, the final miss distance (distance error from the target T) is calculated, and the result is notified to the target T side (step S
106), and ends the simulation (step S1).
1) Yes.

【0039】このように、上記実施例で説明した光学セ
ンサのシミュレーション方法およびシミュレーション装
置では、航空機Aの機内においてリアルタイムでのシミ
ュレーションが行われることとなり、目標Tに向かって
接近しながら目標Tを含む画像を撮像し、その接近速度
とミサイルMの想定速度との差に基づいて画像の画角変
換を行うので、画角変換された画像はミサイルMがそれ
自体の速度で目標Tに接近する状態と同等の画像にな
り、その画角変換された画像対して光学センサの目標認
識処理を行うので、実質的に実環境における光学センサ
の模擬運用が成されることとなる。
As described above, in the simulation method and the simulation apparatus of the optical sensor described in the above embodiment, the simulation is performed in real time in the aircraft A, and the target T is included while approaching the target T. Since the image is captured and the angle of view of the image is converted based on the difference between the approach speed and the assumed speed of the missile M, the image after the angle of view conversion is such that the missile M approaches the target T at its own speed. Since the target image recognition processing of the optical sensor is performed on the image whose angle of view has been converted, the simulated operation of the optical sensor in a real environment is substantially performed.

【0040】また、上記実施例では、デジタル画像にお
いて画角変換を行ったが、本発明の請求項4に係わる光
学センサのシミュレーション方法として、画像変換を、
目標Tを含む画像を撮像する撮像手段におけるズーム機
構によって行う方法もあり、この場合には、図2中に点
線で示すように、画像処理装置(画像処理手段)からの
画角変換信号により、撮像手段である赤外線カメラ1の
ズーム機構Zを駆動する。このズーム機構としては、モ
ータ等によって内蔵したレンズ間の間隔を変化させるよ
うにした機械的な機構を採用し得る。
In the above embodiment, the angle of view conversion is performed on the digital image. However, as a simulation method of the optical sensor according to claim 4 of the present invention, the image conversion is
There is also a method of performing this by a zoom mechanism in an imaging unit that captures an image including the target T. In this case, as shown by a dotted line in FIG. 2, an angle-of-view conversion signal from an image processing device (image processing unit) is used. The zoom mechanism Z of the infrared camera 1 which is an imaging unit is driven. As the zoom mechanism, a mechanical mechanism that changes the interval between the built-in lenses by a motor or the like can be adopted.

【0041】上記の方法によれば、赤外線カメラ1で撮
像している画像そのものを、ミサイル(移動体)Mがそ
れ自体の速度で目標Tに接近する状態と同等の画像にす
ることができ、その画像において直接的に目標認識処理
を行うこととなるので、より精度の高い模擬運用が行わ
れる。
According to the above-described method, the image itself captured by the infrared camera 1 can be converted into an image equivalent to a state in which the missile (moving object) M approaches the target T at its own speed. Since the target recognition processing is directly performed on the image, a more accurate simulation operation is performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係わる光学センサのシミュレーション
方法を説明するフローチャートである。
FIG. 1 is a flowchart illustrating a method for simulating an optical sensor according to the present invention.

【図2】本発明に係わる光学センサのシミュレーション
装置の一実施例を説明するブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating an embodiment of an optical sensor simulation apparatus according to the present invention.

【図3】航空機と移動体の速度差および目標との位置関
係を説明する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a positional relationship between a speed difference between an aircraft and a moving object and a target.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 航空機 M ミサイル(移動体) P ポッド T 目標 Z ズーム機構 1 赤外線カメラ(撮像手段) 8 画像処理装置(画像処理手段) 9 コンピュータ(制御手段) A aircraft M missile (moving object) P pod T target Z zoom mechanism 1 infrared camera (imaging means) 8 image processing device (image processing means) 9 computer (control means)

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光学センサにより目標を検知しながら同
目標に接近する移動体における光学センサのシミュレー
ション方法であって、目標に向かって接近しながら目標
を含む画像を撮像し、その接近速度と移動体の想定速度
との差に基づいて画像の画角変換を行うと共に、画角変
換した画像に対して光学センサの目標認識処理を行うこ
とを特徴とする光学センサのシミュレーション方法。
1. A method for simulating an optical sensor in a moving body approaching a target while detecting the target with the optical sensor, wherein an image including the target is captured while approaching the target, and the approach speed and movement A method for simulating an optical sensor, comprising: converting an angle of view of an image based on a difference from an assumed speed of a body;
【請求項2】 目標に対する接近速度よりも移動体の想
定速度が大であり、画角変換が、デジタル画像において
アフィン変換により画像を拡大する画角変換であること
を特徴とする請求項1に記載の光学センサのシミュレー
ション方法。
2. The method according to claim 1, wherein the assumed speed of the moving object is higher than the approach speed to the target, and the angle-of-view conversion is an angle-of-view conversion for enlarging an image by affine transformation in a digital image. A simulation method of the optical sensor described in the above.
【請求項3】 目標に対する接近速度よりも移動体の想
定速度が大であり、画像変換が、デジタル画像に対する
光学センサの視野角を小さくする画角変換であることを
特徴とする請求項1に記載の光学センサのシミュレーシ
ョン方法。
3. The method according to claim 1, wherein the assumed speed of the moving object is higher than the approach speed to the target, and the image conversion is an angle-of-view conversion for reducing the viewing angle of the optical sensor with respect to the digital image. A simulation method of the optical sensor described in the above.
【請求項4】 画像変換が、目標を含む画像を撮像する
撮像手段におけるズーム機構により行われることを特徴
とする光学センサのシミュレーション方法。
4. A method for simulating an optical sensor, wherein the image conversion is performed by a zoom mechanism in an imaging unit that captures an image including a target.
【請求項5】 航空機に搭載され、光学センサにより目
標を検知しながら同目標に接近する移動体における光学
センサのシミュレーション装置であって、撮像手段と、
撮像手段により撮像した画像を航空機の速度と移動体の
想定速度との差に基づいて画角変換する画像処理手段
と、画角変換した画像に対して光学センサの目標認識処
理を行う制御手段を備えたことを特徴とする光学センサ
のシミュレーション装置。
5. An apparatus for simulating an optical sensor in a moving body mounted on an aircraft and approaching the target while detecting the target with the optical sensor, comprising: an imaging unit;
Image processing means for converting the angle of view of the image captured by the imaging means based on the difference between the speed of the aircraft and the assumed speed of the moving object; and control means for performing target recognition processing of the optical sensor on the image obtained by converting the angle of view. A simulation device for an optical sensor, comprising:
【請求項6】 撮像手段が、航空機の外部に着脱可能な
ポッドの先端内部に搭載してあることを特徴とする光学
センサのシミュレーション装置。
6. An optical sensor simulation apparatus according to claim 1, wherein said imaging means is mounted inside a tip of a pod detachable from said aircraft.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103776318A (en) * 2014-01-03 2014-05-07 中国人民解放军陆军军官学院 Photoelectric detection environment simulating system
CN104700681A (en) * 2015-03-27 2015-06-10 北京航空航天大学 Beam rider guidance demonstrator
CN106570225A (en) * 2016-10-19 2017-04-19 长春理工大学 Analog simulation method for infrared jamming bomb
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