JPH11153399A - 画像化自己参照追跡装置及び関連方法 - Google Patents

画像化自己参照追跡装置及び関連方法

Info

Publication number
JPH11153399A
JPH11153399A JP10226704A JP22670498A JPH11153399A JP H11153399 A JPH11153399 A JP H11153399A JP 10226704 A JP10226704 A JP 10226704A JP 22670498 A JP22670498 A JP 22670498A JP H11153399 A JPH11153399 A JP H11153399A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
target
laser
laser irradiation
irradiation point
point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP10226704A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3222837B2 (ja
Inventor
Peter M Livingston
エム リヴィングストン ピーター
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Original Assignee
TRW Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TRW Inc filed Critical TRW Inc
Publication of JPH11153399A publication Critical patent/JPH11153399A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3222837B2 publication Critical patent/JP3222837B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06Systems determining position data of a target
    • G01S17/46Indirect determination of position data
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41HARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H13/00Means of attack or defence not otherwise provided for
    • F41H13/0043Directed energy weapons, i.e. devices that direct a beam of high energy content toward a target for incapacitating or destroying the target
    • F41H13/005Directed energy weapons, i.e. devices that direct a beam of high energy content toward a target for incapacitating or destroying the target the high-energy beam being a laser beam
    • F41H13/0062Directed energy weapons, i.e. devices that direct a beam of high energy content toward a target for incapacitating or destroying the target the high-energy beam being a laser beam causing structural damage to the target
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/66Tracking systems using electromagnetic waves other than radio waves

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザー兵器標的照準点を維持する方法を提
供する。 【解決手段】 本方法は、標的(24)上の照準点(4
2)を選択する段階を含む。標的は次にレーザービーム
(23)で捕捉される。追跡装置(36)は次に標的状
況情報を受信し、標的画像と標的レーザー照射点(4
0)の両方を検知する。追跡装置(36)は、次に標的
照準点と標的レーザー照射点の間のベクトル距離を決定
し、標的照準点と標的レーザー照射点位置の間のループ
を閉じるためにベクトル距離(70)を0にする。本発
明の方法とシステムはこれにより、追跡システムが最初
の標的捕捉から標的を破壊する段階までレーザーロック
を標的照準点に維持することを可能にすることによって
標的を破壊する確率を高めている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【関連出願の説明】本出願は、共に本発明の特許譲受人
TRW株式会社に譲渡されている「マジックミラーホッ
トショット追跡装置」と題する審査中の米国特許出願番
号xxxxxxx号及び「二色性アクティブ追跡装置」
と題する審査中の米国特許出願番号yyyyyyy号と
共通な主題を含んでいる。
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的に移動する目的
物を追跡するシステム、特に、標的が破壊されるまでレ
ーザービームが希望の標的照準点に固定され維持される
自己参照画像化追跡装置に関する。
【0003】
【技術的背景】画像追跡装置は、飛行中のミサイルを不
能にするためのレーザー或いは他の兵器類と連結させて
頻繁に使用される。従来型画像追跡装置は現在、レーザ
ービームを希望の標的照準点に向ける非自己参照法のみ
を使用している。実際には、このことは、空間における
レーザービームの方向が、追跡装置がミサイルを追跡す
る時の追跡装置照準線から推測されていることを意味す
る。画像化非自己参照技術を使用する追跡装置は一般的
に、標的とされた目的物の最初は概略すなわち広範囲の
視覚(WFOV)位置を、次は瞬間のすなわち狭い範囲
の視覚(NFOV)位置をオープンループ法で決定する
電子カメラの様な一つ以上の画像化装置を利用してい
る。そうして標的座標システムは普通、標的画像の中心
を決定することによって確立される。NFOVの追跡ゲ
ートで標的画像を捕らえた後、追跡装置は、サーボルー
プ制御の下で標的を追跡する。殆どの場合、追跡装置は
ビームポインターにあるジンバル上に取り付けられてい
る。それ故、もしポインターと追跡装置が正確に照準合
わせしてあれば、ポインター照準線も標的を追跡してい
る。
【0004】従来型画像化非自己参照追跡装置は、多く
の場合適切な標的位置決定機能を提供するが、そのよう
なシステムには多くの限界がある。例えば、中波監視赤
外線(FLIR)ベースの追跡装置の場合、標的捕捉に
使用されているレーザー兵器がしばしば追跡装置画像化
システムを妨害することになるが、これは目的物のレー
ザー照射点からの瞬間の非鏡面反射がしばしばカメラを
受信機能停止にし、或いは少なくともカメラの自動ゲイ
ン制御が明るいレーザー照射点に合わせる様にカメラの
ゲインを減らし、それによって全ての標的画像情報を失
うようになるからである。一般的には、レーザー反射出
力は、標的の熱識別特性より約40から60dB大き
い。加えて長波FLIRベースのシステムに関しては、
熱せられた弾頭からの強い熱エネルギーもそのようなシ
ステムを受信機能停止にし、システムが標的とした目的
物の飛跡を見失うことになる。
【0005】上記問題の解決策は、狭い視覚(NFO
V)の外側にレーザー照準点を選択するシステムをプロ
グラミングし、活性的照明を有する短波赤外線(SWI
R)追跡帯域を使用して、レーザー反射がNFOV、S
WIRカメラに見えないようにすることである。しかし
ながら、もしレーザー照準点をNFOVの視野の外側に
選べば、レーザービームポインティングは、フィードフ
ォワード推定によって決定されなければならない。その
ような端点選択は好ましくなく、何故ならミサイルの先
端を破壊する可能性が無くなり、上記で述べた様に推定
ノイズに左右されるからである。代替として、もし範囲
の短いIR追跡帯域を使用する場合、レーザービームポ
インティングも、フィードフォワード推定を経て行われ
ねばならない。そのような方法は、追跡装置への空中で
の妨害の可能性を増加させる。
【0006】加えて、非自己参照画像化追跡装置では、
追跡装置は照準線上でレーザー兵器照準線と正確に照準
合わせされなければならない。そのようなシステムの設
計のために、不利な環境条件の下では正確な照準合わせ
を維持するのが困難であることがわかっている。自己参
照追跡装置は、追跡装置照準線方向よりもむしろ標的画
像自体にレーザービーム瞬間位置を照会することによっ
て従来型画像化非自己参照オープンループ追跡装置の今
まで述べてきた限界を解決する。更に、自己参照追跡装
置は、レーザー兵器で照準に合わせる必要の無い視野を
有しており、それによりシステムジンバルに掛かる重量
を最小にし、システム伝達光学系を単純化している。現
在、参考資料としてここに組み込まれている、「レーザ
ークロスボディ追跡システムと方法」と題する審査中の
米国特許出願番号08/631、645及び「レーザー
クロスボディ及び特徴曲率追跡装置」と題する米国特許
出願番号08/760、434で開示されているシステ
ムの様な非画像化自己参照追跡装置が当該技術において
は知られている。
【0007】非画像化自己参照追跡装置は、バーニヤ追
跡装置として現在配備されており、この追跡装置は、不
完全な画像追跡性能によって作られた残余画像ジターを
訂正する。こうして非画像化追跡装置は、小さな砲弾或
いは操縦巡航ミサイルの様な難しい標的の主要追跡にも
耐えうる。非画像化自己参照追跡装置は、円筒形ミサイ
ル回転軸の様な微光を探し、捕らえるためにレーザービ
ーム自体を使用する。それ故、標的に位置を定めたレー
ザービームは、ディザ方向及び非画像化追跡装置追跡帯
域幅内では追跡装置ジターに無関係である。非画像化自
己参照システムは、画像化非自己参照システムよりも確
かな利点を提供するが、当該技術においてはまだ改良の
余地がある。例えば、画像化自己参照レーザービーム追
跡装置は、その地点で微光があるか否かに関わらず、希
望の標的照準点に固定され、随意に照準点に保持できる
必要がある。加えて、画像化自己参照追跡装置は、両方
共同じ大気経路を経て見られる標的の位置に対するレー
ザービーム位置の測定を通して大気中の光学乱流からの
ノイズを最大限に低減されねばならない。更に画像化自
己参照追跡装置には、標的自体に関連する標的上の実際
のレーザー照射点位置を測定することによって従来型オ
ープンループ追跡装置に関連する推定された照準点オフ
セットに関係する照準エラーを減らす或いは除去する必
要がある。
【0008】
【発明の概要】それゆえ、本発明はレーザー兵器照準目
的での移動する目的物を追跡するための画像化自己参照
追跡装置及びそれに関連する方法を提供する。本追跡装
置は、レーザー兵器によって生成されたレーザービーム
を希望の標的照準点に固定し、レーザービームを何時ま
でも照準点に維持できる。本発明の自己参照画像化追跡
装置は、大気中の光学乱流からのノイズを最大限に低減
するが、これは標的上のレーザービーム照射地点の位置
が標的自体に対し相対的に測定され、レーザー照射点と
標的の両方が同じ大気経路を通って観測されるからであ
る。本発明の追跡装置は、これにより関連するレーザー
兵器の破壊能力を向上させており、何故なら本システム
は、レーザー兵器が、その地点に微光があるか否か関わ
らず標的の最も弱い点を攻撃できるからである。本発明
の追跡装置は、追跡装置画像検知機によって制限されな
いので、レーザー兵器の範囲を更に拡大している。
【0009】より詳細には、本発明はレーザー兵器のた
めの標的照準点維持の方法を提供する。本方法は、標的
の照準点を選択する段階と、レーザービームで標的を捕
らえる段階とを含んでいる。標的画像とレーザー照射点
の両方が、標的状況情報から検知される。標的照準点と
標的レーザー照射点間のベクトル距離が、次に決定され
る。ベクトル距離は、標的照準点と標的レーザー照射点
間のループを閉じるために0にされる。他の好適実施例
によると、本発明は、標的を捕らえ、その上にレーザー
照射点を形成するレーザービームを生成するレーザージ
ェネレーターを提供する。画像化装置は、標的と標的照
射点の両方の画像を検知する。プロセッサーは、標的照
準点と標的レーザー照射点間のベクトル距離を決定し、
ベクトル距離に相関するビーム操縦コマンドを生成す
る。ビーム操縦装置は、ビーム操縦コマンドを受信し、
ベクトル距離を0にする方法でレーザービームジェネレ
ーターを調整し、ベクトル距離を0に維持し、レーザー
ビームを希望の標的照準点に固定する。
【0010】又他の好適実施例によれば、本発明は、標
的を照らすために短いIR波長で作動し、その短波長I
R画像を強めるレーザー照射器を提供する。標的からの
分散出力は受信されると、短波長成分と中波IR成分と
に分割されて、短波長成分は短波長感知検知機アレーに
向けられ、分散されたレーザー兵器出力によって作成さ
れた中波IR成分は、短波長IR成分に敏感ではない検
知機アレーに向けられる。これら二つの共に記録された
アレーからの標的と照射点画像の処理は今まで述べてき
た通りである。
【0011】
【実施例】図面に関して、図1は、現行の追跡技術が面
しているジレンマを示す。即ちレーザービーム照射点
は、追跡装置視界内に共存できない。しかも、レーザー
ビーム照射点が追跡地点から外れた場合、その配置の正
確さと精度は益々悪くなる。図1では、標的Tにある希
望の追跡地点10に向けられた追跡装置照準線と希望の
照準点照準線12と実際のビーム照準線14との間の角
度を示す。速度Vで移動する標的Tは、レーザー兵器シ
ステム16から距離Rに位置する。追跡装置は、兵器シ
ステム16に固定された慣性系に関して標的角度θtarg
etを成す。現在の技術において、レーザービームは、追
跡装置狭視界(図示せず)と呼ばれる追跡装置照準線に
ついての狭い角度範囲内に入らない。それ故、標的Mに
ある希望の地点を攻撃するためにビームは、追跡装置照
準線10から量△θaim だけ変位されなければならな
い。しかしながら、△θaim は、測定された標的位置R
から見積もられ、追跡装置照準線とレーダーで得た標的
ベクトル速度Vによって決定されなければならないこと
が当該技術においては良く知られている。見積もられた
△θaim はεsys で示されるノイズの影響をうける。画
像化非自己参照追跡装置は、このエラーを制御する手段
を持っていない。これから述べる様に、本発明の画像化
自己参照追跡装置は、現在行われている様な指示された
オフセットではないレーザービーム照準線を決定し、し
かし標的自体に関する実際の照射点位置を測定すること
によってεsys を除去する。
【0012】図2全体についていえば、本発明の好適実
施例に依る画像化自己参照追跡装置を含むレーザー兵器
システムのブロック線図全体が20で示されている。兵
器システム20は、高出力レーザービーム23を生成す
る従来型レーザー兵器22を含んでいる。生成されたレ
ーザービームは、ミサイル24の様な標的環境或いは標
的状況26内に配置された所定の標的を捕らえる。兵器
ポインター28は、全体を31で示される標的画像化情
報によって30で標的環境につながれており、32でレ
ーザー兵器につながれている電気機械ビーム操縦装置を
含み、その装置は、ポインター制御34によって生成さ
れポインターに伝達されるレーザービーム操縦コマンド
33に応じてレーザービーム23を操縦する。
【0013】ポインター制御34は、本発明の追跡方法
に従ってプログラムされた従来型制御電子機器を含んで
いる。ポインター制御は、画像化自己参照追跡装置36
からの標的画像化情報31を受信し、その情報をレーザ
ービーム操縦コマンド33に変換する。コマンドに応じ
てポインターは、所定の標的照準点42に向けて捕捉ポ
イント或いはレーザー照射点40からのレーザービーム
を操縦する。図3では、本発明の第一実施例による追跡
装置36を詳細に示す。追跡装置は標的状況を感知し、
受信光学機構44を通してミサイル本体と照射点放射線
の形で状況情報40を受信する。放射線40は、受信光
学機構44を通って状況プロセッサー46に達し、標的
とレーザー照射点の両方を追跡するのに使用する放射線
を調節する。本発明のある実施例によると、状況プロセ
ッサーは、ビーム分離光学構成を含んでいる。しかしな
がら、画像が、プログラム可能な反射率、分極化及び波
長ベースの分離技術のような技術によって分離されても
よい。
【0014】画像が分離された後、状況プロセッサー
は、標的状況とレーザー照射点を別々に画像化する。状
況プロセッサーは、標的状況を標的画像情報を含む放射
線の第一ビーム50とレーザー照射点画像放射線を含む
放射線の第二ビーム52とに分離する。状況プロセッサ
ーは、次に放射線の分離された第一及び第二ビームを第
一及び第二画像装置54、56に別々に出力する。プロ
セッサーは、標的波長の放射線だけが第一画像化装置に
通過でき、レーザー照射点波長にある放射線だけが第二
画像化装置に通過できる狭い帯域フィルター58を含ん
でいる。第一画像化装置54は、フィルターを通された
放射線の第一ビームの中の標的画像情報を検知し、それ
に応じて全体を60で示す電気信号を生成する。第二画
像化装置56は、フィルターを通された放射線の第二ビ
ームの中のレーザー照射点画像情報を検知し、それに応
じて全体を62で示す電気信号を生成する。画像化装置
は、その上への放射線入射に敏感な電荷連結装置(CC
D)検知機のアレーから形成されるのが望ましく、その
上への放射線入射の強度に比例する電気信号を生成す
る。代替として、画像化装置は、その上に標的とレーザ
ー照射点画像が代替方法で入射する単一の検知器アレー
であってもよい。
【0015】図4では、本発明の第二好適実施例を3
6’で示す。レーザー照射器38’は標的を照射するた
めに短赤外線波長で作動し、それによって標的の短波長
IR画像を強くする。プロセッサー46’は、次に標的
状況を標的に散乱されたものとしてのレーザー照射器か
らの短波長赤外線の第一ビーム50’と、標的上のレー
ザー照射点を形成するレーザー兵器によって作られた中
間赤外線の第二ビーム52’とに分離する。短波長赤外
線の第一ビーム50’は、短波長感知検知機アレー5
4’に向けられる。放射線の第二ビーム52’は、中間
赤外線波長放射線を感知する検知機アレー56’に向け
られる。検知機アレー54’、56’は特定の波長を有
する放射線のみ感知するため、放射線のビームをフィル
ターに通すための図3で示すフィルター58の様な帯域
フィルターを必要としない。
【0016】図5では、本発明の第三好適実施例が3
6”で示されている。追跡装置36”の操作は追跡装置
36と同様で、相違点は、状況プロセッサー46”が標
的画像放射線52a”をレーザー照射点画像放射線5
0”から分離するために制御された反射率鏡51”を利
用していることである。図示されているように、曲りビ
ーム超小型鏡アレーであるのが好ましい鏡51”は、プ
ロセッサーが最初に中間IRレーザー照射点放射線5
0”を分離した後、プロセッサーから標的放射線52
a”を受けとる。鏡51”は、プロセッサーを通して放
射線を反射し、それによって放射線の極性の方向を変更
し、検知機アレー56”上に変更された極性52b”を
有する放射線の焦点を合わせ、それにより標的画像から
の短波IRのみが確実に検知機アレー56”に届くよう
にする。
【0017】図3の追跡装置に戻って、追跡装置検知機
アレーによって生成される信号の処理について述べる。
電子位置信号60、62は64で出力され、ポインター
制御30に入力される前に記録装置66に共に記録され
る。記録装置66は、標的画像とレーザー照射点の両方
から画像化されたピクセル同志を相互に関連させる。記
録装置は、信号間のタイムラグを除去するため両セット
の信号を同時に処理し易くし、それにより照準点エラー
が入り込むことを最小化する。追跡装置は、ポインター
28及びポインター制御30と共同して、それにより標
的照準点とレーザー照射点の瞬間位置の間の空間的距離
を示す差異ベクトルを効果的に働かせて0にする。追跡
装置実施例36’及び36”に関する位置信号の処理も
同様の方法で行われる。
【0018】上記システムは、現存システムにサーボル
ープを追加することで、現存兵器システムの改装に使う
こともできる。サーボループは、精密ビームポインティ
ングのできる従来型高出力ビーム操縦鏡(図示せず)を
利用することもできる。差異ベクトル情報は、ビーム制
御サーボループで合計され、それによってビームを照準
点に向けることになる。鏡が移動限界に近付くにつれ、
コマンドが外部ポインタージンバル(図示せず)に送信
され、それらを動かし、そうして高速ポインティング鏡
角度をアンロードする。上記システムは標的の加熱によ
って影響を受けないから、先のオープンループ或いは非
自己参照のシステムに対し十分な改良となっている。そ
れ故、標的照準点は標的上の照準点位置に関わらず標的
追跡点を含むことができる。更に、レーザービームはオ
ープンループ状態では決してフィードフォワードされな
いから、大気中の乱流は、従来型オープンループシステ
ムの場合の様に主要な問題ではなくなる。更に、標的を
レーザービームの経路とは別の経路を通して見ることが
できるから、熱画像歪み、エーロゾル、光学後方散乱は
回避できる。
【0019】図6では、標的72とレーザー照射点がい
かに別々に検知され、第一及び第二画像化装置によって
一対の画像に各々変換されるかという関係を示す。矢印
70で示すビーム変位は、本発明のクローズドループビ
ーム操縦システムが最小にしようとする標的照準点42
からのレーザー照射点40のオフセットを示す。図7で
は、追跡装置28によって生成された座標を示す座標シ
ステムを80で示す。座標システム80はデカルト座標
で表現されているが、本システムは、使用されているそ
の特定のプログラミング技術によって、球面座標或いは
極座標を含むあらゆる基準座標を使用することができ
る。電気信号60に応じてポインター制御によって生成
された点82は、座標システムにおけるミサイル上の標
的照準点の相対的な空間位置を示す。電気信号62に応
じてポインター制御によって生成された点84は、座標
システムにおけるミサイル上のレーザー照射点の相対的
な瞬間の空間位置を示す。標的照準点とレーザー照射点
間の距離を示すベクトルを88で示す。ポインター制御
は、追跡が完了するまで、差異ベクトルを0にし、差異
ベクトルを0に維持するように従来型プログラミング技
術によってプログラムされている。
【0020】図8は、本発明の追跡電子装置にプログラ
ムされた方法を図示するフローチャートである。ステッ
プ90で、追跡装置は標的画像上のレーザー照射点の画
像化影響を最小にする方法で標的画像を感知する。ステ
ップ92で、追跡装置はレーザー照射点にある標的画像
の画像化影響を最小にする方法でレーザー照射点を感知
する。ステップ94で、ポインター制御にプログラムさ
れた方法は、標的照準点に加えて共通の座標システム8
0で標的とレーザー照射点の画像を参照する。ステップ
96で、該方法は、標的照準点とレーザー照射点間の距
離を表す差異ベクトルを計算する。ステップ100で、
該方法は、レーザービームが差異ベクトルに応じて操縦
されなければならないかどうかを決定する。ベクトル距
離が非0値である場合、ステップ102で、ポインター
制御はビーム操縦コマンドを生成し、コマンドをビーム
ポインターに出力する。ビームポインターは、次にレー
ザービームを希望の標的照準点に向けて操縦し、差異ベ
クトルを0にする。差異ベクトルが0値である場合、該
方法はステップ104に進み、適用が完全かどうか決定
する。完全であれば、適用は終了する。もし完全でなけ
れば、該方法はステップ90に戻り、標的照準点とレー
ザー照射点の間のループを閉じるために繰り返し、これ
により差異ベクトルを0にする。
【0021】本発明のシステムは、自己参照追跡装置と
して利用されることも考えられる。例えば、そのような
追跡装置は、オペレーターが潜在的標的地域を探査し、
殆ど瞬時に標的、しかも好ましくは標的の傷つきやすい
場所にロックをかけることが可能な標的指示装置を含
む。以上から分かるように、本発明の追跡装置は、レー
ザービームを希望の標的照準点にロックし、いつまでも
照準点に維持することができる。本発明の自己参照画像
化システムは、レーザービームの位置が標的位置に対し
相対的に計測されるので、大気中の光学乱流からのノイ
ズを最大限に低減する。これにより、本発明のシステム
は関連するレーザー兵器の正確さを向上するが、それは
このシステムが、レーザー兵器が標的の最も弱い部分を
攻撃することを可能にし、追跡装置が追跡するに際し標
的の微光に依存していないからである。本発明のシステ
ムは追跡装置画像検知機によって制限されていないか
ら、更にレーザー兵器の範囲を広げる。
【0022】請求項と結びつけて、前述の本文と図面を
考察すれば、当業者には本発明の様々な他の利点が明ら
かになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】レーザー兵器システムと標的状況の間の角度関
係を示す。
【図2】本発明の好適実施例による画像化自己参照追跡
装置を含むレーザー兵器のシステムのシステムブロック
線図である。
【図3】図2に示す本発明の追跡装置の第一実施例のよ
り詳細なシステムブロック線図である。
【図4】図2に示す追跡装置の第二実施例を示す。
【図5】図3に示す追跡装置の第三実施例を示す。
【図6】図2に示す追跡装置によって検知された標的画
像と標的上のレーザー照射点位置の共同記録を示す概略
図である。
【図7】本発明の追跡装置が最小にしようとする検知さ
れたレーザー照射点位置と検知された標的位置の間の差
異のベクトル表示である。
【図8】本発明の追跡装置に関連する方法を示すフロー
チャートである。
【符号の説明】
23 レーザービーム 24 標的 36 追跡装置 40 標的レーザー照射点 42 照準点 70 ベクトル距離

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザー兵器の照準を合わせる方法にお
    いて、A)標的上に照準点を選択する段階と、B)標的
    をレーザービームで捕捉する段階と、C)標的の状況情
    報を受信する段階と、D)段階C)の間に作製された標
    的の状況情報から標的画像を検知する段階と、E)標的
    の状況情報と段階B)の間に作製された標的画像から標
    的のレーザー照射点を検知する段階と、F)標的の照準
    点と標的のレーザー照射点の間のベクトル距離を決定す
    る段階と、G)標的の照準点と標的のレーザー照射点の
    間のループを閉じるためにベクトル距離を0にする段階
    とから成ることを特徴とするレーザー兵器の照準を合わ
    せる方法。
  2. 【請求項2】 標的の照準点及び標的のレーザー照射点
    両方に共通な座標系を生成する段階と、実行段階(F)
    を容易にするために共通座標系において標的の画像と標
    的のレーザー照射点を共に記録する段階とを更に含むこ
    とを特徴とする上記請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 互いに段階D)と段階E)の影響を最小
    化する段階を更に含むこととを特徴とする上記請求項1
    に記載の方法。
  4. 【請求項4】 互いに段階D)と段階E)の影響を最小
    化する段階が、標的の状況情報に適用される制御された
    反射率鏡に依って標的の画像とレーザー照射点を分離す
    る段階を含むことを特徴とする上記請求項3に記載の方
    法。
  5. 【請求項5】 互いに段階D)と段階E)の影響を最小
    化する段階が、標的画像と標的画像照射点の分離処理の
    ために標的レーザー照射点を含む放射線から標的の画像
    を含む放射線を分離する段階を含むことを特徴とする上
    記請求項3に記載の方法。
  6. 【請求項6】 互いに段階D)と段階E)の影響を最小
    化する段階が、標的のレーザー照射点上の標的からの放
    射線の影響を最小化するために標的のレーザー照射点を
    フィルターに通し、そして標的の状況情報にある標的の
    レーザー照射点からの放射線の影響を最小化するために
    標的の状況情報をフィルターに通す段階を含むことを特
    徴とする上記請求項3に記載の方法。
  7. 【請求項7】 互いに段階D)と段階E)の影響を最小
    化する段階が、標的状況放射線感知センサーで標的状況
    情報を画像化する段階と、レーザー照射点放射線感知セ
    ンサーでレーザー照射点を画像化する段階とから成るこ
    とを特徴とする上記請求項3に記載の方法。
  8. 【請求項8】 標的を捕捉し、その上に標的のレーザー
    照射点を形成するレーザービームを生成するレーザージ
    ェネレーターと、標的及び標的のレーザー照射点の両方
    の画像を検知する画像化装置と、標的照準点と標的レー
    ザー照射点の間のベクトル距離を決定し、ベクトル距離
    に相関するビーム操縦コマンドを生成するプロセッサー
    と、ビーム操縦コマンドを受信し、ベクトル距離を0に
    する方法でレーザービームジェネレーターを調整し、ベ
    クトル距離を0に維持し、そうして希望の標的照射点に
    レーザービームをロックするビーム操縦装置とから成る
    ことを特徴とするレーザー兵器システム。
  9. 【請求項9】 画像化装置でのレーザー照射点の影響及
    び画像化装置での標的影響を最小にしてシステム標的捕
    捉の正確さを向上させるための手段を更に含むことを特
    徴とする上記請求項8に記載のシステム。
  10. 【請求項10】 システムの正確さを向上させるために
    画像化装置からのデータを同時に記録するプロセッサー
    と機能的に通信している記録装置を更に含むことを特徴
    とする上記請求項8に記載のシステム。
  11. 【請求項11】 画像化装置が、標的画像を検知する第
    一画像化装置と、レーザー照射点を検知する第二画像化
    装置から成ることを特徴とする上記請求項8に記載のシ
    ステム。
  12. 【請求項12】 プロセッサーが、レーザー照射点と標
    的画像の間のベクトル距離を決定するためにレーザー照
    射点と標的画像の両方に共通の座標系を生成することを
    特徴とする上記請求項8に記載のシステム。
  13. 【請求項13】 標的上にレーザー照射点を形成するた
    めレーザービームで標的を捕捉する段階と、別々の標的
    とレーザー照射点画像を作製する方法で標的の状況情報
    を検知する段階と、標的に関してレーザー照射点の瞬間
    の位置を決定するために共通の座標系に標的及びレーザ
    ー照射点画像を共に記録する段階と、標的及びレーザー
    照射点画像を共に記録する段階に応じて希望の標的照準
    点に向けてレーザービームを操縦する段階と、標的の照
    準点とレーザー照射点の間のベクトル距離が0になるま
    で上記段階を繰り返す段階とから成ることを特徴とする
    標的を追跡するクローズドループ法。
  14. 【請求項14】 標的の照準点とレーザー照射点の間の
    ベクトル距離が0になった後、レーザー照射点を標的照
    準点に維持する段階を更に含むことを特徴とする上記請
    求項13に記載の方法。
  15. 【請求項15】 別々の標的及びレーザー照射点画像を
    作製する方法において標的状況情報を検知する段階が、
    レーザー照射点画像上の標的画像の影響を最小化する段
    階と、標的画像上のレーザー照射点画像の影響を最小化
    する段階を更に含むことを特徴とする上記請求項13に
    記載の方法。
JP22670498A 1997-08-27 1998-08-11 画像化自己参照追跡装置及び関連方法 Expired - Fee Related JP3222837B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/919080 1997-08-27
US08/919,080 US5918305A (en) 1997-08-27 1997-08-27 Imaging self-referencing tracker and associated methodology

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11153399A true JPH11153399A (ja) 1999-06-08
JP3222837B2 JP3222837B2 (ja) 2001-10-29

Family

ID=25441469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22670498A Expired - Fee Related JP3222837B2 (ja) 1997-08-27 1998-08-11 画像化自己参照追跡装置及び関連方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5918305A (ja)
EP (1) EP0911646A3 (ja)
JP (1) JP3222837B2 (ja)
KR (1) KR19990023746A (ja)
CA (1) CA2243689C (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008146387A1 (ja) 2007-05-31 2008-12-04 Mitsubishi Electric Corporation 熱交換素子およびその製造方法ならびに熱交換換気装置

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5936229A (en) * 1996-04-02 1999-08-10 Trw Inc. Tracking means for distant ballistic missile targets comprising means for tracking largest radius of curvature
US6066842A (en) * 1996-10-11 2000-05-23 Trw Inc. Laser along-body tracker (SABOT III)
US5955724A (en) * 1996-10-11 1999-09-21 Trw Inc. Laser along-body tracker comprising laser beam dithering
US6455838B2 (en) 1998-10-06 2002-09-24 The Regents Of The University Of California High sensitivity deflection sensing device
US6534705B2 (en) 2000-10-23 2003-03-18 Power Beaming Corporation Methods and apparatus for beaming power
US6700108B2 (en) 2001-11-01 2004-03-02 Northrop Grumman Corporation Means for protecting optical focal plane sensor arrays against excessive irradiation
US6903343B2 (en) 2001-11-20 2005-06-07 Lockheed Martin Corporation Lightweight laser designator ranger flir optics
IL161082A (en) * 2004-03-25 2008-08-07 Rafael Advanced Defense Sys System and method for automatically acquiring a target with a narrow field-of-view gimbaled imaging sensor
US7378626B2 (en) * 2005-10-04 2008-05-27 Raytheon Company Directed infrared countermeasures (DIRCM) system and method
FR2925175B1 (fr) * 2007-12-18 2010-02-19 Thales Sa Procede de pointage d'un laser et systeme mettant en oeuvre le procede
US8269893B2 (en) * 2008-05-12 2012-09-18 Flir Systems, Inc. Optical payload electrical system
US8174768B2 (en) 2008-06-06 2012-05-08 Lockheed Martin Corporation Optical arrangement for tracking detector
DE102015010276A1 (de) * 2014-12-19 2016-06-23 Mbda Deutschland Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur lokalen Stabilisierung eines Strahlungsflecks auf einem entfernten Zielobjekt
DE102015009200A1 (de) * 2015-07-15 2017-01-19 Diehl Bgt Defence Gmbh & Co. Kg Energiewirksystem und Waffensystem
US9948395B2 (en) * 2016-09-12 2018-04-17 The United States Of America As Represented By Secretary Of The Navy System and method for line-of-sight optical broadcasting using beam divergence and an orbiting or airborne corner cube reflector
US10175030B2 (en) * 2017-03-13 2019-01-08 Sensors Unlimited, Inc. Threat detection
EP3671681A4 (en) * 2017-11-30 2020-08-26 SZ DJI Technology Co., Ltd. MAXIMUM TEMPERATURE POINT MONITORING PROCESS, DEVICE AND DRONE
DE102018100417B4 (de) * 2018-01-10 2022-12-29 Rheinmetall Waffe Munition Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur optischen Zielverfolgung von mit einem Hochenergielaser bestrahlbarem Zielobjekt
US11209246B2 (en) 2018-06-13 2021-12-28 Bae Systems Plc Apparatus for a directed-energy weapon
EP3811022A1 (en) 2018-06-13 2021-04-28 BAE SYSTEMS plc Apparatus for a directed-energy weapon
CA3103639A1 (en) 2018-06-13 2019-12-19 Bae Systems Plc Apparatus for a directed-energy weapon

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3427611A (en) * 1962-08-15 1969-02-11 Litton Industries Inc Laser system
US4063819A (en) * 1976-08-27 1977-12-20 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force High energy laser pointing and tracking system utilizing beam angle/focus dither method of operation
US4155096A (en) * 1977-03-22 1979-05-15 Martin Marietta Corporation Automatic laser boresighting
US4386848A (en) * 1980-08-11 1983-06-07 Martin Marietta Corporation Optical target tracking and designating system
DE3202432A1 (de) * 1982-01-26 1983-08-04 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Hochenergielaser-feintracker
US5197691A (en) * 1983-09-16 1993-03-30 Martin Marietta Corporation Boresight module
US4562769A (en) * 1983-12-27 1986-01-07 United Technologies Corporation Spatially modulated, laser aimed sighting system for a ballistic weapon
DE3441921A1 (de) * 1984-11-16 1986-05-28 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8012 Ottobrunn Leitstrahl- und nachfuehreinrichtung
US4737028A (en) * 1986-04-07 1988-04-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Target loop active boresighting device
DE3623808A1 (de) * 1986-07-15 1988-01-28 Diehl Gmbh & Co Verfahren und anordnung zum nachfuehren eines hochenergie-laserstrahles
US5557347A (en) * 1986-11-04 1996-09-17 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Ballistic missile boresight and inertial tracking system and method
JPH01142397A (ja) * 1987-11-30 1989-06-05 Mitsubishi Electric Corp レーザ照射装置
US4917490A (en) * 1988-02-04 1990-04-17 The Boeing Company Boresight alignment measuring apparatus and method for electro-optic systems
IL96869A (en) * 1991-01-02 1994-04-12 Israel State Method and system for aiming a small caliber weapon
US5198607A (en) * 1992-02-18 1993-03-30 Trw Inc. Laser anti-missle defense system
US5473331A (en) * 1994-10-31 1995-12-05 Hughes Aircraft Company Combined SAR monopulse and inverse monopulse weapon guidance
US5747720A (en) * 1995-06-01 1998-05-05 Trw Inc. Tactical laser weapon system for handling munitions
US5694202A (en) * 1996-01-22 1997-12-02 Hughes Aircraft Company Universal boresight tool for small arms weapons

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008146387A1 (ja) 2007-05-31 2008-12-04 Mitsubishi Electric Corporation 熱交換素子およびその製造方法ならびに熱交換換気装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP0911646A3 (en) 2000-03-01
JP3222837B2 (ja) 2001-10-29
CA2243689C (en) 2001-09-11
US5918305A (en) 1999-06-29
EP0911646A2 (en) 1999-04-28
KR19990023746A (ko) 1999-03-25
CA2243689A1 (en) 1999-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3222837B2 (ja) 画像化自己参照追跡装置及び関連方法
US5973309A (en) Target-tracking laser designation
JP3148724B2 (ja) 背景減算機能を備えた共用アパーチャ・ダイクロイック・アクティブ追跡機
US6021975A (en) Dichroic active tracker
US6343766B1 (en) Shared aperture dichroic active tracker with background subtraction
US8203109B2 (en) High energy laser beam director system and method
US6262800B1 (en) Dual mode semi-active laser/laser radar seeker
JP4773038B2 (ja) ミサイル攻撃に対する航空機の保護のための方法および装置
US4383663A (en) Active optical terminal homing
KR101953352B1 (ko) 김발 복합 센서 호밍 시스템
US5900620A (en) Magic mirror hot spot tracker
JP2003098255A (ja) 複合追尾センサ装置
US6260792B1 (en) Tracking and guidance system with modulated missile-mounted laser beacon
KR102433018B1 (ko) 동축형 레이저무기의 조준 장치
CN111102942A (zh) 激光发射光轴与跟踪系统光轴平行度实时矫正系统及方法
IL254460B2 (en) Active household head
US5166745A (en) Rapid re-targeting, space-based, boresight alignment system and method for neutral particle beams
US11837840B2 (en) MEMS micro-mirror array laser beam steerer for simultaneous illumination of multiple tracked targets
JPH0715358B2 (ja) 複合誘導装置

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees