JP2000213953A - 飛しょう体の航法装置 - Google Patents
飛しょう体の航法装置Info
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- JP2000213953A JP2000213953A JP11015414A JP1541499A JP2000213953A JP 2000213953 A JP2000213953 A JP 2000213953A JP 11015414 A JP11015414 A JP 11015414A JP 1541499 A JP1541499 A JP 1541499A JP 2000213953 A JP2000213953 A JP 2000213953A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 飛しょう体の航法装置において、時間の経過
にともない大幅に劣化する慣性装置の慣性計算精度を抑
制して、精度向上ができるようにする。 【解決手段】 飛しょう体の前方に配置された撮像装置
で撮影された外界景色から自己の姿勢角に関する情報を
読み取り、慣性装置の姿勢角と比較して、慣性装置の姿
勢角誤差を推定し慣性装置を補正するようにして、所期
の課題を解決したものである。
にともない大幅に劣化する慣性装置の慣性計算精度を抑
制して、精度向上ができるようにする。 【解決手段】 飛しょう体の前方に配置された撮像装置
で撮影された外界景色から自己の姿勢角に関する情報を
読み取り、慣性装置の姿勢角と比較して、慣性装置の姿
勢角誤差を推定し慣性装置を補正するようにして、所期
の課題を解決したものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、航空機
や飛しょう体等の航法装置に関するものである。
や飛しょう体等の航法装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、飛しょう体等に搭載されている航
法装置として、ジャイロ及び加速度計で検出した角速度
及び加速度を積分する慣性装置の出力が用いられてい
る。
法装置として、ジャイロ及び加速度計で検出した角速度
及び加速度を積分する慣性装置の出力が用いられてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、慣性装
置の出力は、内蔵するジャイロ及び加速度計が誤差をも
っているために出力にも誤差を持っている。さらに、慣
性装置は角速度及び加速度を積分して位置及び速度、姿
勢角を計算しているため、誤差が時間とともに増大する
という原理的に避けられない問題を持っている。
置の出力は、内蔵するジャイロ及び加速度計が誤差をも
っているために出力にも誤差を持っている。さらに、慣
性装置は角速度及び加速度を積分して位置及び速度、姿
勢角を計算しているため、誤差が時間とともに増大する
という原理的に避けられない問題を持っている。
【０００４】この発明は、時間経過とともに増大する慣
性装置の精度劣化を抑制する飛しょう体の航法装置を提
供するものである。
性装置の精度劣化を抑制する飛しょう体の航法装置を提
供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】第１の発明に係る飛しょ
う体の航法装置は、飛しょう体の位置及び速度、姿勢角
を出力する慣性装置と、飛しょう体の前方に取り付けら
れて前方の撮像画像を得る撮像装置と、この撮像装置で
撮像された画像から自己姿勢角を演算する手段と、上記
画像から求めた姿勢角を慣性装置で計算した姿勢角と比
較し、その差から慣性装置の姿勢角誤差を推定して補正
する手段とを具備したことを特徴とする。
う体の航法装置は、飛しょう体の位置及び速度、姿勢角
を出力する慣性装置と、飛しょう体の前方に取り付けら
れて前方の撮像画像を得る撮像装置と、この撮像装置で
撮像された画像から自己姿勢角を演算する手段と、上記
画像から求めた姿勢角を慣性装置で計算した姿勢角と比
較し、その差から慣性装置の姿勢角誤差を推定して補正
する手段とを具備したことを特徴とする。
【０００６】また、第２の発明に係る飛しょう体の航法
装置は、飛しょう体の位置及び速度、姿勢角を出力する
慣性装置と、飛しょう体の前方に取り付けられて前方の
撮像画像を得る撮像装置と、この撮像装置で撮像された
外界景色の変化から姿勢角の変化を演算する手段と、上
記画像から求めた姿勢角の変化を慣性装置で計算した姿
勢角の変化と比較し、その差から慣性装置の姿勢角誤差
を推定して補正する手段とを具備したことを特徴とす
る。
装置は、飛しょう体の位置及び速度、姿勢角を出力する
慣性装置と、飛しょう体の前方に取り付けられて前方の
撮像画像を得る撮像装置と、この撮像装置で撮像された
外界景色の変化から姿勢角の変化を演算する手段と、上
記画像から求めた姿勢角の変化を慣性装置で計算した姿
勢角の変化と比較し、その差から慣性装置の姿勢角誤差
を推定して補正する手段とを具備したことを特徴とす
る。
【０００７】さらに、第３の発明に係る飛しょう体の航
法装置は、飛しょう体の位置及び速度、姿勢角を出力す
る慣性装置と、飛しょう体の前方に取り付けられて前方
の撮像画像を得る撮像装置と、この撮像装置で撮像され
た外界景色の変化から速度を演算する手段と、上記画像
から求めた速度を慣性装置で計算した速度と比較し、そ
の差から慣性装置の姿勢角誤差を推定して補正する手段
とを具備したことを特徴とする。
法装置は、飛しょう体の位置及び速度、姿勢角を出力す
る慣性装置と、飛しょう体の前方に取り付けられて前方
の撮像画像を得る撮像装置と、この撮像装置で撮像され
た外界景色の変化から速度を演算する手段と、上記画像
から求めた速度を慣性装置で計算した速度と比較し、そ
の差から慣性装置の姿勢角誤差を推定して補正する手段
とを具備したことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明に
よる飛しょう体の航法装置を構成する一実施例を示すも
のであり、図２は撮像装置１３により撮影された画面２
１から自己の姿勢角を推定するための原理を説明する図
である。図において、１１は慣性装置、１２は姿勢角計
算部、１３は撮像装置、１４は姿勢角誤差推定部、１５
は相関器である。
よる飛しょう体の航法装置を構成する一実施例を示すも
のであり、図２は撮像装置１３により撮影された画面２
１から自己の姿勢角を推定するための原理を説明する図
である。図において、１１は慣性装置、１２は姿勢角計
算部、１３は撮像装置、１４は姿勢角誤差推定部、１５
は相関器である。
【０００９】姿勢角計算部１２は、撮像装置１３にて撮
影した画面２１の情報より飛しょう体の姿勢角を推定す
る。相関器１５は、姿勢角計算部１２で推定された姿勢
角を受け取ると共に、これと同時に慣性装置１１で計算
した姿勢角を受け取る。姿勢角誤差推定部１４で相関器
１５で比較された姿勢角情報から慣性装置１１への補正
情報を計算して出力する。
影した画面２１の情報より飛しょう体の姿勢角を推定す
る。相関器１５は、姿勢角計算部１２で推定された姿勢
角を受け取ると共に、これと同時に慣性装置１１で計算
した姿勢角を受け取る。姿勢角誤差推定部１４で相関器
１５で比較された姿勢角情報から慣性装置１１への補正
情報を計算して出力する。
【００１０】撮像装置１３にて撮影した画面２１の中か
ら、姿勢角計算部１２で仮想的な水平線を割り出し、画
面２１の左右の辺と仮想的な水平線が横切る４つの距離
（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）の関係から、自己のロール角とピッ
チ角を計算する。
ら、姿勢角計算部１２で仮想的な水平線を割り出し、画
面２１の左右の辺と仮想的な水平線が横切る４つの距離
（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）の関係から、自己のロール角とピッ
チ角を計算する。
【００１１】誘導爆弾など艦船を目標とする飛しょう体
が海上を飛しょう中に水平線を撮影したとすると、水平
線の波模様は、例えば画面２１の太陽Ｓ2のようにな
る。画面２１の中に仮想的な水平線を割り出すと破線Ｓ
1となる。この破線により区切られた画面２１の左右の
辺の長さＡとＣを比較すると、Ａの方が長いので、ロー
ルがマイナス方向に傾いているとなる。長さＡ，Ｂ，
Ｃ，Ｄそれぞれについて比較演算を姿勢角計算部１２で
実施することで自己のロール角とピッチ角を計算するこ
とが可能となる。
が海上を飛しょう中に水平線を撮影したとすると、水平
線の波模様は、例えば画面２１の太陽Ｓ2のようにな
る。画面２１の中に仮想的な水平線を割り出すと破線Ｓ
1となる。この破線により区切られた画面２１の左右の
辺の長さＡとＣを比較すると、Ａの方が長いので、ロー
ルがマイナス方向に傾いているとなる。長さＡ，Ｂ，
Ｃ，Ｄそれぞれについて比較演算を姿勢角計算部１２で
実施することで自己のロール角とピッチ角を計算するこ
とが可能となる。
【００１２】慣性装置１１で計算した姿勢角にはジャイ
ロによる誤差が含まれているために、姿勢角計算部で画
像から計算した姿勢角を用いて補正を行うことで、姿勢
角だけでなく慣性装置１１の計算する位置や速度の精度
向上にもなる。
ロによる誤差が含まれているために、姿勢角計算部で画
像から計算した姿勢角を用いて補正を行うことで、姿勢
角だけでなく慣性装置１１の計算する位置や速度の精度
向上にもなる。
【００１３】実施の形態２．図３はこの発明による飛し
ょう体の航法装置を構成する一実施例を示すものであ
り、図４は撮像装置１３により撮影された画面２１から
自己の姿勢角の変化を推定するための原理を説明する図
である。図において、１６は姿勢角変化量計算部であ
る。
ょう体の航法装置を構成する一実施例を示すものであ
り、図４は撮像装置１３により撮影された画面２１から
自己の姿勢角の変化を推定するための原理を説明する図
である。図において、１６は姿勢角変化量計算部であ
る。
【００１４】姿勢角変化量計算部１５は、撮像装置１３
にて撮影した画面２１の情報より飛しょう体の姿勢角の
変化を推定する。相関器１５は、姿勢角計算部１２で推
定された姿勢角の変化を受け取ると共に、これと同時に
慣性装置１１で計算した姿勢角を受け取り姿勢角の変化
を計算する。姿勢角誤差推定部１４で相関器１５で比較
された姿勢角変化の情報から慣性装置１１への補正情報
を計算して出力する。
にて撮影した画面２１の情報より飛しょう体の姿勢角の
変化を推定する。相関器１５は、姿勢角計算部１２で推
定された姿勢角の変化を受け取ると共に、これと同時に
慣性装置１１で計算した姿勢角を受け取り姿勢角の変化
を計算する。姿勢角誤差推定部１４で相関器１５で比較
された姿勢角変化の情報から慣性装置１１への補正情報
を計算して出力する。
【００１５】撮像装置１３にて撮影した画面２１の中か
ら、姿勢角変化量計算部１２で任意の点Ａ，Ｂ，Ｃを決
定し、次のフレームで撮像した画面と比較をすることに
より、自己のロール、ピッチ、ヨーの姿勢角変化を計算
する。
ら、姿勢角変化量計算部１２で任意の点Ａ，Ｂ，Ｃを決
定し、次のフレームで撮像した画面と比較をすることに
より、自己のロール、ピッチ、ヨーの姿勢角変化を計算
する。
【００１６】飛しょう中に山岳部を撮影したとすると、
山岳部の稜線は、例えば画面２１の太線のようになる。
姿勢角変化量計算部１２で画面２１の中で、例えば山頂
をＡ点、別の山頂をＢ点、谷をＣ点に選択して、画面２
１の座標を記憶する。次の撮影フレームで、前フレーム
で記憶した３点（Ａ，Ｂ，Ｃ）との比較を行い、前フレ
ームとの位置関係により、ロール、ピッチ、ヨーの姿勢
角の変化を計算する。例えば、ロール回転している場合
には、３点（Ａ，Ｂ，Ｃ）が画面２１の原点を中心に等
角度で移動するので、ロール角が計算できる。
山岳部の稜線は、例えば画面２１の太線のようになる。
姿勢角変化量計算部１２で画面２１の中で、例えば山頂
をＡ点、別の山頂をＢ点、谷をＣ点に選択して、画面２
１の座標を記憶する。次の撮影フレームで、前フレーム
で記憶した３点（Ａ，Ｂ，Ｃ）との比較を行い、前フレ
ームとの位置関係により、ロール、ピッチ、ヨーの姿勢
角の変化を計算する。例えば、ロール回転している場合
には、３点（Ａ，Ｂ，Ｃ）が画面２１の原点を中心に等
角度で移動するので、ロール角が計算できる。
【００１７】実施の形態３．図５はこの発明による飛し
ょう体の航法装置を構成する一実施例を示すものであ
り、図６は撮像装置１３により撮影された画面２１から
自己の速度を推定するための原理を説明する図である。
図において、１７は速度計算部である。
ょう体の航法装置を構成する一実施例を示すものであ
り、図６は撮像装置１３により撮影された画面２１から
自己の速度を推定するための原理を説明する図である。
図において、１７は速度計算部である。
【００１８】速度計算部１７は、撮像装置１３にて撮影
した画面２１の情報より飛しょう体の速度を推定する。
相関器１５は、速度計算部１７で推定された速度を受け
取ると共に、これと同時に慣性装置１１で計算した速度
を受け取る。姿勢角誤差推定部１４で相関器１５で比較
された速度差の情報から慣性装置１１への姿勢角補正情
報を計算して出力する。
した画面２１の情報より飛しょう体の速度を推定する。
相関器１５は、速度計算部１７で推定された速度を受け
取ると共に、これと同時に慣性装置１１で計算した速度
を受け取る。姿勢角誤差推定部１４で相関器１５で比較
された速度差の情報から慣性装置１１への姿勢角補正情
報を計算して出力する。
【００１９】撮像装置にて撮影した画面２１の中から、
速度計算部１７で任意の点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを決定し、次
のフレームで撮像した画面と比較をすることにより、自
己の速度を計算する。
速度計算部１７で任意の点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを決定し、次
のフレームで撮像した画面と比較をすることにより、自
己の速度を計算する。
【００２０】飛しょう中に山岳部を撮影したとすると、
山岳部の稜線は、例えば画面２１の太線のようになる。
速度計算部１７で画面２１の中で、例えば山頂をＡ点、
別の山頂をＤ点などとして任意の４点を選択して、画面
２１の座標及び各点間の距離を記憶する。次の撮影フレ
ームで、前フレームで記憶した４点間の距離（Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ）との比較を行い、距離の変化量と視野角の関係
より、速度を計算する。
山岳部の稜線は、例えば画面２１の太線のようになる。
速度計算部１７で画面２１の中で、例えば山頂をＡ点、
別の山頂をＤ点などとして任意の４点を選択して、画面
２１の座標及び各点間の距離を記憶する。次の撮影フレ
ームで、前フレームで記憶した４点間の距離（Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ）との比較を行い、距離の変化量と視野角の関係
より、速度を計算する。
【００２１】
【発明の効果】第１〜第３の発明によれば、時間ととも
に増大していた慣性計算精度の劣化を抑制することがで
き、目標への誘導精度の向上が可能となる。
に増大していた慣性計算精度の劣化を抑制することがで
き、目標への誘導精度の向上が可能となる。
【００２２】第２、第３の発明において、外界景色を撮
影するための撮像装置は、飛しょう体の画像誘導に使用
する撮像装置を利用することも可能である。
影するための撮像装置は、飛しょう体の画像誘導に使用
する撮像装置を利用することも可能である。
【図１】 この発明の実施の形態１を示す構成図であ
る。
る。
【図２】 撮影した画面より姿勢角を計算する方法を示
す説明図である。
す説明図である。
【図３】 この発明の実施の形態２を示す構成図であ
る。
る。
【図４】 撮影した画面より姿勢角の変化を計算する方
法を示す説明図である。
法を示す説明図である。
【図５】 この発明の実施の形態３を示す構成図であ
る。
る。
【図６】 撮影した画面より速度を計算する方法を示す
説明図である。
説明図である。
１１ 慣性装置、１２ 姿勢角計算部、１３ 撮像装
置、１４ 姿勢角誤差推定部、１５ 相関器、１６ 姿
勢角変化量計算部、１７ 速度計算部、２１ 画面。
置、１４ 姿勢角誤差推定部、１５ 相関器、１６ 姿
勢角変化量計算部、１７ 速度計算部、２１ 画面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｃ 21/16 Ｇ０１Ｃ 21/16 Ｎ Ｇ０５Ｄ 1/08 Ｇ０５Ｄ 1/08 Ｆターム(参考） 2F029 AA05 AA08 AB03 AC03 AC05 AC09 AC12 AD02 2F065 AA31 BB05 CC00 EE00 FF04 FF64 FF65 JJ03 PP01 QQ00 QQ23 QQ24 QQ25 QQ28 QQ41 5H301 AA06 BB16 BB20 CC04 CC08 GG09 GG14 GG17 QQ06
Claims (3)
- 【請求項１】 飛しょう体の位置及び速度、姿勢角を出
力する慣性装置と、飛しょう体の前方に取り付けられて
前方の撮像画像を得る撮像装置と、この撮像装置で撮像
された画像から自己姿勢角を演算する手段と、上記画像
から求めた姿勢角を慣性装置で計算した姿勢角と比較
し、その差から慣性装置の姿勢角誤差を推定して補正す
る手段とを具備したことを特徴とする飛しょう体の航法
装置。 - 【請求項２】 飛しょう体の位置及び速度、姿勢角を出
力する慣性装置と、飛しょう体の前方に取り付けられて
前方の撮像画像を得る撮像装置と、この撮像装置で撮像
された外界景色の変化から姿勢角の変化を演算する手段
と、上記画像から求めた姿勢角の変化を慣性装置で計算
した姿勢角の変化と比較し、その差から慣性装置の姿勢
角誤差を推定して補正する手段とを具備したことを特徴
とする飛しょう体の航法装置。 - 【請求項３】 飛しょう体の位置及び速度、姿勢角を出
力する慣性装置と、飛しょう体の前方に取り付けられて
前方の撮像画像を得る撮像装置と、この撮像装置で撮像
された外界景色の変化から速度を演算する手段と、上記
画像から求めた速度を慣性装置で計算した速度と比較
し、その差から慣性装置の姿勢角誤差を推定して補正す
る手段とを具備したことを特徴とする飛しょう体の航法
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11015414A JP2000213953A (ja) | 1999-01-25 | 1999-01-25 | 飛しょう体の航法装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11015414A JP2000213953A (ja) | 1999-01-25 | 1999-01-25 | 飛しょう体の航法装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000213953A true JP2000213953A (ja) | 2000-08-04 |
Family
ID=11888102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11015414A Pending JP2000213953A (ja) | 1999-01-25 | 1999-01-25 | 飛しょう体の航法装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000213953A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100515470B1 (ko) * | 2004-01-30 | 2005-09-20 | 학교법인 인하학원 | 진자운동을 이용한 관성측정장치의 오차보정장치 |
| JP2006250917A (ja) * | 2005-02-14 | 2006-09-21 | Kazuo Iwane | 高精度ｃｖ演算装置と、この高精度ｃｖ演算装置を備えたｃｖ方式三次元地図生成装置及びｃｖ方式航法装置 |
| JP2010145389A (ja) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Korea Aerospace Research Inst | 単一映像を利用した姿勢角センサー三次元誤整列補正方法 |
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-
1999
- 1999-01-25 JP JP11015414A patent/JP2000213953A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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