JPH03105509A - 空間安定化装置 - Google Patents
空間安定化装置Info
- Publication number
- JPH03105509A JPH03105509A JP1244071A JP24407189A JPH03105509A JP H03105509 A JPH03105509 A JP H03105509A JP 1244071 A JP1244071 A JP 1244071A JP 24407189 A JP24407189 A JP 24407189A JP H03105509 A JPH03105509 A JP H03105509A
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- JP
- Japan
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- section
- motor
- mirror
- angular velocity
- gimbal
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- Gyroscopes (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
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。
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〕
この発明は移動体搭載用撮像藩の空間安定化装置に関す
るものである。
るものである。
第３図は従来の空間安定化装置の構成図である。
図において，（１）は移動体に取り付けられたモータ，
（２）はモータ（１）により移動体に対して相対的に回
転するジンバル回転部，（３）はジンバル回転部（２）
に固定された第１のミラー部，（４｝は第１のミラー部
（３）に入力される光束，（５）は第１のミラー部（３
）で反射された光束｛４｝の反射光，（６）はジンバル
回転部と機械的に結合され反射光（５）の慣性空間にわ
ける角速度を検出するジャイロ部，（７）はジャイロ部
（６）の検出した角速度，（８）は角速度指令，（９）
は角速度（７）と角速度指令（８）の差分を増幅する誤
差演算器，００ｌは角速度（７）と誤差演算器（９）の
出力信号からモータ（１）のトルク指令を演算する第１
の増幅器，ＯＤは反射光（５）から画像を撮影する撮像
装置である。
（２）はモータ（１）により移動体に対して相対的に回
転するジンバル回転部，（３）はジンバル回転部（２）
に固定された第１のミラー部，（４｝は第１のミラー部
（３）に入力される光束，（５）は第１のミラー部（３
）で反射された光束｛４｝の反射光，（６）はジンバル
回転部と機械的に結合され反射光（５）の慣性空間にわ
ける角速度を検出するジャイロ部，（７）はジャイロ部
（６）の検出した角速度，（８）は角速度指令，（９）
は角速度（７）と角速度指令（８）の差分を増幅する誤
差演算器，００ｌは角速度（７）と誤差演算器（９）の
出力信号からモータ（１）のトルク指令を演算する第１
の増幅器，ＯＤは反射光（５）から画像を撮影する撮像
装置である。
誤差演算器（９）において，角速度（７）と角速度指令
（８）との差がなくなるまで第１の増幅器ａＯ！に信号
を供給する。さらに第１の増幅器叫において，角速度（
７）と誤差演算器（９）の出力信号との差がなくなるま
でモータ（ｌ）にトルク指令を供給する。従って，角速
度指令（８）がゼロの場合，移動体の動揺が存在する場
合でも，撮像装置ＯＤに入力される反射光（５）を空間
安定化することができる。
（８）との差がなくなるまで第１の増幅器ａＯ！に信号
を供給する。さらに第１の増幅器叫において，角速度（
７）と誤差演算器（９）の出力信号との差がなくなるま
でモータ（ｌ）にトルク指令を供給する。従って，角速
度指令（８）がゼロの場合，移動体の動揺が存在する場
合でも，撮像装置ＯＤに入力される反射光（５）を空間
安定化することができる。
次に，従来の空間安定化装置における空間安定化誤差に
ついて説明する。
ついて説明する。
第４図は第３図を伝達関数によって表現したブロック図
である。図中，（７）〜ＱＯＩは第３図と同一である。
である。図中，（７）〜ＱＯＩは第３図と同一である。
また，図中の記号θＧはジャイロ部（６｝によって検出
された反射光（５）の慣性空間における角速度，θεは
誤差演算器（９）の出力信号に相当する反射光（５）の
空間安定化誤差，ωＩは積分ループゲイン，ωＲはレー
トループゲイン，ＪＭはジンバル回転部（２）のイナー
シャ，Ｓはラブラス演算子を表わす。
された反射光（５）の慣性空間における角速度，θεは
誤差演算器（９）の出力信号に相当する反射光（５）の
空間安定化誤差，ωＩは積分ループゲイン，ωＲはレー
トループゲイン，ＪＭはジンバル回転部（２）のイナー
シャ，Ｓはラブラス演算子を表わす。
第４図において等価ブロック変換を行いθＧ −θεな
る伝達関数ＧＭ（Ｓ）を求めると次のようになる。
る伝達関数ＧＭ（Ｓ）を求めると次のようになる。
第（１１式より，空間安定化誤差θεはループゲインω
■，ωＲを大きくすれば小さくなることがわかる。
■，ωＲを大きくすれば小さくなることがわかる。
しかしながら実際には機械共振の影響等の制約条件が存
在するためω■，ωＲをむやみに大きくすることは系の
安定性を損なうことになるので不可能である。つまりθ
εは機械系すなわちジンバル回転部（２）により一義的
に決まってしまう。
在するためω■，ωＲをむやみに大きくすることは系の
安定性を損なうことになるので不可能である。つまりθ
εは機械系すなわちジンバル回転部（２）により一義的
に決まってしまう。
従来の空間安定化装置は以上の理由によりループゲイン
ω■，ωＲを大きくすることができないため，所望する
空間安定化精度が得られないという課題があった。
ω■，ωＲを大きくすることができないため，所望する
空間安定化精度が得られ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消するためになされた
もので，高精度な空間安定化装置を得ろことを目的とす
る。
もので，高精度な空間安定化装置を得ろことを目的とす
る。
この発明に係る空間安定化装置は，従来のモータによる
回転軸に別のアクチュエータによる回転軸を加え協調制
御させようとしたものである。
回転軸に別のアクチュエータによる回転軸を加え協調制
御させようとしたものである。
この発明による空間安定化装置は，モータとは別のアク
チュエータによる回転軸に従来の空間安定化誤差を位置
指令として加えて制御するので，ジンバル回転部の機械
系に左右されない高精度な空間安定化装置が容易に提供
できる。
チュエータによる回転軸に従来の空間安定化誤差を位置
指令として加えて制御するので，ジンバル回転部の機械
系に左右されない高精度な空間安定化装置が容易に提供
できる。
第１図はこの発明の一実施例を示すものである。
図中（１１ ， （２１ ， （４１〜０１）は第３図
と同一である。（＋２１１よジンバル回転部（２）に取
り付けられ回転変位を生みだすアクチュエータ部，＠は
アクチュエータ部Ｏによりジンバル回転部（２）に対し
て相対的に回転し入力する光束（４）を反射して反射光
（５）を撮像装置ＯＤに提供する第２のミラー部，（ロ
）はジンバル回転部（２）に対して第２のミラー部（ｌ
３）の回転変位を検出する角度検出器，＜１！）ば角度
検出器（ロ）の出力する角度，（１ωは角度（１つと誤
差演算器（９）の出力信号の差分を増幅しアクチュエー
タ部（支）のトルク指令を演算する第２の増幅器である
。
と同一である。（＋２１１よジンバル回転部（２）に取
り付けられ回転変位を生みだすアクチュエータ部，＠は
アクチュエータ部Ｏによりジンバル回転部（２）に対し
て相対的に回転し入力する光束（４）を反射して反射光
（５）を撮像装置ＯＤに提供する第２のミラー部，（ロ
）はジンバル回転部（２）に対して第２のミラー部（ｌ
３）の回転変位を検出する角度検出器，＜１！）ば角度
検出器（ロ）の出力する角度，（１ωは角度（１つと誤
差演算器（９）の出力信号の差分を増幅しアクチュエー
タ部（支）のトルク指令を演算する第２の増幅器である
。
第５図は第１図を伝達関数によって表現したブロック図
である。図中，（７）〜α０１ ， （１）は第１図と
同一である。まｔこ，図中の記号θＧ，θε，ωＩ，ω
Ｒ， Ｊ Ｍ，Ｓ （ｔ第４図と同一であり，θは角度
検出器（自）の出力である角度，ωｐは第２の増幅器（
Ｄのポジションゲイン，ではアクチュエータ部■及び第
２のミラー部（】３）の総合時定数，θε′は第２の増
幅器（１；）の差分信号を表わす。
である。図中，（７）〜α０１ ， （１）は第１図と
同一である。まｔこ，図中の記号θＧ，θε，ωＩ，ω
Ｒ， Ｊ Ｍ，Ｓ （ｔ第４図と同一であり，θは角度
検出器（自）の出力である角度，ωｐは第２の増幅器（
Ｄのポジションゲイン，ではアクチュエータ部■及び第
２のミラー部（】３）の総合時定数，θε′は第２の増
幅器（１；）の差分信号を表わす。
第５図においてδＧ一θεなる伝達関数は第４図と同一
であるので第（１）式で表わされる。また，等価ブロッ
ク変換を行いθε→θなる伝達関数を求めると次のよう
になる。
であるので第（１）式で表わされる。また，等価ブロッ
ク変換を行いθε→θなる伝達関数を求めると次のよう
になる。
ところで，θε′は
θ ε ′＝ θ ε
θ
（３）
であるので，第（２）式を代入して
を得る。従って，δＧ一〇ε′なる伝達関数Ｇ’Ｍ（Ｓ
）は次のようになる。
）は次のようになる。
？（５）式に第１ｌ）式，第（４）式を代入して１
Ｇ ’！ｉｔ（Ｓ ）一Ｇ Ｍ（Ｓ ） − 。２＋■
ここにおいて，第（３）式，第（６）式からわかる通り
，θε′は本発明における反射光（５｝の空間安定化精
度を示しており，また，τ，ωｐの大きさによらず定常
的にθε′は，従来の空間安定化精度θＣより１／（ω
ρ＋１）倍優れていることは明らかである。
ここにおいて，第（３）式，第（６）式からわかる通り
，θε′は本発明における反射光（５｝の空間安定化精
度を示しており，また，τ，ωｐの大きさによらず定常
的にθε′は，従来の空間安定化精度θＣより１／（ω
ρ＋１）倍優れていることは明らかである。
第２図は乙の発明の一実施例を示すものである。
図中，（ｌ）〜（Ｉ１）は第３図と同一であり，（わは
第１図と同一である。（Ｉ′７）は移動体に取り付けら
れ回転変位を生み出すアクチュエータ部，（■はアクチ
ュエータ部（のにより移動体に対して相対的に回転し第
１のミラー部（３）に入力する光束（４）の反射光をさ
らに反射して反射光（５）を撮像装置（１１）に提供す
る第３のミラー部，（６）は移動体に対して第３のミラ
ー部（１８）の回転変位検出する角度検出器，■は角度
検出器（０）の出力する角度である。
第１図と同一である。（Ｉ′７）は移動体に取り付けら
れ回転変位を生み出すアクチュエータ部，（■はアクチ
ュエータ部（のにより移動体に対して相対的に回転し第
１のミラー部（３）に入力する光束（４）の反射光をさ
らに反射して反射光（５）を撮像装置（１１）に提供す
る第３のミラー部，（６）は移動体に対して第３のミラ
ー部（１８）の回転変位検出する角度検出器，■は角度
検出器（０）の出力する角度である。
第２図の伝達関数によって表現したブロック図は第５図
になる。つまり，ｗＩ求項（１）の実施例と全く同様に
してδＧ一θε′なる伝達関数は第（６）式によって得
られる。
になる。つまり，ｗＩ求項（１）の実施例と全く同様に
してδＧ一θε′なる伝達関数は第（６）式によって得
られる。
従って，本発明による反射光（５）の空間安定化精度θ
ε′は，ωｐ，τの大きさによらず定常的ｌζ従来の空
間安定化精度θεより１７（ωｐ＋１）倍優れていろこ
とは明らかである。
ε′は，ωｐ，τの大きさによらず定常的ｌζ従来の空
間安定化精度θεより１７（ωｐ＋１）倍優れていろこ
とは明らかである。
以上の説明により，この発明によれば従来のモータによ
る回転軸に別のアクチュエータによる回転軸を加え協調
制御するように構成したので，ジンバル回転部の機械系
に左右されず，また精度の高いものが得られる効果があ
る。
る回転軸に別のアクチュエータによる回転軸を加え協調
制御するように構成したので，ジンバル回転部の機械系
に左右されず，また精度の高いものが得られる効果があ
る。
また，前述の誤差演算器，第１の増幅器及び第２の増幅
器による制御アルゴリズムは，マイクロプロセッサ等の
計算機と，アルゴリズムを記録したＲＯＭとで実現でき
，前述の発明と全く同等の効果を得ろことができる。
器による制御アルゴリズムは，マイクロプロセッサ等の
計算機と，アルゴリズムを記録したＲＯＭとで実現でき
，前述の発明と全く同等の効果を得ろことができる。
第１図，第２図はそれぞれ第１，第２の発明の構成図，
第３図は従来の空間安定化装置の構成図，第４図は第３
図の伝達関数により表現されるブロック図，第５図は第
１図及び第２図の伝達関数により表現されるブロック図
である。 図において，（１）はモータ，（２）はジンバル回転部
，（３）は第１のミラー部，（４）は光束，（５）は反
射光，（６）はジャイロ部，（７）は角速度，（８）は
角速度指令，（９）は誤差演算器，叫は第１の増幅器，
０１）は撮像装置，（■，（ｒ？）はアクチュエータ部
，０ツ《よ第２のミラー部，閣，（０）は角度検出器，
（＋！），（至）は角度，（Ｕぱ第２の増幅盟である。 なお，各図中同一符号｛よ同一又は相当部分を示す。
第３図は従来の空間安定化装置の構成図，第４図は第３
図の伝達関数により表現されるブロック図，第５図は第
１図及び第２図の伝達関数により表現されるブロック図
である。 図において，（１）はモータ，（２）はジンバル回転部
，（３）は第１のミラー部，（４）は光束，（５）は反
射光，（６）はジャイロ部，（７）は角速度，（８）は
角速度指令，（９）は誤差演算器，叫は第１の増幅器，
０１）は撮像装置，（■，（ｒ？）はアクチュエータ部
，０ツ《よ第２のミラー部，閣，（０）は角度検出器，
（＋！），（至）は角度，（Ｕぱ第２の増幅盟である。 なお，各図中同一符号｛よ同一又は相当部分を示す。
Claims (2)
- （１）移動体に取り付けられたモータと、上記モータに
より移動体に対して相対的に回転するジンバル回転部と
、上記ジンバル回転部に取り付けられ回転変位を生みだ
すアクチュエータ部と、上記アクチュエータ部により上
記ジンバル回転部に対して相対的に回転する第２のミラ
ー部と、上記ジンバル回転部に対して上記第２のミラー
部の回転変位を検出する角度検出器と、上記ジンバル回
転部と機械的に結合され上記第２のミラー部に入力され
る光軸の慣性空間における角速度を検出するジャイロ部
と、角速度指令と上記ジャイロ部の検出する角速度の差
分を増幅する誤差演算器と、上記誤差演算器の出力信号
と上記ジャイロ部の検出する角速度から上記モータのト
ルク指令を演算する第１の増幅器と、上記誤差演算器の
出力信号と上記角度検出器の角度から上記アクチュエー
タ部のトルク指令を演算する第２の増幅器と、上記第２
のミラー部で反射された光束から画像を撮影する撮像装
置とを備えた空間安定化装置。 - （２）移動体に取り付けられたモータと、上記モータに
より移動体に対して相対的に回転するジンバル回転部と
、上記ジンバル回転部に固定された第１のミラー部と、
上記ジンバル回転部と機械的に結合され上記第１のミラ
ー部に入力される光軸の慣性空間における角速度を検出
するジャイロ部と、上記移動体に取り付けられ回転変位
を生みだすアクチュエータ部と、上記アクチュエータ部
により上記移動体に対して相対的に回転する第３のミラ
ー部と、上記移動体に対して上記第３のミラー部の回転
変位を検出する角度検出器と、角速度指令と上記ジャイ
ロ部の検出する角速度の差分を増幅する誤差演算器と、
上記誤差演算器の出力信号と上記ジャイロ部の検出する
角速度から上記モータのトルク指令を演算する第１の増
幅器と、上記誤差演算器の出力信号と上記角度検出器の
角度から上記アクチュエータ部のトルク指令を演算する
第２の増幅器と、上記第１のミラー部と第３のミラー部
で反射された光束から画像を撮影する撮像装置とを備え
た空間安定化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1244071A JPH0820902B2 (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 空間安定化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1244071A JPH0820902B2 (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 空間安定化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03105509A true JPH03105509A (ja) | 1991-05-02 |
| JPH0820902B2 JPH0820902B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=17113302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1244071A Expired - Fee Related JPH0820902B2 (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 空間安定化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0820902B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5699513A (en) * | 1980-01-10 | 1981-08-10 | Nec Corp | Marker tracking device |
| JPS6357589A (ja) * | 1986-08-29 | 1988-03-12 | Dainippon Ink & Chem Inc | ビシクロ〔２．２．１〕ヘプタン−２，３，５，６−テトラカルボン酸２無水物類およびその製法 |
-
1989
- 1989-09-20 JP JP1244071A patent/JPH0820902B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5699513A (en) * | 1980-01-10 | 1981-08-10 | Nec Corp | Marker tracking device |
| JPS6357589A (ja) * | 1986-08-29 | 1988-03-12 | Dainippon Ink & Chem Inc | ビシクロ〔２．２．１〕ヘプタン−２，３，５，６−テトラカルボン酸２無水物類およびその製法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0820902B2 (ja) | 1996-03-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |