JPH0367112A - 放射線を放出する少なくとも一つの目標の位置を測定するためのシステム - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、放射線を放出する少なくとも一つの目標の位
置を測定するためのシステムであって、前記放射線を検
知でき、互いに所定距離だけ離間して配置され、実質的
に垂直な共通軸を中心に回転するよう運動できる２つの
受動式視準装置と、２つの視準装置に共通する実質的に
垂直な視準面を走査する視準線に沿って視準装置の一方
により受信される放射線の強度を測定するための手段と
、測定された強度に応答して２つの視準装置に対する前
記目標の仰角の値を抽出するための手段と、仰角の値に
応答して、前記実質的に垂直な共通視準面内で三角法に
より前記目標の距離を計算するための手段とから成る。

かかるシステムは、地上または船の甲板で使用され、本
システムが設置された場所またはシステムが乗せられて
いる船に脅威を与える目標を監視し、必要に応じて兵器
システムに表示する。

（従来の技術） 上記タイプのシステムは、既に公知であり、英国特許出
願第２０７０８７７号に記載されている。このシステム
では、２つの視準装置が機械的に結合され、−本の垂直
軸を中心に回転自在な同一のタレットに取り付けられて
いる。受信された放射線の強度を測定するための一つの
装置が設けられ、この装置はタレットを回転するための
一つの装置と同じように視準装置の各々に対し作動する
。

（発明が解決しようとする課題） この装置は目標の距離を測定する際の精度が限られてい
るという欠点を有する。その理由は、２つの視準装置の
間の距離も機械的および光学的な双方の理由から限られ
ているからである。事実、三角法システムの精度は、基
線の距離の値、ここでは２つの視準装置の距離に関連し
ていることは周知である。

次に公知のシステムでは、上方視準装置を支持している
中空機械式構造体は高くかつ重くなり過ぎて駆動が困難
となるので、この距離を大きくすることはできない。更
に下方の視準装置を透過する光線の光路は上方視準装置
を透過する光線の光路と同じ長さでなければならないの
で、２つの視準装置の間の距離が長すぎる場合、問題が
生じる。

更に機械的な理由から、視準装置では回転機械式アセン
ブリの重量を増し、少なくとも上方視準装置の場合アン
バランスを生じさせる、大き過ぎる径のレンズを使用す
ることは不可能である。

更に、公知のシステムでは半透明ミラーを使用している
が、かかるミラーは測定されるエネルギのロスを生じさ
せるので感度を低ドさせる。更に公知のシステムでは視
準装置の各々に共通な視野の高さはこれら装置の各々の
視野の高さよりも低い。

最後にこの公知のシステムでは、視準面内に同時に存在
するいくつかの線源の距離を測定することは不可能であ
る。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記のような欠点を克服することを目的とする
。このため本発明の目的は２つ視準装置の各々が、受信
された放射線の強度を測定するための自己の手段と、前
記共通軸まわりに回転するよう視準装置を駆動するため
の自己の駆動手段と、その方位角を測定するため自己の
手段を含み、測定される方位角の値に応答し、前記共通
軸のまわりに回転するよう視準装置を駆動する前記手段
を制御し、これら方位角を等しくするように配置された
手段が設けられている上記タイプのシステムを提供する
ことにある。

本発明のシステムによれば、２つの視準装置の間には光
学的な結合も機械的な結合もない。光学的な結合のない
理由は、各視準装置が受信された放射線の強度を測定す
るための自己の手段を含んでいるからであり、機械的な
結合のない理由は、各装置は機械的に互いに独立してお
り、自己の駆動手段によって駆動されるからである。こ
のことは、本発明のシステムでは視準装置は電気状のデ
ータを受けてこれを送り出す別の手段を形成していると
いうのと同じである。この結果、視準装置はシステムの
精度を上げるよう互いにかなりの距離だけ離間して配置
できる。更に、視準装置は機械的に独立しているので、
精度を増すためより重くより大径のレンズを使用するこ
とが可能となっている。

２つの視準装置４ま同一の垂直軸に配置されているので
、システムの死角がこの垂直軸のまわりに延びることに
留意すべきである。このことは実際には問題ではない。

その理由は脅威源は常に水平線の比較的低角度に現われ
てから、システムの垂直上方に現われるからであり、こ
のように垂直」二方まで到来することはほとんどない。

従って、目標は上方の死角に到達する前に検出されるこ
とになる。本発明のシステムでは死角は下方の装置の視
野内に上方の測定装置の支持体が存在することによるも
のである。しかしながらこのような死角は支持体の通常
の寸法を考慮すれば比較的小さい。

本発明のシステムは、例えば放射線を感知する２つの自
動式のパノラマ監視装置を使用する。システムの各々は
各線源の方位角および仰角を測定することだけに用いら
れる。本発明の２つの装置を組み合わせると、各線源の
距離を測定することが可能となり、これにより多数の寄
生信号を除去し、回転ごとに方位角と仰角がほとんど変
わらない線源から接近中の線源（これはほとんどの場合
脅威源である）を区別することが可能となる。更に、一
連の均一に離れた測定時間で目標の座標を測定すること
を可能にするかかる装置を用いる場合、先に測定された
値および目標の運動を定めている一般法則を考慮しなが
ら次の測定時間における座標の最も可能性のある値を予
想するよう、先の時間で測定された値の予測フィルタリ
ングを実行することは有効である。目標の距離が既知で
あるとき、目標の２つの方位角および仰角座標に対する
かかるフィルタリングを先の回転時に行なうこともでき
る。本発明のシステムによれば方位角および仰角のほか
に目標の距離も知ることができる。従って三次元予測フ
ィルタリングを実行できるが、これは二次元フィルタリ
ングよりも信頼性が高い６本発明のシステムは特に保護
すべき設備のまわりのパノラマ監視および脅威となる目
標の距離の測定を可能にするので、従来のレーダーの利
点のすべてを与えるものである。しかしながら、本発明
のシステムは受動式であって、レーダーシステムとは全
く異なるものであるので、レーダーシステムの最大の欠
点の一つもない。更に船舶の甲板上では本発明のシステ
ムは従来のレーダよりも電波の存在に対する感度はより
低い。

好ましくは、視準装置の一つに対する方位角および仰角
の前記抽出手段の出力端における値に応答して、他方の
視準装置に対する方位角および仰角の可能な値の第１の
範囲を決定するための手段が設けられ、可能な値の第１
の範囲と、他方の視準装置に対する方位角および仰角の
前記抽出手段の出力端における値とを比較し、前記抽出
手段の出力端におけるこれらの値が可能な値の第１範囲
内に含まれないとき、前記目標の距離を計算する前記手
段を禁止するための第１手段が設けられる。

この場合本システムが解析しているゾーン内に同時に存
在する複数の目標のうちの各々の目標の距離を測定する
ことができ、このとき１つのある目標を他の目標と誤認
することもないので、視準装置のうちの一方から見たこ
の目標の仰角の値と、他方の視準装置から見た異なる目
標の仰角の値から一つの目標の距離を誤って計算するこ
とはない。更に例えば視準装置の一方だけによる検出を
生じさせるノイズによるある数の寄生アラームがこのよ
うに除去される。

好ましくは、前記抽出手段は、視準装置の各々により受
信される前記目標からの強度の値も決定し、可能な値の
第１範囲を決定するための前記手段は、前記抽出手段の
出力端における視準装置の一方により受信された信号に
応答して、他方の視準装置により受信された強度の可能
な値の第１範囲を決定し、第１比較手段は、前記抽出手
段の出力端における、他方の視準装置により受信された
値と、可能な値０第１の対応する範囲との比較もする。

線源から受信された強度は、同一の線源から受信された
放射線を認識するための基準として使用されるので、こ
の後者の特性は、上記特性により得られる安全性を補強
する。

好ましくは、前記視準装置の各々は、基準検出器のモザ
イクから成り、前記測定された強度は、視準装置の各々
により解析されるゾーンの像の画素の強度であり、前記
抽出手段は目標の画素の座標決定する手段と、外挿法に
より目標の角座標を決定するための手段とから成る。

この場合、仰角の測定精度に関連して、目標の距離が測
定できる最大距離は、長くなる。その理由は、外挿法は
、基本検出器のモザイクの使用に関連する、これら角度
の測定の際の定量化の影響を少なくとも部分的に除くか
らである。

更に好ましくは、外挿法により目標の角座標を決定する
ための前記手段は、目標から受信した強度も外挿法によ
り決定する。

受信される強度を測定する精度が高くなるが、これによ
り２つの異なる目標を混同するおそれが少なくなる。

更に好ましくは、目標の距離を計算するための前記手段
は、前記仰角のタンジェントを計算するための手段と、
前記タンジュエントの差を計算するための手段と、前記
共通軸のまわりの数回の回転中の前記差を予測フィルタ
リングするための手段と、前記タンジェントおよび前記
フィルタを通過された差に応答して前記目標の距離を計
算するための手段とから成る。

タンジェントの差の値に対して実行される予測フィルタ
リングは、距離に対して行われる予測フィルタリングよ
りも容易であり、より正確である。

好ましくは、ランクｎの回転中に測定された目標の角座
標に応答してランク（ｎ＋１）の回転中の目標の角座標
に対する可能な値の第２範囲を決定するためのトランキ
ング手段が設けられ、ランク（ｎ＋１）の回転中に測定
される値と可能な値の第２の範囲とを比較し、ランク（
ｎ＋１）の回転中に測定する値が可能な値の第２の範囲
内に含まれないとき、ランクｎの回転中に測定される距
離に応答して可能な仰角の値の前記第１の範囲を狭くす
るための第２手段が設けられている。

このシステムは、解析されているゾーンに広がった複数
の目標のうちの各目標の回転を、数回の回転にわたって
フォローできる。

以下、添付図面を参照して本発明のシステムの好ましい
実施態様の次の説明を読めば本発明についてより理解さ
れよう。

（好ましい実施態様の説明） 第１図は、防護すべき場所の近傍にて地上にセットされ
、周辺を監視し、脅威となっている目標を検出し、兵器
によりこれを破壊できるよう目標の位置を決定するため
の本発明にかかるシステムを示す。

本システムは２つの回転視準装置を含み、これらの視準
装置は、本例では２つの赤外線受動式パノラマ監視装置
であって、互いに同一であり、参昭番号６ａｉ５よび６
ｂで表示されている。

装置６ａはスターラップ片５ａにより支持され、スター
ラップ片５ａはモータ３ａにより垂直軸６０まわりに回
転するよう駆動される。この回転運動は、第２図では符
号Ｒで示されている。装置６ａは、公知の図示していな
い態様で、基本赤外線検出器のモザイク（ここではスト
リップ状）から成り、これら検出器は、公知の図示して
いない赤外線光学システムの焦点平面に垂直に配置され
ている。ストリップのうちの各基本検出器は、この基本
検出器に関連した方向への装置６ａにより受信される赤
外線の強度を測定する。各基本検出器の出力信号は、こ
の検出器に関連した基本回路内で処理される。この基本
回路は、プリアンプと、アンプと、フィルタとから成る
。基本回路の各々の出力端に次々接続するマルチプレク
サは、次々に共通出力に接続する。この結果、装置６ａ
は、垂直視準面を走査する視準線に沿って受信された赤
外線の強度を測定することになる。この視準面は、軸６
０を含む。第１図では、視準線には符号７ａが付いてお
り、その中間位置に図示されているが、この視準線はそ
の中間位置を中心に２つのＭ端部位置７１ａと７２ａへ
移動できる。視準線による視準画の走査速度および回転
Ｒの速度は、マルチプレクサの出力端での信号が被解析
ゾーンの十分に正確な赤外像を表示するビデオ信号とな
るよう相互に調節される７このゾーンは、回転Ｒ中に最
端部位置７１ａおよび７２ａにより描かれる軸６０を有
する円錐体の間に含まれる。

同様に、装置６ｂもスターラップ片５ｂに支持されてお
り、このスターラップ片はモータごｂにより装置６ｂと
同一の垂直軸６０を中心に回転するよう駆動される。装
置６ａと同様に、装置６ｂは、２つの最端部位置７１ｂ
と７２ｂとの間で、共通軸６０を含む、垂直視準面を視
準線７ｂが走査するようになっている。装置６ｂは、解
析すべきゾーンの赤外線像を表示するビデオ信号を送る
。このゾーンは、回転Ｒ中に最端部位置７１ｂおよび７
２ｂにより描かれる軸６０の円錐体の間にある。視準線
７ｂの平均位置は、視準線７ａの平均位置に平行である
。

角度センサ４ａは、装置６ａの視準面の方位角、すなわ
ち軸６０を含む垂直基準面とこの視準面との間の角度を
測定する。ここで、地面に対して移動しないシステムを
用いると、方位角がアジマス角に等しくなるよう基準面
を選択することが明らかに可能である。同様に、角度セ
ンサ４ｂは、装置６ａの視準面の方位角を測定する。

モータ３ａおよびモータ３ｂは、水平プラットフォーム
２ａ８よび２ｂ上にそれぞれ配置されており、これらプ
ラットフォーム２ａおよび２ｂは、装置６ａおよび６ｂ
が互いに所定距離だけ離間するよう垂直マスト１に取り
付けられている。

この離間距離はｄで表示されている。

電気ケーブル８ａはモータ３ａ、装置６ａおよびセンサ
４ａを物体制御表示回路９に接続する。

同様に、電気ケーブル８ｂは、モータ３ｂ、装置６ｂお
よびセンサ４ｂを回路９に接続する。データ伝送バイパ
ス１０は回路９を、兵器システムを制御するようになっ
ている戦略利用システムに接続する。

回路９は、角度センサａおよび４ｂにより出力される信
号および視準装置６ａおよび６ｂにより出力される信号
に応答し、モータ３ａおよび３ｂを制御し、脅威を与え
る目標となる赤外線放射源の３つの座標を測定し、これ
ら座標を戦略利用システムに送り、よって、到達すべき
目標を利用システムに表示する。

次に第３図を参照して目標制御および表示回路９につい
て詳細に説明する。

モータを制御するための回路９０は、センサ４ａおよび
４ｂからの出力信号をそれぞれ受信する２つの入力端が
設けられている。これら信号はそれぞれ符号Ｇａおよび
Ｇｂで表示され装置６ａおよび６ｂの視準面の方位角の
測定値を表示している。

アラーム抽出回路９】には、信号ＧａおよびＧｂを受信
するための２つの入力端が設けられている。これら入力
端は、装置６ａおよび６ｂによりそれぞれ出力されるビ
デオ信号Ｖａおよびｖｂを受信する０回路９１には、２
つのデジタル出力バス１２ａｊ＝５よび１２ｂも設けら
れている。バス１２ａは、各アラーム、すなわち軸６０
のまわりに回転するごとに視準装置６ｂにより解析され
たゾーン内に存在する比較的大きい赤外線源の時間が表
示された支持角、高さおよび大きさを送信し、バス１２
ｂは、回転ごとに視準装置６ｂにより解析されたゾーン
内の各アラームのための同一時間の大きさを送信する。

ここで１時間が表示された大きさとは、所定時間の値の
付いた、その所定時間の大きさの値を位置する。

目標を決定し、その距離を計算するための回路９２は、
１２ａのおよび１２ｂにそれぞれ接続された２つの入力
端および目標表示信号Ｄｏを送出するデジタルバス１０
に接続された出力端を含む。目標表示信号Ｄｏは、各目
標に対する、方位角すなわちアジマス角の値、高さの値
、距離の値、これら３つの値の時間に対するドリフトの
値、この目標から受信される赤外線の強度の値これらの
値を測定したときの時間を表示する。

従って、この信号は戦略利用システムが判断を行うこと
ができるように脅威と考えられる目標の確実性に関する
情報を含む。

回路９０．９１および９２の各々をより詳細に説明する
前に、これまで述べたシステムの全作動について述べる
。

モータを制御するための回路９０は、装置６ａの視準面
と装置６ｂの視準面が第２図に示すように永久的に一致
するようになっている。従って、２つの装置６ａと６ｂ
の共通視準面に赤外線源が同時に存在することになる。

この赤外線源が比較的大きく、装置６ａおよび６ｂによ
り解析される２つのゾーンに共通なゾーン内にあると、
アラーム抽出回路９１は、バス１２ａｇよび１２ｂの各
々を通してこのアラームのすべて同時間の方位角、仰角
および強度を送出する。

ここで重要なことは、問題となっている比較的強い赤外
線源が脅威となる目標である場合、解析中の２つのゾー
ンに共通するゾーン内にある可能性がいつもあるという
ことである。事実脅威となる目標は、装置６ａと装置６
ｂとの間の距離ｄと比較して一般にかなり大きい距離に
ある装置６ａのような装置により検出し得る。この距離
では、２つの視準装置６ａおよび６ｂの各々により解析
される２つのゾーンは、実際に一つになっている。

装置６ａと６ｂの２つの視準面は一つになっているので
、装置６ａおよび６ｂにより測定される。同一アラーム
に対する２つの方位角すなわちアジマス角は、原則的に
は同じである。

他方第４図から明らかなように、同一アラーム、すなわ
ち線源Ｓに対する、装置６ａおよび６ｂにより測定され
る２つ仰角は同一ではない。第４図は、線源Ｓと、ビン
ポイントと考えられる装置６ａおよび６ｂの相対位置を
示し、距離ｄは図を簡単にするため誇張して大きくしで
ある。線源Ｓから装置６ａと６ｂを結ぶ線分の中心まで
の距離は、Ｄで示される。装置６ａから見た線源Ｓまで
の仰角α、すなわち線源Ｓから装置６ａまでの光源が、
装置６ａを通過する水平面となす角度は、装置６ｂから
見た線源Ｓの仰角βと異なる。

ここで装置６ａは、装置６ｂの上に配置されているので
、次の関係が常に成立する。

ａ〈β　　　　　　　　　　　・・・ｆｉ＋装置６ａお
よび６ｂにより測定される、同一アラームに対する赤外
線の２つの強度は、実際には同一である。事実、測定は
同時になされるので、差の原因となり得るものは、線源
Ｓにより放出される赤外線の強度差および対応する照準
装置までの行路中の赤外線の減衰量の差である。距離え
およびＤの相対値を検討してみると、第４図（既に述べ
たように距離ｄは誇張して拡大しである）に示すように
２つの赤外線放射角および２つの行路は、きわめて密に
関連している。更に、赤外線の放射パターンの変動およ
び行路に沿う減衰原因の変動は比較的スムーズである。

この結果、装置６ａおよび６ｂにより測定される２つの
強度は互いにきわめて近似することになる。

回路９２は、バス１２ａおよび１２ｂを通って伝送され
る方位角、仰角および強度の値について上記の基準を用
いてこれら値が実際に同一赤外線に対するちのであるか
どうかを判別し、本例では第４図から得られ三角測量の
公式による共通照準面内の三角法によりこの赤外線源の
距離りを計算する。すなわち、 Ｄ＝ｄ　　　＋　　、２５　ｔａｎａ÷ｔａｎβ１２／
（ｔａｎａ−ｔａｎａ）・・−（２） 従って、回路９２はアラーム源の距離を決定し、例えば
連続する回転中の変化を追うことにより、当該目標が攻
撃して来るものであるかどうかを判別する。

モータ制御回路９０は、モータ３ａが適当な速度で回転
を行うように適当な信号Ｍａを送るモータ３ａを制御す
る回路を含む。この回路は信号Ｇｂが常に信号Ｇａとな
るようにモータ３ｂに信号Ｍｂを送るスレーブ回路も含
む。従って、回路９０は当業者の範囲内にあるので、こ
れ以上説明しない。

アラーム抽出回路９１は、第５図に示すような２つの同
じ回路から成り、一方は装置６ａに対する信号Ｖａおよ
びＧａを処理するもので、他方は装置６ａに対する信号
ｖｂおよびＧｂを処理するためのものである。

これら回路の各々は、アラームの画素の座標および強度
を測定する回路９１０とこれらアラームの各々の色座標
および強度を測定するための回路９１２を含む。

装置６ａに対する鎖線内の回路９１０には、ビデオ信号
ＶａＯ！５よび信号Ｇａを受信する２つの入力端が設け
られ、この回路９１０はバス９１１を介して回路９１２
に接続されている。ここで信号ＶａおよびＧａは、装置
６ａにより解析されるゾーンの赤外像の画素を各々が表
示する一連のデジタルサンプルに変換される。

より正確に述べれば、各デジタルサンプルは、各画素の
その時開角座標および強度を示すものである。

色座標とは、方位角（これは画素の強度の測定時におけ
る装置６ａの照準面の方位である）と、基本検出器のス
トリップ内の画素に対応する基本検出器のランクに関連
した仰角のことである。

これらサンプルの各々は、それ自体公知のように、アポ
ダイゼーション（ａｐｏｄｉｚａｔｉｏｎ　）される、
すなわちその強度の値から当該画素の中心にある所定大
きさのゾーンの画素に対するサンプルの強度の平均値を
引く。かかるアポダイゼーションを行うと、ビデオ信号
のバイパスフィルタリング法による効果と同じ効果が生
じる。

次に各サンプルに対し自動マツチングスレッショルドの
値を計算する。この値は当該画素の中心における適当な
大きさのゾーンの画素に対するサンプルのアポダイゼー
ションされた強度の絶対値の平均値に等しい。

一つの画素のアポダイゼーションによる強度の絶対値は
、次に述べるような方法により決定された係数Ｍをかけ
た、この画素に対して計算された自動マツチングスレシ
ョルドの値よりも大きく、かつこの画素のアポダイゼー
ションされていない強度がその近傍のすべての画素のア
ポダイゼーションされている強度よりも大きければ、こ
の画素はアラームの画素とみなされる。すなわち装置６
ａによって解析されるゾーンのうちの最も重要な赤外線
源の１つとみなされる。

乗算係数Ｍは、アラームを妥当な数だけ考慮するよう決
定する。実際にＭが小さければ多数のアラームを考慮す
ることは明らかであり、このアラームの内でも疑似アラ
ーム、例えば検出器のノイズまたは寄生風景が生じるこ
とは不可避である。

他方Ｍが大きければ考慮すべきアラームは少なくなるが
、真の脅威を与える目標の危険性が無視されることにな
る。

回転ごとのアラームはカウントされる。乗算係数Ｍの値
は所定ランクの回転に対し同じように維持されるが、次
の回転中にカウントされるアラームの数に応じて、回転
ごとに更新される。従って回転ごとの係１１Ｍの値は、
一回転ごとのアラームの合計数が妥当となるように調節
される。

アラームの各画素のその時の座標および強度はこの画素
に隣接する画素のものも含めてバス９１１を通して回路
９１２へ送られる。

詳細な作動を説明したばかりの回路９１０はＡ／Ｄ変換
回銘、デジタルサンプルメモリー回路および計算回路と
から本質的になる。上記のような機能を奏するためのこ
れら回路の配列は当業者には可能である。

回路９１２はアラームおよびその近傍の各画素のその時
の座標および強度から、外挿法により対応する赤外線源
すなわちアラームの正確な各座標および強度を決定する
。

事実、三角測距公式（２）から距離りを計算した結果に
従う所定の確実さとなるよう良好な精度で２つの仰角α
およびβを知る必要があることは明らかである。次に回
路９１０の出力端では画素の角座標、特に仰角が定量化
される。特にこの仰角は既に説明したようにこの画素に
対する基本検出器のストリップ中の検出器のランクによ
り決定される。かかる定量化は明らかに誤差を生じさせ
るが、距ＷＤが距離ｄに対してあまり大きくなければ許
容できるが、他の場合では、かかる誤差は除去しなけれ
ばならない。これは回路９１２の役割であり、この回路
では強度に等しい係数が割り当てられたアラームおよび
その近傍の画素の中心の内の重要な中心を計算すること
によってアラームの正確な角座標を決定している。同様
に例えば装置６ａおよび６ｂにより同じ赤外線源から受
信される赤外線の強度を比較するには良好な精度でこの
強度を知ることが好ましい。ある場合には装置６ａによ
り受信される赤外線によるスポットは主として像が形成
される基本検出器のまわりにオーバーフローすることが
ある。この場合、この画素の強度は受信された赤外線全
体を示すものではないので、誤差を生じさせることがあ
る。この目的のため回路９１２ではアラームの各画素の
強度を近接画素の強度により増加させ、よってアラーム
源から受信された赤外線全体を再構成する。

従って、回路９１２は装置６ａに対する各アラームのそ
のときの方位角、そのときの仰角およびその時の強度を
測定し、バス１２ａを通して回路９２にこれらの値を送
信する。

詳細な作動を説明したばかりの回路９１２は、主に各ア
ラーム画素、その近傍の強度および中心座標に対し演算
を行う計算回路を含む。この回路の設計が当業者には可
能である。

装置６ｂに対する信号ｖｂおよびＧｂを受信する回路９
１０．９１１および９１２はバス１２ｂを通して装置６
ｂに対する各アラームのそのときの方位角、そのときの
仰角、およびそのときの強度を送信する。

次に第６図を参照して目標を決定しそれらの距離を計算
する回路９２について説明する。

ウィンドー計算回路９２１にはバス１２ａに接続された
デジタル入力端およびバス９２２に接続されたデジタル
出力端が設けられている。この回路９２１が装置６ａに
より検出されたアラームの方位角、仰角および強度のそ
のときの値をバス１２ａを通して受信すると、この回路
９２１はこれら２つのアラームが同一赤外線源に対する
ものであるとき、装置６ｂにより検出される同一時間の
アラームの方位角、仰角および強度の値が必ず内部に入
らなければならない可能な値の３つの範囲の境界を決定
する。方位角の範囲の中心はバス１２ａ上の方位角の値
となり、その範囲の幅は方位角の測定の精度によって決
まる。バス１２ａ上の強度の値が中心となる強度の範囲
についてもほとんど同じであり、その範囲の幅は強度の
測定精度および受信される２つの強度の間のバラツキの
予想可能な最大値に応じて変わる。このバラツキについ
ては、既に説明した通りである。仰角の範囲に関するか
ぎり、バス１２ｂ上の仰角の値βは常に値αより大とな
ることを示す式ｆｌ）を検討すると、バス１２ａ上の仰
角の範囲の下方の境界値は仰角の測定精度を考慮した小
さな値を引いた値αとなる。情報境界値は脅威を与える
目標が、解析中のゾーン内に生じ得ると予想される最小
距離に応じて変わる。実際に値βが値αに対してより大
きくなればなるほど、赤外線源はシステムに近づ（、従
って一般にかなり近い距離で検出される鳥による偽アラ
ームは除去される。回路９２１より検出される３つの範
囲の組は「三次元運動」を形成するとみなすことができ
、そのときの境界値はバス９２２を通して送信される。

回路９２１は当業者が設計可能な計算回路である。

ウィンドーと比較するための回路９２３にはバス９２２
およびバス１２ｂにそれぞれ接続された２つのデジタル
入力端および二進出力端が設けられており、この二進出
力端はバス９２２上のウィンドーと同一時間のバス１２
ｂ上の方位角、仰角および強度の値がそれぞれ定められ
た３つの範囲内にある場合に限り、高レベルの信号Ｃを
発生する。回路９２３は明らかに当業者の設計可能なも
のである。

距離計算回路９２４にはバス１２ａおよび１２１〕にそ
れぞれ接続された２つのデジタル入力端と、信号Ｃを受
ける二進入力端と、バス９２５に接続されたデジタル出
力端が設けられている。信号Ｃが高レベルにあるとき、
回路９２５はバス１２ａｊｌ；よび１２Ｔ）上のそれぞ
れの仰角αおよびβの値から距離りを計算する。信号Ｃ
が低レベルにあるとき、回路９２４は禁止される。回路
９２４により使用される計算式は、式（２）であり、よ
って計算される距離りはバス９２５に送られる。第７図
に回路９２４のより詳細な図を示す。ここにはバス１２
ａ！３よび１２ｂ上のαおよびβの値からｔａｎαおよ
びｔａｎβの値を決定するための２つの同じ回路９２４
Ｃ１よび式（２）を計算するための回路９２４１が示さ
れている。

信号Ｃが低レベルにあるとき、回路９２４１は禁止され
る。これらの回路は当業者が設計可能なものであるゆ 目標表示回路９２６にはバス１２ａ、１２ｂおおよび９
２５にそれぞれ接続された３つのデジタル入力端および
目標表示信号Ｄｏを発生するデジタル出力端が設けられ
ている。デジタル出力は距離りの値がバス９２５上に得
られたとき、この値がバス１２ａおよび１２ｂ上のデー
タに応答して決定される脅威を与える目標の観測時間、
方位角、仰角、強度の値とともに兵器システムに送られ
るよう構成されている。しかしながらこの目標表示回路
９２６は何回かの連続する回転により得られた結果を比
較し、この目標が一つの回転から別の回転まで存在して
いることを確認し、かつ目標の方位角、仰角および距離
の時間に対する変動を計算し、これらの変動をバス１０
を通して戦略利用システムに送ることもできる。同様に
それ自体公知の方法で目標の座標に対する予測フィルタ
リングを実施することもできる。回路９２６はデジタル
サンプルメモリ回路および計算回路から成り、その設計
は当業者には可能なものである。

次に第８図を参照して距離計算回路９２４の変形例９２
４゛について説明する。

回路９２４°では再び回路９２４の内の回路９２４０が
設けられている。しかしながら、デジタル減算回路が設
けられており、この回路は次の式（３）により定められ
る値Ｙを計算するための回路９２４０の２つの出力バス
に接続されている。

Ｙ　＝　ｔａｎａ、−ｔａｎ　ａ　　　−−ｆ３１予測
フィルタ９２４３には減算器９２４２の出力端における
差Ｙを受ける入力バスと、フィルタリング後の差Ｙ（こ
こではＹｏと表示する）を出力する出力バスが設けられ
ている。

計算回路９２４１には回路９２４０の２つの出力バスお
よび回路９２４３の出力バスにそれぞれ接続された３つ
の入力端が設けられ、式（４）から距離りを計算する。

Ｄ　＝　ｄ　、同＋０．２５　ｔａｎａ　＋ｔａｎβ　
２／　Ｙ　’　・（４１回路９２４の回路９２４１と同
じように、信号Ｃが低レベルにある場合、回路９２４１
’は禁止される。

予測フィルタ９２４３は、赤外線源Ｓの仰角αおよびβ
を測定することから得られるＹの値を回転ごとにそれ目
体公知の方法でメモリしかつ先のｎ回の回転中のメモリ
されたＹの値を記憶するようになっている。こうしてメ
モリされるｎ個の値はＹの過去の変化を示し、これより
回路９２４３は現在の回転に対するＹの値を予測する。

このため、回路９２４３は、赤外！Ｓ源Ｓの最大の予測
可能な加速度に応じて例えば２次または３次の多項式回
帰線を決定し、これによりできるかぎり可能なＹの過去
の時間変化を６再現し、この多項式から回路９２４１’
　に送るべき値Ｙｏを計算する。

ここで、そのときの回転中のＹの値は、Ｙｏ等の値の計
算を可能にする過去の多項式からの新しい多項式回帰線
を決定するよう働く。

かかる予測フィルタリング法の利点は、距離決定に際し
、フィルタリングを行い、フィルタリングを行わない場
合システム内で偏差測定点に生じる影響を小さくする赤
外線の過去の変化を考慮するという事実である。

本例では、予測フィルタリング回路により回路９２４中
に計算回路９２４１を設けることが可能になった。しか
しながら、値Ｙに対して予測フィルタリングを行うだけ
の回路９２４°で選択された解法は、この値に対する誤
差が仰角の測定精度のみに関連するので、目的の距離り
と無関係となるということが利点となる。目標の距離り
について予測フィルタリングを実行すると、この距離に
対する誤差は、この距離の平方として変化するので、目
標が離れてあったとき得られた最も過去の重みが大きす
ぎることになり、フィルタリングの精度も低下する。こ
の欠点は今述べたように値Ｙに対するフィルタリングを
行い、フィルターされた値Ｙｏから真の距離を計算する
ことによって克服される。これに関連し、距離りは実際
には値Ｙｏに反比例し、式（２）および（４）のルート
符合の下にある項は二次のみに対する役割を奏す。当然
ながら有効であると考えられる場合、Ｙに対する予測フ
ィルタリングの他にＤに対する予測フィルタリングを実
施することも可能である。回路９２４゛はメモリ回路お
よび計算回路から成り、これら回路は当業者には設計可
能である。

次に第９図を参照して回路９２の変形例９２゛について
説明する。回路９２゛と回路９２の本質的な差は目標表
示回路９２６が目標表示およびトラッキング回路９２６
°と置換されていることである。

回路９２６゛によって実行される機能は目標が検出され
てランクｎの回転中に目標の距離りが測定されたとき、
「トラック番号」が指定された「予測すなわちトラッキ
ングウィンドー」を決定することである。トラッキング
ウィンドーは回路９２１に関連して説明したウィンドー
と同じように計算されるが、ここではランクｎの回転と
ランク（ｎ＋１）の回転との間に生じ得る変化を考慮し
、予測される目標の予知可能な最大加速度、起こり得る
高度変化等を考慮する。ここではトラッキングウィンド
ーは三次元ウィンドーであり、ランク（ｎ＋１）中の方
位角に対する可能な値の範囲、仰角に対する可能な値の
範囲および強度に対する可能な値の範囲から成り、範囲
はランクｎの回転中に測定される値に応じて決定される
。

距離りおよびトラック番号と同じように、トラッキング
ウィンドーを特徴づけるデータはバス９２７を通してト
ラッキングウィンドーとの比較のための回路９２８およ
びゲート回路９２９へ送られる。

トラッキングウィンドーとの比較のための回路９２８は
回路９２３と同じであるので、この回路にはバス９２７
およびバス１２ａにそれぞれ接続された２つの入力端と
、ゲート回路９２９の開閉を制御する二進出力端が設け
られている。

ゲート回路９２９にはバス９２７に接続された入力端と
、バス９３０に接続された出力端とが設けられている。

ゲート回路９２９は実際には二重ゲートであり、開いて
いるときは、距離ＤＪ３よびトラック番号に関するデー
タをバス９２７からバス９３０へ伝える。

回路９２１に匹敵するが、バス９３０を受ける第二人力
端を有するウィンドー計算回路９２１゛は特に次の点で
回路９２１と異なる。すなわち、バス１２ｂ上の仰角β
に対する可能な値の範囲の上限値は回路９２１における
のと同じように最小検出値に対応するよう決定されるこ
とはなく、先の回転中に測定される距離りに応答して決
定される。従って、目標の予知可能な最大加速度を考慮
すると、範囲の幅を制限でき、きわめて多数の目標が存
在している時のシステムの性能を改善できる。回路９２
１　はウィンドーの範囲に関するブタの他にバス９２２
゛上にトラック番号を送る。回路９２３゛および９２４
°はこうして回復されたトラック番号を目標表示および
トラッキング回路９２６゛に送ることにより回路９２３
および９２４と同一機能を奏する。

次に回路９２６゛は同一のトラック番号および距離の新
しい値が指定された新しいトラッキングウィンドーを計
算する。新しいトラッキングウィンドーは次の回転のた
めに使用される。

この次の回転中、回路９２８はバス１２ａ上のデータを
トラッキングウィンドーと比較する。目標ｓが期待され
るウィンドー内にあれば、トラック番号および距離の新
しい値は回路９２１°へ送られ、回路９２１′はバス１
２ｂ上のデータに対するウィンドーを決定する。回路９
２３゛は、目標Ｓが期待されるウィンドー内にあるかど
うかをチエツクし、新しい距離値が計算できるようにす
る。

従って、回路９２６゛は、その名称が示すように、一つ
の回転から次の回転において各目標のトラックを真に追
うことは明らかである。従って、システムは解析されて
いるゾーン内に同時に存在する複数のターゲットの各々
を別々に処理できる。

これまで述べた本発明のシステムは、陸地をつオチング
できるよう地面に固定されたマスト１に設置される。

しかしながらこのシステムでは、船舶のまわりをウォチ
ングするような船舶に設置することもできる。この場合
、マストｌは、船のマストであって、実質的に垂直にな
っているが、船の運動を受けるので、かかる運動の影響
を考慮するよう角度の測定値を補償する必要がある。

第１の注意点は、方位角および船の位置からアジマス角
を計算するときに払う。

更に、船ではプラットフォーム２ａおよび２ｂはマスト
１固定されていなく、プラットフォーム２ａについて第
１０図に示されているようにマストｌにヒンジされてい
る。各ブラフ１−フオーム（こは公知のタイプの安定化
システムが設けられており、各プラットフォームはマス
ト１がどんな配置になっていてもブラフ１−フオームを
水平状態に保持できるよう、例えば第１０図のケース２
１ａおよび２２ａ内に配置されている。しかしながら、
かかるシステムは完全ではなく、各プラットフォームは
常時真に水平であると考えられない。従って、各プラッ
トフォームとマスト１との間の２つの角度は、ケース２
１　ａ８よび２２ａ内に配置された角度センサを使用し
て２つの垂直平面内で常に測定される。これによって、
プラットフォーム平面とマスト１との間の角度α、を測
定することが可能となる。

同様にして船の垂直ユニットは、マストと真に水平な平
面との間の角度α、を常に測定する。

第１１図は、角度α２およびα。が同一平面Ｃ本例では
図の面）にある簡略化した状態にある異なる角度を略図
で示す。

第１１図では、装置６ａから赤外線源Ｓを見るときの仰
角はαで表示され、この角度は赤外線源Ｓからの赤外線
と照準装置６ａを支持するプラットフォーム２ａとのな
す角度である。

第１１図を検討すると、考慮すべき線源Ｓの補正された
仰角α６は、次の式により角度α、α。

およびα、に関連する。

αｏ＝ａ＋α１−α２　　　　　　・・・（５）当業者
であれば、第５図の各回路９１２の出力側に例えば、表
示するように測定される値αｐおよびα。に応答して角
度αを補正したり、または回路９１２により決定される
必要なβのように、式（５）に従って補正された値α。

を出力するための回路を設けることは可能である。

当然ながら、マスト１と水平面との間の角度ａｅａが９
０°と異なるとき、式（２）および（４）の距離りは、
次の式（６）に従った距離ｄｏに補正しなければならな
い。

ｄ’　＝ｄｓｉｎ　ａｍ　　　　　　　・＝ｆ６）事実
、回路９２４１および９２４１°において三角法計算す
るのに考慮すべき装置６ａと６ｂとの間の距離は、装置
６ａと６ｂとを結ぶ線分の垂直線への投影長さである。

角度ａ、の値を常に考慮するための回路９２４１または
９２４１’の改良は、当業者には可能である。

同様に、システムが地面に設置され、マストが変形する
傾向にあるときでもこのことは真である。この場合、仰
角の測定に必要な精度およびそれらの差異を考慮しなけ
れば変形は距離りの測定の際の誤差の原因となり得る。

このため、２つのプラットフォーム２ａ８よび２ｂの間
の角度のずれを評価し、各座標、特に仰角を補正できる
ようマストの曲がりを測定する。

第１２図は例えばマスト１の場合を示す。ここでは、マ
ストの曲がりは長さの平方に比例し、上方プラットフォ
ーム２ａの仰角の補正すべき角度をγとし、下方プラッ
トフォーム２ｂは厳密に水平であると仮定した。簡略化
のためこのプラットフォーム２ｂに垂直なビーム２５と
して示したレーザーがプラットフォーム２ｂに配置され
、かつビーム２５と軸２６との間の角度の値を測定する
ためのシステムが、プラットフォーム２ａに垂直な軸２
６のみを示したプラットフォームに配置されている場合
、角度γは直接測定される。レーザーを全方向線源と置
換すれば、マストの曲げの法則を考慮して２つのプラッ
トフォームを結ぶ線分と軸２６との間の角度（ここでは
γ／２に等しい）を測定することも可能である。また−
組の歪ゲージを用いてマストの曲がりを測定することも
できる。当然ながら角度γは２つの垂直な方向に測定し
なければならない。このように測定された曲げにあわせ
るよう、アラーム発生回路９１の出力端に角度の値を補
正するための回路を設けることは当業者には可能である
。

上記の説明では固定されていると考えた装置６ａおよび
６ｂの上下の配置制御は簡単にするため記載していなか
った。実際には装置６ａおよび６ｂはモーターにより上
下に移動でき、視準線７ａおよび７ｂの平均位置の仰角
を測定するための角度コーグが設けられている。回路９
０は平均位置が常に平行となるよう、これらモーターを
制御するようになっており、測定された仰角は回路９１
に送られ、次にこの回路は角度αおよびβの絶対値を決
定する。

同様に回路９２には装置６ａｊ５よび６ｂにより検出さ
れるアラームを関連させるための回路は記載されておら
ず、回路９４°でも一つの回転から次の回転において同
一目標に属するＹの値を関連づけるために割り当て回路
は記載されていない。

当然ながら回路は当業者には設計可能なものである６ 当然ながら本発明の範囲はこれまで例として示した上記
のような本発明のシステムの説明のみに限定されるもの
ではない。

従って、特に視準装置６ａおよび６ｂは簡単なストリッ
プ状でなく、ジグザク状に配置した矩形素子から成るあ
る形状の基本検出器のモザイクから構成できる。更にこ
れまで述べたアラーム抽出回路９１は最大強度の線源を
抽出する像処理デバイスと置換できることに留意すべき
である。同様にこの線源の各座標の一つとして線源から
受信した赤外線の強度を使用することが有効であるが、
これは必須のものではない。特にシステムを簡略化する
ため、方位角および仰角の２つの二次元ウィンドーのみ
、また仰角の一次元ウインドーを使用することも可能で
ある。

同様に本発明のシステムは赤外線のみに限定されるもの
でなく、目標から自然に放射されるどんな放射線でもこ
れを検出するよう作動するものであれば使用できる。

最後に説明を明確にするため使用機能の各々はブロック
または特定の回路として示した。実際にはこれら機能の
いくつかおよび特に計算機能は同一回路、特にマイクロ
プロセッサによって実行される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、不発明のシステムの側面図、第２図は本発明
のシステムの平面図、 第３図は第１図のシステムの電子目標制御及び表示回路
のブロック図、 第４図は第１図のシステムと目標の相対的配列を簡略化
して示す図、 第５図は第３図の回路のうちのアラーム抽出回路のブロ
ック図、 第６図は第３図の回路のうちの目標を決定し、それらの
距離を計算するためのブロック図、第７図は第６図の回
路のうちの距離計算回路のブロック図、 第８図は第７図の回路の変形図、 第９図は第６図の回路の変形図、 第１０図は、第１図のシステムの変形例の部分図、 第１１図は目標が存在してるときの第１０図のシステム
のブラットフオームの一つおよびマストの略図、 第１２図は第１０図のシステムまたは第１図のシステム
の曲がったマストおよびプラットフォームの略図である
。 第５図

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）放射線を放出する少なくとも一つの目標の位置を
   測定するためのシステムであって、 前記放射線を検知でき、互いに所定距離だけ離間して配
   置され、実質的に垂直な共通軸を中心に回転するよう運
   動できる２つの受動式視準装置と、 ２つの視準装置に共通する実質的に垂直な視準面を走査
   する視準線に沿って視準装置の一方により受信される放
   射線の強度を測定するための手段と、 測定された強度に応答して２つの視準装置に対する前記
   目標の仰角の値を抽出するための手段と、 仰角の値に応答して、前記実質的に垂直な共通視準面内
   で三角法により前記目標の距離を計算するための手段と
   から成り、 ２つ視準装置の各々は、受信された放射線の強度を測定
   するための自己の手段と、前記共通軸まわりに回転する
   よう視準装置を駆動するための自己の駆動手段と、その
   方位角を測定するため自己の手段を含み、 測定される方位角の値に応答し、前記共通軸のまわりに
   回転するよう視準装置を駆動する前記手段を制御し、こ
   れら方位角を等しくするように配置された手段が設けら
   れている放射線を放出する少なくとも一つの目標の位置
   を測定するためのシステム。
2. （２）視準装置の一つに対する方位角および仰角の前記
   抽出手段の出力端における値に応答して、他方の視準装
   置に対する方位角および仰角の可能な値の第１の範囲を
   決定するための手段が設けられ、可能な値の第１の範囲
   と、他方の視準装置に対する方位角および仰角の前記抽
   出手段の出力端における値とを比較し、前記抽出手段の
   出力端におけるこれらの値が可能な値の第１範囲内に含
   まれないとき、前記目標の距離を計算する前記手段を禁
   止するための第１手段が設けられた請求項１記載のシス
   テム。
3. （３）前記抽出手段は、視準装置の各々により受信され
   る前記目標からの強度の値も決定し、可能な値の第１範
   囲を決定するための前記手段は、前記抽出手段の出力端
   における視準装置の一方により受信された値に応答して
   他方の視準装置により受信された強度の可能な値の第１
   範囲を決定し、第１比較手段は、前記抽出手段の出力端
   における、他方の視準装置により受信された値と、可能
   な値の第１の対応する範囲とを比較もする請求項２記載
   のシステム。
4. （４）前記視準装置の各々は、基準検出器のモザイクか
   ら成り、前記測定された強度は、視準装置の各々により
   解析されるゾーンの像の画素の強度であり、前記抽出手
   段は目標の画素の座標を決定する手段と、外挿法により
   目標の角座標を決定するための手段とから成る請求項１
   〜３のいずれかに記載されたシステム。
5. （５）外挿法により目標の角座標を決定するための前記
   手段は、目標から受信した強度も外挿法により決定する
   請求項４記載のシステム。
6. （６）目標の距離を計算するための前記手段は、前記仰
   角のタンジェントを計算するための手段と、前記タンジ
   ュエントの差を計算するための手段と、前記共通軸のま
   わりの数回の回転中の前記差を予測フィルタリングする
   ための手段と、前記タンジェントおよび前記フィルタを
   通過された差に応答して前記目標の距離を計算するため
   の手段とから成る請求項１〜５のいずれかに記載のシス
   テム。
7. （７）ランクｎの回転中に測定された目標の角座標に応
   答してランク（ｎ＋１）の回転中の目標の角座標に対す
   る可能な値の第２範囲を決定するためのトランキング手
   段が設けられ、ランク（ｎ＋１）の回転中に測定される
   値と可能な値の第２の範囲とを比較し、ランク（ｎ＋１
   ）の回転中に測定する値が可能な値の第２の範囲内に含
   まれないとき、ランクｎの回転中に測定される距離に応
   答して可能な仰角の値の前記第１の範囲を狭くするため
   の第２手段が設けられている請求項２〜６のいずれかに
   記載のシステム。
8. （８）前記トラッキング手段は、ランクｎの回転中に目
   標から受信される強度に応答してランク（ｎ＋１）の回
   転中に目標から受信される強度に対する可能な値の第２
   範囲を決定し、第２比較手段はランク（ｎ＋１）の回転
   中に受信される強度の値と第２の対応する範囲との比較
   もする請求項７に記載のシステム。
9. （９）曲がり得るマストに視準装置が取り付けられ、マ
   ストの曲がりを測定し、前記抽出手段の出力端での前記
   方位角および仰角の値を補正するための手段を含む請求
   項１〜８のいずれかに記載のシステム。
10. （１０）船の甲板に設置され、水平線に対するプラット
    フォームの傾きを測定し、前記抽出手段の出力端での前
    記方位角および仰角の値を補正するための手段を含む請
    求項１〜９のいずれかに記載のシステム。