JPH05264268A - 三角測量法 - Google Patents
三角測量法Info
- Publication number
- JPH05264268A JPH05264268A JP6025592A JP6025592A JPH05264268A JP H05264268 A JPH05264268 A JP H05264268A JP 6025592 A JP6025592 A JP 6025592A JP 6025592 A JP6025592 A JP 6025592A JP H05264268 A JPH05264268 A JP H05264268A
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- JP
- Japan
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- target
- sensor
- calculated
- sensors
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- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 パッシブセンサの姿勢変動に伴う観測値の座
標回転をリアルタイムで補償するのに適した三角測量法
を得る。 【構成】 ２つの受動型センサ１、２から目標３への方
向余弦ベクトルｖ1 、ベクトルｖ2 を各々測定し、ｖ
1 、ｖ2 の外積を求めてこれを観測値とし、上記各セン
サ間の視差δを上記観測値を用いて下記数式 【数１】 より求めるとともに、上記各センサ１、２の中点からの
上記目標３の方向θを求め、上記視差δと上記目標の方
向θとセンサ間距離Ｌと平均距離Ｒの関係から上記平均
距離Ｒを求める。
標回転をリアルタイムで補償するのに適した三角測量法
を得る。 【構成】 ２つの受動型センサ１、２から目標３への方
向余弦ベクトルｖ1 、ベクトルｖ2 を各々測定し、ｖ
1 、ｖ2 の外積を求めてこれを観測値とし、上記各セン
サ間の視差δを上記観測値を用いて下記数式 【数１】 より求めるとともに、上記各センサ１、２の中点からの
上記目標３の方向θを求め、上記視差δと上記目標の方
向θとセンサ間距離Ｌと平均距離Ｒの関係から上記平均
距離Ｒを求める。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、２つの受動型センサ
（以下、パッシブセンサと記す）から目標までの平均距
離を求める三角測量法に関するものである。
（以下、パッシブセンサと記す）から目標までの平均距
離を求める三角測量法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は、例えば雑誌「ＭＵＬＴＩＴＡＲ
ＧＥＴ−ＭＵＬＴＩＳＥＮＳＯＲ ＴＲＡＣＫＩＮＧ」
（１９９０年）、Ａｒｔｅｃｋ Ｈｏｕｓｅ、ｐ２１２
に示された従来の三角測量法である。図５において、パ
ッシブセンサ１からパッシブセンサ２へのベクトルをベ
クトルＭ（以下、Ｍと記す）、パッシブセンサ１から目
標へのベクトルをベクトルＶ1 （以下、Ｖ1 と記す）、
パッシブセンサ２から目標へのベクトルをベクトルＶ2
−ベクトルＭ（以下、ベクトルＶ2 をＶ2 と記す）とし
た時、Ｖ1 、Ｖ2 、Ｍは各々次式で表される。
ＧＥＴ−ＭＵＬＴＩＳＥＮＳＯＲ ＴＲＡＣＫＩＮＧ」
（１９９０年）、Ａｒｔｅｃｋ Ｈｏｕｓｅ、ｐ２１２
に示された従来の三角測量法である。図５において、パ
ッシブセンサ１からパッシブセンサ２へのベクトルをベ
クトルＭ（以下、Ｍと記す）、パッシブセンサ１から目
標へのベクトルをベクトルＶ1 （以下、Ｖ1 と記す）、
パッシブセンサ２から目標へのベクトルをベクトルＶ2
−ベクトルＭ（以下、ベクトルＶ2 をＶ2 と記す）とし
た時、Ｖ1 、Ｖ2 、Ｍは各々次式で表される。
【０００３】
【数２】
【０００４】ここでＲ１、Ｒ２、Ｌは各々Ｖ1 、Ｖ2 −
Ｍ、Ｍの長さ、ベクトルｖ1 、ベクトルｖ2 、ベクトル
ｍ（以下、各々ｖ1 、ｖ2 、ｍと記す）はこれらの方向
余弦ベクトルとする。Ｖ1 、Ｖ2 の先端の距離ＤがＲ
１、Ｒ２に関して極小となるための必要条件は次のよう
に表せる。
Ｍ、Ｍの長さ、ベクトルｖ1 、ベクトルｖ2 、ベクトル
ｍ（以下、各々ｖ1 、ｖ2 、ｍと記す）はこれらの方向
余弦ベクトルとする。Ｖ1 、Ｖ2 の先端の距離ＤがＲ
１、Ｒ２に関して極小となるための必要条件は次のよう
に表せる。
【０００５】
【数３】
【０００６】これを変形した次式に２つのパッシブセン
サの観測値ｖ1 、ｖ2 を代入することによりＲ１、Ｒ２
が求められる。
サの観測値ｖ1 、ｖ2 を代入することによりＲ１、Ｒ２
が求められる。
【０００７】
【数４】
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】センサ・目標間距離が
センサ間距離と比べ大きくなるほど観測雑音により測距
精度は低下するが、その観測雑音が平均０のＧａｕｓｓ
分布とみなせる場合、複数の観測値の平均値を取ること
で測距精度が改善される。しかし、複数回観測するには
時間を要するので、センサが姿勢変動する場合には観測
値の姿勢変動補償（座標変換）が必要となる。
センサ間距離と比べ大きくなるほど観測雑音により測距
精度は低下するが、その観測雑音が平均０のＧａｕｓｓ
分布とみなせる場合、複数の観測値の平均値を取ること
で測距精度が改善される。しかし、複数回観測するには
時間を要するので、センサが姿勢変動する場合には観測
値の姿勢変動補償（座標変換）が必要となる。
【０００９】従来の三角測量法では観測値は２つの方向
余弦ベクトルｖ1 、ｖ2 となる。上記の理由により観測
値の姿勢変動を補償する場合、観測値が２つのベクトル
ということがリアルタイム処理のネックになっていた。
よって、姿勢変動補償されるべき観測値を少なくするこ
とが求められていた。
余弦ベクトルｖ1 、ｖ2 となる。上記の理由により観測
値の姿勢変動を補償する場合、観測値が２つのベクトル
ということがリアルタイム処理のネックになっていた。
よって、姿勢変動補償されるべき観測値を少なくするこ
とが求められていた。
【００１０】この発明は、上記要求を満たすべくなされ
たもので、その目的は従来の方式と比べ姿勢変動補償さ
れるべき観測値の少ないリアルタイムな処理に適した三
角測量法を提供することにある。
たもので、その目的は従来の方式と比べ姿勢変動補償さ
れるべき観測値の少ないリアルタイムな処理に適した三
角測量法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明に係る三角測量
法は、各センサから目標への方向余弦ベクトルｖ1 、ベ
クトルｖ2 を各々測定し、ｖ1 、ｖ2 の外積を求めてこ
れを観測値とし、上記各センサ間の視差δを上記観測値
より求めるとともに、上記各センサの中点からの上記目
標の方向θを求め、上記視差δと上記目標の方向θとセ
ンサ間距離Ｌと平均距離Ｒの関係から上記平均距離Ｒを
求めるようにしたものである。
法は、各センサから目標への方向余弦ベクトルｖ1 、ベ
クトルｖ2 を各々測定し、ｖ1 、ｖ2 の外積を求めてこ
れを観測値とし、上記各センサ間の視差δを上記観測値
より求めるとともに、上記各センサの中点からの上記目
標の方向θを求め、上記視差δと上記目標の方向θとセ
ンサ間距離Ｌと平均距離Ｒの関係から上記平均距離Ｒを
求めるようにしたものである。
【００１２】
【作用】この発明による三角測量法では、姿勢変動補償
されるべき観測値は、２つのパッシブセンサから目標へ
の方向余弦ベクトルｖ1 、ｖ2 の外積の１つのみとな
り、計算量は従来の方式に比べ半分になる。
されるべき観測値は、２つのパッシブセンサから目標へ
の方向余弦ベクトルｖ1 、ｖ2 の外積の１つのみとな
り、計算量は従来の方式に比べ半分になる。
【００１３】
実施例１．図１、及び図２は各々この発明の一実施例を
説明する説明図である。図１において、パッシブセンサ
１、２は航空機等の移動体上に設置されている。この移
動体は、センサの姿勢変動補償を行なうためのレイトジ
ャイロ４、観測値の保持を行なう記憶装置５、及び、計
算機６を搭載している。また、図２において、δは各セ
ンサ１、２間の視差、θは各センサ１、２の中点からの
目標３の方向、θ1はセンサ１からの目標３の方向、θ2
はセンサ２からの目標３の方向、Ｌはセンサ間距離、
Ｒは２つのセンサ１、２から目標３までの平均距離であ
る。
説明する説明図である。図１において、パッシブセンサ
１、２は航空機等の移動体上に設置されている。この移
動体は、センサの姿勢変動補償を行なうためのレイトジ
ャイロ４、観測値の保持を行なう記憶装置５、及び、計
算機６を搭載している。また、図２において、δは各セ
ンサ１、２間の視差、θは各センサ１、２の中点からの
目標３の方向、θ1はセンサ１からの目標３の方向、θ2
はセンサ２からの目標３の方向、Ｌはセンサ間距離、
Ｒは２つのセンサ１、２から目標３までの平均距離であ
る。
【００１４】この発明の一実施例による三角測量法は、
以上の装置により、図３のフローチャートに従って計算
される。パッシブセンサ１、２で目標３への方向余弦ベ
クトルｖ1 、ｖ2 を観測し、これらから計算された外積
ｖ1*2 を記憶装置に保持する（ステップＳＴ１〜ＳＴ
３）。時刻ｔi 以前のｖ1*2 はレイトジャイロからの情
報に基づき時々刻々姿勢変動補償（すなわち、時刻ｔi
の座標に変換）され記憶装置に保持される（ステップＳ
Ｔ４〜ＳＴ７）。複数回の観測の後、記憶装置から読み
込まれたｖ1*2 の平均が取られ（ステップＳＴ８、ＴＳ
９）、これから次式により視差δが求められる（ステッ
プＳＴ１０）。
以上の装置により、図３のフローチャートに従って計算
される。パッシブセンサ１、２で目標３への方向余弦ベ
クトルｖ1 、ｖ2 を観測し、これらから計算された外積
ｖ1*2 を記憶装置に保持する（ステップＳＴ１〜ＳＴ
３）。時刻ｔi 以前のｖ1*2 はレイトジャイロからの情
報に基づき時々刻々姿勢変動補償（すなわち、時刻ｔi
の座標に変換）され記憶装置に保持される（ステップＳ
Ｔ４〜ＳＴ７）。複数回の観測の後、記憶装置から読み
込まれたｖ1*2 の平均が取られ（ステップＳＴ８、ＴＳ
９）、これから次式により視差δが求められる（ステッ
プＳＴ１０）。
【００１５】
【数５】
【００１６】また、最後に観測されたｖ1 、ｖ2 より、
各パッシブセンサ１、２からの目標の方向θ1 、θ2 を
求め（ステップＳＴ１１）、次式により目標の方向θの
近似値が得られる（ステップＳＴ１２）。なお、θの観
測誤差は測距精度に通常大きな影響を与えない。
各パッシブセンサ１、２からの目標の方向θ1 、θ2 を
求め（ステップＳＴ１１）、次式により目標の方向θの
近似値が得られる（ステップＳＴ１２）。なお、θの観
測誤差は測距精度に通常大きな影響を与えない。
【００１７】
【数６】
【００１８】上記視差δとθから次式により平均距離Ｒ
が求められる（ステップＳＴ１３）。
が求められる（ステップＳＴ１３）。
【００１９】
【数７】
【００２０】図４にθ＝３０゜のときのδとＲ／Ｌの関
係を示す。
係を示す。
【００２１】次に、前記のように測量した場合と従来の
方式で測量した場合の測距精度を表１に示す。
方式で測量した場合の測距精度を表１に示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】目標はθ＝３０度にある。観測誤差はセン
サ１、２とも角度のばらつきで与えた。サンプル数は１
０００である。姿勢変動補償の計算量は半減し、かつ、
測距精度は従来の方式と同程度である。
サ１、２とも角度のばらつきで与えた。サンプル数は１
０００である。姿勢変動補償の計算量は半減し、かつ、
測距精度は従来の方式と同程度である。
【００２４】実施例２．なお、上記実施例では視差δと
目標の方向θとセンサ間距離Ｌと平均距離Ｒの関係式か
ら距離Ｒを求めたが、θの観測誤差は測距精度に通常大
きな影響を与えないということから、本実施例ではθが
例えば１０度ごとのδ−Ｒのグラフを事前に記憶装置に
蓄えておき、このグラフ用い、平均距離Ｒを求めること
で上記と同様の測距精度を期待でき、かつ、計算量も軽
減できる。
目標の方向θとセンサ間距離Ｌと平均距離Ｒの関係式か
ら距離Ｒを求めたが、θの観測誤差は測距精度に通常大
きな影響を与えないということから、本実施例ではθが
例えば１０度ごとのδ−Ｒのグラフを事前に記憶装置に
蓄えておき、このグラフ用い、平均距離Ｒを求めること
で上記と同様の測距精度を期待でき、かつ、計算量も軽
減できる。
【００２５】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば各セン
サから目標への方向余弦ベクトルｖ1、ベクトルｖ2 を
各々測定し、ｖ1 、ｖ2 の外積を求めてこれを観測値と
し、上記各センサ間の視差δを上記観測値より求めると
ともに、上記各センサの中点からの上記目標の方向θを
求め、上記視差δと上記目標の方向θとセンサ間距離Ｌ
と平均距離Ｒの関係から上記平均距離Ｒを求めるように
したので、姿勢変動補償されるべき観測値が、ベクトル
ｖ1 、ｖ2 の外積の１つのみとなり、計算量は従来の方
式に比べ半分になる効果がある。
サから目標への方向余弦ベクトルｖ1、ベクトルｖ2 を
各々測定し、ｖ1 、ｖ2 の外積を求めてこれを観測値と
し、上記各センサ間の視差δを上記観測値より求めると
ともに、上記各センサの中点からの上記目標の方向θを
求め、上記視差δと上記目標の方向θとセンサ間距離Ｌ
と平均距離Ｒの関係から上記平均距離Ｒを求めるように
したので、姿勢変動補償されるべき観測値が、ベクトル
ｖ1 、ｖ2 の外積の１つのみとなり、計算量は従来の方
式に比べ半分になる効果がある。
【図１】この発明の一実施例による三角測量法を説明す
る説明図である。
る説明図である。
【図２】この発明の一実施例による三角測量法を説明す
る説明図である。
る説明図である。
【図３】この発明の一実施例に係わる計算処理の流れを
示すフローチャート図である。
示すフローチャート図である。
【図４】視差δと、Ｒ／Ｌの関係を示す曲線図である。
【図５】従来の三角測量法を説明する説明図である。
１ パッシブセンサ１ ２ パッシブセンサ２ ３ 目標
Claims (1)
- 【請求項１】 ２つの受動型センサから目標までの平均
距離Ｒを測定する三角測量法において、上記各センサか
ら上記目標への方向余弦ベクトルｖ1 、ベクトルｖ2 を
各々測定し、ｖ1 、ｖ2 の外積を求めてこれを観測値と
し、上記各センサ間の視差δを上記観測値を用いて下記
数式 【数１】 より求めるとともに、上記各センサの中点からの上記目
標の方向θを求め、上記視差δと上記目標の方向θとセ
ンサ間距離Ｌと上記平均距離Ｒの関係から上記平均距離
Ｒを求めることを特徴とした三角測量法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6025592A JPH05264268A (ja) | 1992-03-17 | 1992-03-17 | 三角測量法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6025592A JPH05264268A (ja) | 1992-03-17 | 1992-03-17 | 三角測量法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05264268A true JPH05264268A (ja) | 1993-10-12 |
Family
ID=13136882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6025592A Pending JPH05264268A (ja) | 1992-03-17 | 1992-03-17 | 三角測量法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05264268A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3203917A1 (de) * | 1981-05-29 | 1982-12-16 | Denki Kagaku Kogyo K.K., Tokyo | Thermionische emissionskathode und verfahren zur herstellung derselben |
-
1992
- 1992-03-17 JP JP6025592A patent/JPH05264268A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3203917A1 (de) * | 1981-05-29 | 1982-12-16 | Denki Kagaku Kogyo K.K., Tokyo | Thermionische emissionskathode und verfahren zur herstellung derselben |
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