JPH05289746A - 追尾装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光学検知部によって撮像される移動目標体を
常にその視野中心に捉えるよう構成された追尾装置にお
いて、その追尾動特性を損なうことなく初期捕捉能力の
向上を図ることを目的とする。 【構成】 初めて目標が光学検知部１の視野内に登場し
たことを検出する手段３と、そのときのエラー信号の符
号を検出する手段４と、このときのエラー信号の符号を
記憶する手段５と、エラー信号ｃの符号が変化するまで
は（すなわち、目標が光学検知部１の視野中心を横切る
までは）サーボ駆動信号ｄを発生せず、エラー信号ｃの
符号が変化した後に初めてサーボ駆動信号ｄを発生する
手段６および７とを備えたことを特徴とする。 【効果】 光学検知部の視野中心が本来の目標移動方向
と逆側に振られることを防ぎ、移動目標に対する初期捕
捉能力を高める効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、計測制御技術分野に利
用する。特に、追尾装置の駆動部分を制御する追尾制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】航空機、車輌等のように広範囲の予測し
がたい運動をする移動体の基準方向からの角度を連続的
に精度よく、かつ自動的に検出するために図２および図
３に示す追尾装置が一般的に使用されている。図２およ
び図３に示すように、光学検知部１は自分自身の光学的
中心軸である光学検知部視野方向角度ｂと追尾目標方向
角度ａとの角度偏差をエラー信号として検出して追尾制
御装置２へ送る。追尾制御装置２ではそのエラー信号ｃ
からサーボ駆動信号ｄを発生し、光学検知部１の視野方
向を制御するサーボ制御部８へ印加することによって光
学検知部１を回転させ、光学検知部視野方向角度ｂと追
尾目標方向角度ａの角度偏差が零となるよう光学検知部
視野方向角度ｂの方向を制御する。このように、光学検
知部視野方向角度ｂの方向が追尾目標方向角度ａの方向
と一致するように制御されている条件で、光学検知部視
野方向角度ｂと基準台１０との間の角度を測定すること
により、光学検知部視野方向角度ｂの方向すなわち目標
移動体の方向を知ることが可能になる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種の追尾装置の構
成要素である追尾制御装置を実現する場合に、ＰＩＤ制
御則等によって被駆動部の応答速度を上げ、動的な追尾
特性を高めることが必要不可欠であるが、移動物体の初
期捕捉能力という視点から考察すると単に動的な追従特
性を高めるのみでは移動物体の初期捕捉能力の向上には
つながらない。たとえば、目標移動物体が光学検知部の
視界を左から右へ通過する場合に、目標は最初の光学検
知部の視界外に位置し、次に視界の左側境界に現れ始
め、右側境界方向へ進むことになる。一方、光学検知部
は目標を自身の視界の左側境界にとらえると同時に追尾
制御装置およびサーボ制御部によって左方向へ回転させ
られる。すなわち、光学検知部の視界内における目標の
移動速度は、光学検知部の回転方向が目標の移動方向と
は逆方向となるので、目標それ自体の移動速度よりも速
くなってしまう。したがって、光学検知部の視界を横切
るように移動する目標移動体を初期捕捉することは従来
の追尾装置では著しく困難な技術的課題の一つであり、
動的な追尾特性を高めれば高める程移動体の初期捕捉能
力を低下させる結果を生むにいたっている。

【０００４】本発明は、このような欠点を除去するもの
で、初期捕捉能力と動的追尾能力との両方を独立に満足
する高性能な追尾装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、駆動テーブル
に固定して搭載された光学検知部と、この駆動テーブル
を回転させるサーボ制御部と、上記光学検知部に与えら
れる追尾目標方向角度と上記駆動テーブルが発生する光
学検知部視野方向角度との偏差に相応のエラー信号に応
じて上記駆動テーブルの回転角度を制御するサーボ駆動
信号を上記サーボ制御部に与える第一の制御モードをも
つ追尾制御装置とを備えた追尾装置において、上記追尾
制御装置は、目標物体が上記光学検知部の視野内に存在
するか否かを判定する目標検出監視回路と、上記エラー
信号の符号を検出するエラー信号符号検出器と、目標物
体が初めて検出された時点の上記エラー信号の符号を一
時記憶するエラー信号符号一時記憶回路と、一時記憶さ
れたエラー信号の符号と現時点のエラー信号の符号とを
比較して符号変化を検出する符号変化検出回路と、上記
駆動テーブルの方向を現状位置に保つサーボ駆動信号を
発生して上記サーボ制御部に与える第二の制御モードを
もち、上記第一の制御モードまたはこの第二の制御モー
ドのいずれか一方の制御モードを選択する選択手段、お
よび上記符号変化検出回路が符号変化を検出するまでは
この第一の制御モードを選択する指令をこの選択手段に
与え、また上記符号変化検出回路が符号変化を検出した
後はこの第二の制御モードを選択する指令をこの選択手
段に与える指令手段を含むサーボ駆動信号発生回路とを
備えたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】初めて目標が光学検知部の視野内に登場したこ
とを検出し、そのときのエラー信号の符号を検出して記
憶する。エラー信号の符号が変化するまでは（すなわ
ち、目標が光学検知部の視野中心を横切るまでは）サー
ボ駆動信号を発生せず、エラー信号の符号が変化した後
に初めてサーボ駆動信号を発生する。これにより、光学
検知部の視野中心が本来の目標移動方向と逆側に振られ
ることを防ぎ、移動目標に対する初期捕捉能力を高める
ことができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図１はこの実施例の構成を示すブロック
図である。この実施例は、図１および図２に示すよう
に、駆動テーブル９に固定して搭載された光学検知部１
と、この駆動テーブル９を回転させるサーボ制御部８
と、光学検知部１に与えられる追尾目標方向角度ａと駆
動テーブル９が発生する光学検知部視野方向角度ｂとの
偏差に相応のエラー信号ｃが与えられ、サーボ駆動信号
ｄをサーボ制御部８に与える追尾制御装置２とを備え、
さらに、本発明の特徴とする手段として、追尾制御装置
２は、目標物体が光学検知部１の視野内に存在するか否
かを判定する目標検出監視回路３と、エラー信号ｃの符
号を検出するエラー信号符号検出器４と、目標物体が初
めて検出された時点のエラー信号ｃの符号を一時記憶す
るエラー信号符号一時記憶回路５と、一時記憶されたエ
ラー信号ｃの符号と現時点のエラー信号ｃの符号とを比
較して符号変化を検出する符号変化検出回路６と、この
符号変化検出回路６が符号変化を検出するまでは駆動テ
ーブル９の方向を現状位置に保つサーボ駆動信号ｄを発
生し、また符号変化を検出した後はエラー信号ｃに応じ
て駆動テーブル９の回転角度を制御するサーボ駆動信号
ｄを発生するサーボ駆動信号発生回路７とを備える。

【０００８】次に、この実施例の動作を説明する。光学
検知部１は追尾すべき目標からの放射光または反射光を
受信して目標方向と自分自身の光学的中心軸方向との偏
差であるエラー信号ｃを出力する。目標検出監視回路３
は追尾すべき目標が光学検知部の視野内に検出されたか
否かを監視し、目標非検出時に偽信号を出力し、目標検
出時に真信号を出力する。また、エラー信号符号検出器
４は光学検知部１の光学中心軸を原点として目標が左ま
たは右（上または下）のどちらの方向に存在するかをエ
ラー信号の符号（正または負）で出力し、その出力は目
標検出監視回路３の出力が偽信号から真信号に変化した
タイミングに同期して、エラー信号符号一時記憶回路５
に格納される。すなわち、エラー信号符号一時記憶回路
５には、目標が光学検知部１の視野内に初めて現れたと
きの方向情報が記憶される。一方、一時記憶されたエラ
ー信号の符号は、その後に時々刻々出力される現時点の
エラー信号の符号と符号変化検出回路６で比較され、符
号変化の有無が検出される。符号変化の発生は、目標が
光学検知部内視野を左から右へ、または右から左へ（上
から下へまたは下から上へ）中心線を横切って移動した
ことを示すことに対応する。符号変化の有無信号はサー
ボ駆動信号発生回路７に送出され、サーボ駆動信号発生
回路７内でエラー信号ｃに対応したサーボ駆動信号ｄを
作成するか、またはエラー信号を強制的に「０」と見な
すかの制御信号として利用される。すなわち、初めて検
出された目標が光学検知部の中心を横切るまでは光学検
知部の光学中心軸方向は初期方向に保たれたままにな
る。

【０００９】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように、初期捕
捉時に発生する大きなエラー信号をその符号が変化する
までは光学検知部の視野方向制御には利用せず、目標の
移動に伴ってエラー信号の符号が変化してから初めて光
学検知部の視野方向制御を開始するので、光学検知部の
視野方向が目標の移動方向と逆側に振られることを防ぐ
ことにより目標移動体に対する初期捕捉能力を飛躍的に
増大させる効果がある。

【００１０】さらに本実施例は光学的追尾装置について
のものであるが、トラッキングレーダ等の電磁的追尾装
置についても本発明による大幅な初期捕捉能力の向上が
期待できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の構成を示すブロック構成図。

【図２】本発明実施例および従来例の構造を示す斜視
図。

【図３】従来例の構成を示すブロック構成図。

【符号の説明】

１ 光学検知部 ２ 追尾制御装置 ３ 目標検出監視回路 ４ エラー信号符号検出器 ５ エラー信号符号一時記憶回路 ６ 符号変化検出回路 ７ サーボ駆動信号発生回路 ８ サーボ制御部 ９ 駆動テーブル １０ 基準台

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動テーブルに固定して搭載された光学
   検知部と、 この駆動テーブルを回転させるサーボ制御部と、 上記光学検知部に与えられる追尾目標方向角度と上記駆
   動テーブルが発生する光学検知部視野方向角度との偏差
   に相応のエラー信号に応じて上記駆動テーブルの回転角
   度を制御するサーボ駆動信号を上記サーボ制御部に与え
   る第一の制御モードをもつ追尾制御装置とを備えた追尾
   装置において、 上記追尾制御装置は、 目標物体が上記光学検知部の視野内に存在するか否かを
   判定する目標検出監視回路と、 上記エラー信号の符号を検出するエラー信号符号検出器
   と、 目標物体が初めて検出された時点の上記エラー信号の符
   号を一時記憶するエラー信号符号一時記憶回路と、 一時記憶されたエラー信号の符号と現時点のエラー信号
   の符号とを比較して符号変化を検出する符号変化検出回
   路と、 上記駆動テーブルの方向を現状位置に保つサーボ駆動信
   号を発生して上記サーボ制御部に与える第二の制御モー
   ドをもち、上記第一の制御モードまたはこの第二の制御
   モードのいずれか一方の制御モードを選択する選択手
   段、および上記符号変化検出回路が符号変化を検出する
   まではこの第一の制御モードを選択する指令をこの選択
   手段に与え、また上記符号変化検出回路が符号変化を検
   出した後はこの第二の制御モードを選択する指令をこの
   選択手段に与える指令手段を含むサーボ駆動信号発生回
   路とを備えたことを特徴とする追尾装置。