JPH0535599U - 無人航空機着陸誘導装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高精度で確実に無人航空機の位置情報を得るこ
とを可能とする。 【構成】無人航空機３に取り付けられたレーザ反射プリ
ズム１２に対してレーザ光線を照射し反射光を受光し
て、無人航空機３との距離及び移動方向を計測するレー
ザ測距器１０ａと、このレーザ測距器１０ａから照射さ
れるレーザ光線の方向を任意に設定するためのジンバル
１０ｂ及びジンバル制御器１０ｃと、レーザ測距器１０
ａによる計測結果に基づいて、ジンバル制御器１０ｃに
追尾制御信号を出力すると共に、無人航空機３との距
離、方位角、及び仰角を示す位置情報を出力するレーザ
トラッカ制御器１０ｄとによって構成されるレーザトラ
ッカ１０を滑走路１の近傍に設置し、レーザトラッカ制
御器１０ｄから出力された位置情報をもとに、無人航空
機３無人航空機３を誘導すべき基準位置との距離及び無
人航空機３の相対位置を計算して求め、誘導情報を生成
するように構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、無人航空機着陸誘導装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、無人航空機（標的機、偵察機、宇宙往還機等）の着陸誘導装置は、図５ に示すような構成となっていた。すなわち、従来では、滑走路１の近傍にレーダ アンテナ２を設置し、レーダビームを用いることによって、無人航空機３と滑走 路１との距離や方位角などの位置計測を行なっている。無人航空機３の着陸誘導 を行なう際には、位置計測によって得られた情報をもとにした誘導情報を、表示 するなどして地上パイロットに通知していた。誘導情報に応じた無人航空機３に 対する操縦信号は、レーダアンテナ２から電波によって送信している。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

従来の、無人航空機の着陸誘導装置には、次のような問題があった。

【０００４】 １）レーダによって位置計測を行なっているが、レーダ電波は、ある程度の幅 を持ち、またサイドローブで無人航空機３を捕捉する場合もあるため、高い精度 で位置情報を得ることができなかった。

【０００５】 ２）前記１）の問題を解決するためにレーダアンテナ２を大型化することが考 えられるが、レーダアンテナ２を大型化すると、その重量が増加することによっ てアンテナ駆動速度の低下を招いてしまう。この場合、レーダアンテナ２に対し て速い角速度で移動する無人航空機３を追尾できない状況が発生する。すなわち 、滑走路１近傍では、レーザアンテナ２が無人航空機３を捕捉し続けることがで きなくなり、着陸まで誘導情報（距離、相対位置等）を得ることができない。

【０００６】 本考案は前記のような点に鑑みてなされたもので、高精度で確実に無人航空機 の位置情報を得ることが可能な無人航空機着陸誘導装置を提供することを目的と する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、無人航空機に取り付けられたレーザ反射用のコーナキューブ型反射 プリズムに対してレーザ光線を照射し、前記コーナキューブ型反射プリズムから の反射光を受光して、前記無人航空機との距離及び移動方向を計測する距離計測 手段と、前記距離計測手段から照射されるレーザ光線の方向を任意に設定する方 向設定手段と、前記距離計測手段による計測結果に基づいて、前記距離計測手段 が前記無人航空機を追尾するように前記方向設定手段に対して指示すると共に、 前記無人航空機との距離、方位角、及び仰角を示す位置情報を出力する制御手段 と、前記制御手段から出力された前記位置情報をもとに、前記無人航空機と前記 無人航空機を誘導すべき基準位置との距離、及び前記無人航空機との相対位置を 算出する算出手段とを具備して構成するものである。

【０００８】

【作用】

このような構成によれば、レーザ光線が用いられるので、レーダを用いた場合 と比較して高精度の位置情報が求められる。また、小型に構成できるので追尾速 度が速く、着陸するまで誘導情報が得られる。

【０００９】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の一実施例を説明する。図１及び図２は同実施例 に係わる無人航空機着陸誘導装置の概略構成を示す図である。図１は側面図を示 し、図２は平面図を示している。

【００１０】 図１及び図２において、滑走路１の近傍（無人航空機３の進入方向と反対側の 滑走路１の端）にはレーザトラッカ１０が設置され、無人航空機３にはレーザ反 射プリズム１２が取り付けられている。レーザトラッカ１０は、無人航空機３を 追尾するもので、無人航空機３の進入方向が風向き等によって変わるため、これ に対処するため可動式となっている。

【００１１】 レーザトラッカ１０は、図３に示すような構成となっている。すなわち、レー ザトラッカ１０は、レーザ測距器１０ａ、ジンバル１０ｂ、ジンバル制御器１０ ｃ、及びレーザトラッカ制御器１０ｄによって構成されている。レーザ測距器１ ０ａは、無人航空機３に取り付けられたレーザ反射プリズム１２に対してレーザ 光線を照射し、その反射光を受光することにより、無人航空機３とレーザトラッ カ１０との距離、及び移動方向についての情報をレーザトラッカ制御器１０ｄに 通知する。

【００１２】 レーザトラッカ制御器１０ｄは、レーザ測距器１０ａからの情報に応じた、距 離、方位角、仰角等の無人航空機３に関する位置情報を他のシステム（図示せぬ 地上操縦装置）に出力すると共に、ジンバル制御器１０ｃに対して追尾制御信号 を出力する。地上操縦装置では、位置情報に応じて操縦に必要な誘導情報を生成 し表示等を行なう。

【００１３】 ジンバル制御器１０ｃは、レーザトラッカ制御器１０ｄからの追尾制御信号に 基づいて、ジンバル１０ｂの動作、すなわちレーザ測距器１０ａからのレーザ照 射方向を制御する。ジンバル１０ｂは、ジンバル制御器１０ｃによる制御に応じ て、レーザ測距器１０ａが無人航空機３の方向に向くように動作する。

【００１４】 無人航空機３に取り付けられるレーザ反射プリズム１２は、図４に示すような コーナキューブ型反射プリズムとなっている。コーナキューブ型反射プリズムは 、図４（ａ）に示すように、立方体の角部を切り取った形状をしている。光の入 射面は、図中三角形ＡＢＣの面であり、図４（ｂ）に示すように、入射光と反射 光は、常に平行となる特性を持っている。レーザ反射プリズム１２は、無人航空 機３の脚柱や脚ドア内側等に取り付けられ、着陸時の必要な場合のみ機外に露出 させて、不要時に抵抗増加等を招くことを防いでいる。 次に、同実施例の動作について説明する。

【００１５】 予め、レーザトラッカ１０には、レーザトラッカ１０が設置された位置（例え ば滑走路１の中心との距離（ｄ１）と、滑走路１の端からの距離（ｄ２）によっ て示す）、及び滑走路長Ｌが登録されている。

【００１６】 無人航空機３を滑走路１に着陸誘導する場合、まず無人航空機３のレーザ反射 プリズム１２へ向けてレーザトラッカ１０からレーザ光線を照射する。この際、 無人航空機３は、脚柱を出しており、レーザ反射プリズム１２を露出している。

【００１７】 レーザトラッカ１０のレーザ測距器１０ａは、レーザ反射プリズム１２からの 反射光が受光された時間、すなわちレーザ光線の往復時間より、無人航空機３と レーザトラッカ１０との距離（ｄ３）を求め、レーザトラッカ制御器１０ｄに通 知する。

【００１８】 レーザトラッカ制御器１０ｄは、レーザ測距器１０ａにレーザ反射プリズム１ ２からの反射光が受光されているときのジンバル制御器１０ｃに対する追尾制御 信号に応じた状態、すなわちレーザ光線照射方向の仰角（レーザ送信仰角θ１） と方位角（レーザ送信方位角θ２）を計測する。

【００１９】 レーザトラッカ制御器１０ｄは、レーザトラッカ１０の設置位置（ｄ１，ｄ２ ）、仰角（θ１）、方位角（θ２）、及び無人航空機３までの距離（ｄ３）を、 地上操縦装置に出力する。

【００２０】 地上操縦装置では、レーザトラッカ１０からの情報をもとに、滑走路端または 設置ポイントまでの距離、及び無人航空機との相対位置を所定のアルゴリズムに よって計算し、誘導情報を生成する。この誘導情報をもとにして、レーダアンテ ナ２から無人航空機３に対して操縦信号が送出され、着陸誘導される。

【００２１】 このようにして、無心航空機３の位置計測の手段として、レーダにかわってレ ーザ光線を用いることによって、位置計測の精度を向上させることができる。す なわち、レーザ光線は、レーダ電波と比較して、発射ビーム角を小さくすること ができ、電波のようにサイドロープも発生しないので、高精度の位置計測が可能 となる。また、無人航空機３に関する位置情報の精度が向上することで、誘導情 報を求めるためのアルゴリズムを変更することなく高精度の誘導情報を得ること ができる。

【００２２】 また、レーザトラッカ１０は、高精度を目的としたレーダアンテナより小型で あるため追尾速度が速く、滑走路１の近傍を高速で移動する無人航空機３でも追 尾可能であるので、着陸まで確実に誘導情報を得ることができる。 このように高精度の誘導情報を着陸まで得られることで、無人航空機３を操縦 する地上パイロットの負担を大幅に軽減することができる。

【００２３】

【考案の効果】

以上のように本考案によれば、高精度で確実に無人航空機の位置情報を得るこ とが可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】無人航空機着陸誘導装置の外観構成を示す側面
図。

【図２】無人航空機着陸誘導装置の外観構成を示す平面
図。

【図３】レーザトラッカ１０の構成を示すブロック図。

【図４】レーザ反射プリズム１２を説明するための図。

【図５】従来の無人航空機の着陸誘導装置の外観構成を
示す側面図。

【符号の説明】

３…無人航空機、１０…レーザトラッカ、１０ａ…レー
ザ測距器、１０ｂ…ジンバル、１０ｃ…ジンバル制御
器、１０ｄ…レーザトラッカ制御器、１２…レーザ反射
プリズム。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 無人航空機に取り付けられたレーザ反射
   用のコーナキューブ型反射プリズムに対してレーザ光線
   を照射し、前記コーナキューブ型反射プリズムからの反
   射光を受光して、前記無人航空機との距離及び移動方向
   を計測する距離計測手段と、 前記距離計測手段から照射されるレーザ光線の方向を任
   意に設定する方向設定手段と、 前記距離計測手段による計測結果に基づいて、前記距離
   計測手段が前記無人航空機を追尾するように前記方向設
   定手段に対して指示すると共に、前記無人航空機との距
   離、方位角、及び仰角を示す位置情報を出力する制御手
   段と、 前記制御手段から出力された前記位置情報をもとに、前
   記無人航空機と前記無人航空機を誘導すべき基準位置と
   の距離、及び前記無人航空機との相対位置を算出する算
   出手段と、 を具備したことを特徴とする無人航空機着陸誘導装置。