JPH10132935A - 飛翔体位置計測装置 - Google Patents

飛翔体位置計測装置

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JPH10132935A
JPH10132935A JP29186596A JP29186596A JPH10132935A JP H10132935 A JPH10132935 A JP H10132935A JP 29186596 A JP29186596 A JP 29186596A JP 29186596 A JP29186596 A JP 29186596A JP H10132935 A JPH10132935 A JP H10132935A
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JP
Japan
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angle
flying object
gimbal
image
laser beam
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JP29186596A
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English (en)
Inventor
Koji Nonaka
広司 野中
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NEC Corp
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NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 飛翔体を追尾制御するとき、撮像装置の光軸
と拡がり角の狭いレーザビームの光軸との間に誤差角度
がある場合においても、追尾ゲインの増加を押えて、測
距可能距離と飛翔体の位置計測精度を確保できる計測装
置を提供する。 【解決手段】 ジンバル上に搭載された撮像装置2と、
飛翔体の距離を測定するレーザ測距器3と、飛翔体の画
像内の位置と画像中心との間の誤差角度を算出する画像
処理装置5と、誤差角度に基づいてジンバル制御信号を
出力する追尾演算装置6と、この信号に従ってジンバル
を駆動制御するジンバル制御装置7とからなる飛翔体位
置計測装置において、レーザ測距器のレーザ光を画像内
の飛翔体の方向へ指向させるためのレーザ指向角可変装
置4が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、飛翔体を画像追尾
することにより飛翔体の方位角を計測すると共に、レー
ザ測距器により計測した飛翔体までの距離を計測するこ
とにより、飛翔体の空間的な位置を計測する飛翔体位置
計測装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の飛翔体位置計測装置を図3〜図5
に示す。従来は特開平6−249704号公報に述べら
れているように2軸以上の自由度を持つジンバル1と、
ジンバル上に搭載される撮像装置2と、撮像装置2の光
軸とレーザ光の光軸が平行になるようにジンバル1上に
搭載されたレーザ測距器3と、撮像装置2により撮像さ
れた画像データ8の中から飛翔体を検出し、画像中心と
の位置の差である誤差角度10を算出する画像処理装置
5と、誤差角度10を入力としてジンバルの角度12ま
たは角速度を制御するジンバル制御信号11を出力する
追尾演算装置6と、ジンバル制御信号11に従いジンバ
ルの角度12あるいは角速度を駆動制御するジンバル制
御装置7から構成され、上記の方法により飛翔体を追尾
する時のジンバル角度12と誤差角10から飛翔体角度
方向14を計測すると共に、レーザ測距器3により計測
した飛翔体までの測距距離を計測することにより、飛翔
体の空間的な位置を計測する。この従来の計測装置では
レーザ測距器のレーザ光の指向方向は撮像装置の光軸と
平行にジンバル1上に固定して設置されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】第1の問題点は、図3
に示す従来の飛翔体位置計測装置では撮像装置の光軸、
即ち画像の中心の向く方向とレーザ測距器の光軸(レー
ザ光)の方向は平行に設定されており、且つレーザビー
ム広がり角が狭いため、測距対象がある程度の大きさを
持つまで近づいた時にしか使用できないことにある。
【0004】その理由は、飛翔体を追尾制御する時に発
生する制御遅れにより画像データ8の画像中心と飛翔体
の位置との間の誤差角10(ε)は、撮像装置2から見
た飛翔体の相対角速度(ω)と追尾制御ゲイン(K)に
対し、以下の関係があるためである。
【0005】 即ち、追尾制御において撮像装置2から見た飛翔体の相
対角速度(ω)に比例して誤差角10(ε)が大きくな
るが、レーザ測距器のレーザ光の広がり角度は通常極め
て狭い角度であるため、画像中心に飛翔体が存在しない
時にも測距できるためには飛翔体自体もある程度の大き
さを必要とすることになるからである。
【0006】第2の問題点は、高速な飛翔体の場合には
測距できないことである。その理由は(1)式の関係か
ら高速な飛翔体では相対角速度(ω)が大きくなるた
め、誤差角10(ε)が増加し、レーザ測距器のレーザ
光の広がり角度の範囲を外れてしまうからである。
【0007】第3の問題点は、計測精度が低いことにあ
る。その理由は(1)の式の関係により誤差角10
(ε)は撮像装置2から見た相対角度(ω)により発生
し、飛翔体の計測点位置が移動してしまうため計測精度
が低くなってしまうからである。
【0008】第4の問題点は、従来の構成で第1、第2
の問題点を解決するには、測距可能な距離が短くなって
しまうことにある。
【0009】その理由は、従来の構成で第1、第2の問
題点を解決するには、(1)式の関係から追尾制御ゲイ
ン(K)を大きくとることが考えられるが、通常極端に
狭いレーザのビーム拡がり角内に誤差角度10を収める
には追尾制御ゲイン(K)をかなり大きくとる必要があ
り、追尾制御系が制御不安定になってしまうからであ
る。
【0010】従って、逆に測距が可能となるようにレー
ザ測距器のビーム広がり角を広げるしか方法がなく、追
尾制御により発生する誤差角度10を、レーザ測距器の
測距可能な角度範囲、即ちレーザビーム広がり角範囲内
に収める必要がある。
【0011】しかし、レーザ測距器のビーム広がり角を
広げることは、レーザのパワーが分散し、飛翔体から反
射してもどってくるレーザ光のエネルギーが低下するた
め、測距できる距離範囲を狭め、長距離の測距ができな
くなるばかりか、誤差角による計測点の位置の移動のた
め計測精度が劣化してしまうからである。
【0012】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、追尾制御における追尾ゲインの増加を押さえ、安
定な追尾制御装置を提供すると共に、飛翔体を追尾制御
する時に発生する誤差角度があっても測距可能距離及び
計測精度を確保できる計測装置を提供することを目的と
する。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の飛翔体位置計測
装置は、2軸以上の自由度を持つジンバルと、ジンバル
上に搭載される撮像装置と、撮像装置と共にジンバルに
搭載され、飛翔体との相対距離を測定するレーザ測距器
と、撮像装置により撮像された画像情報から飛翔体を検
出し、飛翔体の、画像内での位置情報から画像中心から
の誤差角度を算出する画像処理装置と、画像処理装置か
ら出力される誤差角度を入力として飛翔体を追尾制御す
るためのジンバル制御信号を出力する追尾演算装置と、
ジンバル制御信号に従いジンバルの角度あるいは角速度
を駆動制御するジンバル制御装置からなり、飛翔体を画
像追尾してその方位角を計測すると共に、飛翔体までの
距離を計測することにより、飛翔体の空間的な位置を計
測するための飛翔体位置計測装置において、前記レーザ
測距器のレーザ光を画像内の飛翔体の方向へ指向させる
ためのレーザ指向角可変装置が設けられているものであ
る。
【0014】更に、本装置には、測距器のレーザ光を飛
翔体の特定の位置に指向する機構を備えることができ
る。
【0015】
【発明の実施の形態】次に、本発明の飛翔体位置計測装
置の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明す
る。図1を参照すると、本発明の好ましい実施の形態は
2軸以上の自由度を持つジンバル1と、ジンバル1上に
搭載される撮像装置2と、レーザ測距器3と、レーザビ
ーム指向角度可変装置4と、画像処理装置5と、追尾演
算装置6と、ジンバル制御装置7を備えている。
【0016】次に本発明の実施の形態の動作について、
図1、図2を参照して説明する。撮像装置2から出力さ
れる画像情報8から画像処理装置5により画像内の飛翔
体の位置を求め、画像中心と画像内の飛翔体の位置の差
である誤差角10を算出する。誤差角度10を入力とし
て追尾演算装置6により飛翔体を追尾制御するためのジ
ンバル制御信号11を算出する。このジンバル制御信号
11を入力としてジンバルの角度12あるいは角速度を
駆動制御するジンバル制御装置7により、ジンバル1の
角度12を飛翔体方向14に向けて追尾する。このとき
のジンバル角度12と誤差角度10より飛翔体の方位角
14を計測すると共に、撮像装置2と共にジンバル1に
搭載された測距器3が、送光したレーザ光が飛翔体で反
射して戻ってきて受光までの時間を計測することにより
飛翔体までの距離を計測する構成は従来と同様である。
本計測装置はレーザ測距器3のビーム指向角度可変装置
4を搭載し、画像処理装置5の出力である誤差角度10
の角度だけ撮像装置の光軸角度よりオフセットさせた方
向にレーザ光を指向させるものである。このように、本
計測装置はジンバルの角度12と誤差角度10より飛翔
体の方位角14を計測すると共に誤差角度だけレーザビ
ームの指向角度を偏らせ、レーザ測距器3により飛翔体
との相対距離を計測するものである。
【0017】上述のように撮像された画像内の飛翔体の
方向にレーザ光を指向させる為のレーザ指向角度を可変
する機構を有することで、高速な飛翔体であっても追尾
制御するときに誤差角度10が発生してもレーザ光を飛
翔体の方向に向けることができる為、レーザ光の範囲か
らはずれ測距不能となることを排除することができる。
更にこの誤差角度10を小さくする必要がないので追尾
制御系においても制御ゲインを下げられ、安定な追尾制
御装置が得られる。
【0018】また、画像内の飛翔体にレーザ光を向ける
ことができるので、従来のように誤差角10によりレー
ザビームの当たる位置が変化することがないため、正確
な測距が可能となる。
【0019】また、レーザビームの拡がり角を狭められ
るので、測距可能な距離を長くすることができる。
【0020】
【実施例】次に、本発明の一実施例について図面を参照
して詳細に説明する。
【0021】図1を参照すると、本発明の好ましい実施
例は2軸以上(図3では2軸としている)の自由度を持
つジンバル1と、ジンバルの搭載部上に搭載される撮像
装置2と、レーザ測距器3と、レーザビーム指向角度可
変装置4と、画像処理装置5と、追尾演算装置6と、ジ
ンバル制御装置7を備えている。
【0022】次に、この実施例の動作について、図1、
図2を参照して説明する。撮像装置2から出力される画
像データ8から画像処理装置5により飛翔体の画像内で
の位置9を求め、画像中心と画像内の飛翔体の位置の差
である誤差角度10を算出する。追尾演算装置6では誤
差角度10を入力として追尾制御の制御ゲイン(K)を
乗算することにより飛翔体を追尾制御するためのジンバ
ル制御信号11を算出する。本実施例の計測装置のジン
バル制御装置7では、ジンバル制御信号11を入力とし
てジンバルの角度12あるいは角速度をフィードバック
制御することにより、ジンバル1の角度あるいは角速度
がジンバル制御信号11に追従するように動作する。以
上のように動作することによって、ついにはジンバルの
角度12は飛翔体方向14に追尾することができる。
【0023】さらに、レーザ測距器3は撮像装置2と共
にジンバル1に搭載され、レーザ光を出力した時点より
飛翔体から反射して戻ってくるレーザ光を受光した時点
までの時間を計測する手段により距離を計測する。画像
処理装置5から出力された誤差角度10は、レーザ指向
角可変装置4に入力され、誤差角度10の角度になるよ
うにミラー15の角度を可変制御することによりジンバ
ルの角度12に対し誤差角度10の角度だけオフセット
した方向(飛翔体角度方向14)にレーザ光を指向させ
る。そして、飛翔体がある程度大きさを持って撮像され
ている場合は、計測点を飛翔体のどこにするか指定する
ことも可能である。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による第1
の効果は、飛翔体の位置計測が容易に行えることであ
る。その理由は、飛翔体を計測する時に追尾制御上の追
尾遅れである誤差角度が発生しても、レーザ光を飛翔体
に向けることにより、飛翔体がレーザ光の拡がり角の範
囲からはずれて測距不能となることを排除することがで
きるからである。
【0025】第2の効果は、安定な追尾制御装置が得ら
れることである。その理由は、誤差角度を小さくする必
要がないので追尾制御系においても制御ゲインを大きく
する必要がないので、制御上安定な追尾制御装置が容易
に実現できるからである。
【0026】第3の効果は、正確な測距が可能となるこ
とである。その理由は、従来のように誤差角によりレー
ザビームの当たる位置が変化することがないため、正確
な測距が可能となるからである。また、任意にレーザ光
の指向方向を可変することもできるので、測距対象のど
の位置を計測するかを指定することができるので、更に
正確な距離情報が得られるからである。
【0027】第4の効果は測距可能な距離を延ばすこと
ができることである。その理由は、レーザ測距器3のレ
ーザビームの拡がり角を狭めることができるので、レー
ザ光が分散することなく遠距離にまで届くことができる
からである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の飛翔体位置計測装置の一実施例の構成
を示す図である。
【図2】本発明におけるジンバル角度、飛翔体方向、レ
ーザ光の光軸方向を示す模式図と画像上の関係を示す説
明図である。
【図3】従来の技術の例を示す一実施例である。
【図4】従来の追尾制御の例を示す機能ブロック図であ
る。
【図5】従来の技術におけるジンバル角度、飛翔体方
向、レーザ光の光軸方向を示す模式図と画像上の関係を
示す説明図である。
【符号の説明】
1 ジンバル 2 撮像装置 3 レーザ測距器 4 レーザ指向角度可変装置 5 画像処理装置 6 追尾演算装置 7 ジンバル制御装置 8 画像データ 9 画像上における飛翔体位置 10 誤差角 11 ジンバル制御信号 12 ジンバル角度 14 飛翔体角度方向 15 ミラー

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2軸以上の自由度を持つジンバルと、ジ
    ンバル上に搭載される撮像装置と、撮像装置と共にジン
    バルに搭載され、飛翔体との相対距離を測定するレーザ
    測距器と、撮像装置により撮像された画像情報から飛翔
    体を検出し、飛翔体の、画像内での位置情報から画像中
    心からの誤差角度を算出する画像処理装置と、画像処理
    装置から出力される誤差角度を入力として飛翔体を追尾
    制御するためのジンバル制御信号を出力する追尾演算装
    置と、ジンバル制御信号に従いジンバルの角度あるいは
    角速度を駆動制御するジンバル制御装置からなり、飛翔
    体を画像追尾してその方位角を計測すると共に、飛翔体
    までの距離を計測することにより、飛翔体の空間的な位
    置を計測するための飛翔体位置計測装置において、 前記レーザ測距器のレーザ光を画像内の飛翔体の方向へ
    指向させるためのレーザ指向角可変装置が設けられてい
    ることを特徴とする飛翔体位置計測装置。
  2. 【請求項2】 測距器のレーザ光を飛翔体の特定の位置
    に指向する機構を更に有する請求項1記載の飛翔体位置
    計測装置。
JP29186596A 1996-11-01 1996-11-01 飛翔体位置計測装置 Pending JPH10132935A (ja)

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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001356170A (ja) * 2001-07-09 2001-12-26 Nac Image Technology Inc ビデオカメラ使用の移動体計測装置
JP2009014588A (ja) * 2007-07-06 2009-01-22 Toshiba Corp 追尾照準装置
JP2009244192A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Nec Corp 移動体位置測定装置、移動体位置測定方法、及び移動体位置測定プログラム
JP2009282021A (ja) * 2008-04-22 2009-12-03 Mitsutoyo Corp 追尾式レーザ干渉計
JP2011530706A (ja) * 2008-08-12 2011-12-22 アイイーイー インターナショナル エレクトロニクス アンド エンジニアリング エス.エイ. 3d−tofカメラ装置及びそのための位置・向き較正方法
JP2012058158A (ja) * 2010-09-10 2012-03-22 Toshiba Corp 目標追跡装置及び目標追跡方法
JP2013005264A (ja) * 2011-06-17 2013-01-07 Toshiba Corp 移動物体追跡装置及び参照点追跡方法
CN103185567A (zh) * 2011-12-27 2013-07-03 联想(北京)有限公司 一种电子设备及测量距离的方法
JP2016158079A (ja) * 2015-02-24 2016-09-01 株式会社東芝 移動光通信システムとその光送信装置および撮像制御方法
PL422440A1 (pl) * 2017-08-03 2019-02-11 Wojskowy Instytut Techniczny Uzbrojenia Optyczny system lokalizacji na terenie poligonu miejsc uderzeń pocisków artyleryjskich lub rakietowych
CN110006341A (zh) * 2019-04-04 2019-07-12 北京卫星制造厂有限公司 一种基于多点测量反馈的舱外支架加工工艺方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001356170A (ja) * 2001-07-09 2001-12-26 Nac Image Technology Inc ビデオカメラ使用の移動体計測装置
JP2009014588A (ja) * 2007-07-06 2009-01-22 Toshiba Corp 追尾照準装置
JP2009244192A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Nec Corp 移動体位置測定装置、移動体位置測定方法、及び移動体位置測定プログラム
JP2009282021A (ja) * 2008-04-22 2009-12-03 Mitsutoyo Corp 追尾式レーザ干渉計
JP2011530706A (ja) * 2008-08-12 2011-12-22 アイイーイー インターナショナル エレクトロニクス アンド エンジニアリング エス.エイ. 3d−tofカメラ装置及びそのための位置・向き較正方法
JP2012058158A (ja) * 2010-09-10 2012-03-22 Toshiba Corp 目標追跡装置及び目標追跡方法
JP2013005264A (ja) * 2011-06-17 2013-01-07 Toshiba Corp 移動物体追跡装置及び参照点追跡方法
CN103185567A (zh) * 2011-12-27 2013-07-03 联想(北京)有限公司 一种电子设备及测量距离的方法
JP2016158079A (ja) * 2015-02-24 2016-09-01 株式会社東芝 移動光通信システムとその光送信装置および撮像制御方法
PL422440A1 (pl) * 2017-08-03 2019-02-11 Wojskowy Instytut Techniczny Uzbrojenia Optyczny system lokalizacji na terenie poligonu miejsc uderzeń pocisków artyleryjskich lub rakietowych
CN110006341A (zh) * 2019-04-04 2019-07-12 北京卫星制造厂有限公司 一种基于多点测量反馈的舱外支架加工工艺方法
CN110006341B (zh) * 2019-04-04 2021-06-11 北京卫星制造厂有限公司 一种基于多点测量反馈的舱外支架加工工艺方法

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