JP2000180100A

JP2000180100A - 夜間用無人偵察装置

Info

Publication number: JP2000180100A
Application number: JP10359661A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Abe; 靖史阿部
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1998-12-17
Filing date: 1998-12-17
Publication date: 2000-06-30

Abstract

(57)【要約】【課題】高価な電子装備を必要とせず、対象物の３次
元的な形状を的確に把握することのできる夜間用無人偵
察装置を提供すること。【解決手段】無人偵察機1に高度Hを保って飛行させ、
パルスレーザ発振器5およびビームスキャナ6からなるア
クティブ型の測距手段で地表との離間距離(T/2)・Cを測
定し、飛行高度Hとの関係からその地点の地表高さZを求
め、GPS装置3の現在位置データX,Yと共に地上管制装置2
に送信する処理を所定周期で繰り返し実行する。地上管
制装置は(X,Y,Z)のデータをリアルタイムで受信し、連
続的に送られてくる座標値(X,Y,Z)を次々と結ぶ曲線を
生成し、これを、地形の輪郭を表わすワイヤフレームモ
デルとして、リアルタイムでモニタに表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無人偵察装置、特
に、夜間用無人偵察装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】地上管制装置によって無線操縦される無
人偵察機と、無人偵察機によって取得された情報を収集
・分析・表示する地上管制装置とからなる無人偵察装置
が公知である。昼間用無人偵察装置の場合、地形等の情
報を収集するための手段としてはレーダー装置やテレビ
カメラ等を無人偵察機に搭載して用いるのが一般的であ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、夜間用無人偵
察装置の場合、光量不足等の問題があり、テレビカメラ
等を無人偵察機に装備しても実用に耐えない。無論、レ
ーダー装置を搭載した無人偵察機を用いれば夜間用の無
人偵察装置として十分に実用に耐えるが、装備が高価で
あるため、危険度の高い場所を偵察区域とするような場
合には、機体や装備に損傷が生じると経済的な負担が大
きくなるという欠点がある。特に、これを学術研究や災
害救助等の民生用として利用しようとすると、経済的な
問題が足かせとなって、夜間用無人偵察装置を十分に活
用することができないといった問題が生じる。

【０００４】熱源を探知する赤外線センサ等を用いた比
較的安価な夜間用無人偵察装置も知られてはいるが、こ
の種の従来技術では、熱源を持たない対象物や熱を遮断
した対象物を探知することはできない。また、熱源を探
知できたとしても、明らかになるのは熱源の所在する方
向のみであり、距離に関する情報が欠如してしまうた
め、対象物の３次元的な形状の把握には役にたたないと
いった問題がある。

【０００５】

【発明の目的】そこで、本発明の課題は、前記従来技術
の欠点を解消し、レーダー装置等の高価な電子装備を必
要とせず、しかも、対象物の３次元的な形状を的確に把
握することのできる夜間用無人偵察装置を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、設定高度を維
持して飛行するための飛行高度調整手段と、飛行現在位
置を検出するための現在位置検出手段と、地表との離間
距離を所定周期毎に測定するアクティブ型の測距手段
と、この測距手段で測定された離間距離と前記設定高度
とに基づいて地表の高さを算出する演算手段と、前記現
在位置検出手段で検出された飛行現在位置および前記演
算手段で算出された地表高さの情報をリアルタイムで地
上管制装置に送信する無線送信手段とを無人偵察機に設
けると共に、地上管制装置の側には、前記無線送信手段
から送信された飛行現在位置および地表高さの情報を受
信する受信手段と、この受信手段により受信された飛行
現在位置と地表高さの情報に基づいて地形の輪郭をリア
ルタイムで算出する画像処理手段と、この画像処理手段
によって算出された地形の輪郭を３次元的にグラフィッ
ク表示する地形表示手段とを設けたことを特徴とする構
成により前記課題を達成した(請求項１)。

【０００７】また、離間距離と設定高度とに基づいて地
表の高さを算出する演算手段を地上管制装置の側に設
け、無人偵察機から地上管制装置に向けて離間距離の情
報を送信することによって地上管制装置の側で地表高さ
の演算処理を実施するようにしてもよい(請求項２)。

【０００８】無人偵察機に搭載するアクティブ型の測距
手段としては、パルスレーザ発振器やビームスキャナ等
からなる安価な測距手段を利用する(請求項３、４)。

【０００９】更に、無人偵察機の速度および姿勢に関わ
る情報を無人偵察機から地上管制装置にフィードバック
して送信し、地上管制装置による無人偵察機の飛行制御
で補正処理を行うようにしてもよい(請求項５、６)。こ
れにより無人偵察機自体の位置や高度の精度が向上する
ので、これらの情報に基づいて算出される地表高さの測
定精度も比例的に向上させることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態について詳細に説明する。図1は無人偵察機1の
要部を簡略化して示す機能ブロック図、また、図2は地
上管制装置2の要部を簡略化して示す機能ブロック図で
ある。

【００１１】図1に示す通り、無人偵察機1は、自機の飛
行現在位置を検出する現在位置検出手段としてのGPS装
置(Global Positioning System)3と、飛行高度調整手段
の一部を構成する気圧高度計4、および、アクティブ型
の測距手段を構成するパルスレーザ発振器5とビームス
キャナ6、パルスレーザ発振器5とビームスキャナ6で測
定された地表との離間距離と気圧高度計4に設定された
飛行高度とに基づいて地表高さを算出する演算手段とし
ての演算部7、ならびに、この無人偵察機1と地上管制装
置2との間で情報や制御信号の送受信を行うためのトラ
ンスポンダー8を有し、トランスポンダー8は、飛行現在
位置および地表高さの情報をリアルタイムで地上管制装
置2に送信するための無線送信手段を兼ねる。

【００１２】GPS装置3は、周知の通り、衛生通信を利用
して無人偵察機1の現在位置を緯度(X)および経度(Y)の
情報として取得するための装備で、衛生通信受信用の受
信アンテナ9を備える。

【００１３】また、気圧高度計4には無人偵察機1が飛行
すべき飛行高度(H)の値が予め設定されており、この無
人偵察機1は、演算部7が備えるCPUの内部処理により、
設定飛行高度(H)を目標値として昇降系を自動制御さ
れ、設定飛行高度(H)を維持して飛行するようになって
いる。飛行高度を検出する気圧高度計4は飽くまで飛行
現在位置の大気圧に基づいて高度を検出するので、無人
偵察機1は、地表の凹凸状態とは無関係に、常に地表の
基準面(水準点)からの高度を設定飛行高度(H)に保って
飛行することになる。

【００１４】また、測距手段となるパルスレーザ発振器
5およびビームスキャナ6は、無人偵察機1の飛行姿勢、
例えば、昇降時における機軸方向の傾きや旋回時におけ
るロール角度等に関りなく、常に、光軸が地表(基準面)
と垂直になるように姿勢制御されており、演算部7のCPU
からの指令を受けて測距動作を実施する。

【００１５】パルスレーザ発振器5およびビームスキャ
ナ6を用いた対地離間距離の具体的な測距は、パルスレ
ーザ発振器5が地表に向けて照射したレーザビームが地
表で反射されてビームスキャナ6によって検出されるま
での所要間(T)を測定することによって行われる。つま
り、レーザビームが地表に届くまでの所要時間は往復時
間の半分、即ち、(T/2)であるから、レーザビームの伝
播速度をCとすれば、無人偵察機1と地表との離間距離は
(T/2)・Cとなり、無人偵察機1の飛行高度(H)が一定であ
るため、その時点で測距対象となった地表点の高さ(Z)
は、基準面の高さを高度0として、図8に示すように、Z=
H−(T/2)・Cによって求められることになる。この処理
は演算部7によって行われ、演算部7は、更に、測距時点
における無人偵察機1の現在位置情報である緯度(X)と経
度(Y)の座標をGPS装置3から読み込み、地表点の高さ(Z)
の演算結果と共にエンコードして、トランスポンダー3
および機上送受信アンテナ10を介して地上管制装置2に
無線送信する。

【００１６】この実施形態では、更に、無人偵察機1に
標準装備された速度計や姿勢計から、飛行速度現在値
(V)や水平面に対する機軸の傾き(P)およびロール角度
(R)等の取得可能なデータを読み込み、前記した緯度(X)
と経度(Y)および地表高さ(Z)の各データと共に、リアル
タイムで地上管制装置2に無線送信するようになってい
る。

【００１７】一方、地上管制装置2の側には、無人偵察
機1のトランスポンダー8から送信された緯度(X),経度
(Y),地表高さ(Z),飛行速度現在値(V),機軸方向の傾き
(P),ロール角度(R)等の各種情報を受信するための受信
手段を兼ねる送受信部11と地上送受信アンテナ12が配備
され、更に、送受信時の暗号化や解読のためのエンコー
ダ/デコーダ部13と、前記した緯度(X),経度(Y),地表高
さ(Z)の各情報に基づいて地形の輪郭をリアルタイムで
算出する画像処理手段および地形表示手段を兼ねる画像
処理部14、ならびに、航法制御のための管制部15が設け
られている。画像処理部14にはグラフィック表示のため
のモニタが配備され、また、管制部15には、飛行制御用
のCPUやデータの一時記憶のためのRAM、および、送受信
部11を介して無人偵察機1から受信した緯度(X),経度
(Y),地表高さ(Z)等のデータを記憶するための不揮発性
の記憶手段、例えば、ハードディスク等が設けられてい
る。

【００１８】この実施形態の場合、無人偵察機1の側に
は飛行経路に関するプログラムは記憶されておらず、地
上管制装置2の管制部15に予め記憶された飛行プログラ
ムによって偵察区域への誘導制御と偵察区域内での飛行
経路の制御、および、偵察区域から回収地点への誘導制
御が行われるようになっている。従って、無人偵察機1
が墜落等を始めとする何らかの事情によって第三者に回
収された場合であっても、偵察区域の座標に関する情報
が第三者に漏れることはない。また、無人偵察機1が取
得した地形情報が無人偵察機1自体に蓄積されることは
なく、リアルタイムで地上管制装置2に転送されたのち
直ちに抹消されるので、第三者が無人偵察機1を回収し
ても地形情報が引き出されることはない。

【００１９】偵察区域への誘導制御と偵察区域内での飛
行経路の制御、および、偵察区域から回収地点への誘導
制御は、地上管制装置2が無人偵察機1との交信で取得し
た各種データ、即ち、飛行速度現在値(V),機軸の傾き
(P),ロール角度(R)等のデータと前述した飛行プログラ
ムとに基づいて管制部15が行い、管制部15により生成さ
れた飛行制御のための偵察機制御信号がエンコーダ/デ
コーダ部13でエンコードされて送受信部11および地上送
信アンテナ12を介して無人偵察機1に送られる。これを
受信した無人偵察機1はトランスポンダー8で信号をデコ
ードし、偵察機制御信号に応じた操舵系およびエンジン
出力系の適応制御のみを実施する。地上管制装置2から
無人偵察機1に送られる信号としては、飛行制御のため
の偵察機制御信号の他に、パルスレーザ発振器5および
ビームスキャナ6による測距動作を開始させるためのス
キャン開始信号や、この測距動作を完了させるためのス
キャン完了信号等がある。

【００２０】図７および図８は、管制部15にプログラム
された飛行経路の一例を概念的に示す平面図である。図
７および図８においてはQ0点が飛行開始位置、Q0点から
Q1点までの区間が偵察区域へのアプローチ経路、Q1点か
らQ2点までの区間が偵察区域内における飛行経路、Q2点
からQ3点までの区間が無人偵察機1の回収飛行経路、Q3
点が無人偵察機1の回収目標地点である。無論、Q0点とQ
3点は同一の座標であっても構わない。Q1点からQ2点ま
での区間を無人偵察機1がどのような経路で飛行するか
は問わないが、例えば、図７または図８に示すように、
何らかのかたちで無人偵察機1の飛行経路が偵察区域内
を網羅するようにして飛行する必要がある。また、パル
スレーザ発振器5およびビームスキャナ6を用いた測距動
作が行われる偵察区域内では、前述した通り、無人偵察
機1の飛行高度を気圧高度計4に設定された飛行高度(H)
に保持する必要がある。但し、設定値(H)自体をパラメ
ータとして扱うようにすることも可能であり、設定値
(H)をH1,H2,H3,・・・等と適宜変更して高度を変えなが
ら飛行するような場合であっても、設定値(H)の現在値H
1,H2,H3,・・・等をリアルタイムで演算部4に送って前
述したZ=H−(T/2)・Cの演算式を実行させるのであれ
ば、測定上の問題は全く発生しない。つまり、図１２に
おいて測定の基準となる高度(H)の値が上下方向にドリ
フトしたとしても、その値(H)が既知でさえあれば、地
表高さ(Z)を求める演算処理には何ら支障が生じないと
いうことである。

【００２１】無人偵察機1は、偵察区域内を飛行する
間、地表高さ(Z)を求めるための測距処理を所定周期毎
に繰り返し実行するので、図７や図８に示されるような
偵察区域内に散在する不特定多数の測定位置毎に地表高
さ(Z)の値が求められ、その測定地点と対応する緯度(X)
および経度(Y)の座標と共にリアルタイムで地上管制装
置2に送信されることになる。これを受信した地上管制
装置2は、(X,Y,Z)の3次元座標で指定される点を次々と
結んで、これらの点をアンカーポイントとするベジェ曲
線やキュービック曲線等の軌跡を求め、地形の輪郭を示
すワイヤフレームモデルもしくはサーフェスモデルとし
て画像処理部14のモニタにリアルタイムで表示する。無
人偵察機1が図７の飛行プログラムに沿って飛行した場
合にリアルタイムで生成されるワイヤフレームモデルの
一例を図９に、また、無人偵察機1が図８の飛行プログ
ラムに沿って飛行した場合にリアルタイムで生成される
ワイヤフレームモデルの一例を図１０に示す。

【００２２】また、地上管制装置2の側では、無人偵察
機1が次々と送信してくる(X,Y,Z)の3次元座標の値をハ
ードディスク等からなる不揮発性の記憶手段のファイル
に1レコード単位で時系列に従って記憶するので、無人
偵察機1による偵察区域内の飛行が完了した後、改めて
(Y,Z)のデータフィールドの平面座標に基づいてレコー
ドのソーティング処理を実施することにより、緯度軸X
に沿った地形の輪郭の変化と経度軸Yに沿った地形の輪
郭の変化を同時に示す図１１のようなメッシュ状のワイ
ヤフレームモデルを生成して表示することも可能であ
る。更に、一旦表示したメッシュ状のワイヤフレームモ
デルに公知のレンダリング処理を施して一層リアリティ
のあるサーフェスモデルを描画させるようにしてもよ
い。

【００２３】無人偵察機1が気流等の影響で流される等
して飛行プログラムによる飛行経路との間にある程度の
トレランスを生じる可能性もあるが、無人偵察機1がコ
ースを外れたとしても、GPS装置3によって取得された無
人偵察機1自体の現在位置が緯度(X)および経度(Y)の座
標値として地表高さ(Z)と共にリアルタイムで地上管制
装置2に送られてくるので、地表高さ(Z)とその測定地点
である緯度(X)および経度(Y)との対応関係は無人偵察機
1の飛行誤差とは関わりなく確実に保持され、地形を表
わすワイヤフレームは常に実際の地形の表面に沿ったか
たちで表示される。要するに、無人偵察機1がコースを
外れたとしてもワイヤフレームを構成する曲線のアンカ
ーポイントのサンプリング位置がずれるだけで、ワイヤ
フレームを構成する複数の曲線全体が示す3次元形状に
は変化が生じないということである。

【００２４】図３および図４は地上管制装置2の側に配
備されたCPUによる飛行制御の概略を示すフローチャー
ト、また、図５および図６は無人偵察機1の側に配備さ
れたCPUによる測距処理の概略を示すフローチャートで
ある。以下、図３ないし図６を参照して無人偵察機1お
よび地上管制装置2によって構成される夜間用無人偵察
装置の全体的な処理の流れについて説明する。

【００２５】図３および図４の処理に従って飛行制御を
開始した地上管制装置2は、まず、無人偵察機1の飛行状
態を確認するための飛行状態記憶フラグFに0をセット
し、最初の偵察機制御信号をエンコードして送受信部11
および地上送信アンテナ12を介して無人偵察機1に送信
して(ステップa1)、無人偵察機1からの信号が送受信部1
1に受信されているか否かを判別する(ステップa2)。な
お、ここで言う偵察機制御信号とは専ら無人偵察機1の
操舵系の制御やエンジン出力等に関する情報であり、そ
れらの内容は予め管制部15に飛行プログラムとして保存
されている。また、飛行状態記憶フラグFの設定処理に
関しては後に詳述するが、結果的に、飛行状態記憶フラ
グFの値が0であれば無人偵察機1がQ0点からQ1点までの
区間のアプローチ経路を飛行していることを意味し、飛
行状態記憶フラグFの値が1であれば、無人偵察機1がQ1
点からQ2点までの区間の偵察区域を飛行していることを
意味する。また、飛行状態記憶フラグFの値が2であれ
ば、無人偵察機1は、Q2点からQ3点までの区間の回収飛
行経路上を飛行していることになる(図5参照)。

【００２６】ここで、ステップa2の判別結果が偽となっ
た場合、つまり、無人偵察機1からの応答がなかった場
合には、地上管制装置2は、そのままステップa2の判別
処理を繰り返し実行して無人偵察機1からの信号を待つ
待機状態に入る。

【００２７】一方、無人偵察機1の側に配備されたCPU
は、飛行開始と同時に図５および図６に示されるような
処理を開始し、まず最初に飛行状態記憶フラグF’に0を
セットして(ステップb1)、地上管制装置2からの信号が
トランスポンダー8に受信されているか否かを判別する
(ステップb2)。飛行状態記憶フラグF’の設定処理に関
しては後に詳述するが、結果的に、飛行状態記憶フラグ
F’の値が0であれば無人偵察機1がQ0点からQ1点までの
区間のアプローチ経路、もしくは、Q2点からQ3点までの
区間の回収飛行経路上を飛行していることを意味し、ま
た、飛行状態記憶フラグF’の値が1であれば、無人偵察
機1はQ1点からQ2点までの区間の偵察区域、要するに、
パルスレーザ発振器5およびビームスキャナ6を用いた測
距処理が必要とされる区域内を飛行していることを意味
する(図７および図８参照)。

【００２８】ここで、ステップb2の判別結果が偽となっ
た場合、つまり、地上管制装置2からの信号が受信され
ていない場合には、無人偵察機1のCPUは、ステップb5の
判別処理に移行して予め設定された所定周期毎のデータ
送信周期に達しているか否かを判別するが、データ送信
周期に達していなければ、そのままステップb2およびス
テップb5の判別処理を繰り返し実行して待機し、前述し
たステップa1の処理で地上管制装置2から送信された最
初の信号をステップb2の処理で受信する。

【００２９】次いで、無人偵察機1のCPUは、受信した信
号の種別を判別する(ステップb3)。この場合、受信した
信号は前述のステップa1の処理で地上管制装置2から送
信された偵察機制御信号であるので、ステップb3の判別
結果は真となり、無人偵察機1のCPUは、地上管制装置2
がステップa1の処理で最初に送信した操舵系の制御やエ
ンジン出力等に関連する偵察機制御信号に基づいて、地
上管制装置2の管制部15に保存された飛行経路に沿って
アプローチ経路を飛行すべく、エルロン,ラダー,エレベ
ータ等の操舵系各部やエンジン出力等を適応制御するこ
とになる(ステップb4)。

【００３０】ステップb4の処理を終えた無人偵察機1のC
PUは、その後、ステップb2およびステップb5の判別処理
を繰り返し実行して、地上管制装置2から新たな信号が
送られてくるか、もしくは、無人偵察機1側のデータ送
信周期に達するまで待機する。しかし、地上管制装置2
からの次の偵察機制御信号は、無人偵察機1が後述する
ステップb12の処理を実行して各種データを地上管制装
置2に送信した後、これを受けた地上管制装置2がステッ
プa2〜ステップa6の処理でこれらのデータを処理してか
ら送信されるようになっているので、無人偵察機1がス
テップb12の処理を実行していないこの段階で地上管制
装置2から次の偵察機制御信号が送られてくることはな
い。つまり、前述したステップb2およびステップb5の判
別処理の繰り返しにおいては、必ずステップb5の判別結
果が先に真になるということである。

【００３１】そして、データ送信周期に達してステップ
b5の判別結果が真となると、無人偵察機1のCPUは、ま
ず、飛行状態記憶フラグF’に1がセットされているか否
かを判別するが(ステップb6)、飛行開始直後の現段階で
は飛行状態記憶フラグF’の値はステップb1でセットさ
れた通りの値0に保持されているので、必然的に、ステ
ップb6の判別結果は偽となる。この判別結果は、無人偵
察機1が偵察区域以外の経路を飛行していることを示す
ものであり、パルスレーザ発振器5およびビームスキャ
ナ6を用いた測距処理のためのステップb7〜ステップb10
の処理が不要であることを意味する。従って、無人偵察
機1のCPUは、地表高さを一時記憶するレジスタZに空デ
ータをセットすると共に(ステップb19)、GPS装置3から
飛行現在位置に関する緯度データ(X)と経度データ(Y)を
読み込み、また、無人偵察機1に標準装備された速度計
や姿勢計からは飛行速度現在値(V)や機軸方向の傾き(P)
およびロール角度(R)や飛行高度(H)等の実測値を読み込
んで(ステップb11)、これらのデータをエンコードして
トランスポンダー8および機上送受信アンテナ10を介し
て地上管制装置2に送信する(ステップb12)。なお、この
段階では測距処理は開始されていないので、地表高さ
(Z)の値には意味がない。

【００３２】次いで、無人偵察機1のCPUは、再びステッ
プb2の処理に移行し、ステップb2およびステップb5の判
別処理を繰り返し実行して、地上管制装置2から新たな
信号が送られてくるか、もしくは、無人偵察機1側の次
のデータ送信周期に達するまで待機する。しかし、地上
管制装置2からの応答所要時間に比べてデータ送信周期
の時間間隔が長くなるように設定されているので、ステ
ップb12の処理を実行した直後のこの段階では、ステッ
プb2およびステップb5の繰り返し判別処理において、必
ずステップb2の判別結果が先に真となる。

【００３３】一方、ステップb12の処理で無人偵察機1か
ら送信された各種のデータX,Y,Z,H,V,P,Rの値はステッ
プa2の待機処理を実行している地上管制装置2によって
検出される。これを検出した地上管制装置2は、データ
のデコード処理を実行した後(ステップa3)、緯度データ
(X),経度データ(Y),地表高さ(Z),飛行高度(H),飛行速度
(V),機軸方向の傾き(P),ロール角度(R)の各種データを
一時記憶すると共に、画像処理部4のモニタに飛行姿勢
等の最新データとして表示する(ステップa4)。但し、無
人偵察機1がアプローチ経路を飛行している現段階では
無人偵察機1側の測距処理は行われておらず、地表高さ
(Z)の内容は前述したステップb19の処理で空データとさ
れているため、この項目に関する実際の表示はない。

【００３４】次いで、地上管制装置2は、無人偵察機1か
ら受け取ったデータのうち飛行に直接関連する各種の現
在値データX,Y,H,V,P,Rと地上管制装置2の管制部15に保
存されている飛行プログラムとに基づいて、所定のコー
スに沿って無人偵察機1を飛行させるべくトリム調整等
の適正な補正処理を行って操舵系の制御やエンジン出力
等に関連する偵察機制御信号を新たに生成し(ステップa
5)、この信号をエンコードして送受信部11および地上送
信アンテナ12を介して無人偵察機1に送信する(ステップ
a6)。

【００３５】そして、地上管制装置2は、飛行状態記憶
フラグFに0がセットされているか否かを判別するが(ス
テップa7)、飛行開始直後の現段階では飛行状態記憶フ
ラグFの値はステップa1でセットされた通りの値0に保持
されているので、必然的に、ステップa7の判別結果は真
となる。この判別結果は無人偵察機1がアプローチ経路
を飛行していることを意味するものであるから、次い
で、地上管制装置2は、ステップa2で受信した飛行現在
位置のデータ(X,Y)と管制部15に保存されているスキャ
ン開始位置Q1のデータとを比較し、飛行現在位置がスキ
ャン開始位置Q1に達しているか否か、要するに、無人偵
察機1に測距動作を開始させる必要があるか否かを判別
する(ステップa8)。飛行現在位置がスキャン開始位置Q1
に達していなければ無人偵察機1に測距動作を開始させ
る必要はないので、地上管制装置2は再びステップa2の
処理に移行し、無人偵察機1がデータ送信周期において
送信する信号を待つ待機状態に入る。

【００３６】一方、ステップa6の処理で地上管制装置2
から送信された偵察機制御信号は、ステップb2およびス
テップb5の待機処理を実行している無人偵察機1によっ
てステップb2の処理で検出される。この信号は偵察機制
御信号であるので、ステップb3の判別結果は真となり、
無人偵察機1のCPUは、前記と同様にしてステップb4の処
理を実行し、地上管制装置2から送られた新たな偵察機
制御信号に従ってエルロン,ラダー,エレベータ等の操舵
系各部やエンジン等を適応制御する。

【００３７】以下、無人偵察機1がアプローチ経路に沿
って飛行する間、地上管制装置2と無人偵察機1は前述し
た処理操作を繰り返し実行する。つまり、無人偵察機1
が所定のデータ送信周期毎に地上管制装置2に向けて飛
行に直接関連する各種の現在値データX,Y,H,V,P,Rをフ
ィードバックして送信し(ステップb5,ステップb6,ステ
ップb19,ステップb11,ステップb12)、これを受信した地
上管制装置2が現在値データX,Y,H,V,P,Rと管制部15に保
存されている飛行プログラムとに基づいて、無人偵察機
1を適切に飛行させるための偵察機制御信号を生成して
無人偵察機1に送信し(ステップa2〜ステップa6)、更
に、これを受信した無人偵察機1がエルロン,ラダー,エ
レベータ等の操舵系各部やエンジン等を適応制御する
(ステップb2〜ステップb4)といった処理が繰り返し実行
されるということである。この間、飛行状態記憶フラグ
Fおよび飛行状態記憶フラグF’に関する更新処理は実施
されないので、いずれのフラグも0の状態に保持され
る。

【００３８】そして、このような処理が繰り返し実行さ
れる間に、アプローチ経路に沿って飛行する無人偵察機
1がスキャン開始位置Q1点に達すると、地上管制装置2側
の処理においてステップa8の判別結果が真となり、地上
管制装置2は、無人偵察機1に向けてスキャン開始信号を
出力すると共に(ステップa9)、飛行状態記憶フラグFに
偵察区域に侵入したことを示す値1をセットして(ステッ
プa10)、再び無人偵察機1からの送信を待つ待機状態に
入る(ステップa2)。

【００３９】前記と同様、地上管制装置2から送信され
たスキャン開始信号はステップb2およびステップb5の待
機処理を実行している無人偵察機1のCPUによってステッ
プb2の処理で検出されるが、この信号は偵察機制御信号
ではなくスキャン開始信号であるため、ステップb3の判
別結果は偽、また、ステップb13の判別結果は真とな
り、無人偵察機1のCPUは、飛行状態記憶フラグF’に1を
セットして、偵察区域に侵入したことを記憶する(ステ
ップb14)。

【００４０】次いで、無人偵察機1のCPUは、次のデータ
送信周期に達しているか否か、要するに、この場合にお
いては偵察区域侵入後初のデータ送信周期に達している
か否かを判別することになるが(ステップb5)、達してい
なければ、前記と同様にしてステップb2およびステップ
b5の判別処理を繰り返し実行して、次のデータ送信周期
に達するまで待機する。既に述べた通り、無人偵察機1
からの新たなデータ送信がない限り地上管制装置2から
の送信は発生しないので、この場合のステップb2および
ステップb5の繰り返し判別処理においては、必ずステッ
プb5の判別結果が先に真となる。

【００４１】そして、次のデータ送信周期に達してステ
ップb5の判別結果が真となると、無人偵察機1のCPUは飛
行状態記憶フラグF’に1がセットされているか否かを判
別するが(ステップb6)、この段階では既にステップb14
の処理が実行されて飛行状態記憶フラグF’に1がセット
されているので、ステップb6の判別結果は真となる。そ
こで、無人偵察機1のCPUは、測距処理を開始すべく、パ
ルスレーザ発振器5に駆動指令を出力してレーザの照射
を開始すると共にタイマTをスタートさせて(ステップb
7)、ビームスキャナ6による反射光検出を待つ待機状態
に入る(ステップb8)。そして、ビームスキャナ6によっ
て反射光が検出されると、無人偵察機1のCPUは直ちにタ
イマTの現在値を読み込んでレーザの発振を停止させ(ス
テップb9)、飛行高度(H),対地表間のレーザ光の往復所
要時間(T),レーザ光の伝播速度(C)に基づいて前述したZ
=H−(T/2)・Cの演算式を実行して、その測距地点におけ
る地表高さ(Z)の値を算出する(ステップb10)。

【００４２】次いで、無人偵察機1のCPUは、GPS装置3か
ら飛行現在位置、即ち、測距地点に関する緯度データ
(X)と経度データ(Y)を読み込み、また、無人偵察機1に
標準装備された速度計や姿勢計からは飛行速度現在値
(V)や機軸方向の傾き(P)およびロール角度(R)や飛行高
度(H)等の実測値を読み込んで(ステップb11)、ステップ
b10の処理で算出した地表高さ(Z)の値と共にデータをエ
ンコードしてトランスポンダー8および機上送受信アン
テナ10を介して地上管制装置2に送信し(ステップb12)、
再び、ステップb2およびステップb5の判別処理を開始し
て、地上管制装置2からの送信を待つ待機状態に入る。

【００４３】ステップb12の処理で送信された各種のデ
ータX,Y,Z,H,V,P,Rはステップa2の待機処理を実行して
いる地上管制装置2によって検出され、これを検出した
地上管制装置2は、前記と同様にしてデータのデコード
および各種データのモニタ表示処理と新たな偵察機制御
信号の生成および送信処理を実施する(ステップa3〜ス
テップa6)。また、この段階では既に無人偵察機1が偵察
区域に侵入しており、無人偵察機1側の測距処理が実行
されて前述したステップb10の処理により地表高さ(Z)と
して意味のある値が求められているので、アプローチ経
路上を飛行する場合とは違って、地表高さ(Z)の値も他
の現在値データと共にモニタ上に表示されることにな
る。

【００４４】次いで、地上管制装置2は、飛行状態記憶
フラグFに0がセットされているか否かを判別するが(ス
テップa7)、この段階では既にステップa10の処理が実行
されて飛行状態記憶フラグFに1がセットされているの
で、ステップa7の判別結果は偽となり、ステップa11の
判別結果が真となる。そこで、地上管制装置2は、この
処理周期におけるステップa2の処理で無人偵察機1から
受信したデータのうち地形に直接関連する各種の現在値
データ、要するに、緯度(X)と経度(Y)および該測距地点
(X,Y)に対応する地表高さ(Z)の値をハードディスク等か
らなる不揮発性記憶手段のデータファイルの最終レコー
ド位置に追加して記憶すると共に、このデータファイル
のレコードの各々に記憶されている座標データ(X,Y,Z)
の組をファイルの先頭から順にシーケンシャルに読み込
んで、これらの座標点をアンカーポイントとするベジェ
曲線もしくはキュービック曲線等を生成し、この曲線を
地形の輪郭を表わすワイヤフレームモデルまたはサーフ
ェスモデルとして、例えば、図９または図１０に示すよ
うなかたちで、画像処理部4のモニタにグラフィック表
示する(ステップa12)。ワイヤフレームを構成する曲線
のアンカーポイントとなる座標データ(X,Y,Z)は、無人
偵察機1が測距処理を実施する度に送信され、また、こ
れを受信した地上管制装置2は受信の度にステップa12の
処理を実行するので、地形の輪郭に関するグラフィック
表示は実質的にリアルタイムで実施されることになる。

【００４５】次いで、地上管制装置2は、この処理周期
におけるステップa2の処理で受信した飛行現在位置のデ
ータ(X,Y)と管制部15に保存されているスキャン完了位
置Q2のデータとを比較して、飛行現在位置がスキャン完
了位置Q2に達しているか否か、要するに、無人偵察機1
に測距処理を終了させる必要があるか否かを判別する
(ステップa13)。飛行現在位置がスキャン完了位置Q2に
達していなければ無人偵察機1に測距処理を終了させる
必要はないので、地上管制装置2は再びステップa2の処
理に移行し、無人偵察機1からの送信を待つ待機状態に
入る。

【００４６】以下、無人偵察機1が偵察区域内を飛行す
る間、地上管制装置2と無人偵察機1は前述した処理操作
を繰り返し実行する。つまり、無人偵察機1が所定のデ
ータ送信周期毎にステップb5〜ステップb10の測距処理
を実行して座標(X,Y)の地点における地表高さ(Z)の値を
求め、これらのデータを直接飛行に関連する各種の現在
値データH,V,P,Rと共に地上管制装置2に送信する(ステ
ップb11,ステップb12)。そして、これを受信した地上管
制装置2の側では、アプローチ経路上を飛行する場合と
同様に、直接飛行に関連する各種の受信データH,V,P,R
の値と管制部5の飛行プログラムとに基づいて偵察機制
御信号を生成して無人偵察機1に送信すると共に(ステッ
プa2〜ステップa6)、更に、これらの処理に加えてステ
ップa12の処理を実行することにより、無人偵察機1から
送信された(X,Y,Z)の座標データに基づいてベジェ曲線
やキュービック曲線等をリアルタイムで生成して、地形
の輪郭を表わすワイヤフレームモデルやサーフェスモデ
ルを逐次更新しながらモニタに描画していくということ
である。一方、無人偵察機1の側では、飛行状態記憶フ
ラグF’の値に関わらず、地上管制装置2からの偵察機制
御信号を受信する度にステップb4の処理を実施するの
で、エルロン,ラダー,エレベータ等の操舵系各部やエン
ジン出力等の適応制御に関しては、アプローチ経路上を
飛行する場合と同様、何の支障もなく継続して行われる
ことになる。この間、飛行状態記憶フラグFおよび飛行
状態記憶フラグF’に関する更新処理は実施されないの
で、いずれのフラグも1の状態に保持される。

【００４７】そして、このような処理が繰り返し実行さ
れる間に、偵察区域内を飛行する無人偵察機1がスキャ
ン完了位置Q2点に達すると、地上管制装置2側の処理に
おいてステップa13の判別結果が真となり、地上管制装
置2は、無人偵察機1に向けてスキャン完了信号を出力す
ると共に(ステップa14)、無人偵察機1が回収飛行経路に
入ったことを示す値2を飛行状態記憶フラグFにセットし
て(ステップa15)、無人偵察機1からの送信を待つ待機状
態に入る(ステップa2)。

【００４８】一方、地上管制装置2から送信されたスキ
ャン完了信号はステップb2およびステップb5の待機処理
を実行している無人偵察機1のCPUによりステップb2の処
理で前記と同様にして検出されるが、この信号は偵察機
制御信号でもスキャン開始信号でもなくスキャン完了信
号であるから、ステップb3およびステップb13の判別結
果は共に偽、また、ステップb15の判別結果が真とな
る。よって、無人偵察機1のCPUは、飛行状態記憶フラグ
F’に0をセットして、無人偵察機1が偵察区域から離脱
したことを記憶する(ステップb16)。

【００４９】次いで、無人偵察機1のCPUは、次のデータ
送信周期に達しているか否かを判別するが(ステップb
5)、達していなければ、前記と同様にしてステップb2お
よびステップb5の判別処理を繰り返し実行して、次のデ
ータ送信周期に達するまで待機する。

【００５０】そして、次のデータ送信周期に達してステ
ップb5の判別結果が真となると、無人偵察機1のCPUは、
飛行状態記憶フラグF’に1がセットされているか否かを
判別するが(ステップb6)、この段階では既にステップb1
6の処理が実行されて飛行状態記憶フラグF’には改めて
0の値がセットされているので、ステップb6の判別結果
は偽となる。従って、無人偵察機1のCPUは、前述したア
プローチ経路上の飛行の場合と同様に、地表高さ(Z)を
求めるためのステップb7〜ステップb10の測距処理を非
実行として、ステップb19とステップb11およびステップ
b12の処理のみを実行する。

【００５１】ステップb12の処理で無人偵察機1から送信
された各種の現在値データX,Y,H,V,P,Rの値はステップa
2の待機処理を実行している地上管制装置2によって検出
され、これを検出した地上管制装置2は、アプローチ経
路上の飛行の場合と同様にして、データのデコードおよ
び各種データのモニタ表示処理と新たな偵察機制御信号
の生成ならびに送信処理を実施する(ステップa3〜ステ
ップa6)。また、この段階では無人偵察機1が既に偵察区
域から離脱して無人偵察機1側の測距処理が非実行とさ
れているので、アプローチ経路上の飛行の場合と同様、
地表高さ(Z)の値はモニタに表示されない。

【００５２】次いで、地上管制装置2は、飛行状態記憶
フラグFに0がセットされているか否かを判別するが(ス
テップa7)、この段階では既にステップa15の処理が実行
されて飛行状態記憶フラグFに2がセットされているの
で、ステップa7およびステップa11の判別結果は偽とな
る。よって、地上管制装置2は、この処理周期において
ステップa2の処理で受信した飛行現在位置のデータ(X,
Y)と管制部15に保存されている回収目標地点Q3のデータ
とを比較し、飛行現在位置が回収目標地点Q3に達してい
るか否か、要するに、無人偵察機1を着陸または着水さ
せる必要があるか否かを判別する(ステップa16)。飛行
現在位置が回収目標地点Q3に達していなければ無人偵察
機1を着陸または着水させる必要はないので、地上管制
装置2は再びステップa2の処理に移行し、無人偵察機1か
らの送信を待つ待機状態に入る。

【００５３】以下、無人偵察機1が回収飛行経路上を飛
行する間、地上管制装置2と無人偵察機1は前述した処理
操作を繰り返し実行する。その内容は前述したアプロー
チ経路上を飛行する場合の処理と実質的に同様であり、
地上管制装置2側の処理でステップa8の判別処理に代え
てステップa11およびステップa16の判別処理が実施され
る点だけが異なる。

【００５４】そして、最終的に、無人偵察機1が回収目
標地点Q3に到達して飛行現在位置のデータ(X,Y)と管制
部15に保存されている回収目標地点Q3の位置データとが
一致してステップa16の判別結果が真となると、地上管
制装置2は、無人偵察機1に向けて飛行プログラム完了信
号を出力して処理を終了する(ステップa17)。また、ス
テップb2の待機処理で飛行プログラム完了信号を受信し
た無人偵察機1は、ステップb3,ステップb13,ステップb1
5およびステップb17の判別処理実行後、着陸または着水
に必要とされる舵角制御やスロットル制御等を実施して
全ての処理を終了し(ステップb18)、無人偵察機1は回収
目標地点Q3に着陸または着水する。

【００５５】図３ないし図６では、一実施形態として、
無人偵察機1の側でZ=H−(T/2)・Cの演算式を実行して地
表高さ(Z)の値を地上管制装置2に送信する場合について
述べたが、無人偵察機1と地表との離間距離(T/2)・Cの
部分の演算処理のみを無人偵察機1の側で実施し、その
値を他のデータと共に地上管制装置2に送信して地上管
制装置2の内部処理によって最終的な地表高さZ=H−(T/
2)・Cの値を求めさせてもよいし、更に、飛行高度(H)お
よびレーザ光の往復所要時間(T)の生データをそのまま
地上管制装置2に転送してZ=H−(T/2)・Cの全ての演算処
理を地上管制装置2の側で実行させるようにすることも
できる。

【００５６】また、飛行高度(H)の値は飛行高度の設定
目標値をそのまま用いてもよいが、気圧高度計4から高
度の実測値(H)を読み込んでZ=H−(T/2)・Cの演算処理に
利用するようにすれば、地表高さ(Z)の値をより正確に
算出することができる。

【００５７】前述した実施形態においては、制御プログ
ラムの簡略化のために、地表高さ(Z)の測距処理周期を
通信周期に合わせるように構成しているが、プログラム
の多少の複雑化を容認すれば、測距処理周期と通信周期
を個別の値にして処理操作を実施することも技術的に容
易である。但し、測距処理周期を通信周期よりも短く設
定した場合には、幾つかの測距データを1回の通信で纏
めて送信する必要が生じるので、完全なリアルタイム表
示は実施されない。

【００５８】また、民生用として使用する場合には偵察
区域となるターゲットの機密保持に関して格別に注意を
払う必要もないので、飛行計画に関わるプログラム等を
無人偵察機1の側に記憶させて自立飛行を実施させ、地
上管制装置2を地形データの演算処理手段および表示用
のモニタ装置としてだけ利用するように構成するように
してもよい。

【００５９】以上、最も簡単な実施形態として、パルス
レーザ発振器5とビームスキャナ6を地表(基準面)に垂直
に保持した状態で無人偵察機1の飛行経路により偵察区
域を網羅して地形の輪郭形状を把握する例について述べ
たが、パルスレーザ発振器5とビームスキャナ6を飛行方
向に対して左右に揺動させながら測距処理を行うように
すれば、単一の飛行経路でより広い範囲の偵察区域を偵
察することができる。パルスレーザ発振器5とビームス
キャナ6を揺動させながら測距処理を行う場合も全体的
な処理の流れは図３ないし図６の例と同様であるので、
ここでは揺動スキャンによる測距処理の作用原理につい
てだけ簡単に説明する。

【００６０】図１３および図１４はパルスレーザ発振器
5とビームスキャナ6を飛行方向に対して左右に揺動させ
ながら測距処理を行う場合の測距原理について示す作用
原理図であり、図１３では無人偵察機1が(X,Y)の位置で
高度(H)の高さを飛行しているものと仮定して無人偵察
機1を機軸後方から見た状態を点P(X,Y)で示し、また、
図１４では無人偵察機1を鉛直上方から見た状態で点P
(X,Y)の位置を示している。

【００６１】まず、この状態で無人偵察機1が図１３に
示すようにパルスレーザ発振器5の光軸を鉛直軸に対し
てα度だけ左右方向に揺動させて前記実施形態と同様の
測距処理を行っていたとすると、地表のA点でレーザ光
が反射され、無人偵察機1とA点との間の直線離間距離は
前記と同様に(T/2)・Cで求められる。また、地形によっ
て反射されることなくレーザ光が基準面上の点Bまで届
くと仮定すると、その時の無人偵察機1の飛行高度が(H)
であるから、無人偵察機1と基準面上のB点との間の直線
離間距離は図１３に示すようにH/cosαで示される。従
って、地形上の点Aと基準面上の点Bとの間の直線離間距
離Z’はH/cosα−(T/2)・Cである。更に、点Aの地表高
さ(Z)は、図１３に示されるように、斜辺ABの長さをZ’
とする直角三角形ABDの高さであるから、言うまでもな
く、その値はZ’・cosα、要するに、 Z=H−(T/2)・C・cosα・・・(1) である。

【００６２】しかし、パルスレーザ発振器5の光軸を飛
行方向に対して側方に揺動させて測距処理を行った場合
には、無人偵察機1の直下の地表高さが測距されるわけ
ではないので、図１３に示されるように、被測距点Aの
X,Y座標値P’(X’,Y’)と無人偵察機1の飛行現在位置の
X,Y座標値P(X,Y)とが一致せず、地表高さ(Z)の値を飛行
現在位置P(X,Y)に対応する地表高さとして取り扱うこと
はできない。そこで、この実施形態では、被測距点Aに
対応する真の座標値P’(X’,Y’)を求め、この座標位置
に対応させて(1)の式で求めた地表高さ(Z)の値を地上管
制装置2に送信するようにする。

【００６３】被測距点Aに対応する真の座標値P’(X’,
Y’)と飛行現在位置P(X,Y)との間のずれは、図１３から
明らかなように、無人偵察機1の側方、要するに、飛行
方向に直交する向きに(T/2)・C・sinαの大きさがあ
る。また、無人偵察機1の飛行方向は標準装備の姿勢計
等によって検出することができるので、例えば、図１４
に示されるように、無人偵察機1が緯度軸Xに対してβ度
の角度を成して飛行していたとすれば、被測距点Aに対
応する真の座標値P’(X’,Y’)の値は、前述した(T/2)
・C・sinαのずれを無人偵察機1の飛行現在位置P(X,Y)
を起点として緯度軸Xおよび経度軸Yの各軸方向に分配す
ることにより、 X’=X+(T/2)・C・sinα・sinβ・・・(2) Y’=Y+(T/2)・C・sinα・cosβ・・・(3) で求められる。

【００６４】従って、パルスレーザ発振器5とビームス
キャナ6を飛行方向に対して側方に揺動させながら測距
処理を行う場合には、前述した実施形態の(X),(Y),(H),
(T),(C)の各データに加えて、パルスレーザ発振器5の光
軸の揺動角の現在値(α)と飛行方向の現在値(β)を読み
込んで、前述した(1),(2),(3)の各演算式を実行して
(X’,Y’,Z)の各データを求め、その値を図4におけるス
テップb12の処理で地上管制装置2に送信するようにすれ
ばよい。

【００６５】より具体的には、ステップb6の処理とステ
ップb7の処理の間に、パルスレーザ発振器5とビームス
キャナ6の揺動角αが揺動限界に達しているか否かを判
定するための処理と、その判定結果が真となった場合に
揺動方向の指定を逆転させるための処理と、その指定方
向に応じてパルスレーザ発振器5の光軸を微少量揺動さ
せて停止させるための処理とを挿入する。そして、更
に、ステップb10の処理で揺動角(α)と飛行高度(H)とレ
ーザ光の往復所要時間(T)、および、飛行現在位置(X,Y)
と飛行方向(β)の値を読み込んで(1),(2),(3)の各演算
式を実行させてX’,Y’,Zの各値を求め、ステップb12の
処理でX,Y,X’,Y’,Z,H,V,P,Rの値を送信することにな
る。現在飛行位置X,Yのデータは地形の形状とは直接の
関係はないが、飛行経路それ自体に関連するデータであ
るため、図３および図４に示すステップa4〜ステップa6
およびステップa8,ステップa13,ステップa16の処理で地
上管制装置2が航法制御を実施したり飛行現在位置の判
別処理を実施する際に必要となる。また、ステップa12
の処理では(X,Y,Z)のデータに代えて(X’,Y’,Z)のデー
タを用いて演算および描画処理とデータの記憶処理を実
施する必要がある。

【００６６】

【発明の効果】本発明の夜間用無人偵察装置によれば、
レーダー装置等の高価な電子装備を搭載せずとも、パル
スレーザ発振器やビームスキャナ等で構成される安価な
アクティブ型測距手段を利用して、容易に夜間偵察作業
を実施し、地形等の輪郭形状をリアルタイムで表示させ
ることができる。

【００６７】また、赤外線センサ等を利用した夜間用無
人偵察装置とは違って、熱を帯びていない対象物の形状
も確実に把握することができるので、地形や建造物等の
夜間偵察も容易である。

【００６８】更に、レーダー装置等の高価な電子装備を
利用したものと違って経済的な負担も大幅に軽減される
ので、災害現場の調査や遭難時の救出作業といった民生
用の使途にも幅広く容易に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の夜間用無人偵察装置の一
部を構成する無人偵察機の要部を簡略化して示す機能ブ
ロック図である。

【図２】同実施形態の夜間用無人偵察装置の他部を構成
する地上管制装置の要部を簡略化して示す機能ブロック
図である。

【図３】地上管制装置の側に配備されたCPUによる処理
の概略を示すフローチャートである。

【図４】地上管制装置の側に配備されたCPUによる処理
の概略を示すフローチャートである。

【図５】無人偵察機の側に配備されたCPUによる処理の
概略を示すフローチャートである。

【図６】無人偵察機の側に配備されたCPUによる処理の
概略を示すフローチャートである。

【図７】管制部にプログラムされた飛行経路の一例を概
念的に示す平面図である。

【図８】管制部にプログラムされた飛行経路の一例を概
念的に示す平面図である。

【図９】地形の輪郭を示すワイヤフレームモデルの一例
を示す概念図である。

【図１０】地形の輪郭を示すワイヤフレームモデルの一
例を示す概念図である。

【図１１】地形の輪郭を示すメッシュ状のワイヤフレー
ムモデルの一例を示す概念図である。

【図１２】図１１の地形の輪郭の一部を示すグラフであ
る。

【図１３】パルスレーザ発振器とビームスキャナを用い
て無人偵察機と地表との間の離間距離を測定する方法の
一例を示す作用原理図である。

【図１４】パルスレーザ発振器とビームスキャナを用い
て無人偵察機と地表との間の離間距離を測定する方法の
一例を示す作用原理図である。

【符号の説明】

１無人偵察機２地上管制装置３ GPS装置(現在位置検出手段) ４気圧高度計(飛行高度調整手段) ５パルスレーザ発振器(アクティブ型の測距手段の一
部) ６ビームスキャナ(アクティブ型の測距手段の一部) ７演算部(演算手段) ８トランスポンダー(無線送信手段) ９受信アンテナ１０機上送受信アンテナ１１送受信部(受信手段) １２地上送受信アンテナ１３エンコーダ/デコーダ部１４画像処理部(画像処理手段,地形表示手段) １５管制部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】地上管制装置によって無線操縦される無
人偵察機と、この無人偵察機によって取得された情報を
収集・分析・表示する地上管制装置とからなる夜間用無
人偵察装置において、設定高度を維持して飛行するための飛行高度調整手段
と、飛行現在位置を検出するための現在位置検出手段
と、地表との離間距離を所定周期毎に測定するアクティ
ブ型の測距手段と、この測距手段で測定された離間距離
と前記設定高度とに基づいて地表の高さを算出する演算
手段と、前記現在位置検出手段で検出された飛行現在位
置および前記演算手段で算出された地表高さの情報をリ
アルタイムで地上管制装置に送信する無線送信手段とを
前記無人偵察機に設けると共に、前記地上管制装置には、前記無線送信手段から送信され
た飛行現在位置および地表高さの情報を受信する受信手
段と、この受信手段により受信された飛行現在位置と地
表高さの情報に基づいて地形の輪郭をリアルタイムで算
出する画像処理手段、および、この画像処理手段によっ
て算出された地形の輪郭を３次元的にグラフィック表示
する地形表示手段とを設けたことを特徴とする夜間用無
人偵察装置。
【請求項２】地上管制装置によって無線操縦される無
人偵察機と、この無人偵察機によって取得された情報を
収集・分析・表示する地上管制装置とからなる夜間用無
人偵察装置において、設定高度を維持して飛行するための飛行高度調整手段
と、飛行現在位置を検出するための現在位置検出手段
と、地表との離間距離を所定周期毎に測定するアクティ
ブ型の測距手段と、前記現在位置検出手段で検出された
飛行現在位置および前記測距手段で測定された離間距離
の情報をリアルタイムで地上管制装置に送信する無線送
信手段とを前記無人偵察機に設けると共に、前記地上管制装置には、前記無線送信手段から送信され
た飛行現在位置および離間距離の情報を受信する受信手
段と、前記受信手段により受信された離間距離と前記設
定高度とに基づいて地表の高さを算出する演算手段と、
前記飛行現在位置と前記演算手段で算出された地表高さ
の情報に基づいて地形の輪郭をリアルタイムで算出する
画像処理手段、および、この画像処理手段によって算出
された地形の輪郭を３次元的にグラフィック表示する地
形表示手段とを設けたことを特徴とする夜間用無人偵察
装置。
【請求項３】前記アクティブ型の測距手段をパルスレ
ーザ発振器とビームスキャナとによって構成したことを
特徴とする請求項１記載の夜間用無人偵察装置。
【請求項４】前記アクティブ型の測距手段をパルスレ
ーザ発振器とビームスキャナとによって構成したことを
特徴とする請求項２記載の夜間用無人偵察装置。
【請求項５】飛行現在位置と地表高さ、もしくは、離
間距離の情報と共に、無人偵察機の速度および姿勢に関
わる情報を無人偵察機から地上管制装置にフィードバッ
クして送信し、地上管制装置による無人偵察機の飛行制
御で補正処理を行うようにしたことを特徴とする請求項
１または２記載の夜間用無人偵察装置。
【請求項６】飛行現在位置と地表高さ、もしくは、離
間距離の情報と共に、無人偵察機の速度および姿勢に関
わる情報を無人偵察機から地上管制装置にフィードバッ
クして送信し、地上管制装置による無人偵察機の飛行制
御で補正処理を行うようにしたことを特徴とする請求項
３または４記載の夜間用無人偵察装置。