JP3305989B2 - Target locating device and landing guidance device - Google Patents
Target locating device and landing guidance deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば悪天候下
においても、狭い着陸スペースへ正確に飛行体を誘導す
る際に使用する目標標定装置及び着陸誘導装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a target locating device and a landing guidance device used for accurately guiding a vehicle to a narrow landing space even in bad weather, for example.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、精密な目標位置標定を行なう装
置においては、レーダ装置やステレオカメラ等の光学式
センサがある。ところで、これら装置には、各々問題を
有している。2. Description of the Related Art In general, devices for accurately locating a target position include optical sensors such as radar devices and stereo cameras. Incidentally, each of these devices has a problem.
【0003】まず、光学式センサでは、目標に対して目
標位置標定を高精度に行なうことができるが、雨や霧等
の天候状態により著しく標定距離が短くなる傾向があ
る。そして、レーダ装置では、天候に大きく左右されず
に目標位置標定が実施できるが、低い周波数帯のレーダ
装置を用いて目標位置標定を行なう場合には、その使用
周波数の低さゆえに角度分解能を高くするためにアンテ
ナを大型化することになる。さらに、距離分解能を得る
ためには、送信パルス幅を短くする方法、またはチャー
プ変調等の周波数変調送信方式による方法を用いるが、
いずれも周波数帯域幅を大きくする必要があり、使用周
波数が低いと周波数帯域幅を確保することが難しくな
る。[0003] First, in the optical sensor, the target position can be located with high accuracy with respect to the target, but the orientation distance tends to be significantly shortened due to weather conditions such as rain and fog. In the radar device, the target position can be determined without being largely affected by the weather.However, when the target position is determined using a radar device in a low frequency band, the angular resolution is increased due to the low frequency used. Therefore, the size of the antenna is increased. Furthermore, in order to obtain the distance resolution, a method of shortening the transmission pulse width or a method using a frequency modulation transmission method such as chirp modulation is used.
In any case, it is necessary to increase the frequency bandwidth. If the used frequency is low, it is difficult to secure the frequency bandwidth.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
目標位置標定を行なう装置では、天候の影響を受け難
く、かつ精密な目標位置標定を実施可能な装置を構築す
ることができないという問題を有している。As described above, the conventional target position locating device has a problem that it is difficult to construct a device which is hardly affected by the weather and can perform a precise target position locating operation. have.
【0005】この発明の目的は、飛行体を着陸スペース
に誘導する際に、天候等による標定距離低下を軽減し、
かつ着陸地点付近では精密な位置標定が実施可能な目標
標定装置及び着陸誘導装置を提供することにある。[0005] It is an object of the present invention to reduce a decrease in the orientation distance due to weather or the like when guiding a flying object to a landing space.
Another object of the present invention is to provide a target locating device and a landing guidance device capable of performing precise position locating near a landing point.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】この発明に係る目標標定
装置は、着陸しようとする飛行体を最大探知距離から捕
捉及び追尾することで、該飛行体を前記着地地点に誘導
するために必要な第1の目標位置情報を得るミリ波レー
ダ装置と、着地地点近傍において飛行体が視野内に入っ
た際に、ミリ波レーダ装置から該飛行体の第1の目標位
置情報を得て目標追尾を引継ぎ、第1の目標位置情報よ
り精密な第2の目標位置情報を得るステレオカメラ装置
と、ミリ波レーダ装置の第1の目標位置情報及びステレ
オカメラ装置の第2の目標位置情報を管理するものであ
り、飛行体を着地地点付近まで捕捉及び追尾させるよう
にミリ波レーダ装置を制御して第1及び第2の目標位置
情報の相関をとり、この相関結果に基づき、飛行体を捕
捉及び追尾させるようにステレオカメラ装置を制御する
制御装置とを備えるようにしたものである。A target locating apparatus according to the present invention guides a flying object to the landing point by capturing and tracking the flying object to be landed from a maximum detection distance.
Millimeter-wave radar device that obtains the first target position information necessary for the flight, and the flying object enters the field of view near the landing point
A stereo camera device that obtains first target position information of the flying object from the millimeter wave radar device to take over target tracking, and obtains second target position information that is more precise than the first target position information; It manages the first target position information of the wave radar device and the second target position information of the stereo camera device, and controls the millimeter wave radar device to capture and track the flying object to near the landing point . 1st and 2nd target positions
And a control device for controlling the stereo camera device so as to capture and track the flying object based on the correlation result of the information .
【0007】この構成によれば、着陸しようとする飛行
体に対して、ミリ波レーダ装置の最大探知距離から着陸
地点付近まで天候等の影響を受け難いミリ波レーダ装置
にて捕捉及び追尾を行ない、着地地点付近では標定精度
の良いステレオカメラ装置に切り替えて捕捉及び追尾を
行なうようにしている。According to this configuration, the flying object to be landed is captured and tracked from the maximum detection distance of the millimeter wave radar device to the vicinity of the landing point by the millimeter wave radar device which is hardly affected by the weather and the like. In the vicinity of the landing point, the stereo camera device is switched to a stereo camera device having high orientation accuracy to perform capturing and tracking.
【0008】この結果、着陸しようとする飛行体に対し
て、天候等による標定距離低下を軽減でき、着地地点付
近では精密な目標位置標定を行なうことができる。この
発明に係る着陸誘導装置は、該飛行体を前記着地地点に
誘導するために必要な第1の目標位置情報を得るミリ波
レーダ装置と、着地地点近傍において飛行体が視野内に
入った際に、ミリ波レーダ装置から該飛行体の第1の目
標位置情報を得て目標追尾を引継ぎ、第1の目標位置情
報より精密な第2の目標位置情報を得るステレオカメラ
装置と、ミリ波レーダ装置の第1の目標位置情報及びス
テレオカメラ装置の第2の目標位置情報を管理するもの
であり、飛行体を着地地点付近まで捕捉及び追尾させる
ようにミリ波レーダ装置を制御して第1及び第2の目標
位置情報の相関をとり、この相関結果に基づき、飛行体
を捕捉及び追尾させるようにステレオカメラ装置を制御
する制御装置と、ミリ波レーダ装置の出力である第1の
目標位置情報を使用して目標対象である飛行体を着地地
点付近まで誘導し、制御装置による相関結果に基づい
て、ステレオカメラ装置の出力である第2の目標位置情
報を使用して着地地点へ該飛行体を誘導するように管制
を行なう管制装置とを備えるようにしたものである。[0008] As a result, it is possible to reduce a decrease in the positioning distance due to the weather and the like for the flying object to be landed, and to perform a precise target location near the landing point. The landing guidance device according to the present invention moves the flying object to the landing point.
A millimeter-wave radar device that obtains first target position information necessary for guidance , and a flying object in a field of view near a landing point
When entering, a stereo camera device that obtains first target position information of the flying object from the millimeter wave radar device, takes over target tracking, and obtains second target position information that is more precise than the first target position information, It is intended to manage the second target position information of the first target position information and the stereo camera device of the millimeter-wave radar device controls the millimeter-wave radar apparatus so as to capture and track the flying object to the vicinity of the landing point First and second goals
Based on the correlation result of the position information, based on the correlation result, a control device that controls the stereo camera device to capture and track the flying object and a first target position information output from the millimeter wave radar device are used. Guides the target aircraft to the vicinity of the landing point, and based on the correlation result by the control device
And a control device for controlling the flying object to be guided to the landing point using the second target position information output from the stereo camera device.
【0009】この構成によれば、ミリ波レーダ装置によ
り得られる飛行体の目標位置情報とステレオカメラ装置
により得られる飛行体の目標位置情報とを管制装置に伝
送することにより、管制装置は、着陸しようとする飛行
体に対し、天候等の影響を受け難いミリ波レーダ装置か
らの目標位置情報を用いて着地地点付近まで誘導し、着
地地点付近では、標定精度の良いステレオカメラ装置か
らの目標位置情報を用いて着地地点へ誘導するようにし
ている。この結果、天候等の影響に左右されずに、飛行
体を着地地点まで正確に誘導することが可能となる。According to this configuration, by transmitting the target position information of the flying object obtained by the millimeter wave radar device and the target position information of the flying object obtained by the stereo camera device to the control device, the control device can land. Guide the flying object to the vicinity of the landing point using the target position information from the millimeter wave radar device that is hardly affected by the weather, etc., and near the landing point, the target position from the stereo camera device with good positioning accuracy Information is used to guide to the landing point. As a result, it is possible to accurately guide the flying object to the landing point without being affected by the weather or the like.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して詳細に説明する。図1は、この発明
に係る目標標定装置及び着陸誘導装置の一実施の形態と
してのシステム構成を示している。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a system configuration as an embodiment of a target locating device and a landing guidance device according to the present invention.
【0011】図1において、図中符号11はミリ波レー
ダ装置で、この装置の最大探知距離内(図中ではX1で
示す地点)に存在する目標対象である飛行体21(図中
ではヘリコプタ)を捕捉及び追尾する。また、図中符号
12はステレオカメラ装置で、着陸地点O近傍(図中で
はX2で示す地点)に存在する飛行体21を捕捉及び追
尾する。これらミリ波レーダ装置11及びステレオカメ
ラ装置12は、例えばジンバルから成る筐体1に内蔵さ
れている。In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a millimeter-wave radar device, and a flying object 21 (a helicopter in the drawing) which is a target object within a maximum detection distance (point indicated by X1 in the drawing) of the device. To capture and track. Reference numeral 12 in the figure denotes a stereo camera device, which captures and tracks the flying object 21 near the landing point O (a point indicated by X2 in the figure). The millimeter wave radar device 11 and the stereo camera device 12 are housed in a housing 1 made of, for example, a gimbal.
【0012】ミリ波レーダ装置11は、目標である飛行
体21から反射された信号を受信し、これを目標位置情
報として制御装置13に出力する。ステレオカメラ装置
12も同様に、飛行体21から反射された信号を受信
し、これを目標位置情報として制御装置13に出力す
る。制御装置13は、ミリ波レーダ装置11及びステレ
オカメラ装置12のそれぞれから出力される目標位置情
報を管理するものであり、これら目標位置情報に基づい
て、飛行体21を着陸地点O付近まで捕捉及び追尾させ
るようにミリ波レーダ装置11を制御し、飛行体21の
着陸時に、飛行体21を捕捉及び追尾させるようにステ
レオカメラ装置12を制御する。また、これら目標位置
情報は、制御装置13から回線31を介して管制装置3
2へ伝送される。The millimeter wave radar device 11 receives a signal reflected from the target flying object 21 and outputs the signal to the control device 13 as target position information. Similarly, the stereo camera device 12 receives the signal reflected from the flying object 21 and outputs the signal to the control device 13 as target position information. The control device 13 manages target position information output from each of the millimeter-wave radar device 11 and the stereo camera device 12. Based on the target position information, the control device 13 captures the flying object 21 to the vicinity of the landing point O and The millimeter wave radar device 11 is controlled so as to track, and the stereo camera device 12 is controlled so as to capture and track the flying object 21 when the flying object 21 lands. The target position information is transmitted from the control device 13 via the line 31 to the control device 3.
2 is transmitted.
【0013】管制装置32は、入力されたミリ波レーダ
装置11からの目標位置情報に基づいて、飛行体21を
着陸地点O付近まで誘導し、着陸地点O付近では、入力
されたステレオカメラ装置12からの目標位置情報に基
づいて、小スペースの着陸地点Oへ飛行体21を着地さ
せるように管制を行なう。この場合、管制装置32は、
例えば無線チャネル等からなる回線33を介して飛行体
21へ音声情報等による飛行指示を与えている。The control device 32 guides the flying object 21 to the vicinity of the landing point O on the basis of the input target position information from the millimeter-wave radar device 11, and the input of the stereo camera device 12 near the landing point O. Is controlled so that the flying object 21 lands on the landing point O in the small space based on the target position information from the vehicle. In this case, the control device 32
For example, a flight instruction based on voice information or the like is given to the flying object 21 via a line 33 formed of a wireless channel or the like.
【0014】ここで、上記ミリ波レーダ装置11、ステ
レオカメラ装置12及び制御装置13は、この発明に係
る目標標定装置を構成し、さらに管制装置32を加え
て、この発明に係る着陸誘導装置を構成している。Here, the millimeter wave radar device 11, the stereo camera device 12, and the control device 13 constitute a target locating device according to the present invention, and further include a control device 32 to provide a landing guidance device according to the present invention. Make up.
【0015】また、筐体1は、可動側の第1の筐体1a
と固定側の第2の筐体1bにより構成されている。この
第1の筐体1aは、図2(a)に示すように、回動部1
cにより図中矢印Y1−Y2で示す方向へ回動自在とな
っており、また、図2(b)に示すように、その回動部
1dにより図中矢印Z1−Z2で示す方向へ回動自在と
なっている。このため、ミリ波レーダ装置11及びステ
レオカメラ装置12は、第1の筐体1aが各回動部1
c,1dにて図中矢印Y1−Y2で示す方向もしくは図
中矢印Z1−Z2で示す方向へ可動することにより、移
動する飛行体21に対して捕捉及び追尾することが可能
となる。The housing 1 includes a movable first housing 1a.
And the second housing 1b on the fixed side. As shown in FIG. 2A, the first housing 1a is
2C, it is rotatable in the direction shown by the arrow Y1-Y2 in the figure, and as shown in FIG. 2B, its rotating part 1d rotates in the direction shown by the arrow Z1-Z2 in the figure. It is free. For this reason, in the millimeter wave radar device 11 and the stereo camera device 12, the first housing 1a
By moving in c and 1d in the directions indicated by arrows Y1-Y2 in the drawing or in the directions indicated by arrows Z1-Z2 in the drawing, it becomes possible to capture and track the moving flying object 21.
【0016】図3は、上記ミリ波レーダ装置11及びス
テレオカメラ装置12による標定覆域と飛行体21の進
入ルートを例に示している。また、図4は、ミリ波レー
ダ装置11及びステレオカメラ装置12の標定誤差と目
標までの直距離との関係を示している。FIG. 3 shows an example of the orientation coverage and the approach route of the flying object 21 by the millimeter wave radar device 11 and the stereo camera device 12. FIG. 4 shows the relationship between the orientation error of the millimeter wave radar device 11 and the stereo camera device 12 and the direct distance to the target.
【0017】図3において、縦軸は目標に対する高度を
示し、横軸は目標に対する例えば着陸地点Oからの水平
距離を示している。また、図3中Xは、上記図1に示す
ように、飛行体21がX1地点からX2地点へ移動する
飛行経路を示している。In FIG. 3, the vertical axis shows the altitude with respect to the target, and the horizontal axis shows the horizontal distance from the landing point O with respect to the target, for example. X in FIG. 3 indicates a flight path in which the flying object 21 moves from the point X1 to the point X2, as shown in FIG.
【0018】図4において、縦軸は標定誤差を示し、横
軸は目標に対する例えば着陸地点Oからの直距離を示し
ている。また、図4中Mはミリ波レーダ装置11の直距
離毎の標定誤差を示しており、図4中Sはステレオカメ
ラ装置12の直距離毎の標定誤差を示している。In FIG. 4, the vertical axis represents the orientation error, and the horizontal axis represents the direct distance from the target, for example, from the landing point O. Also, M in FIG. 4 indicates the location error of the millimeter-wave radar device 11 for each direct distance, and S in FIG. 4 indicates the location error of the stereo camera device 12 for each direct distance.
【0019】すなわち、ミリ波レーダ装置11は、図3
に示すように、ステレオカメラ装置12に比べて遠距離
まで覆域が伸びている。また、降雨や霧等の標定覆域に
対する影響においては、ステレオカメラ装置12に比べ
てミリ波レーダ装置11は少ない。That is, the millimeter-wave radar device 11 is configured as shown in FIG.
As shown in the figure, the coverage area extends farther than the stereo camera device 12. Further, the influence of the rainfall and fog on the orientation coverage area is smaller in the millimeter wave radar device 11 than in the stereo camera device 12.
【0020】一方、ステレオカメラ装置12は、図4に
示すように、ミリ波レーダ装置11に比べて近距離(着
陸地点O付近)における標定誤差が少ない。このため、
飛行体21を、小スペースである着陸地点Oへ正確に着
陸させるように誘導させることが可能となる。また、至
近距離においても、ステレオカメラ装置12は、降雨や
霧等による影響をあまり受けない。On the other hand, as shown in FIG. 4, the stereo camera device 12 has a smaller orientation error at a short distance (near the landing point O) than the millimeter wave radar device 11. For this reason,
The flying object 21 can be guided to land accurately at the landing point O which is a small space. Further, even at a close distance, the stereo camera device 12 is not significantly affected by rainfall, fog, and the like.
【0021】また、ミリ波レーダ装置11は、送信ブラ
インド(送信パルス発射時間の受信休止期間)により最
小探知距離をステレオカメラ装置12のように短くする
ことはできない。Further, the minimum detection distance of the millimeter wave radar device 11 cannot be shortened like the stereo camera device 12 by the transmission blind (reception suspension period of the transmission pulse emission time).
【0022】このため、この発明は、遠距離においては
降雨や霧等の影響を受け難いミリ波レーダ装置11を用
い、着陸直前の至近距離においては標定誤差の少ないス
テレオカメラ装置12に切り替えて標定するといった、
2つのセンサの長所を引き出し、かつ互いの短所を補い
合うシステムとなっている。For this reason, the present invention uses the millimeter-wave radar device 11 which is hardly affected by rainfall and fog at a long distance, and switches to the stereo camera device 12 which has a small positioning error at a short distance immediately before landing. Such as
It is a system that draws out the advantages of the two sensors and makes up for the disadvantages of each other.
【0023】以下に、ミリ波レーダ装置11及びステレ
オカメラ装置12を含む上記実施の形態の動作について
図3を参照して説明する。すなわち、飛行体21が着陸
地点Oに着陸しようとする時、制御装置13は飛行体2
1の位置を回線14を介してミリ波レーダ装置11に伝
送する。このとき、制御装置13が入手する飛行体21
の位置は、通常、飛行体21の図示しない航法装置等に
より得られる自己位置情報を回線33を介して管制装置
32が入手し、回線31を介して制御装置13に伝送さ
れるもの、もしくは他の図示しない長距離センサにより
取得されるものである。The operation of the above embodiment including the millimeter wave radar device 11 and the stereo camera device 12 will be described below with reference to FIG. That is, when the flying object 21 attempts to land at the landing point O, the control device 13
The position 1 is transmitted to the millimeter wave radar device 11 via the line 14. At this time, the flying object 21 obtained by the control device 13
Is usually transmitted to the control device 13 via the line 31 after the control device 32 obtains the self-position information obtained by the navigation device (not shown) of the flying object 21 or the like, or Is obtained by a long distance sensor (not shown).
【0024】ミリ波レーダ装置11は、飛行体21が標
定覆域Cに入るとこれを捕捉し、次に追尾を開始する。
そして、飛行体21の位置を時々刻々と標定し、この標
定結果を目標位置情報として回線14を介して制御装置
13に伝送する。この伝送された目標位置情報は、回線
31を介して管制装置32に伝送される。When the flying object 21 enters the orientation coverage C, the millimeter-wave radar device 11 catches this and then starts tracking.
Then, the position of the flying object 21 is instantaneously located, and the result of the orientation is transmitted to the control device 13 via the line 14 as target position information. The transmitted target position information is transmitted to the control device 32 via the line 31.
【0025】管制装置32は、入力された目標位置情報
に基づいて、回線33を介して飛行体21に飛行指示を
出す。このとき、ミリ波レーダ装置11の標定結果は、
目標位置情報として回線15を介してステレオカメラ装
置12へ伝送されているが、ステレオカメラ装置12で
は、まだ覆域外のため追尾を開始していない。The control device 32 issues a flight instruction to the flying object 21 via the line 33 based on the input target position information. At this time, the orientation result of the millimeter wave radar device 11 is:
The target position information is transmitted to the stereo camera device 12 via the line 15, but the stereo camera device 12 has not started tracking since it is out of the coverage area.
【0026】次に、飛行体21が標定覆域Bに入ると、
ステレオカメラ装置12は探知を開始する。ステレオカ
メラ装置12で探知された目標位置情報は、回線15を
介して制御装置13に伝送される。制御装置13は、ス
テレオカメラ装置12から伝送された目標位置情報と、
これまでミリ波レーダ装置11が追尾してきた飛行体2
1の情報との相関をとり、相関がとれると、ステレオカ
メラ装置12の標定結果に切り替えて、この標定結果を
目標位置情報として管制装置32に伝送する。Next, when the flying object 21 enters the orientation area B,
The stereo camera device 12 starts detection. The target position information detected by the stereo camera device 12 is transmitted to the control device 13 via the line 15. The control device 13 includes the target position information transmitted from the stereo camera device 12,
The flying object 2 that the millimeter wave radar device 11 has been tracking
1 is obtained, and when the correlation is obtained, it is switched to the orientation result of the stereo camera device 12, and this orientation result is transmitted to the control device 32 as target position information.
【0027】なお、上記の一連の動作(目標移管)は、
通常、ミリ波レーダ装置11の標定覆域(図3中ではB
+C)とステレオカメラ装置12の標定覆域(図3中で
はA+B)が重複する覆域Bに飛行体21が存在する間
に実施される。The above series of operations (target transfer)
Usually, the orientation coverage of the millimeter wave radar device 11 (B in FIG. 3)
+ C) and the orientation coverage (A + B in FIG. 3) of the stereo camera device 12 is performed while the flying object 21 exists in the coverage B.
【0028】以後、管制装置32は、ステレオカメラ装
置12の目標位置情報を用いて、飛行体21を着陸地点
Oまで誘導する。途中、カメラ視界の一時的遮蔽等によ
りステレオカメラ装置12が追尾ロックオフとなった場
合、ミリ波レーダ装置11は追尾を継続しているので、
ミリ波レーダ装置11の目標位置情報を用いて補完すれ
ば、ステレオカメラ装置12は視界遮蔽解消後、前述の
手順により再追尾することができる。Thereafter, the control device 32 guides the flying object 21 to the landing point O using the target position information of the stereo camera device 12. On the way, when the stereo camera device 12 is locked for tracking due to a temporary occlusion of the camera view, etc., since the millimeter wave radar device 11 continues tracking,
If complementation is performed using the target position information of the millimeter-wave radar device 11, the stereo camera device 12 can re-track according to the above-described procedure after the visibility occlusion is eliminated.
【0029】ただし、この補完が成立するのは、覆域B
に飛行体21がある場合である。覆域Aに飛行体21が
ある場合には、ミリ波レーダ装置11から最新の目標位
置情報が得られないが、補完は、ステレオカメラ装置1
2が追尾ロックオフとなった時点での目標位置情報と運
動情報とを用いて目標位置の予測を続けることにより再
捕捉を実施すればよい。この場合、至近距離であるた
め、予測精度は非常に良いが、ミリ波レーダ装置11の
最小探知距離をできるだけ小さくなるように設計するこ
とが望ましいことはもちろんのことである。また、飛行
体21がヘリコプタ等であってホバリング機能を有して
いる場合は、視界遮蔽が解消するまで飛行体21に対し
て空中停止による待機をさせるのも1つの方法である。However, this complementation is established only in the area B
Is the case where the flying object 21 is located in the vehicle. When the flying object 21 is present in the cover area A, the latest target position information cannot be obtained from the millimeter wave radar device 11, but the complement is performed by the stereo camera device 1.
Re-acquisition may be performed by continuing to predict the target position using the target position information and the motion information at the time when the tracking lock 2 is turned off. In this case, since the distance is a short distance, the prediction accuracy is very good. However, it is needless to say that it is desirable to design the minimum detection distance of the millimeter wave radar device 11 to be as small as possible. When the flying object 21 is a helicopter or the like and has a hovering function, one of the methods is to make the flying object 21 stand by in the air until the visibility is eliminated.
【0030】また、上記実施の形態では、ミリ波レーダ
装置11及びステレオカメラ装置12が、図2に示すよ
うに、筐体1内の別々の箇所に搭載されている場合、そ
れぞれに角度基準を持つことになり、この間に誤差を生
じるため、目標追尾移管の際に相関が取り難くなること
が容易に想像される。In the above-described embodiment, when the millimeter wave radar device 11 and the stereo camera device 12 are mounted at different places in the housing 1 as shown in FIG. It is easy to imagine that it becomes difficult to obtain a correlation when transferring the target tracking because an error occurs during this time.
【0031】図5は、この発明の第2の実施の形態とし
てミリ波レーダ装置11及びステレオカメラ装置12を
同一のジンバル41に搭載した状態を示している。この
場合、ミリ波レーダ装置11及びステレオカメラ装置1
2は、互いにその位置関係及び視軸方向が不変となるた
め、両装置11,12の角度基準軸のずれが軽減され、
目標追尾移管の正確さが向上されることになる。また、
ミリ波レーダ装置11及びステレオカメラ装置12にお
いて、設置上のずれがあっても、そのずれ量は不変とな
り、当然、それを幾何学的に補正して使用すればよい。FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention in which the millimeter wave radar device 11 and the stereo camera device 12 are mounted on the same gimbal 41. In this case, the millimeter wave radar device 11 and the stereo camera device 1
2, the positional relationship and the visual axis direction are invariable with each other, so that the deviation of the angle reference axis between the two devices 11, 12 is reduced,
The accuracy of the target tracking transfer will be improved. Also,
In the millimeter-wave radar device 11 and the stereo camera device 12, even if there is a displacement on the installation, the amount of the displacement does not change. Naturally, the displacement may be corrected geometrically before use.
【0032】図6は、この発明の第3の実施の形態を示
している。図6において、ステレオカメラ装置12は、
その構成として少なくとも第1のカメラ12a及び第2
のカメラ12bを有している。そして、これら第1のカ
メラ12a及び第2のカメラ12bから目標までの距離
は、第1のカメラ12aと第2のカメラ12bとの離隔
距離と両カメラ12a,12bが同一の目標を見込むそ
れぞれの目標方向(角度)とが分かれば、三角測量の原
理を利用して計算することにより得られる。なお、目標
角度はカメラ本来の機能から得られ、これによりステレ
オカメラ装置12は、これらを合わせて目標位置標定を
行なうことができる。FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention. In FIG. 6, the stereo camera device 12 includes:
At least the first camera 12a and the second
Camera 12b. The distance from the first camera 12a and the second camera 12b to the target is determined by the distance between the first camera 12a and the second camera 12b and the distance between the two cameras 12a and 12b that expect the same target. Once the target direction (angle) is known, it can be obtained by calculation using the principle of triangulation. Note that the target angle is obtained from the original function of the camera, so that the stereo camera device 12 can perform target position locating together.
【0033】ステレオカメラ装置における第1のカメラ
12aと第2のカメラ12bとの離隔距離は、標定距離
に対して十分小さい。ところが、三角測量の原理からす
ると、その離隔距離が大きいほど測定距離精度は高くな
る。ここで、第1のカメラ12aと第2のカメラ12b
との離隔距離を大きくした場合、ミリ波レーダ装置11
と合わせると、装置全体が大型化することになる。The separation distance between the first camera 12a and the second camera 12b in the stereo camera device is sufficiently smaller than the orientation distance. However, according to the principle of triangulation, the greater the separation distance, the higher the measurement distance accuracy. Here, the first camera 12a and the second camera 12b
When the separation distance from the millimeter wave radar device 11 is increased,
When combined with the above, the entire device becomes larger.
【0034】そこで、この第3の実施の形態では、ステ
レオカメラ装置12の第1のカメラ12aと第2のカメ
ラ12bとを、ミリ波レーダ装置11を中心に対称とな
るように挟んで配置し、本来1個のステレオカメラ装置
12が必要とする配置スペースを削減するようにしてい
る。これにより、目標標定装置の小型化が可能となり、
かつ目標までの測定距離精度を高くすることも可能とな
る。Therefore, in the third embodiment, the first camera 12a and the second camera 12b of the stereo camera device 12 are arranged so as to be symmetrical about the millimeter wave radar device 11. The arrangement space required by one stereo camera device 12 is originally reduced. This makes it possible to reduce the size of the target location device,
In addition, the accuracy of the measurement distance to the target can be increased.
【0035】また、原理的に、第1のカメラ12aの視
軸と第2のカメラ12bの視軸とをミリ波レーダ装置1
1の視軸に対して対称に配置する(r1=r2)ことに
より、ステレオカメラ装置12としての視軸はミリ波レ
ーダ装置11の視軸と一致する。このため、ミリ波レー
ダ装置11とステレオカメラ装置12との間の目標位置
標定結果間の視軸ずれによる誤差は軽減される。Also, in principle, the visual axis of the first camera 12a and the visual axis of the second camera 12b are
By disposing symmetrically with respect to one visual axis (r1 = r2), the visual axis of the stereo camera device 12 matches the visual axis of the millimeter wave radar device 11. For this reason, an error due to visual axis deviation between the target position locating results between the millimeter wave radar device 11 and the stereo camera device 12 is reduced.
【0036】また、第1のカメラ12a,第2のカメラ
12b及びミリ波レーダ装置は、同一のジンバルに搭載
され、かつ第1のカメラ12a及び第2のカメラ12b
が、ミリ波レーダ装置11を中心に対称に配置されるよ
うにしてもよい。The first camera 12a, the second camera 12b, and the millimeter-wave radar device are mounted on the same gimbal, and the first camera 12a and the second camera 12b
May be arranged symmetrically about the millimeter wave radar device 11.
【0037】次に、この発明の第4の実施の形態として
ミリ波レーダ装置11の目標追尾方式について説明す
る。なお、先の各実施の形態では、ミリ波レーダ装置1
1については、特に目標追尾方式を限定していない。Next, a target tracking method of the millimeter wave radar device 11 will be described as a fourth embodiment of the present invention. In each of the above embodiments, the millimeter wave radar device 1
Regarding 1, the target tracking method is not particularly limited.
【0038】すなわち、ミリ波レーダ装置11は、図7
に示すように、目標追尾方式として回転軸Pに対して、
やや傾いたビームを回転させて方角及び位置を細かくと
るコニカル追尾方式で目標に対する追尾を行なってい
る。このため、送受信系統の単純化、つまり受信系が1
系統でよく、送受信間でのコヒーレンシーが必要なくな
り、かつ装置の小型軽量化及び低価格化を図ることがで
きる。That is, the millimeter wave radar device 11 is configured as shown in FIG.
As shown in FIG.
The target is tracked by a conical tracking method in which the direction and position are finely obtained by rotating the slightly inclined beam. For this reason, the simplification of the transmission / reception system, that is, the
A system may be used, and coherency between transmission and reception is not required, and the size, weight, and cost of the device can be reduced.
【0039】なお、従来のコニカル追尾方式では、ミリ
波レーダ装置11の固定のパラボラアンテナ11aに対
して角度オフセットした給電ホーン11bをアンテナ視
軸を中心に回転させてアンテナビーム回転を得ている。In the conventional conical tracking method, the antenna beam rotation is obtained by rotating the feed horn 11b, which is angularly offset with respect to the fixed parabolic antenna 11a of the millimeter wave radar device 11, about the antenna visual axis.
【0040】そこで、ミリ波レーダ装置11では、目標
追尾方式を給電ホーン11bを固定し、パラボナアンテ
ナ11aをセンサ視軸から角度オフセットさせて回転さ
せることによりアンテナビームの回転を得るアンテナ回
転型コニカル追尾方式にすることにより、高価なミリ波
給電系を単純な構造にでき、これにより信号安定度及び
信頼性が向上し、低価格化が実現できる。Therefore, in the millimeter wave radar apparatus 11, the antenna tracking type conical tracking that obtains the rotation of the antenna beam by rotating the parabolic antenna 11a with the angle offset from the sensor visual axis while fixing the feed horn 11b as the target tracking method. By adopting the system, an expensive millimeter-wave power supply system can have a simple structure, thereby improving signal stability and reliability and realizing low cost.
【0041】また、この第4の実施の形態では、ミリ波
レーダ装置11を電子走査型アンテナとし、さらにステ
レオカメラ装置12を広視野化するようにしてもよい。
このため、ジンバル機構が不要となり、センサ全体が固
定できるので標定精度を高精度化できる。In the fourth embodiment, the millimeter wave radar device 11 may be an electronic scanning antenna, and the stereo camera device 12 may have a wider field of view.
Therefore, a gimbal mechanism is not required, and the entire sensor can be fixed, so that the positioning accuracy can be improved.
【0042】なお、上記第4の実施の形態において、ミ
リ波レーダ装置11の目標追尾方式の選択は自由であ
り、それにより異なる効果を得るようにしてもよい。ま
た、ステレオカメラ装置12の使用波長域については、
使用環境に応じて自由に選択するようにしてもよい。In the fourth embodiment, the target tracking method of the millimeter wave radar device 11 can be freely selected, and different effects may be obtained. Regarding the wavelength range used by the stereo camera device 12,
You may make it select freely according to a use environment.
【0043】以上のように、上記各実施の形態によれ
ば、着陸しようとする飛行体21に対して、ミリ波レー
ダ装置11の最大探知距離から着陸地点O付近まで天候
等の影響を受け難いミリ波レーダ装置11にて捕捉及び
追尾を行ない、着陸地点Oでは標定精度の良いステレオ
カメラ装置12に切り替えて捕捉及び追尾を行なうよう
にしている。As described above, according to each of the above embodiments, the flying object 21 to be landed is hardly affected by the weather and the like from the maximum detection distance of the millimeter wave radar device 11 to the vicinity of the landing point O. The capture and tracking are performed by the millimeter wave radar device 11, and the capture and tracking are performed at the landing point O by switching to the stereo camera device 12 having high positioning accuracy.
【0044】このため、着陸しようとする飛行体21に
対して、天候等による標定距離低下を軽減でき、着陸地
点付近では精密な目標位置標定を行なうことができる。
また、ミリ波レーダ装置11により得られる飛行体21
の目標位置情報とステレオカメラ装置12により得られ
る飛行体21の目標位置情報とを制御装置13を介して
管制装置32に伝送することにより、管制装置32は、
着陸しようとする飛行体21に対し、天候等の影響を受
け難いミリ波レーダ装置11からの目標位置情報を用い
て着陸地点O付近まで誘導し、着陸地点O付近では、標
定精度の良いステレオカメラ装置12からの目標位置情
報を用いて着陸地点Oへ誘導するようにしている。Therefore, it is possible to reduce a decrease in the positioning distance of the flying object 21 to be landed due to the weather and the like, and it is possible to perform a precise target location near the landing point.
The flying object 21 obtained by the millimeter wave radar device 11
By transmitting the target position information of the flying object 21 and the target position information of the flying object 21 obtained by the stereo camera device 12 to the control device 32 via the control device 13, the control device 32
The flying object 21 to be landed is guided to the vicinity of the landing point O using the target position information from the millimeter wave radar device 11 which is hardly affected by the weather and the like. The vehicle is guided to the landing point O using the target position information from the device 12.
【0045】このため、天候等の影響に左右されずに、
飛行体21を着陸地点まで正確に誘導することが可能と
なる。さらに、ミリ波レーダ装置11及びステレオカメ
ラ装置12を同一のジンバル41に搭載するか、もしく
はステレオカメラ装置12が第1のカメラ12a及び第
2のカメラ12bを有していることを利用してミリ波レ
ーダ装置11を中心に対称となるように第1のカメラ1
2a及び第2のカメラ12bを配置することで、両装置
11,12の角度基準軸のずれを軽減し、目標追尾移管
の正確さを向上することが可能となる。For this reason, regardless of the influence of weather, etc.,
The flying object 21 can be accurately guided to the landing point. Further, the millimeter-wave radar device 11 and the stereo camera device 12 are mounted on the same gimbal 41, or the stereo camera device 12 utilizes the fact that the stereo camera device 12 has the first camera 12a and the second camera 12b. The first camera 1 is symmetrical about the wave radar device 11.
By disposing the 2a and the second camera 12b, it is possible to reduce the deviation of the angle reference axes of the two devices 11 and 12, and to improve the accuracy of the target tracking transfer.
【0046】また、ミリ波レーダ装置11の目標追尾方
式をコニカル追尾方式等に種々変形させることにより、
送受信系を単純化し、装置の小型軽量化かつ低価格化を
図ることが可能となる。さらに、ミリ波レーダ装置11
を電子走査型アンテナにし、ステレオカメラ装置12を
広視野とすることにより、ジンバル機構をもたずに所要
覆域を達成することが可能となる。Further, the target tracking method of the millimeter wave radar device 11 is variously modified to a conical tracking method or the like, so that
It is possible to simplify the transmission / reception system, to reduce the size, weight, and cost of the device. Further, the millimeter wave radar device 11
Is an electronic scanning antenna, and the stereo camera device 12 has a wide field of view, so that a required coverage area can be achieved without having a gimbal mechanism.
【0047】なお、上記各実施の形態において、飛行体
21に標定基準となるミリ波レーダ用コーナリフレクタ
やステレオカメラ用マーカを設置するようにして、目標
の検出確率や標定精度を向上させるようにしてもよい。In each of the above embodiments, a corner reflector for millimeter-wave radar and a marker for stereo camera, which serve as a locating reference, are installed on the flying object 21 to improve the detection probability of the target and the locating accuracy. You may.
【0048】また、この発明は、上記各実施の形態に必
ずしも限定されるものではなく、この他、この発明の要
旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施するようにして
もよいことはもちろんのことである。The present invention is not necessarily limited to the above-described embodiments, and may be variously modified without departing from the scope of the present invention. That is.
【0049】[0049]
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
飛行体を着陸スペースに誘導する際に、天候等による標
定距離低下を軽減し、かつ着陸地点付近では精密な位置
標定が実施可能な目標標定装置及び着陸誘導装置を提供
することができる。As described in detail above, according to the present invention,
When guiding a flying object to a landing space, it is possible to provide a target locating device and a landing guidance device that can reduce a decrease in a locating distance due to weather or the like and can perform precise position locating near a landing point.
【図1】この発明に係る目標標定装置及び着陸誘導装置
の一実施の形態を示すシステム構成図。FIG. 1 is a system configuration diagram showing an embodiment of a target locating device and a landing guidance device according to the present invention.
【図2】同実施の形態における筐体の詳細を説明するた
めに示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view shown for describing details of the housing in the embodiment.
【図3】同実施の形態におけるミリ波レーダ装置及びス
テレオカメラ装置の標定覆域と飛行体の進入ルートとの
関係を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between the orientation coverage of the millimeter-wave radar device and the stereo camera device and the approach route of the flying object in the embodiment.
【図4】同実施の形態におけるミリ波レーダ装置及びス
テレオカメラ装置の標定精度と目標までの直距離との関
係を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between the positioning accuracy of the millimeter wave radar device and the stereo camera device and the direct distance to a target according to the embodiment.
【図5】この発明の第2の実施の形態であるミリ波レー
ダ装置とステレオカメラ装置とを同一のジンバルに搭載
した状態を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a state in which a millimeter wave radar device and a stereo camera device according to a second embodiment of the present invention are mounted on the same gimbal.
【図6】この発明の第3の実施の形態であるステレオカ
メラ装置の第1及び第2のカメラでミリ波レーダ装置を
挟むように配置した状態を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a stereo camera device according to a third embodiment of the present invention in a state where a millimeter wave radar device is sandwiched between first and second cameras.
【図7】この発明の第4の実施の形態において、ミリ波
レーダ装置の目標追尾方式をコニカル追尾方式にした例
を説明するために示す図。FIG. 7 is a diagram for explaining an example in which a target tracking method of a millimeter wave radar device is set to a conical tracking method in a fourth embodiment of the present invention.
1…筐体、 11…ミリ波レーダ装置、 12…ステレオカメラ装置、 12a,12b…第1及び第2のカメラ、 13…制御装置、 14,15,31,33…回線、 21…飛行体、 32…管制装置、 41…ジンバル。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... housing | casing, 11 ... millimeter wave radar apparatus, 12 ... stereo camera apparatus, 12a, 12b ... 1st and 2nd camera, 13 ... control apparatus, 14, 15, 31, 33 ... line, 21 ... flying object, 32 ... Control device, 41 ... Gimbal.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−249953(JP,A) 特開 平6−281719(JP,A) 特開 昭64−53185(JP,A) 特開 平8−268393(JP,A) 特開 平9−66900(JP,A) 特開 平8−146130(JP,A) 特開 平8−303993(JP,A) 実開 平5−34592(JP,U) 実開 平5−4061(JP,U) 実開 昭62−167184(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-6-249953 (JP, A) JP-A-6-281719 (JP, A) JP-A 64-53185 (JP, A) JP-A 8- 268393 (JP, A) JP-A-9-66900 (JP, A) JP-A-8-146130 (JP, A) JP-A-8-303993 (JP, A) JP-A-5-34592 (JP, U) Japanese Utility Model Application Hei 5-4061 (JP, U) Japanese Utility Model Application Sho 62-167184 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01S 7 /00-7/42 G01S 13/00 -13/95
Claims (8)
する目標標定装置において、 着陸しようとする飛行体を最大探知距離から捕捉及び追
尾することで、該飛行体を前記着地地点に誘導するため
に必要な第1の目標位置情報を得るミリ波レーダ装置
と、着地地点近傍において前記飛行体が視野内に入った際
に、 前記ミリ波レーダ装置から該飛行体の第1の目標位
置情報を得て目標追尾を引継ぎ、前記第1の目標位置情
報より精密な第2の目標位置情報を得るステレオカメラ
装置と、 前記ミリ波レーダ装置の第1の目標位置情報及び前記ス
テレオカメラ装置の第2の目標位置情報を管理するもの
であり、前記飛行体を着地地点付近まで捕捉及び追尾さ
せるように前記ミリ波レーダ装置を制御して前記第1及
び第2の目標位置情報の相関をとり、この相関結果に基
づき、前記飛行体を捕捉及び追尾させるように前記ステ
レオカメラ装置を制御する制御装置とを具備してなるこ
とを特徴とする目標標定装置。1. Use for guiding a flying object to a landing point
In the target locating device, the flying object to be landed is captured and tracked from the maximum detection distance to guide the flying object to the landing point.
Millimeter wave radar device that obtains the first target position information necessary for the aircraft, and when the flying object enters the field of view near the landing point
A stereo camera device that obtains first target position information of the flying object from the millimeter wave radar device and takes over target tracking, and obtains second target position information that is more precise than the first target position information; The first target position information of the millimeter wave radar device and the second target position information of the stereo camera device are managed, and the millimeter wave radar device is configured to capture and track the flying object to near the landing point. Control the first and
And the second target position information, and based on the correlation result,
Hazuki, the target locating system, characterized by comprising and a control unit for controlling the stereo camera device so as to capture and track the flying body.
カメラ装置は、1つのジンバル構造に搭載されてなるこ
とを特徴とする請求項1記載の目標標定装置。2. The target locating device according to claim 1, wherein the millimeter wave radar device and the stereo camera device are mounted on a single gimbal structure.
第1及び第2のカメラにより構成されており、これら第
1及び第2のカメラは、前記ミリ波レーダ装置を中心に
対称に配置されてなることを特徴とする請求項1記載の
目標標定装置。3. The stereo camera device includes at least first and second cameras, and the first and second cameras are symmetrically arranged around the millimeter wave radar device. The target locating device according to claim 1, wherein:
波レーダ装置は、1つの前記ジンバル構造に搭載されて
おり、かつ第1及び第2のカメラが、前記ミリ波レーダ
装置を中心に対称に配置されてなることを特徴とする請
求項2または3記載の目標標定装置。4. The first and second cameras and the millimeter wave radar device are mounted on a single gimbal structure, and the first and second cameras are mounted around the millimeter wave radar device. 4. The target locating device according to claim 2, wherein the target locating device is symmetrically arranged.
は、コニカル追尾方式であることを特徴とする請求項1
記載の目標標定装置。5. The system according to claim 1, wherein the target tracking system of the millimeter wave radar device is a conical tracking system.
Target locating device as described.
は、アンテナ回転型コニカル追尾方式であることを特徴
とする請求項1記載の目標標定装置。6. The target locating device according to claim 1, wherein the target tracking method of the millimeter wave radar device is an antenna rotating conical tracking method.
テナであり、かつ前記ステレオカメラ装置は前記電子走
査型アンテナの覆域中の所要覆域をカバーする視野を有
することを特徴とする請求項1記載の目標標定装置。Wherein said millimeter wave radar device is an electronic scanning antenna, and the stereo camera device is run the electronic
Has a field of view that covers the required coverage in the coverage area of the probe antenna.
2. The target locating device according to claim 1, wherein the target locating is performed.
定装置と、この目標標定装置のミリ波レーダ装置の出力
である第1の目標位置情報を使用して目標対象である飛
行体を着地地点付近まで誘導し、前記目標標定装置の制
御装置による相関結果に基づいて、前記ステレオカメラ
装置の出力である第2の目標位置情報を使用して着地地
点へ該飛行体を誘導するように管制を行なう管制装置と
を具備してなることを特徴とする着陸誘導装置。And the target locating system according to any one of the claims 8] claims 1 to 7, the first aircraft that is the target object using the target position information, which is the output of the millimeter-wave radar device of the goal locating system Guide to the vicinity of the landing point and control the target location device.
A control device for performing control so as to guide the flying object to a landing point using the second target position information output from the stereo camera device based on a correlation result by the control device. A landing guidance device.
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