JP5900051B2 - Guidance device - Google Patents

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Description

この発明は、移動体を目標に向けて誘導する誘導装置、あるいは目標を追尾する追尾装置に関するものである。 The present invention relates to a guidance device that guides a moving body toward a target or a tracking device that tracks a target.

移動体、例えば飛しょう体を目標へと誘導する誘導装置においては、複雑背景下に存在する目標に対処するために、目標と目標以外の背景を高精度で分離し、飛しょう体を目標に対して精密に誘導することが望まれる。
条件の厳しいクラッタ環境下で目標をミサイルシーカで検出し追尾する誘導装置として、目標との距離が遠距離においては、電波シーカによるＤＢＳ（Ｄｏｐｐｌｅｒ Ｂｅａｍ Ｓｈａｒｐｅｎｉｎｇ）処理を用いて目標抽出、目標識別および目標への誘導を実施し、目標が飛しょう体と正対しＤＢＳの高分解能化が不可能となる近距離においては、光波シーカによる目標抽出、誘導信号へ切り替えるものがある（例えば、特許文献１参照）。 In a guidance device that guides a moving object such as a flying object to a target, in order to deal with a target that exists under a complex background, the target and the background other than the target are separated with high precision, and the flying object is targeted. On the other hand, it is desirable to guide accurately.
As a guidance device that detects and tracks a target with a missile seeker in a severe clutter environment, when the distance to the target is a long distance, target extraction, target identification and target are performed using DBS (Doppler Beam Sharing) processing by a radio wave seeker. In a short distance where the target is directly facing the flying object and high resolution of the DBS is impossible, there is a switch to target extraction by a light wave seeker and a guidance signal (for example, see Patent Document 1). ).

特開２０００−６５９２５号公報（図３１）JP 2000-65925 A (FIG. 31)

従来の誘導装置では、電波シーカによる誘導から光波シーカへ切り替えた際に建物等の周囲の信号強度の大きい背景クラッタを目標と誤検出し、背景クラッタに向けた誤った誘導信号を出力することがあるという課題がある。 In the conventional guidance device, when switching from induction by radio wave seeker to optical wave seeker, a background clutter with a large signal strength around a building or the like may be erroneously detected as a target, and an erroneous guidance signal directed to the background clutter may be output. There is a problem that there is.

この発明は係る課題を解決するためになされたもので、条件の厳しいクラッタ環境下においても、目標に向けて精度良く飛しょう体を誘導可能な誘導装置を提供することを目的とする。 This invention was made in order to solve the subject which concerns, and it aims at providing the guidance apparatus which can guide a flying body accurately toward a target also in the clutter environment where conditions are severe.

この発明に係る誘導装置は、電波の送受信によって取得した目標位置をもとに誘導信号を出力する電波シーカと、光波センサが測定した光学画像から取得した目標情報をもとに誘導信号を出力する光波シーカと、誘導信号切換部を備え、目標までの相対距離で遠距離、中距離、近距離に区分けして、前記遠距離の場合は、前記電波シーカが動作し、目標との相対距離および相対角度からなる目標推定位置情報を用いて誘導信号を生成し、前記誘導信号切換部は前記電波シーカが生成する誘導信号を選択して誘導信号として出力し、前記中距離の場合は、前記電波シーカと前記光波シーカが動作し、前記電波シーカが目標推定位置情報を抽出し、前記目標推定位置情報に基づき誘導信号を生成すると共に、前記光波シーカは、前記電波シーカが抽出した目標推定位置情報に基づき追尾ゲートを生成し、前記追尾ゲートを光学画像に適用して目標位置を抽出し、抽出した目標位置に基づき誘導信号を生成し、前記誘導信号切換部は前記電波シーカが生成する誘導信号を選択して誘導信号として出力し、前記近距離の場合は、前記電波シーカと前記光波シーカが動作し、前記電波シーカが目標の相対距離情報を生成すると共に、前記光波シーカは、前記中距離の場合に設定した追尾ゲートを前記電波シーカが生成する目標の相対距離情報を用いて補正し、補正した追尾ゲートを光学画像に適用して目標位置を抽出し、抽出した目標位置に基づき誘導信号を生成し、前記誘導信号切換部は前記光波シーカが生成する誘導信号を選択して誘導信号として出力する。
The guidance device according to the present invention outputs a guidance signal based on target information acquired from a radio wave seeker that outputs a guidance signal based on a target position acquired by transmission / reception of radio waves and an optical image measured by a light wave sensor. A light wave seeker and a guidance signal switching unit are provided, and the distance to the target is divided into a long distance, a medium distance, and a short distance. In the case of the long distance, the radio wave seeker operates, and the relative distance to the target and A guidance signal is generated using target estimated position information including a relative angle, and the guidance signal switching unit selects a guidance signal generated by the radio wave seeker and outputs it as a guidance signal. The seeker and the light wave seeker operate, the radio wave seeker extracts target estimated position information, generates a guidance signal based on the target estimated position information, and the light wave seeker A tracking gate is generated based on the output target estimated position information, the tracking gate is applied to an optical image to extract a target position, a guidance signal is generated based on the extracted target position, and the guidance signal switching unit A guide signal generated by a seeker is selected and output as a guide signal. In the case of the short distance, the radio wave seeker and the light wave seeker operate, the radio wave seeker generates target relative distance information, and the light wave The seeker corrects the tracking gate set in the case of the intermediate distance using the target relative distance information generated by the radio wave seeker, extracts the target position by applying the corrected tracking gate to the optical image, and extracts the target position. A guidance signal is generated based on the target position, and the guidance signal switching unit selects the guidance signal generated by the lightwave seeker and outputs it as a guidance signal.

この発明は、ＤＢＳの高分解能化ができない目標近距離において、背景クラッタに埋もれた目標の情報を精度良く検出可能で、目標に向けて精度よく誘導可能な誘導装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a guidance device that can accurately detect target information buried in a background clutter at a target short distance where the resolution of the DBS cannot be increased and can be guided accurately toward the target.

実施の形態１に係る誘導装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of a guidance device according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係る誘導装置の運用を示す図である。It is a figure which shows operation | use of the guidance device which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係る誘導装置の誘導処理フローを示す図である。It is a figure which shows the guidance process flow of the guidance device which concerns on Embodiment 1. FIG.

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の構成を示すブロック図である。
飛しょう体１は、目標２に向けた誘導信号を出力する誘導装置３を備えている。誘導装置３は、電波の送受信によって取得した目標情報をもとに誘導信号を出力する電波シーカ４と、光学画像として取得した目標情報をもとに誘導信号を出力する光波シーカ１７と、電波シーカ４と光波シーカ１７とで誘導信号を切り替える誘導信号切換部２２を備える。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment of the present invention.
The flying body 1 includes a guidance device 3 that outputs a guidance signal directed toward the target 2. The guidance device 3 includes a radio wave seeker 4 that outputs a guidance signal based on target information acquired by transmission / reception of radio waves, a light wave seeker 17 that outputs a guidance signal based on target information acquired as an optical image, and a radio wave seeker. 4 and a light wave seeker 17 are provided with a guidance signal switching unit 22 for switching the guidance signal.

電波シーカ４は、送信周波数信号とローカル信号を生成するエキサイタ部５、送信周波数信号を増幅した送信信号を出力する送信部６、送信信号を予め定められたＰＲＩ（Ｐｕｌｓｅ Ｒｅｐｅｔａｔｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）のタイミングで送受信の信号を切り換える送受信切換部７、送信波を空間へ送信し、目標からの反射波を受信するアンテナ８、アンテナ８から出力され送受信切換部７を経由した時系列の受信信号をエキサイタ部５から出力されたローカル信号で位相検波し、目標及び背景クラッタの振幅、位置情報を含む時系列のビデオ信号に変換する受信部９、受信部からのビデオ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部１０、ＰＲＩ毎のＡ／Ｄ変換部１０から出力されたデジタル信号を、外部からの自機速度及び動揺信号１１によって位相補償し、周波数変換した目標の振幅、距離、周波数の情報を含んだデジタルマップを抽出するＤＢＳ処理部１２、ＤＢＳ処理器１１から出力されたデジタルマップより目標２と背景クラッタを弁別、目標情報のみを抽出する目標抽出部１３、目標情報から相対角度を計算する測角演算部１４、目標情報及び相対角度から目標推定位置情報（相対距離及び相対角度情報）を生成する目標位置推定部１５、目標推定位置情報から飛しょう体１を目標２に向けて誘導するための誘導信号を生成する誘導計算部１６を備える。 The radio wave seeker 4 includes an exciter unit 5 that generates a transmission frequency signal and a local signal, a transmission unit 6 that outputs a transmission signal obtained by amplifying the transmission frequency signal, and transmission / reception of the transmission signal at a predetermined PRI (Pulse Repetition Interval) timing. The transmission / reception switching unit 7 for switching the signal of the antenna, the antenna 8 for transmitting the transmission wave to the space and receiving the reflected wave from the target, and the time-series reception signal output from the antenna 8 and passing through the transmission / reception switching unit 7 from the exciter unit 5 A receiving unit 9 that detects a phase of the output local signal and converts it to a time-series video signal including target and background clutter amplitude and position information, and an A / D converter that converts the video signal from the receiving unit into a digital signal 10. The digital signal output from the A / D converter 10 for each PRI is converted into the own speed and shaking signal from the outside. A DBS processing unit 12 that extracts phase-compensated, frequency-converted target amplitude, distance, and frequency digital maps, and discriminates target 2 and background clutter from the digital map output from the DBS processor 11; Target extraction unit 13 that extracts only target information, angle measurement calculation unit 14 that calculates a relative angle from target information, target position estimation unit that generates target estimated position information (relative distance and relative angle information) from target information and relative angle 15. A guidance calculation unit 16 that generates a guidance signal for guiding the flying object 1 toward the target 2 from the target estimated position information is provided.

光波シーカ１７は、目標２及び背景から放出される光エネルギーを測定する光波センサ１８、光波センサ１８からの出力のピークを目標抽出画像として検出する目標画像抽出部１９、目標抽出画像に対して、電波シーカ４の目標位置推定部１４からの目標推定位置情報（相対距離及び相対角度情報）をもとに背景クラッタを除外する追尾ゲートを生成し、目標位置情報のみを抽出する追尾ゲート計算部２０、追尾ゲート計算部２０から出力された目標位置情報から誘導信号を生成する誘導計算部２１を備える。 The light wave seeker 17 has a light wave sensor 18 that measures light energy emitted from the target 2 and the background, a target image extraction unit 19 that detects a peak of output from the light wave sensor 18 as a target extraction image, and a target extraction image. Based on the target estimated position information (relative distance and relative angle information) from the target position estimating unit 14 of the radio wave seeker 4, a tracking gate that excludes the background clutter is generated, and only the target position information is extracted. A guidance calculation unit 21 that generates a guidance signal from the target position information output from the tracking gate calculation unit 20 is provided.

誘導信号切換部２２は、電波シーカ４及び光波シーカ１７からの誘導信号を切換え、飛しょう体１の制御系へ出力する。
なお、飛しょう体１に搭載されている誘導装置３以外の機器については記載を省略している。また、飛しょう体は、移動体の一例である。 The guidance signal switching unit 22 switches the guidance signals from the radio wave seeker 4 and the light wave seeker 17 and outputs them to the control system of the flying object 1.
In addition, description is abbreviate | omitted about apparatuses other than the guidance apparatus 3 mounted in the flying body 1. FIG. A flying object is an example of a moving object.

以下、図２、図３を参照しながら、実施の形態１に係る誘導装置の動作を説明する。
図２はこの発明に係る誘導装置の運用を説明する図である。図３は誘導処理の処理フローを説明する図である。なお、目標２は固定の静止物でも、移動可能な移動物であってもよい。
図２には誘導装置３を搭載した飛しょう体１が、初期位置２４から飛しょう経路２３に沿って、固定（静止状態）または低速移動中の目標２に向けて誘導されることを示したものである。目標２の周囲には島２７や建造物２８等があり、背景クラッタとなる。また、飛しょう経路２３上には、処理モードが遷移する遷移点２５、２６がマークされている。
ここで、初期位置２４〜遷移点２５の間は、飛しょう体１が目標２から遠方にある状況で相対距離が遠距離である場合（遠距離モード）、遷移点２５〜遷移点２６の間は、飛しょう体１が目標２に近づきつつある状況で相対距離が中距離である場合（中距離モード）、遷移点２６〜目標２の間は、飛しょう体１が目標２に接近している状況で相対距離が近距離である場合（近距離モード）として、以下では説明をする。
飛しょう体１は、誘導装置３が周期的に図３に示す処理フローを実行し誘導信号を出力することにより目標２に向けて誘導される。 Hereinafter, the operation of the guidance device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the guidance device according to the present invention. FIG. 3 is a diagram illustrating the processing flow of guidance processing. The target 2 may be a fixed stationary object or a movable object that can be moved.
FIG. 2 shows that the flying object 1 equipped with the guidance device 3 is guided from the initial position 24 along the flying route 23 toward the target 2 that is fixed (stationary state) or moving at a low speed. Is. There are an island 27, a building 28, etc. around the target 2 and it becomes a background clutter. Also, on the flight route 23, transition points 25 and 26 at which the processing mode transitions are marked.
Here, the distance between the initial position 24 and the transition point 25 is between the transition point 25 and the transition point 26 when the flying object 1 is far from the target 2 and the relative distance is a long distance (far distance mode). When the flying object 1 is approaching the target 2 and the relative distance is medium distance (medium distance mode), the flying object 1 approaches the target 2 between the transition point 26 and the target 2. In the situation where the relative distance is a short distance (short distance mode), a description will be given below.
The flying object 1 is guided toward the target 2 by the guidance device 3 periodically executing the processing flow shown in FIG. 3 and outputting a guidance signal.

ここでは、まず、飛しょう体１が初期位置２４から遷移点２５の間にあって、目標２に対して遠距離にある状況における誘導装置３の処理フローについて説明する。 Here, first, the processing flow of the guidance device 3 in a situation where the flying object 1 is between the initial position 24 and the transition point 25 and is far from the target 2 will be described.

図３の誘導処理フローにおけるステップＳ００１（以下、単に「Ｓ００１」とする。他についても同様の表記とする）において、処理モードを選択する。処理モードは、目標までの相対距離を基準として選択される。
初期状態において、飛しょう体１は初期位置２４に位置しているため、初期処理モードである遠距離モードを選択してＳ００２に移る（Ｓ００１）。
次に、エキサイタ部５で生成した送信周波数信号を送信部６で増幅し、送受信切換部７を経て、アンテナ８から目標２に向けて送信波を送信する（Ｓ００２）。
次に、Ｓ００２で送信した送信波が目標２あるいは背景クラッタで反射された反射波をアンテナ８で受信する。送受信切換部７を経由した時系列の受信信号をエキサイタ部５から出力されたローカル信号で位相検波する。目標及び背景クラッタの振幅、位置情報を含む時系列のビデオ信号に変換後、Ａ／Ｄ変換部１０でデジタル信号に変換し、ＤＢＳ処理部１２へ出力する（Ｓ００３）。 In step S001 in the guidance process flow of FIG. 3 (hereinafter, simply referred to as “S001”, the same notation is used for others), a processing mode is selected. The processing mode is selected based on the relative distance to the target.
In the initial state, since the flying object 1 is located at the initial position 24, the long-distance mode which is the initial processing mode is selected and the process proceeds to S002 (S001).
Next, the transmission frequency signal generated by the exciter unit 5 is amplified by the transmission unit 6, and the transmission wave is transmitted from the antenna 8 toward the target 2 via the transmission / reception switching unit 7 (S002).
Next, the antenna 8 receives the reflected wave reflected by the target 2 or the background clutter in S002. The time-series received signal that has passed through the transmission / reception switching unit 7 is phase-detected with the local signal output from the exciter unit 5. After conversion to a time-series video signal including target and background clutter amplitude and position information, the A / D conversion unit 10 converts it into a digital signal and outputs it to the DBS processing unit 12 (S003).

ここで、再度、処理モードを選択する（Ｓ００４）。
目標までの相対距離が近距離の場合はＳ００６に移る。
飛しょう体１が近距離の位置に至っていないとき、すなわち目標２までの相対距離が遠距離又は中距離の場合はＳ００５に移って、ＤＢＳ処理を行う。
Ｓ００５においては、ＤＢＳ処理部１２は、ＰＲＩ毎のデジタル信号を自機速度及び動揺信号１１によって位相補償し、周波数変換した目標の振幅、距離、周波数の情報を含んだデジタルマップを生成する。 Here, the processing mode is selected again (S004).
If the relative distance to the target is a short distance, the process proceeds to S006.
When the flying object 1 has not reached the short distance position, that is, when the relative distance to the target 2 is a long distance or a medium distance, the process proceeds to S005 to perform DBS processing.
In S005, the DBS processing unit 12 compensates the phase of the digital signal for each PRI using the own speed and the shaking signal 11, and generates a digital map including information on the target amplitude, distance, and frequency after frequency conversion.

次に、目標抽出部１３は、ＤＢＳ処理器１１から出力されたデジタルマップから目標２と島２７や建造物２８の背景クラッタを弁別し、目標情報を抽出する（Ｓ００６）。   Next, the target extraction unit 13 discriminates the target 2 from the background clutter of the island 27 and the building 28 from the digital map output from the DBS processor 11, and extracts target information (S006).

Ｓ００６で目標抽出処理が終わると、Ｓ００７で処理モードを選択する。
目標までの相対距離が近距離の場合はＳ００９に移る。
飛しょう体１が近距離の位置に至っていないとき、すなわち目標２までの相対距離が遠距離又は中距離の場合はＳ００８に移って、測角演算部１４において目標２の相対角度を計算する（Ｓ００８）。 When the target extraction process ends in S006, a processing mode is selected in S007.
If the relative distance to the target is a short distance, the process moves to S009.
When the flying object 1 has not reached the short distance position, that is, when the relative distance to the target 2 is a long distance or a medium distance, the process proceeds to S008, and the angle measurement calculation unit 14 calculates the relative angle of the target 2 ( S008).

次に、目標位置推定部１５は、相対距離及び相対角度情報からなる目標２の目標推定位置情報を生成する（Ｓ００９）。 Next, the target position estimating unit 15 generates target estimated position information of the target 2 including the relative distance and relative angle information (S009).

目標位置推定部１５で目標２の目標推定位置情報の生成が終わると、Ｓ０１０で処理モードを選択する。
目標までの相対距離が近距離の場合はＳ０１２に移る。
飛しょう体１が近距離の位置に至っていないとき、すなわち目標２までの相対距離が遠距離又は中距離の場合はＳ０１１に移って、モード判定を行う（Ｓ０１１）。
モード判定においては、目標までの相対距離及びＤＢＳによる角度分解能の閾値を設定し、目標までの相対距離がこの閾値を下回るか、または角度分解能が閾値を超えた場合には、遠距離モードから中距離モードへ移行する。例えば、遷移点２５においては角度分解能が閾値を越えて遠距離モードから中距離モードへ移行する。 When the target position estimation unit 15 finishes generating the target estimated position information of the target 2, the processing mode is selected in S010.
If the relative distance to the target is a short distance, the process moves to S012.
When the flying object 1 has not reached the short distance position, that is, when the relative distance to the target 2 is a long distance or a medium distance, the process proceeds to S011 to perform mode determination (S011).
In the mode judgment, the relative distance to the target and the threshold value of the angular resolution by DBS are set, and when the relative distance to the target is below this threshold value or the angular resolution exceeds the threshold value, the medium mode from the long distance mode is set. Transition to distance mode. For example, at the transition point 25, the angular resolution exceeds the threshold value, and the long distance mode shifts to the medium distance mode.

Ｓ０１１でのモード判定が終わると、Ｓ０１２で処理モードを選択する。
目標２までの相対距離が遠距離の場合はＳ０１３に移る。
目標２までの相対距離が中距離又は近距離の場合はＳ０１７に移る。 When the mode determination in S011 is completed, a processing mode is selected in S012.
If the relative distance to the target 2 is a long distance, the process proceeds to S013.
If the relative distance to the target 2 is a medium distance or a short distance, the process proceeds to S017.

目標２までの相対距離が遠距離の場合、誘導計算部１６は目標推定位置情報を用いて飛しょう体１を目標２に向けて誘導するための誘導信号を生成する（Ｓ０１３）。 When the relative distance to the target 2 is a long distance, the guidance calculation unit 16 generates a guidance signal for guiding the flying object 1 toward the target 2 using the target estimated position information (S013).

次に、誘導信号切換部２２は、遠距離モードで電波シーカから得た誘導信号を飛しょう体１の制御系へ出力する（Ｓ０１４）。 Next, the guidance signal switching unit 22 outputs the guidance signal obtained from the radio wave seeker in the long distance mode to the control system of the flying object 1 (S014).

このように、飛しょう体１が初期位置２４から遷移点２５の間にあって目標２に対して遠距離にある状況では、電波シーカから得た誘導信号に基づいて、飛しょう体１は目標に向けて誘導される。   Thus, in the situation where the flying object 1 is between the initial position 24 and the transition point 25 and is far from the target 2, the flying object 1 is directed toward the target based on the guidance signal obtained from the radio wave seeker. Be guided.

次に、飛しょう体１が目標２にある程度接近して、目標２まで距離が遠距離から中距離に移った状況、すなわち飛しょう体１が遷移点２５〜遷移点２６の間を飛しょうする状況（中距離モード）での処理フローについて説明する。 Next, the flying object 1 approaches the target 2 to some extent, and the distance to the target 2 is changed from a long distance to a middle distance, that is, the flying object 1 flies between the transition points 25 to 26. A processing flow in the situation (medium distance mode) will be described.

中距離モードでは、電波シーカ１４での誘導計算と並行して、光波シーカ１７での誘導計算も開始する。
Ｓ００１の処理モードの選択では、中距離から近距離のモードを追加で選択する。すなわち、Ｓ００２以降の処理と並行してＳ０１５以降の処理も実行する。 In the medium distance mode, in parallel with the guidance calculation by the radio wave seeker 14, the guidance calculation by the light wave seeker 17 is also started.
In the selection of the processing mode in S001, a mode from the middle distance to the short distance is additionally selected. That is, the process after S015 is also executed in parallel with the process after S002.

まず、Ｓ００２以降の処理としては、遠距離モードと同様に、Ｓ００３、Ｓ００４、Ｓ００５、Ｓ００６、Ｓ００７、Ｓ００８、Ｓ００９、Ｓ０１０のフローを実行する。 First, as processing after S002, the flow of S003, S004, S005, S006, S007, S008, S009, and S010 is executed as in the long-distance mode.

Ｓ０１０の処理が終わると、次にモード判定を行う（Ｓ０１１）。
モード判定においては、目標までの相対距離及びＤＢＳによる角度分解能の閾値を設定する。目標までの相対距離がこの閾値を下回るか、または角度分解能が閾値を超えた場合には、中距離モードから近距離モードへ移行する。例えば、遷移点２６においては角度分解能が閾値を越えて中距離モードから近距離モードへ移行する。
目標までの相対距離がこの閾値以上であり、角度分解能が閾値以下である場合には、中距離モードを維持する。 When the processing of S010 ends, next mode determination is performed (S011).
In the mode determination, a relative distance to the target and a threshold of angular resolution by DBS are set. When the relative distance to the target is below this threshold or the angular resolution exceeds the threshold, the medium distance mode is shifted to the short distance mode. For example, at the transition point 26, the angular resolution exceeds the threshold value, and the medium distance mode is shifted to the short distance mode.
If the relative distance to the target is greater than or equal to this threshold and the angular resolution is less than or equal to the threshold, the medium distance mode is maintained.

次に、Ｓ０１２では、中距離モードであればＳ０１７で使用する目標２の目標推定位置情報、すなわち、相対距離及び相対角度情報を誘導計算部１６と追尾ゲート計算部２０へ出力する（Ｓ０１２）。
目標推定位置情報を出力した後、Ｓ０１３へすすむ。 Next, in S012, in the middle distance mode, the target estimated position information of the target 2 used in S017, that is, the relative distance and relative angle information, is output to the guidance calculation unit 16 and the tracking gate calculation unit 20 (S012).
After outputting the target estimated position information, the process proceeds to S013.

誘導計算部１６において、目標推定位置情報を用いて飛しょう体１を目標２に向けて誘導するための誘導信号を生成する（Ｓ０１３）。 The guidance calculation unit 16 generates a guidance signal for guiding the flying object 1 toward the target 2 using the target estimated position information (S013).

次に、誘導信号切換部２２は、中距離モードの間は電波シーカの誘導計算部１６から出力された誘導信号を飛しょう体１の制御系へ出力する（Ｓ０１４）。
飛しょう体１が初期位置２５から遷移点２６の間にあって目標２に対して中距離にある状況では、電波シーカから得た誘導信号に基づいて、飛しょう体１は目標に向けて誘導される。 Next, the guidance signal switching unit 22 outputs the guidance signal output from the radio wave seeker guidance calculation unit 16 to the control system of the flying object 1 during the intermediate distance mode (S014).
In a situation where the flying object 1 is between the initial position 25 and the transition point 26 and is at a medium distance from the target 2, the flying object 1 is guided toward the target based on the guidance signal obtained from the radio wave seeker. .

中距離モードにおいては、電波シーカ４による誘導計算と並行して光波シーカ１７による誘導計算を行うが、以下では、Ｓ００１の処理モードの選択で追加された光波シーカ１７による処理フロー（Ｓ０１５〜Ｓ０１８）について説明する。   In the medium distance mode, the guidance calculation by the light wave seeker 17 is performed in parallel with the guidance calculation by the radio wave seeker 4. In the following, the processing flow by the light wave seeker 17 added by the selection of the processing mode in S001 (S015 to S018). Will be described.

Ｓ０１５では、光波センサ１８で目標２及び背景クラッタから放出される光エネルギーを測定する（Ｓ０１５）。
次に、目標画像抽出部１９は、光波センサ１７からの出力のピークを目標抽出画像として検出する（Ｓ０１６）。 In S015, the light energy emitted from the target 2 and the background clutter is measured by the light wave sensor 18 (S015).
Next, the target image extracting unit 19 detects the peak of the output from the light wave sensor 17 as a target extracted image (S016).

次に、追尾ゲート計算部２０は、Ｓ０１６で検出した目標抽出画像に対して、Ｓ０１２で出力された目標推定位置情報（すなわち、相対距離及び相対角度情報）に基づき、背景クラッタ（図２では、島２７や建造物２８）を除外する追尾ゲートを生成し、目標抽出画像から目標位置情報のみを抽出する（Ｓ０１７）。 Next, the tracking gate calculation unit 20 performs background clutter (in FIG. 2, in FIG. 2, based on the target estimated position information (that is, relative distance and relative angle information) output in S012 for the target extracted image detected in S016. A tracking gate excluding the island 27 and the building 28) is generated, and only target position information is extracted from the target extraction image (S017).

誘導計算部２１は、Ｓ０１７で抽出した目標位置情報に基づき誘導信号を生成し、誘導信号切換部２２へ出力する。 The guidance calculation unit 21 generates a guidance signal based on the target position information extracted in S017 and outputs the guidance signal to the guidance signal switching unit 22.

誘導信号切換部２２は、中距離モードの間は、先に説明したように電波シーカの誘導計算部１６から出力された誘導信号の方を選択する。そして、電波シーカの誘導計算部１６から出力された誘導信号を飛しょう体１の制御系へ出力する（Ｓ０１４）。
飛しょう体１は、電波シーカから得た誘導信号に基づいて、飛しょう体１は目標に向けて誘導される。 The guide signal switching unit 22 selects the guide signal output from the radio wave seeker guide calculation unit 16 as described above during the intermediate distance mode. Then, the guidance signal output from the radio wave seeker guidance calculation unit 16 is output to the control system of the flying object 1 (S014).
The flying object 1 is guided toward the target based on the induction signal obtained from the radio wave seeker.

次に、飛しょう体１が目標２に接近して目標２までの距離が中距離から近距離に移った状況、すなわち飛しょう体１が遷移点２６〜目標２の間を飛しょうする状況（近距離モード）での処理フローについて説明する。先に述べたように、近距離においてはＤＢＳ処理による高分解能化が不可能となり、光波シーカによる目標抽出、誘導信号へ切り替える必要がある。 Next, a situation in which the flying object 1 approaches the target 2 and the distance to the target 2 has shifted from a medium distance to a short distance, that is, a situation in which the flying object 1 flies between the transition point 26 and the target 2 ( The processing flow in the short distance mode) will be described. As described above, it is impossible to increase the resolution by DBS processing at a short distance, and it is necessary to switch to target extraction and guidance signal using a light wave seeker.

近距離モードでは、中距離モードと同様に電波シーカ１４での誘導計算と並行して、光波シーカ１７での誘導計算も開始する。
Ｓ００１の処理モードの選択では近距離モードを選択し、Ｓ００２以降の処理と並行してＳ０１５以降の処理を実行する。 In the short distance mode, the guidance calculation in the light wave seeker 17 is started in parallel with the guidance calculation in the radio wave seeker 14 as in the middle distance mode.
In the selection of the processing mode of S001, the short distance mode is selected, and the processing after S015 is executed in parallel with the processing after S002.

中距離モードと同様の処理をした（Ｓ００２、Ｓ００３）のち、Ｓ００４では近距離モードを選択してＳ００６に移る（Ｓ００４）。   After performing the same processing as in the medium distance mode (S002, S003), in S004, the short distance mode is selected and the process proceeds to S006 (S004).

次に、目標抽出部１３は、Ａ／Ｄ変換部１０から出力された時系列のビデオ信号を距離変換した距離情報を含む２次元振幅距離情報を生成する（Ｓ００６）。   Next, the target extraction unit 13 generates two-dimensional amplitude distance information including distance information obtained by distance-converting the time-series video signal output from the A / D conversion unit 10 (S006).

次に、近距離モードを選択してＳ００９に移る（Ｓ００７）。   Next, the short distance mode is selected and the process proceeds to S009 (S007).

目標位置推定部１５は、目標２の相対距離情報を生成する（Ｓ００９）。 The target position estimation unit 15 generates relative distance information of the target 2 (S009).

近距離モードを選択してＳ０１２に移る（Ｓ０１０）。   The short distance mode is selected and the process proceeds to S012 (S010).

目標位置推定部１５は目標２の相対距離情報を、誘導計算部１６及び追尾ゲート計算部２０へ出力する。出力後、Ｓ０１７に移る。 The target position estimation unit 15 outputs the relative distance information of the target 2 to the guidance calculation unit 16 and the tracking gate calculation unit 20. After output, the process proceeds to S017.

一方、Ｓ０１５以降の光波シーカ１７の処理では、光波センサ１８は、目標２及び背景クラッタ（図２では、島２７や建造物２８）から放出される光エネルギーを測定する（Ｓ０１５）。   On the other hand, in the processing of the light wave seeker 17 after S015, the light wave sensor 18 measures the light energy emitted from the target 2 and the background clutter (in FIG. 2, the island 27 and the building 28) (S015).

目標画像抽出部１９は、光波センサ１７からの出力のピークを目標抽出画像として検出する（Ｓ０１６）。 The target image extracting unit 19 detects the peak of the output from the light wave sensor 17 as a target extracted image (S016).

追尾ゲート計算部２０は、先の中距離モードの間に作成した追尾ゲートを、Ｓ０１２の工程で出力された相対距離情報を用いて補正する。
そして、補正した追尾ゲートを用いて、目標抽出画像から背景クラッタ（島２７や建造物２８）を除外し目標位置情報を抽出するゲート処理を行う（Ｓ０１７）。 The tracking gate calculation unit 20 corrects the tracking gate created during the previous middle distance mode using the relative distance information output in step S012.
Then, using the corrected tracking gate, a gate process for extracting the target position information by excluding the background clutter (the island 27 and the building 28) from the target extraction image is performed (S017).

次に、誘導計算部２１は、ゲート処理を施し抽出した目標位置情報に基づき、誘導信号を生成する。生成した誘導信号を、誘導信号切換部２２に出力する（Ｓ０１８）。 Next, the guidance calculation unit 21 generates a guidance signal based on the target position information extracted by performing gate processing. The generated induction signal is output to the induction signal switching unit 22 (S018).

誘導信号切換部２２は、近距離モードでは光波シーカ１７の誘導計算部２１から出力された誘導信号を飛しょう体１の制御系へ出力する（Ｓ０１４）。
飛しょう体１は、光波シーカ１７から得た誘導信号に基づいて目標に向けて誘導される。 In the short distance mode, the guidance signal switching unit 22 outputs the guidance signal output from the guidance calculation unit 21 of the lightwave seeker 17 to the control system of the flying object 1 (S014).
The flying body 1 is guided toward the target based on the guidance signal obtained from the light wave seeker 17.

以上のように、本発明に係る誘導装置は電波シーカ４と光波シーカ１７を有し、光波シーカ１７は追尾ゲート計算部２０を備えるようにした。追尾ゲート計算部２０は、電波シーカ１７で求めた目標までの目標推定位置情報又は相対距離情報に基づいて追尾ゲートを設定する。そして、目標抽出画像にゲート処理を行うことで、目標抽出画像から背景クラッタ（例えば、島２７や建造物２８）を除外して目標２の信号のみを抽出するようにした。
従来の誘導装置では、目標までの距離が近距離となり、誘導信号を電波シーカから光波シーカに切り替えた際に、光波シーカは切り替え直後に光波シーカで得た画像から、目標周囲の信号強度の大きな背景クラッタ（建物等）を目標と誤検出する可能性があり課題となっていた。
本発明に係る誘導装置ではこのような誤検出を抑制することができ、目標に向けて精度の高い誘導を行うことができる。 As described above, the guidance device according to the present invention includes the radio wave seeker 4 and the light wave seeker 17, and the light wave seeker 17 includes the tracking gate calculation unit 20. The tracking gate calculation unit 20 sets a tracking gate based on target estimated position information or relative distance information up to the target obtained by the radio wave seeker 17. Then, by performing gate processing on the target extracted image, the background clutter (for example, the island 27 and the building 28) is excluded from the target extracted image, and only the signal of the target 2 is extracted.
In the conventional guidance device, the distance to the target is short, and when the guidance signal is switched from the radio wave seeker to the optical wave seeker, the optical wave seeker has a large signal intensity around the target from the image obtained by the optical wave seeker immediately after switching. There is a possibility that background clutter (buildings, etc.) may be erroneously detected as a target, which is a problem.
In the guidance device according to the present invention, such erroneous detection can be suppressed, and high-precision guidance can be performed toward the target.

１ 飛しょう体、２ 目標、３ 誘導装置、４ 電波シーカ、５ エキサイタ部、６ 送信部、７ 送受信切換部、８ アンテナ、９ 受信部、１０ Ａ／Ｄ変換部、１１ 自機速度及び動揺信号、１２ ＤＢＳ処理部、１３ 目標抽出部、１４ 測角演算部、１５ 目標位置推定部、１６ 誘導計算部、１７ 光波シーカ、１８ 光波センサ部、１９ 目標画像抽出部、２０ 追尾ゲート計算部、２１ 誘導計算部、２２ 誘導信号切換部、２３ 飛しょう経路、２４ 飛しょう体の初期位置、２５ 処理モード遷移点（長距離モードから中距離モードへの遷移点）、２６ 処理モード遷移点（中距離モードから近距離モードへの遷移点）、２７ 背景クラッタ、２８ 背景クラッタ。   1 flying object, 2 target, 3 guidance device, 4 radio wave seeker, 5 exciter section, 6 transmission section, 7 transmission / reception switching section, 8 antenna, 9 reception section, 10 A / D conversion section, 11 own aircraft speed and shaking signal , 12 DBS processing unit, 13 target extraction unit, 14 angle measurement calculation unit, 15 target position estimation unit, 16 guidance calculation unit, 17 light wave seeker, 18 light wave sensor unit, 19 target image extraction unit, 20 tracking gate calculation unit, 21 Guidance calculation unit, 22 Guidance signal switching unit, 23 flight route, 24 initial position of flying object, 25 processing mode transition point (transition point from long distance mode to medium distance mode), 26 processing mode transition point (medium distance) Transition point from mode to short distance mode), 27 background clutter, 28 background clutter.

Claims (2)

電波の送受信によって取得した目標位置をもとに誘導信号を出力する電波シーカと、光波センサが測定した光学画像から取得した目標情報をもとに誘導信号を出力する光波シーカと、誘導信号切換部を備え、
目標までの相対距離で遠距離、中距離、近距離に区分けして、
前記遠距離の場合は、
前記電波シーカが動作し、目標との相対距離および相対角度からなる目標推定位置情報を用いて誘導信号を生成し、
前記誘導信号切換部は前記電波シーカが生成する誘導信号を選択して誘導信号として出力し、
前記中距離の場合は、
前記電波シーカと前記光波シーカが動作し、
前記電波シーカが目標推定位置情報を抽出し、前記目標推定位置情報に基づき誘導信号を生成すると共に、
前記光波シーカは、前記電波シーカが抽出した目標推定位置情報に基づき追尾ゲートを生成し、前記追尾ゲートを光学画像に適用して目標位置を抽出し、抽出した目標位置に基づき誘導信号を生成し、
前記誘導信号切換部は前記電波シーカが生成する誘導信号を選択して誘導信号として出力し、
前記近距離の場合は、
前記電波シーカと前記光波シーカが動作し、
前記電波シーカが目標の相対距離情報を生成すると共に、
前記光波シーカは、前記中距離の場合に設定した追尾ゲートを前記電波シーカが生成する目標の相対距離情報を用いて補正し、補正した追尾ゲートを光学画像に適用して目標位置を抽出し、抽出した目標位置に基づき誘導信号を生成し、
前記誘導信号切換部は前記光波シーカが生成する誘導信号を選択して誘導信号として出力することを特徴とする誘導装置。 A radio wave seeker that outputs a guidance signal based on a target position acquired by transmission / reception of radio waves, a light wave seeker that outputs a guidance signal based on target information acquired from an optical image measured by a light wave sensor, and a guidance signal switching unit With
The relative distance to the target is divided into long distance, medium distance and short distance,
In the case of the long distance,
The radio wave seeker operates, generates a guidance signal using target estimated position information consisting of a relative distance and a relative angle with the target,
The induction signal switching unit selects an induction signal generated by the radio wave seeker and outputs it as an induction signal,
For the medium distance,
The radio wave seeker and the light wave seeker operate,
The radio wave seeker extracts target estimated position information, generates a guidance signal based on the target estimated position information,
The light wave seeker generates a tracking gate based on target estimated position information extracted by the radio wave seeker, extracts the target position by applying the tracking gate to an optical image, and generates a guidance signal based on the extracted target position. ,
The induction signal switching unit selects an induction signal generated by the radio wave seeker and outputs it as an induction signal,
In the case of the short distance,
The radio wave seeker and the light wave seeker operate,
The radio wave seeker generates target relative distance information ,
The light wave seeker corrects the tracking gate set in the case of the medium distance using the target relative distance information generated by the radio wave seeker, applies the corrected tracking gate to the optical image, and extracts the target position; Generate a guidance signal based on the extracted target position,
The guidance device is characterized in that the guidance signal switching unit selects a guidance signal generated by the lightwave seeker and outputs it as a guidance signal. 前記電波シーカはＤＢＳ（Ｄｏｐｐｌｅｒ Ｂｅａｍ Ｓｈａｒｐｅｎｉｎｇ）処理により目標情報を取得し、
前記誘導信号切換部は、前記遠距離から前記中距離への切換、また、前記中距離から前記近距離への切換判断を、得られた計算値と予め設定した前記相対距離の閾値および前記ＤＢＳによる角度分解能の閾値の比較により行うことを特徴とする請求項１記載の誘導装置。 The radio wave seeker obtains target information by DBS (Doppler Beam Sharing) processing,
The guidance signal switching unit is configured to determine whether to switch from the long distance to the medium distance, or from the medium distance to the short distance, the calculated value obtained above, the threshold of the relative distance set in advance, and the DBS The guidance device according to claim 1, wherein the guidance is performed by comparing the threshold values of the angular resolution.
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