JPH03213498A - 空中攻撃及び航行任務を補佐するオプトエレクトロニクスシステム - Google Patents

空中攻撃及び航行任務を補佐するオプトエレクトロニクスシステム

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JPH03213498A
JPH03213498A JP2341190A JP34119090A JPH03213498A JP H03213498 A JPH03213498 A JP H03213498A JP 2341190 A JP2341190 A JP 2341190A JP 34119090 A JP34119090 A JP 34119090A JP H03213498 A JPH03213498 A JP H03213498A
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JP
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JP2341190A
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English (en)
Inventor
Christophe Manelphe
マネルフ・クリストフ
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Thales SA
Original Assignee
Thomson CSF SA
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Publication date
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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    • H04N5/33—Transforming infrared radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/20—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from infrared radiation only

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  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
  • Studio Circuits (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の背景〕 １１へＬ４ 本発明は、空中攻撃及び航行任務を補佐するオブトエレ
クトロニクスシステムに係わる。このシステムは、飛行
機、ヘリコプタ−または遠隔操作ミサイルに搭載するべ
く構成されている。
航空機のパイロットは、自身の任務を果たすうえで、 前方の景色を認識すること（操縦のため）、及び前方の
景色の顕著な要素を射撃管制開始点として、または目標
として正確に空間的に位置決めすること（攻撃／偵察の
ため） を（昼間も夜間も、あるいはまた悪天候時にも）必要と
する。
即ち、上記オプトエレクトロニクスシステムの搭載体は
、自身に搭載されたシステムにより上記のような任務の
いずれを果たし得るかによって幾種類かに分類できる。
九仇挟生久１１ 先行技術により航空機等に搭載されるオプトエレクトロ
ニクス設備はその殆どが初歩的なもので、３ 搭載されないことさえ有る。広視野赤外線撮像装置を具
備した航空機が存在するが、この装置？ｊ主として操縦
用で、航行及び攻撃のためには（航空機と目標との間隔
の正確な認識をもたらさないため）限られた補佐しか行
ない得ない。また、測距儀しか具備しない航空機では、
測距儀によって上記間隔を認識することはてきるか、夜
間または悪天候時に微妙な照準合わせを行なうことはで
きない。
複雑な任務に振り向けられる限られた種類の航空機だけ
は、通常２つのボッドにペイロードのように収容された
複雑なシステムを有し、このシステムは、 特に操縦機能のために構成された少なくとも１つの広視
野撮像装置を含む、゛航行要素″と呼称される要素と、 特に誘導型武器による攻撃任務用である、あらゆる空間
方向に変更され得る照準方向においてレーザ測距儀と結
合された狭視野撮像装置を含む、攻撃要素″と呼称され
る要素と から成る。
上記システムは、要素同士の関連によって任務に必要な
あらゆるデータの取得を可能にするが、そのコスト及び
大きさに起因して、レーザ誘導型武器類または画像技術
利用ミサイルの使用を伴うきわめて特定の任務にしか用
いられない。
〔発明の概要〕
本発明は、冒頭に述べたようなオプ）〜エレクトロニク
スシステムであって、搭載体を選ばないものを提供する
。本発明のオプトエレクトロニクスシステムは、昼間も
夜間も、あるいはまた悪天候時にもシステム搭載体の航
行の正確さ、または該搭載体の任務の、航行に関連し得
る他の任意部分（偵察、自己誘導型武器の発射）の正確
さを著しく改善し、また非誘導型武器（火砲、ロケット
弾、通常の爆弾）が用いられる場合はそれらの発***今 度を高めるべく構成される。
本発明は、焦点距離固定型の広視野赤外線カメラと、調
節され得る倍率を有し、かつ広視野像内で調節され得る
位置を有する狭視野像を広視野像から抽出する、ズーム
レンズの機能を果たすイメージプロセッサとを実質的に
含むシステムの提供を目的とする。このシステムは、ズ
ームレンズも運動範囲の広い照準装置も含まないのて、
目標をレーザで指示するのに用いられる通常システムよ
り単純であり、従ってより安価に実現できる。このシス
テムは航空機の胴体内部に組み込まれ得、従って航空機
下側のフック点を一切占有しない。
このシステムは、航行または射撃のために重要な点の高
度及び方位を正確に測定することを可能にする。
本発明は、 焦点距離固定型の広視野赤外線カメラと、広視野像を表
示する第１の表示手段と を含み、 広視野像の一部てあり、その倍率及び広視野像内での位
置が調節可能である狭視野像を表す信号を発生ずる手段
を含むイメージ処理手段、狭視野像の倍率及び広視野像
内での位置の手動調節手段、及び 狭視野像を表示する第２の表示手段 も含む、空中攻撃及び航行任務を補佐するオフ１〜エレ
クトロニクスシステムを提供する。
別の特徴によれば、本発明によるシステムは、赤外線カ
メラの視野の固定された角度に対応する狭い運動範囲を
有する照準装置と関連付けられたレーザ測距儀を含み、
レーザ測距儀の照準線は狭視野像の中心に視認される当
該点を通過するようにサーボ制御される。こうして本発
明のシステムは、当該点の高度及び方位に加えて該点ま
での距離を測定することを昼間も夜間も可能にする。
本発明を、添付図面を参照しつつ以下に詳述する。
〔好ましい例の説明〕
第１図に示した本発明システムの一例は実質的に、航空
機の機首下側に配置された、航空機から下方へ突出する
１つまたは２つの窓を有するオプトエレクトロニクスボ
ックス１と、航空機の胴体内で操縦室の後方に配置され
たエレクＩ・ロニクスボックス２とを含む。ボックス１
は赤外線カメラを含み、このカメラは記号ＣＨで示した
広い視野と記号ＬＶＣで示した照準線とを有し、照準線
ＬＶＣは航空機前方へ向けて、かつ僅かに傾斜させて固
定されている。赤外線カメラの視野は、画角として約３
０度である。ホックス１はレーザ測距儀も含み、レーザ
測距儀の照準線ＬＶＴは赤外線カメラの視野ＣＨ内でい
ずれの方向ｌ＼も向けられるが、航空機の下方及び後方
へ向けることはできない。
第２図は、本発明によるシステムの第１図に示した例の
構成を示すブロック線図である。ボックス１は、焦点距
離が固定された広視野光学系１０と、例えば５１２Ｘ　
５１２個の素子によって構成された電荷転送マトリクス
センサから成る高解像度のイメージセンサ１］とによっ
て構成された赤外線カメラを含む。赤外線カメラは、感
光素子の線形アレイとオプトメカニカルな走査装置とに
よって構成することも可能である。
ボックス１は、照準線ＬＶＴを偏向させ得る２つの“ジ
アスボラメータ（ｄｉａｓｐｏｒａｍｅｔｅｒ）”　１
２と関連付けられたレーザ測距儀１３も含む。ジアスボ
ラメータ１２は２つの回転プリズムを含む標準的な装置
で゛ある。２つのジアスボラメータ１２によって、目標
をレーザで指示する通常システムに含まれる偏向範囲の
広い照準装置で用いられる手段よりはるかに単純かつ小
型の手段を用いて狭い偏向範囲内で照準を合わせること
が可能となる。
赤外線カメラの光路とレーザ測距儀１３の光路とは、ボ
ックス１が２つの別個の窓を有する場合は互いに平行で
あり得、窓がただ１つである場合は通常の光学手段によ
って混合され得る。カメラの視野が広いので、所与の感
度に関して窓の寸法を小さくすることが可能である。従
って、窓は航空機胴体から僅かしか突出せず、空力的外
乱をさほど惹起しない。
エレクトロニクスボックス２は実質的にイメージプロセ
ッサ１５を有する。本発明のシステムは、手動制御装置
１４並びに２つのテレビジョンモニタ１６及び１７も含
む。モニタ１６は、赤外線カメラのイメージセンサ１１
によって解析された像に対応する広視野像を表示する。
モニタ１６に表示される像には、手動制御装置１４によ
って位置を調節され得る可動十字線１９が重ねられる。
モニタ１７は広視野像の、十字線１９の中心と重なる中
心を有する部分１８に対応する狭視野像を表示する。モ
ニタ１７では、画面中心に位置する固定十字線２０が表
示される狭視野像の中心を指示し、従ってレーザ測距儀
１３の照準線ＬＶＴの方向を指示する。
広視野像は航行する航空機が進んでゆく前方領域全体の
像であり、その際赤外線カメラの固定された照準線は完
全に航空機に対して一定の関係に保たれている。このこ
とは、広視野像を、ヘッドアップ型の多モード電子バイ
ザーにより縮小率１で風景に重ねて投写することを可能
にする。狭視野像は、ヘッドストレートモニタ（即ち頭
を中間位置に置いて見られるモニタ）またはヘッドダウ
ンモニタに表示され得る。
手動制御装置１４は、イメージプロセッサ１５の入力に
接続されて該入力に可動十字線１９の広視野像内での位
置を規定する座標（ｘ、ｙ）を付与する出力を有する。
イメージセンサ１１の出力はプロセッサ１５の入力に接
続されている。プロセッサ１５の２つの出力がモニタ１
６及び１７の入力にそれぞれ接続されてこれらの入力に
、十字線１９及び２０を伴う広視野像及び狭視野像をそ
れぞれ表す２つのビデオ信号をそれぞれ付与する。プロ
セッサ１５が行なうイメージ処理によって、広視野像の
座標（ｘ、ｙ）を中心とする部分が抽出され、狭視野像
の輝度値が計算される。
この計算を行なう標準的な方法は、例えば三乗補間法で
ある。
装置１４の出力はプロセッサ１５に、狭視野像の倍率を
規定する値Ｇを付与する。狭視野像の倍率は可変てあり
得、例えばマトリクスセンザが５１２Ｘ５１２個の素子
から成る場合１〜４てあり得る。従って、プロセッサ１
５は電子ズームレンズの機能を果たす。
プロセッサ１５によって、当該点への正確な照準合わせ
が可能となり、即ち本発明のシステムが測定されるべき
当該点の方位及び高度を広視野偉しが用いられないシス
テムより正確に測定することが可能となる。プロセッサ
１５は光学ズームレンズに有利に置き換わり、なぜなら
プロセッサ１５は光学ズームレンズより単純かつ小型で
ある光学系１０が、１ または焦点距離固定型の狭視野オブジェクティブを具備
した第２のカメラを含む第２の光学系を用いることを可
能にするからである。この電子ズームレンズで得られる
解像度は、航行精度、及び誘導型武器の発射距離よりか
なり短い距離から発射される非誘導型武器の発***度を
改善するのに十分である。
プロセッサ１５の第３の出力が座標（ｘ、ｙ）から導き
出された高度値及び方位値を、航空機が具備する射撃コ
ンピュータ及び航行コンピュータに付与する。
装Ｗ１４の、プロセッサ１５の制御入力に接続された出
力は、ユーザが一連の広視野像において当該点までの距
離測定及び当該点の追跡を実行するイメージ処理を開始
したい時に前記制御入力に論理信号Ｅを付与し、それに
よって、ユーザが十字線１９及び２０を調節した後広視
野像及び狭視野像は当該点に関して安定化される。可動
十字線１９はもは２ や手動では調節されず、プロセッサ１５によって調節さ
れ、プロセッサ１５は周期的に十字線１９の新しい座標
（ｘ、ｙ）を決定し、かつ決定した座標から新しい高度
値及び方位値を導き出す。即ち、可動十字線１９は自動
的に当該点を追跡し、当該点は狭視野像において固定十
字線２０の中心に維持される。
レーザ測距儀１３の照準線ＬＶＴは、狭視野像の中心に
視認される当該点を通過するようにサーボ制御される。
プロセッサ１５の、高度及び方位のデータを送る出力が
ジアスポラメータ１２の入力に接続されている。ジアス
ボラメータ１２は図示しない通常のサーボ制御装置によ
って、照準線ＬＶＴをプロセッサ１５から入力した高度
及び方位を有する方向に向けるように操作される。即ち
、測距儀１３の照準は自動的に、ユーザが十字線１９及
び２ｏの中心に視認する当該点に合わせられる。距離測
定及び追跡のための処理によって周期的に新しい高度値
及び方位値が決定され、このことは十字線１９及び２゜
と同時に照準線ＬＶＴも当該点」二に落ち着かせること
を可能にする。
装置１４の、測距儀１３の入力に接続された出力は、ユ
ーザが測距儀１３と当該点との間隔を測定するレーザを
始動さぜることを可能にする。測距儀１３の出力は測定
値を航空機の射撃コンピュータ及び航行コンピュータに
付与する。
本発明のシステムは、当該点がカメラの視野内に位置す
るかぎりその捕捉及び三次元的位置決定を昼間も夜間も
、あるいはまた視界が悪い時も可能にする。当該点は、
航行のための再設定点、または射撃管制入力点であり得
る。射撃管制入力点は、目視射撃の場合は目標であり、
盲目射撃または安全距離からの射撃の場合は射撃開始点
である。
二次元的位置決定を行なった場合に比較して射撃の精度
が改善され、なぜなら距離測定によって、目標の高度を
基準レベルに関して決定することが可能となるからであ
る。上記のように決定された１５ 高度は、射撃管制コンピュータによる処理に用いられ得
る。
ユーザは自身の任務の、航行再設定段階や射撃管制開始
段階などの主要段階に近付く度に、十字線１９及び十字
線２０の位置を当該点上に設定する。
この設定は目視によって適宜性なっても、また任務の準
備中に予め付与された航空機航行システムからの情報を
用いてか、またはイメージプロセッサ１５による目標抽
出処理によってもたらされる情報を用いて行なってもよ
い。
当該点を狭視野像の十字線２０の中心に視認したら、ユ
ーザは距離測定及び再設定の処理を開始して、測距儀１
３の照準線及び狭視野像の中心を当該点上に落ち着かぜ
、航空機の移動、特に当該点への接近に起因する像内て
の顕著な変位を補償する。
次にユーザは、レーザ測距儀１３を始動さぜることによ
って、当該点の三次元座標の検出を指令する。レーザ測
距儀１３が当該点までの距離を測定し、１日 プロセッサ１５が当該点の高度及び方位を求める。
時間で行なうことも、 射撃段階に通常行なうように、目標がカメラの視野内に
残存する間自動反復により継続的に実時間で行なうこと
も、 遅延モードて行なうことも 可能であり、遅延モードでは三次元座標は、十字線の位
置を当該点上に設定した直後にユーザを解放するべく、
記憶された高度値、方位値及び距離値を用いて　’４初
的”−−決定される。
本発明のシステムは非常に低い高度での航行にも適用さ
れ得、その際広視野像は選択された選択機能の強化に用
いられ、またレーザ測距儀は、最大運動範囲で鉛直面内
を連続的に走査することにより航空機と障害物との間隔
を連続的に測定するのに用いられ得る。
プロセッサ１５は通常の種類のイメージプロセッサであ
る。プロセッサ１５を、先に述べたイメージ処理を行な
うようにプログラムすることは当業者には可能である。
狭視野像を抽出及び補間し、広視野像内の狭視野像の中
心の座標から高度及び方位を計算し、かつ当該点までの
距離測定及び当該点の追跡を実行するイメージ処理は通
常の処理方法で実施される。
【図面の簡単な説明】
第１図は航空機の胴体内に組み込まれた本発明によるシ
ステムの一例の概略的説明図、第２図は第１図に示した
例の構成を示すブロック線図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）焦点距離固定型の広視野赤外線カメラと、広視野
    像を表示する第１の表示手段と を含み、 広視野像の一部であり、その倍率及び広視野像内での位
    置が調節可能である狭視野像を表す信号を発生する手段
    を含むイメージ処理手段、 狭視野像の倍率及び広視野像内での位置の手動調節手段
    、及び 狭視野像を表示する第２の表示手段 も含む、空中攻撃及び航行任務を補佐するオプトエレク
    トロニクスシステム。
  2. （２）イメージ処理手段が、狭視野像の中心に視認され
    る当該点の高度及び方位を手動調節手段によって調節さ
    れた位置との関連で決定する手段を含むことを特徴とす
    る請求項１に記載のシステム。
  3. （３）システムと当該点との間隔の測定のために、レー
    ザ測距儀、及び レーザ測距儀の照準線をイメージ処理手段によつて決定
    された高度及び方位との関連でサーボ制御する、赤外線
    カメラの視野全体をカバーする運動範囲を有する照準装
    置 を含むことを特徴とする請求項２に記載のシステム。
  4. （４）当該点の表示を安定化し、かつ測距儀の照準線を
    当該点上に安定化するべく、イメージ処理手段が当該点
    を広視野像内で追跡する手段をも含むことを特徴とする
    請求項３に記載のシステム。
JP2341190A 1989-12-01 1990-11-30 空中攻撃及び航行任務を補佐するオプトエレクトロニクスシステム Pending JPH03213498A (ja)

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EP (1) EP0432014B1 (ja)
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DE (1) DE69018391D1 (ja)
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