(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠隔の目標に対しレーザ照射により固有の識別可能な熱パターンを加熱転写し、この熱パターンを赤外線撮像して識別処理し、同時に前記レーザ照射と同軸上で短パルスのレーザ光を同目標に対し照射し、そのレーザ光の反射光を受光することで熱パターンの測距を行いその座標を特定し、前記識別処理した熱パターンの画像情報及び短パルスのレーザ光で得た座標情報に基づいて遠隔の目標に誘導させることを特徴とする座標情報を用いた飛しょう体のアクティブ赤外線画像誘導方法。
【請求項２】
遠隔の目標に対し固有の識別可能な熱パターンをレーザ照射による加熱により転写する熱パターンレーザ転写装置と、レーザ照射により加熱転写された熱パターンを赤外線撮像し識別処理する赤外線熱パターン識別処理装置と、前記レーザ照射と同軸上で同時に目標に照射した短パルスのレーザ光の反射光を受光することで熱パターンの測距を行いその座標を特定するレーザ測距装置と、識別処理した熱パターンの画像情報と熱パターンの座標情報に基づいて飛しょう体を遠隔の目標に誘導させる識別情報設定装置とより成る座標情報を用いた飛しょう体のアクティブ赤外線画像誘導装置。
【請求項３】
請求項２記載の座標情報を用いた飛しょう体のアクティブ赤外線画像誘導装置において、熱パターンレーザ転写装置が、連続波を発振する高出力レーザとビーム合成装置中のレーザ走査機構とレーザ送光光学系とより成り、熱パターン識別処理装置が赤外線撮像装置と画像処理装置とより成るものであることを特徴とする座標情報を用いた飛しょう体のアクティブ赤外線画像誘導装置。
【請求項４】
請求項２記載の座標情報を用いた飛しょう体のアクティブ赤外線画像誘導装置において、レーザ測距装置が、短パルス波を発振する短パルスレーザとビーム合成装置中のレーザ走査機構及びレーザ送光光学系を通して目標に照射した短パルスレーザの短パルス波のレーザ光の反射光を受光するレーザ受光光学系とレーザ受光回路とレーザ測距機とより成るものであることを特徴とする座標情報を用いた飛しょう体のアクティブ赤外線画像誘導装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱源目標の特定部位のみならず、非熱源／低赤外線放射目標（未稼動車両、構造物や赤外線での検知を低減する技術による低赤外線放射物体等）に対しても、赤外線誘導の飛しょう体を誘導することを可能とする座標情報を用いた飛しょう体のアクティブ赤外線画像誘導方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の赤外線画像誘導は、目標の熱源による赤外線輻射に依存するパッシブ赤外線画像誘導であり、夜間使用が可能で、複雑な背景内における高い目標識別性能、高い誘導精度を達成できるため、今日多くの誘導飛しょう体などに採用されている優れた誘導方式である。
【０００３】
然し乍ら、パッシブ赤外線画像誘導は、目標の赤外線放射に依存した誘導方式であるため、非熱源目標（未稼動車両、構造物、赤外線での検知を低減する技術による低赤外線放射物体等）への適用は困難である。また、複雑な背景内におけるある低赤外線放射目標に対する識別や高精度誘導には限界がある。これらを解決する方式の一つにレーザを目標に命中するまで照射し続け、誘導飛しょう体はその反射光に誘導される（レーザ・セミアクティブ）方式があるが、レーザ照射が相手側から発見され、逆に目標とされ易く、相手側からの反撃を回避するにも大きな制限が生じるという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、瞬時に目標に識別用の持続する熱パターンを加熱転写することにより、熱源目標への赤外線誘導による飛しょう体の誘導精度をより一層高めると共に、非熱源目標や低赤外線放射目標に対しても熱源目標と同様の高い誘導精度を得ることができ、また、一度転写された熱パターンは数分から数十分間持続することにより、命中までレーザを目標に照射し続ける必要がなく、かつ加熱転写後ある程度時間が経過した後でも余裕をもって赤外線誘導を行って当初狙った特定の目標位置に正確に飛しょう体を命中させることができ、さらに同時に多数の混在した目標に対しても持続する熱パターンにより容易に特定の目標を識別が可能で赤外線誘導による飛しょう体の誘導を可能ならしめることができる座標情報を用いた飛しょう体のアクティブ赤外線画像誘導方法及びその装置を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明による座標情報を用いた飛しょう体のアクティブ赤外線画像誘導方法は、遠隔の目標に対しレーザ照射により固有の識別可能な熱パターンを加熱転写し、この熱パターンを赤外線撮像して識別処理し、同時に前記レーザ照射と同軸上で短パルスのレーザ光を同目標に対し照射し、そのレーザ光の反射光を受光することで熱パターンの測距を行いその座標を特定し、前記識別処理した熱パターンの画像情報及び短パルスのレーザ光で得た座標情報に基づいて遠隔の目標に誘導させることを特徴とするものである。
【０００６】
本発明による座標情報を用いた飛しょう体のアクティブ赤外線画像誘導方法を実施するためのアクティブ赤外線画像誘導装置は、遠隔の目標に対し固有の識別可能な熱パターンをレーザ照射による加熱により転写する熱パターンレーザ転写装置と、レーザ照射により加熱転写された熱パターンを赤外線撮像し識別処理する赤外線熱パターン識別処理装置と、前記レーザ照射と同軸上で同時に目標に照射した短パルスのレーザ光の反射光を受光することで熱パターンの測距を行いその座標を特定するレーザ測距装置と、識別処理した熱パターンの画像情報と熱パターンの座標情報に基づいて飛しょう体を遠隔の目標に誘導させる識別情報設定装置とより成るものである。
【０００７】
上記のアクティブ赤外線画像誘導装置において、熱パターンレーザ転写装置は、連続波を発振する高出力レーザとビーム合成装置中のレーザ走査機構とレーザ送光光学系とより成り、熱パターン識別処理装置は赤外線撮像装置と画像処理装置とより成るものが好ましい。
【０００８】
また、上記のアクティブ赤外線画像誘導装置において、レーザ測距装置は、短パルス波を発振する短パルスレーザとビーム合成装置中のレーザ走査機構及びレーザ送光光学系を通して目標に照射した短パルスレーザの短パルス波のレーザ光の反射光を受光するレーザ受光光学系とレーザ受光回路とレーザ測距機とより成るものが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明による座標情報を用いた飛しょう体のアクティブ赤外線画像誘導方法及びその装置の実施形態を説明する。先ず、アクティブ赤外線画像誘導方法を行うための装置を図１によって説明すると、１は遠隔の低赤外線放射目標例えば赤外線での検知を低減した移動体Ｔに対し熱パターンを加熱転写するためにレーザ照射する熱パターンレーザ転写装置で、この熱パターンレーザ転写装置１は、ＣＯ2 レーザ、ＹＡＧレーザ、ヨウ素レーザなどのいずれかの高出力レーザ２と、ビーム合成装置３のレーザ走査機構４と、レーザ送光光学系５とより成る。６はレーザ光の照射により目標に加熱転写された熱パターンを赤外線撮像し識別処理する赤外線熱パターン識別処理装置で、この赤外線熱パターン識別処理装置６は、赤外線撮像装置７と画像処理装置８とより成る。９は前記高出力のレーザ光の照射と同軸上で同時に低赤外線放射目標である赤外線での検知を低減した移動体Ｔに照射した短パルスのレーザ光の反射光を受光して熱パターンの測距を行い座標を特定するレーザ測距装置で、このレーザ測距装置９は、短パルス波を発振する短パルスレーザ１０と、前記ビーム合成装置３中のレーザ走査機構４及びレーザ送光光学系５を通して低赤外線放射目標である赤外線での検知を低減した移動体Ｔに照射した短パルスレーザ１０の短パルス波のレーザ光の反射光を受光するレーザ受光光学系１１と、レーザ受光回路１２と、レーザ測距機１３とより成る。前記ビーム合成装置３は図２に示すように高出力レーザ２と短パルスレーザ１０のレーザ光を同軸上で低赤外線放射目標に照射するためのもので、そのビーム合成装置３のレーザ走査機構４は、高出力レーザ２が発振する熱パターン転写用連続波のレーザ光を焦点調整用レンズ１４でレーザビーム径を調整し、また短パルスレーザ１０が発振する測距用短パルス波のレーザ光を反射ミラー１５で直角に反射させ焦点調整用レンズ１６でレーザビーム径を調整するものであり、レーザ送光光学系５は、焦点調整用レンズ１４でレーザビーム径を調整した熱パターン転写用連続波のレーザ光をダイクロイックミラー１７で直角に反射させ、出射レンズ１８を通して低赤外線放射目標に照射させ、また焦点調整用レンズ１６でレーザビーム径を調整した測距用短パルス波のレーザ光をダイクロイックミラー１７を透過させ、出射レンズ１８を通して低赤外線放射目標に照射させるものである。上記ダイクロイックミラー１７は、特定の波長Ａ、本例では短パルスレーザ１０のレーザ光を透過し、特定の波長Ｂ、本例では高出力レーザ２のレーザ光を反射させるものである。図１において、１９は識別処理した低赤外線放射目標の熱パターンの画像情報と熱パターンの座標情報を飛しょう体Ｍ1 に発射直前に初期設定するか、あるいは飛しょう中に伝達し、飛しょう体Ｍ1 を遠隔の低赤外線放射目標（本例においては赤外線での検知を低減した移動体Ｔ）を識別させるための識別情報設定装置である。
【００１０】
上記した図１に示すアクティブ赤外線画像誘導装置により飛しょう体Ｍ1 を遠隔（約１km〜５km）の赤外線での検知を低減する技術による低赤外線放射物体である赤外線での検知を低減した移動体Ｔに誘導する方法について説明すると、高出力レーザ２から図２に示すように熱パターン転写用連続波のレーザ光を発振し、レーザ走査機構４の焦点調整用レンズ１４でレーザビーム径を調整し、レーザ送光光学系５のダイクロイックミラー１７で直角に反射させ、出射レンズ１８を通して赤外線での検知を低減した移動体Ｔに対しレーザ光を照射して熱パターンを加熱転写する。そして、この熱パターンを赤外線熱パターン識別処理装置６により識別処理し、即ち赤外線撮像装置７により熱パターンを撮像し、画像処理装置８により識別処理する。同時にレーザ測距装置９の短パルスレーザ１０から図２に示すように測距用短パルス波のレーザ光を発振し、レーザ走査機構４の反射ミラー１５で直角に反射させ、レーザ送光光学系５の焦点調整用レンズ１６でレーザビーム径を調整し、ダイクロイックミラー１７を透過させ、出射レンズ１８を通して赤外線での検知を低減した移動体Ｔの熱パターンに対しレーザ光を照射する。そして、このレーザ光の反射光をレーザ測距装置９のレーザ受光光学系１１で受光し、レーザ受光回路１２でレーザ光のパルス信号を処理し、レーザ測距機１３で赤外線での検知を低減した移動体Ｔの熱パターンの測距を行い、座標を特定する。この熱パターンの座標の特定は、車両の局所平面に対してなされる。即ち、図３に示す熱転写座標において、計測データは下記の通りである。
【００１１】
【数１】
0003685406.tif 000002
【００１２】
そして目標位置、目標速度成分、目標速度は次の通りである。
【００１３】
【数２】
0003685406.tif 000003
【００１４】
然して上記局所平面に対して特定された熱パターンの座標は、図４に緯度、経度でもって示す熱パターン座標に変換される。この変換された熱パターン座標の緯度、経度は、次の通りである。
【００１５】
【数３】
0003685406.tif 000004
【００１６】
上記のように識別処理した熱パターンの画像情報と熱パターンの座標情報を識別情報設定装置１９に入れ、ここから飛しょう体Ｍ1 の発射直前に初期設定するか、あるいは飛しょう中に伝達することにより、飛しょう体Ｍ1 を熱パターンの画像情報と熱パターンの座標情報に基づいて遠隔の非低赤外線放射目標である赤外線での検知を低減した移動体Ｔに誘導させる。
【００１７】
上記のアクティブ赤外線画像誘導方法は、１つの低赤外線放射目標である赤外線での検知を低減した移動体Ｔに飛しょう体Ｍ1 を誘導する場合であるが、図５に示す遠隔（約１km〜５km）の多数の非熱源／低赤外線放射目標である赤外線での検知を低減した移動体Ｔ、コンクリート構造物Ｃ、橋梁Ｂに飛しょう体Ｍ1 、Ｍ2 、Ｍ3 を誘導する場合は、高出力レーザ２から連続的に熱パターン転写用連続波のレーザ光を発振し、レーザ走査機構４により前記のようにレーザビーム径を調整し、レーザ送光光学系５を通して多数の目標である赤外線での検知を低減した移動体Ｔ、コンクリート構造物Ｃ、橋梁Ｂに対し、連続的に前記のようにレーザ光を照射し、夫々に熱パターンを加熱転写する。そして、この各熱パターンを赤外線熱パターン識別処理装置６により前記のように識別処理する。同時にレーザ測距装置９の短パルスレーザ１０から測距用短パルス波のレーザ光を発振し、前記のようにレーザ走査機構４、レーザ送光光学系５を通して多数の目標である赤外線での検知を低減した移動体Ｔ、コンクリート構造物Ｃ、橋梁Ｂの熱パターンに対し夫々測距用短パルス波のレーザ光を連続的に照射する。そして、各熱パターンに照射したレーザ光の反射光をレーザ測距装置９のレーザ受光光学系１１で受光し、レーザ受光回路１２でレーザ光のパルス信号を処理し、レーザ測距機１３で赤外線での検知を低減した移動体Ｔ、コンクリート構造物Ｃ、橋梁Ｂの熱パターンの測距を行い、前記のように各熱パターンの座標を特定する。然る後、識別処理した各熱パターンの画像情報と各熱パターンの座標情報を識別情報設定装置１９に入れ、ここから各飛しょう体Ｍ1 、Ｍ2 、Ｍ3 に伝達し、各々の飛しょう体Ｍ1 、Ｍ2 、Ｍ3 を夫々の熱パターンの画像情報と夫々の熱パターンの座標情報に基づいて一斉に所定の非熱源／低赤外線放射目標である赤外線での検知を低減した移動体Ｔ、コンクリート構造物Ｃ、橋梁Ｂに個別に誘導させる。
【００１８】
【発明の効果】
以上の説明で判るように本発明による座標情報を用いた飛しょう体のアクティブ赤外線画像誘導方法は、遠隔の目標に高出力レーザにより熱パターンを加熱転写し、この熱パターンを赤外線撮像して識別処理し、同時に前記レーザ照射と同軸上で遠隔の目標に対し短パルスレーザのレーザ光を同目標に対し照射し、そのレーザ光の反射光を受光することで熱パターンの測距を行って座標を特定し、前記識別処理した熱パターンの画像情報と熱パターンの座標情報に基づいて飛しょう体を遠隔の目標に誘導させるのであるから、遠隔の目標への赤外線誘導による飛しょう体の誘導精度をより一層高めることができると共に、非熱源／低赤外線放射目標でも赤外線誘導による飛しょう体の高い誘導精度を得ることができ、また、一度転写された熱パターンは数分から数十分間持続することにより、ある程度時間に余裕をもって非熱源／低赤外線放射目標に加熱転写した熱パターンの画像情報と熱パターンの座標情報により当初狙った特定の目標位置に正確に命中させることができ、さらに、同時に多数の目標に対しても飛しょう体の誘導が可能となる。
【００１９】
また、本発明による座標情報を用いた飛しょう体のアクティブ赤外線画像誘導装置によれば、上記の優れたアクティブ赤外線画像誘導方法を円滑、確実に且つ容易に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の飛しょう体のアクティブ赤外線画像誘導装置により１つの低赤外線放射目標に対する飛しょう体のアクティブ赤外線画像誘導方法を示す概略図である。
【図２】図１のアクティブ赤外線画像誘導装置におけるビーム合成装置の概念図である。
【図３】目標に対する熱パターンの局所平面における熱パターン座標を示す図である。
【図４】図３の熱パターン座標を変換して緯度、経度を表わす熱パターン座標とした図である。
【図５】本発明の飛しょう体のアクティブ赤外線画像誘導装置により多数の非熱源／低赤外線放射目標に対する飛しょう体のアクティブ赤外線画像誘導方法を示す概略図である。
【符号の説明】
１  熱パターンレーザ転写装置
２  高出力レーザ
３  ビーム合成装置
４  レーザ走査機構
５  レーザ送光光学系
６  赤外線熱パターン識別処理装置
７  赤外線撮像装置
８  画像処理装置
９  レーザ測距装置
１０  短パルスレーザ
１１  レーザ受光光学系
１２  レーザ受光回路
１３  レーザ測距機
１４  焦点調整用レンズ
１５  反射ミラー
１６  焦点調整用レンズ
１７  ダイクロイックミラー
１８  出射レンズ
１９  識別情報設定装置
Ｔ  低赤外線放射目標（赤外線での検知を低減した移動体）
Ｃ  非熱源目標（コンクリート構造物）
Ｂ  非熱源目標（橋梁）
Ｍ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3   飛しょう体
【図１】
0003685406.tif 000005
【図２】
0003685406.tif 000006
【図３】
0003685406.tif 000007
【図４】
0003685406.tif 000008
【図５】
0003685406.tif 000009