(57)【要約】  自局位置情報取得器（８）と対向局位置情報取得器（１４）とで取得した自局（１）と対向局（２）との位置情報を用いて、位置情報による指向角度生成器（１５）にて算出した第一指向手段（３）の位置情報による目標角度を、換算器（１６）にて、運動学を適用して、第一指向手段の運動学を用いた目標角度に換算した後、該目標角度から第一指向手段（３）の位置情報による目標角度を減算して得られる目標誤差角度を積算器（１７）にて積算し、さらに、積算した目標誤差角度を加算器（１８）にて第一指向手段（３）の前記位置情報による目標角度に加算して、第二指向手段（４）の指向角度誤差を除去することが可能な第一指向手段（３）の協調制御時の目標角度として出力する。これにより、第一指向手段の指向角度を第一指向手段の目標角度に確実に到達させ、第二指向手段の指向角度誤差を確実にキャンセルすることが可能な協調制御装置を提供する。
2014016989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向局からの光信号の受信用に用いる指向手段として備えた第一指向手段と第二指向手段との二つの指向手段を協調させて制御する協調制御装置であって、
自局と前記対向局との位置情報あるいは該位置情報および自局と前記対向局との姿勢情報の双方を取得する位置情報取得手段と、
前記位置情報取得手段が取得した前記自局と前記対向局との位置情報あるいは該位置情報および自局と前記対向局との姿勢情報の双方を用いて、前記第一指向手段の位置情報による目標角度を算出する指向角度生成手段と、
前記第二指向手段の指向角度誤差に運動学を適用することによって、前記指向角度生成手段により算出した前記第一指向手段の前記位置情報による目標角度を、前記第二指向手段の指向角度誤差を除去するための前記第一指向手段の運動学を用いた目標角度に換算する換算手段と、
前記換算手段により換算された前記第一指向手段の前記運動学を用いた目標角度から前記第一指向手段の前記位置情報による目標角度を減算して得られる前記第一指向手段の目標誤差角度を積算する積算手段と、
前記積算手段が積算した前記第一指向手段の前記目標誤差角度を、前記第一指向手段の前記位置情報による目標角度に加算して、前記第二指向手段の指向角度誤差を除去することが可能な前記第一指向手段の協調制御時の目標角度として出力する加算手段と、
を備えている協調制御装置。
【請求項２】
前記積算手段は、あらかじめ定めた周期の演算周期毎に前記積算手段により前記第一指向手段の前記目標誤差角度の積算動作を実施することを特徴とする請求項１に記載の協調制御装置。
【請求項３】
前記第一指向手段の指向角度が、前記第一指向手段の前記協調制御時の目標角度に到達するまでの間、前記積算手段における積算動作を停止することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の協調制御装置。
【請求項４】
前記第一指向手段および前記第二指向手段の回転軸は、２軸以上の複数軸からなり、前記換算手段において、前記第一指向手段および前記第二指向手段の二つの指向手段のうち、前記指向角度誤差を除去しようとする前記第二指向手段の複数軸それぞれの指向角度誤差を、前記第一指向手段の複数軸それぞれの指向角度誤差に運動学的定式化により換算することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の協調制御装置。
【請求項５】
前記指向手段が、前記第一指向手段、前記第二指向手段の二つの指向手段ではなく、３つ以上の複数の指向手段からなり、前記換算手段において、前記複数の指向手段のうち、前記指向角度誤差を除去しようとする指向手段の指向角度誤差を残りの指向手段それぞれの指向角度誤差に運動学的定式化により換算することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の協調制御装置。
【請求項６】
対向局からの光信号の受信用に用いる指向手段として備えた第一指向手段と第二指向手段との二つの指向手段を協調させて制御する協調制御方法であって、
自局と前記対向局との位置情報あるいは該位置情報および自局と前記対向局との姿勢情報の双方を取得する位置情報取得ステップと、
前記位置情報取得ステップが取得した前記自局と前記対向局との位置情報あるいは該位置情報および自局と前記対向局との姿勢情報の双方を用いて、前記第一指向手段の位置情報による目標角度を算出する指向角度生成ステップと、
前記第二指向手段の指向角度誤差に運動学を適用することによって、前記指向角度生成ステップにより算出した前記第一指向手段の前記位置情報による目標角度を、前記第二指向手段の指向角度誤差を除去するための前記第一指向手段の運動学を用いた目標角度に換算する換算ステップと、
前記換算ステップにより換算された前記第一指向手段の前記運動学を用いた目標角度から前記第一指向手段の前記位置情報による目標角度を減算して得られる前記第一指向手段の目標誤差角度を積算する積算ステップと、
前記積算ステップが積算した前記第一指向手段の前記目標誤差角度を、前記第一指向手段の前記位置情報による目標角度に加算して、前記第二指向手段の指向角度誤差を除去することが可能な前記第一指向手段の協調制御時の目標角度として出力する加算ステップと、
を有している協調制御方法。
【請求項７】
前記積算ステップは、あらかじめ定めた周期の演算周期毎に前記積算ステップにより前記第一指向手段の前記目標誤差角度の積算動作を実施することを特徴とする請求項６に記載の協調制御方法。
【請求項８】
前記第一指向手段の指向角度が、前記第一指向手段の前記協調制御時の目標角度に到達するまでの間、前記積算ステップにおける積算動作を停止することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の協調制御方法。
【請求項９】
前記指向手段が、前記第一指向手段、前記第二指向手段の二つの指向手段ではなく、３つ以上の複数の指向手段からなり、前記換算ステップにおいて、前記複数の指向手段のうち、前記指向角度誤差を除去しようとする指向手段の指向角度誤差を残りの指向手段それぞれの指向角度誤差に運動学的定式化により換算することを特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれかに記載の協調制御方法。
【請求項１０】
請求項６ないし請求項９のいずれかに記載の協調制御方法を、コンピュータによって実行可能なプログラムとして実施していることを特徴とする協調制御プログラムが格納された記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、協調制御装置、協調制御方法および協調制御プログラムに関し、特に、対向局からの光信号の受信用に用いる二つの指向手段において、第二指向手段の指向角度誤差に運動学を適用して求められる第一指向手段の指向角度誤差を演算周期毎に順次積算した積算結果を用いることにより、第一指向手段の指向角度が該第一指向手段の目標角度に到達することができ、第二指向手段の指向角度誤差をキャンセルすることが可能な協調制御装置、協調制御方法および協調制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１の"光空間通信における機上搭載追尾制御系の協調制御アルゴリズム"（清水大晃ら、第４９回飛行機シンポジウム）に記載された関連技術においては、対向局と光空間通信を行う際に、対向局からの光信号を追尾して受光することを可能にする指向手段として、第一指向手段（例えばジンバル）と該第一指向手段上に精追尾用として設置した第二指向手段（例えばＦＰＭ：Fine  Pointing  Mechanism（精追尾機構））との二つの指向手段を備えている。ここで、第二指向手段の指向角度誤差αと第一指向手段の指向角度θｇ、目標角度θ'ｇとの間には、次の式（１）の運動学的／幾何学的変換式に示す関係が成立する。【０００３】
【数１】
2014016989.tif 000003
なお、式（１）には、簡素化のために、１軸のみについて示している。ここで、
α：第二指向手段指向角度誤差
θｇ：対向局と自局との位置情報（例えば、ＧＰＳ（Global  Positioning  System）により測位した位置情報）から求められる第一指向手段指向角度
θ'ｇ：第二指向手段指向角度誤差αを第一指向手段指向角度誤差に運動学的に換算したものに対して第一指向手段指向角度θｇを加算して得られる第一指向手段目標角度【０００４】
ここで、前記非特許文献１においては、第二指向手段の指向角度誤差αを、式（１）を用いて、第一指向手段の指向角度誤差（θ'ｇ−θｇ）に換算して、第一指向手段の指向角度をθｇから目標角度θ'ｇに制御することによって、第二指向手段の指向角度誤差αをキャンセルすることができるものとしている。なお、式（１）は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）のあらかじめ定めた演算周期毎に計算される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】清水大晃ら（日本電気株式会社）、"光空間通信における機上搭載追尾制御系の協調制御アルゴリズム"、第４９回飛行機シンポジウム、平成２３年１０月。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記非特許文献１に記載の技術は、図５の実線ｌ１にて示すように、第一指向手段の指向角度をθｇから第一指向手段の目標角度のθ'ｇに向けて回転させ始めると、同時に、図５の長破線ｌ２にて示すように、第二指向手段の指向角度誤差αも解消し始めてしまう。その結果、図５の短破線ｌ３にて示すように、式（１）により、第一指向手段の目標角度が変化して、θ'ｇからθ"ｇに変わってしまう。このため、第一指向手段の指向角度は、当初の目標角度であったθ'ｇには到達することができず、θ"ｇまで回転した状態で落ち着いてしまうことになる。また、第二指向手段の指向角度の誤差についてもαから'０'になってキャンセルされることはなく、α"になってしまう。したがって、第二指向手段の指向角度の誤差αをキャンセルすることができないという問題が生じてしまう。図５は、前記非特許文献１に記載の従来の技術の課題を説明するための説明図であり、説明を簡素化するために、
α＝θ'ｇ−θｇ
として説明している。 【０００７】
（本発明の目的）
本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたものであり、光信号の受信用に用いる二つの指向手段において、第一指向手段の指向角度を第一指向手段の目標角度に確実に到達させ、第二指向手段の指向角度誤差を確実にキャンセルすることが可能な協調制御装置、協調制御方法および協調制御プログラムを提供することを、その目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述の課題を解決するため、本発明による協調制御装置、協調制御方法および協調制御プログラムは、主に、次のような特徴的な構成を採用している。【０００９】
（１）本発明による協調制御装置は、対向局からの光信号の受信用に用いる指向手段として備えた第一指向手段と第二指向手段との二つの指向手段を協調させて制御する協調制御装置であって、
自局と前記対向局との位置情報あるいは該位置情報および自局と前記対向局との姿勢情報の双方を取得する位置情報取得手段と、
前記位置情報取得手段が取得した前記自局と前記対向局との位置情報あるいは該位置情報および自局と前記対向局との姿勢情報の双方を用いて、前記第一指向手段の位置情報による目標角度を算出する指向角度生成手段と、
前記第二指向手段の指向角度誤差に運動学を適用することによって、前記指向角度生成手段により算出した前記第一指向手段の前記位置情報による目標角度を、前記第二指向手段の指向角度誤差を除去するための前記第一指向手段の運動学を用いた目標角度に換算する換算手段と、
を少なくとも備えた協調制御装置において、
前記換算手段により換算された前記第一指向手段の前記運動学を用いた目標角度から前記第一指向手段の前記位置情報による目標角度を減算して得られる前記第一指向手段の目標誤差角度を積算する積算手段と、
前記積算手段が積算した前記第一指向手段の前記目標誤差角度を、前記第一指向手段の前記位置情報による目標角度に加算して、前記第二指向手段の指向角度誤差を除去することが可能な前記第一指向手段の協調制御時の目標角度として出力する加算手段と、
をさらに備えていることを特徴とする。【００１０】
（２）本発明による協調制御方法は、対向局からの光信号の受信用に用いる指向手段として備えた第一指向手段と第二指向手段との二つの指向手段を協調させて制御する協調制御方法であって、
自局と前記対向局との位置情報あるいは該位置情報および自局と前記対向局との姿勢情報の双方を取得する位置情報取得ステップと、
前記位置情報取得ステップが取得した前記自局と前記対向局との位置情報あるいは該位置情報および自局と前記対向局との姿勢情報の双方を用いて、前記第一指向手段の位置情報による目標角度を算出する指向角度生成ステップと、
前記第二指向手段の指向角度誤差に運動学を適用することによって、前記指向角度生成ステップにより算出した前記第一指向手段の前記位置情報による目標角度を、前記第二指向手段の指向角度誤差を除去するための前記第一指向手段の運動学を用いた目標角度に換算する換算ステップと、
を少なくとも有する協調制御方法において、
前記換算ステップにより換算された前記第一指向手段の前記運動学を用いた目標角度から前記第一指向手段の前記位置情報による目標角度を減算して得られる前記第一指向手段の目標誤差角度を積算する積算ステップと、
前記積算ステップが積算した前記第一指向手段の前記目標誤差角度を、前記第一指向手段の前記位置情報による目標角度に加算して、前記第二指向手段の指向角度誤差を除去することが可能な前記第一指向手段の協調制御時の目標角度として出力する加算ステップと、
をさらに有していることを特徴とする。【００１１】
（３）本発明による協調制御プログラムは、少なくとも前記（２）に記載の協調制御方法を、コンピュータによって実行可能なプログラムとして実施していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の協調制御装置、協調制御方法および協調制御プログラムによれば、以下のような効果を奏することができる。【００１３】
すなわち、対向局からの光信号の受信用に用いる指向手段として備えた第一指向手段と第二指向手段との二つの指向手段において、第二指向手段の指向角度誤差に運動学を適用して第一指向手段の指向角度誤差を求め、さらに、求められた第一指向手段の指向角度誤差を目標誤差角度として積算した結果を用いることによって、第一指向手段の目標角度を算出することにしているので、第一指向手段の指向角度を第一指向手段の目標角度に確実に到達させることが可能となり、第二指向手段の指向角度誤差を確実にキャンセルすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る協調制御装置のブロック構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図１の協調制御装置における協調制御時の目標角度の演算動作の一例を説明するための演算フローチャートである。
【図３】図１の協調制御装置の積算器における積算の効果を説明するための説明図である。
【図４Ａ】図１の協調制御装置の積算器における積算動作に対する演算周期の変化による影響の一例を説明するための説明図であり、図３の説明図の演算周期の（１／２）に半減した演算周期に設定した場合の動作を示す。
【図４Ｂ】図１の協調制御装置の積算器における積算動作に対する演算周期の変化による影響の一例を説明するための説明図であり、図３の説明図の演算周期と同一の演算周期に設定した場合の動作を示す。
【図５】従来の技術の課題を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明による協調制御装置、協調制御方法および協調制御プログラムの好適な実施形態について添付図を参照して説明する。なお、以下の説明においては、本発明による協調制御装置および協調制御方法について説明するが、かかる協調制御方法をコンピュータにより実行可能な協調制御プログラムとして実施するようにしても良いし、あるいは、協調制御プログラムをコンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録するようにしても良いことは言うまでもない。
【００１６】
（本発明の特徴）
本発明の実施形態の説明に先立って、本発明の特徴についてその概要をまず説明する。本発明は、対向局と光空間通信を行う際に、前記非特許文献１の場合と同様に、対向局からの光信号を追尾して受光することを可能にする指向手段として、第一指向手段（例えばジンバル）と該第一指向手段上に精追尾用として設置した第二指向手段（例えばＦＰＭ：Fine  Pointing  Mechanism（精追尾機構））との二つの指向手段を備えている。ここで、本発明は、前記非特許文献１とは異なり、第二指向手段の指向角度誤差に運動学を適用して第一指向手段の指向角度誤差を求め、さらに、求められた第一指向手段の指向角度誤差を積算した結果を用いて、第一指向手段の目標角度を算出することによって、第一指向手段の指向角度を第一指向手段の目標角度に到達させることを可能にすることを主要な特徴としている。
【００１７】
より具体的には、本発明は次のような仕組みを採用している。まず、自局と対向局との位置情報を用いて、第一指向手段の位置情報による目標角度を算出して、さらに、算出した第一指向手段の位置情報による目標角度を、運動学を適用して、第二指向手段の指向角度誤差を除去するための第一指向手段の運動学を用いた目標角度に換算する。
【００１８】
しかる後、換算した第一指向手段の運動学を用いた目標角度から第一指向手段の位置情報による目標角度を減算した第一指向手段の目標誤差角度を演算周期毎に順次積算していく。
【００１９】
さらに、前記演算周期毎に積算した目標誤差角度の積算結果に、第一指向手段の位置情報による目標角度を加算することによって、第二指向手段の指向角度誤差を除去することが可能な第一指向手段の協調制御時の目標角度として出力するという動作を行うことを主要な特徴としている。
【００２０】
而して、第二指向手段の指向角度誤差を確実にキャンセルすることができるという効果を奏することが可能になる。
【００２１】
（実施形態の構成例）
次に、本発明による協調制御装置の実施形態についてその構成例を図１のブロック図を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る協調制御装置のブロック構成の一例を示すブロック図である。図１に示す協調制御装置１００は、自局１と対向局２との間で光空間通信を行う場合を例にとって説明しており、対向局２側の協調制御装置１００のブロック構成については、以下の説明において必要とするブロックのみを記載し、他のブロックについては記載を省略して示している。
【００２２】
図１の自局１側に示すように、協調制御装置１００は、第一指向手段３、第二指向手段４、第一指向手段角度センサ５、第二指向手段角度センサ６、受光センサ７、自局位置情報取得器８、第二制御器９、第二ドライバ１０、第一制御器１１、第一ドライバ１２、レーザ発生器１３、対向局位置情報取得器１４、位置情報による指向角度生成器１５、換算器１６、積算器１７、および、加算器１８を少なくとも含んで構成されている。つまり、協調制御装置１００は、対向局２と光空間通信を行う際に、対向局２のレーザ発生器１３からの光信号を追尾して受光することを可能にする指向手段として、第一指向手段３（例えばジンバル等の粗制御用の指向手段）と該第一指向手段３上に精追尾用として設置した第二指向手段４（例えばＦＰＭ：Fine  Pointing  Mechanism（精追尾機構）等の精制御用の指向手段）との二つの指向手段を備え、位置情報による指向角度生成器１５と積算器１７と加算器１８との演算結果を用いて第一指向手段３と第二指向手段４とを協調させて制御するように構成されている。
【００２３】
第二指向手段４は、対向局２側のレーザ発生器１３が発生した光通信用の光を受光するミラーを２軸に回転させる手段であり、第一指向手段３は、第二指向手段４をさらに２軸に回転させる手段である。第一指向手段角度センサ５は、第一指向手段３の回転角度を検出する手段であり、例えばレゾルバを用いて構成される。ここで、第一指向手段角度センサ５が検出した第一指向手段３の回転角度は、第一制御器１１に第一指向手段３の現在角度として入力される。また、第二指向手段角度センサ６は、第二指向手段４におけるミラーの傾き（回転角度）を直接検出する手段であり、第二指向手段４に取り付けられている。
【００２４】
自局位置情報取得器８は、自局１の位置情報（例えば、ＧＰＳ（Global  Positioning  System）による位置情報）を取得する手段である。対向局位置情報取得器１４は、自局１側において自局位置情報取得器８により取得された自局１側の位置情報を対向局位置情報として対向局２に送信する手段である。対向局２側の対向局位置情報取得器１４においても同様に対向局２の位置情報を対向局位置情報として自局１に送信してくる。位置情報による指向角度生成器１５は、対向局２側の対向局位置情報取得器１４から取得した対向局位置情報と自局位置情報取得器８にて取得した自局位置情報とを用いて、第一指向手段３の位置情報による目標角度を生成する手段である。
【００２５】
第一制御器１１は、位置情報による指向角度生成器１５から加算器１８をスルーして出力されてきた第一指向手段３の位置情報による目標角度、または、加算器１８により第一指向手段３の位置情報による目標角度と積算器１７からの積算結果とを加算して得られる第一指向手段３の運動学を用いた目標角度と、第一指向手段角度センサ５にて検出された角度（現在角度とする）とから、位相補償を施して、第一指向手段３の制御信号を生成し、第一ドライバ１２を経由して、第一指向手段３に出力して、第一指向手段３を目標角度に指向させるための手段である。この結果、対向局２側のレーザ発生器１３から発生された光通信用の光は、第二指向手段４のミラーに入射して、反射され、受光センサ７（例えば、４分割受光素子）に導かれることになる。
【００２６】
また、第二制御器９は、第二指向手段４の目標角度を０度とし、受光センサ７の出力かまたは第二指向手段角度センサ６の出力かのいずれかを選択して、第二指向手段４の指向角度誤差である現在角度を生成し、第二指向手段４の目標角度と第二指向手段４の現在角度とから、位相補償を施して、第二指向手段４の制御信号を生成し、第二ドライバ１０を経由して、第二指向手段４に出力して、第二指向手段４を目標角度（この場合、０度）に指向させるための手段である。
【００２７】
また、換算器１６は、第二指向手段角度センサ６にて検出されたミラーの傾き（回転角度）すなわち第二指向手段４の指向角度誤差と、第一指向手段角度センサ５にて検出された第一指向手段３の回転角度とに基づいて、第二指向手段４の指向角度誤差を除去するために、第二指向手段４の指向角度誤差に運動学を適用することによって、位置情報による指向角度生成器１５によって生成された第一指向手段３の位置情報による目標角度を、第一指向手段３の運動学を用いた目標角度に換算する換算手段である。
【００２８】
また、積算器１７は、換算器１６にて換算された第一指向手段３の前記運動学を用いた目標角度から、位置情報による指向角度生成器１５によって生成された第一指向手段３の位置情報による目標角度を減算して得られる目標誤差角度をあらかじめ定めた演算周期毎に順次積算する積算手段である。この結果、加算器１８は、位置情報による指向角度生成器１５から出力される第一指向手段３の位置情報による目標角度に、積算器１７にて積算された積算結果を加算することにより、加算した結果を、第一制御器１１の目標角度として、すなわち、第二指向手段４の指向角度誤差を除去することが可能な第一指向手段３の協調制御時の目標角度として、第一制御器１１に出力することになる。
【００２９】
ここで、第一指向手段角度センサ５の出力である第一指向手段３の２軸それぞれの回転角度をＡＺ（アジマス）軸Ψ、ＥＬ（エレベーション）軸θとすると、位置情報による指向角度生成器１５にて生成される第一指向手段３の目標角度Ψｇ、θｇは、次の式（２）、式（３）によって与えられる。式（２）、式（３）によって与えられる第一指向手段３の目標角度Ψｇ、θｇを、本実施形態においては「位置情報による目標角度」と称する。
【００３０】
【数２】
2014016989.tif 000004
なお、変数ａ、ｂ、ｃは、前記非特許文献１において記載されているように、次の式（４）、式（５）に示す自局位置情報から対向局位置情報までの目標ベクトルによって定義される。
【００３１】
【数３】
2014016989.tif 000005
【００３２】
ここで、第一指向手段３の指向角度が、式（２）、式（３）で表される目標角度Ψｇ、θｇすなわち「位置情報による目標角度」に正しく指向している場合には、第二制御器９は、受光センサ７の出力を用いて、第二指向手段４を２軸とも０度に制御しているものとする。また、同時に、第二指向手段角度センサ６の出力が２軸とも０度になっているものとする。
【００３３】
しかる後、対向局２と自局１とのいずれかが移動して、対向局２のレーザ発生器１３が発する光の光軸がずれて、第二指向手段４のミラーが傾き、第二指向手段角度センサ６の出力である２軸の回転角度が、Ｘ軸が０度からα度（≠０）に、Ｙ軸が０度からβ度（≠０）に変化したものとする。かかる場合には、第一指向手段３と第二指向手段４との間の運動学的定式化により、第二指向手段４の２軸の回転角度（すなわち指向角度誤差）をキャンセルすることが可能な第一指向手段３の目標角度Ψ'ｇ、θ'ｇは、前記非特許文献１においても記載されているように、次の式（６）、式（７）によって与えられる。式（６）、式（７）によって与えられる第一指向手段３の目標角度Ψ'ｇ、θ'ｇを、本実施形態においては「運動学を用いた目標角度」と称する。
【００３４】
【数４】
2014016989.tif 000006
【００３５】
また、前述したように、従来技術においては第一指向手段３の指向角度が目標角度に到達することができず、第二指向手段４の指向角度誤差αをキャンセルすることができなくなるという課題を解決するために、本実施形態においては、式（６）、式（７）によって与えられる第一指向手段３の「運動学を用いた目標角度Ψ'ｇ、θ'ｇ」から式（２）、式（３）によって与えられる第一指向手段３の「位置情報による目標角度Ψｇ、θｇ」を減算した目標誤差角度を積算する積算器１７を備え、さらに、第一指向手段３の「位置情報による目標角度Ψｇ、θｇ」に対して、積算器１７の積算結果を加算する加算器１８を備えている。
【００３６】
ここで、積算器１７、加算器１８における積算、加算の手順について以下に説明する。次の式（８）、式（９）に示すように、「運動学を用いた目標角度Ψ'ｇ、θ'ｇ」−「位置情報による目標角度Ψｇ、θｇ」の減算処理を、演算周期毎に実施し、減算結果を目標誤差角度として演算周期毎に積算器１７にて積算している。
【００３７】
【数５】
2014016989.tif 000007
【００３８】
一方、第一指向手段３の協調制御時の目標角度Ψ'ａ、θ'ａは、次の式（１０）、式（１１）に示すように、「位置情報による目標角度Ψｇ、θｇ」に、式（８）、式（９）によって与えられる積算結果ΔΨ'ｇｓｕｍ、Δθ'ｇｓｕｍを加算器１８にて加算することによって得られる。
【００３９】
【数６】
2014016989.tif 000008
【００４０】
なお、電源オン時は、積算器１７における積算結果ΔΨ'ｇｓｕｍ、Δθ'ｇｓｕｍは、次の式（１２）に示すように初期化されている。
【００４１】
【数７】
2014016989.tif 000009
【００４２】
ここで、式（６）、式（７）によって与えられる第一指向手段３の「運動学を用いた目標角度Ψ'ｇ、θ'ｇ」は、図１に示す換算器１６によって演算して出力され、式（８）、式（９）によって与えられる積算結果ΔΨ'ｇｓｕｍ、Δθ'ｇｓｕｍは、図１に示す積算器１７によって演算して出力され、式（１０）、式（１１）によって与えられる第一指向手段３の協調制御時の目標角度Ψ'ａ、θ'ａは、図１に示す加算器１８によって演算して出力される。
【００４３】
（実施形態の動作の説明）
次に、図１に示した協調制御装置１００の動作の一例について図２の演算フローチャートを用いて説明する。図２は、図１の協調制御装置１００における協調制御時の目標角度の演算動作の一例を説明するための演算フローチャートである。
【００４４】
図２の演算フローチャートにおいて、協調制御装置１００が電源オンになったか否かを確認し（ステップＳ１）、電源オンになった場合（ステップＳ１のＹＥＳ）、前述の式（１２）の演算を行い、積算器１７における積算結果ΔΨ'ｇｓｕｍ、Δθ'ｇｓｕｍの初期化を行う（ステップＳ２）。しかる後、前述の式（２）、式（３）の演算を行い、「位置情報による目標角度Ψｇ、θｇ」を算出する（ステップＳ３）。
【００４５】
次に、ユーザから入力された指令として、粗制御と精制御との協調制御の指示が入力されて、協調制御オンになっているか否かを確認する（ステップＳ４）。協調制御がオンになっていない場合は（ステップＳ４のＮＯ）、ステップＳ５の演算をスキップして、ステップＳ６に移行するが、協調制御がオンになっている場合は（ステップＳ４のＹＥＳ）、ステップＳ５の演算を実行する。
【００４６】
ステップＳ５に移行すると、まず、前述の式（６）、式（７）の演算を行い、「運動学を用いた目標角度Ψ'ｇ、θ'ｇ」を算出し、さらに、前述の式（８）、式（９）の演算を行って、「運動学を用いた目標角度Ψ'ｇ、θ'ｇ」−「位置情報による目標角度Ψｇ、θｇ」の減算処理によって得られる目標誤差角度の演算周期毎の積算を行い、しかる後、式（１０）、式（１１）の演算を行い、「位置情報による目標角度Ψｇ、θｇ」にさらに式（８）、式（９）の積算結果を加算して、第一指向手段３の協調制御時の目標角度Ψ'ａ、θ'ａを算出する（ステップＳ５）。
【００４７】
次に、演算周期を次の周期に更新するために、次の式（１３）に示す時間に関する演算を行い、演算周期の更新を行った後（ステップＳ６）、ステップＳ３に復帰する。
【００４８】
【数８】
2014016989.tif 000010
ここで、Δｔは、あらかじめ定めた演算周期を与える時間間隔を示している。
【００４９】
なお、図２の演算フローチャートには明確に図示していないが、協調制御オンの場合は、第一指向手段３の目標角度は、式（１０）、式（１１）の演算により求められる第一指向手段３の協調制御時の目標角度Ψ'ａ、θ'ａとし、協調制御オフの場合は、第一指向手段３の目標角度は、位置情報による目標角度Ψｇ、θｇとしている。
【００５０】
次に、積算器１７において、前述の式（８）、式（９）の演算を行って、（運動学を用いた目標角度Ψ'ｇ、θ'ｇ）−（位置情報による目標角度Ψｇ、θｇ）の減算結果によって得られる目標誤差角度の演算周期毎の積算を行う効果について、図３の説明図を用いてさらに説明する。図３は、図１の協調制御装置１００の積算器１７における積算の効果を説明するための説明図であり、説明を簡素化するために、ＥＬ軸の１軸についてのみ示し、第二指向手段４のＸ軸のαのみ第一指向手段３のＥＬ軸角度θに影響するものと仮定する。
【００５１】
図３の説明図において、横軸は時間を示し、縦軸は角度を示しており、かつ、図３の横軸の時間軸に示すように、演算周期としては、第一周期から第六周期までの６周期について示している。また、図３の一点鎖線ｌ４にて示す右上がりの階段状の直線は、第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａの軌跡であり、図３の実線ｌ１にて示す右上がりの曲線は、第一指向手段３の指向角度の軌跡であり、図３の長破線ｌ２にて示す鋸歯状の曲線は、第二指向手段４の指向角度の軌跡である。
【００５２】
ここで、初期状態にある時刻ｔ０以前においては、協調制御はオフとして、第二指向手段４の指向角度（すなわち指向角度誤差）はαであり、また、第一指向手段３の指向角度は前述の式（３）に示すθｇであるものとする。
【００５３】
時刻ｔ０において、ユーザからの指示により協調制御をオンになると、第一周期において、前述の式（７）、式（９）、式（１１）によって積算動作を１回実施し、図３の一点鎖線ｌ４にて示すように、第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａは、次の式（１４）によって与えられる角度に設定される。つまり、積算器１７における第一周期の積算処理結果は、入力されてきた第二指向手段４の指向角度αそのものであり、第二指向手段４の指向角度誤差αを除去するための第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａを算出する加算器１８においては、第一指向手段３の位置情報による指向角度θｇに積算器１７の積算結果である第二指向手段４の指向角度αを加算することになる。
【００５４】
【数９】
2014016989.tif 000011
ここでは、説明を簡素化するために、第二指向手段４の指向角度αを、次の式（１５）によって与えられるものとしている。ただし、θ'ａは協調制御をオンしてから第１回目の積算後の協調制御時の目標角度である。
【００５５】
【数１０】
2014016989.tif 000012
【００５６】
なお、図３の説明図に適用する演算周期として、第一周期の演算周期を終了する時刻ｔ１においては、図３の実線ｌ１にて示すように、第一指向手段３の協調制御時の指向角度は、式（１４）によって与えられる第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａに到達するような演算周期にあらかじめ定めて設定されている。これにより、図３の長破線ｌ２にて示すように、第二指向手段４の指向角度αはキャンセルされて、'０'になる。
【００５７】
同時に、第二周期の開始になる時刻ｔ１においては、さらに、前述の式（７）、式（９）、式（１１）によって積算動作を１回実施するが、時刻ｔ１においては、図３の長破線ｌ２にて示すように、第二指向手段４の指向角度は'０'になっているので、第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａは、図３の一点鎖線ｌ４にて示すように、第一周期において式（１４）によって算出された角度のままになる。
【００５８】
また、時刻ｔ１においては、図３の実線ｌ１にて示すように、第一指向手段３の指向角度が、第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａに追いついているので、第二周期の区間においては、図３の実線ｌ１にて示すように、第一指向手段３の指向角度は変化することはなく、時刻ｔ１における角度がそのまま維持される。したがって、第二指向手段４の指向角度は'０'のままである。
【００５９】
ここで、第二周期が終了し第三周期が開始される時刻ｔ２において、対向局２か自局１かのいずれかが移動して、対向局２のレーザ発生器１３が発する光の光軸がずれて、受光センサ７に誤差角が発生し、第二指向手段４の指向角度が'０'からαに変化したものとする。同時に、第三周期の開始になる時刻ｔ２においては、さらに、前述の式（７）、式（９）、式（１１）によって積算動作を１回実施する。この結果、第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａは、第一周期において式（１４）によって算出された角度に対して、時刻ｔ２において変化した第二指向手段４の指向角度αをさらに積算した角度に変化して、図３の一点鎖線ｌ４にて示すように、次の式（１６）によって与えられる。
【００６０】
【数１１】
2014016989.tif 000013
【００６１】
その結果、第三周期の区間においては、第一指向手段３の指向角度が、式（１６）にて与えられる目標角度θ'ａに向かって移動することにより、第三周期の演算周期を終了する時刻ｔ３においては、図３の実線ｌ１にて示すように、第一指向手段３の協調制御時の指向角度は、式（１６）によって与えられる第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａに到達することになり、これにより、図３の長破線ｌ２にて示すように、第二指向手段４の指向角度αはキャンセルされて、'０'になる。
【００６２】
同時に、第四周期の開始になる時刻ｔ３においては、さらに、前述の式（７）、式（９）、式（１１）によって積算動作を１回実施するが、時刻ｔ３においては、図３の長破線ｌ２にて示すように、第二指向手段４の指向角度は'０'になっているので、第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａは、図３の一点鎖線ｌ４にて示すように、第三周期において式（１６）によって算出された角度のままになる。
【００６３】
また、時刻ｔ３においては、図３の実線ｌ１にて示すように、第一指向手段３の指向角度が、第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａに追いついているので、第四周期の区間においては、図３の実線ｌ１にて示すように、第一指向手段３の指向角度は変化することはなく、時刻ｔ３における角度がそのまま維持される。したがって、第二指向手段４の指向角度は'０'のままである。
【００６４】
ここで、第四周期が終了し第五周期が開始される時刻ｔ４において、対向局２か自局１かのいずれかが移動して、対向局２のレーザ発生器１３が発する光の光軸がずれて、受光センサ７に誤差角が発生し、第二指向手段４の指向角度が'０'からαに変化したものとする。同時に、第五周期の開始になる時刻ｔ４においては、さらに、前述の式（７）、式（９）、式（１１）によって積算動作を１回実施する。この結果、第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａは、第三周期において式（１６）によって算出された角度に対して、時刻ｔ２において変化した第二指向手段４の指向角度αをさらに積算した角度に変化して、図３の一点鎖線ｌ４にて示すように、次の式（１７）によって与えられる。
【００６５】
【数１２】
2014016989.tif 000014
【００６６】
その結果、第五周期の区間においては、第一指向手段３の指向角度が、式（１７）にて与えられる目標角度θ'ａに向かって移動することにより、第五周期の演算周期を終了する時刻ｔ５においては、図３の実線ｌ１にて示すように、第一指向手段３の協調制御時の指向角度は、式（１７）によって与えられる第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａに到達することになり、これにより、図３の長破線ｌ２にて示すように、第二指向手段４の指向角度αはキャンセルされて、'０'になる。
【００６７】
同時に、第六周期の開始になる時刻ｔ５においては、さらに、前述の式（７）、式（９）、式（１１）によって積算動作を１回実施するが、時刻ｔ５においては、図３の長破線ｌ２にて示すように、第二指向手段４の指向角度は'０'になっているので、第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａは、図３の一点鎖線ｌ４にて示すように、第五周期において式（１７）によって算出された角度のままになる。
【００６８】
また、時刻ｔ５においては、図３の実線ｌ１にて示すように、第一指向手段３の指向角度が、第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａに追いついているので、第六周期の区間においては、図３の実線ｌ１にて示すように、第一指向手段３の指向角度は変化することはなく、時刻ｔ５における角度がそのまま維持される。したがって、第二指向手段４の指向角度は'０'のままである。
【００６９】
以上に詳細に説明したように、位置情報によって求まる第一指向手段３の指向角度に、第二指向手段４の指向角度誤差に運動学を適用して求められる第一指向手段３の指向角度誤差を演算周期毎に順次積算することによって、第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａに関して、第一周期の式（１４）→第三周期の式（１６）→第五周期の式（１７）と該当する演算周期に応じて順次演算式を変化させることにしているので、第一指向手段３の指向角度を、第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａに到達させることができ、第二指向手段４指向角度誤差をキャンセルさせて'０'にすることが可能になる。
【００７０】
すなわち、従来技術の協調制御方法においては、課題を説明した図５に示したように、第一指向手段３の指向角度の目標角度に向かう回転動作に応じて、直ちに、第一指向手段３の目標角度そのものもずれてしまって、本来の第一指向手段３の目標角度に到達することができず、而して、第二指向手段４の指向角度誤差をキャンセルさせることができなくなるという課題があったが、積算動作を導入した本実施形態においては、かくのごとき従来技術の課題を確実に解決することができる。
【００７１】
次に、図１の協調制御装置の積算器における積算動作に対する演算周期の変化による影響について、図４を用いてさらに説明する。図４は、図１の協調制御装置１００の積算器１７における積算動作に対する演算周期の変化による影響の一例を説明するための説明図であり、図４Ａは、図３の説明図の演算周期の（１／２）に半減した演算周期に設定した場合の動作を示し、図４Ｂは、図３の説明図の演算周期と同一の演算周期に設定した場合の動作を示している。
【００７２】
なお、図４の説明図においても、図３の説明図の場合と同様、説明を簡素化するために、ＥＬ軸の１軸についてのみ示している。また、図４の横軸は時間を示し、縦軸は角度を示している。また、図４の説明図においては、図３の説明図の場合と同様、一点鎖線ｌ４にて示す階段状の直線は、第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａの軌跡であり、実線ｌ１にて示す曲線は、第一指向手段３の指向角度の軌跡であり、長破線ｌ２にて示す曲線は、第二指向手段４の指向角度の軌跡である。
【００７３】
図３の説明図の演算周期と同一の演算周期に設定した図４Ｂの場合については、図３の場合の時刻ｔ０から時刻ｔ２までの第一周期、第二周期において、第二指向手段４の指向角度ずれが、時刻ｔ０における１回のみ発生した場合を示している。かかる場合には、第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａは、第一周期の開始になる時刻ｔ０における１回の積算動作によって、図３における説明と同様、図４Ｂの一点鎖線ｌ４にて示すように、前述の式（１４）によって与えられる角度になる。
【００７４】
しかる後、第一周期の演算周期を終了する時刻ｔ１においては、図３における説明と同様、図４Ｂの実線ｌ１にて示すように、第一指向手段３の協調制御時の指向角度は、式（１４）によって与えられる第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａに到達し、これにより、図４Ｂの長破線ｌ２にて示すように、第二指向手段４の指向角度αはキャンセルされて、'０'になる。
【００７５】
同時に、第二周期の開始になる時刻ｔ１においては、さらに、前述の式（７）、式（９）、式（１１）によって積算動作を１回実施するが、時刻ｔ１においては、図３における説明と同様、図４の長破線ｌ２にて示すように、第二指向手段４の指向角度は'０'になっているので、第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａは、図４Ｂの一点鎖線ｌ４にて示すように、第一周期において式（１４）によって算出された角度のままになる。
【００７６】
また、時刻ｔ１においては、図３における説明と同様、図４Ｂの実線ｌ１にて示すように、第一指向手段３の指向角度が、第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａに追いついているので、第二周期の区間においては、図４Ｂの実線ｌ１にて示すように、第一指向手段３の指向角度は変化することはなく、時刻ｔ１における角度がそのまま維持される。したがって、第二指向手段４の指向角度は'０'のままである。
【００７７】
なお、図４Ｂの場合は、前述したように、図３における説明とは異なり、第二周期の区間以降においても、対向局２のレーザ発生器１３が発する光の光軸がずれることがないので、図４Ｂの実線ｌ１にて示すように、第二指向手段４の指向角度は'０'のままである。
【００７８】
次に、図４Ａの場合は、前述したように、図３の演算周期の（１／２）の周期に半減した場合を示しており、時刻ｔ０から時刻ｔ２までの区間は、図３および図４Ｂの場合の第一周期、第二周期の二つの演算周期に対して、時刻ｔ０'から時刻ｔ４'までの４つの区間に区分されて、第一'周期から第四'周期までの四つの演算周期に区切られている。
【００７９】
ここで、初期状態にある時刻ｔ０'以前においては、図３や図４Ｂの場合と同様、協調制御はオフとして、第二指向手段４の指向角度（すなわち指向角度誤差）はαであり、また、第一指向手段３の指向角度は前述の式（３）に示すθｇであるものとする。
【００８０】
時刻ｔ０'において、ユーザからの指示により協調制御をオンになると、第一'周期において、図３や図４Ｂの場合と同様、前述の式（７）、式（９）、式（１１）によって積算動作を１回実施し、図４Ａの一点鎖線ｌ４にて示すように、第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａは、前述の式（１４）によって与えられる角度まで上昇する。つまり、積算器１７における第一'周期の積算処理結果は、入力されてきた第二指向手段４の指向角度αそのものであり、第二指向手段４の指向角度誤差αを除去するための第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａを算出する加算器１８においては、第一指向手段３の位置情報による指向角度θｇに積算器１７の積算結果である第二指向手段４の指向角度αを加算することになる。なお、説明を簡素化するために、図３の場合と同様第二指向手段４の指向角度αを、前述の式（１５）によって与えられるものとしている。
【００８１】
第一'周期の演算周期を終了する時刻ｔ１'においては、演算周期が図３の場合の（１／２）に短縮されているので、図４Ａの実線ｌ１にて示すように、第一指向手段３の協調制御時の指向角度は、式（１４）によって与えられる第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａに到達することができず、第一指向手段３の目標角度θ'ａの半分の次の式（１８）の角度に留まってしまう。
【００８２】
【数１３】
2014016989.tif 000015
これにより、第二指向手段４の指向角度αは、図４Ａの長破線ｌ２にて示すように、第一'周期の演算周期を終了する時刻ｔ１'においては、図３の場合とは異なり、キャンセルされることなく、すなわち、'０'まで減少することなく、（α／２）に留まることになる。
【００８３】
同時に、第二'周期の開始になる時刻ｔ１'においては、さらに、前述の式（７）、式（９）、式（１１）によって積算動作を１回実施するが、時刻ｔ１'においては、図４Ａの長破線ｌ２にて示すように、第二指向手段４の指向角度は（α／２）に留まっているので、協調制御時の第一指向手段３の目標角度θ'ａは、図３の場合とは異なり、図４Ａの一点鎖線ｌ４にて示すように、次の式（１９）によって与えられ、図４Ｂの場合においては式（１４）によって与えられていた第一指向手段３の協調制御時の目標角度を超えてオーバシュートしてしまうことになる。
【００８４】
【数１４】
2014016989.tif 000016
【００８５】
第二'周期の演算周期を終了する時刻ｔ２'においては、演算周期が図３の場合の（１／２）に短縮されているので、図４Ａの実線ｌ１にて示すように、第一'周期、第二'周期の２つの演算周期を終了した時点で、第一指向手段３の協調制御時の指向角度は、第一'周期において式（１４）によって与えられていた第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａに一旦到達することになる。
【００８６】
これにより、第二'周期の演算周期を終了する時刻ｔ２'においては、図４Ａの長破線ｌ２にて示すように、第二指向手段４の指向角度（α／２）は、キャンセルされて、'０'になる。
【００８７】
同時に、第三'周期の開始になる時刻ｔ２'においては、さらに、前述の式（７）、式（９）、式（１１）によって積算動作を１回実施するが、時刻ｔ２'においては、図４Ａの長破線ｌ２にて示すように、第二指向手段４の指向角度は'０'になっているので、第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａは、図４Ａの一点鎖線ｌ４にて示すように、第二'周期において式（１９）によって算出された角度のままになる。
【００８８】
ここで、時刻ｔ２'においては、図４Ａの実線ｌ１にて示すように、第一指向手段３の指向角度は、第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａに追いついていない状態にあるので、第一指向手段３の協調制御時の指向角度は、図４Ａの実線ｌ１にて示すように、第三'周期の区間の間、式（１９）によって与えられている第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａに追いつくように変化し続ける。その結果、第三'周期が終了する時刻ｔ３'において、図４Ａの実線ｌ１にて示すように、第一指向手段３の指向角度が、漸く、第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａに追いつくことになる。
【００８９】
これにより、第二指向手段４の指向角度は、図４Ａの長破線ｌ２にて示すように、第二'周期の演算周期を終了する時刻ｔ２'においては、キャンセルされて、'０'になったが、第三'周期の区間においては、さらにアンダシュートして変化し続け、第三'周期が終了する時刻ｔ３'においては、−(α／２)の値にまで達する。
【００９０】
同時に、第四'周期の開始になる時刻ｔ３'においては、さらに、前述の式（７）、式（９）、式（１１）によって積算動作を１回実施するが、時刻ｔ３'においては、図４Ａの長破線ｌ２にて示すように、第二指向手段４の指向角度は−（α／２）までアンダシュートしているので、第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａは、図４Ａの一点鎖線ｌ４にて示すように、次の式（２０）によって与えられ、図４Ｂの場合において式（１４）によって与えられていた第一指向手段３の協調制御時の目標角度と同一の角度になる。
【００９１】
【数１５】
2014016989.tif 000017
【００９２】
第四'周期の演算周期を終了する時刻ｔ４'においては、図４Ａの実線ｌ１にて示すように、第一指向手段３の協調制御時の指向角度は、式（２０）によって与えられる第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａに到達することになり、これにより、図４Ａの長破線ｌ２にて示すように、第二指向手段４の指向角度αはキャンセルされて、'０'になる。
【００９３】
同時に、第五'周期の開始になる時刻ｔ４'においては、さらに、前述の式（７）、式（９）、式（１１）によって積算動作を１回実施するが、時刻ｔ４'においては、図４Ａの長破線ｌ２にて示すように、第二指向手段４の指向角度は'０'になっているので、第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａは、図４Ａの一点鎖線ｌ４にて示すように、第四'周期において式（２０）によって算出された角度のままになる。
【００９４】
また、時刻ｔ４'においては、図４Ａの実線ｌ１にて示すように、第一指向手段３の指向角度が、第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａに追いついているので、第五'周期の区間においては、図４Ａの実線ｌ１にて示すように、第一指向手段３の指向角度は変化することはなく、時刻ｔ４'における角度がそのまま維持される。したがって、第二指向手段４の指向角度は'０'のままである。
【００９５】
なお、図４Ａの場合も、図４Ｂの場合と同様、第五'周期の区間以降において、対向局２のレーザ発生器１３が発する光の光軸がずれることがなく、第一指向手段３の指向角度が第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａに追いついているので、演算周期毎に式（７）、式（９）、式（１１）により何回積算を繰り返しても、図４Ａの実線ｌ１にて示すように、第一指向手段３の指向角度は変化することがなく、したがって、図４Ａの長破線ｌ２にて示すように、第二指向手段４の指向角度は'０'のままである。
【００９６】
以上のように、図３の演算周期の（１／２）の周期に半減した場合、図４Ａに示すように、協調制御をオンにした直後の第一'周期（時刻ｔ０'から時刻ｔ１'までの演算周期）内において、第一指向手段３の指向角度が、第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａに到達することができず、第二指向手段４の指向角度αをキャンセルすることができなくなる。その結果、以降の演算周期において、積算の影響を受けて、第一指向手段３の目標角度θ'ａのオーバシュートが発生してしまい、図３の演算周期と同一の周期の図４Ｂの場合に比し、第一指向手段３の指向角度が第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａに追いつき、第二指向手段４の指向角度がキャンセルされて'０'の状態が維持される状態に達するまでの収束が遅くなってしまう。
【００９７】
かくのごとき収束遅延の解決策は、第一指向手段３の指向角度が、第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'に到達するまでの間、演算周期毎に実施されていた積算器１７における積算動作を停止することである。つまり、積算動作を停止することによって、第一指向手段３の目標角度θ'ａがオーバシュートすることがなくなるので、収束遅延の発生を解消させることができる。
【００９８】
なお、以上の実施形態の説明においては、図１に示した協調制御装置１００の位置情報による指向角度生成器１５において、自局１と対向局２との位置情報のみを用いて、第一指向手段３の位置情報による目標角度θｇを生成している場合を説明したが、自局１と対向局２との位置情報のみではなく、自局１と対向局２との位置情報に対して、さらに、自局１と対向局２との姿勢情報を加味するようにしても良い。つまり、位置情報取得手段である自局位置情報取得器８および対向局位置情報取得器１４は、自局１と対向局２との位置情報のみではなく、自局１と対向局２との姿勢情報も姿勢センサにより合わせて取得し、位置情報による指向角度生成器１５に供給するようにしても良い。
【００９９】
また、以上の実施形態の説明においては、指向手段の回転軸が２軸の場合を前提にして説明したが、本発明は、かかる場合のみに限るものではない。すなわち、３軸以上の複数軸からなっている場合であっても良く、図１に示した協調制御装置１００の換算器１６において、例えば前述の式（１）に示したような運動学的定式化により、指向角度誤差をキャンセル（除去）しようとする指向手段の複数軸それぞれの指向角度誤差からもう一方の指向手段の複数軸それぞれの指向角度誤差に換算するように制御することによって、前述の実施形態と全く同様の協調制御を実施することができる。
【０１００】
また、以上の実施形態の説明においては、指向手段が、第一指向手段３、第二指向手段４の２つの指向手段からなっている場合を前提にして説明したが、本発明は、かかる場合のみに限るものではない。すなわち、指向手段が、３つ以上の複数の指向手段からなっている場合であっても良く、図１に示した協調制御装置１００の換算器１６において、例えば前述の式（１）に示したような運動学的定式化により、指向角度誤差をキャンセル（除去）しようとする指向手段から残りの指向手段それぞれの指向角度誤差に換算するように制御することによって、前述の実施形態と全く同様の協調制御を実施することができる。
【０１０１】
（実施形態の効果の説明）
以上に詳細に説明したように、本実施形態においては、次のような効果が得られる。
【０１０２】
すなわち、対向局２からの光信号の受信用に用いる指向手段として備えた第一指向手段３と第二指向手段４との二つの指向手段において、換算器１６および積算器１７により、第二指向手段４の指向角度誤差αに運動学を適用して第一指向手段３の指向角度誤差を求め、さらに、求められた第一指向手段３の指向角度誤差を目標誤差角度として演算周期毎に積算した結果を用いることによって、加算器１８により、第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａを算出することにしているので、第一指向手段３の指向角度を第一指向手段３の協調制御時の目標角度θ'ａに確実に到達させることが可能となり、第二指向手段４の指向角度誤差αを確実にキャンセルすることができる。
【０１０３】
また、第一指向手段３の位置情報による目標角度θｇを生成する際に、自局１と対向局２との位置情報のみならず、自局１と対向局２との姿勢情報も加味した情報を用いたり、第一指向手段３および第二指向手段４の回転軸として２軸のみならず３軸以上の複数軸からなる回転軸を用いたり、指向手段として第一指向手段３、第二指向手段４の二つの指向手段のみならず三つ以上の複数の指向手段を用いたりすることにより、より高精度に、指向角度誤差をキャンセルすることができる。
【０１０４】
以上、本発明の好適な実施形態の構成を説明した。しかし、かかる実施形態は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であることが、当業者には容易に理解できよう。
【０１０５】
この出願は、２０１２年７月２４日に出願された日本出願特願２０１２−１６３５３９を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【０１０６】
１      自局
２      対向局
３      第一指向手段
４      第二指向手段
５      第一指向手段角度センサ
６      第二指向手段角度センサ
７      受光センサ
８      自局位置情報取得器
９      第二制御器
１０    第二ドライバ
１１    第一制御器
１２    第一ドライバ
１３    レーザ発生器
１４    対向局位置情報取得器
１５    位置情報による指向角度生成器
１６    換算器
１７    積算器
１８    加算器
１００  協調制御装置
ｌ１    実線
ｌ２    長破線
ｌ３    短破線
ｌ４    一点鎖線
【図１】
2014016989.tif 000018
【図２】
2014016989.tif 000019
【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年1月20日(2015.1.20)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１０】
請求項６ないし請求項９のいずれかに記載の協調制御方法を、コンピュータによって実行可能なプログラムとして実施していることを特徴とする協調制御プログラム。
【手続補正書】
【提出日】平成27年10月13日(2015.10.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向局からの光信号の受信用に用いる指向手段として備えた第一指向手段と第二指向手段とを協調させて制御する協調制御装置であって、
自局と前記対向局との位置情報あるいは該位置情報および自局と前記対向局との姿勢情報の双方を取得する位置情報取得手段と、
前記位置情報取得手段が取得した前記自局と前記対向局との位置情報あるいは該位置情報および自局と前記対向局との姿勢情報の双方を用いて、前記第一指向手段の位置情報による目標角度を算出する指向角度生成手段と、
前記第二指向手段の指向角度誤差に運動学を適用することによって、前記指向角度生成手段により算出した前記第一指向手段の前記位置情報による目標角度を、前記第二指向手段の指向角度誤差を除去するための前記第一指向手段の運動学を用いた目標角度に換算する換算手段と、
前記換算手段により換算された前記第一指向手段の前記運動学を用いた目標角度から前記第一指向手段の前記位置情報による目標角度を減算して得られる前記第一指向手段の目標誤差角度を積算する積算手段と、
前記積算手段が積算した前記第一指向手段の前記目標誤差角度を、前記第一指向手段の前記位置情報による目標角度に加算して、前記第二指向手段の指向角度誤差を除去することが可能な前記第一指向手段の協調制御時の目標角度として出力する加算手段と、
を備えている協調制御装置。
【請求項２】
前記積算手段は、あらかじめ定めた周期の演算周期毎に前記積算手段により前記第一指向手段の前記目標誤差角度の積算動作を実施することを特徴とする請求項１に記載の協調制御装置。
【請求項３】
前記第一指向手段の指向角度が、前記第一指向手段の前記協調制御時の目標角度に到達するまでの間、前記積算手段における積算動作を停止することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の協調制御装置。
【請求項４】
前記第一指向手段および前記第二指向手段の回転軸は、２軸以上の複数軸からなり、前記換算手段において、前記第一指向手段および前記第二指向手段の二つの指向手段のうち、前記指向角度誤差を除去しようとする前記第二指向手段の複数軸それぞれの指向角度誤差を、前記第一指向手段の複数軸それぞれの指向角度誤差に運動学的定式化により換算することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の協調制御装置。
【請求項５】
第三指向手段をさらに備え、前記換算手段において、複数の指向手段のうち、前記指向角度誤差を除去しようとする指向手段の指向角度誤差を残りの指向手段それぞれの指向角度誤差に運動学的定式化により換算することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の協調制御装置。
【請求項６】
対向局からの光信号の受信用に用いる指向手段として備えた第一指向手段と第二指向手段とを協調させて制御する協調制御方法であって、
自局と前記対向局との位置情報あるいは該位置情報および自局と前記対向局との姿勢情報の双方を取得する位置情報取得ステップと、
前記位置情報取得ステップが取得した前記自局と前記対向局との位置情報あるいは該位置情報および自局と前記対向局との姿勢情報の双方を用いて、前記第一指向手段の位置情報による目標角度を算出する指向角度生成ステップと、
前記第二指向手段の指向角度誤差に運動学を適用することによって、前記指向角度生成ステップにより算出した前記第一指向手段の前記位置情報による目標角度を、前記第二指向手段の指向角度誤差を除去するための前記第一指向手段の運動学を用いた目標角度に換算する換算ステップと、
前記換算ステップにより換算された前記第一指向手段の前記運動学を用いた目標角度から前記第一指向手段の前記位置情報による目標角度を減算して得られる前記第一指向手段の目標誤差角度を積算する積算ステップと、
前記積算ステップが積算した前記第一指向手段の前記目標誤差角度を、前記第一指向手段の前記位置情報による目標角度に加算して、前記第二指向手段の指向角度誤差を除去することが可能な前記第一指向手段の協調制御時の目標角度として出力する加算ステップと、
を有している協調制御方法。
【請求項７】
前記積算ステップは、あらかじめ定めた周期の演算周期毎に前記積算ステップにより前記第一指向手段の前記目標誤差角度の積算動作を実施することを特徴とする請求項６に記載の協調制御方法。
【請求項８】
前記第一指向手段の指向角度が、前記第一指向手段の前記協調制御時の目標角度に到達するまでの間、前記積算ステップにおける積算動作を停止することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の協調制御方法。
【請求項９】
前記指向手段として、第三指向手段をさらに備え、前記換算ステップにおいて、複数の指向手段のうち、前記指向角度誤差を除去しようとする指向手段の指向角度誤差を残りの指向手段それぞれの指向角度誤差に運動学的定式化により換算することを特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれかに記載の協調制御方法。
【請求項１０】
コンピュータに、
請求項６ないし請求項９のいずれかに記載の協調制御方法に基づく処理を実行させることを特徴とする協調制御プログラムが格納された記録媒体。
【国際調査報告】
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