(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
飛しょう体に搭載され、飛しょう中の撮像装置の撮像画像から目標を検出する目標検出装置において、
前記撮像装置の撮像画像から特徴のある部分を特徴点として抽出し、抽出された各特徴点それぞれの重心位置を算出し、前記飛しょう体の移動による前記重心位置の移動方向及び移動間隔から、各特徴点の速度ベクトルを算出する画像処理手段と、
前記目標の位置情報及び速度情報と前記飛しょう体の位置情報及び姿勢情報とを前記飛しょう体に送信する情報送信手段から、前記目標の位置情報及び速度情報を取得する目標情報取得手段と、
前記情報送信手段から、前記飛しょう体の位置情報及び姿勢情報を取得する飛しょう体情報取得手段と、
前記飛しょう体の位置情報及び姿勢情報より前記飛しょう体の位置、移動方向及び移動間隔を算出し、これらの情報から前記飛しょう体の速度を検出する飛しょう体位置・速度検出手段と、
前記目標の位置・速度情報及び前記飛しょう体の位置・速度情報から、前記目標の速度ベクトルを推定する目標速度ベクトル推定手段と、
前記画像処理手段で算出された速度ベクトルと前記推定された目標の速度ベクトルを比較し、前記推定された目標の速度ベクトルが前記算出された速度ベクトルに最も近い特徴点を選択し、選択した特徴点を真の目標として検出する目標選択手段と
を具備することを特徴とする目標検出装置。
【請求項２】
前記撮像装置と、撮像装置が搭載されるジンバルと、前記ジンバルの指向方向を示すジンバル角を検出するジンバル角度検出手段とを具備し、
前記目標速度ベクトル推定手段で前記ジンバル角と前記各特徴点の重心位置から前記撮像装置の目視線角を算出し、前記目標の速度ベクトルを推定する際、算出された目視線角による前記各特徴点の視差を考慮することを特徴とする請求項１記載の目標検出装置。
【請求項３】
飛しょう体に搭載され、飛しょう中の撮像装置の撮像画像から目標を検出する目標検出装置の目標検出方法において、
前記撮像装置の撮像画像から特徴のある部分を特徴点として抽出し、
抽出された各特徴点それぞれの重心位置を算出し、
前記飛しょう体の移動による前記重心位置の移動方向及び移動間隔から、各特徴点の速度ベクトルを算出し、
前記目標の位置情報及び速度情報と前記飛しょう体の位置情報及び姿勢情報とを前記飛しょう体に送信する情報送信手段から、前記目標の位置情報及び速度情報を取得し、
前記情報送信手段から、前記飛しょう体の位置情報及び姿勢情報を取得し、
前記飛しょう体の位置情報及び姿勢情報より前記飛しょう体の位置、移動方向及び移動間隔を算出し、
前記算出された前記飛しょう体の位置、移動方向及び移動間隔から前記飛しょう体の速度を検出し、
前記目標の位置・速度情報及び前記飛しょう体の位置・速度情報から、前記目標の速度ベクトルを推定し、
前記推定された目標の速度ベクトルと前記算出された速度ベクトルとを比較して最も近い特徴点を選択し、
前記選択された特徴点を真の目標として検出すること
を特徴とする目標検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、飛しょう体に搭載され、撮像画像から目標を検出する目標検出装置及び目標検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、飛しょう体に搭載される誘導装置には、目標を検出するために、撮像装置を利用した目標検出装置がよく用いられる。この目標検出装置では、撮像装置によって撮像される画像から、規定値以上の輝度レベル等の特徴がある部分を特徴点として抽出する。さらに抽出した各特徴点からそれぞれの速度ベクトルを求め、その速度ベクトルに基づいて背景と違う動きをする特徴点を目標として選択的に検出し、これにより小型移動目標の検出を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−６７７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、飛しょう体搭載の目標検出装置では、低空の目標検出のため、撮像装置によって俯角の地上背景を撮像すると、その背景画像が複雑になって、各特徴点に飛しょう体の移動による運動視差が発生する。このため、速度ベクトルが一様にならず、飛しょう中の複雑背景画像から抽出する速度ベクトルによる小型移動目標の検出が困難になる。
【０００５】
そこで、本実施形態は、上記の課題を鑑みてなされたもので、飛しょう中に撮像される背景画像からでも、確実に目標を検出することができる目標検出装置及び目標検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態によれば、目標検出装置は、飛しょう体に搭載され、飛しょう中の撮像装置の撮像画像から目標を検出する目標検出装置において、画像処理手段、目標情報取得手段、飛しょう体情報取得手段、飛しょう体位置・速度検出手段、目標速度ベクトル推定手段及び目標選択手段を具備する。画像処理手段は、前記撮像装置の撮像画像から特徴のある部分を特徴点として抽出し、抽出された各特徴点それぞれの重心位置を算出し、前記飛しょう体の移動による前記重心位置の移動方向及び移動間隔から、各特徴点の速度ベクトルを算出する。目標情報取得手段は、前記目標の位置情報及び速度情報を取得する。飛しょう体情報取得手段は、前記飛しょう体の位置情報及び姿勢情報を取得する。飛しょう体位置・速度検出手段は、飛しょう体の位置情報及び姿勢情報より前記飛しょう体の位置、移動方向及び移動間隔を算出し、これらの情報から前記飛しょう体の速度を検出する。目標速度ベクトル推定手段は、前記目標の位置・速度情報及び前記飛しょう体の位置・速度情報から、前記目標の速度ベクトルを推定する。目標選択手段は、前記画像処理手段で算出された速度ベクトルと前記推定された目標の速度ベクトルを比較し、前記推定された目標の速度ベクトルが前記算出された速度ベクトルに最も近い特徴点を選択し、選択した特徴点を真の目標として検出する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態に係る目標検出装置を備える誘導装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の実施形態において、飛しょう中に撮像される背景画像の一例を示す図である。
【図３】図１の実施形態に係る目標検出装置の目標検出方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。
【０００９】
図１は、本実施形態に係る目標検出装置を備える飛しょう体搭載の誘導装置の構成を示すブロック図である。
【００１０】
図１において、撮像装置１は、光学系２を用いて指示方向を撮像する。撮像された画像は、画像処理部３へ送られる。また、撮像装置１と光学系２はジンバル４に搭載される。
【００１１】
ジンバル４は、ジンバル角度検出部５によって検出されるジンバル角をジンバル制御部６に送り、当該ジンバル制御部６からの指示に従って撮像装置１の撮像方向を制御する。また、上記ジンバル角度検出部５で検出されるジンバル角は、目標速度ベクトル推定部１１へ送られる。
【００１２】
画像処理部３は、撮像装置１の撮像画像から、規定値以上の輝度レベル等の領域を特徴点として抽出し、各特徴点の重心位置を算出し、視野中心からの誤差角を求める。さらに、飛しょう体の移動による各特徴点の重心位置の移動方向及び移動間隔から、各特徴点の速度ベクトル（運動視差を含む）を算出する。各特徴点の重心位置及び速度ベクトルは、それぞれ目標速度ベクトル推定部１１及び目標選択部１２に送られる。
【００１３】
目標情報取得部８は、飛しょう体を発射する発射装置７から送られる目標の位置情報及び速度情報を取得する。取得した目標の位置情報及び速度情報は、目標速度ベクトル推定部１１及び誘導制御部１３それぞれに送られる。
【００１４】
飛しょう体情報取得部９は、上記発射装置７から送られる飛しょう体の位置情報及び速度情報を取得する。取得した目標の位置情報及び速度情報は、飛しょう体位置・速度検出部１０に送られる。
【００１５】
飛しょう体位置・速度検出部１０は、飛しょう体情報取得部９で取得される飛しょう体の位置情報及び姿勢情報から飛しょう体の位置、移動方向及び移動間隔を検出し、それぞれの検出結果から飛しょう体の移動速度を検出する。検出された飛しょう体の位置及び速度は、目標速度ベクトル推定部１１及び誘導制御部１３それぞれに送られる。
【００１６】
なお、目標情報取得部８及び飛しょう体情報取得部９に情報を送る手段は、発射装置７に限るものではない。
【００１７】
目標速度ベクトル推定部１１は、画像処理部３で算出する各特徴点の重心位置及びジンバル角度検出部５で検出されるジンバル角に基づいて、実際に飛しょう体が向いている方向である目視線角を算出する。目標速度ベクトル推定部１１は、算出した目視線角における各特徴点の視差を考慮し、目標情報取得部８で取得される目標の位置・速度情報及び飛しょう体位置・速度検出部１０で検出される飛しょう体の位置・速度情報から、目標の速度ベクトルを推定する。推定された目標の速度ベクトルは、目標選択部１２に送られる。
【００１８】
目標選択部１２は、画像処理部３で算出された各特徴点の速度ベクトルと目標速度ベクトル推定部１１で推定される目標の速度ベクトルとを比較し、推定された目標の速度ベクトルが算出された速度ベクトルに最も近い特徴点を選択する。目標選択部１２は、選択した特徴点を真の目標として検出する。
【００１９】
誘導制御部１３は、目標選択部１２で検出された目標に向かって飛しょう体を誘導するための操舵信号を生成し、生成した操舵信号により操舵装置１４を制御する。なお、飛しょうのための推進力は、推進装置１５より得る。また、誘導制御部１３は、ジンバル４に搭載される撮像装置１の撮像方向が目標選択部１２で検出された目標に向くようにジンバル制御部６へ指示を出す。
【００２０】
次に、上記構成による誘導装置の目標検出方法について、図２及び図３を参照して説明する。
【００２１】
図２は、飛しょう中に撮像される地上背景画像の一例を示す図、図３は、目標検出装置の目標検出方法を示すフローチャートである。
【００２２】
目標検出装置は、初期誘導において、目標検出前に、目標情報取得部８で取得される目標情報（位置、速度ベクトル、予想会合位置等）及び飛しょう体位置・速度検出部１０で検出される飛しょう体の位置及び速度情報（レート及び加速度）を求め、それらの情報に基づいて、図２に示す予想会合方向に飛しょう体を飛しょうさせる。また、ジンバル４上の撮像装置１を目標方向に指向させる。その後、飛しょうプログラムにより所定の位置まで飛しょうさせた後、目標検出を開始する。
【００２３】
目標検出は、画像処理部３の画像処理によって行われる。すなわち、画像処理部３は、撮像装置１により撮像される画像を入力すると、この撮像画像から特徴点を抽出し、各特徴点の重心位置及び速度ベクトルを算出する。（ステップＳ１）。ここで、ジンバル４の指向方向には誤差が発生する。このため、目標の位置が画像中央とは限らないので、各特徴点の重心位置及びジンバル角度検出部５で検出されるジンバル角から目視線角を算出する（ステップＳ２）。次に、算出された目視線角による各特徴点の視差を考慮し、目標情報及び飛しょう体の位置・速度情報から、目標の速度ベクトルを推定する（ステップＳ３）。この推定された目標の速度ベクトルと算出された速度ベクトルとを比較して両者が最も近い特徴点を選択し（ステップＳ４）、選択された特徴点の位置・速度情報を真の目標として検出・出力する（ステップＳ５）。これにより、目標を検出し、飛しょう体を目標へ誘導する。
【００２４】
以上、本実施形態に係る目標検出装置によれば、飛しょう中に撮像される背景画像が地表面の複雑な画像であっても、確実に目標を検出することができる。
【００２５】
以上、実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００２６】
１…撮像装置、２…光学系、３…画像処理部、４…ジンバル、５…ジンバル角度検出部、６…ジンバル制御部、７…発射装置、８…目標情報取得部、９…飛しょう体情報取得部、１０…飛しょう体位置・速度検出部、１１…目標速度ベクトル推定部、１２…目標選択部、１３…誘導制御部、１４…操舵装置、１５…推進装置。
【図１】
0005713939.tif 000002
【図２】
0005713939.tif 000003
【図３】
0005713939.tif 000004