(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出体を射出する射出器を有した移動体に搭載され、目標の映像を撮像するための撮像器を有し、旋回および俯仰方向に回転して目標方向を指向し、当該撮像器の中心が指向している角度を出力する監視機と、
上記撮像器の撮像した目標の映像に基づき、当該目標の画面内における角度を計算して追尾処理するとともに、上記射出器から射出された射出体が画面内を通過する間、当該射出体の映像が高輝度である場合に限り、当該目標の画像追尾処理を一時中断する画像追尾処理器と、
上記画像追尾処理器からの撮像器の中心が指向している角度と目標の画面内における角度をもとに上記監視機の指向角を指令する追尾制御器と、
上記追尾制御器により算出された上記監視機の指向角から射出器の指向角度を計算し、上記射出器に対して指向角度を指令する射出制御器と、
を備えた管制装置。
【請求項２】
画像追尾処理器は、撮像器により得られた画像をもとに背景と区別された目標信号を検出し目標の輝度変位量を観測する判定処理器を備え、判定処理器は、射出制御器より射出体の発射の状態を示す信号の入力があった場合、射出体の目標への到着が見込まれる時刻において、射出体の輝度変位量が所定値以上であるときに限り角度追尾装置の目標信号検出処理を一時的に停止して、目標の角度検出位置を保持し、射出体の到着後に画像追尾処理を再開することを特徴とする請求項１記載の管制装置。
【請求項３】
画像追尾処理器は、撮像器により得られた画像をもとに背景と区別された目標信号を検出し目標の面積変位量を観測する判定処理器を備え、判定処理器は、射出制御器より射出体の発射の状態を示す信号の入力があった場合、射出体の目標への到着が見込まれる時刻において、射出体の面積変位量が所定値以上であるときに限り角度追尾装置の目標信号検出処理を一時的に停止して、目標の角度検出位置を保持し、射出体の到着後に画像追尾処理を再開することを特徴とする請求項１または請求項２記載の管制装置。
【請求項４】
画像追尾処理器は、撮像器により得られた画像をもとに背景と区別された目標信号を検出し目標の位置変位量を観測する判定処理器を備え、判定処理器は、射出制御器より射出体の発射の状態を示す信号の入力があった場合、射出体の目標への到着が見込まれる時刻において、射出体の位置変位量が所定値以上であるときに限り角度追尾装置の目標信号検出処理を一時的に停止して、目標の角度検出位置を保持し、射出体の到着後に画像追尾処理を再開することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項記載の管制装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、移動体に搭載して、画像信号に基づいて目標を追尾し、射出体の発射を制御する管制装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動体に搭載される管制装置として、テレビカメラを用いて目標を画像追尾し、追尾した目標に向けて砲銃の照準を行い、照準した目標に向けて射撃を行いながら、目標の画像追尾を継続するものが知られている。砲銃の照準を行う場合、砲銃から射出される弾丸等の射出体の到着が見込まれる時刻において、画像追尾の安定性を確保する制御が必要である。
【０００３】
従来の移動体に搭載される管制装置は、射出体の到着予測時刻付近において、画像追尾装置の目標信号検出処理を一時的に停止して、一定の目標の角度検出位置を保持し、射出体の到着後に画像追尾処理を自動で再開することによって、射出体の到着時に目標と重畳する射出体の映像に乱されることなく、安定した目標追尾及び射出体の照準の継続を可能としていた（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８‐１３４０２８号公報（第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の管制装置は、射出体の到着が見込まれる時刻に、射出体の到着時にその映像が目標に与える影響度に関わらず、常に画像追尾処理を一時中断する。
【０００６】
しかしながら一回の射撃で複数回射出体を発射する場合、一定の目標の角度検出位置を保持する時間、すなわち画像追尾処理を一時中断する時間が長くなる。このため射出体が目標に影響を与えない場合であっても、画像追尾処理を一時中断している間に目標が回避行動して画面中心から外れ、照準が目標からずれる結果、射出体の到着精度が低下するという問題があった。
【０００７】
この発明は、係る課題を解決するために成されたものであり、画像追尾において射出体の映像が影響を与えない場合に目標の画像追尾処理を継続し、目標を正確に照準する管制装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明による管制装置は、射出体を射出する射出器を有した移動体に搭載され、目標の映像を撮像するための撮像器を有し、旋回および俯仰方向に回転して目標方向を指向し、当該撮像器の中心が指向している角度を出力する監視機と、上記撮像器の撮像した目標の映像に基づき、当該目標の画面内における角度を計算して追尾処理するとともに、上記射出器から射出された射出体が画面内を通過する間、当該射出体の映像が高輝度である場合に限り、当該目標の画像追尾処理を一時中断する画像追尾処理器と、上記画像追尾処理器からの撮像器の中心が指向している角度と目標の画面内における角度をもとに上記監視機の指向角を指令する追尾制御器と、上記追尾制御器により算出された上記監視機の指向角から射出器の指向角度を計算し、上記射出器に対して指向角度を指令する射出制御器とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、目標距離に応じて計算される射出体の到着予測時刻において、射出体の映像が高輝度であって、目標の画像追尾に影響を与える場合に限り、目標信号検出処理を一時中断し、射出体の映像の影響を受けない状況になったときに、画像追尾処理を自動で再開することによって、目標の画像追尾処理を継続することができる。これにより射出体の照準精度の低下を抑え、維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１による管制装置の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１による管制装置を搭載した移動体の運用を示す図である。
【図３】実施の形態１から４の管制装置による追尾目標の画像を例示する図である。
【図４】実施の形態２による管制装置の構成を示す図である。
【図５】実施の形態３による管制装置の構成を示す図である。
【図６】実施の形態４による管制装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は、この発明に係る実施の形態１による管制装置の構成を示す図である。図２は、実施の形態１による管制装置を搭載した移動体の運用状態を示す図である。以下、実施の形態１による管制装置の構成及び動作について説明する。
図１において、実施の形態１による管制装置１０は、監視機３と、画像追尾処理器６と、追尾制御器７と、射出制御器８を備えて構成される。管制装置１０は、射出器２に接続されている。管制装置１０と射出器２は、車両や艦船等の移動体１１に搭載される。図２において、移動体１１は地上や海上における水平面１５の上を移動している。射出器２は、管制装置１０により画像追尾している追尾目標１２に向かって、弾丸等の射出体１４を射出し、射出体１４の軌道１７に沿って射出体１４が飛翔する。
【００１２】
管制装置１０は、監視機３により熱源からの映像信号を取得し、取得した映像信号中の目標を追尾目標１２として、画像追尾処理器６により追尾目標１２を画像追尾する。追尾制御器７は、画像追尾処理器６から取得した追尾目標１２の画面内の位置情報である追尾目標位置Ｓ３が入力される。追尾制御器７は、追尾目標位置Ｓ３に基づいて、追尾目標１２の画像追尾を継続するように、監視機３の視線方向を制御する。
【００１３】
監視機３は、撮像器４と測距器５を備える。撮像器４は赤外線撮像装置から構成される。測距器５は、レーザ測距装置、ステレオカメラ等から構成される。撮像器４と測距器５は視線方向が同一方向になるように配置される。監視機３は、撮像器４および測距器５の視線方向が上下方向（仰角方向）または左右方向（方位角方向）に回転可能となるように、撮像器４および測距器５を軸支している。撮像器４は、視線方向の熱源の映像信号を画像追尾処理器６に出力する。撮像器４の視野１６は、追尾目標１２を追尾可能な程度の視野角を有しているが、射出体１４は視野１６の視野角よりも高い角度を飛翔する場合が多い。測距器５は、視線方向の追尾目標１２までの距離を計測し、計測した目標までの距離を射出制御器８に出力する。
【００１４】
射出制御器８は、追尾制御器７を経由して画像追尾処理器６の取得した追尾目標１２の画面内の位置情報である追尾目標位置Ｓ３を得るとともに、測距器５から取得した追尾目標１２までの距離を得る。射出制御器８は、取得した追尾目標１２の画面内の位置情報（追尾目標位置Ｓ３）及び取得した追尾目標１２までの距離に基づいて、弾丸等の射出体１４が追尾目標１２に向けて射出するように射出器２の砲口を定める。射出制御器８は、射出器２の砲口を定めた後、射出器２に対して射出体１４の発射制御信号を送る。射出器２は、射出制御器８から発射制御信号を受けると、その砲口から射出体１４を射出する。また、射出制御器８は、発射制御信号の出力と同時に、判定処理器１９に対し、射出器２による射出体１４の発射の状態を示す発射状態信号Ｓ２を送る。
【００１５】
画像追尾処理器６は、画像追尾部９と判定処理器１９を備えている。画像追尾部９は、画像追尾器２１と目標角度保持器２０を有している。画像追尾器２１は、撮像器４からの映像信号Ｓ１が入力される。画像追尾器２１は、撮像器４により得られた映像信号Ｓ１の画像を基に、背景と区別された目標信号を検出する。画像追尾器２１は、この検出した目標信号から、追尾目標１２の位置を観測するとともに、追尾目標１２の輝度の変位を示す輝度変位量を観測する。このとき画像追尾器２１は、目標信号の画面中心からの上下の角度（俯角）及び左右の角度（方位角）を計測し、追尾目標１２の位置として求める。また、求めた追尾目標１２の位置を中心とする上下及び左右の所定角度範囲を目標検出ゲートとし、目標検出ゲート内の追尾目標１２の位置を継続して求める画像追尾処理を行う。画像追尾器２１は、追尾目標１２の位置を目標角度保持器２０に出力する。目標角度保持器２０は、画像追尾器２１から出力された追尾目標１２の位置である上下の角度及び左右の角度を、その記憶装置に格納する。画像追尾部９は、画像追尾器２１または目標角度保持器２０の何れか一方から選択した追尾目標１２の位置を、判定処理器１９に出力する。画像追尾部９の画像追尾器２１は、追尾目標１２の輝度変位量を判定処理器１９に出力する。判定処理器１９は、画像追尾部９からの追尾目標１２の位置を追尾目標位置Ｓ３として追尾制御器７に出力する。
【００１６】
追尾制御器７は、判定処理器１９からの追尾目標１２の位置（追尾目標位置Ｓ３）を得る。追尾制御器７は、画像追尾処理器６により得られる追尾目標１２を含む画面の中心に、追尾目標１２が位置し続けるように、追尾目標１２の位置（追尾目標位置Ｓ３）に基づいて、監視機３の視線方向を上下左右に制御する。
【００１７】
判定処理器１９は、射出制御器８から、射出器２による射出体１４の発射の状態を示す発射状態信号Ｓ２が入力される。判定処理器１９は、画像追尾器２１の計測した目標の輝度変位量と、射出制御器８からの発射状態信号Ｓ２の入力とがあった場合は、画像追尾継続判定処理を行う。
【００１８】
ここで、判定処理器１９における目標の輝度変位量判定部３１による画像追尾継続判定処理について、図３（ａ）（ｂ）を用いて説明する。
図３（ａ）（ｂ）は実施の形態１の管制装置による追尾目標の画像を例示する図であって、（ａ）は通常の追尾目標の輝度変位を示す図、（ｂ）は高輝度の追尾目標の輝度変位を示す図である。
目標の輝度変位量判定部３１は、画像追尾器２１から追尾目標１２の輝度変位量を得て、射出体１４が追尾目標１２の自動追尾に影響を与える高輝度な追尾目標であるか否かを判定する。射出体１４が追尾目標１２の自動追尾に影響を与える高輝度な追尾目標である場合、画像追尾処理器６及び追尾制御器７が射出体１４を追尾し、追尾目標１２の自動追尾を継続できなくなるまたは追尾動作が不安定になる等の影響を与えることになる。
【００１９】
（１）射出体１４が追尾目標１２へ到着することの見込まれる時刻ｔ１の直前時刻ｔ０（ｔ０＝＜ｔ１）において、目標の輝度変位量判定部３１は、射出体１４の輝度変位量が所定の輝度値以上の高輝度な追尾目標であるか否かを判定する。この判定において、射出体１４が所定の輝度値以上の高輝度な追尾目標となり、追尾目標１２の自動追尾に影響を与えると判定された場合、判定処理器１９は、画像追尾部９に対して画像追尾器２１による目標信号検出処理を一時的に停止する指令を送る。また、判定処理器１９は、目標の角度検出位置を保持する目標角度保持器２０を選択して出力するように、画像追尾部９の出力を切換える。判定処理器１９は、選択した目標角度保持器２０に格納された追尾目標１２の位置を、追尾目標位置Ｓ３として追尾制御器７に出力する。
【００２０】
例えば図３（ｂ）において、射出器２による射出体１４が曳光弾のように高輝度な追尾目標である場合、その熱源が追尾目標付近に到着すると追尾目標周囲の輝度が高くなり、射出体１４が画像追尾処理器６及び追尾制御器７による追尾目標１２の自動追尾に影響を与える。すなわち、射出体１４と追尾目標１２の識別が困難になり、射出体１４を追尾目標１２と誤認識して、追尾目標１２の位置精度が劣化することになる。
このように射出器２による射出体１４が曳光弾である場合、目標の輝度変位量判定部３１は射出体１４が追尾目標１２の自動追尾に影響を与える高輝度な追尾目標であると判定し、追尾目標１２の画像追尾処理を一時的に停止する。これにより、射出体１４の到着精度を低下させずに維持するという効果が得られる。
【００２１】
（２）また、射出体１４が追尾目標１２へ到着した時刻ｔ１後の時刻ｔ２（ｔ１＜ｔ２）において、目標の輝度変位量判定部３１が、射出体１４の輝度変位量が所定の輝度値未満となる高輝度でない通常の追尾目標であり、追尾目標１２の自動追尾に影響を与えないと判定される場合、判定処理器１９は画像追尾部９に対して画像追尾器２１を選択して出力する。これによって画像追尾器２１は、画像追尾処理を自動で再開する、もしくは画像追尾処理を継続する。
【００２２】
例えば図３（ａ）において、射出器２による射出体１４が通常弾である場合、その熱源がないため画像追尾処理器６が通常弾を目標として検出することがなく、射出体１４は画像追尾処理器６及び追尾制御器７による追尾目標１２の自動追尾に影響を与えない。このように射出器２による射出体１４が通常弾である場合、判定処理器１９は射出体１４が追尾目標１２の自動追尾に影響を与えない通常の追尾目標１２である、もしくは射出体１４が追尾目標１２の自動追尾に影響を与える高輝度な追尾目標ではないと判定し、追尾目標１２の画像追尾処理を継続する。このとき、判定処理器１９は画像追尾部９に対して画像追尾器２１による目標信号検出処理を一時的に停止する指令を送らない。これにより、射出体１４の到着精度を低下させずに維持するという効果が得られる。
【００２３】
以上説明した通り、実施の形態１による管制装置は、射出体１４を射出する射出器２を有した移動体１１に搭載され、目標の映像を撮像するための撮像器４および測距器５を有し、旋回および俯仰方向に回転して目標方向を指向し、当該撮像器４の中心が指向している角度を出力する監視機３と、上記撮像器４の撮像した追尾目標１２の映像に基づき、当該追尾目標１２の画面内における角度を計算して追尾処理するとともに、上記射出器２から射出された射出体１４が画面内を通過する間、当該射出体１４の映像が高輝度である場合に限り、当該追尾目標１２の画像追尾処理を一時中断する画像追尾処理器６と、上記画像追尾処理器６からの撮像器４の中心が指向している角度と追尾目標１２の画面内における角度をもとに上記監視機３の指向角を指令する追尾制御器７と、上記追尾制御器７により算出された上記監視機３の指向角から射出器２の指向角度を計算し、上記射出器２に対して指向角度を指令する射出制御器８を備えたことを特徴とする。
【００２４】
また、画像追尾処理器６は画像追尾部９と判定処理器１９を有し、判定処理器１９は、撮像器４により得られた画像をもとに背景と区別された目標信号の検出と目標の輝度変位量を観測する。画像追尾部９は、画面中心からの上下及び左右の角度として求める画像追尾を行い、目標の位置を検出する。判定処理器１９は、目標の輝度変位量と射出制御器８より発射の状態を示す信号を入力した場合は、射出体１４の目標への到着が見込まれる時刻において、自動で射出体１４が自動追尾に影響を与える場合に限り角度追尾装置の目標信号検出処理を一時的に停止して、目標の角度検出位置を保持する目標角度保持器２０を選択し、射出体の到着後に画像追尾処理を自動で再開する画像追尾器２１を選択することを特徴とする。
【００２５】
これによって、目標距離に応じて計算される射出体１４の到着予測時刻において、射出体１４の映像が高輝度であって目標の画像追尾に影響を与える場合に限り、画像追尾処理器６における目標信号検出処理を一時中断し、射出体１４の映像の影響を受けない状況になったときに、画像追尾処理器６における画像追尾処理を自動で再開し、目標の画像追尾処理を継続することができる。これにより射出体１４の照準精度の低下を抑え、維持することができる。
【００２６】
実施の形態２．
図４は、この発明に係る実施の形態２による管制装置の構成を示す図である。以下、実施の形態２による管制装置の構成及び動作について説明する。
図４において、実施の形態２による管制装置は、実施の形態１の管制装置と同様、監視機３と、追尾制御器７と、射出制御器８を備えている。また、実施の形態２の管制装置は、実施の形態１の画像追尾処理器６の代わりに、画像追尾処理器６１を有している。画像追尾処理器６１は、画像追尾部９と、判定処理器１９１を備えている。画像追尾部９は、実施の形態１の図１と同様、画像追尾器２１１と、目標角度保持器２０から構成される。実施の形態２の判定処理器１９１は、目標の面積変位量判定部３２を有している。その他の構成および動作は実施の形態１の図１で説明したものと同様であり、詳細な説明は省く。
【００２７】
管制装置１０は、監視機３により熱源からの映像信号を取得し、取得した映像信号中の目標を追尾目標１２として、画像追尾処理器６１により追尾目標１２を画像追尾する。追尾制御器７は、画像追尾処理器６１から取得した追尾目標１２の画面内の位置情報である追尾目標位置Ｓ３が入力される。追尾制御器７は、追尾目標位置Ｓ３に基づいて、追尾目標１２の画像追尾を継続するように、監視機３の視線方向を制御する。
【００２８】
画像追尾処理器６１は、画像追尾部９と判定処理器１９１を備えている。画像追尾部９は、画像追尾器２１１と目標角度保持器２０を有している。画像追尾器２１１は、撮像器４からの映像信号Ｓ１が入力される。画像追尾器２１１は、撮像器４により得られた映像信号Ｓ１の画像を基に、背景と区別された目標信号を検出する。画像追尾器２１１は、この検出した目標信号から、追尾目標１２の位置を観測する。このとき画像追尾器２１１は、目標信号の画面中心からの上下の角度（俯角）及び左右の角度（方位角）を計測し、追尾目標１２の位置として求める。また、求めた追尾目標１２の位置を中心とする上下及び左右の所定角度範囲を目標検出ゲートとし、目標検出ゲート内の追尾目標１２の位置を継続して求める画像追尾処理を行う。画像追尾器２１１は、追尾目標１２の位置を目標角度保持器２０に出力する。目標角度保持器２０は、画像追尾器２１１から出力された追尾目標１２の位置である上下の角度及び左右の角度を、その記憶装置に格納する。画像追尾部９は、画像追尾器２１１または目標角度保持器２０の何れか一方から選択した追尾目標１２の位置を、判定処理器１９１に出力する。画像追尾部９の画像追尾器２１１は、追尾目標１２の面積の変位を示す面積変位量を観測する。判定処理器１９は、画像追尾部９からの追尾目標１２の位置を追尾目標位置Ｓ３として追尾制御器７に出力する。
【００２９】
追尾制御器７は、判定処理器１９１からの追尾目標１２の位置（追尾目標位置Ｓ３）を得る。追尾制御器７は、画像追尾処理器６１により得られる追尾目標１２を含む画面の中心に、追尾目標１２が位置し続けるように、追尾目標１２の位置（追尾目標位置Ｓ３）に基づいて、監視機３の視線方向を上下左右に制御する。
【００３０】
判定処理器１９１は、射出制御器８から、射出器２による射出体１４の発射の状態を示す発射状態信号Ｓ２が入力される。判定処理器１９１における目標の面積変位量判定部３２は、計測した追尾目標１２の面積変位量と、射出制御器８からの発射状態信号Ｓ２の入力とがあった場合は、画像追尾継続判定処理を行う。
【００３１】
ここで、目標の面積変位量判定部３２による画像追尾継続判定処理について、図３（ｃ）（ｄ）を用いて説明する。図３（ｃ）（ｄ）は実施の形態１の管制装置による追尾目標の画像を例示する図であって、（ｃ）は通常の追尾目標の面積変位を示す図、（ｄ）は高輝度な追尾目標の面積変位を示す図である。
目標の面積変位量判定部３２は、画像追尾器２１１から追尾目標１２の面積変位量を得て、射出体１４が、追尾目標１２の自動追尾に影響を与える面積変位の大きい追尾目標であるか否かを判定する。射出体１４が追尾目標１２の自動追尾に影響を与える高輝度で面積変位の大きい追尾目標である場合、画像追尾処理器６１及び追尾制御器７が射出体１４を追尾し、追尾目標１２の自動追尾を継続できなくなるまたは追尾動作が不安定になる等の影響を与えることになる。
【００３２】
（１）射出体１４が追尾目標１２へ到着することの見込まれる時刻ｔ１の直前時刻ｔ０（ｔ０＝＜ｔ１）において、目標の面積変位量判定部３２は、射出体１４の面積変位量が所定値以上となる面積変位の大きい追尾目標であるか否かを判定する。この判定において、射出体１４が所定値以上の面積変位の大きい追尾目標となり、追尾目標１２の自動追尾に影響を与えると判定された場合、判定処理器１９１は、画像追尾部９に対して画像追尾器２１１による目標信号検出処理を一時的に停止する指令を送る。また、判定処理器１９１は、目標の角度検出位置を保持する目標角度保持器２０を選択して出力するように、画像追尾部９の出力を切換える。判定処理器１９１は、選択した目標角度保持器２０に格納された追尾目標１２の位置を、追尾目標位置Ｓ３として追尾制御器７に出力する。
【００３３】
例えば図３（ｃ）において、射出器２による射出体１４が曳光弾のように高輝度で面積変位の大きい追尾目標である場合、その熱源が追尾目標付近に到着すると追尾目標周囲の輝度が高くなり、射出体１４が画像追尾処理器６１及び追尾制御器７による追尾目標１２の自動追尾に影響を与える。すなわち、射出体１４と追尾目標１２の識別が困難になり、射出体１４を追尾目標１２と誤認識して、追尾目標１２の位置精度が劣化することになる。
このように射出器２による射出体１４が曳光弾である場合、目標の面積変位量判定部３２は射出体１４が追尾目標１２の自動追尾に影響を与える高輝度で面積変位の大きい追尾目標であると判定し、追尾目標１２の画像追尾処理を一時的に停止する。これにより、射出体１４の到着精度を低下させずに維持するという効果が得られる。
【００３４】
（２）また、射出体１４が追尾目標１２へ到着した時刻ｔ１後の時刻ｔ２（ｔ１＜ｔ２）において、目標の面積変位量判定部３２が、射出体１４の面積変位量が所定値未満となる高輝度でなく面積変位が大きくならない通常の追尾目標であって、追尾目標１２の自動追尾に影響を与えないと判定される場合、判定処理器１９１は画像追尾部９に対して画像追尾器２１１を選択して出力する。これによって画像追尾器２１１は、画像追尾処理を自動で再開する、もしくは画像追尾処理を継続する。
【００３５】
例えば図３（ｃ）において、射出器２による射出体１４が通常弾である場合、その熱源がないため画像追尾処理器６１が通常弾を目標として検出することがなく、射出体１４は画像追尾処理器６１及び追尾制御器７による追尾目標１２の自動追尾に影響を与えない。このように射出器２による射出体１４が通常弾である場合、判定処理器１９１は射出体１４が追尾目標１２の自動追尾に影響を与えない通常の追尾目標１２である、もしくは射出体１４が追尾目標１２の自動追尾に影響を与える面積変位の大きな追尾目標ではないと判定し、追尾目標１２の画像追尾処理を継続する。このとき、判定処理器１９１は画像追尾部９に対して画像追尾器２１１による目標信号検出処理を一時的に停止する指令を送らない。これにより、射出体１４の到着精度を低下させずに維持するという効果が得られる。
【００３６】
以上説明した通り、実施の形態２による管制装置は、射出体１４を射出する射出器２を有した移動体１１に搭載され、目標の映像を撮像するための撮像器４および測距器５を有し、旋回および俯仰方向に回転して目標方向を指向し、当該撮像器４の中心が指向している角度を出力する監視機３と、上記撮像器４の撮像した追尾目標１２の映像に基づき、当該追尾目標１２の画面内における角度を計算して追尾処理するとともに、上記射出器２から射出された射出体１４が画面内を通過する間、当該射出体１４の映像が面積変化の大きいものである場合に限り、当該追尾目標１２の画像追尾処理を一時中断する画像追尾処理器６１と、上記画像追尾処理器６１からの撮像器４の中心が指向している角度と追尾目標１２の画面内における角度をもとに上記監視機３の指向角を指令する追尾制御器７と、上記追尾制御器７により算出された上記監視機３の指向角から射出器２の指向角度を計算し、上記射出器２に対して指向角度を指令する射出制御器８を備えたことを特徴とする。
【００３７】
また、画像追尾処理器６１は画像追尾部９と判定処理器１９１を有し、判定処理器１９１は、撮像器４により得られた画像をもとに背景と区別された目標信号の検出と目標の面積変位量を観測する。画像追尾部９とは、画面中心からの上下及び左右の角度として求める画像追尾を行い、目標の位置を検出する。判定処理器１９１は、目標の面積変位量と射出制御器８より発射の状態を示す信号を入力した場合は、射出体１４の目標への到着が見込まれる時刻において、射出体１４が自動追尾に影響を与える場合に限り角度追尾装置の目標信号検出処理を一時的に停止して、目標の角度検出位置を保持する目標角度保持器２０を選択し、射出体の到着後に画像追尾処理を自動で再開する画像追尾器２１を選択する。これによって、目標の画像追尾処理を継続することができることから、射出体１４の到着精度を低下せず維持するという効果が得られる。
【００３８】
実施の形態３．
図５は、この発明に係る実施の形態３による管制装置の構成を示す図である。以下、実施の形態３による管制装置の構成及び動作について説明する。
図５において、実施の形態３による管制装置は、実施の形態１の管制装置と同様、監視機３と、追尾制御器７と、射出制御器８を備えている。また、実施の形態３の管制装置は、実施の形態１の画像追尾処理器６の代わりに、画像追尾処理器６２を有している。画像追尾処理器６２は、画像追尾部９と、判定処理器１９２を備えている。画像追尾部９は、実施の形態１の図１と同様、画像追尾器２１２と、目標角度保持器２０から構成される。実施の形態３の判定処理器１９２は、目標の位置変位量判定部３３を有している。その他の構成および動作は実施の形態３の図１で説明したものと同様であり、詳細な説明は省く。
【００３９】
管制装置１０は、監視機３により熱源からの映像信号を取得し、取得した映像信号中の目標を追尾目標１２として、画像追尾処理器６２により追尾目標１２を画像追尾する。追尾制御器７は、画像追尾処理器６２から取得した追尾目標１２の画面内の位置情報である追尾目標位置Ｓ３が入力される。追尾制御器７は、追尾目標位置Ｓ３に基づいて、追尾目標１２の画像追尾を継続するように、監視機３の視線方向を制御する。
【００４０】
画像追尾処理器６２は、画像追尾部９と判定処理器１９２を備えている。画像追尾部９は、画像追尾器２１２と目標角度保持器２０を有している。画像追尾器２１２は、撮像器４からの映像信号Ｓ１が入力される。画像追尾器２１２は、撮像器４により得られた映像信号Ｓ１の画像を基に、背景と区別された目標信号を検出する。画像追尾器２１２は、この検出した目標信号から、追尾目標１２の位置を観測する。このとき画像追尾器２１２は、目標信号の画面中心からの上下の角度（俯角）及び左右の角度（方位角）を計測し、追尾目標１２の位置として求める。また、求めた追尾目標１２の位置を中心とする上下及び左右の所定角度範囲を目標検出ゲートとし、目標検出ゲート内の追尾目標１２の位置を継続して求める画像追尾処理を行う。画像追尾器２１２は、追尾目標１２の位置を目標角度保持器２０に出力する。目標角度保持器２０は、画像追尾器２１２から出力された追尾目標１２の位置である上下の角度及び左右の角度を、その記憶装置に格納する。画像追尾部９は、画像追尾器２１２または目標角度保持器２０の何れか一方から選択した追尾目標１２の位置を、判定処理器１９２に出力する。画像追尾部９の画像追尾器２１２は、追尾目標１２の位置の変位を示す位置変位量を観測する。判定処理器１９２は、画像追尾部９からの追尾目標１２の位置を追尾目標位置Ｓ３として追尾制御器７に出力する。
【００４１】
追尾制御器７は、判定処理器１９２からの追尾目標１２の位置（追尾目標位置Ｓ３）を得る。追尾制御器７は、画像追尾処理器６２により得られる追尾目標１２を含む画面の中心に、追尾目標１２が位置し続けるように、追尾目標１２の位置（追尾目標位置Ｓ３）に基づいて、監視機３の視線方向を上下左右に制御する。
【００４２】
判定処理器１９２は、射出制御器８から、射出器２による射出体１４の発射の状態を示す発射状態信号Ｓ２が入力される。判定処理器１９２における目標の位置変位量判定部３２は、計測した追尾目標１２の位置変位量と、射出制御器８からの発射状態信号Ｓ２の入力とがあった場合は、画像追尾継続判定処理を行う。
【００４３】
ここで、目標の位置変位量判定部３２による画像追尾継続判定処理について、図３（ｅ）（ｆ）を用いて説明する。図３（ｅ）（ｆ）は実施の形態１の管制装置による追尾目標の画像を例示する図であって、（ｅ）は通常の追尾目標の位置変位を示す図、（ｆ）は高輝度な追尾目標の位置変位を示す図である。
目標の位置変位量判定部３３は、画像追尾器２１２から追尾目標１２の位置変位量を得て、射出体１４が、追尾目標１２の自動追尾に影響を与える位置変位の大きい追尾目標であるか否かを判定する。射出体１４が追尾目標１２の自動追尾に影響を与える高輝度で位置変位の大きい追尾目標である場合、画像追尾処理器６２及び追尾制御器７が射出体１４を追尾し、追尾目標１２の自動追尾を継続できなくなるまたは追尾動作が不安定になる等の影響を与えることになる。
【００４４】
（１）射出体１４が追尾目標１２へ到着することの見込まれる時刻ｔ１の直前時刻ｔ０（ｔ０＝＜ｔ１）において、目標の位置変位量判定部３３は、射出体１４の位置変位量が所定値以上となる位置変位の大きい追尾目標であるか否かを判定する。この判定において、射出体１４が所定値以上の位置変位の大きい追尾目標となり、追尾目標１２の自動追尾に影響を与えると判定された場合、判定処理器１９２は、画像追尾部９に対して画像追尾器２１２による目標信号検出処理を一時的に停止する指令を送る。また、判定処理器１９２は、目標の角度検出位置を保持する目標角度保持器２０を選択して出力するように、画像追尾部９の出力を切換える。判定処理器１９２は、選択した目標角度保持器２０に格納された追尾目標１２の位置を、追尾目標位置Ｓ３として追尾制御器７に出力する。
【００４５】
例えば図３（ｃ）において、射出器２による射出体１４が曳光弾のように位置変位の大きい追尾目標である場合、その熱源が追尾目標付近に到着すると追尾目標から離れた周囲の輝度が高くなり、射出体１４が画像追尾処理器６２及び追尾制御器７による追尾目標１２の自動追尾に影響を与える。すなわち、射出体１４と追尾目標１２の識別が困難になり、射出体１４を追尾目標１２と誤認識して、追尾目標１２の位置精度が劣化することになる。
このように射出器２による射出体１４が曳光弾である場合、目標の位置変位量判定部３２は射出体１４が追尾目標１２の自動追尾に影響を与える位置変位の大きい追尾目標であると判定し、追尾目標１２の画像追尾処理を一時的に停止する。これにより、射出体１４の到着精度を低下させずに維持するという効果が得られる。
【００４６】
（２）また、射出体１４が追尾目標１２へ到着した時刻ｔ１後の時刻ｔ２（ｔ１＜ｔ２）において、目標の位置変位量判定部３２が、射出体１４の位置変位量が所定値未満となる通常の追尾目標であって、追尾目標１２の自動追尾に影響を与えないと判定される場合、判定処理器１９２は画像追尾部９に対して画像追尾器２１２を選択して出力する。これによって画像追尾器２１２は、画像追尾処理を自動で再開する、もしくは画像追尾処理を継続する。
【００４７】
例えば図３（ｃ）において、射出器２による射出体１４が通常弾である場合、その熱源がないため画像追尾処理器６２が通常弾を目標として検出することがなく、射出体１４は画像追尾処理器６２及び追尾制御器７による追尾目標１２の自動追尾に影響を与えない。このように射出器２による射出体１４が通常弾である場合、判定処理器１９２は射出体１４が追尾目標１２の自動追尾に影響を与えない通常の追尾目標１２である、もしくは射出体１４が追尾目標１２の自動追尾に影響を与える位置変位の大きな追尾目標ではないと判定し、追尾目標１２の画像追尾処理を継続する。このとき、判定処理器１９２は画像追尾部９に対して画像追尾器２１２による目標信号検出処理を一時的に停止する指令を送らない。これにより、射出体１４の到着精度を低下させずに維持するという効果が得られる。
【００４８】
以上説明した通り、実施の形態３による管制装置は、射出体１４を射出する射出器２を有した移動体１１に搭載され、目標の映像を撮像するための撮像器４および測距器５を有し、旋回および俯仰方向に回転して目標方向を指向し、当該撮像器４の中心が指向している角度を出力する監視機３と、上記撮像器４の撮像した追尾目標１２の映像に基づき、当該追尾目標１２の画面内における角度を計算して追尾処理するとともに、上記射出器２から射出された射出体１４が画面内を通過する間、当該射出体１４の映像が位置変化の大きいものである場合に限り、当該追尾目標１２の画像追尾処理を一時中断する画像追尾処理器６２と、上記画像追尾処理器６１からの撮像器４の中心が指向している角度と追尾目標１２の画面内における角度をもとに上記監視機３の指向角を指令する追尾制御器７と、上記追尾制御器７により算出された上記監視機３の指向角から射出器２の指向角度を計算し、上記射出器２に対して指向角度を指令する射出制御器８を備えたことを特徴とする。
【００４９】
また、画像追尾処理器６２は画像追尾部９と判定処理器１９２を有し、判定処理器１９２は、撮像器４により得られた画像をもとに背景と区別された目標信号の検出と目標の位置変位量を観測する。目標の位置については、画面中心からの上下及び左右の角度として求める画像追尾を行う。判定処理器１９２は、目標の位置変位量と射出制御器８より発射の状態を示す信号を入力した場合は、射出体１４の目標への到着が見込まれる時刻において、射出体１４が自動追尾に影響を与える場合に限り角度追尾装置の目標信号検出処理を一時的に停止して、目標の角度検出位置を保持する目標角度保持器２０を選択し、射出体の到着後に画像追尾処理を自動で再開する画像追尾器２１２を選択する。これによって、目標の画像追尾処理を継続することができることから、射出体１４の到着精度を低下せず維持するという効果が得られる。
【００５０】
実施の形態４．
図６は、この発明に係る実施の形態４による管制装置の構成を示す図である。以下、実施の形態４による管制装置の構成及び動作について説明する。
図６において、実施の形態４による管制装置は、実施の形態１の管制装置と同様、監視機３と、追尾制御器７と、射出制御器８を備えている。また、実施の形態４の管制装置は、実施の形態１の画像追尾処理器６の代わりに、画像追尾処理器６３を有している。画像追尾処理器６３は、画像追尾部９と、判定処理器１９３を備えている。画像追尾部９は、実施の形態１の図１と同様、画像追尾器２１３と、目標角度保持器２０から構成される。実施の形態４の判定処理器１９３は、
目標の輝度変位量判定部３１と、目標の面積変位量判定部３２と、目標の位置変位量判定部３３を有している。その他の構成および動作は実施の形態１の図１で説明したものと同様であり、詳細な説明は省く。
【００５１】
画像追尾処理器６は、画像追尾部９と判定処理器１９３を備えている。画像追尾部９は、画像追尾器２１３と目標角度保持器２０を有している。画像追尾器２１３は、撮像器４からの映像信号Ｓ１が入力される。画像追尾器２１３は、撮像器４により得られた映像信号Ｓ１の画像を基に、背景と区別された目標信号を検出する。画像追尾器２１３は、この検出した目標信号から、追尾目標１２の位置を観測するとともに、追尾目標１２の輝度の変位を示す輝度変位量を観測する。このとき画像追尾器２１３は、目標信号の画面中心からの上下の角度（俯角）及び左右の角度（方位角）を計測し、追尾目標１２の位置として求める。また、求めた追尾目標１２の位置を中心とする上下及び左右の所定角度範囲を目標検出ゲートとし、目標検出ゲート内の追尾目標１２の位置を継続して求める画像追尾処理を行う。画像追尾器２１３は、追尾目標１２の位置を目標角度保持器２０に出力する。目標角度保持器２０は、画像追尾器２１３から出力された追尾目標１２の位置である上下の角度及び左右の角度を、その記憶装置に格納する。画像追尾部９は、画像追尾器２１３または目標角度保持器２０の何れか一方から選択した追尾目標１２の位置を、判定処理器１９に出力する。画像追尾部９の画像追尾器２１３は、追尾目標１２の輝度変位量を判定処理器１９に出力する。判定処理器１９は、画像追尾部９からの追尾目標１２の位置を追尾目標位置Ｓ３として追尾制御器７に出力する。
【００５２】
追尾制御器７は、判定処理器１９３からの追尾目標１２の位置（追尾目標位置Ｓ３）を得る。追尾制御器７は、画像追尾処理器６３により得られる追尾目標１２を含む画面の中心に、追尾目標１２が位置し続けるように、追尾目標１２の位置（追尾目標位置Ｓ３）に基づいて、監視機３の視線方向を上下左右に制御する。
【００５３】
判定処理器１９３は、射出制御器８から、射出器２による射出体１４の発射の状態を示す発射状態信号Ｓ２が入力される。
判定処理器１９３において、画像追尾器２１３の計測した目標の輝度変位量と、射出制御器８からの発射状態信号Ｓ２の入力とがあった場合は、画像追尾継続判定処理を行う。
また、判定処理器１９３において、目標の面積変位量判定部３２は、計測した追尾目標１２の面積変位量と、射出制御器８からの発射状態信号Ｓ２の入力とがあった場合は、画像追尾継続判定処理を行う。
また、判定処理器１９３において、目標の位置変位量判定部３３は、計測した追尾目標１２の位置変位量と、射出制御器８からの発射状態信号Ｓ２の入力とがあった場合は、画像追尾継続判定処理を行う。
【００５４】
ここで、目標の輝度変位量判定部３１、目標の面積変位量判定部３２、目標の位置変位量判定部３３は、それぞれ実施の形態１の図１、実施の形態２の図４、実施の形態３の図５で説明したものと同様に動作するので、詳細な説明は省く。
【００５５】
実施の形態４による管制装置は、画像追尾処理器６６３において、目標の輝度変位量、目標の面積変位量、目標の位置変位量を観測し、判定処理器１９３は目標の輝度変位量、目標の面積変位量、目標の位置変位量の複合情報と射出制御器８より発射の状態を示す信号を入力する。また、射出体１４の目標への到着が見込まれる時刻において、射出体１４が自動追尾に影響を与える場合に限り角度追尾装置の目標信号検出処理を一時的に停止して目標角度保持器２０を選択し、射出体の到着後に画像追尾処理を自動で再開する。目標の画像追尾処理を継続することができることから、射出体の到着精度を低下せず維持するという効果が得られる。
【００５６】
以上説明した実施の形態１から４は、テレビカメラ等の監視機３により光学的に追尾目標１２を追尾し、射出器２より射出体１４を射出する管制装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１  管制装置、２  射出器、３  監視機、４  撮像器、５  測距器、６  画像追尾処理器、６１  画像追尾処理器、６２  画像追尾処理器、６３  画像追尾処理器、７  追尾制御器、８  射出制御器、１２  追尾目標、１４  射出体、１９  判定処理器、１９１  判定処理器、１９２  判定処理器、１９３  判定処理器、２０  目標角度保持器、２１  画像追尾器、２１１  画像追尾器、２１２  画像追尾器、２１３  画像追尾器、３１  目標の輝度変位量判定部、３２  目標の面積変位量判定部、３３  目標の位置変位量判定部。
【図１】
0006447544.tif 000002
【図２】
0006447544.tif 000003
【図３】
0006447544.tif 000004
【図４】
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【図５】
0006447544.tif 000006
【図６】
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