(57)【要約】【課題】AZ軸のXEL軸への駆動反力の影響を低減することができるとともに、追従性能を向上することができる追従装置を提供する。【解決手段】AZ目標角度が設定されると、AZ駆動トルク、AZトルクによる加速度影響が計算され、XEL最大トルクが測定され、XELトルクによる加速度影響が計算される。それぞれの加速度影響から、ELの補正角度が計算されEL目標角度と対比される。補正角度に移動後、目標角度へ移動するEL角速度指令が送出され、駆動反力の影響を低減される。【選択図】図１
2008217129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在に支持されるアジマス軸と、
このアジマス軸と交差する方向に設けられ、回転自在に支持されるエレベーション軸と、
このエレベーション軸と交差する方向にマウントされ、回転自在に支持されるクロスエレベーション軸と、
前記クロスエレベーション軸に取付けられ、クロスエレベーション軸回りに回転自在なセンサ部と、
前記アジマス軸とエレベーション軸およびクロスエレベーション軸にそれぞれ連結され、各々を個別に回転駆動する駆動機構と、
前記各駆動機構に対して個別に制御を行う制御部とを備え、
前記制御部は、前記センサ部の所望位置への移動に際し、前記アジマス軸上の移動に対して前記エレベーション軸での角度補正を経て前記エレベーション軸の姿勢を制御することを特徴とする追従装置。
【請求項２】
回転自在に支持されるアジマス軸と、
このアジマス軸と交差する方向に設けられ、回転自在に支持されるエレベーション軸と、
このエレベーション軸と交差する方向にマウントされ、回転自在に支持されるクロスエレベーション軸と、
前記クロスエレベーション軸に取付けられ、クロスエレベーション軸回りに回転自在なセンサ部と、
前記アジマス軸とエレベーション軸およびクロスエレベーション軸にそれぞれ連結され、各々を個別に回転駆動する駆動機構と、
前記各駆動機構に対して個別に制御を行う制御部とを備え、
前記制御部は、所定のアジマス移動角度に対する所望のエレベーション補正角度を予めテーブル化して持ち、前記センサ部の所望位置への移動に際し、前記アジマス軸上の移動に対して、参照したエレベーション補正角度による前記エレベーション軸での角度補正を経て前記エレベーション軸の姿勢を制御することを特徴とする追従装置。
【請求項３】
前記エレベーション軸での補正角度は、エレベーション角度によってそれぞれ変化するアジマス駆動トルクによるクロスエレベーション軸への加速度成分と、クロスエレベーション駆動トルクによるクロスエレベーション軸への加速度成分とに基づき、設定される
ことを特徴とする請求項１または２に記載の追従装置。
【請求項４】
前記エレベーション軸での補正角度は、アジマス駆動トルクの加速度成分を、クロスエレベーション駆動トルクによる加速度成分で抑圧可能に設定されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の追従装置。
【請求項５】
前記エレベーション軸での補正角度は、前記アジマス軸の目標角速度から規定されるBang-bangトルクによる加速度と、前記クロスエレベーション軸での最大Bang-bangトルクによる加速度を等しくして打ち消すように設定されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の追従装置。
【請求項６】
前記アジマス軸目標角速度から規定されるBang-bangトルクは、目標アジマス角から算出される値よりも大きくなるように設定することを特徴とする請求項５に記載の追従装置。
【請求項７】
前記クロスエレベーション軸への加速度影響は、前記エレベーション角度を変数とした関数で表されることを特徴とする請求項６に記載の追従装置。
【請求項８】
回転自在に支持されるアジマス軸と、
このアジマス軸と交差する方向に設けられ、回転自在に支持されるエレベーション軸と、
このエレベーション軸と交差する方向にマウントされ、回転自在に支持されるクロスエレベーション軸と、
前記クロスエレベーション軸に取付けられ、クロスエレベーション軸回りに回転自在なセンサ部と、
前記アジマス軸とエレベーション軸およびクロスエレベーション軸にそれぞれ連結され、各々を個別に回転駆動する駆動機構と、
前記各駆動機構に対して個別に制御を行う制御部とを備え、
前記制御部は、前記センサ部の所望位置への移動に際し、前記アジマス軸上の移動に対して前記アジマス軸方向への角度補正を経て、前記アジマス軸移動完了後、前記エレベーション軸の姿勢を制御することを特徴とする追従装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、追従装置に関し、特に３軸ジンバル構造を組み込んだ追従装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、空港やプラントなど大型施設、及び発電所や水道施設などのライフラインに関わる施設での保安設備、並びにITSなどの交通情報支援システムなどにおいて、ITVカメラ等を用いて対象物を追跡し、継続した監視や詳細な情報を入手するシステムが多く商品化されている。これらのシステムは、地上設置型だけでなく、プラットホームとして車両、船舶または航空機などを想定し、小型かつ耐振性を考慮した構造で、振動・動揺に対する外乱抑圧を行っている。更に、複数の対象物を順次、追跡できるように、旋回速度を高速化し、対象物への指向を短時間に行えることが重要になってきている。
【０００３】
このような対象物を追跡・監視する旋回システムとしては、一般的にジンバル構造が採用される。アジマス軸（以下、AZ軸という）とエレベーション軸（以下、EL軸という）で構成される2軸ジンバル構造では、天頂の方向においてジンバルの角速度が制御不能になるジンバルロックと呼ばれる現象が存在するため、3軸ジンバル構造が採用されることが多い。かかる3軸ジンバル構造では、AZ軸の回転時に、AZ駆動の反力により、同一直交軸を有するクロスエレベーション軸（以下、XEL軸という）に加速度外乱が加わり振動が生じる問題がある。
【０００４】
従来の追従システムでは、XEL軸のモータトルクを十分大きくし、XEL軸での振動抑圧特性を高め、この反力による外乱を抑圧する制御を行っている。
【０００５】
また、ロボットアーム等に見られる従来技術では、相互の反力の影響を考慮して、駆動する自身以外の他の出力するトルク量に対して反力の影響を補償するべく制御量を加算するようなサーボ技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、3軸ジンバル構造では、目標の追従のために、例えば、ジンバルの角速度ベクトルが最小となるように各軸の目標角度が分配されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開2005-181149号公報
【特許文献２】特開2006-106910号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような従来技術では、AZ軸のトルクによる反力の影響を抑圧するためには、AZ軸トルクの大きさに応じてXEL軸で十分なモータトルクが必要であり、不十分なモータトルクでは抑圧残渣が生じて位置決め整定時間が増大し、結果として追従の動作遅れが生じてしまう。また、AZ軸は負荷慣性が大きいため、これを短時間で駆動するために、大きなトルクが発生し、このためXEL軸でも反力の影響を抑圧するために相応の大きなトルクを発生可能なモータが必要となる。このため、XEL軸のモータトルクが装置設計を制限しており小型化することが難しい。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、AZ軸のXEL軸への駆動反力の影響を低減することができるとともに、追従性能を向上することができる追従装置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】
【０００８】
本発明の一態様によれば、回転自在に支持されるアジマス軸と、このアジマス軸と交差する方向に設けられ、回転自在に支持されるエレベーション軸と、このエレベーション軸と交差する方向にマウントされ、回転自在に支持されるクロスエレベーション軸と、前記クロスエレベーション軸に取付けられ、クロスエレベーション軸回りに回転自在なセンサ部と、前記アジマス軸とエレベーション軸およびクロスエレベーション軸にそれぞれ連結され、各々を個別に回転駆動する駆動機構と、前記各駆動機構に対して個別に制御を行う制御部とを備え、前記制御部は、前記センサ部の所望位置への移動に際し、前記アジマス軸上の移動に対して前記エレベーション軸での角度補正を経て前記エレベーション軸の姿勢を制御することを特徴とする追従装置が提供される。
【０００９】
また、本発明の別の一態様によれば、回転自在に支持されるアジマス軸と、このアジマス軸と交差する方向に設けられ、回転自在に支持されるエレベーション軸と、このエレベーション軸と交差する方向にマウントされ、回転自在に支持されるクロスエレベーション軸と、前記クロスエレベーション軸に取付けられ、クロスエレベーション軸回りに回転自在なセンサ部と、前記アジマス軸とエレベーション軸およびクロスエレベーション軸にそれぞれ連結され、各々を個別に回転駆動する駆動機構と、前記各駆動機構に対して個別に制御を行う制御部とを備え、前記制御部は、前記センサ部の所望位置への移動に際し、前記アジマス軸上の移動に対して前記アジマス軸方向への角度補正を経て、前記アジマス軸移動完了後、前記エレベーション軸の姿勢を制御することを特徴とする追従装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、AZ軸のXEL軸への駆動反力の影響を低減することができるとともに、追従性能を向上することができる追従装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付すとともに、重複した説明は省略する。
【００１２】
本実施の形態は、撮像装置を３軸ジンバル構造に搭載した追従装置である。
【００１３】
（実施の形態１）
まず、本実施の形態にかかる追従装置の構成について説明する。
【００１４】
図１は、本実施の形態にかかる追従装置の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、追従装置１は、大別すると、第１のジンバル１１、第２のジンバル２１、第３のジンバル３１、撮像装置４０、角速度指令生成部５０、駆動制御部６０を有している。第１のジンバル１１は、第１のジンバル軸１０を中心に回転する。第２のジンバル２１は、第１のジンバル軸１０に交差する第２のジンバル軸２０を中心に回転し、第１のジンバル１１に支持されている。第３のジンバル３１は、第３のジンバル軸３０を中心に回転し、第２のジンバル２１に支持されている。第３のジンバル軸３０は、第１のジンバル軸１０と同一交差点において第２のジンバル軸２０に交差している。なお、第１のジンバル軸１０と第２のジンバル軸２０、および第３のジンバル軸３０と第２のジンバル軸２０とは、それぞれ直交している事が追従可能範囲の点から望ましい。
【００１５】
第３のジンバル３１には、目標の位置データを出力する目標位置認識手段が支持されている。
【００１６】
第１のジンバル１１は第１の駆動手段１２によって回転駆動され、第２のジンバル２１は第２の駆動手段２２によって回転駆動され、第３のジンバル３１は第３の駆動手段３２によって回転駆動される。
【００１７】
第１のジンバル１１の角速度は第１の角速度検出手段１３によって検出され、第２のジンバル２１の角速度は第２の角速度検出手段２３によって検出され、第３のジンバル３１の角速度は第３の角速度検出手段３３によって検出される。
【００１８】
第１のジンバル１１の第２のジンバル２１に対する回転角度は、第１の角度検出手段１４によって検出される。第２のジンバル２１の第３のジンバル３１に対する回転角度は、第２の角度検出手段２４によって検出される。第３のジンバル３１のジンバル固定部に対する回転角度は、第３の角度検出手段３４によって検出される。
【００１９】
目標認識手段から出力される位置データは、目標位置座標に変換され、角速度指令生成部５０に送られる。また、角速度指令生成部５０には、第１乃至第３の角速度検出手段１３、２３、３３のそれぞれにより検出した角速度データ及び第１乃至第３の角度検出手段１４、２４、３４のそれぞれにより検出した角度データが送られる。
【００２０】
駆動制御部６０は、第1の駆動手段１２、第２の駆動手段２２、第３の駆動手段３２に対して個別に駆動制御するため、第1のサーボ制御部６１、第２のサーボ制御部６２、第３のサーボ制御部６３を備えている。第1乃至第3のサーボ制御部６１、６２、６３は、角速度指令生成部５０により生成された角速度指令値に基づき、第1乃至第3の駆動手段１２、２２、３２に対して個別にサーボ制御を行う。
【００２１】
角速度指令生成部５０は、第１乃至第３のジンバル１１、２１、３１に対するそれぞれの角速度指令値を生成するもので、第1の指令算出部５１、第２の指令算出部５２、第３の指令算出部５３を備えている。
【００２２】
第1の指令算出部５１は、第1の目標角度指令値に基づいて、第1の角速度目標値を算出する。第1の目標角度指令値は、目標の追従において、第1のジンバル１１の姿勢を変更するために、第1のサーボ制御部６１に供給される。
【００２３】
第2の指令算出部５２は、第2の目標角度指令値に基づいて、第2の角速度目標値を算出する。ここで、第2の目標角度指令値は、目標の追従において、第2のジンバル２１の姿勢を変更するために、第２のサーボ制御部６２に供給される。第2の目標角度指令値は、第1の目標角度指令値、前記位置データ、前記角速度データ及び前記角度データに基づき、第1のジンバル１１の回転駆動反力を低減させる軌道を経て、第2のジンバル２１の姿勢を変更するように設定される。第3の指令算出部５３は、第3の目標角度指令値に基づいて第3の角速度目標値を算出する。第3の目標角度指令値は、目標の追従において、第3のジンバル３１の姿勢を変更するために、第３のサーボ制御部６３に供給される。
【００２４】
尚、図１に示したブロック図はあくまでも実施の形態の一例を示している。例えば、図１では、第１の角度検出手段１４、第２の角度検出手段２４、第３の角度検出手段３４をそれぞれ独立のものとして説明しているが、角速度そのものは所定の角度を微分演算することにより得られるものである。したがって、この場合には、図１３に示す簡素化したブロック図で表すことができることは勿論である。
【００２５】
図２Ａは、本実施の形態にかかる追従装置の略外観を示す模式図、図２Ｂは、ジンバル装置のジンバルの斜視図である。第１のジンバル軸１０はAZ軸、第２のジンバル軸２０はEL軸、第３のジンバル軸３０はXEL軸である。追従装置１は、これらのAZ軸１０、EL軸２０及びXEL軸３０が一点において直交する３軸構造を備えた３軸旋回可能な装置である。
【００２６】
第１のジンバル１１は、地上に設置される、又は車両、船舶若しくは航空機等に搭載される座面側になる。実施の形態において、第１のジンバル１１は、AZ軸１０を中心として回転する円盤であり、この円盤上のAZ軸１０を中心として対向する位置には第２のジンバル２１を支持する支持部１１Ａ及び１１Ｂが配設されている。第２のジンバル２１は、一端が支持部１１Ａに、他端が支持部１１Ｂに回転自在に支持され、凹型部材を有している。第３のジンバル３１は、第２のジンバル２１の凹型部材の中央部分に回転自在に支持され、第２のジンバル２１に比べて一回り小さい凹型部材を有している。
【００２７】
図２Ｂに示すように、この第３のジンバル３１に目標位置認識手段が搭載されている（参照）。実施の形態１において、目標位置認識手段には例えば撮像装置４０が設けられている。撮像装置４０には、例えば工業用テレビカメラ、赤外線カメラ、ＣＣＤカメラの他、ＣＭＯＳセンサカメラ等のエリアセンサも利用することができる。撮像装置４０は、目標に向かう視軸がXEL軸３０と直交するように、第３のジンバル３１に配設される。目標位置認識手段には撮像装置の他、アレイアンテナ等の追従対象の方向を検出可能なセンサを設けることができる。
【００２８】
ジンバル装置１は、撮像装置４０の視軸ｒを正面に向けた状態にある。第１のジンバル１１、第２のジンバル２１、第３のジンバル３１及び撮像装置４０は、天頂方向（図２中、上側）を半球とする円柱形状の外装ケース２で覆われている。外装ケース２は、第１のジンバル１１の支持部１１Ａ、１１Ｂのそれぞれを覆う部分に不透明な外装領域２Ａを備え、この外装領域２Ａ間の円柱の対向する側面と天頂領域とに透明な可視領域２Ｂとを備えている。可視領域２Ｂは撮像装置４０の可視範囲になる。
【００２９】
このような3軸ジンバル構造の運動方程式は複雑になるが、偏重心やアンバランスがない場合には、運動方程式の簡略化が可能であり、状態変数ｘ、入力ｕ、出力ｙとした状態方程式として(1)式のように表すことができる。
【数１】
2008217129.tif 000003
【数２】
2008217129.tif 000004
【００３０】
この状態方程式を表す行列Aは(5.a)式、行列Bは(6.a)式において表すことができる。行列Aは6×6要素であり、行列Bは3×6要素であり、各駆動軸の連成の関係を表している。ここで、対称な形状として構成される3軸ジンバル構造では、EL軸の角度によって慣性等が変化するため、行列要素が変化するように表される。この関係は、行列Aは(5.b)式、行列Bは(6.b)式のように表すことができる。
【数３】
2008217129.tif 000005
【００３１】
この方程式において、AZ軸トルクの駆動反力によるXEL軸へ角加速度として現れる影響を表すのが、B51の要素である。また、このモータ駆動反力の影響を抑圧するXEL軸のモータ駆動トルクの影響を表すのが、B53の要素である。XEL軸に対して、AZ軸トルクはB51要素を経て、角加速度外乱として作用している。この影響をXEL軸トルクでB53要素を経て抑圧している。
【００３２】
図３は、本実施の形態において、モータ駆動反力の影響するB51,B53要素のEL角度に対する特性を示す図である。横軸は、EL角度を表し、縦軸は、それぞれB51要素,B53要素の大きさを表している。図３から明らかように、B51要素は、EL角度が0度に近いほどAZ軸トルクの影響が強く、また90度に近くなるほどXEL軸への影響が小さくなっていることがわかる。このことから、EL軸の角度を変えることで、AZ軸トルクの影響を低減することが可能である。
【００３３】
図４は、駆動反力の影響を低減するEL角速度指令算出のフローチャートである。
【００３４】
まず、AZ目標角度が設定されると、AZ駆動トルクが計算される（ステップＳ４１）。次いで、AZトルクによる加速度影響が計算される（ステップＳ４２）。一方、XEL最大トルクが測定され（ステップＳ４３）、XELトルクによる加速度影響が計算される（ステップＳ４４）。
【００３５】
次のステップとして、それぞれの加速度影響から、ELの補正角度が計算される（ステップＳ４５）。
【００３６】
次いで、算出したEL補正角度がEL目標角度と対比される（ステップＳ４６）。すなわち、EL補正角度よりもEL目標角度が小さい場合には、ステップＳ４８に移行し、そうでない場合には、ステップＳ４７に移行する。ステップＳ４７では、目標角度をEL角速度指令が送出される。ステップＳ４８では、補正角度に移動後、目標角度へ移動するEL角速度指令が送出される。次いで、EL角速度指令が生成される（ステップＳ４９）。
【００３７】
本実施の形態にかかる追従装置では、移動時間ｔrが所望の時間として決まっており、
【数４】
2008217129.tif 000006
【数５】
2008217129.tif 000007
【００３８】
サーボ系の制御アルゴリズムには、非線形最短制御アルゴリズムとしてはBang-bang制御が周知である。Bang-bang制御は、制御対象が積分型でゆっくりした変化をする場合、上下限値を設定し、その間でＯＮ／ＯＦＦ制御する。
【数６】
2008217129.tif 000008
【００３９】
このAZトルクによるXEL軸への角加速度外乱として作用する成分を抑圧するには、XEL軸で同じ加速度を発生することができればよい。ここで、実際のAZ駆動トルクは、応答遅れ等があるため、Bang-bang状で想定される値よりも大きなトルクが発生する。そこで、理想値よりも大きなトルク発生を考慮する安全係数Fを設定し、(10)式で表されるトルクとすることが望ましい。
【数７】
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【数８】
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【数９】
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【００４０】
図５は、本実施の形態にかかるAZ軸トルク、およびXEL軸トルクによるXEL軸への角加速度影響のEL角度に対する特性を示す図である。具体的には、AZ目標180度において、EL角度に対する(11)式、(12)式の値を示している。図５に示されるように、AZ駆動トルクによるXEL軸への角加速度を表す(11)(13)式と、AZ駆動トルクによるXEL軸への角加速度を表す(12)(14)式との交点は、43度となっている。このことから、EL角度43度以下では、XELトルクによる発生可能な角加速度よりも、AZトルクによる角加速度の方が大きく、AZトルクによる駆動反力の角加速度外乱をXELトルクで抑圧することができない。しかし、EL角度43度以上では、XELトルクによる発生可能な角加速度の方が、AZトルクによる角加速度より大きく、AZトルクによる駆動反力の角加速度外乱をXELトルクで抑圧することが可能である。従って、43度のEL補正角度を経てEL軸の姿勢を変化させる角速度指令を生成すればよい。このように、(11)(13)式と(12)(14)式との交点を計算することで、EL補正角度を求めることが可能である。
【００４１】
一般的に、３軸ジンバル構造では、目標の追従のために、例えば、ジンバルの角速度ベクトルを最小となるように各軸の目標角度が分配されている。このような場合、図４の駆動反力の影響を低減するEL角速度指令算出のフローチャートのように、EL補正角度がEL目標角度よりも小さい場合には目標角度に基づくEL角速度指令を生成する。また、EL補正角度がEL目標角度よりも大きな場合には、補正角度へ移動後、目標角度へ移動するようなEL角速度指令を生成する。このようにすることで、回転駆動反力を低減させる軌道を経て、任意の姿勢にジンバルを指向することが可能となる。
【００４２】
図６は、本実施の形態にかかるEL補正による回転駆動反力低減の角度応答の一例を示している。それぞれ、AZ軸の目標角度は180度、EL軸の目標角度は0度、XEL軸の目標角度は0度の場合で、横軸は応答時間である。この時のEL補正角度は43度となり、AZ軸の移動と同時間でEL補正角度を経て、EL目標角度へEL軸の移動を完了させている。
【００４３】
図７は、本実施の形態にかかるEL補正による回転駆動反力低減の角速度応答の一例を示している。AZ軸の移動と同時間でEL補正角度を経て、EL目標角度へEL軸の移動を完了させるEL角速度が生成されている。
【００４４】
このように本実施形態１によれば、EL補正を行う角速度に従った位置決め制御を行うことで、AZ移動中のAZ駆動トルクによるEL軸への角加速度外乱の影響を低減し、XEL軸の位置決め特性や整定性を改善することが可能となる。
【００４５】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。XEL軸の最大モータトルクは、３軸ジンバル構造が搭載された装置によって固定の値である。そこで、EL補正角度の計算を予め、代表的なAZ角度に対して計算してテーブル化しておくことが可能である。AZ目標角度に従ってこのテーブルを参照することで、計算処理の削減が可能である。
【００４６】
図８は、本実施の形態２にかかる駆動反力の影響を低減するEL角速度決定のフローチャートである。まず、AZ目標角度が設定されると、EL 補正角度テーブルが参照される（ステップＳ８１）。次いで、算出したEL補正角度がEL目標角度と対比される（ステップＳ８２）。すなわち、EL補正角度よりもEL目標角度が小さい場合には、ステップＳ８４に移行し、そうでない場合には、ステップＳ８３に移行する。ステップＳ８３では、目標角度をEL角速度指令が送出される。ステップＳ８４では、補正角度に移動後、目標角度へ移動するEL角速度指令が送出される。次いで、EL角速度指令が生成される（ステップＳ８５）。
【００４７】
図９は、EL角速度決定の際に参照するテーブルを模式的に表したものである。AZ目標角度とそれに対応したEL補正角度がテーブルとしてメモリ等に保持することができる。尚、AZ目標角度５度といった、予め準備したテーブル間の値の場合にはその前後の値から補間することで適切なEL補正角度を求めることが可能である。
【００４８】
このように本実施形態２によれば、EL補正を行う角速度に従った位置決め制御を行うことで、EL補正角度を速やかに求めることが可能となる。
【００４９】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。図１０は、本実施の形態にかかる駆動反力の影響を低減するEL補正動作順序を示すフローチャートである。上記した(13)式から、AZ駆動トルクがXEL軸へ角加速度外乱としての影響は、EL角度がAZ軸方向と一致したとき、すなわちEL角度が90度のとき、完全に影響を無くすことが可能である。そこで、本実施の形態３では、まず、EL補正角度としてAZ軸方向と一致する角度、すなわちEL90度への移動を行い、これが完了した時からAZ軸の移動を開始して、AZ軸移動完了後に、EL軸の目標値へ移動を行っている。すなわち、図１０のステップＳ１０１に示すように、まず、EL補正の移動を開始し、EL補正のため90度にEL軸を指向させる。次いで、EL軸移動が完了したか否かを判定する（ステップＳ１０２）。移動完了後、AZ軸の目標への移動を行う（ステップＳ１０３）。AZ軸移動が完了したか否かを判定する（ステップＳ１０４）。AZ軸の移動が完了後、EL軸を目標角度へ移動を行う（ステップＳ１０５）。
【００５０】
図１１は、本実施の形態３にかかるEL補正による回転駆動反力低減の角度応答の一例を示している。それぞれ、AZ軸の目標角度は180度、EL軸の目標角度は0度、XEL軸の目標角度は0度の場合で、横軸は応答時間である。
【００５１】
図１２は、本実施の形態３にかかるEL補正による回転駆動反力低減の角速度応答の一例を示している。図１２から明らかなように、AZ軸の移動を前後してEL補正角度を経て、EL目標角度へEL軸の移動を完了させるEL角速度が生成されている。このように本実施の形態にかかるEL補正を行う角速度に従った位置決め制御を行うことで、AZ移動中のAZ駆動トルクによるEL軸への角加速度外乱の影響を低減し、XEL軸の位置決め特性や整定性を改善することが可能となる。また、AZ,EL軸を同時間で移動させる必要がない場合には、EL補正角度を90度に指向させることで、AZ軸トルクによる駆動反力の影響を完全に無くすことが可能である。
【００５２】
なお、本発明は上記の実施形態のそのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記の実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本実施の形態にかかる追従装置を示すブロック図である。
【図２Ａ】本実施の形態にかかる追従装置の構造を示す模式図である。
【図２Ｂ】ジンバル装置のジンバルの斜視図である。
【図３】モータ駆動反力の影響するB51,B53要素のEL角度に対する特性を示す図である。
【図４】駆動反力の影響を低減するEL角速度指令算出のフローチャートである。
【図５】AZ軸トルク、およびXEL軸トルクによるXEL軸への角加速度影響のEL角度に対する特性を示す図である。
【図６】EL補正による回転駆動反力低減の角度応答の一例を示す図である。
【図７】EL補正による回転駆動反力低減の角速度応答の一例を示す図である。
【図８】他の実施形態にかかる駆動反力の影響を低減するEL角速度決定のフローチャートである。
【図９】EL角速度決定のテーブルを模式的に表した表である。
【図１０】他の実施形態にかかるEL補正動作順序を示すフローチャートである。
【図１１】他の実施形態にかかるEL補正による回転駆動反力低減の角度応答の一例を示す図である。
【図１２】他の実施形態にかかるEL補正による回転駆動反力低減の角速度応答の一例を示す図である。
【図１３】本実施の形態にかかる追従装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５４】
カメラ追従システム・・・１、第１のジンバル・・・１１、第２のジンバル・・・２１、第３のジンバル・・・３１、センサ・・・４０、角速度指令生成部・・・５０、駆動制御部・・・６０、第１のジンバル軸・・・１０、第２のジンバル軸・・・２０、第３のジンバル軸・・・３０、第１の駆動手段・・・１２、第２の駆動手段・・・２２、第３の駆動手段・・・３２、第１の角速度検出手段・・・１３、第２の角速度検出手段・・・２３、第３の角速度検出手段・・・３３、第１の角度検出手段・・・１４、第２の角度検出手段・・・２４、第３の角度検出手段・・・３４、第1のサーボ制御部・・・６１、第２のサーボ制御部・・・６２、第３のサーボ制御部・・・６３、第1の指令算出部・・・５１、第２の指令算出部・・・５２、第３の指令算出部・・・５３。
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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