(57)【要約】【課題】撮像カメラの回動可能範囲を広げることにより撮像可能範囲を広げた飛しょう体の追跡撮像装置を提供する。【解決手段】飛しょう体の追跡撮像装置は、追跡目標を撮像する撮像カメラと、撮像カメラを回動させるカメラモータと、撮像カメラが回動可能に固定され、撮像カメラの回動平面と同一又は略平行な回動平面に回動するシーカ本体と、シーカ本体を回動させるシーカモータと、カメラモータ及びシーカモータを制御するモータ回動角制御部と、を備える。モータ回動角制御部は追跡目標が視野を外れそうになり、カメラモータが回動範囲の限界に達している場合にシーカモータを作動させてシーカ本体を回動させる。【選択図】図１
2008118443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
追跡目標を撮像する撮像カメラと、
前記撮像カメラを回動するカメラモータと、
前記撮像カメラが回動可能に固定され、前記撮像カメラの回動平面と同一又は略平行な回動平面に回動するシーカ本体と、
前記シーカ本体を回動するシーカモータと、
前記カメラモータ及び前記シーカモータを制御するモータ回動角制御部と、
を備えることを特徴とする飛しょう体の追跡撮像装置。
【請求項２】
前記追跡撮像装置が撮像視野における追跡目標の位置を検知する追跡目標位置検知部を備え、
前記追跡目標位置検知部が、前記追跡目標が撮像カメラの視野の所定の領域に入ったことを検知したとき、
前記モータ回動角制御部が、前記追跡目標を前記視野の中心方向に移動するように前記シーカモータを制御することを特徴とする請求項１記載の飛しょう体の追跡撮像装置。
【請求項３】
追跡目標を撮像する撮像カメラと、
前記撮像カメラを回動するカメラモータと、
前記撮像カメラが回動可能に固定され、前記撮像カメラの回動平面と同一又は略平行な回動平面に回動するシーカ本体と、
前記シーカ本体を回動するプーリーと、
前記プーリーを駆動させるプーリーモータと、
前記カメラモータ及び前記プーリーモータを制御するモータ回動角制御部と、
を備えることを特徴とする飛しょう体の追跡撮像装置。
【請求項４】
前記追跡撮像装置が撮像視野における追跡目標の位置を検知する追跡目標位置検知部を備え、
前記追跡目標位置検知部が、前記追跡目標が撮像カメラの視野の所定の領域に入ったことを検知したとき、
前記追跡目標を撮像カメラの視野の中心方向に移動するように前記プーリーモータを制御することを特徴とする請求項３記載の飛しょう体の追跡撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飛しょう体に装備される撮像カメラを含む追跡撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばミサイルのような飛しょう体は追跡目標を探知しながら飛しょう体の姿勢を制御して飛行する。飛しょう体は撮像装置を含む追跡撮像装置を搭載し、この追跡撮像装置は追跡目標が発する電磁波を検出することにより追跡目標を探知する。
【０００３】
従来の飛しょう体の追跡撮像装置は、撮像カメラが回動可能にシーカ本体に固定されていたが、シーカ本体は飛しょう体に回動不可能に固定されていた。例えば特許文献１の図４には従来の追跡撮像装置の例が記載されている。このように、撮像カメラ本体が撮像カメラを固定している台座部に当たるため、撮像カメラの回動範囲が限られていた。
【０００４】
また、他の従来例においては図６に示すように撮像カメラ５０１がこの撮像カメラ５０１を回動可能に固定するシーカ本体５０２の内壁に当たるため、撮像カメラ５０１の回動範囲は＋θから−θに限られていた。
【０００５】
このため、従来の追跡撮像装置においては追跡目標を追跡できる範囲が限られ、追跡目標が視野から外れて追跡不可能となることが多いという問題点があった。
【特許文献１】特開２０００−２１３８９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、撮像カメラの回動可能範囲を広げることにより撮像可能範囲を広げた飛しょう体の追跡撮像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】
【０００７】
この目的を達成するために、請求項１に記載の発明は追跡目標を撮像する撮像カメラと、撮像カメラを回動するカメラモータと、撮像カメラが回動可能に固定され、撮像カメラの回動平面と同一又は略平行な回動平面に回動するシーカ本体と、シーカ本体を回動するシーカモータと、カメラモータ及びシーカモータを制御するモータ回動角制御部と、を備えることを特徴とする飛しょう体の追跡撮像装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、撮像カメラだけではなくこの撮像カメラを回動可能に固定するシーカ本体も撮像カメラの回動平面と同一又は略平行な回動平面に回動するため、撮像可能な範囲が広がり、追跡目標が撮像カメラの視野から外れることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図１は第１の実施形態の構成を表す概要図である。本実施形態の追跡撮像装置は、追跡目標が発する電磁波を検出する撮像カメラ１０１と、撮像カメラ１０１を回動させるカメラモータ１０２と、撮像カメラ１０１が回動可能に固定され、撮像カメラ１０１の回動平面と同一又は略平行な回動平面に回動するシーカ本体１０３と、シーカ本体１０３を回動するシーカモータ１０４と、シーカ本体１０３が回動可能に固定されるシーカ本体回転機構１０５と、シーカ本体回転機構１０５を飛しょう体本体１０８に固定する台座部１０６と、カメラモータ１０２とシーカモータ１０４の動作を制御するモータ回動角制御部１０７とを備える。
【００１０】
カメラモータ１０２はシーカ本体１０３に固定される。シーカモータ１０４はシーカ本体回転機構１０５に固定される。シーカ本体回転機構１０５はシーカ本体１０３の回動方向と垂直な矢印１１１の方向に回動可能である。撮像カメラ１０１が検出する電磁波には電波、赤外光、可視光が含まれる。カメラモータ１０２とシーカモータ１０４はステッピングモータでもＤＣモータでもよい。カメラモータ１０２とシーカモータ１０４は直接又は歯車などの減速手段を介して撮像カメラ１０１及びシーカ本体１０３を回動させる。
【００１１】
撮像カメラ１０１の回動平面はシーカ本体１０３の回動平面と同一又は略平行である。このため、撮像カメラ１０１の実質的な回動範囲は撮像カメラ１０１の回動範囲にシーカ本体１０３の回動範囲を加えたものとなる。
【００１２】
モータ回動角制御部１０７は例えばディジタルシグナルプロセッサのようなプロセッサと、このプロセッサが実行するプログラム及び各種データを格納するメモリと、プロセッサの指示に従ってカメラモータ１０２とシーカモータ１０４に電力を供給する回路などを備えるが、これに限られるものではない。カメラモータ１０２の回転軸又は撮像カメラ１０１の回転軸には回転角を検出する回転角センサ（図示せず）が設けられる。このセンサには例えばロータリーエンコーダなどを用いることができる。
【００１３】
図２は本実施形態の追跡撮像装置の構成を表す概要図である。本実施形態の追跡撮像装置は撮像カメラ１０１と、撮像カメラ１０１から画像データを入力し、追跡目標の撮像視野における位置を検知する追跡目標位置検知部２０２と、追跡目標位置検知部２０２から追跡目標の位置情報を入力し、追跡目標が視野の中心方向に来るようにカメラモータ１０２とシーカモータ１０４を制御するモータ回動制御部１０７と、撮像カメラ１０１を回動するカメラモータ１０２と、シーカ本体１０３を回動するシーカモータ１０４とを備える。
【００１４】
追跡目標位置検知部２０２は例えばディジタルシグナルプロセッサのようなプロセッサと、このプロセッサが実行するプログラム及び各種データを格納するメモリと、撮像カメラ１０１からの信号を入力する入力装置とを備える。
【００１５】
なお、追跡目標位置検知部２０２はモータ回動角制御部１０７と一体に設けることができる。この場合、モータ回動角制御部１０７はプロセッサを一つ備え、このプロセッサが実行するプログラムは撮像カメラ１０１から入力した画像データから追跡目標の撮像視野における位置の計算と判定処理をも行う。
【００１６】
次に、本実施形態の追跡撮像装置の動作について説明する。図３は撮像カメラ１０１が撮像した視野を模式的に表した図である。視野の辺縁にはあらかじめ起動エリア３０３を設定しておく。追跡目標３０４が視野のうち起動エリア３０３以外の部分である視野の中心領域３０２にあるとき、モータ回動角制御部１０７はカメラモータ１０２とシーカモータ１０４を回動させない。追跡目標３０４が起動エリア３０３に入った場合、モータ回動角制御部１０７はカメラモータ１０２又はシーカモータ１０４を回動させる。
【００１７】
図４はモータ回動角制御部１０７が行うシーカモータ制御処理のフローチャートである。ここでは追跡目標位置検知部２０２がモータ回動角制御部１０７と一体に設けられた場合のフローチャートを示す。
【００１８】
ステップＳ４０１において、モータ回動角制御部１０７は撮像カメラ１０１が撮像した撮像データを読み込む。ステップＳ４０２において、モータ回動角制御部１０７は追跡目標３０４が起動エリアにあるか判定する。追跡目標３０４が起動エリア３０３にない場合にはステップＳ４０１に戻る。起動エリア３０３にある場合にはステップＳ４０３に進む。
【００１９】
ステップＳ４０３において、モータ回動角制御部１０７は回転角センサが検出した値を読み込み、カメラモータ１０２が回動可能か判定する。撮像カメラ１０１の回動範囲に余裕がある場合、すなわちカメラモータ１０２が回動可能な場合にはステップＳ４０４に進み、カメラモータ１０２を追跡目標３０４が視野の中心領域３０２に来る方向に回動させる。撮像カメラ１０１の回動範囲に余裕がない場合、すなわちカメラモータ１０２が回動不可能な場合にはステップＳ４０５に進み、シーカモータ１０４を追跡目標３０４が視野の中心領域３０２に来る方向に回動させる。
【００２０】
追跡目標位置検知部２０２がモータ回動角制御部１０７とは別の装置として設けられている場合には追跡目標位置検知部２０２はステップＳ４０１とステップＳ４０２とを行い、処理結果をモータ回動角制御部１０７に出力する。
【００２１】
以上のように、本実施形態の追跡撮像装置は撮像カメラ１０１を回動可能にシーカ本体１０３に固定するとともに、このシーカ本体１０３を撮像カメラ１０１の回動平面と同一又は略平行な回動平面に回動可能にした。このため、撮像カメラ１０１の回動可能範囲＋θから−θの範囲よりも広い＋σから−σの範囲に撮像可能範囲が広がり、追跡目標が視野から外れることを防止することが可能となった。
【００２２】
次に、第２の実施形態について説明する。本実施形態はシーカ本体１０３を回動するプーリー１１０を用いることにより、シーカ本体回転機構１０５にモータを設置しないようにしたものである。これにより、シーカ本体回転機構１０５の構造を簡略化することが可能である。
【００２３】
図５は第２の実施形態の構成を表す概要図である。本実施形態の追跡撮像装置は、追跡目標が発する電磁波を検出する撮像カメラ１０１と、撮像カメラ１０１を回動させるカメラモータ１０２と、撮像カメラ１０１が回動可能に固定され、撮像カメラ１０１の回動平面と同一又は略平行な回動平面に回動するシーカ本体１０３と、シーカ本体１０３を回動させるプーリー１１０と、シーカ本体１０３が回動可能に固定されるシーカ本体回転機構１０５と、シーカ本体回転機構１０５を飛しょう体本体１０８に固定する台座部１０６と、プーリー１１０を駆動させる、台座部１０６に取り付けられたプーリーモータ１０９と、カメラモータ１０２とプーリーモータ１０９の動作を制御するモータ回動角制御部１０７と、を備える。
【００２４】
カメラモータ１０２はシーカ本体１０３に固定される。プーリーモータ１０９は台座部１０６に固定される。シーカ本体回転機構１０５はシーカ本体１０３の回動方向と垂直な矢印１１１の方向に回動可能である。撮像カメラ１０１が検出する電磁波には電波、赤外光、可視光が含まれる。カメラモータ１０２とプーリーモータ１０９はステッピングモータでもＤＣモータでもよい。カメラモータ１０２は直接又は歯車などの減速手段を介して撮像カメラ１０１を回動させる。
【００２５】
撮像カメラ１０１の回動平面はシーカ本体１０３の回動平面と同一又は略平行である。このため、撮像カメラ１０１の実質的な回動範囲は撮像カメラ１０１の回動範囲にシーカ本体１０３の回動範囲を加えたものとなる。
【００２６】
モータ回動角制御部１０７は例えばディジタルシグナルプロセッサのようなプロセッサと、このプロセッサが実行するプログラム及び各種データを格納するメモリと、プロセッサの計算結果に従ってカメラモータ１０２とプーリーモータ１０９に電力を供給する回路などを備えるが、これに限られるものではない。カメラモータ１０２の回転軸又は撮像カメラ１０１の回転軸には回転角を検出する回転角センサ（図示せず）が設けられる。このセンサには例えばロータリーエンコーダなどを用いることができる。
【００２７】
追跡撮像装置の構成は第１の実施形態のうち、シーカモータ１０４をプーリーモータ１０９に置き換えたものである。すなわち、本実施形態の追跡撮像装置は撮像カメラ１０１と、撮像カメラ１０１から画像データを入力し、追跡目標の撮像視野における位置を検知する追跡目標位置検知部２０２と、追跡目標位置検知部２０２から追跡目標の位置情報を入力し、追跡目標が視野の中心方向に来るようにカメラモータ１０２とシーカモータ１０４を制御するモータ回動制御部１０７と、撮像カメラ１０１を回動するカメラモータ１０２と、シーカ本体１０３を回動するプーリーモータ１０９とを備える。
【００２８】
追跡目標位置検知部２０２は例えばディジタルシグナルプロセッサのようなプロセッサと、このプロセッサが実行するプログラム及び各種データを格納するメモリと、撮像カメラ１０１からの信号を入力する入力装置とを備える。
【００２９】
なお、追跡目標位置検知部２０２はモータ回動角制御部１０７と一体に設けることができる。この場合、モータ回動角制御部１０７はプロセッサを一つ備え、このプロセッサが実行するプログラムは撮像カメラ１０１から入力した画像データから追跡目標の撮像視野における位置の計算と判定処理をも行う。
【００３０】
次に、本実施形態の追跡撮像装置の動作について説明する。本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、視野の辺縁にあらかじめ起動エリア３０３を設定しておく。追跡目標３０４が視野の中心領域３０２にあるとき、モータ回動角制御部１０７はカメラモータ１０２とプーリーモータ１０９を回動させない。追跡目標３０４が起動エリア３０３に入った場合、モータ回動角制御部１０７はカメラモータ１０２又はプーリーモータ１０９を回動させる。
【００３１】
モータ回動角制御部１０７が行うプーリーモータ制御のフローチャートは図３のシーカモータをプーリーモータに読み替えたものと同様である。以下に読み替えた、追跡目標位置検知部２０２がモータ回動角制御部１０７と一体に設けられた場合のフローチャートを説明する。
【００３２】
ステップＳ４０１において、モータ回動角制御部１０７は撮像カメラ１０１が撮像した撮像データを読み込む。
【００３３】
ステップＳ４０２において、モータ回動角制御部１０７は追跡目標３０４が起動エリアにあるか判定する。追跡目標３０４が起動エリア３０３にない場合にはステップＳ４０１に戻る。起動エリア３０３にある場合にはステップＳ４０３に進む。
【００３４】
ステップＳ４０３において、モータ回動角制御部１０７は回転角センサが検出した値を読み込み、カメラモータ１０２が回動可能か判定する。撮像カメラ１０１の回動範囲に余裕がある場合、すなわちカメラモータ１０２が回動可能な場合にはステップＳ４０４に進み、カメラモータ１０２を追跡目標３０４が視野の中心領域３０２に来る方向に回動させる。撮像カメラ１０１の回動範囲に余裕がない場合、すなわちカメラモータ１０２が回動不可能な場合にはステップＳ４０５に進み、プーリーモータ１０９を追跡目標３０４が視野の中心領域３０２に来る方向に回動させる。
【００３５】
追跡目標位置検知部２０２がモータ回動角制御部１０７とは別の装置として設けられている場合には追跡目標位置検知部２０２はステップＳ４０１とステップＳ４０２とを行い、処理結果をモータ回動角制御部１０７に出力する。
【００３６】
以上のように、本実施形態の追跡撮像装置はシーカ本体１０３をプーリー１１０を介してプーリーモータ１０９が回動させ、このプーリーモータ１０９が台座部１０６に設けられている。このため、シーカ本体回転機構１０５の構造を簡潔にすることができ、組立作業の工数を削減することができる効果がある。
【００３７】
なお、本発明は上記実施形態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】
【００３８】
【図１】第１の実施形態の構成を表す概要図である。
【図２】追跡撮像装置の構成を表す概要図である。
【図３】撮像カメラが撮像した視野を模式的に表した図である。
【図４】モータ回動角制御部１０７が行うシーカモータ制御処理のフローチャートである。
【図５】第２の実施形態の構成を表す概要図である。
【図６】従来の追跡撮像装置の構成を表す概要図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０１：撮像カメラ、
１０２：カメラモータ、
１０３：シーカ本体、
１０４：シーカモータ、
１０５：シーカ本体回転機構、
１０６：台座部、
１０７：モータ回動角制御部、
１０８：飛しょう体本体、
１０９：プーリーモータ、
１１０：プーリー。
【図１】
2008118443.tif 000003
【図２】
2008118443.tif 000004
【図３】
2008118443.tif 000005
【図４】
2008118443.tif 000006
【図５】
2008118443.tif 000007
【図６】
2008118443.tif 000008