(57)【要約】【課題】高分解能化が進んでいる光学センサにおいては、地上局への限られたデータ伝送容量の中で、無駄のない画像情報の取得及び、画像劣化の低減を図る必要が出てきた。【解決手段】軌道上位置が既知の複数の航法衛星、航法衛星から発する測距用電波を受信して飛翔体の位置座標を解析する航法衛星信号受信機、飛翔体の姿勢を検出する姿勢検出機、飛翔体の姿勢を変更する姿勢変更機、航法衛星信号受信機から受信した飛翔体の位置情報と姿勢検出機から受信した飛翔体の姿勢角度情報を解析し、飛翔体の位置及び姿勢角度と、姿勢変更機に対して姿勢変更用の制御信号を発生し、及び飛翔体の位置情報と姿勢検出機から受信した飛翔体の姿勢角度情報を解析し、飛翔体の位置及び姿勢角度から撮像するエリアが重複しない撮像周期を解析し、撮像機に対して撮像信号を発生し、及び解析された撮像周期に基づきデータ圧縮をするものである。【選択図】        図１
2004198120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
飛翔体、上記飛翔体に搭載され、地球表面を指向する撮像機、電波伝搬時間による測距用電波を発生する、軌道上位置が既知の複数の航法衛星、上記飛翔体に搭載され、上記航法衛星から発する測距用電波を受信して飛翔体の位置座標を解析する航法衛星信号受信機、上記飛翔体に搭載され、上記飛翔体の姿勢を検出する姿勢検出機、上記飛翔体に搭載され、飛翔体の姿勢を変更する姿勢変更機、上記航法衛星信号受信機から受信した上記飛翔体の位置情報と上記姿勢検出機から受信した上記飛翔体の姿勢角度情報を解析し、飛翔体の位置及び姿勢角度と、予め飛翔計画された目標値とのずれ量及び、地球表面における走査方向と撮像機の走査方向を直交させる姿勢角度を解析して、上記姿勢変更機に対して姿勢変更用の制御信号を発生し、及び上記飛翔体の位置情報と上記姿勢検出機から受信した上記飛翔体の姿勢角度情報を解析し、飛翔体の位置及び姿勢角度から撮像周期を解析し、上記撮像機に対して撮像信号を発生し、及び上記解析された撮像周期に基づきデータ圧縮率を算出し、データ圧縮器に発生する搭載計算機を有することを特徴とする監視装置。
【請求項２】
飛翔体、上記飛翔体に搭載され、地球表面を指向する撮像機、電波伝搬時間による測距用電波を発生する、軌道上位置が既知の複数の航法衛星、上記飛翔体に搭載され、上記航法衛星から発する測距用電波を受信して飛翔体の位置座標を解析する航法衛星信号受信機、上記飛翔体に搭載され、上記飛翔体の姿勢を検出する姿勢検出機、上記飛翔体に搭載され、飛翔体の姿勢を変更する姿勢変更機、上記航法衛星信号受信機から受信した上記飛翔体の位置情報と上記姿勢検出機から受信した上記飛翔体の姿勢角度情報を解析し、飛翔体の位置及び姿勢角度と、予め飛翔計画された目標値とのずれ量及び、地球表面における走査方向と撮像機の走査方向を直交させる姿勢角度を解析して、上記姿勢変更機に対して姿勢変更用の制御信号を発生し、及び上記飛翔体の位置情報と上記姿勢検出機から受信した上記飛翔体の姿勢角度情報を解析し、飛翔体の位置及び姿勢角度から撮像周期を解析し、上記撮像機に対して撮像信号を発生する搭載計算機を有することを特徴とする監視装置。
【請求項３】
飛翔体、上記飛翔体に搭載され、地球表面を指向する撮像機、電波伝搬時間による測距用電波を発生する、軌道上位置が既知の複数の航法衛星、上記飛翔体に搭載され、上記航法衛星から発する測距用電波を受信して飛翔体の位置座標を解析する航法衛星信号受信機、上記飛翔体に搭載され、上記飛翔体の姿勢を検出する姿勢検出機、上記飛翔体に搭載され、飛翔体の姿勢を変更する姿勢変更機、上記航法衛星信号受信機から受信した上記飛翔体の位置情報と上記姿勢検出機から受信した上記飛翔体の姿勢角度情報を解析し、飛翔体の位置及び姿勢角度と、予め飛翔計画された目標値とのずれ量及び、地球表面における走査方向と撮像機の走査方向を直交させる姿勢角度を解析して、上記姿勢変更機に対して姿勢変更用の制御信号を発生し、及び上記飛翔体の位置情報と上記姿勢検出機から受信した上記飛翔体の姿勢角度情報を解析し、データ圧縮率を算出し、データ圧縮器に発生する搭載計算機を有することを特徴とする監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は人工衛星や航空機から地球表面を監視し、要監視対象物や災害発生地域等の監視目標地点の画像情報を撮像機で取得する監視装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の監視装置では、端末にアクセスするだけで監視目標の探索及び決定と、撮像機の撮像条件設定が可能となり、迅速かつ手続きが簡略で、精度よく撮像機で画像情報の取得が可能である。（例えば、特許文献１参照）しかし、高分解能化が進んでいる光学センサにおいては、地上局への限られたデータ伝送容量の中で、無駄のない画像情報の取得及び、画像劣化の低減を図る必要が出てきた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−５１６８８号公報（第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来では、撮像周期を指向方向によらず、規定値で運用されており、直下視に比べ斜視時は対地距離が大きくなるため、分解能も大きく、また撮像エリアを重複して画像情報を取得していた。さらに、圧縮率も指向方向によらず、規定値で運用されていたため、直下視に比べ斜視時は画像としての情報量が少ないにもかかわらず、必要以上の高圧縮率にて運用されていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
飛翔体、上記飛翔体に搭載され、地球表面を指向する撮像機、電波伝搬時間による測距用電波を発生する、軌道上位置が既知の複数の航法衛星、上記飛翔体に搭載され、上記航法衛星から発する測距用電波を受信して飛翔体の位置座標を解析する航法衛星信号受信機、上記飛翔体に搭載され、上記飛翔体の姿勢を検出する姿勢検出機、上記飛翔体に搭載され、飛翔体の姿勢を変更する姿勢変更機、上記航法衛星信号受信機から受信した上記飛翔体の位置情報と上記姿勢検出機から受信した上記飛翔体の姿勢角度情報を解析し、飛翔体の位置及び姿勢角度と、予め飛翔計画された目標値とのずれ量及び、地球表面における走査方向と撮像機の走査方向を直交させる姿勢角度を解析して、上記姿勢変更機に対して姿勢変更用の制御信号を発生し、及び上記飛翔体の位置情報と上記姿勢検出機から受信した上記飛翔体の姿勢角度情報を解析し、飛翔体の位置及び姿勢角度から撮像するエリアが重複しない撮像周期を解析し、上記撮像機に対して撮像信号を発生し、及び上記解析された撮像周期に基づきデータ圧縮をするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態を示す構成図であり、図において１は人工衛星や航空機、飛行船等の飛翔体、２は上記飛翔体１に搭載され、地球表面を指向する撮像機、３は電波伝搬時間による測距用電波を発生する軌道上位置が既知の航法衛星、４は上記飛翔体１に搭載され、複数の航法衛星３から発する測距用電波を受信して飛翔体１の位置座標を解析する航法衛星信号受信機、５は上記飛翔体１の姿勢を検出する姿勢検出機、６は上記飛翔体１に搭載され、飛翔体１の姿勢を変更する姿勢変更機、７は搭載計算機、８は地上局、９は監視目標、１０は撮像機の視線、１１は地球表面、１２はデータ圧縮器である。
【０００７】
図において飛翔体１は低軌道で地球を周回する観測衛星や静止軌道から地球を観測する気象衛星等の人工衛星や、空中三角測量用の航空機、地球観測用飛行船等である。撮像機２は視覚画像を取得する可視光学センサや合成開口レーダのようなイメージングレーダ、マイクロ波放射計、赤外線センサ、紫外線センサなどが使用可能である。また航法衛星３、飛翔体１及び地球表面１１の任意の点である監視目標９の位置は、航法衛星３が採用する座標系によって一意に表現できるので、航法衛星信号受信機４による飛翔体１の位置座標と姿勢検出機５による飛翔体１の姿勢情報を使用して、撮像機２の視線１０の起点と方向を航法衛星３が採用する座標系の位置座標と方向ベクトルとして決定できる。
【０００８】
次に搭載計算機７の中の処理について図２により説明する。図において４は航法衛星信号受信機、５は姿勢検出機、６は姿勢変更機、７は搭載計算機、であり、図において搭載計算機７では、航法衛星信号受信機４から受信する飛翔体の位置座標Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２と姿勢検出機５から受信する飛翔体の姿勢角度φ２、θ２、λ２と、予め搭載計算機７の内部に記録している飛翔体と撮像機の視線方向の相対角度を示す初期値に基づき、特定の瞬間の撮像機の視線ベクトルを算出できる。また同様にして搭載計算機７では航法衛星信号受信機４から受信する飛翔体の位置座標Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２と地上局８から受信する監視目標の位置座標Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１に基づき目標視線ベクトル(Ｘ１−Ｘ２,Ｙ１−Ｙ２,Ｚ１−Ｚ２)を算出できる。そこで上記撮像機の視線ベクトルと目標視線ベクトルの差分をして姿勢角度変更量Δφ１、Δθ１、Δλ１を算出できる。また、その差分より撮像機の視線ベクトルの移動ベクトルを算出し、撮像機の走査方向が移動ベクトルに直交するような姿勢角度変更量Δφ２、Δθ２、Δλ２を算出できる。この計を制御パラメータとして姿勢変更機６に送信する。また、撮像機の視線ベクトルと飛翔体の地上からの高度より、この時の撮像エリアが重複しない撮像周期を算出し、撮像信号として撮像機２に送信する。また、その時の撮像周期に対する圧縮率を算出し、データ圧縮器１２に送信する。
【０００９】
撮像機の視線ベクトルにより撮像周期および圧縮率を変更するため、撮像エリアを重複すること無く、また画像の劣化を低減した画像情報を取得することができるという効果がある。また、撮像機の走査方向を常に移動方向に直交させるため、撮像可能なエリアを最大にする効果がある。また飛翔体として人工衛星を使用することにより地球全体のいかなる地域も監視可能な監視装置を提供できるという効果がある。
【００１０】
実施の形態２．
図３は、請求項２における搭載計算機７の中の処理について示す。姿勢角変更算出については、実施の形態１と同様であるが、撮像機の視線ベクトルと飛翔体の地上からの高度より、この時の撮像エリアが重複しない撮像周期を算出し、撮像信号として撮像機２に送信する。
【００１１】
これにより、撮像エリアを重複すること無く画像情報を取得することができるという効果がある。また、撮像機の走査方向を常に移動方向に直交させるため、撮像可能なエリアを最大にする効果がある。また飛翔体として人工衛星を使用することにより地球全体のいかなる地域も監視可能な監視装置を提供できるという効果がある。
【００１２】
実施の形態３．
図４は、請求項３における搭載計算機７の中の処理について示す。姿勢角変更算出については、実施の形態１と同様であるが、飛翔体の位置情報と上記姿勢検出機から受信した上記飛翔体の姿勢角度情報を解析し、データ圧縮率を算出し、データ圧縮器１２に送信する。
【００１３】
これにより、画像の劣化を低減した画像情報を取得することができるという効果がある。また、撮像機の走査方向を常に移動方向に直交させるため、撮像可能なエリアを最大にする効果がある。また飛翔体として人工衛星を使用することにより地球全体のいかなる地域も監視可能な監視装置を提供できるという効果がある。
【００１４】
【発明の効果】
撮像機の視線ベクトルにより撮像周期および圧縮率を変更するため、撮像エリアを重複すること無く、また画像の劣化を低減した画像情報を取得することができるという効果がある。また、撮像機の走査方向を常に移動方向に直交させるため、撮像可能なエリアを最大にする効果がある。また飛翔体として人工衛星を使用することにより地球全体のいかなる地域も監視可能な監視装置を提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による監視装置の実施の形態を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による監視装置で搭載計算機の中の処理について示す図である。
【図３】この発明の実施の形態２による監視装置で搭載計算機の中の処理について示す図である。
【図４】この発明の実施の形態３による監視装置で搭載計算機の中の処理について示す図である。
【符号の説明】
１  飛翔体、  ２  撮像機、  ３  航法衛星、  ４  航法衛星信号受信機、  ５  姿勢検出機、  ６  姿勢変更機、  ７  搭載計算機、  ８  地上局、  ９  監視目標、  １０  撮像機の視線、  １１  地球表面、  １２  データ圧縮器。
【図１】
2004198120.tif 000003
【図２】
2004198120.tif 000004
【図３】
2004198120.tif 000005
【図４】
2004198120.tif 000006