(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
視線のアジマスポインティングの方法であって、
アジマスジンバル、エレベーションジンバル、及び視線を有し、可動プラットフォームに運動可能に結合された２軸ジンバルにおいて、
前記可動プラットフォームの動きによる、前記視線の慣性基準フレームにおける前記可動プラットフォームの加速と、
前記可動プラットフォームの動きによる、前記可動プラットフォームに対する前記アジマスジンバルの加速とを測定するステップと、
一以上のプロセッサが、前記２軸ジンバルに運動可能に結合され、前記視線の光路に配置された２軸ポインティングデバイスの偏向を命じる第１のコマンド信号であって、前記可動プラットフォームの測定された加速と、前記アジマスジンバルに対する相対的な目標の動きとに基づく第１のコマンド信号を生成するステップと、
前記第１のコマンド信号に応じて前記２軸ポインティングデバイスの偏向を、前記視線の慣性基準フレームにおいて測定するステップと、
前記一以上のプロセッサが、前記２軸ポインティングデバイスの偏向と、前記アジマスジンバルの測定された加速とに基づき、前記アジマスジンバルの偏向を命令する第２のコマンド信号を生成するステップとを有する、方法。
【請求項２】
前記第１のコマンド信号と第２のコマンド信号は、前記エレベーションジンバルが、選択された角度に向いている時に生成される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２のコマンド信号を生成するステップはさらに、相対的な目標の動きに基づき前記第２のコマンド信号を生成するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記一以上のプロセッサが、前記アジマスジンバルの偏向を命令する第３のコマンド信号であって前記アジマスジンバルと前記第２のコマンド信号とに基づく第３のコマンド信号を生成するステップをさらに有し、前記アジマスジンバルが前記第３のコマンド信号の受け取ると、前記アジマスジンバルは前記２軸ポインティングデバイスの偏向の少なくとも一部に対応するように動く、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記一以上のプロセッサが、前記第３のコマンド信号に応じて、前記２軸ポインティングデバイスの偏向と、前記アジマスジンバルの偏向とに基づき更新された相対的目標の動きを生成するステップをさらに有する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のコマンド信号を生成するステップはさらに、前記可動プラットフォームの加速と、前記目標の加速とを、前記２軸ポインティングデバイスの参照フレームに変換するステップとを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第２のコマンド信号を生成するステップはさらに、前記アジマスジンバルの加速を、前記可動プラットフォームの基準フレームにおけるアジマスジンバル角に変換するステップと、前記２軸ポインティングデバイスの偏向を、前記２軸ポインティングデバイスの基準フレームから前記可動プラットフォームの基準フレームにおける前記２軸ポインティングデバイスの偏向に変換するステップとを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
可動プラットフォームに運動可能に結合した２軸ジンバルであって、エレベーションジンバル、アジマスジンバル、及び視線を含む２軸ジンバルと、
前記２軸ジンバルに運動可能に結合し、前記視線の光路に挿入された２軸ポインティングデバイスと、
前記可動プラットフォームに対する前記アジマスジンバルの角度及びレートを測定するように適応された第１のセンサと、
前記視線の慣性運動を測定するように適応された第２のセンサと、
一以上のプロセッサであって、
前記２軸ポインティングデバイスの偏向を命令する第１のコマンド信号であって、前記可動プラットフォームの動きによる、前記視線の慣性基準フレームにおける前記可動プラットフォームの加速の、前記第２のセンサによる測定と、前記アジマスジンバルに対する相対的な目標の動きとに基づく第１のコマンド信号と、
前記アジマスジンバルの偏向を命令する第２のコマンド信号であって、前記第１のコマンド信号に応じた前記２軸ポインティングデバイスの偏向と、前記可動プラットフォームの動きによる、前記可動プラットフォームに対する前記アジマスジンバルの加速の、前記第１のセンサによる測定とに基づく、第２のコマンド信号とを生成するように適応された一以上のプロセッサとを有する、
アジマスポインティングシステム。
【請求項９】
前記一以上のプロセッサはさらに、前記アジマスジンバルに対する相対的な目標の動きに基づき前記第２のコマンド信号を生成するように適応されている、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記一以上のプロセッサはさらに、前記アジマスジンバルの偏向を命令する第３のコマンド信号であって、前記アジマスジンバルの加速と前記第２のコマンド信号とに基づく第３のコマンド信号を生成するように適応されている、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記２軸ポインティングデバイスは、２つの回転軸に対して前記視線をステアリングするように適応された光ビームステアリングデバイスを有する、
請求項８に記載のシステム。
【請求項１２】
プロセッサに、
アジマスジンバル、エレベーションジンバル、及び視線を有し、可動プラットフォームに運動可能に結合された２軸ジンバルにおいて、前記可動プラットフォームの動きによる、前記視線の慣性基準フレームにおける前記可動プラットフォームの加速と、前記可動プラットフォームの動きによる、前記可動プラットフォームに対する前記アジマスジンバルの加速とを測定するステップと、
前記２軸ジンバルに運動可能に結合され、前記視線の光路に配置された２軸ポインティングデバイスの偏向を命じる第１のコマンド信号であって、前記可動プラットフォームの測定された加速と、前記アジマスジンバルに対する相対的な目標の動きとに基づく第１のコマンドを生成するステップと、
前記第１のコマンド信号に応じて前記２軸ポインティングデバイスの偏向を、前記視線の慣性基準フレームに対して測定するステップと、
前記２軸ポインティングデバイスの偏向と、前記アジマスジンバルの測定された加速とに基づき、前記アジマスジンバルの偏向を命令する第２のコマンド信号を生成するステップとを実行させる
コンピュータプログラム。
【請求項１３】
前記コンピュータプログラムは、前記プロセッサに、前記相対的な目標の動きに基づき前記第２のコマンド信号を生成させる、
請求項１２に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１４】
前記コンピュータプログラムは、前記プロセッサに、前記アジマスジンバルの測定された加速と、前記第２のコマンド信号とに基づいて、前記アジマスジンバルの偏向を命令する第３のコマンド信号を生成させる、
請求項１２に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１５】
前記コンピュータプログラムは、前記第３のコマンド信号に応じて、前記プロセッサに、前記２軸ポインティングデバイスの偏向と、前記アジマスジンバルの偏向とに基づいて、前記アジマスジンバルの偏向を命令する更新された加速コマンドを生成させる、
請求項１４に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１６】
前記コンピュータプログラムは、前記プロセッサにさらに、前記アジマスジンバルの加速を、前記可動プラットフォームの基準フレームにおけるアジマスジンバル角に変換させ、前記２軸ポインティングデバイスの偏向を、前記２軸ポインティングデバイスの基準フレームから前記可動プラットフォームの基準フレームにおける前記２軸ポインティングデバイスの偏向に変換させる、
請求項１２に記載のコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
ジンバル支持（ｇｉｍｂａｌ  ｍｏｕｎｔｓ）は、アンテナ、カメラ、望遠鏡、砲塔などのシステムにおいて、正確な視線（ＬＯＳ）ポインティングに用いられることが多い。一般的に、ジンバルは一以上の軸の周りで回転（ｐｉｖｏｔ）できる支持構造（ｓｕｐｐｏｒｔ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ）である。例えば、２軸ジンバルシステムは２つのジンバルを含み、各ジンバルは異なる直交した軸の周りで回転するように構成されている。外側ジンバルはベースプラットフォームに支持（ｍｏｕｎｔ）され、この支持点を通る軸の周りに回転できる。内側ジンバルは外側ジンバルに支持され、外側ジンバルの回転軸に垂直な軸の周りで回転できる。２軸ジンバルシステムはＬＯＳポインティングに使われることが多く、高次ジンバルシステムより多く、これは操作が容易でコストが低いことによる。
【０００２】
しかし、２軸ジンバル（例えば、エレベーション天頂ジンバル）をエレベーション＋９０°（「天頂」）とエレベーション−９０°（天底）にポイントしようとすると、制御問題が生じる。特に、ジンバルの天頂および天底において、ＬＯＳは回転のアジマス軸と平行である。結果として、アジマス軸の周りの回転ではＬＯＳは動かない。このアジマスポインティング制御が失われることは、「ジンバルロック（ｇｉｍｂａｌ  ｌｏｃｋ）」と呼ばれる現象の一例である。アジマスポインティング制御は、ジンバルが可動プラットフォームに取り付けられると、さらに複雑になる。特に、プラットフォームの動きによりジンバルＬＯＳはその位置がジンバル軸による動きとは独立に動く。したがって、ジンバル軸は、ＬＯＳを安定させるために、プラットフォームのベース運動に対応して動かなければならない。ジンバルの天頂／天底またはその近くにおいて２軸ジンバルシステムのＬＯＳポインティングを安定化する制御系が開発されているが、これらの制御系はアジマスポインティング制御において依然として大きな誤差を生じる。したがって、エレベーションの天底／天頂の近くにおける２軸ジンバルポインティングシステムにおけるアジマス制御をする改善されたシステム及び方法が必要である。
【発明の概要】
【０００３】
一実施形態では、視線（ＬＯＳ）のポインティングをするアジマスポインティングの方法を提供する。該方法は、アジマスジンバル、エレベーションジンバル、及び視線を有し、可動プラットフォームに運動可能に結合された２軸ジンバルにおいて、前記可動プラットフォームの動きによる、前記視線の慣性フレームにおける前記可動プラットフォームの加速と、前記可動プラットフォームの動きによる、前記プラットフォームに対する前記アジマスジンバルの加速とを測定するステップを含む。また、該方法は、一以上のプロセッサが、前記２軸ジンバルに運動可能に結合され、前記視線の光路に配置された２軸ポインティングデバイスの偏向を命じる第１のコマンド信号を生成するステップを含む。第１のコマンド信号は、前記可動プラットフォームの測定された加速と、前記アジマスジンバルに対する相対的な目標の動きを表す加速レートコマンドとに基づく。また、該方法は、前記第１のコマンド信号に応じて前記２軸ポインティングデバイスの偏向を、前記視線慣性フレームにおいて測定するステップを含む。該方法はさらに、前記一以上のプロセッサが、前記２軸ポインティングデバイスの偏向と、前記アジマスジンバルの測定された加速とに基づき、前記アジマスジンバルの偏向を命令する第２のコマンド信号を生成するステップを含む。
【０００４】
別の実施形態では、該方法は、次のもののうち一以上を、単体でまたは組み合わせて含んでいてもよい。前記第１と第２のコマンド信号は、前記エレベーションジンバルが、選択された角度に向いている時に生成される。前記第２のコマンド信号を生成するステップはさらに、相対的な目標の動きに基づき前記第２のコマンド信号を生成するステップを含む。前記方法は、さらに、前記一以上のプロセッサが、前記アジマスジンバルの偏向を命令する第３のコマンド信号を生成するステップを含む。第３のコマンド信号は、前記アジマスジンバルと前記第２のコマンド信号とに基づき、前記アジマスジンバルが前記第３のコマンド信号の受け取ると、前記アジマスジンバルは前記２軸ポインティングデバイスの偏向の少なくとも一部に対応するように動く。また、該方法は、前記一以上のプロセッサが、前記第３のコマンド信号に応じて、前記２軸ポインティングデバイスの偏向と、前記アジマスジンバルの偏向とに基づき更新された相対的目標の動きを生成するステップを含む。前記第１のコマンド信号を生成するステップはさらに、前記可動プラットフォームの加速と、前記目標加速とを、前記２軸ポインティングデバイスの参照フレームに変換するステップとを有する。前記第２のコマンド信号を生成するステップはさらに、前記アジマスジンバルの加速を、前記可動プラットフォームの基準フレームにおけるアジマスジンバル角に変換するステップと、前記２軸ポインティングデバイスの偏向を、前記２軸ポインティングデバイスの基準フレームから前記可動プラットフォームの基準フレームにおける前記２軸ポインティングデバイスの偏向に変換するステップとを含む。
【０００５】
他の一実施形態では、視線を向けるアジマスポインティングシステムを提供する。ポインティングシステムは、可動プラットフォームに運動可能に結合した２軸ジンバルであって、エレベーションジンバル、アジマスジンバル、及び視線を含む２軸ジンバルとを含む。ポインティングシステムは、前記２軸ジンバルに運動可能に結合し、前記視線の光路に挿入された２軸ポインティングシステムも含む。ポインティングシステムはさらに、前記可動プラットフォームに対する前記アジマスジンバルの角度及びレートを測定するように適応された第１のセンサを含む。ポインティングシステムは、前記視線の慣性運動を測定するように適応された第２のセンサも含む。前記ポインティングシステムはさらに、第１のコマンド信号と第２のコマンド信号とを生成するように適応された一以上のプロセッサを含む。第１のコマンド信号は、前記２軸ポインティングデバイスの偏向を命令し、前記可動プラットフォームの動きによる、前記視線の慣性フレームにおける前記可動プラットフォームの加速の、前記第２のセンサによる測定と、前記アジマスジンバルに対する相対的な目標の動きを表す加速レートコマンドとに基づく。第２のコマンド信号は、前記アジマスジンバルの偏向を命令し、前記第１のコマンド信号に応じた前記２軸ポインティングデバイスの偏向と、前記可動プラットフォームの動きによる、前記可動プラットフォームに対する前記アジマスジンバルの加速の、前記第１のセンサによる測定とに基づく。
【０００６】
別の実施形態では、ポインティングシステムは、次のもののうち一以上を、単体でまたは組み合わせて含んでいてもよい。前記一以上のプロセッサはさらに、前記レートコマンドに基づき前記第２のコマンド信号を生成するように適応されている。前記一以上のプロセッサはさらに、前記アジマスジンバルの偏向を命令する第３のコマンド信号であって、前記アジマスジンバルの加速と前記第２のコマンド信号とに基づく第３のコマンド信号を生成するように適応されている。前記２軸ポインティングデバイスは、２つの回転軸に対して前記視線をステアリングするように適応された光ビームステアリングデバイスを有する。
【０００７】
一実施形態では、判断オプションを比較するコンピュータ読み取り可能プログラムコードが組み込まれた非一時的コンピュータ読み取り可能媒体を提供する。該コンピュータ読み取り可能プログラムは、命令を含み、該命令は、プロセッサにより実行されたとき、該プロセッサに、アジマスジンバル、エレベーションジンバル、及び視線を有し、可動プラットフォームに運動可能に結合された２軸ジンバルにおいて、可動プラットフォームの運動による、前記プラットフォームに対する、可動プラットフォームの運動及びアジマスジンバルの加速とによる、視線の慣性フレームにおける、可動プラットフォームの加速を測定させ、前記２軸ジンバルに運動可能に結合され、前記視線の光路に配置された２軸ポインティングデバイスの偏向を命じる第１のコマンド信号であって、前記可動プラットフォームの測定された加速と、前記アジマスジンバルに対する相対的な目標の動きとに基づく第１のコマンドを生成させ、前記第１のコマンド信号に応じて前記２軸ポインティングデバイスの偏向を、前記視線慣性フレームにおいて測定させ、  前記２軸ポインティングデバイスの偏向と、前記アジマスジンバルの測定された加速とに基づき、前記アジマスジンバルの偏向を命令する第２のコマンド信号を生成するステップとを実行させる。
【０００８】
他の実施形態において、コンピュータ読み取り可能媒体はさらに、一以上の命令を含み、該命令は、実行されると、プロセッサに次のもののうち一以上を実行させる。相対的な目標の動きに基づいて第２のコマンド信号を生成する。アジマスジンバルの測定された加速と、第２のコマンド信号に基づいて、アジマスジンバルの偏向を命令する第３のコマンド信号を生成する。第３のコマンド信号に応じて、前記２軸ポインティングデバイスの偏向と、前記アジマスジンバルの偏向とに基づき、前記アジマスジンバルの偏向を命令する更新された加速コマンドを生成する。前記アジマスジンバルの加速を、前記可動プラットフォームの基準フレームにおけるアジマスジンバル角に変換し、前記２軸ポインティングデバイスの偏向を、前記２軸ポインティングデバイスの基準フレームから前記可動プラットフォームの基準フレームにおける前記２軸ポインティングデバイスの偏向に変換する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
上記やその他の目的、特徴、および利点は、添付した図面に例示した実施形態のより具体的な説明から明らかになるであろう。異なる図面において、同じ参照番号は同じパーツを示している。図面は必ずしも寸法通りではなく、実施形態の原理を例示するに当たり強調した部分もある。
【図１】２軸ジンバルポインティングシステムの一実施形態を示す図である。
【図２】図２Ａ乃至図２Ｄは、ジンバルのエレベーションが天頂／天底に向けて動いた時の視線（ＬＯＳ）ポインティングに向いたジンバルを示す図である。
【図３】図３Ａ及び図３Ｂは、ポインティングシステムにおいて視線安定化に使われる２軸ポインティングデバイスの一実施形態の天底近くの動きを示す図である。
【図４】図４Ａ及び図４Ｂは、２軸ポインティングデバイスと視線安定化するよう設定されたジンバルとの両方を利用する、本開示のポインティングシステムの天底近くの動きを示す図である。
【図５】近天底領域外のノミナルアジマスポインティングのための制御システムの一実施形態を示す図である。
【図６】近天底アジマスポインティングのための制御システムの一実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
２軸ジンバルポインティングデバイスが航空機などの移動手段（ｖｅｈｉｃｌｅ）に取り付けられると、外側ジンバルは一般的にヨー軸（ｙａｗ  ａｘｉｓ）に平行に延在する回転軸で方向付けられ、内側ジンバルは一般的に外側ジンバルの回転軸と垂直な回転軸で方向付けられる。このように方向付けられると、外側ジンバルはアジマス方向での回転（すなわち、面内回転）を提供し、内側ジンバルはエレベーション方向での回転（すなわち、面外回転）を提供する。
【００１１】
２軸ジンバルは動いている移動手段に対してＬＯＳを安定化するため慣性センサを用いる。すなわち、所望の目標に対してＬＯＳを正確に向けるため、ジンバルのアジマス及びエレベーションに送られるコマンドは、ＬＯＳを所望の目標に向けるのに必要である、移動手段の動きとは独立なジンバル軸の動きと、その移動手段の動きとの両方を考慮しなければならない。例えば、プラットフォームのベース運動に対応して、そのベース運動によるＬＯＳの動きを慣性センサにより測定し、その慣性センサからのフィードバックに基づきジンバル支持（ｇｉｍｂａｌ  ｍｏｕｎｔ）を調整して、一定のＬＯＳを維持してもよい。
【００１２】
しかし、２軸ジンバルのアジマス軸性能は、エレベーションが０°からずれるにつれ、悪化する。図２Ａに示した例を考える。図２Ａはカーテシアン軸（ｘ，ｙ，ｚ）に重ねて球面座標系を示している。ｚ軸は２軸ジンバルのアジマス（Ａｚ）回転軸として機能し、ｙ軸は２軸ジンバルのエレベーション（Ｅｌ）回転軸として機能する。ＬＯＳはＡｚおよびＥｌジンバルのそれぞれの軸の周りの動きに基づき方向付けられる。
【００１３】
航空機等の移動手段では、ボディピッチ及びロール加速度はエレベーションの制限によりＬＯＳに結びつけられる。エレベーション０°の目標（例えば、目標１２２）に向けてポインティングするとき（図２Ｂ）、ＬＯＳ慣性センサは、Ｅｌにおける運動の自由を可能とするために、エレベーションにかかわらず、エレベーション軸のベアリング及びモーター（エレベーション制御オーソリティ軸）とアライメントされる。対照的に、ＬＯＳ慣性センサは偏角０°のアジマス軸（制御オーソリティ軸）とアライメントされるだけである。結果として、どんな偏角においても、ベース運動によるエレベーション軸との結合はないが、偏角０°においてのみ、ベース運動によるアジマス軸との結合はない。
【００１４】
エレベーション偏角が目標１２２を追跡して０°から大きくなるにつれ、アジマス制御オーソリティ軸とアジマス慣性フィードバック軸はアライメントがはずれてしまう（図２Ｃ）。例えば、偏角４５°において、その航空機の前または後から見ると、航空機ボディロール運動の７１％は、ＬＯＳに結びついている。どちらかの翼から見ると、航空機ボディピッチ運動の７１％はそう結びついている。さらに、アジマス制御オーソリティ軸運動の７１％だけがアジマスフィードバックセンサ軸に結びついている。俯角が増大するにつれ、アジマスにおける制御オーソリティ結合の喪失、及び航空機ボディロール及びピッチ撹乱が増大し続ける。アジマス慣性レートフィードバックの信号対雑音比（ＳＮＲ）は、偏角が大きくなるにつれて悪化する。
【００１５】
偏角が大きくなるにつれ、アジマスジンバル軸制御を維持するため座標フレーム切り替えが必要な点まで、ＳＮＲが悪化する。例えば、アジマス制御要のフィードバックセンスはＬＯＳ慣性センサから航空機ボディ基準フレームのセンサに切り替わり、その結果として慣性基準フレーム視線制御が喪失する。目標がジンバルの天底／アジマスに到達したとき、アジマス慣性フィードバック軸とベアリング／モーターペアとは直交する（図２Ｄ）。この位置では、アジマスポインティング制御は完全に失われる。アジマス軸の周りの回転ではＬＯＳポインティング方向は変化しないからである（「ジンバルロック」）。
【００１６】
ジンバル天底／天頂に近づいたときに慣性ポインティング制御が喪失すると、ポインティング制御に大きな誤差が生じる。結果として、アジマスポインティング制御が非常に制限されているジンバル天底／天頂の周りを中心とする空間ボリューム（例えば、コニカルボリューム）がある。
【００１７】
ジンバル天底／天頂近くにおけるポインティング問題を解決するため、２軸ジンバルシステムであってイメージングセンサまたはビームディレクタの光路に挿入された２軸ビームステアリングミラーを含むものが開発された。このミラーは高速ステアリングミラー（ＦＳＭ）と呼ばれることもある。その応答性が従来の質量安定化ジンバル軸よりも数倍高速だからである。ＦＳＭは２軸ジンバルに結合され、ジンバルセットにより方向付けされ、ＬＯＳ（「ジンバルＬＯＳ」）とともに動くようにされる。図３Ａに示したように、ＦＳＭはエレベーションジンバル軸とアジマスジンバル軸との両方にアライメントされ、さらにジンバルセットとは独立に、二方向で偏向できる（「ＦＳＭ偏向」）。ＬＯＳ慣性センサはＦＳＭにマウントされてもよい。
【００１８】
ジンバルの天頂／天底領域では、アジマスジンバルの慣性ポインティングが失われるので、ＬＯＳポインティングはジンバルセットの支援を受けずに、ＦＳＭの偏向だけで制御される。それゆえ、ネットＬＯＳは、ジンバル天頂／天底領域に近づいているジンバル運動によるジンバルＬＯＳと、近天頂／天底領域内におけるＦＳＭ偏向の制御との和である。例えば、残余誤差すなわちジンバルＬＯＳ位置と所望のＬＯＳ位置（例えば、目標位置）との間の差分が、ＦＳＭ偏向を制御する手段（ｃｏｍｍａｎｄ）として提供されてもよい。アジマス面で見ると（図３Ｂ）、ＦＳＭはジンバルＬＯＳに対して動き、ネットＬＯＳを実現する。
【００１９】
しかし、このソリューションはアジマスポインティング制御問題を完全には解決しない。ジンバル天頂／天底付近では、ＦＳＭがＬＯＳポインティングを完全に制御し、ジンバルセットの助けは借りない。ＦＳＭは有限の偏向範囲を有し、ＬＯＳを安定化しようとする時に、移動手段のベース運動により、機械的ストップ（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｔｏｐｓ）に行き当たることがある。結果として、あるベース運動（例えば、比較的大きいベース運動）が生じた時、ＦＳＭは、これらの機械的制約のため、所望のポインティング（ｐｏｉｎｔｉｎｇ  ｃｏｍｍａｎｄｓ）を完全には実行できず、その結果としてＬＯＳ安定化がうまく行かないことがある。
【００２０】
本開示の実施形態は、２軸ジンバルシステムにおける改良型アジマスポインティング制御のための制御システムと方法論とに関する。例えば、開示の実施形態は近天底エレベーションにおけるアジマス慣性ポインティングを回復し得る。ある条件下では、天底近傍において慣性ポインティングを回復できる。
【００２１】
改良型ポインティングシステムは、可動プラットフォーム（例えば、航空機、陸上型車両、水中型移動手段などの移動手段）にマウントされた２軸エレベーション・アジマス・ジンバルを含んでいてもよい。２軸ポインティングデバイス、例えば高速ステアリングミラー（ＦＳＭ）などがさらに備えられ、ジンバルセットとは独立に２軸の周りで偏向できる。本システムはさらに、２軸ジンバル及び２軸ポインティングデバイスの動きを測定するように適応されたセンサを含んでも良い。例えば、センサは可動プラットフォームに対する視線の動きを測定する慣性センサを含んでも良い。センサは、可動プラットフォームに対するアジマスジンバルの動きを測定するレートセンサ及び角度センサを含んでもよい。ポインティングシステムはさらに、２軸ジンバルと２軸ポインティングデバイスのそれぞれセンサとモーターと通信する複数のプロセッサを含んでもよい。複数のプロセッサは２軸ジンバルと２軸ポインティングデバイスの動かすコマンドを生成することができる。一実施形態では、改良型ポインティングシステムは、アジマスジンバルに慣性ポインティング制御を回復するため、２軸ポインティングデバイスからのフィードバックを利用する制御プロセスを実装してもよい。図４Ａないし図４Ｂは、ニュートラル位置（ジンバルＬＯＳ位置）と機械的範囲とに対するＦＳＭの偏向を示す。２軸ポインティングデバイスが動くと（図４Ａ）、２軸ポインティングデバイスの偏向はジンバルセットを動かすコマンドとして用いることができる。すなわち、ジンバルセットは、ＦＳＭにより実現されるネットＬＯＳにできるだけ近くジンバルＬＯＳを動かすように、ＦＳＭの偏向に「追従」してもよい。ジンバルセットがＦＳＭ偏向に対して動き、ＦＳＭの動きが慣性制御されているので、近天底領域においてジンバルセットを制御するこのプロセスは、慣性ポインティング制御をジンバルセットに効果的に戻す。
【００２２】
２軸ポインティングデバイスのジンバルセットとのこの調整された動きは、２軸ポインティングデバイスを、その運動範囲を制限する機械的限界に達しないように制限する利点も有する。ジンバルＬＯＳがネットＬＯＳ位置に向けて動くにつれ（図４Ｂ）、ＦＳＭはその中心またはニュートラル位置に近づくように動き、ＦＳＭはそこからその最大移動距離を動くことができる。結果として、ＦＳＭは、ＦＳＭが機械的限界に近くに位置している場合より大きなベース運動擾乱に対応することができ、ＦＳＭの安定化能力が改善される。
【００２３】
さらに、本開示の実施形態は、移動手段のベース運動が限定されている場合に、ちょうど天底を慣性ポインティングしてもよい。例えば、ＬＯＳ慣性偏向がＦＳＭの動眼視野（ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  ｒｅｇａｒｄ）内に留まる限り、ジンバルセットが動きに追随しなくても、慣性ポインティングは保たれる。
【００２４】
明確にするため、本開示の実施形態を天底及び近天底エレベーションに関して説明してもよい。しかし、言うまでもなく、かかる参照は、必要に応じて、天頂及び近天頂エレベーションにも適用してもよい。
【００２５】
ここで図１に戻る。図１は本開示のポインティングシステム１００の一実施形態を模式的に示している。システム１００は、２軸ジンバル１０４、２軸ポインティングデバイス１１２、及び制御システム１１６を含む。後でより詳しく説明するように、２軸ジンバル１０４と２軸ポインティングデバイス１１２の動きは、イメージングデバイス１１４のＬＯＳを所望の方向（例えば、目標位置１２２の方向）に向ける、制御システム１１６から発行されるコマンドにより制御されてもよい。
【００２６】
好ましい一実施形態では、イメージングデバイス１１４は、静止画またはビデオカメラなどの光学的イメージングデバイスである。別の一実施形態では、イメージングデバイス１１４は、電子光学的送信器（例えば、レーザー）である。しかし、本開示の実施形態は、必要に応じて、単独でまたは組み合わせて、どんな電子光学的送信器または受信器と用いるように適応されてもよい。
【００２７】
ある実施形態では、プラットフォーム１０２は、２軸ジンバル１０４がマウントできる任意の構造であってよい。ある実施形態では、プラットフォーム１０２は、移動手段（例えば、陸上車両、水性移動手段、航空機など）などの可動プラットフォームである。別の実施形態では、プラットフォーム１０２は静止プラットフォームであってもよい。
【００２８】
２軸ジンバル１０４は、２つのジンバルであって一方が他方にマウントされ、直交するピボット軸を有するものを含んでいてもよい。水平を基準面とすると、第１のジンバルは、その回転軸が基準面に垂直である方向を向いていても良い（アジマスジンバル１０６と呼ぶ）。第２のジンバルはアジマスジンバル１０６に垂直な方向に向いていても良い（エレベーションジンバル１１０と呼ぶ）。例えば、図１に示したように、エレベーションジンバル１１０はアジマスジンバル１０６にマウントされていてもよい。しかし、別の実施形態では、どんな２軸ジンバルを利用してもよい。２軸ジンバル１０４は、アジマスジンバル１０６を介してプラットフォーム１０２に直接的に結合（例えば、運動学的結合）されていてもよい。イメージングデバイス１１４は、そのイメージングデバイスのＬＯＳ軸を方向付ける２軸ジンバル１０４にも結合されていてもよい。
【００２９】
２軸ポインティングデバイス１１２は、２軸に沿った動きによりイメージングデバイス１１４のＬＯＳのさらなるステアリングを可能とするデバイスであり、２軸ジンバル１０４とは独立である。例えば、複数のミラー、レンズ、その他のビームステアリングデバイス（図示せず）を利用して、ＬＯＳをイメージングデバイス１１４から２軸ポインティングデバイス１１２に向けてもよい。一般的に、２軸ポインティングデバイスは、２軸ジンバル１０４よりも相対的に速い動きができるビームステアリングデバイスである。ある実施形態では、２軸ポインティングデバイス１１２は高速ステアリングミラー（ＦＳＭ）である。例えば、２軸ポインティングデバイス１１２は、通常は平らなベースに平行にマウントされている第１のミラーを含み、第１のミラーがその表面近くの中心点の周りにピボットできるようにしても良い。アクチュエータが、ミラーとベースのエッジの間の垂直な軸のペアにマウントされていてもよい。アクチュエータペアは、２つの直交軸の周りでミラーを回転して、２軸の角度スキャンを可能にするプッシュ・プル運動で駆動されてもよい。別の実施形態では、２軸ポインティングデバイスは、任意タイプの光ビームステアリングデバイス、例えば屈折または反射によるビームステアリングデバイスであってもよい。制御システム１１６は、複数のセンサと通信する複数のプロセッサを含んでいてもよい。センサの例には、限定ではないが、プラットフォーム及びＬＯＳ慣性センサ１０４Ａに参照されるレート及び角度センサ１０２Ａを含んでいてもよい。レート及び角度センサ１０２Ａは、プラットフォーム１０２に対するアジマスジンバル１０６のレートと角度の測定値を提供してもよい。例えば、レート及び角度センサ１０２Ａは、レート検出用の回転速度計と角度検出用のレゾルバまたはエンコーダであってもよい。ＬＯＳ慣性センサ１０４Ａは、ＬＯＳの光路中のレンズにマウントされた２軸ジャイロスコープまたは２つの１軸ジャイロスコープであってもよい。センサ１０２Ａ、１０４Ａはさらに、制御システム１１６に、検出された動きを表す信号を出力するように適応されていてもよい。
【００３０】
制御システム１１６は、２軸ジンバル１０４、２軸ポインティングデバイス１１２、及びコマンド計算デバイス１２４と通信してもよい。後でより詳しく説明するように、ポインティングシステム１００は、ＬＯＳ１２０を目標１２２にポインティングし続けるために、動いているプラットフォーム１０２にマウントされたとき、２軸ジンバル１０４及びプラットフォーム１０２に対して、プラットフォーム１０２の動き（ｕｎｄｅｒｌｙｉｎｇ  ｍｏｔｉｏｎ）及び目標１２２の任意の相対的な動きに対応するように動かなければならない。
【００３１】
制御システム１１６は、２軸ジンバルに対する目標１２２の相対的な動きに追随するように、２軸ジンバル１０４の動きを命令するコマンド計算デバイス１２４からコマンドを受信してもよい。しかし、コマンド計算デバイス１２４からのコマンドは、動いているプラットフォーム１０２のベース運動を考慮していない。したがって、制御システム１１６はさらに、センサ１０２Ａ、１０４Ａから、プラットフォーム１０２の動き（ｕｎｄｅｒｌｙｉｎｇ  ｍｏｔｉｏｎ）を反映するフィードバックを受信してもよい。制御システム１１６は、コマンド計算デバイス１２４から受信したコマンドと、センサ１０２Ａ、１０４Ａからのフィードバックとの両方を用いて、２軸ジンバル１０４と２軸ポインティングデバイス１１２の運動用の新しいコマンドを生成してもよい。
【００３２】
ここで図５を参照する。図５は、エレベーションジンバル１１０の偏向が天底／近天底領域の外側であるとき、システム１００のアジマスポインティングをする、制御システム１１６により実装される制御プロセス５００を示す模式図である。例えば、一実施形態では、制御プロセス５００は、エレベーション偏向が約６０°より小さい、好ましくは約８０°より小さいところで用いられても良い。しかし、言うまでもなく、制御プロセス５００が行われるエレベーションジンバルの偏向の厳密な範囲は、アジマス慣性レートフィードバックの信号対雑音比（ＳＮＲ）に反映されるように、ポインティングシステム１００の実装のサーボ調整に依存する。したがって、当業者は、展開ごとに、プロセス５００を利用してアジマスポインティング制御のＳＮＲの許容範囲を決定してもよい。
【００３３】
制御プロセス５００は、ジンバルＬＯＳ１２０に対するプラットフォーム１０２のベース運動を測定するＬＯＳ慣性センサ１０４Ａを利用してもよい。また、制御プロセス５００は、コマンド計算デバイス１２４から相対的な目標の動きを表すコマンドを入力として受け取る。アジマスジンバル１０６の動きにより、ＬＯＳ１２０の相対的に粗い安定が得られ、２軸ポインティングデバイス１１２の動きにより、ＬＯＳ１２０の比較的細かい安定が得られる。
【００３４】
説明を明確にするため、プロセス５００はオペレーション５０１−５０７でラベル付けされている。しかし、言うまでもなく、制御プロセス５００は制御システム１１６により行われる連続プロセスであり、特定の開始点や終了点に限定されない。
【００３５】
オペレーション５０１において、プラットフォーム１０２のベース運動加速が生じる。オペレーション５０２において、プラットフォーム１０２のベース運動加速が、プラットフォーム１０２に運動学的にマウントされた２軸ジンバル１０４を通して、ＬＯＳ慣性センサ１０４Ａに結合される。これらのベース運動はＬＯＳ１２０の慣性基準フレームのＬＯＳ慣性センサ１０４Ａにトルクを与え、画像の不安定さを生じる。オペレーション５０３において、ＬＯＳ慣性センサ１０４Ａは、ジンバルＬＯＳ１２０に対するアジマスフィードバック検知における結合されたベース運動加速を観測する。
【００３６】
制御プロセッサ１１６Ａはさらに、２軸ジンバル１０４とプラットフォーム１０２に対する目標１２２の動きに追随するようにアジマスジンバル１０４の動きを命令するコマンド計算システム１２４から信号を受け取る。例えば、コマンド計算システム１２４からの信号は、所望センサの視線パンレートの角速度コマンドを含み得る。検知された慣性レートと角速度コマンドに基づき、制御プロセッサ１１６Ａはアジマスジンバル１０６と２軸ポインティングデバイス１１２の動きに対する別々のコマンドを生成してもよい。アジマスジンバル１０６と２軸ポインティングデバイス１１２のそれぞれに対する動きコマンドを生成するため、第１の制御プロセッサ１１６Ａは、オペレーション５０４において、ＬＯＳ慣性センサ１０４Ａのフィードバック検知軸に沿って測定される慣性レートと角速度コマンドを異ならせる慣性誤差信号を生成する。慣性誤差信号は、ジンバルＬＯＳ１２０の現在の測定角速度と、ジンバルＬＯＳ１２０の所望の角速度との差分を表す。慣性誤差信号をできるだけ小さくするため、別のコマンドがアジマスジンバル１０６と２軸ポインティングデバイス１１２の両方に提供されてもよい。慣性誤差信号を最小化することにより、所望のＬＯＳと実際のＬＯＳとの間の差分を可能な最大程度小さくする。
【００３７】
オペレーション５０４Ａにおいて、アジマスジンバル１０６の動きに対するコマンドは制御プロセッサ１１６Ａにより生成され、アジマスジンバル１０６と通信するアジマスモーター及びアンプに提供される。アジマスモータートルクコマンドを生成するため、制御プロセッサ１１６Ａは所定の制御規則を適用して、慣性誤差信号を最小化する。例えば、制御規則は比例プラス積分制御であってもよい。受け取ったトルクコマンドに応じて、アジマスモーターとアンプは、制御オーソリティ軸に沿ってアジマスジンバル１０６を動かし、慣性レート誤差を最小化する。残った残余レート誤差は制御システム１１６の粗安定化性能を表す。
【００３８】
オペレーション５０６、５０６Ａにおいて、２軸ポインティングシステム１１２の動きに対するコマンドが生成される。オペレーション５０６において、制御プロセッサ１１６Ａは、粗慣性レート誤差信号を積分して、この信号を第２の制御プロセッサ１１６Ｂに送信する。しかし、積分されたレート誤差信号は２軸ポインティングデバイスの動きに対する入力コマンドとして用いられることは適当ではない。したがって、オペレーション５０６Ａにおいて、制御プロセッサ１１６Ｂは、受け取られた積分されたレート誤差に作用して、２軸ポインティングシステム１１２に適したコマンドを生成し、２軸ポインティングデバイス１１２に対するコマンドを出力する。例えば、積分されたレート誤差への作用は、位相及び振幅補正、及び２軸ポインティングデバイス１１２の参照フレームへの回転を含んでも良い。
【００３９】
制御プロセッサ１１６Ｂによるコマンド出力は２軸ポインティングデバイス１１２により受け取られる。一実施形態では、２軸ポインティングデバイス１１２は、イメージングデバイス１１４の光路に挿入された２軸高速ステアリングミラーであってもよい。受け取ったコマンドに応じて、２軸ポインティングデバイス１１２は、積分された慣性レート誤差にほぼ等しい大きさだけ、反対方向に、イメージングデバイス１１４の光軸を動的にステアリング（ｓｔｅｅｒ）し、ＬＯＳ慣性誤差をさらに低減してもよい（オペレーション５０７）。残った残余レート誤差はポインティングシステム１００の微細安定化性能を表す。
【００４０】
アジマスジンバル１０６により提供される粗ＬＯＳ安定化と、２軸ポインティングデバイス１１２により提供される微細ＬＯＳ安定化の組み合わせは、図５において記号Σで表すが、一制御ループ後の最終ＬＯＳ位置を表す。制御プロセス５００は、順次オペレーションに関して説明したが、言うまでもなく、粗制御ループ（オペレーション５０１−５０５）と微細制御ループ（オペレーション５０６−５０７）は、ＬＯＳ位置制御のため、連続的及び同時に実行されてもよい。
【００４１】
ここで図６を参照する。図５は、エレベーションジンバル１１０の偏向が天底／近天底領域の内側であるとき、システム１００のアジマスポインティングをする、制御システム１１６により実装される制御プロセス６００を示す模式図である。上記の通り、制御プロセス６００は、ＬＯＳポインティングのため、アジマスジンバル１０６と２軸ポインティングデバイス１１２を制御するように動作する。しかし、天底／近天底偏向におけるアジマスジンバル１０６のＬＯＳ慣性制御は困難なため、制御プロセス６００は、２軸ポインティングデバイス１１２のポインティング制御のためＬＯＳ慣性センサ１０４Ａを利用し、ＬＯＳ慣性ポインティング制御が維持されるようにできる。しかし、２軸ポインティングデバイス１１２の移動程度が限定されると、２軸ポインティングデバイス１１２のみによるＬＯＳ１２０ポインティングの制御は、２軸ポインティングデバイス１１２がその機械的限界に達し、所望の方向に完全には動けない。
【００４２】
この困難性を回避するため、プロセス６００は、２軸ポインティングデバイス１１２の出力偏向も利用して、２軸ポインティングデバイス１１２に追随するようにアジマスジンバル１０６をさらにステアリングしてもよい。アジマスジンバル１０６の運動範囲は２軸ポインティングデバイス１１２よりも非常に大きいので、アジマスジンバル１０６のこの動きにより、２軸ポインティングデバイス１１２はその機械的限界に到達しないようにできる。
【００４３】
一実施形態では、６０°以上、７０°以上、８０°以上等のエレベーション偏向で制御プロセス６００を用いてもよい。しかし、上記の通り、制御プロセス６００が行われるエレベーションジンバルの偏向の厳密な範囲は、アジマス慣性レートフィードバックの信号対雑音比（ＳＮＲ）に反映されるように、ポインティングシステム１００の具体的な実装のサーボ調整に依存してもよい。したがって、当業者は、展開ごとに、この方式で制御プロセス６００を利用する替わりに、プロセス５００を利用してアジマスポインティング制御のＳＮＲの許容できない範囲を決定してもよい。
【００４４】
説明を明確にするため、プロセス６００はオペレーション６０１−６０７でラベル付けされている。しかし、言うまでもなく、制御プロセス６００は制御システム１１６により行われる連続プロセスであり、特定の開始点や終了点に限定されない。
【００４５】
ここで、オペレーション６０１−６０３及び６０６−６０７を参照して、２軸ポインティングデバイス１１２の動きの制御を説明する。オペレーション６０１及び６０２において、上記のオペレーション５０１、５０２と同様に、プラットフォーム１０２の運動中に、プラットフォーム１０２のベース運動加速が生じる。プラットフォーム１０２のベース運動加速が、プラットフォーム１０２に運動可能に（ｋｉｎｅｍａｔｉｃａｌｌｙ）マウントされた２軸ジンバル１０４を通して、ＬＯＳ慣性センサ１０４Ａに結合される。これらのベース運動はＬＯＳ１２０の慣性基準フレームのＬＯＳ慣性センサ１０４Ａにトルクを与え、画像の不安定さを生じる。ＬＯＳ慣性センサ１０４Ａは、可動プラットフォーム１０２の動きにより、ＬＯＳ慣性フレームにおいて、動いているプラットフォーム１０２の加速を表す、アジマスフィードバック検知軸における結合されたベース運動加速を測定する。
【００４６】
オペレーション６０３において、ＬＯＳ慣性センサ１０４Ａはさらに、測定された加速度を表す信号を出力する。しかし、プロセス５００と対照的に、ＬＯＳ１２０慣性センサ１０４Ａにより測定される慣性レートは、アジマスジンバルと通信する制御プロセッサ１１６Ａではなく、２軸ポインティングデバイス１１２と通信する第３の制御プロセッサ１１６Ｃにより受け取られる。制御プロセッサ１１６Ｃは、コマンド計算システム１２４から、２軸ジンバル１０４に対して目標１２２の動きに追随するようなポインティングシステム１００の動きを命令する信号（例えば、角速度コマンド）を受け取る。例えば、コマンド計算システム１２４からの信号は、所望センサの視線パンレートの角速度コマンドを含み得る。
【００４７】
オペレーション６０６において、制御プロセッサ１１６Ｃは、２軸ポインティングデバイス１１２の偏向を命じるコマンド信号を生成し、２軸ポインティングデバイス１１２に対しコマンドを出力する。コマンド信号は、ＬＯＳ慣性センサ１０４Ａから受け取った可動プラットフォーム１０２の測定された加速度と、２軸ジンバル１０４に対する目標の相対的な運動とに基づく。例えば、制御プロセッサ１１６Ｃは、角速度コマンドと、ＬＯＳ慣性センサ１０４Ａのフィードバック検知軸に沿って測定された慣性レートとの差分を取ることにより、慣性誤差信号を生成する。慣性誤差信号は、２軸ポインティングデバイス１１２と通信の測定された現在の角速度と、２軸ポインティングデバイス１１２の所望の角速度との間の差分を表す。２軸ポインティングデバイス１１２を、慣性誤差信号を最小化するように動かすことにより、所望のＬＯＳと実際のＬＯＳとの間の差分を可能な最大程度小さくする。
【００４８】
オペレーション５０６Ａを参照して説明したように、制御プロセッサ１１６Ｃは、２軸ポインティングシステム１１２に適したコマンドを生成するため、慣性誤差を積分し、積分した慣性誤差に基づいて動作してもよい。例えば、オペレーションは、位相及び振幅補正、及び２軸ポインティングデバイス１１２の参照フレームへの回転を含んでも良い。
【００４９】
制御プロセッサ１１６Ｃによるコマンド出力は、２軸ポインティングデバイス１１２により受け取られる。一実施形態では、２軸ポインティングデバイス１１２は、イメージングデバイス１１４の光路に挿入された２軸高速ステアリングミラーであってもよい。受け取ったコマンドに応じて、２軸ポインティングデバイス１１２は、積分された慣性レート誤差にほぼ等しい大きさだけ、反対方向に、イメージングデバイス１１４の光軸を動的にステアリング（ｓｔｅｅｒ）し、ＬＯＳ慣性誤差をさらに低減してもよい（オペレーション６０７）。残った残余レート誤差は２軸ポインティングシステム１１２の安定化性能を表す。
【００５０】
ここでアジマスジンバル１０６の動きの制御を、オペレーション６０１−６０５を参照して説明する。オペレーション６０１及び６０２において、上記のオペレーション５０１、５０２と同様に、プラットフォーム１０２の運動中に、プラットフォーム１０２のベース運動加速が生じる。プラットフォーム１０２のベース運動加速は、レート及び角センサ１０２Ａに結合される。レート及び角センサ１０２Ａは、可動プラットフォームの動きによる、プラットフォーム１０２に対するアジマスジンバルの加速度を測定する。センサ１０２Ａはさらに、検知したジンバルレートと、プラットフォーム１０２に対するアジマスジンバル１０６の測定された運動から計算したジンバル位置とを出力する。ジンバル位置は制御プロセッサ１１６Ｄに提供してもよく、ジンバルレートは制御プロセッサ１１６Ｅに提供してもよい。
【００５１】
オペレーション６０４Ａにおいて、制御プロセッサ１１６Ｄは、アジマスレートコマンドを生成して、このアジマスレートコマンドを制御プロセッサ１１６Ｅに出力してもよい。アジマスレートコマンドは、２軸ポインティングデバイスの偏向と、ジンバル角度フィードバックに基づいてもよい。レートコマンドは、アジマスジンバル１０６の運動を、２軸ポインティングデバイス１１２の偏向に対応するよう、命令してもよい。結果として、プロセス６００は、２軸ポインティングデバイスが機械的限界に到達しないようにしてもよい。
【００５２】
制御プロセッサ１１６Ｄにより出力されるレートコマンドはさらに、制御プロセッサ１１６Ｅによる受け取り前に、コマンド計算システム１２４により出力される角速度コマンドにより修正されてもよい（オペレーション６０４Ｂ）。すなわち、アジマスジンバル１０６へのコマンド入力は、目標１２２のアジマスジンバル１０６に対する相対的な動き、及び２軸ポインティングデバイス１１２の偏向に基づいていてもよい。このコンポジットコマンドは、制御プロセッサ１１６Ｅへの入力であり、２軸ポインティングデバイス１１２の動き及び目標の動きの両方を考慮してアジマスジンバル１０６を動かす利点がある。
【００５３】
オペレーション６０４Ｂにおいて、アジマスジンバル１０６の動きに対するコマンドは制御プロセッサ１１６Ｅにより生成され、アジマスジンバル１０６と通信するアジマスモーター及びアンプに提供される。上記の通り、制御プロセッサ１１６Ｅはコンポジットコマンド信号とジンバルレートフィードバックとを両方とも受け取る。アジマスモータートルクコマンドを生成するため、制御プロセッサ１１６Ｅは、コンポジットレートコマンドのジンバルレートフィードバックとの差分を取り、誤差信号を決定し、さらに所定制御規則を適用して誤差信号を最小化する。例えば、制御規則は比例プラス積分制御であってもよい。受け取ったトルクコマンドに応じて、アジマスモーターとアンプは、制御オーソリティ軸に沿ってアジマスジンバル１０６を動かし、慣性レート誤差を最小化し、２軸ポインティングデバイス１１２の機械的移動を最大化する（オペレーション６０５）。残った残余レート誤差はアジマスジンバル１０６の安定化性能を表す。
【００５４】
アジマスジンバル１０６と２軸ポインティングデバイス１１２とにより提供されるＬＯＳ安定化の組み合わせは、図６において記号Σで表すが、一制御ループ後の最終ＬＯＳ位置を表す。制御プロセス６００を、順次オペレーションに関して説明したが、言うまでもなく、アジマスジンバル１０６と２軸ポインティングデバイス１１２の制御は、ＬＯＳ位置制御のため、連続的及び同時に実行されてもよい。
【００５５】
上記のシステムと方法は、デジタル電子回路、コンピュータハードウェア、ファームウェア、及び／又はソフトウェアで実装できる。実装はコンピュータプログラム製品としても可能である。実装は、例えば、データ処理装置により実行される、またはその動作を制御する機械読み取り可能記憶デバイスで行うこともできる。実装は、例えば、プログラマブルプロセッサ、コンピュータ、及び／又は複数のコンピュータであってもよい。
【００５６】
コンピュータプログラムは、コンパイラ及び／又はインタプリタ言語を含む、どんな形式のプログラミング言語で記述することもできる。コンピュータプログラムは、スタンドアロンプログラムまたはサブルーチン、エレメント、及び／又は計算環境で用いるその他のユニットを含む、どんな形式で展開することもできる。コンピュータプログラムは１つのコンピュータ上で実行しても、一箇所にある複数のコンピュータ上で実行するように展開することもできる。
【００５７】
方法ステップは、コンピュータプログラムを実行して、入力データに作用して出力を生成することにより本発明の機能を実行する一以上のプログラム可能プロセッサにより実行できる。方法ステップは特定用途論理回路により実行することができ、装置は特定用途論理回路として実装することもできる。回路は、例えば、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）及び／又はＡＳＩＣ（特定用途集積回路）であってもよい。サブルーチンとソフトウェアエージェントは、その機能を実装するコンピュータプログラム、プロセッサ、特殊回路、ソフトウェア、及び／又はハードウェアの一部を指すこともある。
【００５８】
コンピュータプログラムの実行に適したプロセッサは、例えば、特定目的及び汎用のマイクロプロセッサと、任意種類のデジタルコンピュータの任意一以上のプロセッサとを両方とも含む。一般的に、プロセッサは読み取り専用メモリまたはランダムアクセスメモリから命令またはデータまたはその両方を受け取る。コンピュータの必須要素は、命令を実行するプロセッサと、命令及びデータを記憶する一以上のメモリデバイスである。一般的に、コンピュータは、データを記憶する一以上の大規模ストレージデバイス（例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、または光ディスクなど）を含み、それからデータを受け取り、及び／又はそれにデータを送るように動作可能に結合していてもよい。
【００５９】
データ送信と命令は通信ネットワークを介して行われることもできる。コンピュータプログラム命令およびデータを利用するのに適した情報キャリアは、例えば、半導体メモリデバイスを含む、すべての形式の不揮発性メモリを含む。情報キャリアは、例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリデバイス、磁気ディスク、内部ハードディスク、リムーバブルディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、及び／又はＤＶＤ−ＲＯＭディスクであり得る。プロセッサとメモリは特定用途論理回路により補足され、及び／又はそれに組み込まれてもよい。
【００６０】
ユーザとのインターラクションを提供するため、上記の手法はディスプレイデバイスを有するコンピュータで実装できる。ディスプレイデバイスは、例えば、陰極線管（ＣＲＴ）及び／又は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）モニターであってもよい。ユーザとのインターラクションは、例えば、ユーザへの情報のディスプレイと、ユーザがコンピュータに入力をできる（例えば、ユーザインタフェース要素とインターラクトできる）キーボード及びポインティングデバイス（例えば、マウスまたはトラックボール）であり得る。他種類のデバイスを用いてユーザとのインターラクションを提供することもできる。他のデバイスは、例えば、任意形式の感覚的フィードバック（例えば、視覚的フィードバック、聴覚的フィードバック、触覚的フィードバックなど）でユーザに提供されるフィードバックであり得る。ユーザからの入力は、例えば、音響的、発話的、及び／又は触覚的入力を含む任意の形式で受け取ることができる。
【００６１】
上記の手法は、バックエンドコンポーネントを含む分散コンピューティングシステムで実装し得る。バックエンドコンポーネントは、例えば、データサーバ、ミドルウェアコンポーネント、及び／又はアプリケーションサーバであってもよい。上記の手法は、フロントエンドコンポーネントを含む分散コンピューティングシステムでも実装し得る。フロントエンドコンポーネントは、例えば、グラフィカルユーザインタフェースを有するクライアントコンピュータ、ユーザが実装例とインターラクトできるウェブブラウザ、及び／又は送信デバイス用のその他のグラフィカルユーザインタフェースであり得る。システムのコンポーネントは、任意形式または媒体のデジタルデータ通信（例えば、通信ネットワーク）により相互接続され得る。通信ネットワークの例は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、インターネット、有線ネットワーク、及び／又は無線ネットワークを含む。
【００６２】
システムはクライアント及びサーバを含み得る。クライアントとサーバは、一般的に、互いに離れており、一般的には通信ネットワークを通してインターラクトする。クライアントとサーバとの関係は、それぞれのコンピュータ上で実行され、互いにクライアント・サーバ関係を有するコンピュータプログラムにより生じる。
【００６３】
パケットベースネットワークには、例えば、インターネット、キャリアインターネットプロトコル（ＩＰ）ネットワーク（例えば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、キャンパスエリアネットワーク（ＣＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）、ホームエリアネットワーク（ＨＡＮ））、プライベートＩＰネットワーク、ＩＰプライベートブランチエクスチェンジ（ＩＰＢＸ）、無線ネットワーク（例えば、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）、８０２．１１ネットワーク、８０２．１６ネットワーク、ジェネラルパケットラジオサービス（ＧＰＲＳ）ネットワーク、ＨｉｐｅｒＬＡＮ）、及び／又はその他のパケットベースネットワークを含み得る。回路ベースネットワークは、例えば、公衆交換電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）、プライベートブランチエクスチェンジ（ＰＢＸ）、無線ネットワーク（例えば、ＲＡＮ、ブルートゥース（登録商標）、符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）ネットワーク、時間分割多重接続（ＴＤＭＡ）ネットワーク、グローバルシステム・フォー・モバイル通信（ＧＳＭ(登録商標)）ネットワーク）、及び／又はその他の回路ベースネットワークを含み得る。
【００６４】
送信デバイスは、例えば、コンピュータ、ブラウザデバイス付きコンピュータ、電話、ＩＰ電話、携帯デバイス（例えば、セルラー電話、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）デバイス、ラップトップコンピュータ、電子メールデバイス）、及び／又はその他の通信デバイスを含み得る。ブラウザデバイスは、例えば、ワールドワイドウェブブラウザ（例えば、マイクロソフト社が出しているマイクロソフト（登録商標）インターネットエクスプローラ（登録商標）、モジラ社が出しているモジラ（登録商標）ファイアフォックスなど）を有するコンピュータ（例えば、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ）を含み得る。携帯計算デバイスは例えばブラックベリー（登録商標）を含む。
【００６５】
「ｃｏｍｐｒｉｓｅ」、「ｉｎｃｌｕｄｅ」、及び／又はこれらの複数形は、オープンエンドであり、列挙したものを含み、列挙していないものも含み得る。「及び／又は」は、オープンエンドであり、列挙したもののうち一以上、及び列挙したものの組み合わせを含む。
【００６６】
当業者には言うまでもなく、本発明は、その精神や基本的特性から逸脱することなく、その他の具体的な形式で実施できる。上記の実施形態は、すべての点で例示でありここに説明した発明を限定するものではないと考えなければならない。本発明の範囲は、上記の説明ではなく、添付した請求項に記載されており、請求項の意味と均等物の範囲内での変更はすべてその請求項に含まれる。
【図１】
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【図２】
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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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