(57)【要約】【課題】  航空機等により上空から地上の対象目標の位置を標定する際に、航空機の行動や運用に制約の少ない目標位置標定方法及び目標位置標定装置を得る。【解決手段】  ヘリコプタ等の航空機に搭載したＦＬＩＲの２次元赤外線画像から対象目標の方位角及び伏角を機上にて取得後、標高地図を用いて、自機位置から対象目標の方位角方向に向けた地形断面図を編集する。そして、この地形断面図上で自機位置から対象目標の伏角方向に向けて位置標定のための標定線を引き、地表と交差する地点を対象目標の標定位置とする。【選択図】  図１
2005181059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機上において発見した地上の対象目標の位置を、この対象目標を発見した自機位置からの前記対象目標の方向データと標高地図を用いて標定する目標位置標定方法であって、
前記対象目標に対する前記自機位置からの方位角データ及び伏角データを取得し、
前記標高地図に基づいて、前記自機位置を前記標高地図上に投影した地点から前記方位角データの方向に対する地形断面図を編集し、
この地形断面図上において、前記自機位置から前記伏角データの方向で最初に地表と交差する地点を対象目標の標定位置とすることを特徴とする目標位置標定方法。
【請求項２】
前記方位角データ及び伏角データは、前記機上において前記対象目標を撮像した２次元の赤外線画像に基づいて取得することを特徴とする請求項１に記載の目標位置標定方法。
【請求項３】
前記標高地図は、所定の距離メッシュで区切られた各セル毎にその標高値が数値化された標高データからなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の目標位置標定方法。
【請求項４】
機上において発見した地上の対象目標の位置を、この対象目標を発見した自機位置からの前記対象目標の方向データと標高地図を用いて標定する目標位置標定装置であって、
前記自機位置を取得する航法手段と、
前記標高地図を記憶する標高地図記憶手段と、
前記対象目標に対する前記自機位置からの方位角データ及び伏角データを取得する目標方向取得手段と、
前記標高地図に基づいて、前記自機位置を標高地図上に投影した地点から前記方位角データの方向に対する地形断面図を編集する地形断面図編集手段と、
この地形断面図上において、前記自機位置から前記伏角データの方向で最初に地表と交差する地点の位置を算出する目標位置算出手段とを有することを特徴とする目標位置標定装置。
【請求項５】
前記目標方向取得手段は、前記機上において前記対象目標を撮像した２次元の赤外線画像に基づいて前記方位角データ及び前記伏角データを取得することを特徴とする請求項４に記載の目標位置標定装置。
【請求項６】
前記標高地図は、所定の距離メッシュで区切られた各セル毎にその標高値が数値化された標高データからなることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の目標位置標定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘリコプタ等の航空機により機上から取得した地上目標の方向に基づいて、その位置を標定する目標位置標定方法及び目標位置標定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
対象目標の位置を受動的に検出する装置として、対象目標から発信される音波、電波、光波などの各種輻射波を異なる位置に設けた複数のセンサで受信し、これら輻射波の受信方位を示す方位線の交点を求めることにより、対象目標の位置を検出する装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この特許文献１に開示された位置検出装置では、複数設けられたセンサが目標からの電波等を受信し、それぞれにその受信方位としての方位線データを算出後、各方位線データの確からしさを判定しながらそれらの交点を求めることにより、目標の位置を検出している。
【０００４】
すなわち、従来における受動的な目標位置標定の手法においては、対象目標に対して、異なった位置から複数の方位情報を取得している。このため、複数個のセンサを必要とし、これらセンサを物理的に異なる位置に配置して同時に運用することが必要となる。また、センサが１つの場合には、このセンサを既知の異なる位置に移動して、それぞれの位置において方位情報を取得することが必要となる。
【０００５】
さらに、これら複数の方位情報は、例えば上部組織等、一か所に集められた上で目標の位置標定処理がなされ、その後に、各センサのあるサイトを含めた必要な各部署に配布されるため、対象目標の位置標定結果が返されるまでに時間を要する。
【特許文献１】特開平１０−３０７１７８号公報（第６頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ヘリコプタ等の航空機による上空からの偵察活動において、地上目標の捜索しその位置等を特定する場合には、できる限り相手方から発見されにくく活動することが望まれる。
【０００７】
しかしながら、上述の手法により対象目標の位置等を特定するには、少なくとも２地点からの方位情報を取得するために、センサを搭載した複数の航空機が同時に活動しなければならなかった。あるいは単独の航空機による場合には、行動範囲を拡げ、異なった複数の地点から順次方位情報を取得する活動が必要であった。さらに、いずれの場合においても、自機が対象目標の位置標定結果を得るまでには僚機や上部機関等との通信や標定処理のための時間を必要とし、その間における自機の行動が制限されていた。このため、相手方から発見される可能性も高まることになり、また、作戦行動、あるいは航空機運用上の制約も大きかった。
【０００８】
本発明は、上述の事情を考慮してなされたものであり、航空機等により上空から地上の対象目標の位置を標定する際に、航空機の行動や運用に制約の少ない目標位置標定方法及び目標位置標定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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の目標位置標定方法は、機上において発見した地上の対象目標の位置を、この対象目標を発見した自機位置からの前記対象目標の方向データと標高地図を用いて標定する目標位置標定方法であって、前記対象目標に対する前記自機位置からの方位角データ及び伏角データを取得し、前記標高地図に基づいて、前記自機位置を前記標高地図上に投影した地点から前記方位角データの方向に対する地形断面図を編集し、この地形断面図上において、前記自機位置から前記伏角データの方向に直線を引き、この直線が最初に地表と交差する地点を対象目標の標定位置とすることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の目標位置標定装置は、機上において発見した地上の対象目標の位置を、この対象目標を発見した自機位置からの前記対象目標の方向データと標高地図を用いて標定する目標位置標定装置であって、前記自機位置を取得する航法手段と、前記標高地図を記憶する標高地図記憶手段と、前記対象目標に対する前記自機位置からの方位角データ及び伏角データを取得する目標方向取得手段と、前記標高地図に基づいて、前記自機位置を標高地図上に投影した地点から前記方位角データの方向に対する地形断面図を編集する地形断面図編集手段と、この地形断面図上において、前記自機位置から前記伏角データの方向に引いた直線が最初に地表と交差する地点の位置を算出する目標位置算出手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、航空機等により上空から地上の対象目標の位置を標定する際に、対象目標の方位情報を複数取得することなく、１つの方位情報から自機内においてその位置を標定しているので、航空機の行動や運用に制約の少ない目標位置標定方法及び目標位置標定装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る目標位置標定方法及び目標位置標定装置を実施するための最良の形態について、図１乃至図３を参照して説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明に係る目標位置標定装置の一実施例を示すブロック図である。この目標位置標定装置は、航法計算部１、赤外線画像撮像部２、目標位置標定部３、標高地図記憶部４、及び表示部５から構成されている。
【００１４】
航法計算部１は、航法センサからの航法データに基づいて自機位置、すなわち自機の緯度・経度及び飛行高度を計算し、目標位置標定部３に送出する。赤外線画像撮像部２は、対象目標を撮像した２次元の赤外線画像に基づいて、自機位置からの対象目標の方位角データ（ＡＺ）及び伏角データ（ＥＬ）を取得し、目標位置標定部３に送出する。本実施例においては、この赤外線画像撮像部２は、例えば、夜間においても航空機前方の捜索・監視能力を有するＦＬＩＲ（Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｌｏｏｋｉｎｇ  Ｉｎｆｒａ−Ｒｅｄ：前方赤外線画像装置）としている。
【００１５】
目標位置標定部３は、航法計算部１からの自機位置、赤外線画像撮像部２からの方位角データ（ＡＺ）及び伏角データ（ＥＬ）、ならびに後述する標高地図記憶部４からの標高データに基づいて対象目標の位置標定を行ない、その標定結果を表示部５に送出する。
【００１６】
標高地図記憶部４には標高地図１１として、あらかじめ、対象領域の標高データを含む地図データが記憶されている。本実施例においては、標高データは、所定の距離メッシュで区切られた各セル毎にその標高値が数値化されたものとして記憶されている。そして、目標位置標定部３からセル番号を指定されると、該当セルの標高値を返すとともに、表示部５に対しては、対象領域の地図データを提供する。表示部５は、この地図データに、目標標定部３からの標定結果を重畳して表示する。
【００１７】
次に、上述のように構成された本発明に係る目標位置標定装置の動作を、前述した図１、ならびに図２のフローチャート及び図３の説明図を参照して説明する。
【００１８】
まず、搭載母体の航空機が飛行を開始すると、航法センサからの航法データが継続的に航法計算部１に入力される。航法計算部１では、これら航法データから自機の緯度・経度及び飛行高度を計算し、自機位置として目標位置標定部３に継続的に送出する（ＳＴ１）。
【００１９】
これと並行して対象目標の捜索が継続される（ＳＴ２）。対象目標が発見されると（ＳＴ２のＹＥＳ）、自機位置から見た対象目標の方位角データ及び伏角データが、赤外線画像撮像部２のＦＬＩＲで撮像した２次元の赤外線画像に基づいて取得され、目標位置標定部３に送出される。目標位置標定部３は、これらデータを受けとる（ＳＴ３）。また、このときの自機位置（自機の緯度・経度及び飛行高度）も取り込まれ、目標位置標定部３内において対象目標の方位角データ及び伏角データと関係付けされる（ＳＴ４）。
【００２０】
次に、目標位置標定部３は、自機位置から対象目標の方位角方向に対する地形断面図を作成する。この動作を図３（ａ）を参照して詳細に説明する。
【００２１】
標高地図記憶部４に記憶されている標高地図１１は、図３（ａ）に示すように、対象領域の通常の地図データに加え、この領域を、例えば５０メートル四方など、所定の距離メッシュで区切った各セル毎に数値化された標高値を有している。この標高地図上に自機位置を投影した地点１２から対象目標の方位角データ（ＡＺ）の方向に方位線１３を引く（ＳＴ５）。このときに、この方位線１３が通過するセルのセル番号を、自機位置の投影地点１２からの距離順に順次抽出する（ＳＴ６）。
【００２２】
続いて、目標位置標定部３は、これらセル番号を標高地図記憶部４に対して指定することにより、標高地図記憶部４から、方位線１３に沿った一連のセルの標高値を得る（ＳＴ７）。そしてこれら標高値を方位線方向に展開し、各セル毎の標高点を順次連結していくことにより地表をあらわす線を描き、図３（ｂ）に例示したような地形断面図を編集する（ＳＴ８）。
【００２３】
この後、前ステップで編集した地形断面図を用いて対象目標の位置を標定するが、この動作を図３（ｂ）を参照して詳細に説明する。
【００２４】
まず、上述の地形断面図上に飛行高度を含めた自機位置１４をプロットし、この自機位置１４から対象目標の伏角データ（ＥＬ）の方向に直線で標定線１５を引く（ＳＴ９）。次に、この標定線１５が地表と交差する点の緯度・経度を算出し、対象目標の標定位置を得る（ＳＴ１０）。そして、この標定位置は、目標位置標定部３から表示部５に送出され、表示部５において、標高地図記憶部４からの地図データ上に重畳表示される（ＳＴ１１）。
【００２５】
このようにして、動作終了が指示されるまで、対象目標の位置標定が継続される（ＳＴ１２）。
【００２６】
以上説明したように、本実施例においては、航空機等により上空から地上の対象目標の位置を標定する際に、対象目標の方位情報を複数の地点で取得する必要がなく、１つの地点から得た対象目標の方位情報と標高地図とに基づいてその位置標定を行なっているので、複数の航空機を同時運用することなく、単独の航空機での活動により、目標位置標定が可能となる。また、その際にも複数の地点からの方位情報を取得する必要がないので、行動範囲を拡げずに活動することができる。これにより、相手方から発見されにくい活動が可能となり、航空機の運用に対する制約も少なくすることができる。
【００２７】
さらに、対象目標の標定位置を自機内で算出し、結果を得ている。これにより、標定結果を得るまでの時間を大幅に短縮できるとともに、僚機への情報配布等も短時間で行なうことができ、迅速な作戦行動を遂行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る目標位置標定装置の一実施例を示すブロック図。
【図２】本発明に係る目標位置標定装置の動作を説明するためのフローチャート。
【図３】本発明に係る目標位置標定装置の動作の詳細を説明するための説明図。
【符号の説明】
【００２９】
１  航法計算部
２  赤外線画像撮像部
３  目標位置標定部
４  標高地図記憶部
５  表示部
１１  標高地図
１２  自機位置の投影地点
１３  方位線
１４  自機位置
１５  標定線
【図１】
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【図２】
2005181059.tif 000004
【図３】
2005181059.tif 000005