(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正三角形の各頂点を通過する状態に３本のレーザビームを照射すると共に、３本のレーザビームの内側に、機軸回りに等間隔で配置した複数の光検出用センサと軌道修正手段を備えた飛翔体を発射し、各レーザビームのレーザ散乱光の入射方向を検出することにより正三角形の中心と飛翔体の機軸とのずれを検出して、そのずれを修正するように軌道修正手段を作動させる飛翔体のレーザ誘導制御において、各レーザビームのレーザ散乱光の入射方向を検出するに際し、
飛翔体の機軸に直交する方向の移動範囲を正三角形の内接円に基づく範囲とすると共に、その移動範囲において２本のレーザビームの方向が成す最小基準角度と最大基準角度を設定し、
最大受光強度を検出したセンサを選択し、そのセンサに対する光の入射方向を検出すると共に、その入射方向の両側の最小基準角度範囲内に視野全体が含まれるセンサのデータを排除し、
センサの選択およびデータ排除を繰り返したのち、隣合う光の入射方向が成す３つの角度がいずれも最大基準角度よりも小さい場合に、３つの光の入射方向を各レーザビームのレーザ散乱光の入射方向とすることを特徴とする飛翔体のレーザ誘導制御におけるレーザ散乱光の入射方向検出方法。
【請求項２】
正三角形の各頂点を通過する状態に３本のレーザビームを照射すると共に、３本のレーザビームの内側に、機軸回りに等間隔で配置した複数の光検出用センサと軌道修正手段を備えた飛翔体を発射し、各レーザビームのレーザ散乱光の入射方向を検出することにより正三角形の中心と飛翔体の機軸とのずれを検出して、そのずれを修正するように軌道修正手段を作動させる飛翔体のレーザ誘導制御において、各レーザビームのレーザ散乱光の入射方向を検出するに際し、
飛翔体の機軸に直交する方向の移動範囲を正三角形の内接円に基づく範囲とすると共に、その移動範囲において２本のレーザビームの方向が成す最小基準角度と最大基準角度を設定し、
第１検出工程として、全センサのデータを比較して最大受光強度を検出したセンサを選択し、そのセンサのデータから検出した光の入射方向を第１レーザビームのレーザ散乱光の入射方向とすると共に、その入射方向の両側の最小基準角度範囲内に視野全体が含まれるセンサのデータを排除し、
第２検出工程として、残りのセンサのデータを比較して最大受光強度を検出したセンサを選択し、そのセンサのデータから検出した光の入射方向を第２レーザビームのレーザ散乱光の入射方向とすると共に、その入射方向の両側の最小基準角度範囲内に視野全体が含まれるセンサのデータを排除し、
第３検出工程として、残りのセンサのデータを比較して最大受光強度を検出したセンサを選択し、そのセンサのデータから検出した光の入射方向と第１および第２のレーザビームのレーザ散乱光の入射方向とが成す各々の検出角度が最大基準角度よりも小さいときに、その光の入射方向を第３レーザビームのレーザ散乱光の入射方向とすることを特徴とする飛翔体のレーザ誘導制御におけるレーザ散乱光の入射方向検出方法。
【請求項３】
第３検出工程において、検出角度が最大基準角度より大きい場合、最大受光強度を検出したセンサのデータを排除すると共に、その次に受光強度が大きいセンサを選択して検出角度を求め、最大基準角度よりも小さい検出角度が得られるまで、センサのデータ排除およびセンサの新規選択を繰り返すことを特徴とする請求項２に記載の飛翔体のレーザ誘導制御におけるレーザ散乱光の入射方向検出方法。
【請求項４】
８個のセンサを用い、各センサの視野角が４５〜７０度の視野角を有することを特徴とする請求項２または３に記載の飛翔体のレーザ誘導制御におけるレーザ散乱光の入射方向検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数本のレーザビームを用いたビームライディング方式の飛翔体のレーザ誘導制御において、各レーザビームのレーザ散乱光の入射方向を検出する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ビームライディング方式の飛翔体のレーザ誘導制御としては、例えば特開平５−４５０９４号公報に記載されている。このレーザ誘導制御では、正三角形の各頂点を通過する状態に３本のレーザビームを照射し、３本のレーザビームの内側に飛翔体を発射する。飛翔体は、一定の視野角を有する光検出用センサが機軸回りに等間隔で配置してあると共に、インパルススラスタなどの軌道修正手段を備えている。そして、各センサで各レーザビームのレーザ散乱光の入射方向（入射角度）を検出して、正三角形の中心と飛翔体の機軸とのずれを検出し、そのずれが修正されるように軌道修正手段を作動させることにより、正三角形の中心に沿って飛翔体を飛翔させる。
【０００３】
上記のような飛翔体のレーザ誘導制御において、レーザ散乱光の入射方向を検出するには、飛翔体に例えば８個のセンサを設け、隣接するセンサの視野が一部重なるように視野角を設定すると共に、各センサの視野において、その中心である飛翔体後方より見て光軸から時計回り方向の範囲を正とし、反時計回り方向の範囲を負とする。そして、各センサからのデータに基づいて３つのセンサを選択し、これらのセンサのデータから各レーザ散乱光の入射方向を特定する。このとき、センサの選択を行う際の優先順位は、センサの受光強度で判断することができる。また、隣接するセンサでは、レーザ散乱光の入射方向の正負によって、互いの視野内のレーザビームが同一であるか否かを判断することが可能であり、さらに、レーザ散乱光以外の背景光を誤ってデータとしないように、受光強度に対するしきい値を設けている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記したような従来のレーザ散乱光の入射方向検出では、レーザ散乱光が各レーザビームの中心すなわち３点のみから入射されるのであれば、８個のセンサのデータから３つのセンサを選択し得るが、実際には、背景光の影響により、隣接する３個のセンサのデータにおいて全ての入射方向が正あるいは負になることがあった。この場合、必要なデータを抽出するための新たなアルゴリズムが必要である。また、背景光の影響を少なくするためにしきい値を設けていたが、背景光は環境によって大きく異なるので、しきい値が環境に左右されることとなり、その設定が難しいものとなっていた。つまり、従来のレーザ散乱光の入射方向検出にあっては、データ処理のアルゴリズムや初期設定のうえで複雑なものになっており、このような不具合に対する改善が要望されていた。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、上記従来の状況に鑑みて成されたもので、飛翔体のレーザ誘導制御において、レーザビームのレーザ散乱光の入射方向を検出するに際し、環境に左右されにくいと共に、背景光の影響も受けにくく、データ処理のアルゴリズムの簡略化を実現することができるレーザ散乱光の入射方向検出方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる飛翔体のレーザ誘導制御におけるレーザ散乱光の入射方向検出方法は、請求項１として、正三角形の各頂点を通過する状態に３本のレーザビームを照射すると共に、３本のレーザビームの内側に、機軸回りに等間隔で配置した複数の光検出用センサと軌道修正手段を備えた飛翔体を発射し、各レーザビームのレーザ散乱光の入射方向を検出することにより正三角形の中心と飛翔体の機軸とのずれを検出して、そのずれを修正するように軌道修正手段を作動させる飛翔体のレーザ誘導制御において、各レーザビームのレーザ散乱光の入射方向を検出するに際し、飛翔体の機軸に直交する方向の移動範囲を正三角形の内接円に基づく範囲とすると共に、その移動範囲において２本のレーザビームの方向が成す最小基準角度と最大基準角度を設定し、最大受光強度を検出したセンサを選択し、そのセンサに対する光の入射方向を検出すると共に、その入射方向の両側の最小基準角度範囲内に視野全体が含まれるセンサのデータを排除し、センサの選択およびデータ排除を繰り返したのち、隣合う光の入射方向が成す３つの角度がいずれも最大基準角度よりも小さい場合に、３つの光の入射方向を各レーザビームのレーザ散乱光の入射方向とする構成とし、請求項２として、正三角形の各頂点を通過する状態に３本のレーザビームを照射すると共に、３本のレーザビームの内側に、機軸回りに等間隔で配置した複数の光検出用センサと軌道修正手段を備えた飛翔体を発射し、各レーザビームのレーザ散乱光の入射方向を検出することにより正三角形の中心と飛翔体の機軸とのずれを検出して、そのずれを修正するように軌道修正手段を作動させる飛翔体のレーザ誘導制御において、各レーザビームのレーザ散乱光の入射方向を検出するに際し、飛翔体の機軸に直交する方向の移動範囲を正三角形の内接円に基づく範囲とすると共に、その移動範囲において２本のレーザビームの方向が成す最小基準角度と最大基準角度を設定し、第１検出工程として、全センサのデータを比較して最大受光強度を検出したセンサを選択し、そのセンサのデータから検出した光の入射方向を第１レーザビームのレーザ散乱光の入射方向とすると共に、その入射方向の両側の最小基準角度範囲内に視野全体が含まれるセンサのデータを排除し、第２検出工程として、残りのセンサのデータを比較して最大受光強度を検出したセンサを選択し、そのセンサのデータから検出した光の入射方向を第２レーザビームのレーザ散乱光の入射方向とすると共に、その入射方向の両側の最小基準角度範囲内に視野全体が含まれるセンサのデータを排除し、第３検出工程として、残りのセンサのデータを比較して最大受光強度を検出したセンサを選択し、そのセンサのデータから検出した光の入射方向と第１および第２のレーザビームのレーザ散乱光の入射方向とが成す各々の検出角度が最大基準角度よりも小さいときに、その光の入射方向を第３レーザビームのレーザ散乱光の入射方向とする構成とし、請求項３として、第３検出工程において、検出角度が最大基準角度より大きい場合、最大受光強度を検出したセンサのデータを排除すると共に、その次に受光強度が大きいセンサを選択して検出角度を求め、最大基準角度よりも小さい検出角度が得られるまで、センサのデータ排除およびセンサの新規選択を繰り返す構成とし、請求項４として、８個のセンサを用い、各センサの視野角が４５〜７０度の視野角を有する構成としており、上記の構成を課題を解決するための手段としている。
【０００７】
上記の構成における光検出用センサとしては、例えば、２分割型のフォトセンサなどを用いることができる。飛翔体の移動範囲において設定する最小および最大の基準角度は、正三角形の内接円から求められ、最小基準角度はｔａｎ−１（√３／２）×２＝８１．４７度であり、最大基準角度は１８０度である。さらに、請求項４において、８個のセンサのそれぞれの視野角を４５〜７０度としたのは、４５度よりも小さくすると、全センサによる視野が３６０度以下になるからであり、また、７０度（正確には７２．９４度）以上にすると、最小基準角度が８１．４７度であることから、選択したセンサの光軸とレーザ散乱光の入射方向が一致した場合に、最小基準角度の範囲内に視野全体が含まれるセンサのデータを排除しようとしても、該当するセンサが存在しなくなるからである。
【０００８】
【発明の作用】
本発明の請求項１に係わる飛翔体のレーザ誘導制御におけるレーザ散乱光の入射方向検出方法では、３本のレーザビームを用いた飛翔体のレーザ誘導制御において、各レーザビームのレーザ散乱光の入射方向を検出するに際し、飛翔体の機軸に直交する方向の移動範囲を正三角形の内接円に基づく範囲とすると共に、その移動範囲において２本のレーザビームの方向が成す最小基準角度と最大基準角度を設定する。最小基準角度は８１．４７度となり、最大基準角度は１８０度となる。そして、当該レーザ散乱光の入射方向検出方法では、最大受光強度を検出したセンサを選択し、そのセンサに対する光の入射方向を検出するので、背景光を考慮したしきい値の設定が不要である。
【０００９】
また、当該レーザ散乱光の入射方向検出方法では、入射方向の両側の最小基準角度範囲内に入射光の存在を検知している別のセンサのデータを排除する。つまり、検出した光の入射方向がレーザビームのレーザ散乱光の入射方向であるとすれば、その入射方向の両側の最小基準角度範囲内には他のレーザビームは存在していないからである。このようにセンサのデータを排除することにより、データ処理のアルゴリズムが簡単なものとなる。
【００１０】
さらに、センサの選択およびデータの排除を繰り返したのち、隣合う光の入射方向が成す３つの角度がいずれも最大基準角度つまり１８０度よりもよりも小さい場合には、３つの光が各レーザビームのレーザ散乱光であるとみなすことができるので、その３つの光の入射方向を各レーザビームのレーザ散乱光の入射方向として特定する。
【００１１】
本発明の請求項２に係わる飛翔体のレーザ誘導制御におけるレーザ散乱光の入射方向検出方法では、３本のレーザビームを用いた飛翔体のレーザ誘導制御において、各レーザビームのレーザ散乱光の入射方向を検出するに際し、飛翔体の機軸に直交する方向の移動範囲を正三角形の内接円に基づく範囲とすると共に、その移動範囲において２本のレーザビームの方向が成す最小基準角度と最大基準角度を設定する。最小基準角度は８１．４７度となり、最大基準角度は１８０度となる。そして、当該レーザ散乱光の入射方向検出方法では、第１検出工程において全センサのデータを比較し、第２および第３の検出工程において第１および第２の検出工程後に残ったセンサのデータを比較して、最大受光強度を検出したセンサを選択するので、背景光を考慮したしきい値の設定が不要である。
【００１２】
また、当該レーザ散乱光の入射方向検出方法では、第１および第２の検出工程において、入射方向の両側の最小基準角度範囲内に入射光の存在を検知している別のセンサのデータを排除する。つまり、第１の光の入射方向が第１レーザビームのレーザ散乱光の入射方向であると特定すれば、その入射方向の両側の最小基準角度範囲内には他のレーザビームは存在していないからである。これは第２の光についても同様である。このように、工程毎にセンサのデータを排除することにより、データ処理のアルゴリズムが簡単なものとなる。
【００１３】
さらに、当該レーザ散乱光の入射方向検出方法では、第３検出工程において、選択したセンサのデータから検出した光の入射方向と第１および第２のレーザビームのレーザ散乱光の入射方向とが成す各々の検出角度が最大基準角度つまり１８０度よりも小さい場合、検出した光がレーザビームのレーザ散乱光であるとみなすことができるので、その光の入射方向を第３レーザビームのレーザ散乱光の入射方向とする。
【００１４】
本発明の請求項３に係わる飛翔体のレーザ誘導制御におけるレーザ散乱光の入射方向検出方法では、第３検出工程において、検出角度が最大基準角度より大きい場合には、第３レーザビームのレーザ散乱光ではない光を検出している可能性が大きいため、最大受光強度を検出したセンサのデータを排除する。そして、受光強度の大きい順にセンサを選択して検出角度と最大基準角度の比較を行い、検出した光が第３レーザビームのレーザ散乱光であると特定されるデータ処理を繰り返すこととなる。
【００１５】
本発明の請求項４に係わる飛翔体のレーザ誘導制御におけるレーザ散乱光の入射方向検出方法では、８個のセンサを用い、各センサの視野角が４５〜７０度の視野角を有するので、全センサによる視野が飛翔体の全周にわたって確保されると共に、最小基準角度に基づいたセンサのデータ排除が必ず行われる。つまり、少なくとも１個のセンサのデータ排除が行われ、レーザ散乱光の入射方向とセンサの中心軸（光軸）とがなす角度、および、飛翔体の位置によっては、２個以上のセンサのデータ排除が行われる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係わる飛翔体のレーザ誘導制御におけるレーザ散乱光の入射方向検出方法によれば、飛翔体のレーザ誘導制御において、レーザビームのレーザ散乱光の入射方向を検出するに際し、飛翔体の移動範囲から最小および最大の基準角度を設定し、全センサのデータを比較して最大受光強度を検出したセンサの選択を行うことから、背景光を考慮したしきい値を設定する必要がなく、環境に左右されにくく且つ初期設定が著しく容易なものとなり、そのうえ、最小基準角度に基づいてセンサのデータを排除し、最終的に最大基準角度に基づいてレーザビームのレーザ散乱光の入射方向を特定することから、背景光を誤って選択するような可能性がきわめて低く、信頼性を高めることができると共に、データ処理のアルゴリズムを大幅に簡略化することができる。
【００１７】
本発明の請求項２に係わる飛翔体のレーザ誘導制御におけるレーザ散乱光の入射方向検出方法によれば、飛翔体のレーザ誘導制御において、レーザビームのレーザ散乱光の入射方向を検出するに際し、飛翔体の移動範囲から最小および最大の基準角度を設定し、第１検出工程において全センサのデータを比較し、第２および第３の検出工程において第１および第２の検出工程後に残ったセンサのデータを比較して、各工程において最大受光強度を検出したセンサの選択を行うことから、背景光を考慮したしきい値を設定する必要がないと共に、環境に左右されにくいものとなり、初期設定を著しく容易なものにすることができる。また、第１および第２の検出工程において、第１および第２のレーザビームのレーザ散乱光の入射方向を特定すると共に、最小基準角度に基づいてセンサのデータを排除し、第３検出工程において、最大基準角度に基づいて第３レーザビームのレーザ散乱光の入射方向を特定することにより、背景光を誤って選択するような可能性がきわめて低く、信頼性を高めることができると共に、データ処理のアルゴリズムを大幅に簡略化することができる。
【００１８】
本発明の請求項３に係わる飛翔体のレーザ誘導制御におけるレーザ散乱光の入射方向検出方法によれば、請求項２と同様の効果を得ることができるうえに、検出角度と最大基準角度に基づいて、データの排除、センサの新規選択およびレーザ散乱光の入射方向の特定を行うことにより、背景光のようなレーザ散乱光以外の光のデータを除去することができ、レーザ散乱光の入射方向を特定する精度をより一層高めることができる。
【００１９】
本発明の請求項４に係わる飛翔体のレーザ誘導制御におけるレーザ散乱光の入射方向検出方法によれば、請求項２および３と同様の効果を得ることができるうえに、８個のセンサを用い、各センサの視野角が４５〜７０度の視野角を有することから、飛翔体の全周にわたって３６０度の視野が確保されると共に、レーザ散乱光の入射方向の特定に伴って行う最小基準角度に基づくセンサのデータ排除を確実に実行することができ、データ処理のアルゴリズムのさらなる簡略化に貢献することができる。
【００２０】
【実施例】
以下、図面に基づいて、本発明に係わる飛翔体のレーザ誘導制御におけるレーザ散乱光の入射方向検出方法を説明する。
【００２１】
飛翔体のレーザ誘導制御は、図１に示すように、正三角形の各頂点を通過する状態に第１〜第３の３本のレーザビームＢ１〜Ｂ３を照射すると共に、第１〜第３のレーザビームＢ１〜Ｂ３の内側に飛翔体Ａを発射する。飛翔体Ａは、例えば固体推進薬を装填したロケットであって、その外周に、機軸回りに等間隔で配置した複数の光検出用センサを備えると共に、インパルススラスタ等の軌道修正手段を備えている。この飛翔体Ａには機軸回りの回転が与えられる。
【００２２】
そして、各センサにより第１〜第３のレーザビームＢ１〜Ｂ３のレーザ散乱光の入射方向を検出し、これにより正三角形の中心に対する飛翔体Ａの機軸のずれを検出し、そのずれを修正するように軌道修正手段を作動させることにより、正三角形の中心に沿って飛翔体Ａが飛翔する。
【００２３】
上記のレーザ誘導制御が成される飛翔体Ａは、第１〜第８の８個のセンサＣ１〜Ｃ８（視野範囲で示す）を備えている。各センサＣ１〜Ｃ８は、飛翔体Ａの全周にわたる視野を確保し且つ後記するデータの排除を考慮すると、１個あたりの視野角を４５〜７０度とするのが良く、この実施例では、視野角２６度のフォトセンサを２個１組とした構成である。したがって、各センサＣ１〜Ｃ８は、図１（ａ）に示すように、中心軸である光軸Ｄ１〜Ｄ８が図中時計回りに４５度間隔で配置されると共に、各光軸Ｄ１〜Ｄ８を中心とする５２度の視野角を有しており、隣接する視野同士が７度の範囲で重なっている。なお、図１においては、飛翔体Ａの直径を０とみなして各角度を表している。
【００２４】
上記の飛翔体Ａにおいて、第１〜第３のレーザビームＢ１〜Ｂ３からのレーザ散乱光を検出するには、図３に主要工程を示すように、ステップＳ１において、飛翔体Ａの機軸に直交する方向の移動範囲に基づいて、２本のレーザビームの方向が成す最小基準角度Ψｍｉｎと最大基準角度Ψｍａｘを設定し、ステップＳ２において、各センサＣ１〜Ｃ８のデータを比較して最大受光強度ＳＵＭを検出したセンサを選択する。そして、ステップＳ３において、後記する第１および第２の検出工程で第１および第２のレーザビームＢ１，Ｂ２のレーザ散乱光の入射方向を特定したのち、ステップＳ４において、後記する第３検出工程で第３レーザビームＢ３のレーザ散乱光の入射方向を特定する。
【００２５】
当該レーザ散乱光の入射方向検出方法におけるステップＳ１では、図２に示すように、飛翔体Ａの機軸に直交する方向の移動範囲を正三角形の内接円に基づく範囲としており、その移動範囲において２本のレーザビームの方向が成す最小基準角度Ψｍｉｎと最大基準角度Ψｍａｘを設定する。つまり、最小基準角度Ψｍｉｎは、図２（ａ）から明らかなようにｔａｎ−１（√３／２）×２＝８１．４７度であり、最大基準角度Ψｍａｘは、図２（ｂ）から明らかなように１８０度である。
【００２６】
また、ステップＳ２において、各センサＣ１〜Ｃ８のデータは、実際には飛翔体Ａが回転しているので時系列で表されるが、ある時点での入射方向検出を行うことから、飛翔体Ａが回転していないものとみなすことができる。このステップＳ２において、ｉはセンサＣ１〜Ｃ８の処理上の番号を示しており、ａおよびｂは、各センサＣ１〜Ｃ８が２個１組のフォトセンサで構成してあることから、一方の受光強度（ａ）と他方の受光強度（ｂ）を示している。
【００２７】
ステップＳ３では、第１検出工程として、全センサＣ１〜Ｃ８のデータを比較して最大受光強度ＳＵＭを検出したセンサのデータ（ＳＵＭｉ）を選択し、そのデータから検出した光の入射方向を第１レーザビームＢ１のレーザ散乱光の入射方向とすると共に、その入射方向の両側の最小基準角度Ψｍｉｎの範囲内に入射光の存在を検知している別のセンサのデータを排除する。
【００２８】
すなわち、図４に示すように、ステップＳ５において、データ処理上のカウントｊを１としたのち、ステップＳ６において、ｊ＝３であるか否かを判定し、ｊ＝３ではない場合（ＮＯ）には、ステップＳ７において、全センサＣ１〜Ｃ８のデータを比較して最大受光強度ＳＵＭを検出したセンサのデータＳＵＭｉを選択し、これを選択データＳＵＭｋとし、ステップＳ８において、選択データＳＵＭｋが次の検出工程で再度選択されないようにするために０を代入する。
【００２９】
ここで、実際には所定の直径を有する飛翔体Ａの外周にセンサを設けているので、センサに対する光の入射方向を飛翔体Ａの機軸に対する入射方向に置き換える必要があり、ステップＳ９において、上記選択データＳＵＭｋに基づいて検出した光の入射方向と全センサの基準軸とが成す角度θｊを求め、光の入射方向が飛翔体Ａの機軸に対してどの方向であるかを検出する。このとき、選択したセンサに対する光の入射方向は、そのセンサの光軸に対する角度φｋとして表され、例えば飛翔体後方より見て光軸から時計回り側の範囲を正とし、反時計回り側の範囲を負とする。
【００３０】
そして、ステップＳ１０において、光の入射方向としての入射角度φｋを判定し、負（φｋ＜０）である場合にはステップＳ１１の第１排除工程に移行し、０である場合にはステップＳ１２の第２排除工程に移行し、正（φｋ＞０）である場合にはステップＳ１３の第３排除工程に移行する。
【００３１】
第１排除工程（Ｓ１１）では、センサの視野角が５２度であり、最小基準角度Ψｍｉｎが８１．４７度であって、光軸に対する入射角度φｋが負であることから、入射方向から負側の最小基準角度Ψｍｉｎの範囲に、負側に隣接するセンサ（ｋ＋７）の視野全体が含まれることとなり、最小基準角度Ψｍｉｎの範囲には他のレーザビームが存在しないので、図５（ａ）に示すように、ステップＳ１４において、負側に隣接するセンサのデータＳＵＭｋ＋７を０とする。つまり、同データＳＵＭｋ＋７を排除する。
【００３２】
また、入射角度φｋが負である場合、入射方向から正側の最小基準角度Ψｍｉｎの範囲には、正側に隣接するセンサ（ｋ＋１）の視野全体が含まれるときと、含まれないときがある。そこで、ステップＳ１５において、入射角度φｋと正側に隣接するセンサの視野範囲に基づいて正側の隣接角度Ψを求め、ステップＳ１６において、隣接角度Ψと最小基準角度Ψｍｉｎを比較する。
【００３３】
ステップ１６において、隣接角度Ψが最小基準角度Ψｍｉｎよりも小さい場合（ＹＥＳ）には、光の入射方向から正側の最小基準角度Ψｍｉｎの範囲に、正側に隣接するセンサ（ｋ＋１）の視野全体が含まれていることになるので、ステップＳ１７において、正側に隣接するセンサのデータＳＵＭｋ＋１を０とし、次のステップＳ１８に移行する。また、隣接角度Ψが最小基準角度Ψｍｉｎよりも大きい場合（ＮＯ）には、そのまま次のステップＳ１８に移行する。
【００３４】
また、入射角度φｋが負である場合、入射方向から負側の最小基準角度Ψｍｉｎの範囲には、負側の２番目のセンサ（ｋ＋６）の視野全体が含まれる時と、含まれない時がある。そこで、ステップＳ１８において、入射角度φｋと負側の２番目のセンサ（ｋ＋６）の視野範囲に基づいて負側の隣接角度Ψを求め、ステップ１９において、隣接角度Ψと最小基準角度Ψｍｉｎを比較し、隣接角度Ψが最小基準角度Ψｍｉｎよりも小さい場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ２０において、負側の２番目のセンサのデータＳＵＭｋ＋６を０として次のステップに移行し、隣接角度Ψが最小基準角度Ψｍｉｎよりも大きい場合（ＮＯ）にはそのまま次のステップに移行する。
【００３５】
第２排除工程（Ｓ１２）では、センサの視野角が５２度であり、最小基準角度Ψｍｉｎが８１．４７度であって、入射角度φｋが０すなわち光の入射方向とセンサの光軸が一致している状態にあるので、入射方向の両側の最小基準角度Ψｍｉｎの範囲に隣接する２つのセンサの視野全体が含まれている。したがって、図５（ｂ）に示すように、ステップＳ２１において、正側に隣接するセンサのデータＳＵＭｋ＋１を０にし、さらに、ステップＳ２２において、負側に隣接するセンサのデータＳＵＭｋ＋７を０にして、次のステップに移行する。
【００３６】
第３排除工程（Ｓ１３）では、先に述べた第１排除工程（Ｓ１１）と正負が逆の関係になる。まず、図５（ｃ）に示すように、ステップＳ２３において、正側に隣接するセンサのデータＳＵＭｋ＋１を０にする。ステップＳ２４において、負側の隣接角度Ψを求め、ステップＳ２５において、隣接角度Ψと最小基準角度Ψｍｉｎを比較し、ステップ２５での比較結果がＹＥＳである場合は、ステップＳ２６において、負側に隣接するセンサのデータＳＵＭｋ＋７を０にし、次のステップＳ２７に移行する。また、ステップ２５での比較結果がＮＯである場合は、そのまま次のステップＳ２７に移行する。ステップＳ２７において、正側の隣接角度Ψを求め、ステップＳ２８において、隣接角度Ψと最小基準角度Ψｍｉｎを比較し、ステップ２８での比較結果がＹＥＳである場合は、ステップＳ２９において、正側の２番目のセンサのデータＳＵＭｋ＋２を０にし、次のステップに移行する。また、ステップ２９での比較結果がＮＯである場合は、その次のステップに移行する。
【００３７】
このように、センサの光軸に対する光の入射角度φｋに応じて、上記の第１〜第３の排除工程（Ｓ１１〜Ｓ１３）のいずれかを経ることにより、第１レーザビームのレーザ散乱光の入射方向が特定され、最小基準角度Ψｍｉｎに基づいて隣接するセンサのデータの排除が行われ、図４に示すステップＳ３０において、カウントｊをｊ＋１とする。これにより、カウントｊは、ステップＳ５における初期値が１なので２となる。
【００３８】
次に、図３に示すステップＳ３では、第２検出工程として、第１検出工程で残ったセンサのデータを比較して最大受光強度を検出したセンサを選択し、そのセンサのデータから検出した光の入射方向を第２レーザビームＢ２のレーザ散乱光の入射方向とすると共に、その入射方向の両側の最小基準角度Ψｍｉｎの範囲内に入射光を検知している別のセンサのデータを排除する。すなわち、図４に示すステップＳ７〜Ｓ１３を再度繰り返す。これにより、ステップＳ３０を経るとカウントｊが３となるので、ステップＳ６においてｊ＝３（ＹＥＳ）となり、第１および第２の検出工程が完了して、図３のステップＳ４に移行する。
【００３９】
ステップＳ４では、第３検出工程として、残りのセンサのデータを比較して最大受光強度を検出したセンサを選択し、そのセンサのデータから検出した光の入射方向と第１および第２のレーザビームＢ１，Ｂ２のレーザ散乱光の入射方向とが成す各々の検出角度が最大基準角度よりも小さいときに、その光の入射方向を第３レーザビームＢ３のレーザ散乱光の入射方向とする。また、検出角度が最大基準角度より大きい場合には、そのセンサのデータを排除すると共に、その次に受光強度が大きいセンサを選択して検出角度を求め、最大基準角度よりも小さい検出角度が得られるまで、センサのデータ排除およびセンサの新規選択を繰り返す。
【００４０】
すなわち、図６に示すように、ステップＳ３１において、処理上の代数ＣＰ１，ＣＰ２に０を代入したのち、ステップＳ３２において、ＣＰ１が１であるか否かを判断する。この時点では、ＣＰ１は初期値の０のままであるので、ステップＳ３２の結果はＮＯである。そして、ステップＳ３３において、残りのセンサのデータから最大受光強度ＳＵＭを検出したセンサを選択し、ステップＳ３４において、選択データＳＵＭｋが再度選択されないように０を代入したのち、ステップＳ３５において、センサの基準方向と光の入射方向とが成す角度θ３を検出して飛翔体Ａに対する光の入射方向を検出し、ステップＳ３６の昇順工程に移行する。
【００４１】
ステップＳ３６では、各センサのデータに基づく光の入射角度θを小さい順に並べる。まず、ステップ３７において、第３の入射方向がまだ確認されていないので、データ保存の便宜上、θ１〜θ３とθ´０〜θ´２に各々代入する。ステップＳ３８において、先述の代数ＣＰ２が３であるか否かを判断する。ＣＰ２＝３ではない場合（ＮＯ）には、ステップＳ３９において、θｃｐ２にθ´ｌの最小値を代入する。ステップＳ４０において、ステップＳ３９で検出したデータに明確に大きい数として９９９を代入してそのデータが再度選択されないようにすると共に、その入射方向のデータのみを記憶し、ステップＳ４１において、ＣＰ２をＣＰ２＋１とする。以下、ステップＳ３８〜Ｓ４１を繰り返して、各センサのデータに基づく光の入射角度θ１〜θ３を昇順し、θ”０〜θ”２とする。ステップＳ３８においてＣＰ２＝３（ＹＥＳ）となったのち、図６に示すステップＳ４２に移行する。
【００４２】
そして、ステップＳ４２において、第１の入射方向と第２の入射方向とが成す検出角度α、第２の入射方向と第３の入射方向とが成す検出角度β、および第３の入射方向と第１の入射方向とが成す検出角度γを計算し、ステップＳ４３において、各検出角度α，β，γと最大基準角度Ψｍａｘ（１８０度）とを比較し、いずれの検出角度α，β，γも１８０度より小さい場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ４４において、ＣＰ１を１とする。これにより、ステップＳ３２において、ＣＰ１＝１（ＹＥＳ）となり、第３の光の入射方向を第３レーザビームＢ３のレーザ散乱光の入射方向と特定する。
【００４３】
なお、ステップＳ４３において、各検出角度α，β，γのいずれか１つでも１８０度より大きい場合には、レーザビーム以外の背景光をとらえている可能性があるので、ステップＳ４３による最大基準角度Ψｍａｘの条件が満たされるまでステップＳ３２〜Ｓ４２を繰り返し行う。
【００４４】
以上の図３〜図７に示すフローチャートで説明したレーザ散乱光の入射方向検出方法は、図１を用いてより具体的に説明すると以下の通りである。
【００４５】
第１検出工程において、図１（ａ）に示す８個のセンサＣ１〜Ｃ８のデータを比較した結果、最大受光強度を検出したセンサが第１センサＣ１であるとする。図示の場合、飛翔体Ａが第１〜第３のレーザビームＢ１〜Ｂ３の中心にあり、第１センサＣ１の光軸Ｄ１上に第１レーザビームＢ１があるので、第１センサＣ１の光軸に対する第１光の入射角度は０である。ここで、第１光の入射方向が第１レーザビームＢ１のレーザ散乱光の入射方向であると特定する。
【００４６】
上記の如く第１レーザビームＢ１のレーザ散乱光の入射方向が特定されると、その両側の最小基準範囲Ψｍｉｎ内には他のレーザビームが存在しない筈であるから、入射方向の両側の最小基準範囲Ψｍｉｎ内に入射光の存在を検知しているセンサのデータを排除する。つまり、第２および第８のセンサのデータが排除される。
【００４７】
次に、第２検出工程において、図１（ｂ）に示すように、残る第３〜第７の５個のセンサＣ３〜Ｃ７のデータを比較して、最大受光強度を検出したセンサを選択する。この場合、選択されたセンサは第４センサＣ４であると仮定する。そこで、第４センサＣ４の光軸に対する第２光の入射方向（入射角度）を検出して、第２光の入射方向が第２レーザビームＢ２のレーザ散乱光の入射方向であると特定し、その後、第１検出工程と同様に、入射方向の両側の最小基準範囲Ψｍｉｎ内に入射光の存在を検知しているセンサのデータを排除する。つまり、第３センサＣ３のデータが排除される。また、第５，第６センサがΨｍｉｘの範囲に入射光を検知している場合、これらも排除される。
【００４８】
次に、第３検出工程において、図１（ｃ）に示すように、残る第５〜第７の３個のセンサＣ５〜Ｃ７のデータを比較して、最大受光強度を検出したセンサを選択する。この場合、選択されたセンサは第６センサＣ６であると仮定する。こののち、第６センサＣ６の光軸に対する第３光の入射方向（入射角度）を検出し、その入射方向と第１および第２の光の入射方向とが成す各々の検出角度β，γを求める。また、第１および第２の光の入射方向が成す検出角度αも求める。
【００４９】
ここで、２方向からのレーザビームが成す角度は最大基準角度Ψｍａｘ（１８０度）よりも大きくならない筈であるから、上記検出角度α，β，γを最大基準角度Ψｍａｘと比較し、α，β，γ全てが最大基準角度Ψｍａｘよりも小さければ、第３光の入射方向を第３レーザビームＢ３のレーザ散乱光の入射方向と特定することができる。
【００５０】
なお、検出角度α，β，γのいずれかが最大基準角度Ψｍａｘよりも大きい場合には、レーザビーム以外の背景光などをとらえている可能性が大であるため、第６センサＣ６のデータを排除し、第５および第７のセンサＣ５，Ｃ７のデータを用いて第３検出工程をやり直す。ただし、図示の例においては、第３レーザビームＢ３のレーザ散乱光を視野内に促えているセンサは第６センサＣ６のみであるため、この過程をたどる可能性は低い。
【００５１】
以上のように、第１〜第３のレーザビームＢ１〜Ｂ３によるレーザ散乱光の入射方向が特定されると、飛翔体Ａの位置つまり正三角形の中心に対する飛翔体Ａの機軸のずれを検出することができ、そのずれを修正する方向に軌道修正手段の制御が行われることとなる。
【００５２】
このように、上記実施例で説明した飛翔体のレーザ誘導制御におけるレーザ散乱光の入射方向検出方法は、各工程において最大受光強度を検出したセンサの選択を行うことから、背景光を考慮したしきい値を設定する必要がなく、環境に左右されにくいものとなっている。したがって、初期設定が著しく容易である。しかも、最小基準角度Ψｍｉｎに基づいてセンサのデータの排除を行い、最終的に最大基準角度Ψｍａｘに基づいて第３レーザビームＢ３のレーザ散乱光の入射方向を特定するので、背景光を誤って選択するような可能性がきわめて低く、信頼性がきわめて高いと共に、データ処理のアルゴリズムが大幅に簡略化されたものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる飛翔体のレーザ誘導制御におけるレーザ散乱光の入射方向検出方法を説明する図であって、第１検出工程を示す説明図（ａ）、第２検出工程を示す説明図（ｂ）、および第３検出工程を示す説明図（ｃ）である。
【図２】最小基準角度を示す説明図（ａ）および最大基準角度を示す説明図（ｂ）である。
【図３】当該レーザ散乱光の入射方向検出方法の主要工程を説明するフローチャートである。
【図４】図３中のステップＳ３における第１および第２の検出工程を説明するフローチャートである。
【図５】図４中のステップＳ１１の第１排除工程を説明するフローチャート（ａ）、ステップＳ１２の第２排除工程を説明するフローチャート（ｂ）、およびテップＳ１３の第３排除工程を説明するフローチャート（ｃ）である。
【図６】図３中のステップＳ４の第３検出工程を説明するフローチャートである。
【図７】図６中のステップ３６の昇順工程を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
Ａ            飛翔体
Ｂ１〜Ｂ３    レーザビーム
Ｃ１〜Ｃ８    センサ
Ｄ１〜Ｄ８    光軸
Ψｍｉｎ      最小基準角度
Ψｍａｘ      最大基準角度
【図１】
0003963242.tif 000002
【図２】
0003963242.tif 000003
【図３】
0003963242.tif 000004
【図４】
0003963242.tif 000005
【図５】
0003963242.tif 000006
【図６】
0003963242.tif 000007
【図７】
0003963242.tif 000008