(57)【要約】【課題】  複数の目標が集中している中で指定した目標に対し、目標分離するための高角度分解能を得るためには、相対角度を大きくする必要があり、その分、飛しょう経路が長くなり、指定した目標に会合しない課題がある。【解決手段】  目標の相対距離が遠距離の時に、目標の近距離に向けて飛しょう制御することで、十分な相対角度を得られるため、電波シーカのＤＢＳ処理による高角度分解能が可能となる。また、目標の相対距離が近距離時に、光波シーカの画像照合処理により、目標を特定することで、目標の脆弱部に向けて追尾が可能となる。【選択図】      図１
2016151545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波の送受信によって取得した目標情報に基づいて目標との相対距離を求め、目標との相対距離を予め設定された閾値と比較し、目標との相対距離が当該閾値より大きい場合に、ＤＢＳ処理を用いて抽出した目標の追尾ゲートを生成し、当該追尾ゲートに基づいて目標への誘導信号を生成するとともに、目標との相対距離が当該閾値より小さい場合に目標位置情報を出力する電波シーカと、
取得した光学画像と予め記録した目標画像の照合により、指定目標と目標外物体を検出し、検出した指定目標と上記電波シーカからの目標位置情報に基づいて追尾ゲートを生成するとともに、生成した追尾ゲートに基づいて、目標への誘導信号を生成する光波シーカと、
上記電波シーカの誘導信号と上記光波シーカの誘導信号の何れか一方を選択する誘導信号切換部と、
を備えた探知装置。
【請求項２】
光波シーカは、検出した目標外物体に基づいて目標外物体を避ける避難ゲートを生成し、生成した追尾ゲートと避難ゲートに基づいて目標への誘導信号を生成する請求項１記載の探知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、移動体を目標に向けて誘導する誘導信号を生成する探知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
飛しょう体を目標へと誘導する誘導装置においては、目標と目標以外を高精度で分離し、飛しょう体を目標に対して精密に誘導することが望ましい。クラッタ環境下で目標を検出し追尾する誘導装置として、複合探知装置を用いたものがある。複合探知装置は、目標との距離が遠距離において、電波シーカによるＤＢＳ（Ｄｏｐｐｌｅｒ Ｂｅａｍ Ｓｈａｒｐｅｎｉｎｇ）処理を用いて目標抽出、目標識別および目標への誘導信号の生成を実施し、目標が飛しょう体と正対しＤＢＳの高分解能化が不可能となる近距離においては、光波シーカを用いて目標抽出、および目標への誘導信号の生成を実施して、電波シーカにて生成した誘導信号と光波シーカにて生成した誘導信号を切り替える（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１９０３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の複合探知装置は、複数の目標が集中している中で指定した目標に対し、目標分離するための高角度分解能を得るために、相対角度を大きくする必要がある。このため、相対角度を大きくする分だけ飛しょう経路が長くなり、目標へ到達する確率が低下するという課題がある。
【０００５】
この発明は係る課題を解決するためになされたものであって、複数の目標が集中している場合においても、指定した目標に向けて飛しょう体を確実に誘導するための誘導信号を生成するための探知装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明による探知装置は、電波の送受信によって取得した目標情報に基づいて目標との相対距離を求め、目標との相対距離を予め設定された閾値と比較し、目標との相対距離が当該閾値より大きい場合に、ＤＢＳ処理を用いて抽出した目標の追尾ゲートを生成し、当該追尾ゲートに基づいて目標への誘導信号を生成するとともに、目標との相対距離が当該閾値より小さい場合に目標位置情報を出力する電波シーカと、取得した光学画像と予め記録した目標画像の照合により、指定目標と目標外物体を検出し、検出した指定目標と上記電波シーカからの目標位置情報に基づいて追尾ゲートを生成するとともに、生成した追尾ゲートに基づいて、目標への誘導信号を生成する光波シーカと、上記電波シーカの誘導信号と上記光波シーカの誘導信号の何れか一方を選択する誘導信号切換部を備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、目標までの相対距離が遠距離においても、複数の目標の中で指定した目標に対し、より精度の良い目標分離が可能で、かつ指定した目標に向けて精度良く誘導可能な誘導信号を生成するための探知装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る探知装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１に係る探知装置の運用を示す図である。
【図３】実施の形態１に係る探知装置の処理フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１はこの発明に係る実施の形態１による探知装置である複合探知装置の構成を示すブロック図である。図１において、飛しょう体１は、目標２に向けた誘導信号を出力する複合探知装置３を備えている。複合探知装置３は、電波シーカ４と、光波シーカ１７と、誘導信号切換部２４を備えている。電波シーカ４は、電波の送受信によって取得した目標情報をもとに誘導信号を出力する。光波シーカ１７は、光学画像として取得した目標情報をもとに誘導信号を出力する。誘導信号切換部２４は、電波シーカ４と光波シーカ１７とで誘導信号を切り替える。
【００１０】
電波シーカ４は、エキサイタ部５と、送信部６と、送受信切換部７と、アンテナ８と、受信部９と、Ａ／Ｄ変換部１０と、ＤＢＳ処理部１１と、目標抽出部１２と、測角演算部１３と、目標位置推定部１４と、追尾ゲート計算部１５と、誘導計算部１６を備えている。
【００１１】
エキサイタ部５は、送信周波数信号とローカル信号を生成する。送信部６は、送信周波数信号を増幅した送信信号を出力する。送受信切換部７は、予め定められたＰＲＩ（Ｐｕｌｓｅ Ｒｅｐｅｔａｔｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）のタイミングで、送信部６からの送信信号と受信部９への受信信号の送受信の信号を切り換える。アンテナ８は、送受信切換部７からの送信信号の送信波を空間へ送信し、目標からの反射波を受信する。受信部９は、アンテナ８から出力され送受信切換部７を経由した時系列の受信信号をエキサイタ部５から出力されたローカル信号で位相検波し、目標及び背景クラッタの振幅、位置情報を含む時系列のビデオ信号に変換する。Ａ／Ｄ変換部１０は、受信部９からのビデオ信号をディジタル信号に変換する。ＤＢＳ処理部１１は、ＰＲＩ毎のＡ／Ｄ変換部１０から出力されたディジタル信号を、位相補償し、周波数変換した目標の振幅、距離、周波数の情報を含んだディジタルマップを抽出する。目標抽出部１２は、ＤＢＳ処理部１１から出力されたディジタルマップより、目標の振幅、距離、周波数の情報に基づいて目標２と背景クラッタを弁別し、目標２の目標情報のみを抽出する。測角演算部１３は、目標抽出部１２の抽出した目標情報から相対角度を計算する。目標位置推定部１４は、測角演算部１３の計算した目標情報及び相対角度から、相対距離及び相対角度情報を含む目標推定位置情報を生成する。追尾ゲート計算部１５は、目標位置推定部１４の目標推定位置情報を基に、目標２の近距離に向けて目標２を捕捉追尾するための追尾ゲートを生成する。誘導計算部１６は、追尾ゲート計算部１５から出力される追尾ゲート内の目標２の目標位置における周辺情報から、飛しょう体１を目標に向けて誘導するための誘導信号を生成する。
【００１２】
光波シーカ１７は、光波センサ１８と、目標画像抽出部１９と、画像照合処理部２０と、追尾ゲート計算部２１と、避難ゲート計算部２２と、誘導計算部２３を備える。光波センサ１８は、目標２及び背景から放出される光エネルギーを測定する。目標画像抽出部１９は、光波センサ１８からの出力のピークを目標抽出画像として検出する。画像照合処理部２０は、目標画像抽出部１９の目標抽出画像と、予め記録した目標画像を照合し、指定目標情報または指定外目標情報を出力する。避難ゲート計算部２２は、画像照合処理部２０の出力する指定外目標情報を取得し、避難ゲートを生成し、避難位置情報を算出する。追尾ゲート計算部２１は、画像照合処理部２０からの指定目標情報と、電波シーカ４の目標位置推定部１４からの目標推定位置情報を基に、指定目標情報に一致する目標の目標推定位置情報から追尾ゲートを生成し、指定目標情報のみを追尾し抽出する。誘導計算部２３は、追尾ゲート計算部２１から出力された指定目標位置情報から、飛しょう体１を目標に向けて誘導する誘導信号を生成する。
【００１３】
誘導信号切換部２４は、遠距離モードにおいて電波シーカ４の誘導計算部１６からの誘導信号を選択し、近距離モードにおいて光波シーカ１７の誘導計算部２３からの誘導信号を選択して、何れか一方の選択に切換えることで、処理モードの遷移を行う。誘導信号切換部２４は、処理モードの遷移によって選択した誘導信号を、飛しょう体１の制御系へ出力する。飛しょう体１は、入力された誘導信号に基づいて、操舵翼の迎角を調整するとともに、推進装置の推進力を調整して、目標２に向かって飛しょうする制御がなされる。
なお、飛しょう体１に搭載されている複合探知装置３以外の機器については記載を省略している。また、飛しょう体１は、移動体の一例である。
【００１４】
以下、図２及び図３を参照しながら、実施の形態１に係る探知装置の動作を説明する。図２は、実施の形態１による探知装置の運用を説明する図である。図３は、実施の形態１による探知装置の誘導処理フローを説明する図である。なお、目標２は固定の静止物でも、移動可能な移動体であっても良い。
【００１５】
図２は、複合探知装置３を搭載した飛しょう体１が、初期位置２５から飛しょう経路２６に沿って、固定（静止状態）または低速移動中の目標２に向けて誘導される例を示している。指定目標２は、その周囲に複数の指定外目標２７がある。また、飛しょう経路２６上には、処理モードが遷移する遷移点３０が設けられている。複合探知装置３は、飛しょう経路２６の付近に目標外物体２８を検出した場合、目標外物体２８から離れるように飛しょう経路２６を飛しょう経路２９に修正する。
【００１６】
ここで、初期位置２５から遷移点３０の間は、飛しょう体１が目標２から遠方にあって、相対距離が遠距離である遠距離モードの場合を示している。遷移点３０から目標２の間は、飛しょう体１が目標２に接近して、相対距離が近距離である近距離モードの場合を示している。
【００１７】
図３は、複合探知装置３の処理フローを示す図である。飛しょう体１は、複合探知装置３が図３に示す処理フローを周期的に実行し、誘導信号を出力することにより、目標２に向けて誘導される。
【００１８】
図３において、まず、飛しょう体１が初期位置２５から遷移点３０の間にあって、目標２に対し遠距離の位置にある状況下における複合探知装置３の処理フローについて説明する。複合探知装置３は、電波シーカ４の送信部６による送信波送信Ｓ１、受信部９による反射波受信Ｓ２を行う。また、光波シーカ１８による光波受信Ｓ２１、光波受信Ｓ２１により受けた画像の目標画像抽出部１９による目標画像抽出Ｓ２２を行う。
【００１９】
初期状態において、飛しょう体１は、処理モード判定Ｓ３において初期処理モードである遠距離モードを選択する。電波シーカ４のＤＢＳ処理部１１はＤＢＳ処理Ｓ４によりディジタルマップを生成し、目標抽出部１２はこのディジタルマップを用いて高角度分解能により目標とクラッタの分離処理を行い、目標情報を抽出する。
【００２０】
このＤＢＳ処理Ｓ４および目標抽出処理Ｓ５により、指定した目標２と指定外目標２７を分離するためには、相対角度３１を大きくする必要がある。このため飛しょう体１の飛しょう経路２６が高くなるように、飛しょう体１の発射時点で高高度に打ち上げる。
【００２１】
そして、電波シーカ４は、処理モード判定Ｓ６において遠距離モードと判定し、測角演算部１３により、目標情報から相対角度を計算する測角演算Ｓ７を実施する。
【００２２】
また、目標位置推定部１４は、目標位置推定Ｓ８による目標推定位置情報から目標との相対距離を抽出する。処理モード判定Ｓ９において、目標位置推定部１４で抽出した目標との相対距離に基づいて遠距離モードと判定すると、処理モード設定３４により遠距離モードを設定する。
【００２３】
処理モード判定Ｓ１０は処理モード設定３４にて遠距離モードが設定されていると判定すると、追尾ゲート計算３２を実施する。追尾ゲート計算３２により、目標２の近傍に位置する遷移点３０に対して追尾ゲートを生成し、誘導計算Ｓ１１にて誘導信号を出力する。
【００２４】
光波シーカ１７は、目標画像抽出Ｓ２２において、飛しょう経路２６付近にて光学画像から目標外物体２８を抽出する。処理モード判定Ｓ２３において遠距離モードと判定する場合、飛しょう経路２６付近にて光学画像から目標外物体２８を抽出した際に、避難ゲート計算部２２の避難ゲート計算３３により避難ゲートを生成し、目標外物体２８を避けるための避難位置情報を算出する。誘導計算Ｓ２５は、避難ゲート計算３３により算出した避難位置情報により、目標外物体２８を避けた飛しょう経路２９を通るための誘導信号を出力する。
なお、目標外物体２８は、例えば僚機、僚機以外の機体等である。
【００２５】
誘導信号切換部２４は、誘導信号切換処理Ｓ２７において、光波シーカ１７からの誘導信号が出力されない場合は、複合探知装置３の誘導信号として、電波シーカ４からの誘導信号を出力し、飛しょう体１は誘導信号に基づいて飛しょう経路２６を飛しょうする。
【００２６】
次に、誘導信号切換処理Ｓ２７において、光波シーカ１７からの誘導信号が出力される場合は、複合探知装置３の誘導信号として、光波シーカ１７からの誘導信号を出力し、飛しょう体１は誘導信号に基づいて目標外物体２８を避けて飛しょうする。このとき、電波シーカ４は追尾ゲート計算３２により、飛しょう経路２９のように追尾ゲートを生成し直し、飛しょう１が飛しょうする。
【００２７】
次に、飛しょう体１が遷移点３０から目標２の間にあって、目標２に対し近距離に位置する状況下における複合探知装置３の処理フローについて説明する。
先に述べたように、近距離においてはＤＢＳ処理部１１による高分解能化が不可能となり、光波シーカ１７による目標抽出、誘導信号へ切り替える必要がある。
【００２８】
近距離モードの設定は、飛しょう体１が近距離の位置に至っていないとき、すなわち目標２までの相対距離が遠距離の場合に、電波シーカの処理モード設定３４にて目標２までの相対距離の閾値の設定を行う。このとき、処理モード判定Ｓ１０において、目標位置推定部１４で抽出した目標との相対距離と、予め設定された目標２までの相対距離の閾値を比較する。比較の結果、目標までの相対距離がこの閾値を下回る場合は、近距離モードであると判定する。
【００２９】
処理モード判定Ｓ１０において近距離モードであると判定した場合に、遠距離モードから近距離モードへ変更し、光波シーカ１７の追尾ゲート計算部２１の追尾ゲート計算Ｓ２４へ移行する。例えば、飛しょう体１が遷移点３０に到達すると、相対距離が閾値を下回り遠距離モードから近距離モードへ移行する。また、電波シーカ４の処理モードは近距離モードに設定される。
【００３０】
光波シーカ１７の画像照合処理部２０は、画像照合処理３５により、目標画像抽出２２にて指定した目標２を抽出した光学画像と、予め目標を記録した目標画像を照合し、目標の脆弱部を算出する。近距離モードにおいて、追尾ゲート計算部２１の追尾ゲート計算Ｓ２４は、画像照合処理３５の算出した目標の脆弱部と、電波シーカ４からの目標推定位置情報を基に追尾ゲートを生成し、誘導計算Ｓ２５により誘導信号を出力する。誘導信号有無Ｓ２６は誘導計算Ｓ２５の出力から誘導信号の有無を判定する。誘導信号切換部２４は、誘導信号がある場合、光波シーカ１７が生成する誘導信号を選択して、複合探知装置の誘導信号として出力する。
【００３１】
このように複合探知装置３は、電波シーカ４と光波シーカ１７を有し、電波シーカ４は追尾ゲート計算部１５を備えるようにした。追尾ゲート計算部１５は、目標の近傍に位置する遷移点３０に対し追尾ゲートを設定する。これより、相対角度３１が大きくなり、高角度分解能によるＤＢＳ処理による目標分離の精度を高めることができる。
【００３２】
また、光波シーカ１７は、画像照合処理部２０、避難ゲート計算部２２を備えるようにし、飛しょう体１の近距離の情報を光波センサ１７による光学画像で生成し、予め記録した画像と照合することで、指定した目標に命中する確率が向上する。
【００３３】
以上説明した通り、実施の形態１による探知装置である複合探知装置３は、電波の送受信によって取得した目標情報に基づいて目標との相対距離を求め、目標との相対距離を予め設定された閾値と比較し、目標との相対距離が当該閾値より大きい場合に、ＤＢＳ処理を用いて抽出した目標の追尾ゲートを生成し、当該追尾ゲートに基づいて目標への誘導信号を生成するとともに、目標との相対距離が当該閾値より小さい場合に目標位置情報を出力する電波シーカ４と、取得した光学画像と予め記録した目標画像の照合により、指定目標と目標外物体を検出し、検出した指定目標と上記電波シーカからの目標位置情報に基づいて追尾ゲートを生成するとともに、生成した追尾ゲートに基づいて、目標への誘導信号を生成する光波シーカ１７と、上記電波シーカ４の誘導信号と上記光波シーカ１７の誘導信号の何れか一方を選択する誘導信号切換部を備えたことを特徴とする。
【００３４】
また、上記光波シーカ１７は、検出した目標外物体に基づいて目標外物体を避ける避難ゲートを生成し、生成した追尾ゲートと避難ゲートに基づいて目標への誘導信号を生成することを特徴とする。
【００３５】
これによって、実施の形態１による探知装置は、目標までの相対距離が遠距離においても、複数の目標の中で指定した目標に対し、より精度の良い目標分離が可能で、かつ指定した目標に向けて精度良く誘導可能な誘導信号を生成するための探知装置を提供できる。
【符号の説明】
【００３６】
１  飛しょう体、２  目標、３  複合探知装置、４  電波シーカ、５  エキサイタ部、６  送信部、７  送信切換部、８  アンテナ、９  受信部、１０  Ａ／Ｄ変換部、１１  ＤＢＳ処理部、１２  目標抽出部、１３  測角演算部、１４  目標位置推定部、１５  追尾ゲート計算部、１６  誘導計算部、１７  光波シーカ、１８  光波センサ部、１９  目標画像抽出部、２０  画像照合処理部、２１  追尾ゲート計算部、２２  避難ゲート計算部、２３  誘導計算部、２４  誘導信号切換部、２５  初期位置、２６  飛しょう経路、２７  指定外目標、２８  目標外物体、２９  飛しょう経路、３０  遷移点、３１  相対角度、３２  追尾ゲート計算、３３  避難ゲート計算、３４  処理モード設定、３５  画像照合処理。
【図１】
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【図２】
2016151545.tif 000004
【図３】
2016151545.tif 000005