(57)【要約】【課題】本願発明の目的は、センサーの回転位置をより正確に決定すること及び同時に、この目的のための技術的努力を低減させることである。【解決手段】本願発明は、人工衛星によって放射されたレーザービームによるセンサーの回転位置の決定に関する。このために、センサー（１０１）は、人工衛星（１０７）によって放射されたレーザービーム（１０８）を検出するためのレーザービーム検出装置（１０２）を有する回転位置決定装置（１００）を含む。さらに、回転位置決定装置は、検出されたレーザービーム（１０８）に基づいて前記回転位置決定装置の前記回転位置を決定するために設計された制御装置（１０３）を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサー（１０１）のための回転位置決定装置（１００）であって、
人工衛星（１０７）によって放射されたレーザービーム（１０２）を検出するためのレーザービーム検出装置（１０２）と、
制御装置（１０３）と、
を含み、前記制御装置は、センサー装置によって検出された前記レーザービームに基づいて、前記回転位置決定装置の回転位置（１０９）を決定するために設計される、回転位置決定装置（１００）。
【請求項２】
前記センサーの地理的な位置を検出するための位置検出装置（１０４）と、
前記センサーの検出された地理的な位置を前記人工衛星へ送信するための送信装置（１０５）と、
をさらに含む、請求項１に記載の回転位置決定装置（１００）。
【請求項３】
前記人工衛星（１０７）の位置がその内部に記憶される記憶装置（１０６）をさらに含み、前記制御装置（１０３）は、前記回転位置決定装置の前記回転位置を決定するために、前記人工衛星の記憶された位置を処理するために設計される、請求項１に記載の回転位置決定装置（１００）。
【請求項４】
レーザービーム検出装置（１０２）が少なくとも１０μラジアンの精度でレーザービームを検出するために設計される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転位置決定装置（１００）。
【請求項５】
前記レーザービーム検出装置（１０２）は、
複数のセンサーサブユニット（２０４、２０５）に分割される画像センサー（２０３）と、
検出されたレーザービーム（１０８、２０２）を前記画像センサーに集めるための撮像光学系（２０１）と、
を含み、
前記複数のセンサーサブユニットの各センサーサブユニットは、集められたレーザービームに対する露出の際に、電気信号を発生するため設計され、前記制御装置は、前記電気信号を評価することによって、前記回転位置決定装置の回転位置を決定するために設計される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の回転位置決定装置（１００）。
【請求項６】
前記センサーサブユニットは、ピクセル（２１２）であり、
前記制御装置は、どのピクセルが電気信号を発生したかを評価することによって、前記回転位置決定装置の回転位置を決定するために設計される、請求項５に記載の回転位置決定装置（１００）。
【請求項７】
前記画像センサーは、象限として設計された４つのセンサーサブユニット（２２１、２２２、２２３、２２４）に分割され、
前記制御装置は、象限によって発生した信号の明度を評価することによって、前記回転位置決定装置の前記回転位置を決定するために設計される、請求項５に記載の回転位置決定装置（１００）。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の回転位置決定装置（１００）を含むセンサー（１０１）。
【請求項９】
前記制御装置は、決定した回転位置に基づいてセンサーを向けるために設計される、請求項８に記載のセンサー（１０１）。
【請求項１０】
前記センサーは、光学カメラ、赤外線カメラ、レーダーセンサー、及び／又は合成開口レーターである、請求項８又は９に記載のセンサー（１０１）。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれか一項に記載の第１のセンサーと、
請求項８〜１０のいずれか一項に記載の第２のセンサーと、
を含むセンサーシステム（３０７）であって、
前記第１のセンサー及び前記第２のセンサーの前記回転位置決定装置の制御装置は、前記第１のセンサー及び前記第２のセンサーを一緒に向けるために設計される、センサーシステム（３０７）。
【請求項１２】
請求項８から１０のいずれか一項に記載のセンサーを含む、又は請求項１１に記載のセンサーシステムを含む、航空機（３０１）又は人工衛星。
【請求項１３】
センサーを方向付ける方法であって、
回転位置決定装置によって、人工衛星によって放射されたレーザービームを検出するステップ（Ｓ１）と、
検出したレーザービームに基づいて前記センサーの回転位置を決定するステップ（Ｓ２）と、を含む方法。
【請求項１４】
前記回転位置決定装置の地理的な位置を検出するステップ（Ｓ３）と、
前記回転位置決定装置の検出された位置を前記人工衛星へ送信するステップ（Ｓ４）と、を含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記センサーの前記回転位置を決定するために、前記人工衛星の位置を処理するステップをさらに含む、請求項１３又は１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、センサーの回転位置の決定に関する。特に、本願発明は、回転位置決定装置、回転位置決定装置を含むセンサー、航空機、人工衛星、及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
センサーの回転位置の正確な決定又はセンサーの正確な向きが必要とされる多くの異なる種類のセンサーが存在する。そのような例は、近地球衛星あるいは偵察機又は無人航空機（ＵＡＶ）の高解像度カメラセンサーである。
【０００３】
センサーの回転位置は、例えば、機械的装置、電気的装置、又は光学的装置によって局所的に起こる場合があり、例えば、ジャイロスコープ、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）、光ファイバー型ジャイロスコープ、又は電磁流体力学的センサーによって起こる場合がある。さらに、センサーの回転位置決定は、いわゆるスタートラッカーによって決定されてもよく、このスタートラッカーは、参照情報として恒星を使用する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
センサーの回転位置をより正確に決定すること及び同時に、この目的のための技術的努力を低減させることが本願発明の目的である。
【０００５】
この目的は、主要な独立請求項及びその他の従属請求項の主題によって達成される。改良及び実施形態は、従属請求項、説明、及び図面から明らかである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明は、数ある中でも、例えばμラジアンの精度で、ローカル装置によってセンサーの回転位置を決定することが高いレベルの技術的努力と関連している場合があるとの発見に基づいている。さらに、本願発明は、恒星が比較的ぼやけているので、いわゆるスタートラッカーの精度が広い視野（ほとんど半球状）及びＣＣＤ平均化時間に起因して制限される場合があるとの発見に基づいている。
【０００７】
本願発明の第１の態様は、センサーのための回転位置決定装置に関する。この回転位置決定装置は、人工衛星によって放射されたレーザービームを検出するためのレーザービーム検出装置と、制御装置とを含む。制御装置は、センサー装置によって検出されたレーザービームに基づいて回転位置決定装置の回転位置を決定するために設計される。
【０００８】
本願発明の核心概念は、センサーの回転位置又は向きを決定するために、人工衛星によって放射されたレーザービームを使用することとされることができる。回転位置を決定するために非常に高いレベルの精度、例えばμラジアン範囲の精度がこの方法で達成されることができる。さらに、恒星と対照的に、人工衛星によって放射されたレーザービームは、恒星と比較して約１００倍大きくなる場合がある高い信号対雑音比を有する。このことは、レーザービーム検出装置がスタートラッカーの場合のように長い露出時間又は平均化時間を必要とせず、それによって、スタートラッカーと比較して精度が非常に高くなり得るとの利点を提供する。さらに、センサーのための高いレベルの技術的努力は、レーザービームを検出するために必要ではなく、そのため、回転位置決定装置は信頼性が高く、高い費用効率で提供されることができる。
【０００９】
センサーは、回転位置の正確な決定及び／又は正確な向きが必要である異なる種類のセンサーについて言及することができる。例えば、センサーは、近地球衛星又は航空機の高解像度カメラであってもよく、特に無人機（ＵＡＶ）の高解像度カメラであってもよい。しかしながら、センサーはまた、例えば、地上の望遠鏡であってもよい。さらに、センサーはまた、レーダーセンサー又は他の種類のセンサーであってもよい。
【００１０】
レーザービーム検出装置は、光学レーザー光線且つ／又は赤外線レーザー光線を検出するためのセンサーユニットを意味するように理解されることができる。さらに、レーザービーム検出装置は、単色レーザー光線を検出するために設計されてもよい。つまり、センサーは、レーザーの所定の波長を検出するために具体的に設計されることができる。技術的努力は単色センサーによってさらに低減させることができ、精度が高くなる。
【００１１】
人工衛星は例えば、静止衛星であってもよく、つまり対地同期軌道を有する人工衛星であってもよい。しかしながら、人工衛星は、いくつかの他の軌道を有してもよく、例えば、細長い楕円軌道（ＨＥＯ）、超同期軌道、中軌道（ＭＥＯ）、又は人工衛星が地球の表面から１０００ｋｍに位置し、好ましくは地球の表面から２０００ｋｍに位置し、その位置が正確に決定可能であるいくつかの他の軌道を有してもよい。言い換えれば、人工衛星は、基準点として人工衛星又は人工衛星のレーザーを使用するのに適した軌道を有してもよい。
【００１２】
人工衛星によって放射されたレーザービームは、例えば、１０μラジアン未満であるバンドル（ｂｕｎｄｌｉｎｇ）を有することができる。レーザービームの波長は、例えば１５５０ｎｍ又は８８６４ｎｍであってもよい。しかしながら、使用されたレーザーの種類に応じて他の波長も可能である。さらに、レーザービーム検出装置及び人工衛星のレーザーは、互いに正確に調整されることができ、それによって、レーザービーム検出装置は、人工衛星によって放射される特定の種類のレーザー光線を検出するために設計される。レーザービーム検出装置及び人工衛星によって放射されたレーザービームのこの調整に起因して、回転位置決定装置はさらに改善されてもよく、つまり、精度が増大することができ、技術的努力が低減されることができる。
【００１３】
人工衛星のレーザーは、レーザービームが約１ｋｍ２の表面積を有する範囲を覆う方法で設計されることができる。人工衛星は、レーザーを回転位置決定装置の地理的な位置と位置合わせするために設計されてもよい。さらに、人工衛星は、レーザービームを使用して、レーザーが地理的な位置の周りの範囲を走査するように設計されることができる。例えば、レーザーは、レーザービームによる不確実性範囲（ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ  ｒａｎｇｅ）を走査することができる。走査は、例えば、円形状の走査動作、楕円形状の走査動作、又は、蛇行状の走査動作を実行するレーザービームによって、起こってもよい。
【００１４】
回転位置決定装置の制御装置は、回転位置決定装置の制御及び／調整電子システムを意味するように理解されてもよい。言い換えると、制御装置はまた、制御ループを意味するように理解されてもよい。回転位置決定装置の回転位置は、例えばレーザービームの波面に対して１つの角度又は２つの角度を決定することによって、決定されてもよい。例えば、レーザービーム検出装置は、レーザービームがレーザービーム検出装置に当たる特定の角度又は複数の特定の角度、あるいは、レーザービームがレーザービーム検出装置によって捕獲される特定の角度又は複数の特定の角度を決定するために設計されてもよい。さらに、制御装置は、決定装置の回転位置に基づいてセンサーの回転位置を決定するために設計されることができる。回転位置決定装置は、回転位置決定装置の回転位置が同時にセンサーの回転位置にもなるように、例えば、センサーに固定して接続されるように設計されてもよい。
【００１５】
本願発明との関連で、回転位置は、地球固定座標系、つまり地理座標系における回転位置を意味するように理解されてもよい。すなわち、回転位置は、地球の表面に対する回転位置となってもよい。回転位置は、例えば、いわゆるオイラー角によって表現されてもよい。
【００１６】
本願発明は、本願発明との関連で記載された回転位置決定装置と、本願発明との関連で記載された人工衛星と、を含む回転位置決定システムにさらに関連してもよい。
【００１７】
本願発明の他の実施形態によれば、例として、回転位置決定装置はまた、センサーの地理的な位置を検出するための位置検出装置と、センサーの検出された地理的な位置を人工衛星に送信するための送信装置と、を含む。
【００１８】
センサーの地理的な位置はそれ故に、人工衛星がセンサーの地理的な位置と位置合わせすることができるように、人工衛星に通信されることができる。
【００１９】
位置検出装置及び送信装置は、回転位置決定装置内に組み込まれてもよく、又は、回転位置決定装置の外側に位置付けられてもよい。例えば、位置検出装置及び送信装置は、地上局内に位置付けられてもよい。位置検出装置は、例えば、センサーの位置を検出することができるＧＰＳシステムであってもよい。しかしながら、位置検出装置は、センサーの位置が入力されることができる入力装置について言及されてもよい。
【００２０】
本願発明との関連で、地理的な位置は、地理的座標又は位置座標を意味するように理解されてもよい。さらに、センサーの地理的な位置は、航空機又は近地球衛星の飛行計画を意味するように理解されてもよい。例えば、近地球衛星又は航空機の飛行計画、特に無人機の飛行計画は、レーザービームがどの地理的な位置といつ位置合わせされるのかを人工衛星が知るために、人工衛星にアップロードされてもよい。
【００２１】
送信装置は、人工衛星と通信するための装置を意味するように理解されてもよい。様々な種類の送信、例えば電波又はレーザービームは、通信のために使用されてもよい。
【００２２】
本願発明の他の実施形態によれば、例として、回転位置決定装置は、人工衛星の位置が記憶される記憶装置を含む。制御装置はまた、回転位置決定装置の回転位置を決定するために、人工衛星の記憶された位置を処理するために設計される。
【００２３】
人工衛星の位置は、例えば、方位角を含んでもよい。制御装置はそれ故に、人工衛星の位置と回転位置決定装置の地理的な位置を比較することによって、回転位置決定装置の傾斜又は回転位置を決定することができる。
【００２４】
本願発明の他の実施形態によれば、例として、レーザービーム検出装置は、少なくとも１０μラジアンの精度、好ましくは、少なくとも５μラジアンの精度、より好ましくは少なくとも１μラジアンの精度でレーザービームを検出するために設計される。
【００２５】
例えば、レーザービーム検出装置は、画像センサーを含んでもよく、センサーサブユニットへのその画像センサーの分割が、少なくとも１０μラジアンの精度、少なくとも５μラジアンの精度、又は少なくとも１μラジアンの精度が達成される方法で設計される。この方法で、回転位置決定装置は、適切な精度又は正確性で回転位置を検出することができる。つまり、レーザービーム検出装置は、レーザービームの方向が１０μラジアン、５μラジアン、又は１μラジアンの精度で決定されることができるような分解能を有することができる。
【００２６】
本願発明の他の実施形態によれば、例として、レーザービーム検出装置は、複数のセンサーサブユニットに分割される画像センサーと、検出されたレーザービームを画像センサーに集めるための撮像光学システムと、を含む。複数のセンサーサブユニットの各センサーサブユニットは、集められたレーザービームに対する露出の際に電気信号を発生させるために設計される。制御装置は、電気信号を評価することによって、回転位置決定装置の回転位置を決定するために設計される。
【００２７】
撮像光学システムは、それぞれがレーザービームを集めるために設計される、レンズシステム、ミラーシステム、及び／又は対物システムを意味するように理解されてもよい。画像センサーはまた、人工衛星によって放射されたレーザービームの特定の波長を検出することができるために設計されることができる。例えば、画像センサーは、レーザービームの波長のみを検出することができる単色の画像センサーであってもよい。画像センサーはまた、赤外線ビームを検出するために設計されてもよい。
【００２８】
言い換えると、画像センサーは、複数の画素又は区域に分割されることができる。例えば、画像センサーは、少数のセンサーサブユニット、例えば４つの象限を有してもよい。しかしながら、画像センサーはまた、複数の画素に分割されてもよい。
【００２９】
本願発明の他の実施形態によれば、例として、センサーサブユニットは画素であり、制御装置は、どの画素が電気信号を発生させるかを評価することによって、回転位置決定装置の回転位置を決定するために設計される。
【００３０】
本願発明の他の実施形態によれば、例として、画像センサーは、象限として設計された４つのセンサーサブユニットに分割される。制御装置は、象限によって発生した電気信号の明度を評価することによって、回転位置決定装置の回転位置を決定するために設計される。つまり、画像センサーは正確に４つの象限に分割されることができる。
【００３１】
例えば、レーザービームの入射角は、例えば斜め方向で、４つの象限の明度を互いから減算することによって決定されることができる。
【００３２】
本願発明のさらなる態様は、本願発明との関連で記載された回転位置決定装置を含むセンサーに関連する。
【００３３】
この場合において、回転位置決定装置の制御装置は、センサー装置によって検出されたレーザービームに基づいてセンサーの回転位置を決定するために設計されることができる。
【００３４】
さらに、センサーはまた、回転位置決定装置との関連で記載される複数の特徴を有してもよい。
【００３５】
本願発明の他の実施形態によれば、例として、制御装置は、決定した回転位置に基づいてセンサーを向けるために設計される。
【００３６】
例えば、センサーの付与された向きは、付与された回転位置から開始する制御装置が、予め規定された向きが達成される方法で、センサーを向かせることができるように予め規定されることができる。
【００３７】
本願発明の他の実施形態によれば、例として、センサーは、光学カメラ、赤外線カメラ、レーダーセンサー、及び／又は、合成開口レーダーである。カメラは、特に、航空機  又は近地球衛星の高解像度カメラである。
【００３８】
本願発明のさらなる態様は、本願発明との関連で記載された第１のセンサーと、本願発明との関連で記載された第２のセンサーとを含むセンサーシステムに関する。第１のセンサー及び第２のセンサーの回転位置決定装置の制御装置は、第１のセンサー及び第２のセンサーを一緒に向かせるために設計される。
【００３９】
例えば、第１のセンサー及び第２のセンサーは、近地球衛星又は航空機に位置付けられてもよい。第１のセンサー及び第２のセンサーは、異なる波長を有して地球の表面上の同じポイント又は領域を分析するために設計されることができる、又は、異なる波長を有してこの領域からの放射を検出するために設計されることができる。記載したシステムによって、第１のセンサー及び第２のセンサーは、地球の表面上の同じ領域に非常に正確に向けられることができる。第１のセンサー及び第２のセンサーの回転位置決定装置の制御装置はまた、第１のセンサー及び第２のセンサーを一緒に向かせるために設計されるセンサーシステムの中央制御装置内に組み込まれることができる。
【００４０】
第１のセンサー及び第２のセンサーは、例えば、２つの異なる航空機、人工衛星、又は望遠鏡に取り付けられることができ、それにより、２つの異なる航空機、人工衛星、又は望遠鏡あるいは、それらのセンサーが一緒に向けられることができる。
【００４１】
本願発明のさらなる態様は、本願発明との関連で記載されたセンサー又は本願発明との関連で記載されたセンサーシステムを含む、航空機又は近地球衛星に関する。
【００４２】
航空機は例えば、偵察機及び／又は無人機（ＵＡＶ）であってもよい。
【００４３】
本願発明のさらなる態様は、人工衛星によって放射されたレーザービームを回転位置決定装置によって検出するステップと、検出されたレーザービームに基づいてセンサーの回転位置を決定するステップと、を含むセンサーを向けるための方法に関する。
【００４４】
前記方法のステップは、回転位置決定装置、センサー、センサーシステム、航空機、又は人工衛星との関連で記載される特徴によって特徴付けられることができる。さらに、ステップは、開始したシーケンスで、いくつかの他のシーケンスで、又は、互いに並行して実施されることができる。
【００４５】
本願発明の一の実施形態によれば、例として、当該方法はまた、回転位置決定装置の地理的な位置を検出するステップと、回転位置決定装置の検出された位置を人工衛星へ送信するステップと、を含む。
【００４６】
本願発明の他の実施形態によれば、例として、当該方法はまた、センサーの回転位置を決定するために、人工衛星の位置を処理するステップを含む。
【００４７】
本願発明のさらなる特徴、利点、及び用途は、例示的な実施形態の以下の説明及び図面からもたらされる。記載された全ての特徴又はグラフィック的に図示された全ての特徴は、単独で又は任意の組み合わせで、個々の請求項又は前方参照における要約に関わらず、本願発明の主題を構成する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本願発明の一の例示的な実施形態による回転位置決定装置を有するセンサーを示す図である。
【図２Ａ】本願発明の一の例示的な実施形態による回転位置決定装置のレーザービーム検出装置を示す図である。
【図２Ｂ】本願発明の一の例示的な実施形態による画像センサーを示す図である。
【図２Ｃ】本願発明の一の例示的な実施形態による画像センサーを示す図である。
【図３】本願発明の一の例示的な実施形態によるセンサー及び回転位置決定装置を含む２つの無人機を示す図である。
【図４】本願発明の一の例示的な実施形態による回転位置決定装置をそれぞれ含む、２つのセンサーを有する無人機を示す図である。
【図５】本願発明の一の例示的な実施形態による回転位置決定装置を有する望遠鏡を示す図である。
【図６】本願発明の一の例示的な実施形態による方法のフローチャートを示す図である。
【図７】本願発明の一の例示的な実施形態による方法のフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
図面における図示は概略的であり、縮尺に関して真実ではない。同じ参照符号が様々な図面との関連で以下の説明で使用される場合に、それらは同じ要素又は類似の要素について言及している。しかしながら、同じ要素又は類似の要素はまた、異なる参照符号によって示されてもよい。
【００５０】
図１は、本願発明の一の例示的な実施形態による回転位置決定装置１００を有するセンサー１０１を図示する。回転位置決定装置１００は、人工衛星１０７によって放射されたレーザービーム１０８を検出するためのレーザービーム検出装置１０２を含む。さらに、回転位置決定装置１００は制御装置１０３を含み、当該制御装置１０３は、回転位置決定装置１００の回転位置、それ故に、センサー装置によって検出されたレーザービームに基づいて、センサー１０１の回転位置を決定するために設計される。さらに、回転位置決定装置１００は、センサー１０１の地理的な位置を検出するための位置検出装置１０４と、人工衛星１０７のセンサー１０１の検出された地理的な位置を送信するための送信装置１０５と、人工衛星１０７の位置がその内部に記憶する記憶装置１０６とを含む。
【００５１】
センサー１０１は、例えば、近地球衛星又は宇宙機に装着された高解像度カメラであってもよい。回転位置決定装置又はセンサーの回転位置は、回転位置決定装置又はセンサーの傾斜角度１０９であってもよい。さらに、この回転位置はまた、地球座標系によって規定された平面又は球面に対して２つの傾斜角度１０９であってもよい。
【００５２】
位置検出装置１０４及び送信装置は、図示されるように、回転位置決定装置１００に組み込まれてもよい。代替的には、位置検出装置１０４及び送信装置は、地上局１１０に組み込まれてもよい。
【００５３】
例えば、センサーは、近地球衛星に装着されてもよい。この場合には、地上局１１０は、近地球衛星の位置及び／又は飛行計画を人工衛星１０７へ送信してもよい。さらに、位置検出装置は、近地球衛星の飛行計画を設定するための地上局１１０の装置であり、送信装置は、データを人工衛星１０７へ送信するための地上局の通信装置である。
【００５４】
送信装置１０４が回転位置決定装置１００に組み込まれる場合又は送信装置１０４が近地球衛星又は航空機に位置付けられる場合において、送信装置は、センサー１０１の位置を人工衛星１０７へ直接的に送信してもよく、又は地上局１１０を介してセンサー１０１の位置を人工衛星１０７へ送信してもよい。
【００５５】
図２Ａは、本願発明の一の例示的な実施形態によるレーザービーム検出装置１０２を図示する。レーザービーム検出装置１０２は、複数のセンサーサブユニット２０４、２０５に分割される画像センサー２０３を含む。この画像センサーは、例えば、人工衛星によって放射されたレーザー光線１０８を検出するために設計されるモノクロＣＣＤセンサーであってもよい。レーザービーム検出装置はまた、撮像光学系２０１を含み、例えば、検出されたレーザービーム１０８、２０２を画像センサー２０３に集めるためのレンズを含んでもよい。言い換えると、撮像光学系２０１は、集められたビーム２０２をレーザービーム１０８から発生させ、この集められたビーム２０２は、画像センサー２０３上の所定のポイント又は領域２０６に当てる。
【００５６】
画像センサー２０３のセンサーサブユニット２０４、２０５がレーザービーム１０８に向けて方向付けられることに基づいて、回転位置決定装置の制御装置は、レーザービーム１０８がレーザービーム検出装置に当たる角度又はレーザービーム１０８がレーザービーム検出装置に照射する角度を導き出すことができる。この入射角度又はこれらの入射角度又はレーザービーム１０８の照射角度に基づいて、制御装置は順に、回転位置決定装置又はセンサーの回転位置を決定することができる。
【００５７】
図２Ｂは、本願発明の一の例示的な実施形態によるレーザービーム検出装置の画像センサー２１０を図示する。画像センサー２１０は、複数のピクセル２１２を含む。レーザービーム１０８の入射角度又は照射角度は、ピクセル２１２がレーザービームに露出される又は電気信号を発生させることを突き止めることによって決定されてもよい。
【００５８】
図２Ｃは、本願発明の一の例示的な実施形態によるレーザービーム検出装置の画像センサー２２０を図示しており、この画像センサー２２０は４つの象限２２１、２２２、２２３、及び２２４に分割される。この場合において、レーザービーム１０８の入射角度又は照射角度は、各象限２２１〜２２４の明度を互いから減算することによって決定されることができる。例えば、明度は、斜め方向を介して互いから減算されてもよい。つまり、象限２２１の明度は、象限２２３の明度から減算され、象限２２２の明度は、象限２２４の明度から減算される。しかしながら、他の減算スキームも可能である。
【００５９】
図３は、本願発明の一の例示的な実施形態によるセンサー３０３及び３０６並びに回転位置決定装置３０２及び３０５をそれぞれ含む２つの無人機３０１及び３０４を図示する。さらに、レーザービーム１０８を放射する人工衛星１０７が図示される。回転位置決定装置３０２及び３０５はそれぞれ、レーザービーム１０８に基づいて、又は、レーザービームの波面３００に基づいて、回転位置を決定することができる。
【００６０】
例えば、第１の無人機３０１の第１のセンサー３０３及び第２の無人機３０４の第２のセンサー３０６は、地球表面の同じポイント又は同じ領域を検出するために設計されることができる。同じポイント又は領域に向けるために、各センサー３０３及び３０６の回転位置は、レーザー１０８又はそれらの波面３００に基づいて正確に決定される。例えば、第１のセンサー３０３は、高解像度光学カメラ又は赤外線カメラとされてもよいが、第２のセンサー３０６が合成開口レーダーであってもよい。他の例は、第１のセンサー３０３がレーダービームを送信するためのレーダー送信機であり、第２のセンサー３０６が放射されたレーダービームを受信するためのレーダー受信機であるとされる。言い換えれば、第１のセンサー３０３及び第２のセンサー３０６は、センサーシステム３０７を形成する。
【００６１】
図４は、センサーシステム３０７を含む本願発明の一の例示的な実施形態による無人機４００を図示する。センサーシステム３０７は、第１の回転位置決定装置４０３を有する第１のセンサー４０１と、第２の回転位置決定装置４０４を有する第２のセンサー４０２と、を含む。第１の回転位置決定装置４０３及び第２の回転位置決定装置４０４は、人工衛星によって放射されたレーザービーム又はレーザービームの波面に基づいて、各回転位置を決定するために設計される。上述したように、第１のセンサー及び第２のセンサーは異なるセンサーであってもよく、例えば、地球の表面上の同じポイントを検出する高解像度カメラ及びレーダーセンサーであってもよい。
【００６２】
図５は、本願発明の一の例示的な実施形態による回転位置決定装置５０１を含む望遠鏡５００を図示する。回転位置決定装置５０１の使用によって、望遠鏡５００は、人工衛星によって放射されたレーザービーム１０８によって正確に向けられることができる。
【００６３】
図６は、本願発明の例示的な実施形態によるセンサーを向けるためのフローチャートを図示する。この方法は、回転位置決定装置によって人工衛星によって放射されたレーザービームを検出するスッテプＳ１と、検出されたレーザービームに基づいてセンサーの回転位置を決定するステップＳ２と、を含む。
【００６４】
図７は、本願発明の一の例示的な実施形態によるセンサーを向けるための他の方法のフローチャートを図示する。この方法は、回転位置決定装置の地理的な位置を検出するステップＳ３と、回転位置決定装置の検出した位置を人工衛星へ送信するステップＳ４と、回転位置決定装置によって人工衛星に放射されたレーザービームを検出するステップＳ１と、検出されたレーザービームに基づいてセンサーの回転位置を決定するステップＳ２と、センサーの回転位置を決定するために、人工衛星の位置を処理するステップＳ５と、を含む。
【００６５】
さらに、「含む」との用語又は「有する」との用語が他の要素を排除せず、且つ「ａ」との用語又は「ａｎ」との用語が複数を除外しないことは指摘される。上記の例示的な実施形態の１つ又は複数の実施形態を参照して記載される特徴が、上記の他の例示的な実施形態又は複数の実施形態の他の特徴と組み合わされて使用されることができることはさらに指摘される。特許請求の範囲における参照符号は、限定として解釈されるべきではない。
【符号の説明】
【００６６】
１００  回転位置決定装置
１０１  センサー
１０２  レーザービーム検出装置
１０３  制御装置
１０４  位置検出装置
１０５  送信装置
１０６  記憶装置
１０７  人工衛星
１０８  レーザー、レーザー光線、レーザービーム
１０９  傾斜角度
１１０  地上局
２０１  撮像光学系
２０１  撮像光学システム
２０２  レーザービーム
２０２  ビーム
２０３  画像センサー
２０４  センサーサブユニット
２０５  センサーサブユニット
２０６  領域
２１０  画像センサー
２１２  ピクセル
２２０  画像センサー
２２１、２２２、２２３、２２４  センサーサブユニット、象限
３００  波面
３０１  航空機
３０１  第１の無人機
３０２  回転位置決定装置
３０３  第１のセンサー
３０４  第２の無人機
３０６  第２のセンサー
３０７  センサーシステム
４００  無人機
４０１  第１のセンサー
４０２  第２のセンサー
４０３  第１の回転位置決定装置
４０４  第２の回転位置決定装置
５００  望遠鏡
５０１  回転位置決定装置
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
2016113145.tif 000005
【図２Ｃ】
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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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【図７】
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【外国語明細書】
2016113145000001.pdf