JP3908350B2 - Monitoring device - Google Patents
Monitoring device Download PDFInfo
- Publication number
- JP3908350B2 JP3908350B2 JP25445997A JP25445997A JP3908350B2 JP 3908350 B2 JP3908350 B2 JP 3908350B2 JP 25445997 A JP25445997 A JP 25445997A JP 25445997 A JP25445997 A JP 25445997A JP 3908350 B2 JP3908350 B2 JP 3908350B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- monitoring target
- observation satellite
- attitude
- satellite
- position coordinates
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Image Processing (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Image Analysis (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は人工衛星や航空機から地球表面を監視し、要監視対象物や災害発生地域等の監視目標地点の画像情報を撮像機で取得する監視装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図6は従来の監視装置を説明するための図であり、図において1は飛翔体、2は撮像機、9は監視目標、10は地球、12は地上局、13は計算機、19は地図である。人工衛星や航空機から地球表面の要監視対象物や災害発生地域等を監視する従来の監視装置では、飛翔体1が撮像機2を搭載して飛翔し、撮像機1の視線が監視目標9を捉える範囲で撮像機2を作動することにより、監視目標地点の画像情報を取得していた。この際監視目標の選定は地図19により探索し、目標地点の緯度と経度を人間が読取る。次に飛翔体1の軌道条件を人間が照合し、飛翔体1が監視目標9の近傍を通過する時刻と近傍位置座標を人間が読取る。次に読取った近傍位置から目標地点を撮像するための飛翔体1または撮像機2の指向角度を計算機13で計算する。この後、人間が判断した最適撮像時刻と計算機13が計算した指向角度条件を飛翔体1に対して撮像指示をしていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来の監視装置の中で、飛翔体として人工衛星を使用する監視装置では、監視目標9を地図19で探索し、緯度、経度情報を調査した後に人工衛星の軌道と撮像機2の視野方向を解析し、その後撮像機2の視野が監視目標9を捉える範囲と時刻を予測して計算機13を介して人工衛星に撮像指示をして撮像をするため、監視目標9の探索と、人工衛星の軌道及び撮像機2の視野範囲の解析の手間がかかり、緊急時や災害発生時に即応するのが難しいという課題があった。また軌道や視野方向の予測誤差が大きいため、監視目標を捉える精度が悪いという課題があった。
【0004】
また従来の監視装置の中で、飛翔体として航空機を使用する監視装置では、航空機の搭乗員が監視目標を視認して撮像機の方向を調整するため、人手と手間がかかるという課題があった。また監視可能領域が航空機の飛行可能範囲に限定されるという課題があった。
【0005】
この発明は上記のような課題を改善するためになされたものであり、端末にアクセスするだけで監視目標の探索及び決定と、撮像機の撮像条件設定が可能となり、迅速な撮像が可能な監視装置を提供するものである。また監視目標を撮像機の視野が捉えるための手続きが簡略で、かつ精度よく撮像機で画像情報を取得できる監視装置を提供している。また飛翔体として人工衛星を使用することにより地球全体のいかなる地域も監視可能な監視装置を提供できる。
【0006】
【課題を解決するための手段】
第1の発明による監視装置は飛翔体、上記飛翔体に搭載され、地球表面を指向する撮像機、電波伝搬時間による測距用電波を発生する軌道上位置が既知の複数の航法衛星、上記飛翔体に搭載され、上記航法衛星から発する測距用電波を受信して飛翔体の位置座標を解析する航法衛星信号受信機、上記飛翔体の姿勢を検出する姿勢検出機、上記飛翔体に搭載され、飛翔体の姿勢を変更する姿勢変更機、上記航法衛星信号受信機から受信した上記飛翔体の位置情報と上記姿勢検出機から受信した上記飛翔体の姿勢角度情報を解析し、飛翔体の位置及び姿勢角度と、予め飛翔計画された目標値とのずれ量を解析して上記姿勢変更機に対して姿勢変更用の制御信号を発生する搭載計算機、地上局、地上局に設置された計算機、地球上各地の地理情報及び位置情報を具備するデータベース、上記計算機及びデータベースにアクセスする端末、上記端末で操作して上記計算機及びデータベースにアクセスするソフトウェアを格納したメモリとにより構成し、上記ソフトウェアを格納したメモリが、データベース内の地理情報を探索して監視目標を見いだす監視目標探索ソフトと、監視目標の位置座標を上記航法衛星の採用する座標系による位置座標に変換する位置座標生成ソフトとを格納しており、上記搭載計算機が上記位置座標生成ソフトが算出した監視目標の位置座標を制御目標値として姿勢変更機を制御するものである。
【0007】
また第2の発明による監視目標は飛翔体、上記飛翔体に搭載され、地球表面を指向する撮像機、電波伝搬時間による測距用電波を発生する軌道上位置が既知の複数の航法衛星、上記飛翔体に搭載され、上記航法衛星から発する測距用電波を受信して飛翔体の位置座標を解析する航法衛星信号受信機、上記飛翔体の姿勢を検出する姿勢検出機、上記航法衛星信号受信機から受信した上記飛翔体の位置情報と上記姿勢検出機から受信した上記飛翔体の姿勢角度情報を受信し、飛翔体の位置及び姿勢角度に基づき撮像機が指向する視野方向を解析し、予め計画された上記撮像機の視野方向の目標値とのずれ量を解析して、上記視野方向変更機に対して視野方向変更用の制御信号を発生する搭載計算機、地上局、地上局に設置された計算機、地球上各地の地理情報及び位置情報を具備するデータベース、上記計算機及びデータベースにアクセスする端末、上記端末で操作して上記計算機及びデータベースにアクセスするソフトウェアを格納したメモリとにより構成し、上記ソフトウェアを格納したメモリが、データベース内の地理情報を探索して監視目標を見いだす監視目標探索ソフトと、監視目標の位置座標を上記航法衛星の採用する座標系による位置座標に変換する位置座標生成ソフトとを格納しており、上記搭載計算機が監視目標の位置座標を制御目標値として視野方向変更機を制御するものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1を示す構成図であり、図において1は人工衛星や航空機、飛行船等の飛翔体、2は上記飛翔体1に搭載され、地球表面を指向する撮像機、3は電波伝搬時間による測距用電波を発生する軌道上位置が既知の航法衛星、4は上記飛翔体1に搭載され、複数の航法衛星3から発する測距用電波を受信して飛翔体1の位置座標を解析する航法衛星信号受信機、5は上記飛翔体1の姿勢を検出する姿勢検出機、6は上記飛翔体1に搭載され、飛翔体1の姿勢を変更する姿勢変更機、8は搭載計算機、9は監視目標、10は地球、11は撮像機の視線、12は地上局、13は上記地上局12に設置された計算機、14は地球上各地の地理情報及び位置情報を具備するデータベース、15は上記計算機12及びデータベース14に信号伝送経路で接続された端末、16は上記端末15に搭載され、上記計算機13及びデータベース14にアクセスするソフトウェアを格納したメモリ、17は上記メモリ16に格納され、上記データベース14の地理情報を探索して監視目標を見いだす監視目標探索ソフト、18は上記メモリ16に格納され、監視目標の位置座標を上記航法衛星3の採用する座標系に変換し数値化する位置座標生成ソフトである。
【0009】
図において飛翔体1は低軌道で地球を周回する観測衛星や静止軌道から地球を観測する気象衛星等の人工衛星や、空中三角測量用の航空機、地球観測用飛行船等である。撮像機2は視覚画像を取得する可視光学センサや合成開口レーダのようなイメージングレーダ、マイクロ波放射計、赤外線センサ、紫外線センサなどが使用可能である。また航法衛星3、飛翔体1及び地球10の上の任意の点の位置は、航法衛星3が採用する座標系によって一意に表現できるので、航法衛星信号受信機4による飛翔体1の位置座標と姿勢検出機5による飛翔体1の姿勢情報を使用して、撮像機2の視線11の起点と方向を航法衛星3が採用する座標系の位置座標と方向ベクトルとして決定できる。一方地上局12としては人工衛星の追跡管制局、衛星信号受信局が候補となるが、この他に地方自治体組織、企業及び個人宅でもパーソナルコンピュータを端末15及び計算機13として活用することにより地上局12として利用可能である。計算機13は地上局12に設置されており、ソフトウェアを格納したメモリ16を読み出して格納されたソフトウェアを稼働する動作、データベース14にアクセスする動作、及び位置座標生成ソフト18で解析した結果を飛翔体1に送信する動作を実施する。
【0010】
次にデータベース14は、データベース化された地図情報でもよいし、GIS(Geographic Information System)などのデータベースを使用することも可能である。この際地理情報と共に具備される位置情報は上記航法衛星3で利用している座標系の位置座標であるか、または緯度/経度情報でもよい。航法衛星が採用する座標系としては例えばWorld Geodetic System84と呼ばれる測地座標系がある。更に監視予定地については予め地上において航法衛星受信機を用いて位置座標を測定してデータベース14に記録しておいてもよいし、人工衛星からの立体視や航空写真の解析により実測した結果をデータベース14に記録しておいてもよい。端末15は必ずしも計算機13の設置された地上局12の中に設置される必要はなく、電話回線や衛星回線を信号伝送経路として計算機13に接続することも可能である。またパーソナルコンピュータのように上記計算機13と兼用することも可能である。ソフトウェアを格納するメモリ16には監視目標探索ソフト17、位置座標生成ソフト18が格納されており、上記端末15で操作して上記計算機13及びデータベース14にアクセスする。データベース14とソフトウェアを格納するメモリ16は計算機13の設置された地上局12と同じ地上局に設置される必要はなく、インターネットなどのネットワークを介して別の地上局12からソフトウェア9やデータベース14をダウンロードしたり、位置座標生成ソフト18で解析した結果を別の地上局12を経由して飛翔体1に送信する動作を実施してもよい。
【0011】
次に位置座標を目標値とした姿勢変更量の決定方法について図2により説明する。図において1は飛翔体、9は監視目標、10は地球、11は撮像機の視線、12は位置座標データベース、20は座標原点、21は座標系、22aは上記座標系21のX軸方向とY軸方向とが成す面内においてX軸方向と撮像機視線の方向余弦とが成す第1の目標角度、22bは上記第1の目標角度22aの形成される平面と直交する面内に形成され、Y軸方向と撮像機視線とが成す第2の目標角度である。座標系として地球重力中心を座標原点20とし、3次元位置座標を3つのパラメータX、Y、Zで記述する座標系21を採用すると、座標原点20は(0、0、0)となり、監視目標9の位置座標は(X1、Y1、Z1)、飛翔体1の位置座標は(X2、Y2、Z2)としてそれぞれ一意に決定される。撮像機の視線方向11は飛翔体1の位置座標(X2、Y2、Z2)と監視目標9の位置座標(X1、Y1、Z1)を結ぶベクトルとなるので、撮像機の視線11が監視目標9を指向するための目標角度は第1の目標角度22a及び第2の目標角度22bとして一意に決定される。予め飛翔体1の指向している方向は角度検出機により計測し、搭載計算機により解析されているので、第1の目標角度22a及び第2の目標角度22bとの差分を求めれば、搭載計算機が姿勢変更機に指示すべき姿勢変更量が決定される。なおここでは姿勢変更量に関わる角度として2つのパラメータを用いた例を示したが、視線ベクトルの回転成分のパラメータを加えて3つの角度成分で扱うこともできるのは言うまでもない。
【0012】
次に搭載計算機8の中の処理について図3により説明する。図において4は航法衛星信号受信機、5は姿勢検出機、6は姿勢変更機、8は搭載計算機、12は位置座標データベース、d1は飛翔体と撮像機の視線方向の相対角度を示す初期値を与える動作1、d2は撮像機の視線ベクトルを算出する動作2、d3は目標視線ベクトルを算出する動作3、d4は姿勢角度変更量を与える動作4であり、図において計算機8では、航法衛星信号受信機4から受信する飛翔体の位置座標X2、Y2、Z2と姿勢検出機5から受信する飛翔体の姿勢角度φ2、θ2、λ2と、予め動作1として搭載計算機8の内部に記録している飛翔体と撮像機の視線方向の相対角度を示す初期値に基づき、動作2として特定の瞬間の撮像機の視線ベクトルを算出できる。また同様にして搭載計算機8では航法衛星信号受信機4から受信する飛翔体の位置座標X2、Y2、Z2と位置座標データベース12から受信する監視目標の位置座標X1、Y1、Z1に基づき動作3として目標視線ベクトル(X1−X2、Y1−Y2、Z1−Z2)を算出できる。そこで動作4として上記撮像機の視線ベクトルと目標視線ベクトルの差分をして姿勢角度変更量Δφ、Δθ、Δλを算出できる。この結果を制御パラメータとして姿勢変更機6に送信する。
【0013】
監視目標9の具体例としては、災害発生地域や要監視地域などが考えられ、監視目標の探索方法としては、端末15上で監視目標探索ソフト17を利用して視覚イメージとして地図をめくるように場所を探索することも、キーワード検索して探索することも、また緯度と経度の組合せで探索することも可能ならしめるよう監視目標探索ソフト17をプログラムする。探索した結果として監視目標9が決定した後に、画面上で該当個所を指定することにより位置座標生成ソフト18に対して位置情報が送信される。この動作は端末15の具備するポインティングデバイスで画面上任意の場所をダブルクリックする感覚で実行できる。
【0014】
次にソフトウェアを格納したメモリの中に含まれるソフトウェアの処理内容及びデータベースの処理内容について図4により説明する。図において1は飛翔体、14はデータベース、17は監視目標探索ソフト、18は位置座標生成ソフト、9は監視目標、s1は監視目標探索ソフト8においてデータベース5にアクセスする処理1、s2は監視目標探索ソフト8において1回目の目標探索をする処理2、s3は監視目標探索ソフト8において2回目の目標探索をする処理3、s4は監視目標探索ソフト8において最終的な目標探索をして目標を決定する処理4、s5は監視目標探索ソフト8において地理情報を読み込む処理5、s6は位置座標生成ソフト9において位置情報を抽出する処理6、s7は位置座標生成ソフト9において座標変換をする処理7、s8は位置座標生成ソフト9において位置座標算出をする処理8である。ユーザはまず計算機に接続された端末から監視目標探索ソフト17をロードする。監視目標探索ソフト17の処理としては始めに処理1としてデータベース5にアクセスし、データベース14の中の画像情報の中から所望の目標を処理2として探索する。この作業は選択した位置を端末付属のポインティングデバイスでクリックするなどの方法で実現可能である。この目標探索作業処理2、処理3などと何回か実施して所望の監視目標を絞り込んでいく。監視目標が決定した後に、処理4として監視目標探索ソフト17の中の決定コマンドを押すと、処理5としてデータベース14の画像情報の該当場所の地理情報が監視目標探索ソフト17に読み込まれる。データベース14の中には図の如く画像情報とリンクした地理情報として、地名、キーワード、主要設備、位置情報、位置座標等を記述しており、図の如く画像情報から探索する以外の方法として、キーワード検索も可能にできる。
【0015】
次に位置座標生成ソフト18では処理6として監視目標探索ソフト17で読み込んだ監視目標9の地理情報の中から位置情報を抽出する。この位置情報としては座標位置の場合もあれば、図の如く経度と緯度で記述している場合もある。これらの情報は記述する座標系や記述形態は異なっていても位置情報としては1対1対応しているので、特定の座標変換処理をすることにより特定の座標系の位置座標として換算可能である。そこで処理7として例えば航法衛星が採用するWGS84などの測地座標系で換算し、処理8としての位置座標として算出し、搭載計算機8に送信する。次に搭載計算機8が撮像機2の視線11が監視目標9を指向するための必要姿勢変更量を解析し、姿勢変更機6を動作させる。このため飛翔体1の姿勢が変わり、撮像機2の視線11は監視目標9を指向するよう制御される。
【0016】
実施の形態2.
図5はこの発明の実施の形態2を示す構成図であり、図において1から5は実施の形態1と同様であり、7は上記撮像機2に取付けられ、撮像機2の視線の方向を変更する視野方向変更機、また8から18は実施の形態1と同様である。
実施の形態2による監視装置では実施の形態1と同様にして位置座標生成ソフト18が監視目標探索ソフト17から受信した監視目標9の位置を上記航法衛星3の採用する座標系の位置座標として変換し、搭載計算機8に送信する。次に撮像機2の視線11が監視目標9を指向するための視野方向変更量を搭載計算機8が解析し、視野方向変更機7を動作させる。このため撮像機2の視線11は監視目標9を指向するよう制御される。視野方向変更機としては、光学センサで反射ミラーを回動する方式や、センサ自体を回動する方式、または電波センサで電気的に視野方向を変更する方式、検出器の使用部分を選別する方式などを採用できる。その他の動作は実施の形態1と同様である。
【0017】
【発明の効果】
第1の発明によれば、監視目標を地上で迅速に定量的目標値に変換でき、かつ飛翔体の中で監視目標の座標値を直接目標値とした指向制御をするので、リアルタイムに迅速かつ機動的な監視が可能となり、災害発生時や緊急事態に対応して即座にデータを取得できるという効果がある。また端末にアクセスするだけで監視目標の探索及び決定と、撮像機の撮像条件設定が可能となり、作業が身近でかつ直感的になるという効果がある。また監視目標の位置を直接制御系の目標値とするので誤差要因が少なく、精度よく撮像機で画像情報を取得できるという効果がある。また飛翔体として人工衛星を使用することにより地球全体のいかなる地域も監視可能な監視装置を提供できるという効果がある。
【0018】
第2の発明によれば、リアルタイムに迅速かつ機動的な監視が可能で、かつ精度よく撮像機で画像情報を取得でき、いかなる地域も監視可能な監視装置を提供できるという点は実施形態1と同様であるが、これに加えて飛翔体自体の姿勢を変更するのに比較して少ない労力で視野変更が可能となるという効果がある。また撮像機を複数具備することで、同時に複数の監視目標を撮像可能となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による監視装置の実施の形態1を示す構成図である。
【図2】 この発明の実施形態1による監視装置で位置座標を目標値として姿勢変更量を決定する方法を示す図である。
【図3】 この発明の実施形態1による監視装置で搭載計算機の中の処理について示す図である。
【図4】 この発明の実施の形態1による監視装置におけるソフトウェア及びデータベースの処理例を示す図である。
【図5】 この発明による監視装置の実施の形態2を示す構成図である。
【図6】 従来の監視装置を示す図である。
【符号の説明】
1 飛翔体、2 撮像機、3 航法衛星、4 航法衛星信号受信機、5 姿勢検出機、6 姿勢変更機、7 視野方向変更機、8 搭載計算機、9 監視目標、10 地球、11 撮像機の視線、12 位置座標データベース、12 地上局、13 計算機、14 データベース、15 端末、16 ソフトウェア、17 監視目標探索ソフト、18 位置座標生成ソフト、19 地図。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a monitoring device that monitors the surface of the earth from an artificial satellite or an aircraft and acquires image information of a monitoring target point such as an object to be monitored or a disaster occurrence area with an imaging device.
[0002]
[Prior art]
FIG. 6 is a diagram for explaining a conventional monitoring device. In the figure, 1 is a flying object, 2 is an imaging device, 9 is a monitoring target, 10 is the earth, 12 is a ground station, 13 is a computer, and 19 is a map. is there. In a conventional monitoring device that monitors an object to be monitored on the earth surface or a disaster occurrence area from an artificial satellite or an aircraft, the
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Among conventional monitoring devices, a monitoring device that uses an artificial satellite as a flying object searches for a
[0004]
In addition, among conventional monitoring devices that use an aircraft as a flying object, there is a problem that it takes time and labor for the crew of the aircraft to visually recognize the monitoring target and adjust the direction of the imaging device. . In addition, there is a problem that the monitorable region is limited to the flightable range of the aircraft.
[0005]
The present invention has been made in order to improve the above-described problems. By simply accessing a terminal, it is possible to search and determine a monitoring target and to set an imaging condition of an imaging device, and to enable rapid imaging. A device is provided. In addition, a monitoring apparatus is provided that has a simple procedure for capturing the monitoring target from the field of view of the image pickup device and can acquire image information with high accuracy. In addition, it is possible to provide a monitoring device that can monitor any region of the entire earth by using an artificial satellite as a flying object.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A monitoring device according to a first aspect of the present invention is a flying object, an imaging device mounted on the flying object and directed to the surface of the earth, a plurality of navigation satellites whose known positions in orbit for generating a distance measuring radio wave according to a radio wave propagation time, and the flight A navigation satellite signal receiver that is mounted on the body and receives ranging radio waves emitted from the navigation satellites and analyzes the position coordinates of the flying object, an attitude detector that detects the attitude of the flying object, and is mounted on the flying object Analyzing the attitude information of the flying object received from the navigation satellite signal receiver and the attitude angle information of the flying object received from the attitude detector, and changing the attitude of the flying object. And an installed computer that analyzes the amount of deviation between the attitude angle and the target value planned in advance and generates a control signal for attitude change for the attitude change machine, a ground station, a computer installed in the ground station, Geographic information on various parts of the earth A database having location information, a terminal that accesses the computer and the database, a memory that stores software that operates on the terminal and accesses the computer and the database, and the memory that stores the software is stored in the database. It stores monitoring target search software that searches for geographic information to find a monitoring target, and position coordinate generation software that converts the position coordinates of the monitoring target into position coordinates based on the coordinate system adopted by the navigation satellite. Is for controlling the attitude changing machine using the position coordinates of the monitoring target calculated by the position coordinate generation software as a control target value.
[0007]
Further, the monitoring target according to the second invention is a flying object, an imaging device mounted on the flying object, directed to the earth surface, a plurality of navigation satellites whose position in the orbit where a radio wave for distance measurement is generated by a radio wave propagation time is known, A navigation satellite signal receiver that is mounted on a flying object and receives ranging radio waves emitted from the navigation satellite and analyzes the position coordinates of the flying object, an attitude detector that detects the attitude of the flying object, and the navigation satellite signal reception Receiving the position information of the flying object received from the aircraft and the attitude angle information of the flying object received from the attitude detector, and analyzing the viewing direction directed by the imaging device based on the position and attitude angle of the flying object, Installed in onboard computers, ground stations, and ground stations that analyze the amount of deviation from the planned target value in the field of view of the imaging device and generate control signals for changing the field of view direction for the field of view direction changing device Calculator on the earth A database having geographical information and location information, a computer accessing the database, a terminal accessing the database, and a memory storing software that operates on the terminal and accesses the computer and the database. , Which stores monitoring target search software that searches the geographic information in the database to find the monitoring target, and position coordinate generation software that converts the position coordinates of the monitoring target into position coordinates based on the coordinate system adopted by the navigation satellite. The on-board computer controls the viewing direction changing machine using the position coordinates of the monitoring target as the control target value.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a block
[0009]
In the figure, the
[0010]
Next, the
[0011]
Next, a method of determining the posture change amount using the position coordinates as a target value will be described with reference to FIG. In the figure, 1 is a flying object, 9 is a monitoring target, 10 is the earth, 11 is the line of sight of the image pickup device, 12 is a position coordinate database, 20 is a coordinate origin, 21 is a coordinate system, 22a is the X-axis direction of the coordinate system 21 A
[0012]
Next, processing in the
[0013]
Specific examples of the
[0014]
Next, the processing contents of the software and the processing contents of the database included in the memory storing the software will be described with reference to FIG. In the figure, 1 is a flying object, 14 is a database, 17 is monitoring target search software, 18 is position coordinate generation software, 9 is a monitoring target, s1 is processing 1 for accessing the
[0015]
Next, the position coordinate
[0016]
FIG. 5 is a block
In the monitoring apparatus according to the second embodiment, the position coordinate
[0017]
【The invention's effect】
According to the first invention, since the monitoring target can be quickly converted into a quantitative target value on the ground and the coordinate control of the monitoring target is directly set as the target value in the flying object, the direct control is performed in real time. This makes it possible to monitor quickly and acquire data immediately in response to a disaster or emergency situation. In addition, it is possible to search and determine the monitoring target and set the imaging condition of the imaging device by simply accessing the terminal, and there is an effect that the work becomes familiar and intuitive. Further, since the position of the monitoring target is directly set as the target value of the control system, there are few error factors, and there is an effect that the image information can be acquired with high accuracy by the imaging device. Moreover, there is an effect that it is possible to provide a monitoring device capable of monitoring any region of the entire earth by using an artificial satellite as a flying object.
[0018]
According to the second aspect of the present invention, it is possible to provide a monitoring apparatus that can perform quick and agile monitoring in real time, can accurately acquire image information with an imaging device, and can monitor any area. Although it is the same, in addition to this, there is an effect that the field of view can be changed with less effort compared to changing the attitude of the flying object itself. Also, by providing a plurality of imagers, there is an effect that a plurality of monitoring targets can be imaged simultaneously.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block
FIG. 2 is a diagram illustrating a method for determining a posture change amount using a position coordinate as a target value in the monitoring apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing processing in the on-board computer by the monitoring apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a processing example of software and a database in the monitoring apparatus according to
FIG. 5 is a block
FIG. 6 is a diagram showing a conventional monitoring device.
[Explanation of symbols]
1 Aircraft, 2 Imager, 3 Navigation Satellite, 4 Navigation Satellite Signal Receiver, 5 Attitude Detector, 6 Attitude Changer, 7 View Direction Changer, 8 On-board Computer, 9 Monitoring Target, 10 Earth, 11 Line of sight, 12 position coordinate database, 12 ground station, 13 computer, 14 database, 15 terminal, 16 software, 17 monitoring target search software, 18 position coordinate generation software, 19 map.
Claims (6)
上記観測衛星に搭載され、地球表面を指向する撮像機、
上記観測衛星に搭載され航法衛星から発する測距用電波を受信して航法衛星の採用する座標系で観測衛星の位置座標を測定する航法衛星信号受信機、
上記観測衛星に搭載され、上記観測衛星の姿勢を検出する姿勢検出機、
上記観測衛星に搭載され、上記観測衛星の姿勢を変更する姿勢変更機、
上記観測衛星に搭載された搭載計算機、
地上局に設置された計算機、
地上局に設置され、地球上の地理情報及び位置情報を具備するデータベース、
上記データベースに接続された端末の操作によって、上記データベース内の地理情報から監視目標を選択する監視目標探索手段、
上記監視目標探索手段で選択された監視目標の位置座標を、上記航法衛星の採用する座標系による3次元の位置座標に変換する位置座標生成手段、
とを具備し、
上記計算機は、上記位置座標生成手段で変換された航法衛星の採用する座標系による監視目標の位置座標を、上記観測衛星に送信し、
さらに上記搭載計算機は、上記計算機から送信された監視目標の位置座標と上記航法衛星信号受信機から受信した上記観測衛星の位置情報と上記姿勢検出機から受信した上記観測衛星の姿勢角度情報に基づいて、上記撮像機の視野方向と上記観測衛星に対する上記監視目標の方向とのずれ量を算出し、当該算出したずれ量に基づいて、上記監視目標の位置座標を制御目標値として上記撮像機の視線が当該監視目標を指向するように、上記姿勢変更機に対し上記観測衛星の姿勢変更量を指示して上記観測衛星の姿勢を変更することを特徴とする監視装置。An observation satellite orbiting the earth,
An imager that is mounted on the observation satellite and faces the earth's surface,
A navigation satellite signal receiver that receives the ranging radio waves emitted from the navigation satellite and measures the position coordinates of the observation satellite in the coordinate system adopted by the navigation satellite,
An attitude detector mounted on the observation satellite for detecting the attitude of the observation satellite;
An attitude change machine mounted on the observation satellite and changing the attitude of the observation satellite;
Onboard computer mounted on the observation satellite,
A computer installed in the ground station,
A database installed at the ground station and having geographical information and location information on the earth;
A monitoring target searching means for selecting a monitoring target from geographical information in the database by operating a terminal connected to the database;
Position coordinate generation means for converting the position coordinates of the monitoring target selected by the monitoring target search means into three-dimensional position coordinates by a coordinate system adopted by the navigation satellite;
And
The computer transmits the position coordinates of the monitoring target by the coordinate system adopted by the navigation satellite converted by the position coordinate generation means to the observation satellite,
Further, the on-board computer is based on the position coordinates of the monitoring target transmitted from the computer, the position information of the observation satellite received from the navigation satellite signal receiver, and the attitude angle information of the observation satellite received from the attitude detector. Then, the amount of deviation between the visual field direction of the image pickup device and the direction of the monitoring target with respect to the observation satellite is calculated, and based on the calculated amount of deviation, the position coordinates of the monitoring target are used as control target values. A monitoring device, wherein the attitude changing device is instructed to change the attitude of the observation satellite so that the line of sight is directed toward the monitoring target.
上記観測衛星に搭載され、地球表面を指向する撮像機、
上記観測衛星に搭載され航法衛星から発する測距用電波を受信して航法衛星の採用する座標系で観測衛星の位置座標を測定する航法衛星信号受信機、
上記観測衛星に搭載され、上記観測衛星の姿勢を検出する姿勢検出機、
上記観測衛星に搭載され、上記観測衛星の姿勢を変更する姿勢変更機、
上記観測衛星に搭載された搭載計算機、
地上局に設置された計算機、
地球上の地理情報及び位置情報を具備するデータベース、
端末の操作によって、上記計算機及び上記データベースに接続するソフトウェアを格納したメモリとを具備し、
上記メモリは、上記データベース内の地理情報から監視目標を探索し、抽出する監視目標探索ソフト、上記監視目標探索ソフトにより抽出された監視目標の位置座標を上記航法衛星の採用する座標系による3次元の位置座標に変換する位置座標生成ソフトとを格納し、
上記計算機は、上記位置座標生成ソフトで航法衛星の採用する座標系による位置座標に変換された監視目標の位置座標を、上記観測衛星に送信し、
さらに上記搭載計算機は、上記計算機から送信された監視目標の位置座標と上記航法衛星信号受信機から受信した上記観測衛星の位置情報と上記姿勢検出機から受信した上記観測衛星の姿勢角度情報に基づいて、上記撮像機の視野方向と上記観測衛星に対する上記監視目標の方向とのずれ量を算出し、当該算出したずれ量に基づいて、上記監視目標の位置座標を制御目標値として上記撮像機が当該監視目標を指向するように、上記姿勢変更機に対し上記観測衛星の姿勢変更量を指示して上記観測衛星の姿勢を変更することを特徴とする監視装置。An observation satellite orbiting the earth,
An imager that is mounted on the observation satellite and faces the earth's surface,
A navigation satellite signal receiver that receives the ranging radio waves emitted from the navigation satellite and measures the position coordinates of the observation satellite in the coordinate system adopted by the navigation satellite,
An attitude detector mounted on the observation satellite for detecting the attitude of the observation satellite;
An attitude change machine mounted on the observation satellite and changing the attitude of the observation satellite;
Onboard computer mounted on the observation satellite,
A computer installed in the ground station,
A database comprising geographical information and location information on the earth,
A memory storing software connected to the computer and the database by operating the terminal;
The memory searches the monitoring target from the geographic information in the database, extracting monitoring target search software, 3D positional coordinates of monitoring targets extracted by the monitoring target search software by the coordinate system employed in the navigation satellite storing the position coordinate generation software that converts the position coordinates of
The computer transmits the position coordinate of the monitoring target converted into the position coordinate by the coordinate system adopted by the navigation satellite by the position coordinate generation software to the observation satellite,
Further, the on-board computer is based on the position coordinates of the monitoring target transmitted from the computer, the position information of the observation satellite received from the navigation satellite signal receiver, and the attitude angle information of the observation satellite received from the attitude detector. Then, the amount of deviation between the visual field direction of the image pickup device and the direction of the monitoring target with respect to the observation satellite is calculated, and the image pickup device uses the position coordinates of the monitoring target as a control target value based on the calculated amount of deviation. A monitoring apparatus characterized by changing the attitude of the observation satellite by instructing the attitude changer to change the attitude of the observation satellite so as to direct the monitoring target.
地球上の地理情報及び位置情報を具備するデータベース、
端末の操作によって、上記計算機及び上記データベースに接続するソフトウェアを格納したメモリとを具備し、
上記メモリは、上記データベース内の地理情報から監視目標を探索し抽出する監視目標探索ソフト、上記監視目標探索ソフトにより抽出された監視目標の位置座標を上記航法衛星の採用する座標系による3次元の位置座標に変換する位置座標生成ソフトとを格納し、
上記計算機は、監視目標の位置座標と航法衛星信号受信機から受信した地球を周回する観測衛星の位置情報と当該観測衛星の姿勢検出機から受信した当該観測衛星の姿勢角度情報に基づいて、当該観測衛星に搭載された撮像機の視野方向と当該観測衛星に対する当該監視目標の方向とのずれ量を算出し、当該算出したずれ量に基づき、当該監視目標の位置座標を制御目標値として当該観測衛星の姿勢変更機に対し姿勢変更量を指示して姿勢の変更制御を行い当該撮像機が当該監視目標を指向するように、上記位置座標生成ソフトで生成した当該監視目標の位置座標を、当該観測衛星に送信する
ことを特徴とする監視装置。A computer installed in the ground station,
A database comprising geographical information and location information on the earth,
A memory storing software connected to the computer and the database by operating the terminal;
The memory includes a monitoring target search software for searching for and extracting a monitoring target from geographical information in the database, and a three-dimensional coordinate system based on a coordinate system adopted by the navigation satellite using the position coordinates of the monitoring target extracted by the monitoring target search software . Stores position coordinate generation software to convert to position coordinates,
Based on the position coordinates of the monitoring target, the position information of the observation satellite orbiting the earth received from the navigation satellite signal receiver, and the attitude angle information of the observation satellite received from the attitude detector of the observation satellite Calculate the amount of deviation between the field-of-view direction of the imaging device mounted on the observation satellite and the direction of the monitoring target with respect to the observation satellite, and based on the calculated amount of deviation, use the position coordinates of the monitoring target as the control target value for the observation. The position coordinate of the monitoring target generated by the position coordinate generation software is set so that the attitude change amount is instructed to the attitude change machine of the satellite and the change control of the attitude is performed and the imaging device is directed to the monitoring target. A monitoring device characterized by transmitting to an observation satellite.
上記計算機は、地球上の地理情報及び位置情報を具備するデータベースに接続されるとともに、
上記データベース内の地理情報から監視目標を探索し抽出する監視目標探索ソフト、及び上記監視目標探索ソフトにより抽出された監視目標の位置座標を上記航法衛星の採用する座標系による3次元の位置座標に変換する位置座標生成ソフト、を格納したメモリに接続され、
更に、監視目標の位置座標と航法衛星信号受信機から受信した地球を周回する観測衛星の位置情報と当該観測衛星の姿勢検出機から受信した当該観測衛星の姿勢角度情報に基づいて、当該観測衛星が搭載する撮像機の視野方向と当該観測衛星に対する当該監視目標の方向とのずれ量を算出し、当該算出したずれ量に基づいて当該監視目標の位置座標を制御目標値として当該観測衛星の姿勢変更機に対し姿勢変更量を指示して姿勢を変更制御し当該撮像機が当該監視目標を指向するように、上記位置座標生成ソフトの動作処理によって生成された当該監視目標の位置座標を、当該観測衛星に送信する
ことを特徴とする監視装置。Equipped with a computer installed in the ground station,
The computer is connected to a database having geographical information and location information on the earth,
Monitoring target search software for searching for and extracting a monitoring target from geographic information in the database, and the position coordinates of the monitoring target extracted by the monitoring target search software as three-dimensional position coordinates by the coordinate system adopted by the navigation satellite Connected to the memory that stores the position coordinate generation software to be converted,
Further, based on the position coordinates of the monitoring target, the position information of the observation satellite orbiting the earth received from the navigation satellite signal receiver, and the attitude angle information of the observation satellite received from the attitude detector of the observation satellite, the observation satellite Calculates the amount of deviation between the field of view of the imager mounted on the camera and the direction of the monitoring target with respect to the observation satellite, and based on the calculated amount of deviation, the position coordinates of the monitoring target are used as control target values to determine the attitude of the observation satellite. The position coordinate of the monitoring target generated by the operation processing of the position coordinate generation software is set so that the posture change amount is instructed to the changing machine, and the posture is changed and controlled. A monitoring device characterized by transmitting to an observation satellite.
上記ソフトウェアは、上記データベース内の地理情報から監視目標を探索し抽出する監視目標探索ソフト、及び上記監視目標探索ソフトにより抽出された監視目標の位置座標を上記航法衛星の採用する座標系による3次元の位置座標に変換する位置座標生成ソフト、を具備して構成され、
更に、上記位置座標生成ソフトは、
監視目標の位置座標と航法衛星信号受信機から受信した地球を周回する観測衛星の位置情報と当該観測衛星の姿勢検出機から受信した観測衛星の姿勢角度情報に基づいて、当該撮像機の視野方向と当該観測衛星に対する当該監視目標の方向とのずれ量を算出し、当該算出したずれ量に基づき、当該監視目標の位置座標を制御目標値として当該観測衛星の姿勢変更機に対し姿勢変更量を指示して姿勢を変更制御し、当該撮像機が当該監視目標を指向するように、生成した当該監視目標の位置座標を、当該観測衛星と通信するための計算機に送信する、
ことを特徴とする監視装置。A monitoring device in which a computer installed in a ground station and software connected to a database including geographical information and location information on the earth are stored in a memory,
The software includes a monitoring target search software for searching for and extracting a monitoring target from geographical information in the database, and a three-dimensional coordinate system based on a coordinate system adopted by the navigation satellite for the position coordinates of the monitoring target extracted by the monitoring target search software. A position coordinate generation software for converting to the position coordinates of
Furthermore, the position coordinate generation software
Based on the position coordinates of the monitoring target, the position information of the observation satellite orbiting the earth received from the navigation satellite signal receiver, and the attitude angle information of the observation satellite received from the attitude detector of the observation satellite And the direction of the monitoring target with respect to the observation satellite, and based on the calculated amount of deviation, the position coordinate of the monitoring satellite is set as the control target value and the attitude change amount for the observation satellite attitude change machine is calculated. Instructing and changing the attitude, and transmitting the generated position coordinates of the monitoring target to a computer for communicating with the observation satellite so that the imaging device is directed to the monitoring target.
A monitoring device characterized by that.
上記観測衛星に搭載され、地球表面を指向する撮像機、
上記観測衛星に搭載され航法衛星から発する測距用電波を受信して航法衛星の採用する座標系で観測衛星の位置座標を測定する航法衛星信号受信機、
上記観測衛星の姿勢を検出する姿勢検出機、
上記観測衛星に搭載され、上記観測衛星の姿勢を変更する姿勢変更機、
上記観測衛星に搭載された搭載計算機とを具備し、
上記搭載計算機は、
地上局に設置された計算機、及び地球上の地理情報及び位置情報を具備するデータベースに接続された端末の操作によって、当該データベース内の地理情報から選択された監視目標の位置座標であって、上記航法衛星の採用する座標系による3次元の位置座標に変換された位置座標を受信し、
当該受信した監視目標の位置座標と上記航法衛星信号受信機から受信した上記観測衛星の位置情報と上記姿勢検出機から受信した上記観測衛星の姿勢角度情報に基づいて、上記撮像機の視野方向と上記観測衛星に対する上記監視目標の方向とのずれ量を算出し、当該算出したずれ量に基づいて、上記監視目標の位置座標を制御目標値として上記撮像機の視線が当該監視目標を指向するように、上記姿勢変更機に対し上記観測衛星の姿勢変更量を指示して観測衛星の姿勢を変更することを特徴とする監視装置。An observation satellite orbiting the earth,
An imager that is mounted on the observation satellite and faces the earth's surface,
A navigation satellite signal receiver that receives the ranging radio waves emitted from the navigation satellite and measures the position coordinates of the observation satellite in the coordinate system adopted by the navigation satellite,
An attitude detector for detecting the attitude of the observation satellite,
An attitude change machine mounted on the observation satellite and changing the attitude of the observation satellite;
An onboard computer mounted on the observation satellite,
The above-mentioned calculator is
The position coordinates of the monitoring target selected from the geographical information in the database by the operation of the computer installed in the ground station and the terminal connected to the database having the geographical information and the positional information on the earth, Receives the position coordinates converted into 3D position coordinates by the coordinate system adopted by the navigation satellite,
Based on the position coordinates of the received monitoring target, the position information of the observation satellite received from the navigation satellite signal receiver, and the attitude angle information of the observation satellite received from the attitude detector, A deviation amount from the direction of the monitoring target with respect to the observation satellite is calculated, and based on the calculated deviation amount, the position coordinate of the monitoring target is used as a control target value so that the line of sight of the imaging device is directed to the monitoring target. In addition, the monitoring apparatus is characterized by changing the attitude of the observation satellite by instructing the attitude change machine to change the attitude of the observation satellite.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25445997A JP3908350B2 (en) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | Monitoring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25445997A JP3908350B2 (en) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | Monitoring device |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1198492A JPH1198492A (en) | 1999-04-09 |
| JPH1198492A5 JPH1198492A5 (en) | 2005-06-30 |
| JP3908350B2 true JP3908350B2 (en) | 2007-04-25 |
Family
ID=17265325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25445997A Expired - Lifetime JP3908350B2 (en) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | Monitoring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3908350B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2792141C1 (en) * | 2021-11-24 | 2023-03-17 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный университет" Министерства обороны Российской Федерации | Reconnaissance and scouting relay complex |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103576691B (en) * | 2012-07-27 | 2016-08-24 | 常州天鹅科技有限公司 | 3G police service unmanned plane managing and control system |
| CN103034247B (en) * | 2012-12-04 | 2015-09-02 | 浙江天地人科技有限公司 | The control method of long distance control system and control device |
| KR101636233B1 (en) * | 2015-05-04 | 2016-07-06 | 경북대학교 산학협력단 | Method and apparatus for stabilizing of camera image |
| JP2019028560A (en) * | 2017-07-26 | 2019-02-21 | エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッドSz Dji Technology Co.,Ltd | Mobile platform, image composition method, program, and recording medium |
-
1997
- 1997-09-19 JP JP25445997A patent/JP3908350B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2792141C1 (en) * | 2021-11-24 | 2023-03-17 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный университет" Министерства обороны Российской Федерации | Reconnaissance and scouting relay complex |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1198492A (en) | 1999-04-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9183638B2 (en) | Image based position determination | |
| US10520605B2 (en) | Satellite signal reception characteristic estimation apparatus, method thereof, and program thereof | |
| US20130135146A1 (en) | Method for directed antenna alignment through augmented reality | |
| JP2001518627A (en) | Targeting system based on radio frequency interferometer and laser rangefinder / indicator | |
| JP2011052999A (en) | Method, system, and program for detecting flying object | |
| CN115032627A (en) | Distributed multi-sensor multi-mode unmanned cluster target fusion tracking method | |
| JP3797219B2 (en) | Monitoring device | |
| US20170227642A1 (en) | Stereo range with lidar correction | |
| JP7719426B2 (en) | Earth surface situation assessment method, earth surface situation assessment device, and earth surface situation assessment program | |
| US20060018642A1 (en) | Mobile laser designated infrared multimedia mapping system | |
| EP3767235B1 (en) | System for mapping building interior with pedestrian dead reckoning and ranging and related methods | |
| Grejner-Brzezinska et al. | From Mobile Mapping to Telegeoinformatics | |
| JP3908350B2 (en) | Monitoring device | |
| Sathyadevan | GPS spoofing detection in UAV using motion processing unit | |
| WO2025193419A1 (en) | Artificial satellite with onboard sensor fusion | |
| JP7228170B2 (en) | Radio wave propagation path maintenance system | |
| JP3606018B2 (en) | Monitoring device | |
| US11842452B2 (en) | Portable display device with overlaid virtual information | |
| JP4292796B2 (en) | Monitoring device | |
| JP3800746B2 (en) | Monitoring device | |
| JP7020418B2 (en) | Information processing equipment, information processing methods, and programs | |
| Naverschnigg et al. | Rapid GNSS-based calibration and target localization strategy for deployable optical UAV detection systems | |
| Naik et al. | Unmanned Aerial Vehicle Communication for Autonomous Operations | |
| Kotsakis et al. | Integrating Differential GPS data into an Embedded GIS and its Application to Infomobility and Navigation | |
| JPH1166269A (en) | Monitoring device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20040720 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041013 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041028 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041124 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050120 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051004 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051201 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20051215 |
|
| A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20060407 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061214 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070118 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100126 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110126 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120126 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130126 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130126 Year of fee payment: 6 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |