JP4846102B2 - 装置間の照準誤差を補正するための方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、センサ装置と、上記センサ装置によりサーボ装置を介して制御される実行装置との間の照準誤差を、照準誤差ベクトル（Ｂ）を補正することによって補正するための方法に関する。本発明はまた、この方法を実行するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
砲架車と砲架車上に配置された装置との間の照準誤差を補正するための方法は欧州特許公報ＥＰ−０３１４７２１−Ｂ１によって公知であり、この場合の装置としては射撃制御システム及び兵器架台が考えられる。この方法は、停止時の射撃制御システムと搭載兵器とによって測定される搭載された装置の概略位置の装置補正値を使用することと、砲架車のサーボ制御に際してこの補正値を考慮することによって実行される。装置のためのこの補正値は、工場において既知のものである、及び／又は測定された値から決定されるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は以上の問題点を解決し、上述の従来技術の方法における補正精度を改善することができる、装置間の照準誤差を補正するための方法及び装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る装置間の照準誤差を補正するための方法は、照準誤差ベクトル（Ｂ）の補正によって、センサ装置（Ｔ，Ｔ１，Ｔ２）と、サーボ装置を介して上記センサ装置（Ｔ，Ｔ１，Ｔ２）によって制御される実行装置（Ｇ，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３）との間の照準誤差を補正するための方法であって、
（ａ）センサ装置（Ｔ，Ｔ１，Ｔ２）を測定目標（Ｋ_ｉ）に照準する方法ステップと、
（ｂ）上記実行装置（Ｇ，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３）内に設けられた目標測定センサ（Ｓｇ）をこの測定目標（Ｋ_ｉ）に照準する方法ステップとを含み、それ故、上記測定目標（Ｋ_ｉ）はセンサ装置（Ｔ，Ｔ１，Ｔ２）及び実行装置（Ｇ，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３）に共通の測定目標（Ｋ_ｉ）を構成し、
（ｃ）センサ装置（Ｔ，Ｔ１，Ｔ２）によって制御される実行装置（Ｇ，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３）から発生する結果である目標測定センサ（Ｓｇ）の照準線の位置と、目標測定センサ（Ｓｇ）によって検出される測定目標（Ｋ_ｉ）の位置との間の偏移値（Ｄ_ｉ）を検出する方法ステップと、
（ｄ）既存の照準誤差ベクトル（Ｂ）を制御の入力信号として使用する方法ステップと、
（ｅ）続いて、偏移値（Ｄ_ｉ）を基礎として最小誤差二乗法により照準誤差ベクトル（Ｂ）の帰納的補正を実行する方法ステップとを含むことを特徴とする。
【０００５】
上記方法において、好ましくは、照準誤差ベクトル（Ｂ）を補正するために、処理ステップｉ＝１乃至ｉ＝ｎにわたる帰納的演算によりベクトル（Ｐ_ｎ）が演算され、当該ベクトル（Ｐ_ｎ）は、測定目標（Ｋ_ｉ）の測定される各位置の偏移値（Ｄ_ｉ）の少なくとも２つの成分又は座標を有し、
演算されたベクトル（Ｐ_ｉ）は初期値又は以前に演算された値に変換行列（Ｍ_ｉ）を乗算することによって補正され、これにより、測定目標の座標は目標測定センサ（Ｓｇ）の方位角（α_ｇｉ）と仰角（λ_ｇｉ）との関数として変換されることを特徴とする。
【０００６】
また、上記方法において、上記変換行列は、好ましくは、次式
【数９】

によって定義され、ここで、ｉ＝１，２，３，…，ｎであることを特徴とする。
【０００７】
さらに、上記方法において、好ましくは、各処理ステップｉにおいて、次式の共分散行列
【数１０】

がさらに使用され、ここで、Ｉは単位行列であり、初期化のために初期値Ｓ _０ が用いられ、ｉ＝１，２，３，…，ｎであることを特徴とする。
【０００８】
またさらに、上記方法において、誤差ベクトル（Ｅ）は次式の漸化式
【数１１】
Ｅ_ｉ＝Ｄ_ｉ−Ｍ_ｉ＊Ｐ_ｉ−1
を用いて演算され、ここで、Ｄ_ｉ＝［ｄｙ_ｉ’ ｄｚ_ｉ’］は偏移値の成分を有するベクトルであることを特徴とする。
【０００９】
また、上記方法において、好ましくは、帰納的な方法ステップは、ｉ＝１で開始するＭ_ｉ の演算値及び
【数１２】
Ｄ_ｉ＝［ｄｙ_ｉ’ ｄｚ_ｉ’］^Ｔ
の測定値を用いて、自由に選択可能な値Ｐ_０及びＳ_０で開始され、これから、誤差値Ｅ_ｉは、上記漸化式
【数１３】
Ｅ_ｉ＝Ｄ_ｉ−Ｍ_ｉ＊Ｐ_ｉ−1
を用いて演算され、
補正ベクトル（Ｐ_ｉ）は、次式の漸化式
【数１４】
Ｐ_ｉ＝Ｐ_ｉ−1＋Ｓ_ｉ＊Ｍ_ｉ ^Ｔ＊Ｅ_ｉ
を用いて演算され、ここで、ｉ＝１，２，３，…，ｎであることを特徴とする。
【００１０】
さらに、上記方法において、好ましくは、上記補正ベクトル（Ｐ_ｉ）は４つの成分Δｘ_ｉ、Δｙ_ｉ、Δｚ_ｉ及びΔλ_ｉのうちの少なくとも２つによって形成されることを特徴とする。
【００１１】
またさらに、上記方法において、好ましくは、上記演算は補正ベクトルＰ_ｉ＝［Δｘ_ｉ，Δｙ_ｉ，Δｚ_ｉ，Δλ_ｉ］を用いて実行され、かつ下記の値
【数１５】
Ｐ_ｏ＝［０ ０ ０ ０］^Ｔ
により初期化され、
上記共分散行列（Ｓ _ｉ ）は次式
【数１６】

により初期化され、ここで、Ｃは定数であり、定数Ｃは少なくとも実質的に４９．２５であることを特徴とする。
【００１２】
またさらに、上記方法において、好ましくは、共通の測定目標（Ｋ_ｉ）は、予め選択された空中の軌道上にヘリコプター（１０）によって案内されることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る装置間の照準誤差を補正するための装置は、照準誤差ベクトル（Ｂ）の補正によって、センサ装置（Ｔ，Ｔ１，Ｔ２）と、サーボ装置を介して上記センサ装置（Ｔ，Ｔ１，Ｔ２）によって制御される実行装置（Ｇ，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３）との間の照準誤差を補正するための装置であって、
センサ装置（Ｔ，Ｔ１，Ｔ２）は測定目標（Ｋ_ｉ）に照準するように構成され、
目標測定センサ（Ｓｇ）は実行装置（Ｇ，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３）内に設置されていてこの測定目標（Ｋ_ｉ）に照準するように構成され、従って上記測定目標（Ｋ_ｉ）はセンサ装置（Ｔ，Ｔ１，Ｔ２）及び実行装置（Ｇ，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３）の共通の測定目標（Ｋ_ｉ）を較正することが可能であり、
表示手段は、センサ装置（Ｔ，Ｔ１，Ｔ２）によって制御される実行装置（Ｇ，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３）から発生する結果である目標測定センサ（Ｓｇ）の照準線の位置と、目標測定センサ（Ｓｇ）によって検出される測定目標（Ｋ_ｉ）の位置との間の偏移値（Ｄ_ｉ）を検出するために設けられ、
コンピュータ手段は、既存の照準誤差ベクトル（Ｂ）からサーボ制御のための入力信号を取得するためと、続いて、偏移値（Ｄ_ｉ）を基礎として最小誤差二乗法により照準誤差ベクトル（Ｂ）の補正を実行するために設けられたことを特徴とする。
【００１４】
上述の目的は、本発明により、請求項１記載の方法と請求項１０記載の装置とを使用する効果的な方法で達成される。
【００１５】
本発明を使用すれば、定義された理想的な幾何学的配置からのシステム偏移を考慮することにより、砲火中に砲架車サーボの制御値を演算する際の精度を上げることができる。
【００１６】
本発明の他の効果的な実施形態は、後続の従属する請求項に記載されている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態について例示的に説明する。
【００１８】
図１は、合計５つの装置、すなわち射撃制御装置Ｔ１及びＴ２の形式の２基のセンサ装置と、大砲Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３の形式のコンピュータで制御される３基の実行装置（又はイフェクタ装置）とによるシステムを示している。センサ装置と実行装置とは、船上又は地上に設けられることが可能である。これらのすべての装置Ｔ１、Ｔ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３は砲架車又は砲床内に配置され、少なくとも機械的におおまかに整列配置される。
【００１９】
図２には、例としてヘリコプター１０と、センサ装置Ｔ及び実行装置Ｇを備える単一の搭載装置とが表示されている。センサ装置Ｔは、例えば大砲Ｇを制御するための射撃制御装置又は照準装置であることが可能であり、この場合も同様に符号Ｔで表す。大砲Ｇには、例えばＴＶセンサＳｇが提供されることが可能である。射撃制御装置Ｔは、データ回線又は信号回線１１を介して大砲Ｇを制御する。大砲Ｇ及び照準装置Ｔは共通の観測目標Ｋに照準され、共通の観測目標Ｋは、例えば、ヘリコプター１０の支持ケーブル１２に接続された、同じく符号Ｋで表す球体である。
【００２０】
このシステムによって、照準誤差ベクトルＢの補正、もしくは例えば図１のＢ１１、Ｂ１２、Ｂ２１、Ｂ２２、Ｂ３１、Ｂ３２である複数の照準誤差ベクトルＢ_ｊｋの補正を定義することが意図されている。この場合の照準誤差ベクトルＢ又は複数の照準誤差ベクトルＢ_ｊｋは、概略位置の測定、工場での測定等から既知でありかつ記憶されているベースベクトルであることが想定されている。
【００２１】
本発明の方法によって精度測定が実行され、これらの照準誤差ベクトルＢ又はＢ_ｊｋの既知の値が、幾つかのステップもしくはその後の幾つかの測定において改善される。従って、ｉ回の処理ステップを反復した後に、次式が照準ベクトル値Ｂに適用され、照準ベクトル値Ｂは演算された補正ベクトルＰ _ｎ によって補正される。ここで、ｉは１からｎまでの整数を表す。
【００２２】
【数１７】
Ｂ（ｎｅｗ）＝Ｂ（ｏｌｄ）＋Ｐ_ｎ
【００２３】
ここで、Ｂ（ｎｅｗ）は新しい照準誤差ベクトルであり、Ｂ（ｏｌｄ）は古い照準誤差ベクトルである。ｎ回の測定の後、Ｐ _ｎ がＰ _ｓ にほぼ等しくなると想定することが可能である。ここで、Ｐ_ｓはこうしたシステムの補正のための真の又は正確な値であり、しかもそれ自体では達成され得ない値である。
【００２４】
例えば、センサ装置又は実行装置が船上に配置されているとすると、その積荷、その時点の燃料又は船体の形状の変化、その他によって船の重量が変化した場合には、補正値Ｐ_ｓの値は新しいものとなる。これもやはり、ヘリコプター１０に固定された球体Ｋを使用して行われる測定によって、新たなＰ_ｎの形式でおおまかに決定される。例えば特に、爆発に続くたわみや捻れによる船体形状の極めて僅かな変化でも、基準角度を比較的大きく変化させる。こうした極めて小さい変化をも考慮することが、本発明の目的の１つである。
【００２５】
図３において図示されたディスプレイは、例えば観測目標Ｋ又は球体Ｋ、すなわちディスプレイの十字線の交点０から所定の偏移量を一般的には有している実際の位置にある球体Ｋを、ＴＶセンサＳｇが如何にして「見る」かを表している。ＴＶセンサＳｇによって直接観測されることが可能なこの偏移は、製造上の公差又は摩耗等の結果により生じる機械的不正確さ、概略位置測定における残留誤差、船体形状の変化、測定ノイズ等といった、あらゆるタイプの全システム誤差の結果としての位置上の誤差である。偏移は、２つの成分を有する開口ベクトルＤ_ｉであると考えることが可能であり、これは、転置すると次式のように表すことができる。
【００２６】
【数１８】
Ｄ_ｉ＝［ｄｙ_ｉ’ ｄｚ_ｉ’］^Ｔ
【００２７】
ここで、ｄｙ_ｉ’及びｄｚ_ｉ’は開口ベクトルＤ_ｉの軸ｙ’又は軸ｚ’における成分である。開口ベクトルＤ_ｉの長さの値ｄは、図３により次のように演算することができる。
【００２８】
【数１９】
ｄ＝（ｄｙ_ｉ’^２＋ｄｚ_ｉ’^２）^１／２
【００２９】
図３に係るディスプレイは、実際には角度である成分ｄｙ_ｉ’及びｄｚ_ｉ’を長さ又は距離によって表示できるように、予め決められた距離に従って較正される。開口ベクトルＤ_ｉには、次式が適用される。
【００３０】
【数２０】
Ｄ_ｉ＝Ｍ_ｉ＊Ｐ_ｓ＋Ｒ_ｉ＝Ｄ_ｉｃ＋Ｒ_ｉ
【００３１】
ここで、Ｒ_ｉは残留誤差である。この明細書において、＊は乗算を意味する。
【００３２】
残留誤差Ｒ_ｉに影響する要素としては特に、熱雑音の他に、海のうねり、サーボシステムの不正確さ、及び操作者が図３に表示された＋マークをその瞬間位置Ｋ_ｉにおける測定目標の真上に配置することができないという事実、等がある。
【００３３】
図４の座標系は、照準装置Ｔ及び大砲Ｇの領域において定義される。照準装置Ｔ及び大砲Ｇが地上に配置される場合には、例えばＸ軸は北へ、Ｙ軸は東へ、Ｚ軸は地球の中心へと向けられる。照準装置Ｔ及び大砲Ｇが船上に配置される場合には、例えばＸ軸は船の長手方向の軸であり、Ｙ軸は横軸であり、Ｚ軸はＸ軸及びＹ軸に直交する右手側の軸である。Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸で定義される座標系では、測定目標Ｋ_ｉが値をとることのできるすべての位置はｘ_Ｋ、ｙ_Ｋ及びｚ_Ｋの３座標によって決定される。ここで、弾道学では、実際的理由から角度値α_Ｋ及びλ_Ｋが座標として使用される。この場合、方位角はα_ｋで、仰角はλ_ｋで表される。従って、α_Ｋ及びλ_Ｋの値は冗長性である。座標ｘ_Ｋ、ｙ_Ｋ、ｚ_Ｋ及びλ_Ｋは目標ベクトルＯＫ_ｉの成分であると考えられており、この場合、方位角α又は仰角λはこれらの座標から演算することもできる。図４の平面Ｘ−ＹへのベクトルＯＫの投影は直線ｇを画成し、同じく平面Ｘ−Ｙに位置しかつゼロ点０で上記直線ｇと垂直に交差する直線はλ軸として選択される。
【００３４】
前述の帰納的に演算されたベクトルＰ_ｉは、好ましくは次のように４つの成分を有する。
【００３５】
【数２１】
Ｐ_ｉ＝［Δｘ_ｉ Δｙ_ｉ Δｚ_ｉ Δλ_ｉ］
【００３６】
ここで、Δｘ_ｉ、Δｙ_ｉ、Δｚ_ｉ及びΔλ_ｉは小さい角度値であり、
Δｘ_ｉはＸ軸の回りの回転、
Δｙ_ｉはＹ軸の回りの回転、
Δｚ_ｉはＺ軸の回りの回転、
Δλ_ｉはλ軸の回りの回転である。
【００３７】
これらの回転及び傾斜は、実行装置、すなわち大砲Ｇの回転面がセンサ装置、すなわち照準装置Ｔの回転面に平行でないことから生じる。
【００３８】
このことから生じる誤差は２つの自由度を有し、よって、Ｘ軸の回りの回転Δｘ_ｉ及びＹ軸の回りの回転Δｙ_ｉの２つの回転によって補正されることが可能である。ここで、Ｚ軸の回りの回転Δｚ_ｉ は方位角の回転Δαも含む。従って、以下のように定義される変換行列Ｍ_ｉが、目標ベクトルＯＫ_ｉによって定義される目標の各位置に、もしくは各処理ステップｉに存在する。
【００３９】
【数２２】

【００４０】
ここで、ｉ＝１，２，３，…，ｎである。
また、各処理ステップｉには次のような共分散行列も存在する。
【００４１】
【数２３】

【００４２】
ここで、Ｉは単位行列である。
最後に、誤差ベクトルＥ（式の誤差）が次式によって定義される。
【００４３】
【数２４】
Ｅ_ｉ＝Ｄ_ｉ−Ｍ_ｉ＊Ｐ_ｉ−1
【００４４】
上記演算は、次の値を用いて初期化される。
【００４５】
【数２５】
Ｐ_０＝［０ ０ ０ ０］^Ｔ
及び
【数２６】

【００４６】
ここで、Ｃは定数であり、定数Ｃは、好ましくは、実質的に又は近似的に４９．２５である。
【００４７】
反復は、初期値Ｐ_０及びＳ_０ で、Ｍ_ｉ の演算値及び
【数２７】
Ｄ_ｉ＝［ｄｙ_ｉ’ ｄｚ_ｉ’］^Ｔ
の測定値を用いてｉ＝１から開始される。これにより、Ｅ_ｉ及びＳ_ｉの値が上述の漸化式を用いて決定され、また続いてＰ_ｉが次式の漸化式を用いて決定される。
【００４８】
【数２８】
Ｐ_ｉ＝Ｐ_ｉ−1＋Ｓ_ｉ＊Ｍ_ｉ ^Ｔ＊Ｅ_ｉ
【００４９】
ここで、ｉ＝１，２，３，…，ｎである。
【００５０】
この帰納的アルゴリズムは、以下の品質指数Ｊ（ｐ）（性能）を最小化する。
【００５１】
【数２９】
Ｊ（ｐ）
＝ｓｕｍ（ｉ＝１，２，…，ｎ）［Ｄ_ｉ−Ｍ_ｉ＊Ｐ_ｉ］^Ｔ＊［Ｄ_ｉ−Ｍ_ｉ＊Ｐ_ｉ］
【００５２】
ここで、演算子ｓｕｍ（ｉ＝１，２，…，ｎ）は、当該演算子の引数において、ｉを１からｎまで変化したときの引数の和を示す。本発明によるアルゴリズムは、最小誤差二乗法の特別なアプリケーションを基礎とするものであり、「最も効果的な」値は、Ｄ_ｉに対して観測された値と
【数３０】
Ｄ_ｉｃ≒Ｍ_ｉ＊Ｐ_ｎ
の演算された値との各差の二乗和が最小となる状態において演算される。
【００５３】
変換行列Ｍ _ｉ によって、演算された補正ベクトルＰ_ｉ からベクトルＤ_ｉ への変換、もしくは成分Δｘ_ｉ、Δｙ_ｉ、Δｚ_ｉ及びΔλ_ｉ から成分ｄｙ_ｉ’、ｄｚ_ｉ’への変換が行われる。行列Ｓは、観測面における不確定さを避けるために使用される（図３）。行列Ｓは先に示した共分散行列であり、特に直交対称的に展開される測定の場合には、結果的に対角成分に０に近づく値を有する対角対称行列になる、すなわち軌道Ｓｐもしくは収束数が０に近づく。この収束数の点位置に関するテストを行った結果、定数Ｃとして値４９．２５又は４９２．５などを選択すれば効果的であることがわかった。Ｃ＝４９．２５では、共分散行列Ｓｎの軌道の値は、十分に大きな測定数又はステップ数ｎの後で、開始時の９９．９９…から約０．０３にまで減少する。ここで、定数は１であることも可能であり、またどんな任意値を有してもよい。例えば２５＜ｎ＜４００、好ましくは、ｎ＝２００である測定数又は帰納ステップ数ｎの後、Ｐ_ｎの値は求める値Ｐ_ｓになる。
【００５４】
図５は、ヘリコプター１０により運ばれる測定目標Ｋの多数の実際位置を十字＋で示している。図６には、これらの位置の相応に補正された値が表示されている。このＸ−Ｙ−Ｚ座標系が船を基礎とするものであれば、ヘリコプター１０は好ましくは、船の周囲を半径約１．５ｋｍの大きさを有する円形軌道で螺旋状に、もしくは漸増する仰角α_Ｔｉ、λ_Ｔｉ、Δ_Ｔｉで飛行する。照準装置Ｔによって決定されたデータを基礎とし、かつこれまでに既知となったパラメータ、特に照準装置Ｔと大砲Ｇとの視差を考慮して、（小さくオフセットした視差を含む大砲Ｇの射線又は兵器の筒状部の軸ではなく）大砲Ｇのセンサ照準線０が、好ましくは自動的に、目標Ｋ_ｉへと可能な限り良好に照準される。センサ（Ｓｇ）の照準線の十字の交点（図３）は、測定目標Ｋ_ｉがあると思われる方向に狙いをつける。
【００５５】
従って、図５において十字＋で表す点のすべては、ヘリコプター１０で運ばれる目標Ｋの各位置Ｋ_ｉに対応する測定された値α_Ｋｉ又はλ_Ｋｉ、すなわち大砲Ｇの方位角又は仰角に関連している。これに対して、図６は、本方法による補正に続いてさらなる測定が実際問題として可能である場合に全く同一の条件下で測定される理論上の値α又はλに対応するものである。現実には、ヘリコプター１０を使用して先の測定の間と全く同一の位置で、かつ船に関して同一の条件下で測定を繰り返すことは不可能である。
【００５６】
理論的には、補正の実施により、すべての点＋は図６のゼロ点に一致しなければならない。しかしながら、図６に表示されているように不可避的な残留誤差Ｒ_ｉにより、複数の点＋はゼロ点０に一致しない、すなわち統計的にはゼロ点０から発散性の偏移が生じる。ここで、その分布には平均の値がない、すなわち発散する点の平均値は両軸上のゼロである。
【００５７】
同様のシステムのコンピュータにおいて異なる過程で動作するほかのアルゴリズムと比較すると、本発明に係るアルゴリズムは、本発明による初期化には全く問題がなく、かつ特異性（行列式＝０）は絶対に発生しないために、システムの「脱線」の心配がない、という事実から見て特に効果的であることが示されている。このような「脱線」は、例えば各過程において測定された値を正弦曲線等の予め決められた曲線に一致させようと試行されるような場合に発生する可能性がある。
【００５８】
欧州特許公報ＥＰ−０３１４７２１−Ｂ１に記載されたシステムの場合のように、照準誤差ベクトルの補正の基礎である測定に基づく補正データは、不正な照準をリアルタイムで補正する効力を有している。この場合も測定は随時、例えば４週間又は６週間毎に実行して、補正データを例えば船に関する変動する条件に一致させることが可能である。これは、随時取得される測定値はシステムへと統合されることが可能であり、よってシステムに内在するものであり、故に各々直接は観測されることが不可能な誤差に対応していることを意味している。
【００５９】
センサ装置Ｔ（トラッカー）は、センサ、照準装置、レーダ、レーザ又は赤外線装置等であることが可能であり、もしくはこうした装置の幾つかを組み合わせたものであってもよい。実行装置Ｇ（大砲類）としては、例えばカノン砲等の従来の大砲以外にもロケット発射装置やレーザガンが使用される。測定は、異なるＧ／ＴペアＢ１１、Ｂ１２、Ｂ２１、Ｂ２２、…（図１参照）で行うことが可能であり、１つのセンサ装置Ｔで数個の実行装置Ｇを制御することもできる。
【００６０】
図面に描かれている設備は、請求された変形例による様々な方法、又は部分的方法、もしくはその任意の組合せを可能にするために、必要な制御装置、コンピュータ手段又はハードウェア及びプログラム又はソフトウェアを保有することができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、定義された理想的な幾何学的配置からのシステム偏移を考慮することにより、砲火中に砲架車サーボの制御値を演算する際の精度を上げることができる。これにより、従来技術の方法における補正精度を改善することができる、装置間の照準誤差を補正するための方法及び装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る実施形態を説明するための図であって、センサ装置と実行装置との各位置の相互リンクを示す概略ブロック図である。
【図２】 本発明に係る実施形態の装置による精度測定を実行中の個々の観測状況を示す概略ブロック図である。
【図３】 図２の装置による個々の観測の結果を示すグラフである。
【図４】 図２の装置で使用される座標系を説明するための図である。
【図５】 観測値集合全体の結果を示すグラフである。
【図６】 本発明に係る実施形態の装置によって補正された値の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
Ｂ，Ｂ_ｊｋ…照準誤差ベクトル、
Ｇ，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３…大砲、
Ｋ，Ｋ_ｉ…測定目標
Ｓｇ…目標測定センサ、
Ｔ，Ｔ１，Ｔ２…目標追跡装置。

Claims (10)

1. 照準誤差ベクトル（Ｂ）の補正によって、センサ装置（Ｔ，Ｔ１，Ｔ２）と、サーボ装置を介して上記センサ装置（Ｔ，Ｔ１，Ｔ２）によって制御される実行装置（Ｇ，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３）との間の照準誤差を補正するための方法であって、
   （ａ）上記センサ装置（Ｔ，Ｔ１，Ｔ２）を測定目標（Ｋ_ｉ）に照準する方法ステップと、
   （ｂ）上記実行装置（Ｇ，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３）に設けられた目標測定センサ（Ｓｇ）を上記測定目標（Ｋ_ｉ）に照準する方法ステップとを含み、これにより、上記測定目標（Ｋ_ｉ）は上記センサ装置（Ｔ，Ｔ１，Ｔ２）及び上記実行装置（Ｇ，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３）の共通の測定目標（Ｋ_ｉ）を構成し、
   （ｃ）上記センサ装置（Ｔ，Ｔ１，Ｔ２）によって制御される上記実行装置（Ｇ，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３）から結果的に得られる上記目標測定センサ（Ｓｇ）の照準線の位置と、上記目標測定センサ（Ｓｇ）によって検出される上記測定目標（Ｋ_ｉ）の位置との間の偏移値（Ｄ_ｉ）を検出する方法ステップと、
   （ｄ）既存の照準誤差ベクトル（Ｂ）を制御の入力信号として使用する方法ステップと、
   （ｅ）続いて、上記偏移値（Ｄ_ｉ）を基礎として最小誤差二乗法により上記照準誤差ベクトル（Ｂ）の帰納的補正を実行する方法ステップとを含むことを特徴とする装置間の照準誤差を補正するための方法。
2. 上記照準誤差ベクトル（Ｂ）を補正するために、処理ステップｉ＝１乃至ｉ＝ｎにわたる帰納的演算により補正ベクトル（Ｐ_ｎ）が演算され、当該補正ベクトル（Ｐ_ｎ）は、上記測定目標（Ｋ_ｉ）の測定される各位置に係る上記偏移値（Ｄ_ｉ）の少なくとも２つの成分又は座標を有し、
   演算された補正ベクトル（Ｐ_ｉ）は初期値又は以前に演算された値に変換行列（Ｍ_ｉ）を乗算することによって補正され、上記変換行列（Ｍ _ｉ ）により、上記測定目標の座標は上記目標測定センサ（Ｓｇ）の方位角（α _ｉ ）及び仰角（λ _ｉ ）の関数として変換され、
   上記変換行列は、ｉ＝１，２，３，…，ｎのとき、次式
   

   

   によって定義されることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 各処理ステップｉにおいて、観測面における不確定さを避けるために、次式の共分散行列
   

   

   がさらに使用され、ここで、Ｉは単位行列であり、初期化のために初期値Ｓ _０ が用いられ、ｉ＝１，２，３，…，ｎであることを特徴とする請求項２記載の方法。
4. 式誤差ベクトル（Ｅ _ｉ ）が次式の漸化式
   【数３】
   Ｅ_ｉ＝Ｄ_ｉ−Ｍ_ｉ＊Ｐ_ｉ−1
   を用いて演算され、ここで、Ｄ_ｉ＝［ｄｙ_ｉ’ ｄｚ_ｉ’］は偏移値の成分を有するベクトルであり、
   帰納的な上記処理ステップは、ｉ＝１で開始するＭ _ｉ の演算値及び
   【数４】
   Ｄ_ｉ＝［ｄｙ_ｉ’ ｄｚ_ｉ’］^Ｔ
   の測定値を用いて、自由に選択可能な値Ｐ _０ 及びＳ _０ で開始され、これから、上記式誤差ベクトルＥ _ｉ は、上記漸化式
   【数５】
   Ｅ_ｉ＝Ｄ_ｉ−Ｍ_ｉ＊Ｐ_ｉ−1
   を用いて演算され、
   上記補正ベクトル（Ｐ _ｉ ）は、次式の漸化式
   【数６】
   Ｐ_ｉ＝Ｐ_ｉ−1＋Ｓ_ｉ＊Ｍ_ｉ ^Ｔ＊Ｅ_ｉ
   を用いて演算され、ここで、ｉ＝１，２，３，…，ｎであることを特徴とする請求項３記載の方法。
5. 上記補正ベクトル（Ｐ_ｉ）は４つの成分Δｘ_ｉ、Δｙ_ｉ、Δｚ_ｉ及びΔλ_ｉのうちの少なくとも２つによって形成されることを特徴とする請求項２〜４のうちのいずれか１つに記載された方法。
6. 上記補正ベクトルＰ _ｉ はＰ_ｉ＝［Δｘ_ｉ，Δｙ_ｉ，Δｚ_ｉ，Δλ_ｉ］であり、かつ下記の値
   【数７】
   Ｐ_ｏ＝［０ ０ ０ ０］^Ｔ
   により初期化され、
   上記共分散行列（Ｓ _ｉ ）は次式
   

   

   により初期化され、ここで、Ｃは定数であることを特徴とする請求項３又は４に記載された方法。
7. 上記定数Ｃは４９．２５の値を有することを特徴とする請求項６記載の方法。
8. 上記共通の測定目標（Ｋ_ｉ）は予め選択された空中の軌道上において案内されることを特徴とする請求項１〜６のうちのいずれか１つに記載された方法。
9. 上記共通の測定目標（Ｋ _ｉ ）はヘリコプター（１０）によって案内されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 照準誤差ベクトル（Ｂ）の補正によって、センサ装置（Ｔ，Ｔ１，Ｔ２）と、サーボ装置を介して上記センサ装置（Ｔ，Ｔ１，Ｔ２）によって制御される実行装置（Ｇ，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３）との間の照準誤差を補正するための装置であって、
    上記センサ装置（Ｔ，Ｔ１，Ｔ２）は測定目標（Ｋ_ｉ）に照準するように構成され、
    上記測定目標（Ｋ _ｉ ）に照準するように構成された目標測定センサ（Ｓｇ）が、上記実行装置（Ｇ，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３）に設けられ、従って上記測定目標（Ｋ_ｉ）は上記センサ装置（Ｔ，Ｔ１，Ｔ２）及び上記実行装置（Ｇ，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３）の共通の測定目標（Ｋ_ｉ）を構成することが可能であり、
    上記センサ装置（Ｔ，Ｔ１，Ｔ２）によって制御される上記実行装置（Ｇ，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３）から結果的に得られる上記目標測定センサ（Ｓｇ）の照準線の位置と、上記目標測定センサ（Ｓｇ）によって検出される測定目標（Ｋ_ｉ）の位置との間の偏移値（Ｄ_ｉ）を検出するための表示手段が設けられ、
    既存の照準誤差ベクトル（Ｂ）からサーボ制御のための入力信号を取得するためと、続いて、上記偏移値（Ｄ_ｉ）を基礎として最小誤差二乗法により上記照準誤差ベクトル（Ｂ）の補正を実行するためのコンピュータ手段が設けられたことを特徴とする装置間の照準誤差を補正するための装置。

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