JP3037516B2 - Direction measurement device - Google Patents
Direction measurement deviceInfo
- Publication number
- JP3037516B2 JP3037516B2 JP26685892A JP26685892A JP3037516B2 JP 3037516 B2 JP3037516 B2 JP 3037516B2 JP 26685892 A JP26685892 A JP 26685892A JP 26685892 A JP26685892 A JP 26685892A JP 3037516 B2 JP3037516 B2 JP 3037516B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- azimuth
- target
- structural deformation
- deformation amount
- sensor
- 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 - Fee Related
Links
Landscapes
- Navigation (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、センサにより目標物
の方位を検出する際の上記センサが取り付けられた構造
物の変形による誤差を高精度で校正し、目標物の方位を
正確に検出することを可能とする方位測定装置に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention accurately corrects an error caused by deformation of a structure to which a sensor is attached when detecting an orientation of a target by a sensor, and accurately detects the orientation of the target. The present invention relates to an azimuth measuring device capable of performing such operations.
【0002】[0002]
【従来の技術】図9は、財団法人防衛技術協会発行の
「誘導武器概論」に示された従来のストラップダウン方
式の概念を示す概念構成図であり、図9において53は
図示していない光センサが剛に結合されたテーブル、5
4はテーブル53に剛に結合されテーブルに加わる加速
度を検出する加速度計、55は同様にテーブル53に剛
に結合されテーブル53の角速度を検出する角速度計で
あり、3個のレートジャイロ55a,55b,55cを
備えている。2. Description of the Related Art FIG. 9 is a conceptual configuration diagram showing the concept of a conventional strap-down system shown in "Introduction to Guidance Weapons" issued by the Defense Technology Association. In FIG. Table with rigidly connected sensors, 5
Reference numeral 4 denotes an accelerometer rigidly connected to the table 53 to detect an acceleration applied to the table, and reference numeral 55 denotes an angular velocity meter similarly rigidly connected to the table 53 to detect an angular velocity of the table 53, and includes three rate gyros 55a and 55b. , 55c.
【0003】56は前記加速度計54と角速度計55の
検出信号を処理するための演算装置である。Reference numeral 56 denotes an arithmetic unit for processing detection signals from the accelerometer 54 and the gyro 55.
【0004】このストラップダウン方式では、ジンバ
ル,サーボモータによる誤差修正その他全てを電子計算
機により行っている。[0004] In this strap-down system, errors are corrected by a gimbal and a servomotor, and all other operations are performed by an electronic computer.
【0005】すなわち、このストラップダウン方式で
は、3個のレートジャイロ55a,55b,55cと加
速度計54が直接運動体であるテーブル53に固定され
ており、前記3個のレートジャイロ55a,55b,5
5cにより検出された運動体の姿勢角により、演算装置
56が刻々とその時点での安定基準盤を作り上げ、これ
に加速度計54からの加速度情報を加えて運動体の位置
および姿勢等を計算している。That is, in this strap-down system, three rate gyros 55a, 55b, 55c and an accelerometer 54 are fixed to a table 53 which is a direct moving body, and the three rate gyros 55a, 55b, 5
Based on the posture angle of the moving body detected by 5c, the arithmetic unit 56 creates a stable reference board at that time, and adds the acceleration information from the accelerometer 54 to calculate the position and posture of the moving body. ing.
【0006】光センサがテーブル53に取り付けられて
いると、加速度計54と角速度計55がテーブル53に
取り付けられている光センサに加わる加速度データや角
速度データを時々刻々検出することにより、このデータ
に対し演算装置56が積分・座標変換等の計算を行うこ
とにより、各時刻におけるテーブル53すなわち光セン
サの変位や回転量を知ることができる。When the optical sensor is attached to the table 53, the accelerometer 54 and the gyro 55 detect momentarily acceleration data and angular velocity data applied to the optical sensor attached to the table 53. On the other hand, when the arithmetic unit 56 performs calculations such as integration and coordinate conversion, the displacement and rotation of the table 53, that is, the optical sensor at each time can be known.
【0007】従って、光センサが飛行機における柔軟構
造の翼端などに取り付けられているときに、この翼端が
撓んだり捩れたりしたときには、慣性座標計系における
翼端に取り付けられている光センサの変位や回転量が検
出できることになる。Therefore, when the optical sensor is attached to the wing tip of a flexible structure in an airplane and the wing tip is bent or twisted, the optical sensor attached to the wing tip in the inertial coordinate measuring system. , The displacement and the rotation amount can be detected.
【0008】さらに、航空機の胴体に対しても上述した
ストラップダウン方式により慣性座標系における変位・
回転量を算出できるので、翼端における前記変位や回転
量との相対量を計算することにより、胴体に対する翼端
の変位・回転量が求められることになる。Further, the displacement and the displacement of the fuselage of the aircraft in the inertial coordinate system by the strap down method described above.
Since the amount of rotation can be calculated, the amount of displacement and rotation of the wing tip with respect to the fuselage can be obtained by calculating the relative amount of the wing tip with respect to the displacement and the amount of rotation.
【0009】そして、光センサによる目標物に対する方
位などの観測値をこの変位・回転量を用いて座標変換
し、光センサの変位・回転による目標物方位検出の際の
誤差の校正を行い、光センサの変位・回転がない状態で
の目標物の方位を正確に計算し、求めることが出来る。Then, the observation value of the azimuth with respect to the target by the optical sensor is converted into a coordinate using the displacement / rotation amount, and an error in detecting the azimuth of the target due to the displacement / rotation of the optical sensor is calibrated. It is possible to accurately calculate and obtain the azimuth of the target in a state where there is no displacement or rotation of the sensor.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】従来の方位測定装置は
以上のように構成されているので、航空機の翼端などに
加速度計54や角速度計55などの付属的な精密機器を
取り付ける必要があり、容積,重量,耐久性などの点で
不利であり、コストも高くなってしまう問題点があっ
た。Since the conventional azimuth measuring device is constructed as described above, it is necessary to attach additional precision equipment such as the accelerometer 54 and the angular velocity meter 55 to the wing tip of the aircraft. However, it is disadvantageous in terms of volume, weight, durability and the like, and there is a problem that the cost is increased.
【0011】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、この請求項1の発明は、加速度
計や角速度計などの精密機器を用いることなく、航空機
の剛構造部に取り付けられた基準発光器と、航空機にお
ける柔軟構造部に取り付けられたセンサとの関係から、
そのセンサが取り付けられた柔軟構造物についての構造
モデル上での構造変形量を推算することにより、これを
基に目標物の方位測定に伴う誤差を校正し、さらに上記
推算結果や校正した目標物の方位測定結果などを表示す
ることのできる方位測定装置を得ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and the invention of claim 1 is applicable to a rigid structure of an aircraft without using precision equipment such as an accelerometer and an angular velocity meter. From the relationship between the mounted reference light emitter and the sensor mounted on the flexible structure of the aircraft,
By estimating the amount of structural deformation on the structural model of the flexible structure to which the sensor is attached, the error associated with the azimuth measurement of the target is calibrated based on this, and the above estimation results and the calibrated target are calibrated. It is an object of the present invention to obtain an azimuth measuring device capable of displaying the azimuth measurement result and the like.
【0012】この請求項2の発明は、剛構造物に取り付
けられた基準点と柔軟構造物に取り付けられたセンサと
の関係から、そのセンサが取り付けられた柔軟構造物に
ついての構造モデル上での構造変形量を推算することに
より、加速度計や角速度計などを用いることなく目標物
の方位測定に伴う誤差を校正することのできる方位測定
装置を得ることを目的とする。According to the second aspect of the present invention, the relationship between a reference point attached to a rigid structure and a sensor attached to a flexible structure is based on a structural model of the flexible structure to which the sensor is attached. It is an object of the present invention to obtain an azimuth measuring device capable of calibrating an error accompanying the azimuth measurement of a target object without using an accelerometer or an gyro by estimating a structural deformation amount.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】この請求項1の発明に係
る方位測定装置は、航空機における剛構造部に取り付け
られた基準発光器と、航空機における柔軟構造部に取り
付けられ上記基準発光器の方位データと目標物の目標物
方位データを検出するセンサと、そのセンサが検出した
上記基準発光器の方位データとあらかじめ求められてい
る上記基準発光器の基準方位データとの偏差を基にあら
かじめ記憶されている上記航空機の柔軟構造部について
の構造モデル上での構造変形量を推算する構造変形量推
算手段と、その構造変形量推算手段により推算した構造
変形量を基に上記目標物の方位測定に伴う誤差を校正す
る校正手段と、上記構造変形量推算手段による推算結果
や上記校正手段により校正した目標物の方位測定結果な
どを表示する表示手段とを備えたものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided an azimuth measuring apparatus, comprising: a reference illuminator mounted on a rigid structure of an aircraft; and an azimuth of the reference illuminator mounted on a flexible structure of the aircraft. A sensor that detects data and target direction data of the target, and is stored in advance based on a deviation between the direction data of the reference light emitting device detected by the sensor and the reference direction data of the reference light emitting device previously determined. Means for estimating the amount of structural deformation on the structural model of the flexible structural part of the aircraft, and measuring the orientation of the target based on the amount of structural deformation estimated by the means for estimating the structural deformation. Calibration means for calibrating the accompanying error, and display for displaying the estimation result by the structural deformation amount estimation means and the azimuth measurement result of the target calibrated by the calibration means It is that a stage.
【0014】この請求項2の発明に係る方位測定装置
は、剛構造物に配置された基準点の方位データや目標物
の方位データを検出する柔軟構造物に取り付けられたセ
ンサと、そのセンサにより検出した上記基準点の方位デ
ータとあらかじめ求められている上記基準点の基準方位
データとの偏差を基にあらかじめ記憶されている上記柔
軟構造物についての構造モデル上での構造変形量を推算
する構造変形量推算手段と、その構造変形量推算手段に
より推算した構造変形量を基に上記目標物の方位測定に
伴う上記柔軟構造物の変形による方位データの誤差を校
正する校正手段とを備えたものである。The azimuth measuring device according to the second aspect of the present invention comprises a sensor attached to a flexible structure for detecting azimuth data of a reference point and azimuth data of a target placed on a rigid structure, and the sensor. A structure for estimating a structural deformation amount on a structural model of the flexible structure stored in advance based on a deviation between the detected azimuth data of the reference point and the previously obtained reference azimuth data of the reference point. Deformation amount estimating means, and calibration means for calibrating an error of azimuth data due to deformation of the flexible structure accompanying azimuth measurement of the target based on the structural deformation amount estimated by the structural deformation amount estimating means. It is.
【0015】[0015]
【作用】この請求項1の発明における方位測定装置は、
航空機における剛構造部に取り付けられた基準発光器
と、航空機における柔軟構造部に取り付けられたセンサ
が検出した基準発光器の方位データと、あらかじめ求め
られている上記基準発光器に対する基準方位データとの
偏差を基にあらかじめ記憶されている上記航空機の柔軟
構造部についての構造モデル上での構造変形量を推算
し、その構造変形量を基に上記柔軟構造物の変形により
生ずる目標物方位測定の際の目標物の方位データの誤差
を校正し、目標物の方位測定を正確に行い、さらに上記
推算結果や上記校正した目標物の方位測定結果などを表
示する。According to the first aspect of the present invention, the azimuth measuring device comprises:
Reference illuminator attached to a rigid structure in an aircraft, orientation data of a reference illuminator detected by a sensor attached to a flexible structure in an aircraft, and reference orientation data for the reference illuminant previously determined Estimate the amount of structural deformation on the structural model of the flexible structure of the aircraft stored in advance on the basis of the deviation, and measure the orientation of the target caused by the deformation of the flexible structure based on the amount of structural deformation. And corrects the azimuth data error of the target object, accurately measures the azimuth of the target object, and displays the estimation result, the directional measurement result of the calibrated target object, and the like.
【0016】この請求項2の発明における方位測定装置
は、柔軟構造物に取り付けられたセンサにより検出した
剛構造物に配置または基準点の方位データと、あらかじ
め求められている上記基準点の基準方位データとの偏差
を基にあらかじめ記憶されている上記柔軟構造物につい
ての構造モデル上での構造変形量を推算し、その構造変
形量を基に上記柔軟構造物の変形により生ずる目標物方
位測定の際の目標物の方位データの誤差を校正し、目標
物の方位測定を正確に行う。According to a second aspect of the present invention, there is provided an azimuth measuring device, comprising: azimuth data of an arrangement or a reference point on a rigid structure detected by a sensor attached to a flexible structure; Estimate the amount of structural deformation on the structural model of the flexible structure stored in advance based on the deviation from the data, and measure the orientation of the target object caused by the deformation of the flexible structure based on the amount of structural deformation. At this time, the error of the azimuth data of the target is calibrated to accurately measure the azimuth of the target.
【0017】[0017]
実施例1.以下、この発明の実施例1を図について説明
する。図1において、1は航空機、2は航空機1の胴体
部に取り付けられた基準発光器である。Embodiment 1 FIG. Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an aircraft, and reference numeral 2 denotes a reference light emitter attached to the fuselage of the aircraft 1.
【0018】この場合、基準発光器2が取り付けられて
いる航空機1の胴体部は剛構造部とみなしている。In this case, the fuselage of the aircraft 1 to which the reference light emitter 2 is attached is regarded as a rigid structure.
【0019】3は航空機11の翼端に取り付けられた光
センサである。この場合、光センサ3が取り付けられて
いる航空機1の翼は、飛行中に翼面に加わる荷重により
撓んだり捩れたりする柔軟構造部とみなしている。Reference numeral 3 denotes an optical sensor attached to the wing tip of the aircraft 11. In this case, the wing of the aircraft 1 to which the optical sensor 3 is attached is regarded as a flexible structure that bends or twists due to a load applied to the wing surface during flight.
【0020】4は光センサ3から出力される信号を処理
するための演算装置(構造変形量推算手段,校正手段)
であり、光センサ3が取り付けられた翼構造の数値モデ
ルが格納されている。5は演算装置4による演算結果な
どを表示するためにコクピットに設けられている表示装
置(表示手段)である。An arithmetic unit 4 for processing a signal output from the optical sensor 3 (structure deformation amount estimating means, calibration means)
And a numerical model of the wing structure to which the optical sensor 3 is attached is stored. Reference numeral 5 denotes a display device (display means) provided in the cockpit for displaying a result of calculation by the calculation device 4 and the like.
【0021】6は方位測定の対象となる目標物であり他
の航空機を示す。Reference numeral 6 denotes a target to be measured, which indicates another aircraft.
【0022】図2は、航空機1の翼が撓んだり捩れたり
して柔軟構造部である翼端に取り付けられた光センサ3
に変位・回転が生じているときの翼端の座標系における
アジスマ角ψとエレベーション角θを示す説明図であ
る。FIG. 2 shows an optical sensor 3 attached to a wing tip, which is a flexible structure, due to the wing of the aircraft 1 being bent or twisted.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an azimuth angle ψ and an elevation angle θ in a coordinate system of a wing tip when displacement and rotation occur in the wing tip.
【0023】図3は、柔軟構造部である翼端に取り付け
られた光センサ3に変位・回転が生じているときと変位
・回転が生じていないときの翼端の座標系の関係を示す
説明図である。FIG. 3 shows the relationship between the coordinate system of the wing tip when the optical sensor 3 attached to the wing tip, which is a flexible structure, is displaced / rotated and when it is not displaced / rotated. FIG.
【0024】図4は、光センサ3が取り付けられた翼端
の撓みと捩れの関係を示す概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram showing the relationship between the deflection and torsion of the wing tip to which the optical sensor 3 is attached.
【0025】航空機1の翼が撓んだり捩れたりすること
による光センサ3に生ずる変位・回転を検討する場合、
変位としてはz方向のみを、回転に関してはx軸および
y軸回りを考慮すれば充分である。When examining the displacement and rotation of the optical sensor 3 due to the wings of the aircraft 1 being bent or twisted,
It is sufficient to consider only the displacement in the z direction and the rotation around the x axis and the y axis.
【0026】これは、航空機1の翼が概ね長方形の平板
として扱えることに起因する。This is because the wing of the aircraft 1 can be handled as a substantially rectangular flat plate.
【0027】ここで、航空機1の翼が撓んだり捩れたり
することによるz方向の変位をΔz、x軸およびy軸回
りの回転角を夫々ΔX,ΔYとする。また、座標変換の
順番は変位・回転なしの場合の座標系を基にΔzを仮定
し、さらにΔX,ΔYの順で推算を行う。Here, the displacement in the z direction due to the wing of the aircraft 1 being bent or twisted is represented by Δz, and the rotation angles about the x axis and the y axis are represented by ΔX and ΔY, respectively. In addition, the order of coordinate conversion is assumed to be Δz based on a coordinate system in the case where there is no displacement / rotation, and estimation is performed in the order of ΔX and ΔY.
【0028】ところで、図3に示す変位・回転なしの場
合の座標系、すなわち座標系xo−yo−zoにおける
基準発光器2の座標(xro,yro,zro)と、変
位・回転が生じているときの座標系x−y−zにおける
基準発光器2の座標(xr,yr,zr)との間には次
式に示す関係がある。By the way, the coordinates (xro, iro, zro) of the reference light emitting device 2 in the coordinate system without displacement and rotation shown in FIG. 3, that is, the coordinate system xo-yo-zo, and the displacement and rotation occur. There is a relationship expressed by the following equation between the coordinate (xr, yr, zr) of the reference light emitting device 2 in the coordinate system xyz at that time.
【0029】[0029]
【数1】 (Equation 1)
【0030】ここで変位・回転なしの場合の座標(xr
o,yro,zro)は既知であり、Δz,ΔX,ΔY
や座標(xr,yr,zr)は未知である。Here, the coordinates (xr
o, yro, zro) are known and Δz, ΔX, ΔY
And coordinates (xr, yr, zr) are unknown.
【0031】従って、Δzを最初に仮定し、前記(1)
式と光センサ3により基準発光器2を観測することによ
り得られるアジスマ角ψやエレジーション角θを基にさ
らにΔX,ΔYの順で推算を行い、最適なΔz,ΔX,
ΔYを求め、これらにより目標物の方位測定の際の柔軟
構造部である翼端に取り付けられた光センサ3に生ずる
変位・回転に起因する誤差を校正し、目標物の正確な方
位測定を行う。Therefore, assuming Δz first, the above (1)
Based on the formula and the azimuth angle ψ and the elevation angle θ obtained by observing the reference light emitting device 2 with the optical sensor 3, estimation is further performed in the order of ΔX and ΔY, and the optimum Δz, ΔX,
ΔY is obtained, and an error caused by displacement / rotation generated in the optical sensor 3 attached to the wing tip, which is a flexible structure portion, when measuring the azimuth of the target is calibrated to perform accurate azimuth measurement of the target. .
【0032】図5を基に上述した最適なΔz,ΔX,Δ
Yを求めるための演算手順を説明する。The optimum Δz, ΔX, Δ described above with reference to FIG.
The calculation procedure for obtaining Y will be described.
【0033】図5は、Δz,ΔX,ΔYの演算手順を説
明するためのフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart for explaining the calculation procedure of Δz, ΔX, and ΔY.
【0034】図5において、まずz方向の変位Δzを仮
定する(ステップST1)。In FIG. 5, first, a displacement Δz in the z direction is assumed (step ST1).
【0035】次に、演算装置4にあらかじめ記憶されて
いる翼構造のモデルから、ステップST1において仮定
したΔzを用いてx軸回りの回転角ΔXを推算する(ス
テップST2)。Next, a rotation angle ΔX about the x-axis is estimated from the model of the wing structure stored in advance in the arithmetic unit 4 using Δz assumed in step ST1 (step ST2).
【0036】このx軸回りの回転角ΔXの推算は次のよ
うにして行う。The estimation of the rotation angle ΔX about the x-axis is performed as follows.
【0037】すなわち、簡単な翼構造モデルとして図4
に示すように一様荷重ωが負荷された一様梁を考える
と、自由端の変位Δzと傾きΔXは下記の式により表さ
れる。That is, FIG. 4 shows a simple wing structure model.
Considering a uniform beam to which a uniform load ω is applied as shown in (1), the displacement Δz and the inclination ΔX of the free end are represented by the following equations.
【0038】[0038]
【数2】 (Equation 2)
【0039】ここでl:梁の長さ,E:ヤング率,I:
断面2次モーメントである。Where l: beam length, E: Young's modulus, I:
This is the second moment of area.
【0040】従って、自由端の変位Δzと傾きΔXの間
には定数αを用いて下記に示す関係が成立している。Therefore, the following relationship is established between the free end displacement Δz and the inclination ΔX using the constant α.
【0041】[0041]
【数3】 (Equation 3)
【0042】この結果、Δzを用いてx軸回りの回転角
ΔXを推算可能である。As a result, the rotation angle ΔX about the x-axis can be estimated using Δz.
【0043】次に、ステップST3に進み、下記に示す
前記式(1)の2行目の式にΔz,ΔXを代入すること
によりyrを求める(ステップST3)。Next, the process proceeds to step ST3, in which yr is obtained by substituting Δz and ΔX into the following equation (1) in the second row (step ST3).
【0044】[0044]
【数4】 (Equation 4)
【0045】次に、図2に示す座標系x−y−zにおい
て光センサ3により基準発光器2を観測して得られるア
ジスマ角ψとエレベーション角θからxrとzrを求め
る(ステップST4)。Next, xr and zr are obtained from the azimuth angle ψ and the elevation angle θ obtained by observing the reference light emitter 2 by the optical sensor 3 in the coordinate system xyz shown in FIG. 2 (step ST4). .
【0046】このアジスマ角ψとエレベーション角θか
らxrとzrは次のようにして求める。From the azimuth angle ψ and the elevation angle θ, xr and zr are obtained as follows.
【0047】すなわち、アジスマ角ψとエレベーション
角θは座標(xr,yr,zr)を用いて夫々下記に示
す式により表される。That is, the azimuth angle ψ and the elevation angle θ are represented by the following equations using the coordinates (xr, yr, zr).
【0048】[0048]
【数5】 (Equation 5)
【0049】[0049]
【数6】 (Equation 6)
【0050】アジスマ角ψは光センサ3の出力を基に、
またyrはステップST3において明らかになっている
ので、式(5)よりxrが計算でき、この計算したxr
と前記yrとエレベーション角θとを用いて式(6)か
らzrが計算できる。The azimuth angle ψ is calculated based on the output of the optical sensor 3.
Further, since yr has been clarified in step ST3, xr can be calculated from equation (5), and the calculated xr
Zr can be calculated from Expression (6) using the above, yr, and the elevation angle θ.
【0051】次に、ステップST1において仮定したΔ
zの最適な値を求める(ステップST5,ステップST
6)。Next, Δ Δ assumed in step ST1
Find the optimal value of z (step ST5, step ST5)
6).
【0052】このΔzの最適な値の求め方は次のように
して行う。The method for obtaining the optimum value of Δz is performed as follows.
【0053】すなわち、式(1)において未知数ΔYを
含むのはxrに関しての1行目の式とzrに関しての3
行目の式であるから、この部分を切り出すと下記に示す
ようになる。That is, in equation (1), the unknown ΔY is included in the equation on the first row for xr and 3 for zr.
Since this is the expression on the line, this part is cut out as shown below.
【0054】[0054]
【数7】 (Equation 7)
【0055】式(7)の左辺のベクトルと右辺右端のベ
クトルの間には本来y軸回りの回転角ΔYの回転変換の
違いしか存在しない。すなわち両ベクトルの長さは同じ
にならなければならない。The only difference between the vector on the left side of the equation (7) and the vector on the right end of the right side is the rotation conversion of the rotation angle ΔY about the y-axis. That is, the lengths of both vectors must be the same.
【0056】しかし、ステップST1においてΔzを適
当に仮定して計算を進めてきたので通常両ベクトルの長
さは一致しない。However, in step ST1, since the calculation has been proceeded by appropriately assuming Δz, the lengths of the two vectors usually do not match.
【0057】図6に、ステップST1において仮定した
Δzと前記両ベクトル間の長さの違いの関係を示す。FIG. 6 shows the relationship between Δz assumed in step ST1 and the difference in length between the two vectors.
【0058】図6において、縦軸は両ベクトル間の長さ
誤差(%)、横軸は仮定されたΔzの値である。In FIG. 6, the vertical axis represents the length error (%) between the two vectors, and the horizontal axis represents the assumed value of Δz.
【0059】図6から明らかなように、Δzが0.5の
とき両ベクトルの長さ誤差(%)はゼロであり、このと
きの値がΔzの最適な仮定値となる。従って、この最適
な仮定値Δzを求めるためには、仮定したΔzにより繰
り返し計算を行い、両ベクトル間の長さ誤差(%)を求
め、両ベクトル間の長さ誤差(%)が充分に小さくなる
ようなΔzをみつければよく、このようにして求めたΔ
zを真値として用いるのが妥当である。As is apparent from FIG. 6, when Δz is 0.5, the length error (%) of both vectors is zero, and the value at this time is the optimum assumed value of Δz. Therefore, in order to obtain the optimal assumed value Δz, iterative calculation is performed using the assumed Δz, the length error (%) between the two vectors is obtained, and the length error (%) between the two vectors is sufficiently small. It suffices to find Δz such that Δ thus determined
It is appropriate to use z as a true value.
【0060】ΔYは、このΔzにより式(7)を用いて
計算して求める。ΔY is calculated from Δz by using equation (7).
【0061】この結果、z軸方向の変位Δz,x軸方向
の回転角ΔX,y軸方向の回転角ΔYが求められること
になる(ステップST7)。As a result, a displacement Δz in the z-axis direction, a rotation angle ΔX in the x-axis direction, and a rotation angle ΔY in the y-axis direction are obtained (step ST7).
【0062】このようにして求められたz軸方向の変位
Δz,x軸方向の回転角ΔX,y軸方向の回転角ΔY
は、目標物の方位を測定する際の校正データであるか
ら、この校正データを用いて目標物の方位を測定する際
に光センサが取り付けられている翼における撓みや捩れ
などにより光センサ3が目標物を観測したときに生ずる
変位・回転などによる誤差を校正し、目標物の方位を正
確に測定する。The displacement Δz in the z-axis direction, the rotation angle ΔX in the x-axis direction, and the rotation angle ΔY in the y-axis direction thus obtained.
Is the calibration data when measuring the orientation of the target, so that when measuring the orientation of the target using this calibration data, the optical sensor 3 may be bent or twisted by the wing on which the optical sensor is mounted. An error due to displacement, rotation, and the like generated when the target is observed is calibrated to accurately measure the azimuth of the target.
【0063】また、このようにして求められたz軸方向
の変位Δz,x軸方向の回転角ΔX,y軸方向の回転角
ΔYやこれらの構成データを用いて校正された目標物の
正確な方位を表示器5に表示する。Further, the displacement Δz in the z-axis direction, the rotation angle ΔX in the x-axis direction, the rotation angle ΔY in the y-axis direction, and the accurate position of the target calibrated by using these constituent data are obtained. The direction is displayed on the display 5.
【0064】実施例2.上記実施例1では航空機の場合
について説明したが、基準点が取り付けられた基準とな
る剛構造物の本体に柔軟なブームが結合され、上記基準
点の方位データや目標物の方位データを検出するセンサ
が前記ブーム先端部に取り付けられた人工衛星などにも
適用することが出来る。Embodiment 2 FIG. In the first embodiment, the case of an aircraft has been described. However, a flexible boom is connected to a main body of a rigid structure on which a reference point is attached, and the direction data of the reference point and the direction data of a target are detected. The present invention can also be applied to an artificial satellite having a sensor attached to the end of the boom.
【0065】図7は、この実施例2の説明図であり、1
1は剛構造物の人工衛星本体14に取り付けられた基準
点である。この基準点11は、可視光線発光器あるいは
赤外線発光器あるいは紫外線発光器などであってもよ
い。FIG. 7 is an explanatory diagram of the second embodiment.
Reference numeral 1 denotes a reference point attached to the rigid satellite body 14. The reference point 11 may be a visible light emitter, an infrared light emitter, an ultraviolet light emitter, or the like.
【0066】12は柔軟なブーム15先端部に取り付け
られたセンサであり、可視光線あるいは赤外線あるいは
紫外線などの検出器などが考えられる。Reference numeral 12 denotes a sensor attached to the tip of the flexible boom 15, which may be a detector for visible light, infrared light, ultraviolet light, or the like.
【0067】13は人工衛星本体14に取り付けられた
演算装置(構造変形量推算手段,校正手段)である。Reference numeral 13 denotes an arithmetic unit (structural deformation amount estimating means, calibrating means) attached to the artificial satellite body 14.
【0068】このように構成された方位測定装置の動作
は、すでに実施例1で説明したのと同様であるから説明
を省略する。The operation of the azimuth measuring device thus configured is the same as that already described in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
【0069】実施例3.上記実施例1および実施例2で
は、剛構造物に基準発光器あるいは基準点を取り付ける
ものであったが、図8に示すようにこれらに代替する発
光源21があるときにはこれを基準発光器あるいは基準
点として用いることも可能である。Embodiment 3 FIG. In the first and second embodiments, the reference light emitting device or the reference point is attached to the rigid structure. However, as shown in FIG. It can also be used as a reference point.
【0070】実施例4.また、実施例1ではz軸方向の
変位Δz,x軸方向の回転角ΔX,y軸方向の回転角Δ
Yやこれらの校正データを用いて校正された目標物の正
確な方位を表示器5に表示するように構成したが、z軸
方向の変位Δz,x軸方向の回転角ΔX,y軸方向の回
転角ΔYなどは表示器5に表示することなく、次の処理
装置へ入力するように構成してもよい。Embodiment 4 FIG. In the first embodiment, the displacement Δz in the z-axis direction, the rotation angle ΔX in the x-axis direction, and the rotation angle Δ in the y-axis direction
Although the accurate orientation of the target object calibrated using Y and these calibration data is configured to be displayed on the display 5, the displacement Δz in the z-axis direction, the rotation angle ΔX in the x-axis direction, and the rotation angle ΔX in the y-axis direction The rotation angle ΔY and the like may be input to the next processing device without being displayed on the display 5.
【0071】[0071]
【発明の効果】以上のように、この請求項1の発明によ
れば航空機における柔軟構造部にセンサが取り付けられ
ており、この柔軟構造部の撓みや捩れによる上記センサ
位置の変位により目標物の方位測定を正確に行うことが
できない状態であっても、上記センサが検出した基準発
光器の方位データと、あらかじめ求められている上記基
準発光器に対する基準方位データとの偏差を基にあらか
じめ記憶されている上記航空機の柔軟構造部についての
構造モデル上での構造変形量を推算し、その構造変形量
を基に上記柔軟構造物の変形により生ずる目標物方位測
定の際の目標物の方位データの誤差を校正することがで
きるので、目標物の方位測定を正確に行うことができ、
さらに上記推算結果や上記校正した目標物の方位測定結
果などを表示することができる効果がある。また加速度
計や角速度計などの精密機器を用いる必要がないので容
積,重量,耐久性などの点で有利となる効果がある。As described above, according to the first aspect of the present invention, the sensor is attached to the flexible structure of the aircraft, and the displacement of the sensor due to the bending or twisting of the flexible structure causes the displacement of the target object. Even in a state where the azimuth measurement cannot be performed accurately, the azimuth data of the reference illuminator detected by the sensor and the azimuth data of the reference illuminant with respect to the reference illuminant previously determined are stored in advance based on the deviation. Estimate the amount of structural deformation on the structural model of the flexible structure of the aircraft, and calculate the azimuth data of the target at the time of measuring the azimuth of the target caused by the deformation of the flexible structure based on the amount of structural deformation. Since the error can be calibrated, the direction of the target can be measured accurately,
Further, there is an effect that the estimation result, the azimuth measurement result of the calibrated target object, and the like can be displayed. In addition, there is no need to use precision instruments such as an accelerometer and an angular velocity meter, so that there is an advantage in terms of volume, weight, durability and the like.
【0072】この請求項2の発明によれば、柔軟構造部
にセンサが取り付けられており、この柔軟構造部の撓み
や捩れによる上記センサ位置の変位により目標物の方位
測定を正確に行うことができない状態であっても、上記
柔軟構造物に取り付けられたセンサにより検出した剛構
造物に配置された基準点の方位データと、あらかじめ求
められている上記基準点の基準方位データとの偏差を基
にあらかじめ記憶されている上記柔軟構造物についての
構造モデル上での構造変形量を推算し、その構造変形量
を基に上記柔軟構造物の変形により生ずる目標物方位測
定の際の目標物の方位データの誤差を校正し、目標物の
方位測定を正確に行うことができる効果がある。また加
速度計や角速度計などの精密機器を用いる必要がないの
で容積,重量,耐久性などの点で有利となる効果があ
る。According to the second aspect of the present invention, the sensor is attached to the flexible structure, and the azimuth measurement of the target can be accurately performed by the displacement of the sensor position due to the bending or twisting of the flexible structure. Even in a state where it is not possible, based on the deviation between the azimuth data of the reference point arranged on the rigid structure detected by the sensor attached to the flexible structure and the reference azimuth data of the reference point previously determined. Estimates the amount of structural deformation on the structural model of the flexible structure stored in advance in the structure, and based on the amount of structural deformation, the orientation of the target when measuring the orientation of the target caused by the deformation of the flexible structure This has the effect of calibrating the data error and accurately measuring the azimuth of the target. In addition, there is no need to use precision instruments such as an accelerometer and an angular velocity meter, so that there is an advantage in terms of volume, weight, durability and the like.
【図1】この発明の実施例1による方位測定装置を示す
概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram showing an azimuth measuring device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】航空機の翼が撓んだり捩れたりして柔軟構造部
である翼端に取り付けられた光センサに変位・回転が生
じているときの翼端の座標系におけるアジスマ角ψとエ
レベーション角θを示す説明図である。FIG. 2 shows the azimuth angle ψ and the elevation in the coordinate system of the wing tip when the wing of the aircraft is bent or twisted and the optical sensor attached to the wing tip, which is a flexible structure, is displaced or rotated. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an angle θ.
【図3】柔軟構造部である翼端に取り付けられた光セン
サに変位・回転が生じているときと変位・回転が生じて
いないときの翼端の座標系の関係を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship between a blade tip coordinate system when a displacement / rotation occurs and a displacement / rotation does not occur in an optical sensor attached to a wing tip which is a flexible structure.
【図4】光センサが取り付けられた翼端の撓みと捩れの
関係を示す概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram showing the relationship between the deflection and torsion of a wing tip to which an optical sensor is attached.
【図5】Δz,ΔX,ΔYの演算手順を説明するための
フローチャートであるFIG. 5 is a flowchart for explaining a calculation procedure of Δz, ΔX, and ΔY.
【図6】式(4)の左辺のベクトルと右辺右端のベクト
ル間の長さ誤差(%)と、仮定されたΔzの値との関係
を示す特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram illustrating a relationship between a length error (%) between a vector on the left side and a vector on the right end of the right side of Equation (4) and an assumed value of Δz.
【図7】この発明の実施例2による方位測定装置を示す
概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram showing an azimuth measuring device according to a second embodiment of the present invention.
【図8】この発明の実施例3による方位測定装置を示す
概念図である。FIG. 8 is a conceptual diagram showing an azimuth measuring device according to Embodiment 3 of the present invention.
【図9】財団法人防衛技術協会発行の「誘導武器概論」
に示された従来のストラップダウン方式の概念を示す概
念構成図である。[Figure 9] "Introduction to guided weapons" issued by Japan Defense Technology Association
1 is a conceptual configuration diagram showing the concept of the conventional strap-down method shown in FIG.
1 航空機 2 基準発光器 3 光センサ(センサ) 4,13 演算装置(構造変形量推算手段,校正手段) 5 表示装置(表示手段) 11 基準点 12 センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Aircraft 2 Reference light emitter 3 Optical sensor (sensor) 4,13 Computing device (structural deformation amount estimation means, calibration means) 5 Display device (display means) 11 Reference point 12 Sensor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01C 21/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01C 21/00
Claims (2)
た基準発光器と、航空機における柔軟構造部に取り付け
られ上記基準発光器の方位データと目標物の目標物方位
データを検出するセンサと、そのセンサが検出した上記
基準発光器の方位データとあらかじめ求められている上
記基準発光器の基準方位データとの偏差を基にあらかじ
め記憶されている上記航空機の柔軟構造部についての構
造モデル上での構造変形量を推算する構造変形量推算手
段と、その構造変形量推算手段により推算した構造変形
量を基に上記目標物の方位測定に伴う誤差を校正する校
正手段と、上記構造変形量推算手段による推算結果や上
記校正手段により校正した目標物の方位測定結果などを
表示する表示手段とを備えた方位測定装置。1. A reference illuminator mounted on a rigid structure of an aircraft, a sensor mounted on a flexible structure of the aircraft for detecting azimuth data of the reference illuminator and target azimuth data of a target, and the sensor Structural deformation on the structural model of the flexible structural part of the aircraft stored in advance based on the deviation between the azimuth data of the reference illuminator detected by the method and the previously obtained reference azimuth data of the reference illuminator Structural deformation amount estimating means for estimating the amount, calibration means for calibrating the error accompanying the azimuth measurement of the target based on the structural deformation amount estimated by the structural deformation amount estimating means, and estimation by the structural deformation amount estimating means An azimuth measuring device comprising: display means for displaying a result, an azimuth measurement result of a target calibrated by the calibration means, and the like.
タや目標物の方位データを検出する柔軟構造物上に配置
されたセンサと、そのセンサにより検出した上記基準点
の方位データとあらかじめ求められている上記基準点の
基準方位データとの偏差を基にあらかじめ記憶されてい
る上記柔軟構造物についての構造モデル上での構造変形
量を推算する構造変形量推算手段と、その構造変形量推
算手段により推算した構造変形量を基に上記目標物の方
位測定に伴う誤差を校正する校正手段とを備えた方位測
定装置。2. A sensor disposed on a flexible structure for detecting azimuth data of a reference point disposed on a rigid structure or azimuth data of a target, and azimuth data of the reference point detected by the sensor and the azimuth data of the reference point. A structural deformation amount estimating means for estimating a structural deformation amount on a structural model of the flexible structure stored in advance on the basis of the deviation of the reference point from the reference azimuth data obtained, and the structural deformation amount A calibration unit configured to calibrate an error accompanying the measurement of the orientation of the target based on the structural deformation amount estimated by the estimation unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26685892A JP3037516B2 (en) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | Direction measurement device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26685892A JP3037516B2 (en) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | Direction measurement device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0694473A JPH0694473A (en) | 1994-04-05 |
JP3037516B2 true JP3037516B2 (en) | 2000-04-24 |
Family
ID=17436642
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26685892A Expired - Fee Related JP3037516B2 (en) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | Direction measurement device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3037516B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102216313A (en) | 2008-10-03 | 2011-10-12 | 守田化学工业株式会社 | New steviol glycoside |
-
1992
- 1992-09-10 JP JP26685892A patent/JP3037516B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0694473A (en) | 1994-04-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111678538B (en) | Dynamic level error compensation method based on speed matching | |
US6409687B1 (en) | Motion tracking system | |
EP0383114B1 (en) | Measurement and control system for scanning sensors | |
CN108398130B (en) | Distributed POS transfer alignment modeling method and device of flexural deformation measurement network | |
CN108375383A (en) | The airborne distribution POS flexibility base line measurement method and apparatus of polyphaser auxiliary | |
EP0636862A1 (en) | Inertial measurement unit and method for improving its measurement accuracy | |
CN110411481B (en) | Method and system for calibrating non-orthogonal error of gyroscope | |
US6285954B1 (en) | Compensation system | |
JP3037516B2 (en) | Direction measurement device | |
CN111141285B (en) | Aviation gravity measuring device | |
KR101257935B1 (en) | Device for alignment of inertial navigation system using bias and navigation system thereof | |
JP3381520B2 (en) | Navigation device | |
CN115655269A (en) | Pedestrian autonomous positioning navigation method under assistance of three-axis ultrasonic waves | |
KR101990404B1 (en) | Method for calculating tilt angle of ins using roll rotation of launch tube and apparatus thereof | |
JPH0611354A (en) | Method and equipment for setting initial coordinate values of inertia detecting means of moving body | |
CN111238439B (en) | Angular deviation measuring system | |
CN211601925U (en) | Angular deviation measuring system | |
JP2009294009A (en) | Navigation apparatus and attitude angle calculation method and attitude angle calculation program for navigation apparatus | |
US11371848B2 (en) | Method for characterising an inertial measurement unit | |
US6085149A (en) | Integrated inertial/VMS navigation solution | |
JPH0875442A (en) | Simplified length measuring machine | |
Schairer et al. | Blade Displacement Measurements of a Rotor in Forward Flight in the Langley 14-by 22-Ft Wind Tunnel | |
JP3439068B2 (en) | Apparatus for estimating bias error of sensor attitude and position | |
JPH0949737A (en) | Navigation signal outputting method | |
CN115371701B (en) | Attitude sensor installation calibration method and device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080225 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 9 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090225 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100225 Year of fee payment: 10 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |