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夜間運行支援装置

国内特許コード P05A008095
整理番号 1782
掲載日 2005年12月9日
出願番号 特願平08-279577
公開番号 特開平10-119898
登録番号 特許第3050816号
出願日 平成8年10月22日(1996.10.22)
公開日 平成10年5月12日(1998.5.12)
登録日 平成12年3月31日(2000.3.31)
発明者
  • 沖本 利實
  • 奥田 高久
  • 黒川 孝
  • 松山 友城
出願人
  • 防衛装備庁長官
  • 三菱電機株式会社
発明の名称 夜間運行支援装置
発明の概要 【課題】 操縦者に対して、見やすい外界の赤外線画像及び高精度な角度情報を提供でき、かつ操作性に優れる夜間運行支援装置を得ることを目的とする。
【解決手段】 画像移動量入力器35からヘッドアップディスプレイ1に表示された赤外線画像の移動量を入力し、入力された画像移動量を基に、座標変換器37が第1の信号処理器4aから出力される画像信号を座標変換してヘッドアップディスプレイ1に出力する。さらに、視軸駆動機構7aの指向角と、角度誤差計算器36が出力する角度誤差情報と、第2の角度誤差検出手段6dが検出した角度誤差情報とから、シンボルジェネレータ10bが第2の画像信号処理器4bから出力される画像信号の中心点の指向する方向を示すシンボルを、ヘッドアップディスプレイ1の第2の画像信号処理器4bから出力される画像信号の中心点の指向する方向に対応する位置に発生させる。
従来技術、競合技術の概要


図25は航空機に設置された従来の夜間運行支援装置の一例を示す構成図であって、1は外界に赤外線画像を重畳して表示することが可能な半透過型のディスプレイであるヘッドアップディスプレイ、2は外界の赤外線画像を表示することが可能な非透過型のディスプレイであるヘッドダウンディスプレイ、3aは第1の赤外線検出器、4aは第1の赤外線検出器3aの出力信号を画像信号に変換しヘッドアップディスプレイ1に出力する第1の画像信号処理器、5aは第1の赤外線検出器3aの受光面上で赤外線画像が結像するように配設した、ヘッドアップディスプレイ1に対する操縦者の視野角に適合する視野角(以下「第1の視野」と言う。)を有する第1の光学系、3bは第2の赤外線検出器、4bは第2の赤外線検出器3bの信号を画像信号に変換しヘッドダウンディスプレイ2へ出力する第2の画像信号処理器、5bは第2の赤外線検出器3bの受光面上で赤外線画像が結像するように配設した、第1の視野よりも狭い視野角(以下「第2の視野」と言う。)を有する第2の光学系、6aは航空機の基準座標軸と第2の画像信号処理器4bから出力される画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸との角度差を検出する第1の角度誤差検出手段、7aは第2の光学系5bの視軸方向を駆動する視軸駆動機構、8は視軸駆動機構7aへの駆動角指令を航空機の基準座標軸に対する角度として指令する駆動指令信号、9aは駆動指令信号8を第1の角度誤差検出手段6aが検出した角度誤差情報で補正し、視軸駆動機構7aの駆動制御を行なう駆動制御器、10aは駆動指令信号8から、第2の画像信号処理器4bから出力される画像信号の中心点の指向するシンボルを、ヘッドアップディスプレイ1の第2の画像信号処理器4bから出力される画像信号の中心点の指向する方向に対応する位置に発生させるシンボルジェネレータ、6bは航空機の基準座標軸と第1の画像信号処理器4aから出力される画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸との角度誤差を検出する第2の角度誤差検出手段、11aは第2の角度誤差検出手段6bが検出した角度誤差情報に基づき、第1の光学系5aの視軸方向を調整する視軸調整機構、6cは航空機の基準座標軸とヘッドアップディスプレイ1の画像中心方向を示す座標軸との角度誤差を検出する第3の角度誤差検出手段である。
図26は夜間運行支援装置に関わる座標系を説明する図であって、12は航空機、13は夜間運行支援装置のうち、ディスプレイを除く構成要素を設置した赤外線撮像部、14は航空機の基準座標軸の原点、15は第1または第2の赤外線検出器の設置位置、16はヘッドアップディスプレイの設置位置であり、航空機12の操縦室窓の内側に設置されている。また、17は航空機の基準座標軸(xV ,yV ,zV )、18は第1または第2の画像信号処理器から出力される画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸(xS ,yS ,zS )または(xN ,yN ,zN )、19はヘッドアップディスプレイの画像中心方向を示す座標軸(xD ,yD ,zD )、20は座標軸のロール(φ)方向、21は座標軸のピッチ(θ)方向、22は座標軸のヨー(ψ)方向である。
図27は、図26の各座標軸間の角度誤差を検出するために使用するターゲットボードの一例を説明する図であって、23はターゲット面、24はターゲット面の中心、25はターゲット面23を支える支柱、26はターゲット面23の傾斜角を計測するための傾斜計を載せる第1の傾斜計設置台、27はターゲット面23に固定された第1の座標軸中心位置計測用十字パターン、28は自らの十字パターンの中心を基準として、回転方向に調整が可能な第2の座標軸中心位置計測用十字パターン、29は第2の座標中心位置計測用十字パターン28の傾斜角を計測するための傾斜計を載せる第2の傾斜計設置台である。なお、ターゲット面23はターゲット面の中心24を基準として、回転方向、上下方向及び左右方向に調整が可能である。また、第1の座標軸中心位置計測用十字パターン27の白黒の刻みは、規定の距離から見た場合の見張り角の刻みを示す。
図28は、図26の各座標軸間の角度誤差を検出する手段の一例を説明する図であって、30はターゲットボードである。
図29(a)~(g)は、図26の各座標軸間の角度誤差を検出する手段の他の例を説明する図であって、31は角度誤差を読み取るために使用する整合用望遠鏡の視野、32は整合用望遠鏡の十字パターン、33は座標軸間のピッチ方向の角度誤差、34は座標軸間のヨー方向の角度誤差である。
次に、動作について図25及び図26を用いて説明する。従来の夜間運行支援装置は航空機に設置した際、先ずヘッドアップディスプレイ1を透過して見える外界と、ヘッドアップディスプレイ1に表示する第1の視野の赤外線画像とを一致させるために、図26に示すヘッドアップディスプレイの画像中心方向を示す座標軸19と、第1の画像信号処理器4aから出力される画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸18とを機械的に軸整合する。さらに、ヘッドダウンディスプレイ2に表示する第2の視野の赤外線画像の中心点を、操縦者が指示する図26に示す航空機の基準座標軸17に対する角度方向へ指向できるように、航空機の基準座標軸17と、第2の画像信号処理器4bから出力される画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸18との角度誤差を計測し、その角度誤差情報を駆動制御器9aに設定する。
上述した図26に示すヘッドアップディスプレイの画像中心方向を示す座標軸19と、第1の画像信号処理器4aから出力される画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸18との軸整合は、それぞれの座標軸と図26に示す航空機の基準座標軸17とを軸整合することで実現する。すなわち、図26の航空機の基準座標軸17とヘッドアップディスプレイの画像中心方向を示す座標軸19との角度誤差を、第3の角度誤差検出手段6cにより検出し、その角度誤差情報を用いてヘッドアップディスプレイ1の取付角を調整する。さらに航空機の基準座標軸17と第1の画像信号処理器4aから出力される画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸18との角度誤差を、第2の角度誤差検出手段6bにより検出し、その角度誤差情報を用いて第1の光学系5aの視軸方向を視軸調整機構11aにより手動で調整する。また、上述した図26に示す航空機の基準座標軸17と、第2の画像信号処理器4bから出力される画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸18との角度誤差は、第1の角度誤差検出手段6aにより検出し、その角度誤差情報を駆動制御器9aに設定しておく。
上述のように、各座標軸間の整合が行われた従来の夜間運行支援装置は次のように動作する。第1の視野の第1の光学系5a及び第1の赤外線検出器3aにより撮像された赤外線画像は、第1の画像信号処理器4aにより画像信号に変換され、ヘッドアップディスプレイ1に表示される。第2の視野の第2の光学系5b及び第2の赤外線検出器3bにより撮像された赤外線画像は、第2の画像信号処理器4bにより画像信号に変換され、ヘッドダウンディスプレイ2に表示される。
ヘッドダウンディスプレイ2に表示される第2の視野の赤外線画像の中心点は、駆動指令信号8により、図26に示す航空機の基準座標軸17に対する角度方向に指向することができる。つまり、駆動指令信号8により、図26に示す航空機の基準座標軸17に対する角度を駆動制御器9aに指令すると、駆動制御器9aは第1の角度誤差検出手段6aが検出した、図26に示す航空機の基準座標軸17と、第2の画像信号処理器4bから出力される画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸18との角度誤差を用いて、航空機の基準座標軸17に対する角度を第2の画像信号処理器4bから出力される画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸18に対する角度に変換し、その角度方向へ視軸駆動機構7aにより第2の光学系5bの視軸方向を駆動するわけである。
シンボルジェネレータ10aは、駆動指令信号8を用いて、第2の画像信号処理器4bから出力される画像信号の中心点の指向する方向を示すシンボルを、ヘッドアップディスプレイ1の第2の画像信号処理器4bから出力される画像信号の中心点の指向する方向に対応する位置に発生させる。つまり、ヘッドアップディスプレイ1は図26に示す航空機の基準座標軸17に対して機械的に軸整合されているため、駆動指令信号8から指令される航空機の基準座標軸17に対する角度方向を、そのままヘッドアップディスプレイ1の画像中心から角度方向としてその位置にシンボルを表示すれば、航空機の基準座標軸17に対する角度方向に指向されている、第2の画像信号処理器4bから出力される画像信号の中心点の指向方向を表示することになるわけである。なお、上記のシンボル表示は例えば操縦者がヘッドダウンディスプレイ2に表示される第2の視野の赤外線画像において目標物を確認した場合、ヘッドアップディスプレイ1を透過して見える外界のどの方向に前記の目標物が存在するかを操縦者が簡単に確認できるようにしたものである。
第1の角度誤差検出手段6aは例えば次の方法により実現する。角度誤差を検出するための器材としては、図27に示すターゲットボード、基準位置の傾斜角を計測するための傾斜計及び角度誤差を読み取るための整合用望遠鏡を用いる。先ず図27に示すターゲットボードを図28に示すように、航空機または夜間運行支援装置からの規定の距離に配置する。次に図28に示す航空機の基準座標軸の原点14に整合用望遠鏡を設置し、整合用望遠鏡を覗いた場合に、図29(b)に示すように整合用望遠鏡の十字パターン32の中心とターゲットボードの第1の座標軸中心位置計測用十字パターン27の中心が一致するように、ターゲットボードの設置位置を微調整する。次に図28に示す航空機の基準座標軸の原点14で傾斜計により航空機の基準座標軸17のロール方向20の角度φV を計測する。次に図27に示すターゲットボードの第1の傾斜計設置台26に傾斜計を載せ、前記で計測した図28に示す航空機の基準座標軸17のロール方向20の角度φV と、図27に示すターゲットボードのターゲット面23のロール方向の角度とが一致するように、ターゲットボードのターゲット面23をターゲット面の中心24を基準として回転させる。この時、図28に示す航空機の基準座標軸の原点14に設置した整合用望遠鏡を覗いた場合に、図29(c)に示すように整合用望遠鏡の十字パターン32とターゲットボードの第1の座標軸中心位置計測用十字パターン27が平行になることを確認する。次に図28に示す赤外線検出器の設置位置15で、傾斜計により第2の画像信号処理器4bから出力される画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸18のロール方向20の角度φN を計測する。
φVN=φV -φN (1)
ここで、前記の計測結果φV とφN とより、図28に示す航空機の基準座標軸17と、第2の画像信号処理器4bから出力される画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸18とのロール方向20の角度誤差φVNは、式(1)で求めることができる。次に図28に示す赤外線検出器の設置位置15に整合用望遠鏡を設置し、整合用望遠鏡を覗いた場合に、図29(d)に示すように整合用望遠鏡の視野31内にターゲットボードの第2の座標軸中心位置計測用十字パターン28の中心が収まっていることを確認する。次に図27に示すターゲットボードの第2の傾斜計設置台29に傾斜計を載せ、前記で計測した、図28に示す第2の画像信号処理器4bから出力される画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸18のロール方向20の角度φN と、ターゲットボードの第2の座標軸中心位置計測用十字パターン28のロール方向の角度とが一致するようにターゲットボードの第2の座標軸中心位置計測用十字パターン28を回転させる。このとき、図28に示す赤外線検出器の設置位置15に設置した整合用望遠鏡を覗いた場合に、図29(e)に示すように整合用望遠鏡の十字パターン32とターゲットボードの第2の座標軸中心位置計測用十字パターン28とが平行になることを確認する。次に図28に示す赤外線検出器の設置位置15に設置した整合用望遠鏡を覗いた場合に、図29(f)に示すように整合用望遠鏡の十字パターン32の中心とターゲットボードの第2の座標軸中心位置計測用十字パターン28との中心が一致するように、図27に示すターゲットボードのターゲット面23をターゲット面の中心24を基準として、上下及び左右方向に調節する。最後に再び図28に示す航空機の基準座標軸の原点14に設置した整合用望遠鏡を覗き、図29(g)に示すように、図28に示す航空機の基準座標軸17と、第2の画像信号処理器4bから出力される画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸18とのピッチ方向の角度誤差θVN33及びヨー方向の角度誤差ψVN34を、整合用望遠鏡の十字パターン32とターゲットボードの第2の座標軸中心位置計測用十字パターン28の白黒の刻みとから読み取る。なお、図27に示すターゲットボードの第1の座標軸中心位置計測用十字パターン27及び第2の座標軸中心位置計測用十字パターン28の中心位置を、図26に示す各座標軸間の相対位置に対応して配置し、整合用望遠鏡及び傾斜計を計測する座標軸の原点に設置すれば、第3の角度誤差検出手段6c及び第2の角度誤差検出手段6bも上記と同様の計測手段で実現することができる。

産業上の利用分野


この発明は航空機、艦船、車両、列車、シャトル等の有人運行装置に設置し、夜間及び悪視程時における運行を支援するために、操縦者へ外界の赤外線画像を供給する夜間運行支援装置に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
航空機、艦船、車両、列車、シャトル等の有人運行装置に設置し、夜間及び悪視程時における運行を支援するために、操縦者へ外界の赤外線画像を供給する夜間運行支援装置において、外界に赤外線画像を重畳して表示することが可能な半透過型の第1のディスプレイと、外界の赤外線画像を表示することが可能な非透過型の第2のディスプレイと、第1の赤外線検出器と、前記第1の赤外線検出器の出力信号を画像信号に変換し出力する第1の画像信号処理器と、前記第1の赤外線検出器の受光面上で赤外線画像が結像するように配設した、前記第1のディスプレイに対する操縦者の視野角に適合する視野角を有する第1の光学系と、第2の赤外線検出器と、前記第2の赤外線検出器の出力信号を画像信号に変換し前記第2のディスプレイへ出力する第2の画像信号処理器と、前記第2の赤外線検出器の受光面上で赤外線画像が結像するように配設した、前記第1の光学系の視野角よりも狭い視野角を有する第2の光学系と、前記第1のディスプレイに表示された赤外線画像の移動量を入力する画像移動量入力器と、前記画像移動量入力器から入力された画像移動量を基に、前記第1のディスプレイの画像中心方向を示す座標軸と前記第1の画像信号処理器から出力される画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸との角度誤差を算出する角度誤差計算器と、有人運行装置の基準座標軸と前記第2の画像信号処理器から出力される画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸との角度誤差を検出する第1の角度誤差検出手段と、前記第1の画像信号処理器から出力される画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸と前記第2の画像信号処理器から出力される画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸との角度誤差を検出する第2の角度誤差検出手段と、前記第2の光学系の視軸方向を駆動する視軸駆動機構と、前記視軸駆動機構への駆動角指令を有人運行装置の基準座標軸に対する角度として指令する駆動指令信号を前記第1の角度誤差検出手段が検出した角度誤差情報で補正し、前記視軸駆動機構の駆動制御を行なう駆動制御器と、前記画像移動量入力器から入力された画像移動量に基づき前記第1の画像信号処理器から出力される画像信号を座標変換して前記第1のディスプレイに出力する座標変換器と、前記視軸駆動機構の指向角と前記角度誤差計算器が出力する角度誤差情報と前記第2の角度誤差検出手段が検出した角度誤差情報とから、前記第2の画像信号処理器から出力される画像信号の中心点の指向する方向を示すシンボルを、前記第1のディスプレイの前記第2の画像信号処理器から出力される画像信号の中心点の指向する方向に対応する位置に発生するシンボルジェネレータとを具備したことを特徴とする夜間運行支援装置。

【請求項2】
航空機、艦船、車両、列車、シャトル等の有人運行装置に設置し、夜間及び悪視程時における運行を支援するために、操縦者へ外界の赤外線画像を供給する夜間運行支援装置において、外界に赤外線画像を重畳して表示することが可能な半透過型の第1のディスプレイと、外界の赤外線画像を表示することが可能な非透過型の第2のディスプレイと、第1の赤外線検出器と、前記第1の赤外線検出器の出力信号を画像信号に変換し出力する第1の画像信号処理器と、前記第1の赤外線検出器の受光面上で赤外線画像が結像するように配設した、前記第1のディスプレイに対する操縦者の視野角に適合する視野角を有する第1の光学系と、第2の赤外線検出器と、前記第2の赤外線検出器の出力信号を画像信号に変換し前記第2のディスプレイへ出力する第2の画像信号処理器と、前記第2の赤外線検出器の受光面上で赤外線画像が結像するように配設した、前記第1の光学系の視野角よりも広い視野角を有する第2の光学系と、前記第1のディスプレイに表示された赤外線画像の移動量を入力する画像移動量入力器と、前記画像移動量入力器から入力された画像移動量を基に、前記第1のディスプレイの画像中心方向を示す座標軸と前記第1の画像信号処理器から出力される画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸との角度誤差を算出する角度誤差計算器と、前記第1の画像信号処理器から出力される画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸と前記第2の画像信号処理器から出力される画像信号の中心点の指向する方向を示す座標軸との角度誤差を検出する角度誤差検出手段と、前記画像移動量入力器から入力された画像移動量に基づき前記第1の画像信号処理器から出力される画像信号を座標変換して前記第1のディスプレイに出力する座標変換器と、前記角度誤差計算器が出力する角度誤差情報と前記角度誤差検出手段が検出した角度誤差情報とから、前記第1の画像信号処理器から出力される画像信号の角度範囲を示すシンボルを、前記第2のディスプレイの前記第1の画像信号処理器から出力される画像信号の角度範囲に対応する位置に発生させるシンボルジェネレータとを具備したことを特徴とする夜間運行支援装置。

【請求項3】
航空機、艦船、車両、列車、シャトル等の有人運行装置に設置し、夜間及び悪視程時における運行を支援するために、操縦者へ外界の赤外線画像を供給する夜間運行支援装置において、外界に赤外線画像を重畳して表示することが可能な半透過型の第1のディスプレイと、外界の赤外線画像を表示することが可能な非透過型の第2のディスプレイと、第1の赤外線検出器と、前記第1の赤外線検出器の出力信号を画像信号に変換し出力する第1の画像信号処理器と、前記第1の赤外線検出器の受光面上で赤外線画像が結像するように配設した、前記第1のディスプレイに対する操縦者の視野角に適合する視野角を有する第1の光学系と、第2の赤外線検出器と、前記第2の赤外線検出器の出力信号を画像信号に変換し前記第2のディスプレイへ出力する第2の画像信号処理器と、前記第2の赤外線検出器の受光面上で赤外線画像が結像するように配設した、前記第1の光学系の視野角よりも狭い視野角を有する第2の光学系と、前記第2の赤外線検出器の受光面上で赤外線画像が結像するように配設した、前記第1の光学系の視野角よりも広い視野角を有する第3の光学系と、前記第2の光学系と前記第3の光学系とのいずれかを選択する視野切換機構と、前記視野切換機構の駆動を指令する視野切換信号と、前記第1のディスプレイに表示された赤外線画像の移動量を入力する画像移動量入力器と、前記画像移動量入力器から入力された画像移動量を基に、前記第1のディスプレイの画像中心方向を示す座標軸と前記第1の画像信号処理器から出力される画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸との角度誤差を算出する角度誤差計算器と、有人運行装置の基準座標軸と前記第2の画像信号処理器から出力される第2の光学系の視野の画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸との角度誤差を検出する第1の角度誤差検出手段と、前記第1の画像信号処理器から出力される画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸と前記第2の画像信号処理器から出力される第2の光学系の視野の画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸との角度誤差を検出する第2の角度誤差検出手段と、前記第1の画像信号処理器から出力される画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸と前記第2の画像信号処理器から出力される第3の光学系の視野の画像信号の中心点の指向する方向を示す座標軸との角度誤差を検出する第3の角度誤差検出手段と、前記第2の光学系の視軸方向を駆動する視軸駆動機構と、前記視軸駆動機構への駆動角指令を有人運行装置の基準座標軸に対する角度として指令する駆動指令信号を前記第1の角度誤差検出手段が検出した角度誤差情報で補正し、前記視軸駆動機構の駆動制御を行なう駆動制御器と、前記画像移動量入力器から入力された画像移動量に基づき前記第1の画像信号処理器から出力される画像信号を座標変換して前記第1のディスプレイに出力する座標変換器と、前記視軸駆動機構の指向角と前記角度誤差計算器が出力する角度誤差情報と前記第2の角度誤差検出手段が検出した角度誤差情報と前記視野切換信号とから、第2の光学系の視野が選択された場合、前記第2の画像信号処理器から出力される第2の光学系の視野の画像信号の中心点の指向する方向を示すシンボルを、前記第1のディスプレイの前記第2の画像信号処理器から出力される第2の光学系の視野の画像信号の中心点の指向する方向に対応する位置に発生させる第1のシンボルジェネレータと、前記角度誤差計算器が出力する角度誤差情報と前記第3の角度誤差検出手段が検出した角度誤差情報と前記視野切換信号とから、第3の光学系の視野が選択された場合、前記第1の画像信号処理器から出力される画像信号の角度範囲を示すシンボルを、前記第2のディスプレイの前記第1の画像信号処理器から出力される画像信号の角度範囲に対応する位置に発生させる第2のシンボルジェネレータとを具備したことを特徴とする夜間運行支援装置。

【請求項4】
航空機、艦船、車両、列車、シャトル等の有人運行装置に設置し、夜間及び悪視程時における運行を支援するために、操縦者へ外界の赤外線画像を供給する夜間運行支援装置において、外界に赤外線画像を重畳して表示することが可能な半透過型の第1のディスプレイと、外界の赤外線画像を表示することが可能な非透過型の第2のディスプレイと、第1の赤外線検出器と、前記第1の赤外線検出器の出力信号を画像信号に変換し出力する第1の画像信号処理器と、前記第1の赤外線検出器の受光面上で赤外線画像が結像するように配設した、前記第1のディスプレイに対する操縦者の視野角に適合する視野角を有する第1の光学系と、第2の赤外線検出器と、前記第2の赤外線検出器の出力信号を画像信号に変換し前記第2のディスプレイへ出力する第2の画像信号処理器と、前記第2の赤外線検出器の受光面上で赤外線画像が結像するように配設した、前記第1の光学系の視野角よりも狭い視野角を有する第2の光学系と、前記第1のディスプレイに表示された赤外線画像の移動量を入力する画像移動量入力器と、前記画像移動量入力器から入力された画像移動量を基に、前記第1のディスプレイの画像中心方向を示す座標軸と前記第1の画像信号処理器から出力される画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸との角度誤差を算出する角度誤差計算器と、有人運行装置の基準座標軸と前記第2の画像信号処理器から出力される画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸との角度誤差を検出する第1の角度誤差検出手段と、前記第1の画像信号処理器から出力される画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸と前記第2の画像信号処理器から出力される画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸との角度誤差を検出する第2の角度誤差検出手段と、前記第2の光学系の視軸方向を駆動する視軸駆動機構と、前記視軸駆動機構への駆動角指令を有人運行装置の基準座標軸に対する角度として指令する駆動指令信号を前記第1の角度誤差検出手段が検出した角度誤差情報で補正し、前記視軸駆動機構の駆動制御を行なう駆動制御器と、前記角度誤差計算器が出力する角度誤差情報に基づき前記第1の光学系の視軸方向を調整する視軸調整機構と、前記視軸駆動機構の指向角と前記角度誤差計算器が出力する角度誤差情報と前記第2の角度誤差検出手段が検出した角度誤差情報とから、前記第2の画像信号処理器から出力される画像信号の中心点の指向する方向を示すシンボルを、前記第1のディスプレイの前記第2の画像信号処理器から出力される画像信号の中心点の指向する方向に対応する位置に発生させるシンボルジェネレータとを具備したことを特徴とする夜間運行支援装置。

【請求項5】
航空機、艦船、車両、列車、シャトル等の有人運行装置に設置し、夜間及び悪視程時における運行を支援するために、操縦者へ外界の赤外線画像を供給する夜間運行支援装置において、外界に赤外線画像を重畳して表示することが可能な半透過型の第1のディスプレイと、外界の赤外線画像を表示することが可能な非透過型の第2のディスプレイと、第1の赤外線検出器と、前記第1の赤外線検出器の出力信号を画像信号に変換し出力する第1の画像信号処理器と、前記第1の赤外線検出器の受光面上で赤外線画像が結像するように配設した、前記第1のディスプレイに対する操縦者の視野角に適合する視野角を有する第1の光学系と、第2の赤外線検出器と、前記第2の赤外線検出器の出力信号を画像信号に変換し前記第2のディスプレイへ出力する第2の画像信号処理器と、前記第2の赤外線検出器の受光面上で赤外線画像が結像するように配設した、前記第1の光学系の視野角よりも広い視野角を有する第2の光学系と、前記第1のディスプレイに表示された赤外線画像の移動量を入力する画像移動量入力器と、前記画像移動量入力器から入力された画像移動量を基に、前記第1のディスプレイの画像中心方向を示す座標軸と前記第1の画像信号処理器から出力される画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸との角度誤差を算出する角度誤差計算器と、前記第1の画像信号処理器から出力される画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸と前記第2の画像信号処理器から出力される画像信号の中心点の指向する方向を示す座標軸との角度誤差を検出する角度誤差検出手段と、前記角度誤差計算器が出力する角度誤差情報に基づき前記第1の光学系の視軸方向を調整する視軸調整機構と、前記角度誤差計算器が出力する角度誤差情報と前記角度誤差検出手段が検出した角度誤差情報とから、前記第1の画像信号処理器から出力される画像信号の角度範囲を示すシンボルを、前記第2のディスプレイの前記第1の画像信号処理器から出力される画像信号の角度範囲に対応する位置に発生させるシンボルジェネレータとを具備したことを特徴とする夜間運行支援装置。

【請求項6】
航空機、艦船、車両、列車、シャトル等の有人運行装置に設置し、夜間及び悪視程時における運行を支援するために、操縦者へ外界の赤外線画像を供給する夜間運行支援装置において、外界に赤外線画像を重畳して表示することが可能な半透過型の第1のディスプレイと、外界の赤外線画像を表示することが可能な非透過型の第2のディスプレイと、第1の赤外線検出器と、前記第1の赤外線検出器の出力信号を画像信号に変換し出力する第1の画像信号処理器と、前記第1の赤外線検出器の受光面上で赤外線画像が結像するように配設した、前記第1のディスプレイに対する操縦者の視野角に適合する視野角を有する第1の光学系と、第2の赤外線検出器と、前記第2の赤外線検出器の出力信号を画像信号に変換し前記第2のディスプレイへ出力する第2の画像信号処理器と、前記第2の赤外線検出器の受光面上で赤外線画像が結像するように配設した、前記第1の光学系の視野角よりも狭い視野角を有する第2の光学系と、前記第2の赤外線検出器の受光面上で赤外線画像が結像するように配設した、前記第1の光学系の視野角よりも広い視野角を有する第3の光学系と、前記第2の光学系と前記第3の光学系とのいずれかを選択する視野切換機構と、前記視野切換機構の駆動を指令する視野切換信号と、前記第1のディスプレイに表示された赤外線画像の移動量を入力する画像移動量入力器と、前記画像移動量入力器から入力された画像移動量を基に、前記第1のディスプレイの画像中心方向を示す座標軸と前記第1の画像信号処理器から出力される画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸との角度誤差を算出する角度誤差計算器と、有人運行装置の基準座標軸と前記第2の画像信号処理器から出力される第2の光学系の視野の画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸との角度誤差を検出する第1の角度誤差検出手段と、前記第1の画像信号処理器から出力される画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸と前記第2の画像信号処理器から出力される第2の光学系の視野の画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸との角度誤差を検出する第2の角度誤差検出手段と、前記第1の画像信号処理器から出力される画像信号の中心点の指向する方向を示す基準座標軸と前記第2の画像信号処理器から出力される第3の光学系の視野の画像信号の中心点の指向する方向を示す座標軸との角度誤差を検出する第3の角度誤差検出手段と、前記第2の光学系の視軸方向を駆動する視軸駆動機構と、前記視軸駆動機構への駆動角指令を有人運行装置の基準座標軸に対する角度として指令する駆動指令信号を前記第1の角度誤差検出手段が検出した角度誤差情報で補正し、前記視軸駆動機構の駆動制御を行なう駆動制御器と、前記角度誤差計算器が出力する角度誤差情報に基づき前記第1の光学系の視軸方向を調整する視軸調整機構と、前記視軸駆動機構の指向角と前記角度誤差計算器が出力する角度誤差情報と前記第2の角度誤差検出手段が検出した角度誤差情報と前記視野切換信号とから、第2の光学系の視野が選択された場合、前記第2の画像信号処理器から出力される第2の光学系の視野の画像信号の中心点の指向する方向を示すシンボルを、前記第1のディスプレイの前記第2の画像信号処理器から出力される第2の光学系の視野の画像信号の中心点の指向する方向に対応する位置に発生する第1のシンボルジェネレータと、前記角度誤差計算器が出力する角度誤差情報と前記第3の角度誤差検出手段が検出した角度誤差情報と前記視野切換信号とから、第3の光学系の視野が選択された場合、前記第1の画像信号処理器から出力される画像信号の角度範囲を示すシンボルを、前記第2のディスプレイの前記第1の画像信号処理器から出力される画像信号の角度範囲に対応する位置に発生させる第2のシンボルジェネレータとを具備したことを特徴とする夜間運行支援装置。

【請求項7】
視軸駆動指令信号の発生手段を、座標点入力器と、運行物の現在位置及び姿勢を検出する位置・姿勢検出器と、前記座標点入力器から入力された座標点と前記位置・姿勢検出器が検出した運行物の現在位置及び姿勢情報とから視軸の指向方向を算出する指向角計算器とより構成したことを特徴とする請求項1,3,4,6のいずれか記載の夜間運行支援装置。

【請求項8】
視軸駆動指令信号の発生手段を、第1のディスプレイ上での目標指示器と、前記目標指示器から入力された目標指示方位から視軸の指向方向を算出する指向角計算器とから構成し、さらに前記指向角計算器が算出した視軸の指向方向と前記角度誤差計算器が出力する角度誤差情報と前記第1の角度誤差検出手段が検出した角度誤差情報と前記第2の角度誤差検出手段が検出した角度誤差情報とから、目標指示方位を示すシンボルを、前記第1のディスプレイの目標指示方位に対応する位置に発生させるシンボルジェネレータを具備したことを特徴とする請求項1,3,4,6のいずれか記載の夜間運行支援装置。

【請求項9】
視軸駆動指令信号の発生手段を、レーダ等の他のセンサが検出した目標の方位信号と、前記他のセンサが検出した目標の方位信号から視軸の指向方向を算出する指向角計算器とより構成したことを特徴とする請求項1,3,4,6のいずれか記載の夜間運行支援装置。

【請求項10】
第1の光学系の視野角よりも狭い視野角を有する光学系と第2の赤外線検出器とを介して得られた赤外線画像を入力する前記第2の画像信号処理器の画像信号から目標を検出し、画像中心からの目標の方位を算出する画像目標検出器と、前記視軸駆動機構の指向角と前記画像目標検出器が検出した目標方位とから視軸の指向方向を算出する指向角計算器とを具備したことを特徴とする請求項1,3,4,6のいずれか記載の夜間運行支援装置。

【請求項11】
第1の光学系の視野角よりも狭い視野角を有する光学系と第2の赤外線検出器とを介して得られた赤外線画像を入力する前記第2の画像信号処理器の画像信号の所定の領域を取り込む画像メモリと、前記第1のディスプレイの前段に設け、前記第1のディスプレイに表示される第1の光学系の視野の画像信号の一部を前記画像メモリの内容に書き換え、前記第1のディスプレイへ出力するミキサとを具備したことを特徴とする請求項1,3,4,6~10のいずれか記載の夜間運行支援装置。

【請求項12】
前記画像メモリに取り込んだ画像信号の所定の領域の平均輝度を算出する第1の輝度計算器と、前記第1の画像信号処理器から出力される画像信号の所定の領域の平均輝度を算出する第2の輝度計算器と、前記第1の輝度計算器が算出した平均輝度と前記第2の輝度計算器が算出した平均輝度との差を算出する減算器と、前記画像メモリと前記ミキサとの間に設け、前記画像メモリから出力される画像信号に、前記減算器により算出された輝度差を加算処理する輝度加算器とを具備したことを特徴とする請求項11記載の夜間運行支援装置。

【請求項13】
第1の光学系の視野角よりも広い視野角を有する光学系と第2の赤外線検出器とを介して得られた赤外線画像を入力する前記第2の画像信号処理器の画像信号を取り込む画像メモリと、前記画像メモリの画像を縮小し出力する画像縮小回路と、前記第1のディスプレイの前段に設け、前記第1のディスプレイに表示される第1の光学系の視野の画像信号の一部を前記画像縮小回路から出力される画像内容に書き換え前記第1のディスプレイへ出力するミキサとを具備したことを特徴とする請求項2,3,5~10のいずれか記載の夜間運行支援装置。

【請求項14】
前記画像メモリに取り込んだ画像信号の所定の領域の平均輝度を算出する第1の輝度計算器と、前記第1の画像信号処理器から出力される画像信号の所定の領域の平均輝度を算出する第2の輝度計算器と、前記第1の輝度計算器が算出した平均輝度と前記第2の輝度計算器が算出した平均輝度との差を算出する減算器と、前記画像縮小回路と前記ミキサとの間に設け、前記画像縮小回路から出力される画像信号に、前記減算器により算出された輝度差を加算処理する輝度加算器とを具備したことを特徴とする請求項13記載の夜間運行支援装置。

【請求項15】
操縦者の指向方向を検出する指向方位検出器と、前記第1の光学系の視軸方向を駆動する視軸駆動機構と、前記指向方位検出器が検出した角度信号と前記角度誤差計算器が出力する角度誤差情報とから前記第1の光学系の視軸の指向方向を算出する指向角計算器と、前記視軸駆動機構を制御する駆動制御器とを具備したことを特徴とする請求項1~14のいずれか記載の夜間運行支援装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
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出願権利状態 登録
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