特許 7404041 誘導装置、飛しょう体、誘導システム、および誘導プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-15

(45)【発行日】2023-12-25

(54)【発明の名称】誘導装置、飛しょう体、誘導システム、および誘導プログラム

(51)【国際特許分類】

   F41G 7/22 20060101AFI20231218BHJP

   G01C 21/16 20060101ALI20231218BHJP

   G05D 1/12 20060101ALI20231218BHJP

   B64C 39/02 20060101ALI20231218BHJP

   B64D 47/08 20060101ALI20231218BHJP

   B64C 13/18 20060101ALI20231218BHJP

【ＦＩ】

F41G7/22

G01C21/16

G05D1/12 A

B64C39/02

B64D47/08

B64C13/18 Z

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2019211464

(22)【出願日】2019-11-22

(65)【公開番号】P2021081163

(43)【公開日】2021-05-27

【審査請求日】2022-10-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112737

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 考晴

(74)【代理人】

【識別番号】100140914

【弁理士】

【氏名又は名称】三苫 貴織

(74)【代理人】

【識別番号】100136168

【弁理士】

【氏名又は名称】川上 美紀

(74)【代理人】

【識別番号】100172524

【弁理士】

【氏名又は名称】長田 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】100205350

【弁理士】

【氏名又は名称】狩野 芳正

(74)【代理人】

【識別番号】100117617

【弁理士】

【氏名又は名称】中尾 圭策

(72)【発明者】

【氏名】小山 卓哉

(72)【発明者】

【氏名】福場 真佑

【審査官】山本 賢明

(56)【参考文献】

【文献】特開平０８－２８５４９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１８８９６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ４１Ｇ ７／２２

Ｇ０１Ｃ ２１／１６

Ｇ０５Ｄ １／１２

Ｂ６４Ｃ ３９／０２

Ｂ６４Ｄ ４７／０８

Ｂ６４Ｃ １３／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

誘導プログラムを実行する演算装置と、
飛しょう体の周囲を撮像した撮像画像を表す情報と、前記飛しょう体の慣性情報とを受信する通信装置と
を備え、
前記誘導プログラムは、
前記慣性情報に基づき、前記飛しょう体の測定位置を算出する位置測定モジュールと、
前記撮像画像に基づき、複数の参照データから所望の選択条件を満たす第１参照データを選択するデータ選択モジュールと、
前記第１参照データと、前記撮像画像とに基づき、前記測定位置を修正する位置補正モジュールと、
修正された前記測定位置に基づき、前記飛しょう体を誘導するための制御信号を生成する誘導モジュールと
を備え、
前記複数の参照データの各々は、前記飛しょう体の飛行経路における地形情報を表し、
前記データ選択モジュールは、
前記複数の参照データから所望の抽出条件を満たす参照データを抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された参照データから、前記選択条件を満たす参照データを選択する選択手段と
を備え、
前記データ選択モジュールは、前記複数の参照データと前記撮像画像とに基づき、前記飛しょう体の推定位置を推定する照合手段を備え、
前記抽出条件は、前記推定位置が同じ位置を示す他の参照データが存在することを含む
誘導装置。

【請求項2】

誘導プログラムを実行する演算装置と、
飛しょう体の周囲を撮像した撮像画像を表す情報と、前記飛しょう体の慣性情報とを受信する通信装置と
を備え、
前記誘導プログラムは、
前記慣性情報に基づき、前記飛しょう体の測定位置を算出する位置測定モジュールと、
前記撮像画像に基づき、複数の参照データから所望の選択条件を満たす第１参照データを選択するデータ選択モジュールと、
前記第１参照データと、前記撮像画像とに基づき、前記測定位置を修正する位置補正モジュールと、
修正された前記測定位置に基づき、前記飛しょう体を誘導するための制御信号を生成する誘導モジュールと
を備え、
前記複数の参照データの各々は、前記飛しょう体の飛行経路における地形情報を表し、
前記データ選択モジュールは、
前記複数の参照データから所望の抽出条件を満たす参照データを抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された参照データから、前記選択条件を満たす参照データを選択する選択手段と
を備え、
前記データ選択モジュールは、前記複数の参照データと前記撮像画像とに基づき、前記飛しょう体の推定位置を推定する照合手段を備え、
前記抽出条件は、前記推定位置が同じ位置を示す他の参照データが存在することを含み、
前記抽出条件は、前記推定位置が同じ位置を示す参照データの数が最も多いことを含む
誘導装置。

【請求項3】

前記第１参照データは、前記第１参照データと異なる撮像環境に対応し、かつ、前記複数の参照データに含まれる第２参照データと同じ領域の地形情報を表す
請求項１または２に記載の誘導装置。

【請求項4】

前記データ選択モジュールは、前記撮像画像と、前記複数の参照データとの相関値を算出する照合手段を備え、
前記選択条件は、前記相関値が最も高いことを含む
請求項１から３のいずれか１項に記載の誘導装置。

【請求項5】

前記選択条件は、前記飛しょう体が飛行を開始してから所望の選択限界時間を経過したときに予め設定された参照データを選択することを含む
請求項１から４のいずれか１項に記載の誘導装置。

【請求項6】

前記データ選択モジュールは、前記複数の参照データと前記撮像画像とに基づき、前記飛しょう体の推定位置を推定する照合手段を備え、
前記抽出条件は、前記位置測定モジュールが算出する前記測定位置から前記推定位置までの距離が所望の値より小さいことを含む
請求項１から５のいずれか１項に記載の誘導装置。

【請求項7】

前記データ選択モジュールは、
前記複数の参照データから前記選択条件を満たす候補データを選択する第１選択手段と、
所望の終了条件を満たすまで、前記第１選択手段を繰り返し、前記候補データのうち、最も選択された回数が多い前記候補データを選択する第２選択手段と
を備える
請求項１から３のいずれか一項に記載の誘導装置。

【請求項8】

前記位置補正モジュールは、所望の再選択条件を満たすとき、データ選択モジュールによる参照データの選択を実行する
請求項１から７のいずれか１項に記載の誘導装置。

【請求項9】

前記再選択条件は、前記第１参照データと、前記撮像画像との相関値が所望の値以下であることを含む
請求項８に記載の誘導装置。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか１項に記載の誘導装置と、
前記飛しょう体の周囲を撮像して前記撮像画像を生成する撮像装置と
を備える飛しょう体。

【請求項11】

請求項１から９のいずれか１項に記載の誘導装置と、
前記複数の参照データを生成するデータ生成装置と、
を備え、
前記データ生成装置は、
第１環境で撮像された第１画像に基づき、前記第１環境と異なる複数の撮像環境に対応する複数の参照データを生成する
誘導システム。

【請求項12】

飛しょう体の慣性情報に基づき、前記飛しょう体の測定位置を算出する位置測定モジュールと、
前記飛しょう体の周囲を撮像した撮像画像に基づき、複数の参照データから所望の選択条件を満たす第１参照データを選択するデータ選択モジュールと、
前記第１参照データと、前記撮像画像とに基づき、前記測定位置を修正する位置補正モジュールと、
修正された前記測定位置に基づき、前記飛しょう体を誘導するための制御信号を生成する誘導モジュールと
を演算装置に実行させ、
前記複数の参照データの各々は、前記飛しょう体の飛行経路における地形情報を表し、
前記データ選択モジュールは、
前記複数の参照データから所望の抽出条件を満たす参照データを抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された参照データから、前記選択条件を満たす参照データを選択する選択手段と
を備え、
前記データ選択モジュールは、前記複数の参照データと前記撮像画像とに基づき、前記飛しょう体の推定位置を推定する照合手段を備え、
前記抽出条件は、前記推定位置が同じ位置を示す他の参照データが存在することを含む
誘導プログラム。

【請求項13】

飛しょう体の慣性情報に基づき、前記飛しょう体の測定位置を算出する位置測定モジュールと、
前記飛しょう体の周囲を撮像した撮像画像に基づき、複数の参照データから所望の選択条件を満たす第１参照データを選択するデータ選択モジュールと、
前記第１参照データと、前記撮像画像とに基づき、前記測定位置を修正する位置補正モジュールと、
修正された前記測定位置に基づき、前記飛しょう体を誘導するための制御信号を生成する誘導モジュールと
を演算装置に実行させ、
前記複数の参照データの各々は、前記飛しょう体の飛行経路における地形情報を表し、
前記データ選択モジュールは、
前記複数の参照データから所望の抽出条件を満たす参照データを抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された参照データから、前記選択条件を満たす参照データを選択する選択手段と
を備え、
前記データ選択モジュールは、前記複数の参照データと前記撮像画像とに基づき、前記飛しょう体の推定位置を推定する照合手段を備え、
前記抽出条件は、前記推定位置が同じ位置を示す他の参照データが存在することを含み、
前記抽出条件は、前記推定位置が同じ位置を示す参照データの数が最も多いことを含む
誘導プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、誘導装置、飛しょう体、誘導システム、および誘導プログラムに関するものである。

【0002】

移動体、例えば飛しょう体が、加速度センサと、角加速度センサとを内蔵した慣性装置を用いて、自機の位置を測定することが知られている。

【0003】

例えば、非特許文献１には、慣性航法装置と、ＧＰＳ（Global Positioning System）とを利用して、自機の位置を測定する技術が開示されている。

【0004】

非特許文献２には、飛しょう体に搭載したカメラにより取得した画像を２値化し、予め人工衛星等で取得した画像を２値化したデータベースと比較し、自機の位置を照合する技術が開示されている。

【0005】

特許文献１には、外部装置の設備を必要とせずに、自機の位置を決定するシステムが開示されている。このシステムは、地図・地形データ、道路データ、人工物データなどを含むデータベースを格納する格納部と、飛行位置における地上部の状況を撮像するビデオカメラと、撮像された画像を連続した画像に処理する映像処理部と、処理された画像により特徴的な画像データを抽出する抽出処理部と、画像データとデータベースとの相関により位置を連続的に決定する位置標定部とを備える。

【0006】

特許文献２には、方位を標定する絶対方位標定装置が開示されている。絶対方位標定装置は、自機の位置から観測できる地形範囲を決定する参照エリア抽出指示器と、決定された地図データに基づき自機の位置を視点とした鳥瞰図を作成する鳥瞰図表示変換器と、作成した鳥瞰図から得られる稜線エッジパターンと、実際に撮像した撮像画像から得られる稜線エッジパターンとにより方位を標定する比較照合器とを備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開平４－２７４７１０号公報

【文献】特開平６－１６７３３３号公報

【非特許文献】

【0008】

【文献】河原井瑛子 他３名、“ロケット用低コスト航法装置の航法アルゴリズムの一設計法”、[online]、２００９年１１月２１日、自動制御連合講演会、第５２回自動制御連合講演会、[令和１年８月９日検索]、インターネット（URL:https://www.jstage.jst.go.jp/article/jacc/52/0/52_0_291/_article/-char/ja）

【文献】ＧＥＯＦＦＲＥＹ Ｂ．ＩＲＡＮＩ 他１名、“ＩＭＡＧＥ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＦＯＲ ＴＯＭＡＨＡＷＫ ＳＣＥＮＥ ＭＡＴＣＨＩＮＧ”、[online]、ジョンズ・ホプキンズ大学、[令和１年８月９日検索]、インターネット（URL:https://www.jhuapl.edu/Content/techdigest/pdf/V15-N03/15-03-Irani.pdf）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

上記の状況に鑑み、目標に到達する確率を向上させる誘導システムを提供することを目的の１つとする。他の目的については、以下の記載及び実施の形態の説明から理解することができる。

【課題を解決するための手段】

【0010】

以下に、発明を実施するための形態で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態との対応関係の一例を示すために、参考として、括弧付きで付加されたものである。よって、括弧付きの記載により、特許請求の範囲は、限定的に解釈されるべきではない。

【0011】

上記目的を達成するための一実施の形態による誘導装置（２２０）は、演算装置（２２３）と、通信装置（２２１）とを備える。演算装置（２２３）は、誘導プログラム（４００）を実行する。通信装置（２２１）は、飛しょう体（２００）の周囲を撮像した撮像画像（２４１）を表す情報と、飛しょう体の慣性情報とを受信する。誘導プログラム（４００）は、位置測定モジュール（４１０）と、データ選択モジュール（４２０）と、位置補正モジュール（４３０）と、誘導モジュール（４４０）とを備える。位置測定モジュール（４１０）は、慣性情報に基づき、飛しょう体の測定位置を算出する。データ選択モジュール（４２０）は、撮像画像に基づき、複数の参照データ（１２０）から所望の選択条件を満たす第１参照データを選択する。位置補正モジュール（４３０）は、第１参照データと、撮像画像とに基づき、測定位置を修正する。誘導モジュール（４４０）は、修正された測定位置に基づき、飛しょう体を誘導するための制御信号を生成する。複数の参照データ（１２０）の各々は、飛しょう体の飛行経路（１０１）における地形情報を表し、前記データ選択モジュールは、前記複数の参照データから所望の抽出条件を満たす参照データを抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された参照データから、前記選択条件を満たす参照データを選択する選択手段とを備え、前記データ選択モジュールは、前記複数の参照データと前記撮像画像とに基づき、前記飛しょう体の推定位置を推定する照合手段を備え、前記抽出条件は、前記推定位置が同じ位置を示す他の参照データが存在することを含む。
また上記目的を達成するための一実施の形態による誘導装置（２２０）は、演算装置（２２３）と、通信装置（２２１）とを備える。演算装置（２２３）は、誘導プログラム（４００）を実行する。通信装置（２２１）は、飛しょう体（２００）の周囲を撮像した撮像画像（２４１）を表す情報と、飛しょう体の慣性情報とを受信する。誘導プログラム（４００）は、位置測定モジュール（４１０）と、データ選択モジュール（４２０）と、位置補正モジュール（４３０）と、誘導モジュール（４４０）とを備える。位置測定モジュール（４１０）は、慣性情報に基づき、飛しょう体の測定位置を算出する。データ選択モジュール（４２０）は、撮像画像に基づき、複数の参照データ（１２０）から所望の選択条件を満たす第１参照データを選択する。位置補正モジュール（４３０）は、第１参照データと、撮像画像とに基づき、測定位置を修正する。誘導モジュール（４４０）は、修正された測定位置に基づき、飛しょう体を誘導するための制御信号を生成する。複数の参照データ（１２０）の各々は、飛しょう体の飛行経路（１０１）における地形情報を表し、前記データ選択モジュールは、前記複数の参照データから所望の抽出条件を満たす参照データを抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された参照データから、前記選択条件を満たす参照データを選択する選択手段とを備え、前記データ選択モジュールは、前記複数の参照データと前記撮像画像とに基づき、前記飛しょう体の推定位置を推定する照合手段を備え、前記抽出条件は、前記推定位置が同じ位置を示す他の参照データが存在することを含み、前記抽出条件は、前記推定位置が同じ位置を示す参照データの数が最も多いことを含む。

【0012】

上記目的を達成するための一実施の形態による飛しょう体（２００）は、前述の誘導装置（２２０）と、飛しょう体（２００）の周囲を撮像して撮像画像を生成する撮像装置（２４０）とを備える。

【0013】

上記目的を達成するための一実施の形態による誘導システムは、前述の誘導装置（２２０）と、複数の参照データ（１２０）を生成するデータ生成装置（１１０）とを備える。データ生成装置（１１０）は、第１環境で撮像された第１画像に基づき、第１環境と異なる複数の環境に対応する複数の参照データ（１２０）を生成する。

【0014】

上記目的を達成するための一実施の形態による誘導プログラム（４００）は、位置測定モジュール（４１０）と、データ選択モジュール（４２０）と、位置補正モジュール（４３０）と、誘導モジュール（４４０）とを備える。位置測定モジュール（４１０）は、飛しょう体の慣性情報に基づき、飛しょう体の測定位置を算出する。データ選択モジュール（４２０）は、飛しょう体の周囲を撮像した撮像画像（２４１）に基づき、複数の参照データ（１２０）から所望の選択条件を満たす第１参照データを選択する。位置補正モジュール（４３０）は、第１参照データと、撮像画像とに基づき、測定位置を修正する。誘導モジュール（４４０）は、修正された測定位置に基づき、飛しょう体を誘導するための制御信号を生成する。複数の参照データ（１２０）の各々は、飛しょう体の飛行経路（１０１）における地形情報を表し、前記データ選択モジュールは、前記複数の参照データから所望の抽出条件を満たす参照データを抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された参照データから、前記選択条件を満たす参照データを選択する選択手段とを備え、前記データ選択モジュールは、前記複数の参照データと前記撮像画像とに基づき、前記飛しょう体の推定位置を推定する照合手段を備え、前記抽出条件は、前記推定位置が同じ位置を示す他の参照データが存在することを含む。
また上記目的を達成するための一実施の形態による誘導プログラム（４００）は、位置測定モジュール（４１０）と、データ選択モジュール（４２０）と、位置補正モジュール（４３０）と、誘導モジュール（４４０）とを備える。位置測定モジュール（４１０）は、飛しょう体の慣性情報に基づき、飛しょう体の測定位置を算出する。データ選択モジュール（４２０）は、飛しょう体の周囲を撮像した撮像画像（２４１）に基づき、複数の参照データ（１２０）から所望の選択条件を満たす第１参照データを選択する。位置補正モジュール（４３０）は、第１参照データと、撮像画像とに基づき、測定位置を修正する。誘導モジュール（４４０）は、修正された測定位置に基づき、飛しょう体を誘導するための制御信号を生成する。複数の参照データ（１２０）の各々は、飛しょう体の飛行経路（１０１）における地形情報を表し、前記データ選択モジュールは、前記複数の参照データから所望の抽出条件を満たす参照データを抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された参照データから、前記選択条件を満たす参照データを選択する選択手段とを備え、前記データ選択モジュールは、前記複数の参照データと前記撮像画像とに基づき、前記飛しょう体の推定位置を推定する照合手段を備え、前記抽出条件は、前記推定位置が同じ位置を示す他の参照データが存在することを含み、前記抽出条件は、前記推定位置が同じ位置を示す参照データの数が最も多いことを含む。

【発明の効果】

【0015】

上記の形態によれば、飛しょう体が目標に到達する確率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】一実施の形態において、飛しょう体が目標に向けて移動する方法を説明するための図である。

【図2】一実施の形態における飛しょう体の構成図である。

【図3】一実施の形態において、飛しょう体の経路における地形情報を取得する方法を説明するための図である。

【図4】一実施の形態において、飛しょう体が目標に向けて移動する方法を説明するための図である。

【図5】一実施の形態における誘導システムの構成図である。

【図6】一実施の形態におけるデータ生成装置の構成図である。

【図7】一実施の形態における誘導装置の構成図である。

【図8】一実施の形態におけるデータ生成プログラムの構成図である。

【図9】一実施の形態における誘導プログラムの構成図である。

【図10】一実施の形態における位置測定モジュールによる処理を表すフローチャートである。

【図11】一実施の形態におけるデータ選択モジュールによる処理を表すフローチャートである。

【図12】一実施の形態において、特徴量を算出する方法を説明するための図である。

【図13】一実施の形態において、撮像画像と参照データとの照合を説明するための図である。

【図14】一実施の形態における位置補正モジュールによる処理を表すフローチャートである。

【図15】一実施の形態における誘導モジュールによる処理を表すフローチャートである。

【図16】一実施の形態におけるデータ選択モジュールによる処理を表すフローチャートである。

【図17】一実施の形態における位置補正モジュールによる処理を表すフローチャートである。

【図18】一実施の形態における誘導プログラムの構成図である。

【図19】一実施の形態におけるデータ選択モジュールによる処理を表すフローチャートである。

【図20】一実施の形態におけるデータ選択モジュールによる処理を表すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

（実施の形態１）
図１に示すように、一実施の形態による飛しょう体２００は、地上装置１００（例えば、発射装置）から目標１に向けて飛行経路１０１に沿って移動するために、自機の位置を測定する。飛しょう体２００は、図２に示すように、慣性装置２１０と、誘導装置２２０と、操舵装置２３０とを備える。慣性装置２１０は、加速度センサ、角加速度センサなどを備え、自機の加速度、角加速度などの慣性情報を測定する。誘導装置２２０は、慣性装置２１０が測定した慣性情報に基づき、自機の測定位置を算出する。誘導装置２２０は、算出された自機の測定位置と飛行経路１０１とに基づき、自機が飛行経路１０１に沿って移動するように操舵装置２３０を制御する。

【0018】

誘導装置２２０は、飛行を開始してからの時間が経過するに従い、慣性情報に基づき算出される自機の測定位置に誤差が生じるため、自機の測定位置を修正する。例えば、誘導装置２２０は、飛行経路１０１における地形情報と、自機の周囲における地形情報とを比較することで、自機の推定位置を算出する。算出した推定位置を用いて、慣性情報に基づいた誤差を有する測定位置は修正される。

【0019】

図３に示すように、飛行経路１０１における地形情報は、衛星システム１０により取得されてもよい。例えば、飛行経路１０１における地上の情報は、飛行経路１０１に対応する領域１３の衛星画像である。衛星システム１０は、人工衛星１１と、地上アンテナ１５とを備える。人工衛星１１は地上を撮像する衛星撮像装置１２を備える。人工衛星１１は、衛星撮像装置１２が撮像した衛星画像を表す情報を地上アンテナ１５に送信する。地上装置１００は、地上アンテナ１５から領域１３における衛星画像を表す情報を取得する。飛しょう体２００は、飛行を開始する前に、地上装置１００から飛行経路１０１と飛行経路１０１に対応する衛星画像とを取得する。衛星撮像装置１２は、領域１３の地形情報を取得できればよく、赤外線カメラ、可視光カメラ、レーダなどを含む。地上装置１００が取得する領域１３の地形情報は、航空機から撮像された航空写真などの地形を表す画像でもよい。

【0020】

図４に示すように、飛しょう体２００の周囲における地形情報は、飛しょう体２００が撮像する撮像画像でもよい。例えば、飛しょう体２００は、飛行を開始すると、飛しょう体２００の下方の領域２０１を撮像する。

【0021】

飛しょう体２００が撮像した環境（例えば、季節、天候など）は人工衛星１１が撮像した環境と異なるため、飛しょう体２００が撮像した撮像画像と衛星画像の映りが異なり、撮像画像と衛星画像の相関が最大となる領域が、飛しょう体２００が撮像した領域と一致しない場合がある。例えば、人工衛星１１が朝に領域１３を撮像し、飛しょう体２００は夕方に領域２０１を撮像すると、日照状況が異なるため、撮像画像と衛星画像の相関が最大となる領域が領域２０１と一致しない場合がある。

【0022】

地上装置１００は、環境の影響を低減するため、衛星画像に基づき複数の参照データを生成する。地上装置１００が生成する参照データは、衛星画像を変換して生成される変換画像を含む。撮像画像が衛星画像と同じ領域で撮像されても、環境の違いにより撮像画像と衛星画像とで映りが異なる。このため、地上装置１００は、衛星画像と撮像画像との映りの違いを推定し、衛星画像に基づき変換画像を生成する。例えば、複数の参照データは、互いに同じ領域で、かつ、異なる環境で撮像される撮像画像に対応する変換画像を含む。より具体的には、複数の参照データは、雨のときに撮像される撮像画像に対応する変換画像、晴れのときに撮像される撮像画像に対応する変換画像、朝に撮像される撮像画像に対応する変換画像、夕方に撮像される撮像画像に対応する変換画像などを含む。また、複数の参照データに含まれる１の参照データは、少なくとも他の１の参照データと異なる撮像環境に対応し、同じ領域の地形情報を表してもよい。

【0023】

飛しょう体２００は、撮像画像に基づき、現時点の環境に応じて、複数の参照データから１の参照データを選択し、選択した参照データを用いて自機の位置を推定する。飛しょう体２００は、現時点の環境に類似する撮像環境に対応した参照データを選択する。例えば、飛しょう体２００は、複数の変換画像から撮像画像に最も類似する変換画像を選択する。飛しょう体２００は、選択した変換画像と撮像画像とを比較することで自機の推定位置を推定する。飛しょう体２００が撮像画像に最も類似する参照データを選択することで、撮像画像から特定の条件を満たす画素を抽出し、画像情報量を低下させる処理を行うことなく自機の位置を推定することができる。このため、推定される自機の位置に関する精度が高い。

【0024】

図５に示すように、衛星撮像装置１２は、地上アンテナ１５を介して、領域１３を撮像した衛星画像１４を表す情報を地上装置１００に送信する。

【0025】

地上装置１００はデータ生成装置１１０を備える。データ生成装置１１０は、衛星撮像装置１２から受信した衛星画像１４を表す情報に基づき、複数の参照データ１２０を生成する。

【0026】

飛しょう体２００は、慣性情報に基づき算出した測定位置を修正するため、撮像装置２４０を備える。撮像装置２４０は、自機の周囲における地上を撮像するため、飛しょう体２００が飛行している状態において、飛しょう体２００の下方に設けられている。撮像装置２４０は、赤外線カメラ、可視光カメラ、レーダなどを含む。

【0027】

誘導装置２２０は、自機の位置を測定し、飛行経路１０１に沿って飛しょう体２００が移動するように、操舵装置２３０を制御する。誘導装置２２０は、慣性装置２１０から受信する慣性情報に基づき、測定位置を算出する。また、誘導装置２２０は、撮像装置２４０が撮像した撮像画像２４１と、データ生成装置１１０が生成した参照データ１２０とに基づき、推定位置を推定する。測定位置は、推定位置に基づき、修正される。誘導装置２２０は、修正された測定位置と、飛行経路１０１とに基づき操舵装置２３０を制御するための制御信号を生成する。

【0028】

操舵装置２３０は、誘導装置２２０が生成した制御信号に基づき、飛しょう体２００の進行方向、速度を変更する。これにより、飛しょう体２００は、飛行経路１０１に沿って移動する。

【0029】

図６に示すように、データ生成装置１１０は、通信装置１１１と、入出力装置１１２と、演算装置１１３と、記憶装置１１４とを備える。データ生成装置１１０は、飛行経路１０１における地形情報に基づき、複数の参照データ１２０を生成する。

【0030】

通信装置１１１は、地上アンテナ１５と、飛行を開始する前の飛しょう体２００とに電気的に接続され、地上アンテナ１５と、飛しょう体２００との通信を行う。通信装置１１１は、地上アンテナ１５から受信するデータを演算装置１１３に転送する。また、演算装置１１３が生成した信号を飛しょう体２００に転送する。通信装置１１１は、例えば、ＮＩＣ（Network Interface Card）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）などの種々のインタフェースを含む。

【0031】

入出力装置１１２は、演算装置１１３が処理を実行するための情報が入力される。また、入出力装置１１２は、演算装置１１３が処理を実行した結果を出力する。入出力装置１１２は、様々な入力装置と出力装置とを含み、例えば、キーボード、マウス、マイク、ディスプレイ、スピーカー、タッチパネルなどを含む。

【0032】

記憶装置１１４は、参照データ１２０を生成するための様々なデータ、例えば、データ生成プログラム３００を格納する。記憶装置１１４は、データ生成プログラム３００を記憶する非一時的記憶媒体（non-transitory tangible storage medium）として用いられる。データ生成プログラム３００は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体２に記録されたコンピュータプログラム製品(computer program product)として提供されてもよく、または、サーバからダウンロード可能なコンピュータプログラム製品として提供されてもよい。

【0033】

演算装置１１３は、参照データ１２０を生成するための様々なデータ処理を行う。演算装置１１３は、データ生成プログラム３００を記憶装置１１４から読み出し、実行して、参照データ１２０を生成する。例えば、演算装置１１３は、中央演算処理装置（ＣＰＵ；Central Processing Unit）などを含む。

【0034】

誘導装置２２０は、図７に示すように、通信装置２２１と、入出力装置２２２と、演算装置２２３と、記憶装置２２４とを備える。誘導装置２２０は、慣性装置２１０が測定した慣性情報と、撮像装置２４０が撮像した撮像画像２４１と、データ生成装置１１０が生成した参照データ１２０とに基づき、操舵装置２３０を制御する。

【0035】

通信装置２２１は、地上装置１００と、慣性装置２１０と、操舵装置２３０と、撮像装置２４０とに電気的に接続され、各々の装置との通信を行う。通信装置２２１は、データ生成装置１１０と、慣性装置２１０と、撮像装置２４０とから受信するデータを演算装置２２３に転送する。また、通信装置２２１は、演算装置２２３が生成した信号を操舵装置２３０に転送する。通信装置２２１は、例えば、ＮＩＣ（Network Interface Card）、ＵＳＢなどの種々のインタフェースを含む。

【0036】

入出力装置２２２は、演算装置２２３が処理を実行するための情報が入力される。また、入出力装置２２２は、演算装置２２３が処理を実行した結果を出力する。入出力装置２２２は、様々な入力装置と出力装置とを含み、例えば、キーボード、マウス、マイク、ディスプレイ、スピーカー、タッチパネルなどを含む。演算装置２２３の処理において、情報の入力が不要のとき、誘導装置２２０は入出力装置２２２を備えなくてもよい。

【0037】

記憶装置２２４は、操舵装置２３０を制御するための様々なデータ、例えば、誘導プログラム４００を格納する。記憶装置２２４は、誘導プログラム４００を記憶する非一時的記憶媒体（non-transitory tangible storage medium）として用いられる。誘導プログラム４００は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体３に記録されたコンピュータプログラム製品(computer program product)として提供されてもよく、または、サーバからダウンロード可能なコンピュータプログラム製品として提供されてもよい。記憶媒体３は、記憶媒体２と同じでもよい。

【0038】

演算装置２２３は、操舵装置２３０を制御するための様々なデータ処理を行う。演算装置２２３は、誘導プログラム４００を記憶装置２２４から読み出し実行する。例えば、演算装置２２３は、中央演算処理装置（ＣＰＵ；Central Processing Unit）などを含む。

【0039】

データ生成装置１１０の演算装置１１３により実行されるデータ生成プログラム３００は、図８に示すように、データ生成手段３１０を備える。データ生成手段３１０は、衛星画像１４などの地形情報が入力されると、複数の参照データ１２０を生成する。例えば、データ生成手段３１０は、人工知能（ＡＩ；Artificial Intelligence）である。データ生成手段３１０は、衛星画像１４と、衛星画像１４を撮像した環境とを入力し、飛しょう体２００の撮像装置２４０が撮像する方法（赤外線カメラ、可視光カメラ、レーダなど）に対応した複数の参照データ１２０を出力するように学習する。複数の参照データ１２０は、異なる撮像環境に対応した変換画像を含む。学習したデータ生成手段３１０は、衛星画像１４と、衛星画像１４を撮像した環境とを入力すると、複数の参照データ１２０を出力する。例えば、データ生成手段３１０は、ある環境で撮像された衛星画像１４に基づき、衛星画像１４が撮像された環境と異なる複数の撮像環境に対応する複数の参照データ１２０を生成する。具体的には、データ生成手段３１０は、晴れのときに可視光カメラにより撮像された衛星画像１４が入力されると、雨のときに赤外線カメラにより撮像される撮像画像に対応した変換画像、晴れのときに赤外線カメラにより撮像される撮像画像に対応した変換画像、朝に赤外線カメラにより撮像される撮像画像に対応した変換画像などを出力する。

【0040】

図９に示すように、誘導装置２２０の演算装置２２３により実行される誘導プログラム４００は、位置測定モジュール４１０と、データ選択モジュール４２０と、位置補正モジュール４３０と、誘導モジュール４４０とを備える。位置測定モジュール４１０は、慣性装置２１０に測定された慣性情報に基づき、測定位置を算出する。例えば、位置測定モジュール４１０は、飛行を開始してから慣性情報（例えば、加速度と角加速度）を順次取得する。位置測定モジュール４１０は、取得した慣性情報に基づき、前時刻で算出した測定位置に対する相対位置を算出する。算出した相対位置と、前時刻での測定位置とに基づき、現時点における飛しょう体２００の測定位置が算出される。なお、飛しょう体２００の初期位置は、飛しょう体２００が飛行を開始するときの位置を表し、地上装置１００から取得してもよく、入出力装置２２２から入力されてもよい。

【0041】

データ選択モジュール４２０は、複数の参照データ１２０から、撮像装置２４０に撮像された撮像画像２４１に最も類似する参照データ１２０を選択する。言い換えると、データ選択モジュール４２０は、撮像画像２４１が撮像された環境に最も類似する撮像環境に対応する参照データ１２０を選択する。

【0042】

データ選択モジュール４２０は、照合手段４２１と、抽出手段４２２と、選択手段４２３とを備える。照合手段４２１は、データ生成装置１１０が生成した複数の参照データ１２０の各々と、飛しょう体２００が撮像した撮像画像２４１とを比較して、参照データ１２０と撮像画像２４１との類似する割合を表す相関値を算出する。抽出手段４２２は、複数の参照データ１２０から所望の抽出条件を満たす参照データ１２０を抽出する。選択手段４２３は、抽出手段４２２が抽出した参照データ１２０から所望の選択条件を満たす参照データ１２０を選択する。

【0043】

位置補正モジュール４３０は、データ選択モジュール４２０の選択手段４２３が選択した参照データ１２０と、撮像画像２４１とに基づき、推定位置を推定する。位置補正モジュール４３０は、推定位置に基づき、位置測定モジュール４１０が算出した測定位置を修正する。具体的には、選択された参照データ１２０と撮像画像２４１とを照合し、参照データ１２０に含まれる位置の中から撮像画像２４１が一致する位置を算出する。位置補正モジュール４３０は、算出された位置を推定位置として推定する。位置測定モジュール４１０が算出した測定位置は、推定位置に基づき、位置補正モジュール４３０により修正される。

【0044】

誘導モジュール４４０は、位置測定モジュール４１０が測定した測定位置、または、位置補正モジュール４３０が修正した測定位置に基づき、操舵装置２３０を制御する制御信号を生成する。誘導モジュール４４０は、測定位置が位置補正モジュール４３０により修正されているとき、位置補正モジュール４３０が修正した測定位置を用いて制御信号を生成する。測定位置が位置補正モジュール４３０により修正されないとき、誘導モジュール４４０は、位置測定モジュール４１０が測定した測定位置を用いて制御信号を生成する。

【0045】

（誘導システムの動作）
誘導システムは、データ生成装置１１０と、誘導装置２２０とを備える。データ生成装置１１０は、飛行経路１０１における地形情報に基づき、複数の参照データ１２０を生成する。誘導装置２２０は、慣性装置２１０から取得する慣性情報と、撮像装置２４０が撮像する撮像画像２４１と、参照データ１２０とに基づき、飛しょう体２００を目標１に誘導する。

【0046】

（誘導装置の動作）
誘導装置２２０の演算装置２２３は、誘導プログラム４００を実行する。誘導プログラム４００が実行されると、位置測定モジュール４１０と、データ選択モジュール４２０と、位置補正モジュール４３０とが実行される。位置測定モジュール４１０は、図１０に示す処理を演算装置２２３に実行させる。

【0047】

ステップＳ１０において、演算装置２２３は、慣性装置２１０が測定した慣性情報を取得する。慣性情報には、飛しょう体２００の加速度、角加速度などが含まれる。

【0048】

ステップＳ２０において、演算装置２２３は、慣性情報に基づき、測定位置を算出する。演算装置２２３は、飛しょう体２００が飛行の開始時から現時点までの加速度と角加速度との変化に基づき、飛しょう体２００が飛行を開始した位置からの距離と進行方向とを算出する。より具体的には、加速度と角加速度と、直前に算出された速度と進行方向とに基づき、現時点での速度と進行方向とが算出される。現時点での速度と進行方向と、直前に算出された測定位置とに基づき、現時点での測定位置が算出される。

【0049】

ステップＳ１０～Ｓ２０を繰り返すことで、演算装置２２３は、現時点での飛しょう体２００の位置である測定位置を算出することができる。なお、飛行の開始時における飛しょう体２００の位置は、飛しょう体２００が飛行を開始する前に、地上装置１００から取得するか、入出力装置２２２から入力される。

【0050】

データ選択モジュール４２０は、図１１に示す処理を演算装置２２３に実行させる。ステップＳ１００において、演算装置２２３は、データ生成装置１１０が生成した複数の参照データ１２０の各々と、撮像画像２４１とを照合する。具体的には、演算装置２２３は、複数の参照データ１２０の各々に対して、参照データ１２０に含まれる領域と撮像画像２４１との相関値を算出し、相関値が最も高い領域を算出する。最も相関値の高い領域は、撮像画像２４１と参照データ１２０とに基づき推定される現時点の飛しょう体２００の推定位置を意味する。

【0051】

相関値の算出は、例えば、次のように行われる。演算装置２２３は、図１２に示すように、撮像画像２４１に含まれる局所領域２４２の各々に対して、輝度勾配特徴量（ＨＯＧ；Histograms of Oriented Gradients）を算出する。また、演算装置２２３は、相関値を算出する参照データ１２０を選択する。選択した参照データ１２０に含まれる局所領域２４２の各々に対して、輝度勾配特徴量が算出される。演算装置２２３は、図１３に示すように、算出した輝度勾配特徴量に基づき、参照データ１２０において撮像画像２４１との相関値が最も高い領域を算出する。演算装置２２３は、この処理をすべての参照データ１２０に対して行う。

【0052】

図１１に示すように、ステップＳ１１０において、演算装置２２３は、所望の抽出条件を満たす参照データ１２０を抽出する。例えば、抽出条件は、慣性情報に基づき算出された測定位置から推定位置までの距離を算出し、算出した距離が所望の値より小さいことを含む。この場合、演算装置２２３は、各々の参照データ１２０において、測定位置から推定位置までの距離を算出し、算出した距離が所望の値より小さい参照データ１２０を抽出する。抽出条件は、測定位置から推定位置までの距離が所望の値以下であることを含んでもよい。

【0053】

ステップＳ１２０において、演算装置２２３は、抽出した参照データ１２０の数が１以上であるかを判定する。抽出した参照データ１２０の数が１以上であるとき（ステップＳ１２０；ＹＥＳ）、言い換えると、抽出条件を満たす参照データ１２０が存在するとき、演算装置２２３はステップＳ１５０の処理を行う。抽出条件を満たす参照データ１２０が存在しないとき（ステップＳ１２０；ＮＯ）、演算装置２２３はステップＳ１３０の処理を行う。

【0054】

ステップＳ１３０において、演算装置２２３は、飛しょう体２００が飛行を開始してから経過した時間が、選択限界時間以上であるかを判定する。飛行を開始してから選択限界時間を経過しているとき（ステップＳ１３０；ＹＥＳ）、演算装置２２３は、測定位置の誤差が大きいと判定し、ステップＳ１４０の処理を行う。飛行を開始してから選択限界時間を経過していないとき（ステップＳ１３０；ＮＯ）、演算装置２２３はステップＳ１００の処理を行い、ステップＳ１００～Ｓ１２０の処理を繰り返す。ここで、選択限界時間は、位置測定モジュール４１０が算出する測定位置の誤差が大きくなるまでの時間に基づき設定される。例えば、飛行経路１０１から飛しょう体２００が外れる距離を小さくするとき、選択限界時間は小さい値になる。選択限界時間は、飛しょう体２００の速度に応じて設定されてもよい。例えば、飛しょう体２００の速度が速いほど、選択限界時間は小さい値でもよい。

【0055】

飛行を開始してから選択限界時間を経過しても抽出条件を満たす参照データ１２０が存在しないとき（ステップＳ１３０；ＹＥＳ）、演算装置２２３は、ステップＳ１４０において、予め設定された参照データ１２０を選択する。飛しょう体２００が飛行を開始する前に、複数の参照データ１２０のうち予め選択すべき参照データ１２０が演算装置２２３に設定される。予め設定される参照データ１２０は、飛しょう体２００が飛行を開始する時の環境に応じて選択され、地上装置１００から取得してもよく、入出力装置２２２から入力されてもよい。この場合、選択条件は、飛行を開始してから選択限界時間を経過したときに予め設定された参照データ１２０が選択されることを含む。

【0056】

抽出条件を満たす参照データ１２０が存在するとき（ステップＳ１２０；ＹＥＳ）、ステップＳ１５０において、演算装置２２３は、相関値に基づき、ステップＳ１１０で抽出された参照データ１２０から１の参照データ１２０を選択する。演算装置２２３は、抽出された参照データ１２０に関して、ステップＳ１００で算出された相関値を取得する。取得した相関値を比較して、最も相関値の高い参照データ１２０が選択される。この場合、選択条件は相関値が最も高いことを含む。

【0057】

このように、演算装置２２３は、データ選択モジュール４２０を実行することで参照データ１２０を選択する。なお、照合手段４２１はステップＳ１００の処理を演算装置２２３に実行させる。抽出手段４２２はステップＳ１１０の処理を演算装置２２３に実行させる。選択手段４２３はステップＳ１２０～Ｓ１５０の処理を演算装置２２３に実行させる。

【0058】

位置補正モジュール４３０は、図１４に示す処理を演算装置２２３に実行させる。ステップＳ２１０において、演算装置２２３は、データ選択モジュール４２０により参照データ１２０が選択されているかを判定する。参照データ１２０が選択されていないとき（ステップＳ２１０；ＮＯ）、演算装置２２３は参照データ１２０が選択されるまで待つ。参照データ１２０が選択されているとき（ステップＳ２１０；ＹＥＳ）、演算装置２２３はステップＳ２２０の処理を実行する。

【0059】

ステップＳ２２０において、演算装置２２３は、選択された参照データ１２０に基づき、飛しょう体２００の推定位置を推定する。演算装置２２３は、撮像装置２４０から撮像画像２４１を取得する。演算装置２２３は、選択された参照データ１２０と撮像画像２４１とを照合する。具体的には、演算装置２２３は、選択された参照データ１２０に対して、撮像画像２４１に最も相関値の高い領域を算出する。算出された領域に基づき、演算装置２２３は現時点の飛しょう体２００の推定位置を推定する。

【0060】

ステップＳ２３０において、演算装置２２３は、推定位置に基づき、位置測定モジュール４１０が算出した測定位置を修正する。例えば、演算装置２２３は、位置測定モジュール４１０が算出した測定位置を推定位置に修正する。測定位置は、測定位置と推定位置とを結ぶ線分上に修正されてもよい。

【0061】

このように、演算装置２２３は、位置補正モジュール４３０を実行することで推定位置に基づき測定位置を修正する。

【0062】

誘導モジュール４４０は、図１５に示す処理を演算装置２２３に実行させる。ステップＳ３１０において、演算装置２２３は測定位置を取得する。具体的には、演算装置２２３は、位置補正モジュール４３０が測定位置を修正しているとき、修正された測定位置を取得する。位置補正モジュール４３０が測定位置を修正していないとき、位置測定モジュール４１０が算出した測定位置を取得する。

【0063】

ステップＳ３２０において、演算装置２２３は、取得した測定位置に基づき、飛しょう体２００の進むべき指示進行方向を算出する。飛しょう体２００が目標１に移動するための飛行経路１０１は、予め演算装置２２３に登録されている。演算装置２２３は、登録されている飛行経路１０１に沿って移動するように、測定位置において飛しょう体２００が進むべき指示進行方向を算出する。飛行経路１０１は、飛しょう体２００が飛行を開始する前に、地上装置１００から取得するか、入出力装置２２２から入力される。

【0064】

ステップＳ３３０において、演算装置２２３は、算出した指示進行方向と慣性情報とに基づき、操舵装置２３０を制御するための制御信号を生成する。演算装置２２３は、慣性装置２１０から慣性情報を取得する。取得した慣性情報に基づき、演算装置２２３は現時点における飛しょう体２００の現進行方向を算出する。現進行方向と指示進行方向との差分に基づき、演算装置２２３は操舵装置２３０を制御するための制御信号を生成する。

【0065】

このように、演算装置２２３は、飛しょう体２００が飛行経路１０１に沿って移動するように、操舵装置２３０を制御する。これにより、慣性情報に基づき算出される測定位置の誤差が修正され、飛しょう体２００は飛行経路１０１に沿って目標１に移動することができる。

【0066】

（実施の形態２）
演算装置２２３は、慣性情報に基づき算出される測定位置を用いずに、参照データ１２０を抽出してもよい。例えば、抽出条件は、推定位置が同じ位置を示す他の参照データ１２０が存在することを含む。この場合、演算装置２２３は、位置測定モジュール４１０が算出する測定位置の誤差が大きいときでも参照データ１２０を選択することができる。

【0067】

データ選択モジュール４２０は、図１６に示す処理を演算装置２２３に実行させる。その他については、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。

【0068】

ステップＳ１００において、演算装置２２３は、データ生成装置１１０が生成した複数の参照データ１２０の各々と、撮像画像２４１とを照合する。実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。

【0069】

ステップＳ１１１において、演算装置２２３は、推定位置が互いに同じ位置を示す参照データ１２０の組み合わせが存在するかを判定する。演算装置２２３は、複数の参照データ１２０から２の参照データ１２０を抽出し、各々の参照データ１２０に基づき算出された推定位置を比較する。互いの推定位置間の距離が所望の値以下であるとき、演算装置２２３は、２の参照データ１２０に基づき算出された推定位置は互いに同じ位置を示すと判定する。推定位置が互いに同じ位置を示す参照データ１２０の組み合わせが存在するとき（ステップＳ１１１；ＹＥＳ）、演算装置２２３はステップＳ１１２の処理を実行する。推定位置が互いに同じ位置を示す参照データ１２０の組み合わせが存在しないとき（ステップＳ１１１；ＮＯ）、演算装置２２３はステップＳ１４０の処理を実行する。この場合、抽出条件は、推定位置が同じ位置を示す他の参照データ１２０が存在することを含む。

【0070】

ステップＳ１１２において、演算装置２２３は、推定位置が同じ位置を示す参照データ１２０を抽出する。演算装置２２３は、推定位置が同じ位置を示す参照データ１２０の集合を参照グループとして抽出する。複数の参照グループが存在するとき、各々の参照グループに含まれる参照データ１２０をすべて抽出してもよく、参照グループに含まれる参照データ１２０の数が最も多い参照グループが抽出されてもよい。参照データ１２０の数が最も多い参照グループを抽出する場合、抽出条件は、推定位置が同じ位置を示す参照データ１２０の数が最も多いことを含む。

【0071】

ステップＳ１５０において、演算装置２２３は、抽出した参照グループに含まれる参照データ１２０から、相関値に基づき、参照データ１２０を選択する。演算装置２２３は、参照グループに含まれる参照データ１２０について、ステップＳ１００で算出した相関値を互いに比較し、最も相関値の高い参照データ１２０を選択する。この場合、選択条件は相関値が最も高いことを含む。

【0072】

推定位置が同じ位置を示す参照データ１２０が存在しないとき（ステップＳ１１１；ＮＯ）、演算装置２２３は、ステップＳ１４０において、予め設定された参照データ１２０を選択する。これにより、参照データ１２０を選択する前であっても、位置補正モジュール４３０は、推定位置を算出して、測定位置を修正することができる。この処理は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。

【0073】

このように、演算装置２２３は、慣性情報を用いずに、参照データ１２０を選択することができる。なお、照合手段４２１はステップＳ１００の処理を演算装置２２３に実行させる。抽出手段４２２はステップＳ１１１～Ｓ１１２の処理を演算装置２２３に実行させる。選択手段４２３はステップＳ１４０～Ｓ１５０の処理を演算装置２２３に実行させる。

【0074】

なお、演算装置２２３は、実施の形態２においても、飛行を開始してから選択限界時間を経過してもステップＳ１５０の処理において参照データ１２０が選択されないとき、予め設定された参照データ１２０を選択し、図１６に示す処理を終了してもよい。

【0075】

（実施の形態３）
飛しょう体２００が撮像する環境が変化したとき、参照データ１２０を再度、選択してもよい。飛しょう体２００は移動するため、飛しょう体２００の位置における天候が変化することがある。飛しょう体２００が撮像する環境は、現在選択している参照データ１２０に関する環境よりも、他の参照データ１２０に関する環境の方に類似していることがある。演算装置２２３は、参照データ１２０を再選択することで、より類似している参照データ１２０が選択され、推定位置の精度の低下を低減できる。

【0076】

位置補正モジュール４３０は、再選択条件を満たすとき、演算装置２２３に参照データ１２０の再選択を実行させてもよい。例えば、位置補正モジュール４３０は、図１７に示す処理を演算装置２２３に実行させる。この場合、再選択条件は、選択された参照データ１２０が撮像画像２４１との相関値が所望の値以下であることを含む。再選択条件は、選択された参照データ１２０が撮像画像２４１との相関値が所望の値より小さいことを含んでもよい。その他については、実施の形態１、または、実施の形態２と同様であるため、説明を省略する。

【0077】

ステップＳ２１０の処理は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。

【0078】

ステップＳ２２０において、演算装置２２３は、選択された参照データ１２０に基づき、参照データ１２０と撮像画像２４１との相関値と、飛しょう体２００の推定位置とを算出する。演算装置２２３は、選択された参照データ１２０と撮像画像２４１とを照合する。これにより、演算装置２２３は、飛しょう体２００の推定位置と、参照データ１２０と撮像画像２４１との相関値とを算出する。

【0079】

ステップＳ２２２において、演算装置２２３は、参照データ１２０と撮像画像２４１との相関値が所望の値より大きいかを判定する。演算装置２２３は、ステップＳ２２０において算出された相関値が所望の値より大きいとき（ステップＳ２２２；ＹＥＳ）、飛しょう体２００の位置における環境は変化していないと判定し、ステップＳ２３０の処理を行う。算出された相関値が所望の値以下のとき（ステップＳ２２２；ＮＯ）、演算装置２２３は、飛しょう体２００の位置における環境は変化したと判定し、ステップＳ２２４の処理を行う。

【0080】

ステップＳ２２４において、演算装置２２３は、参照データ１２０の再選択を実行する。具体的には、演算装置２２３は、データ選択モジュール４２０を実行する。

【0081】

ステップＳ２３０の処理は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。

【0082】

このように、演算装置２２３は、飛しょう体２００が撮像する環境の変化に応じて、参照データ１２０を再選択することができる。なお、参照データ１２０の再選択を実行するとき、演算装置２２３は、予め設定された参照データ１２０を、測定位置を修正するために使用している参照データ１２０に変更して、再選択を実行する。

【0083】

再選択条件は、任意に設定されてもよい。例えば、再選択条件は、参照データ１２０が選択されてから所望の時間が経過したことを含んでもよい。この場合、演算装置２２３は、定期的に参照データ１２０を選択する。また、再選択条件は、算出された推定位置から測定位置までの距離が所望の値より大きいことを含んでもよい。

【0084】

（実施の形態４）
演算装置２２３は、複数回、参照データ１２０を選択する処理を行い、選択された回数が最も多い参照データ１２０を選択してもよい。例えば、誘導プログラム４００は、図１８に示すように、位置測定モジュール４１０と、データ選択モジュール４２０と、位置補正モジュール４３０と、誘導モジュール４４０とを備える。その他については、実施の形態１～３と同様であるため、説明を省略する。また、位置測定モジュール４１０と、位置補正モジュール４３０と、誘導モジュール４４０とは、実施の形態１～３と同様であるため、説明を省略する。

【0085】

データ選択モジュール４２０は、照合手段４２１と、抽出手段４２２と、第１選択手段４２５と、第２選択手段４２６とを備える。照合手段４２１は、データ生成装置１１０が生成した複数の参照データ１２０の各々と、飛しょう体２００が撮像した撮像画像２４１とを比較して類似する割合を表す相関値を算出する。抽出手段４２２は、複数の参照データ１２０から所望の抽出条件を満たす参照データ１２０を抽出する。第１選択手段４２５は、照合手段４２１が抽出した参照データ１２０から所望の選択条件を満たす参照データ１２０を候補データとして選択する。第２選択手段４２６は、候補データの中から、第１選択手段４２５において最も選択された参照データ１２０を選択する。位置補正モジュール４３０は、第２選択手段４２６が選択した参照データ１２０を用いて、測定位置を修正する。

【0086】

データ選択モジュール４２０は、例えば、図１９に示す処理を演算装置２２３に実行させる。ステップＳ１００～Ｓ１１０は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。

【0087】

ステップＳ１２０において、演算装置２２３は、抽出した参照データ１２０の数が１以上であるかを判定する。抽出した参照データ１２０の数が１以上であるとき（ステップＳ１２０；ＹＥＳ）、言い換えると、抽出条件を満たす参照データ１２０が存在するとき、演算装置２２３はステップＳ１５０の処理を行う。抽出条件を満たす参照データ１２０が存在しないとき（ステップＳ１２０；ＮＯ）、演算装置２２３はステップＳ１６０の処理を行う。

【0088】

ステップＳ１５０において、演算装置２２３は、相関値に基づき、ステップＳ１１０で抽出された参照データ１２０から１の参照データ１２０を選択する。演算装置２２３は、抽出された参照データ１２０に関して、ステップＳ１００の処理で算出される相関値を取得する。取得した相関値を比較して、最も相関値の高い参照データ１２０が候補データとして選択される。この場合、選択条件は相関値が最も高いことを含む。

【0089】

ステップＳ１６０において、演算装置２２３は、終了条件を満たしているかを判定する。終了条件を満たしていないとき（ステップＳ１６０；ＮＯ）、演算装置２２３はステップＳ１００～Ｓ１５０の処理を繰り返す。演算装置２２３がステップＳ１００を実行する前に、所望の時間だけ処理を停止してもよい。終了条件を満たしているとき（ステップＳ１６０；ＹＥＳ）、演算装置２２３は、ステップＳ１７０の処理を実行する。

【0090】

終了条件は、飛しょう体２００が撮像する環境に最も類似する環境に対応した参照データ１２０が選択されたことを含む。例えば、終了条件は、ステップＳ１００～Ｓ１５０を繰り返す回数の上限値を含んでもよい。終了条件は、同じ参照データ１２０が所望の回数以上、選択されることを含んでもよい。終了条件は、ステップＳ１００～Ｓ１５０を繰り返す処理を開始してから所望の時間以上経過していることを含んでもよい。この場合、所望の時間は、選択限界時間よりも短い時間でもよい。

【0091】

ステップＳ１７０において、演算装置２２３は、ステップＳ１５０において選択された参照データ１２０が存在するかを判定する。選択された参照データ１２０が存在しないとき（ステップＳ１７０；ＮＯ）、演算装置２２３は、抽出条件を満たした参照データ１２０が存在しないと判定し、ステップＳ１４０の処理を実行する。選択された参照データ１２０が存在するとき（ステップＳ１７０；ＹＥＳ）、演算装置２２３はステップＳ１８０の処理を実行する。

【0092】

ステップＳ１８０において、演算装置２２３は、ステップＳ１５０において選択された回数が最も多い参照データ１２０を選択する。選択された参照データ１２０は、位置補正モジュール４３０により使用される。

【0093】

このように、演算装置２２３は、複数回、参照データ１２０を選択する処理を行い、選択された回数が最も多い参照データ１２０を選択することができる。位置補正モジュール４３０が選択された回数が最も多い参照データ１２０を用いて推定位置を算出することで、飛しょう体２００の推定位置を精度よく推定することができる。

【0094】

なお、照合手段４２１はステップＳ１００の処理を演算装置２２３に実行させる。抽出手段４２２はステップＳ１１０の処理を演算装置２２３に実行させる。第１選択手段４２５はステップＳ１２０の処理と、ステップＳ１５０の処理とを演算装置２２３に実行させる。第２選択手段４２６はステップＳ１６０～Ｓ１８０の処理と、ステップＳ１４０の処理とを演算装置２２３に実行させる。

【0095】

（実施の形態４の変形例）
演算装置２２３は、慣性情報に基づき算出される測定位置を用いずに、参照データ１２０を抽出してもよい。例えば、データ選択モジュール４２０は、図２０に示す処理を演算装置２２３に実行させてもよい。

【0096】

ステップＳ１４０において、演算装置２２３は、予め設定された参照データ１２０を選択する。これにより、参照データ１２０を選択する前であっても、位置補正モジュール４３０は、予め設定された参照データ１２０を用いて推定位置を算出し、算出した推定位置に基づき測定位置を修正することができる。この処理は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。

【0097】

ステップＳ１００において、演算装置２２３は、データ生成装置１１０が生成した複数の参照データ１２０の各々と、撮像画像２４１とを照合する。実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。

【0098】

ステップＳ１１１において、演算装置２２３は、推定位置が互いに同じ位置を示す参照データ１２０の組み合わせが存在するかを判定する。演算装置２２３は、複数の参照データ１２０から２の参照データ１２０を抽出し、各々の参照データ１２０に基づき算出された推定位置を比較する。互いの推定位置間の距離が所望の値以下であるとき、演算装置２２３は、２の参照データ１２０に基づき算出された推定位置は互いに同じ位置を示すと判定する。推定位置が互いに同じ位置を示す参照データ１２０の組み合わせが存在するとき（ステップＳ１１１；ＹＥＳ）、演算装置２２３はステップＳ１１２の処理を実行する。推定位置が互いに同じ位置を示す参照データ１２０の組み合わせが存在しないとき（ステップＳ１１１；ＮＯ）、演算装置２２３はステップＳ１００の処理を繰り返す。この場合、抽出条件は、推定位置が同じ位置を示す他の参照データ１２０が存在することを含む。

【0099】

ステップＳ１１２、Ｓ１５０の処理は、実施の形態２と同様であるため、説明を省略する。

【0100】

ステップＳ１６０において、演算装置２２３は、終了条件を満たしているかを判定する。終了条件を満たしていないとき（ステップＳ１６０；ＮＯ）、演算装置２２３はステップＳ１００～Ｓ１５０の処理を繰り返す。演算装置２２３がステップＳ１００を実行する前に、所望の時間だけ処理を停止してもよい。終了条件を満たしているとき（ステップＳ１６０；ＹＥＳ）、演算装置２２３は、ステップＳ１８０の処理を実行する。終了条件は、飛しょう体２００が撮像する環境に最も類似する環境に対応した参照データ１２０が選択されたことを含む。

【0101】

ステップＳ１８０において、演算装置２２３は、ステップＳ１５０において選択された回数が最も多い参照データ１２０を選択する。選択された参照データ１２０は、位置補正モジュール４３０により使用される。

【0102】

このように、演算装置２２３は、図２０に示す処理においても、複数回、参照データ１２０を選択する処理を行い、選択された回数が最も多い参照データ１２０を選択することができる。なお、照合手段４２１はステップＳ１００の処理を演算装置２２３に実行させる。抽出手段４２２はステップＳ１１１～Ｓ１１２の処理を演算装置２２３に実行させる。第１選択手段４２５はステップＳ１５０の処理を演算装置２２３に実行させる。第２選択手段４２６はステップＳ１４０の処理と、ステップＳ１６０の処理と、ステップＳ１８０の処理とを演算装置２２３に実行させる。

【0103】

（変形例）
参照データ１２０は、データ生成装置１１０が生成した撮像画像２４１から算出した特徴量（例えば、輝度勾配特徴量）を表すデータでもよい。この場合、演算装置２２３は、撮像画像２４１と参照データ１２０とを照合するときに、参照データ１２０に関する特徴量を算出する処理を省略することができる。

【0104】

飛しょう体２００は、予め設定された経路を飛行する移動体であればよく、無人航空機（ＵＡＶ；Unmanned Aerial Vehicle）、ドローン、ミサイルなどを含んでもよい。

【0105】

飛しょう体２００は、移動体、例えば航空機に取り付けられ、移動体から分離されることで飛行を開始してもよい。また、飛しょう体２００が移動体からの分離により飛行を開始する場合には、地上装置１００と同等の装置、機能、またはそれらの一部を移動体が備えていてもよい。

【0106】

演算装置２２３は、抽出手段４２２により複数の参照データ１２０から参照データ１２０を抽出することなく、選択手段４２３により参照データ１２０を選択してもよい。例えば、演算装置２２３は、抽出手段４２２を実行することなく、複数の参照データ１２０のうち、相関値が最も高い参照データ１２０を選択してもよい。

【0107】

以上において説明した実施の形態および変形例は一例であり、機能を阻害しない範囲で変更してもよい。また、各実施の形態および変形例で説明した構成は、機能を阻害しない範囲で、任意に変更してもよく、または／および、任意に組み合わせてもよい。

【0108】

各実施の形態に記載の誘導装置は、例えば以下のように把握される。

【0109】

第１の態様に係る誘導装置は、演算装置（２２３）と、通信装置（２２１）とを備える。演算装置（２２３）は、位置測定モジュール（４１０）と、データ選択モジュール（４２０）と、位置補正モジュール（４３０）と、誘導モジュール（４４０）とを備える誘導プログラム（４００）を実行する。位置測定モジュール（４１０）は、慣性情報に基づき、飛しょう体の位置を算出する。データ選択モジュール（４２０）は、撮像画像に基づき、参照データを選択する。位置補正モジュール（４３０）は、選択された参照データと撮像画像とに基づき、測定位置を修正する。

【0110】

データ選択モジュール（４２０）が飛しょう体の位置を推定するために用いる参照データを選択することで、誘導装置は飛しょう体の位置を精度よく算出することができる。これにより、飛しょう体が目標に到達する確率が向上する。

【0111】

第２の態様に係る誘導装置は、第１の態様に係る誘導装置であって、第１参照データが、第１参照データと異なる撮像環境に対応し、かつ、複数の参照データに含まれる第２参照データと同じ領域の地形情報を表すことを特徴とする。

【0112】

複数の参照データに複数の撮像環境に対応する地形情報を含むことで、データ選択モジュールは、飛しょう体が撮像した撮像画像の環境に類似した参照データを選択する。これにより、誘導装置は飛しょう体の位置を精度よく算出することができる。

【0113】

第３の態様に係る誘導装置は、第１の態様に係る誘導装置であって、データ選択モジュール（４２０）が照合手段（４２１）を備えるように構成されている。照合手段（４２１）は、撮像画像と複数の参照データとの相関値を算出する。選択条件は、相関値が最も高いことを含む。

【0114】

選択条件に相関値が最も高いことが含まれることで、撮像画像に最も類似した参照データが選択される。

【0115】

第４の態様に係る誘導装置は、第１の態様に係る誘導装置であって、飛しょう体が飛行を開始してから所望の選択限界時間を経過したときに予め設定された参照データを選択することが選択条件に含まれることを特徴とする。

【0116】

これにより、参照データが選択されずに選択限界時間を経過したとしても、誘導装置は、測定位置を修正することができる。

【0117】

第５の態様に係る誘導装置は、第１の態様に係る誘導装置であって、データ選択モジュール（４２０）が抽出手段（４２２）を備えるように、構成されている。

【0118】

抽出条件を満たす参照データを抽出することで、撮像画像により類似した参照データを選択することができる。

【0119】

第６の態様に係る誘導装置は、第５の態様に係る誘導装置であって、データ選択モジュール（４２０）が照合手段（４２１）を備えるように、構成されている。抽出条件は、測定位置から、照合手段が推定する推定位置までの距離が所望の値より小さいことを含む。

【0120】

抽出条件が、測定位置から推定位置までの距離が所望の値より小さいことを含むことで、誘導装置は、飛しょう体の位置と異なる位置を推定した参照データを排除することができる。

【0121】

第７の態様に係る誘導装置は、第５の態様に係る誘導装置であって、データ選択モジュール（４２０）が照合手段（４２１）を備えるように、構成されている。抽出条件は、推定位置が同じ位置を示す他の参照データが存在することを含む。

【0122】

誘導装置は、測定位置によらず参照データを抽出し、選択することができる。また、データ選択モジュール（４２０）は、抽出条件を満たす参照データが存在しないとき、予め設定された参照データを選択してもよい。

【0123】

第８の態様に係る誘導装置は、第７の態様に係る誘導装置であって、推定位置が同じ位置を示す参照データの数が最も多いことが抽出条件に含まれることを特徴とする。

【0124】

第９の形態に係る誘導装置は、第１の態様に係る誘導装置であって、データ選択モジュール（４２０）が第１選択手段（４２５）と第２選択手段（４２６）とを備えるように、構成されている。

【0125】

第２選択手段が、第１選択手段を繰り返し、最も選択された回数が多い候補データを選択することで、誘導装置は、より撮像画像に類似した参照データを選択することができる。

【0126】

第１０の形態に係る誘導装置は、第１の態様に係る誘導装置であって、位置補正モジュール（４３０）が所望の再選択条件を満たすときデータ選択モジュール（４２０）による参照データの選択を実行するように、構成されている。

【0127】

これにより、誘導装置は、飛しょう体が撮像する環境が変わっても、撮像画像に類似する参照データを選択することができる。

【0128】

第１１の形態に係る誘導装置は、第１０の態様に係る誘導装置であって、再選択条件が第１参照データと撮像画像との相関値が所望の値より小さいことを含むことを特徴とする。

【0129】

第１２の形態に係る飛しょう体は、第１の態様に係る誘導装置と、撮像装置（２４０）とを備える。

【0130】

第１３の形態に係る誘導システムは、第１の態様に係る誘導装置と、データ生成装置（１１０）とを備える。

【0131】

データ生成装置が第１画像に基づき複数の参照データを生成することで、誘導装置に利用する参照データの生成が容易になる。

【0132】

第１４の態様に係る誘導プログラムは、位置測定モジュール（４１０）と、データ選択モジュール（４２０）と、位置補正モジュール（４３０）と、誘導モジュール（４４０）とを備える。

【0133】

データ選択モジュール（４２０）が飛しょう体の位置を推定するために用いる参照データを選択することで、誘導装置は飛しょう体の位置を精度よく算出することができる。これにより、飛しょう体が目標に到達する確率が向上する。

【符号の説明】

【0134】

１ 目標
２ 記憶媒体
３ 記憶媒体
１０ 衛星システム
１１ 人工衛星
１２ 衛星撮像装置
１３ 領域
１４ 衛星画像
１５ 地上アンテナ
１００ 地上装置
１０１ 飛行経路
１１０ データ生成装置
１１１ 通信装置
１１２ 入出力装置
１１３ 演算装置
１１４ 記憶装置
１２０ 参照データ
２００ 飛しょう体
２０１ 領域
２１０ 慣性装置
２２０ 誘導装置
２２１ 通信装置
２２２ 入出力装置
２２３ 演算装置
２２４ 記憶装置
２３０ 操舵装置
２４０ 撮像装置
２４１ 撮像画像
２４２ 局所領域
３００ データ生成プログラム
３１０ データ生成手段
４００ 誘導プログラム
４１０ 位置測定モジュール
４２０ データ選択モジュール
４２１ 照合手段
４２２ 抽出手段
４２３ 選択手段
４２５ 第１選択手段
４２６ 第２選択手段
４３０ 位置補正モジュール
４４０ 誘導モジュール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】