JP3538026B2 - Landing guidance system - Google Patents

Landing guidance system

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JP3538026B2
JP3538026B2 JP15015298A JP15015298A JP3538026B2 JP 3538026 B2 JP3538026 B2 JP 3538026B2 JP 15015298 A JP15015298 A JP 15015298A JP 15015298 A JP15015298 A JP 15015298A JP 3538026 B2 JP3538026 B2 JP 3538026B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば航空機を
着地地点である滑走路に着陸誘導させる着陸誘導システ
ムに関するもので、特に、着陸誘導支援設備のない簡易
な滑走路に、昼夜、多少の悪天候時においても安全に航
空機を誘導し、かつ地上設備がほとんど不要で、航空機
の搭載機器で対応できるようにしたものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a landing guidance system for guiding an aircraft to a runway as a landing point, and more particularly, to a simple runway without landing guidance support equipment, which can be used in day and night, slightly bad weather conditions. Even at times, the aircraft is safely guided, and almost no ground equipment is required, so that the equipment mounted on the aircraft can be used.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般の空港においては、地上設備により
航空機を着地地点である滑走路に着陸誘導させる着陸誘
導システムが主に適用されている。この種のシステム
は、地上装置が主流であるので、大規模なものとなり、
地上勤務者の数も多大なものとなる。
2. Description of the Related Art In general airports, a landing guidance system for guiding an aircraft to a runway, which is a landing point, by a ground facility is mainly applied. This type of system is large because ground equipment is the mainstream,
The number of ground workers will also be huge.

【0003】また、この種のシステムでは、ASR(Air
port Surveillance Radar :空港監視レーダ),ILS
(Instrument Landing System:計器着陸誘導システ
ム),PAR(Precision Approach Radar 精測進入レー
ダ),VOR(Very High Frequency Omnidirectional R
adio Range:超短波全方向式無線標識)等のシステムが
複雑に絡み合っている。
In this type of system, ASR (Air
port Surveillance Radar: Airport Surveillance Radar, ILS
(Instrument Landing System: Instrument Landing Guidance System), PAR (Precision Approach Radar), VOR (Very High Frequency Omnidirectional R)
systems such as adio Range (ultra-high frequency omnidirectional radio beacon) are intricately intertwined.

【0004】ところで、上記着陸誘導システムおいて
は、今後、地方都市、市町村等を結ぶコミュータが発達
することが考えられる。この場合、上記システムのよう
に地上を中心とした大規模な設備を提供すると、多大な
費用をかけることとなる。このため、航空機自身が自律
着陸をせざるを得なくなる。
By the way, in the landing guidance system, it is conceivable that commuters connecting local cities, municipalities, and the like will be developed in the future. In this case, providing a large-scale facility centered on the ground as in the above-described system would cost a great deal of money. This forces the aircraft to make an autonomous landing.

【0005】そこで、上記着陸誘導システムでは、今後
のことも考えて、地上設備を必要とすることなく、航空
機自身で、昼夜もしくは悪天候時に関わらず、安全に滑
走路に着陸できるようなシステムが要望されている。
In view of the future, there is a demand for a system that can safely land on the runway by the aircraft itself, day or night or in bad weather, without considering ground facilities. Have been.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、上記着
陸誘導システムにおいて、地方都市、市町村等を結ぶコ
ミュータを実現する場合、地上を中心とした大規模な設
備を望めず、このため、航空機自身で、昼夜もしくは悪
天候時に影響されることなく、安全に滑走路に着陸でき
るようなシステムが要望されている。
As described above, in the above landing guidance system, when realizing a commuter connecting local cities, municipalities, and the like, large-scale facilities centered on the ground cannot be expected. There is a need for a system that can safely land on a runway without being affected by day or night or in bad weather.

【0007】そこで、この発明の目的は、大規模な地上
設備を必要とすることなく、航空機に簡単な装置を備え
るのみで、昼夜もしくは悪天候等に影響されることな
く、安全に航空機を滑走路へ着陸誘導し得る着陸誘導シ
ステムを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an aircraft with a safe runway without the need for large-scale ground facilities and only by providing a simple device to the aircraft without being affected by day or night or bad weather. An object of the present invention is to provide a landing guidance system capable of performing landing guidance.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明は、飛行体を着
地地点である滑走路上の中央線に沿って着陸させるよう
に誘導する着陸誘導システムを対象にしている。そし
て、上記目的を達成するために、滑走路の中央線延長上
両端には、それぞれ熱発生源を配置しておくようにし、
飛行体に、熱発生源から発生する熱を捕捉及び追尾可能
な赤外線撮像装置を設け、この赤外線撮像装置の検出出
力から滑走路を含む撮像視野内の赤外画像を作成し、こ
の赤外画像上の滑走路の進入端に配置された熱発生源像
が赤外画像の中央線上に来るように追尾し、しかる後
に、滑走路の他端に配置された熱発生源像が中央線上に
来るように飛行体の進行方向を制御することにより、飛
行体を滑走路上の中央線へ着陸誘導できるようにしてい
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a landing guidance system that guides a flying object to land along a centerline on a runway that is a landing point. And in order to achieve the above-mentioned purpose, heat sources are arranged at both ends of the runway center line extension,
The flying object is provided with an infrared imaging device capable of capturing and tracking heat generated from a heat generation source, creating an infrared image in an imaging visual field including a runway from a detection output of the infrared imaging device, and The heat source image located at the approach end of the upper runway is tracked so that it is on the center line of the infrared image, and after that, the heat source image located at the other end of the runway comes on the center line By controlling the traveling direction of the flying object as described above, the flying object can be guided to land on the center line on the runway.

【0009】この構成によれば、飛行体は、熱捕捉及び
追尾可能な赤外線撮像装置を搭載していることにより、
滑走路の中央線延長上両端にそれぞれ熱発生源を配置し
ておくことで、この赤外線撮像装置にてそれぞれの熱発
生源から発生する熱を捕捉及び追尾し、この捕捉及び追
尾結果から滑走路を含む撮像視野内の赤外画像を作成し
て、この赤外画像をパイロットに見せながら操縦させる
ので、パイロットは、赤外画像から滑走路の位置を把握
することができ、この位置情報に基づいて地上からの誘
導なしに飛行体を滑走路に着陸誘導させることが可能と
なる。
According to this configuration, the flying object is equipped with the infrared imaging device capable of capturing and tracking heat,
By arranging heat sources at both ends on the center line extension of the runway, heat generated from each heat source is captured and tracked by this infrared imaging device, and the runway is obtained from the results of the capture and tracking. An infrared image in the field of view including the image is created, and the pilot is operated while showing the infrared image to the pilot, so that the pilot can grasp the position of the runway from the infrared image, and based on this position information, Thus, the aircraft can be guided to land on the runway without guidance from the ground.

【0010】この結果、滑走路周辺に飛行体に対し着陸
誘導を行なうための大規模な地上設備を必要とせず、昼
夜もしくは多少の悪天候時の影響を受けることなく、飛
行体を滑走路へ着陸誘導することが可能となる。
[0010] As a result, large-scale ground facilities for guiding landing of the flying object around the runway are not required, and the flying object can be landed on the runway without being affected by day or night or in some bad weather. It is possible to guide.

【0011】また、飛行体は、赤外線撮像装置で得られ
る検出及び追尾結果から滑走路を含む撮像視野内の赤外
画像を作成して表示し、この表示された赤外画像上のそ
れぞれの熱発生源像が赤外画像で予め決められた中央線
上に来るように飛行体の進行方向を制御することによ
り、飛行体を滑走路の中央線に沿って着陸誘導できるよ
うにしているので、飛行体に搭載された赤外線撮像装置
を有効に利用するのみで、飛行体を安全かつ確実に滑走
路へ着陸誘導でき、さらにシステム全体として低コスト
化を図ることも可能となる。
In addition, the flying object creates and displays an infrared image in the field of view including the runway from the detection and tracking results obtained by the infrared imaging device, and displays each thermal image on the displayed infrared image. By controlling the flight direction of the flying object so that the source image is on a predetermined center line in the infrared image, the landing object can be guided along the center line of the runway, Only by effectively utilizing the infrared imaging device mounted on the body, it is possible to safely and surely guide the flying object to the runway, and it is also possible to reduce the cost of the entire system.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して詳細に説明する。図1は、この発明
に係る着陸誘導システムの一実施の形態を示す概略構成
図であり、図中符号Aは例えば航空機を示している。こ
のシステムでは、航空機APを着地地点である滑走路R
WY上の中央線Cに着陸させるように誘導している。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a landing guidance system according to the present invention, and reference symbol A in the figure indicates, for example, an aircraft. In this system, the aircraft AP is connected to a runway R which is a landing point.
The driver is guided to land on the center line C on WY.

【0013】この一実施の形態においては、滑走路RW
Yの中央線C延長上両端に、それぞれ熱源B1,B2を
配置するようにしている。そして、航空機APは、詳細
は後述するが、熱源B1,B2から発生する熱を捕捉及
び追尾可能な赤外線撮像装置を搭載している。
In this embodiment, the runway RW
Heat sources B1 and B2 are arranged at both ends on the center line C extension of Y, respectively. The aircraft AP has an infrared imaging device capable of capturing and tracking heat generated from the heat sources B1 and B2, as will be described in detail later.

【0014】この赤外線撮像装置は、図2に示すよう
に、例えば互いに直交する高低方向AZ及び方位方向E
Lに可動するジンバル機構11に支持されている。この
ジンバル機構11は、可動側の第1の筐体11aと固定
側の第2の筐体11bにより構成されている。この第1
の筐体11aは、図2(a)に示すように、回動部11
cにより図中矢印EL1−EL2で示す方位方向へ回動
自在となっている。また、第1の筐体11aは、図2
(b)に示すように、その回動部11dにより赤外線撮
像装置21を図中矢印AZ1−AZ2で示す高低方向へ
回動自在となるように支持している。このため、赤外線
撮像装置21は、その前方に設けられたレンズ21a
を、各回動部11c,11dにて図中矢印EL1−EL
2で示す方位方向もしくは図中矢印AZ1−AZ2で示
す高低方向へ可動させることが可能となり、熱源B1,
B2を捕捉及び追尾することが可能となる。
As shown in FIG. 2, this infrared imaging apparatus has, for example, a height direction AZ and an azimuth direction
It is supported by a gimbal mechanism 11 that can move to L. The gimbal mechanism 11 includes a movable first housing 11a and a fixed second housing 11b. This first
As shown in FIG. 2A, the housing 11a of the
By means of c, it is rotatable in the azimuth direction indicated by arrows EL1-EL2 in the figure. Further, the first housing 11a is the same as FIG.
As shown in (b), the rotating portion 11d supports the infrared imaging device 21 so as to be rotatable in the height direction indicated by arrows AZ1-AZ2 in the figure. For this reason, the infrared imaging device 21 includes a lens 21a provided in front thereof.
In each of the rotating parts 11c and 11d as indicated by arrows EL1-EL in the figure.
2 or in the elevation direction indicated by arrows AZ1-AZ2 in the figure.
B2 can be captured and tracked.

【0015】次に、上記熱源B1,B2及び航空機AP
内の機上装置2の構成について図3及び図4を参照して
説明する。先ず、図3は熱源B1,B2の構成を示して
いる。
Next, the heat sources B1 and B2 and the aircraft AP
The configuration of the on-board device 2 will be described with reference to FIGS. First, FIG. 3 shows a configuration of the heat sources B1 and B2.

【0016】図3において、熱源B1,B2は、発熱体
31と、熱板32a,32bとにより構成されている。
このうち、熱板32a,32bは、例えば両面1m×1
mの板体であり、発熱体31により300〜500℃ぐ
らいになるように熱せられる。なお、発熱体31は、ニ
クロム線もしくは赤外電気ストーブ等に使用されるもの
である。
In FIG. 3, the heat sources B1 and B2 are constituted by a heating element 31 and heating plates 32a and 32b.
Among them, the hot plates 32a and 32b are, for example, both sides 1m × 1
m, which is heated by the heating element 31 to about 300 to 500 ° C. The heating element 31 is used for a nichrome wire or an infrared electric stove.

【0017】図4は、機上装置2の構成を示している。
ここで、滑走路RWYの一端側約5kmまで航空機AP
が降下角3°で進入した場合、その時の高度は約250
mとなる。そして、赤外線撮像装置21は、撮像視野3
°でこの視野中心に滑走路RWYの進入端を捕らえた場
合、手前約2km、前方9.5kmまでの間を捕らえる
ことができる。
FIG. 4 shows the configuration of the on-board device 2.
Here, the aircraft AP up to about 5 km on one side of the runway RWY
Is approaching at a descent angle of 3 °, the altitude at that time is about 250
m. Then, the infrared imaging device 21 sets the imaging field of view 3
When the approach end of the runway RWY is captured at the center of the field of view in °, it is possible to capture a distance of about 2 km before and 9.5 km ahead.

【0018】この赤外線撮像装置21は、視野3°×3
°程度の撮像信号を2次元画像追尾部22に入力する。
2次元画像追尾部22は、撮像信号に含まれる滑走路情
報に基づいて、滑走路RWYの進入端に配置された熱源
B1を追尾処理する。そして、2次元画像追尾部22
は、追尾処理で得られる赤外画像情報を画像処理部23
に出力する。画像処理部23は、入力された赤外画像情
報を総合表示器24に表示可能となるように、走査変
換、追尾点及び追尾カーサ等を映像混合、つまりスーパ
ーインポーズする。
This infrared imaging device 21 has a visual field of 3 ° × 3.
The imaging signal of about ° is input to the two-dimensional image tracking unit 22.
The two-dimensional image tracking unit 22 performs tracking processing on the heat source B1 disposed at the approach end of the runway RWY based on the runway information included in the imaging signal. Then, the two-dimensional image tracking unit 22
Transmits the infrared image information obtained by the tracking process to the image processing unit 23
Output to The image processing unit 23 mixes the image of the scan conversion, the tracking point, the tracking cursor, and the like, that is, superimposes, so that the input infrared image information can be displayed on the general display 24.

【0019】このスーパーインポーズ処理については、
時間差をもつ2枚の赤外画像を比較もしくは混合するこ
とにより、赤外画像上に操縦のための角度情報を表示す
る。また、2次元画像追尾部22は、追尾処理で得られ
る高低方向AZ及び方位方向ELの追尾誤差信号をトル
ク駆動制御部25に出力する。トルク駆動制御部25
は、入力された追尾誤差信号をトルク駆動信号に変換し
て、2軸空間安定ジンバル機構制御部26に出力する。
2軸空間安定ジンバル機構制御部26は、入力されたト
ルク駆動信号に基づいて、ジンバル機構部11の高低方
向AZ及び方位方向ELへの駆動制御処理を施し、以後
制御処理により得られる高低方向AZ及び方位方向EL
のジンバル角度信号をトルク駆動制御部25に送り返
す。すると、トルク駆動制御部25は、このジンバル角
度信号を画像処理部23に出力する。
Regarding the superimposing process,
By comparing or mixing two infrared images having a time difference, angle information for steering is displayed on the infrared image. Further, the two-dimensional image tracking unit 22 outputs a tracking error signal in the elevation direction AZ and the azimuth direction EL obtained by the tracking processing to the torque drive control unit 25. Torque drive control unit 25
Converts the input tracking error signal into a torque drive signal and outputs the torque drive signal to the two-axis spatially stable gimbal mechanism control unit 26.
The two-axis space stabilizing gimbal mechanism control unit 26 performs drive control processing of the gimbal mechanism unit 11 in the elevation direction AZ and the azimuth direction EL based on the input torque drive signal, and thereafter, the elevation AZ obtained by the control processing. And azimuth direction EL
Is sent back to the torque drive control unit 25. Then, the torque drive control unit 25 outputs the gimbal angle signal to the image processing unit 23.

【0020】以上のように、これら赤外線撮像装置2
1、2次元画像追尾部22、トルク駆動制御部25及び
2軸空間安定ジンバル機構制御部26が構成するループ
で熱源追尾のループが完成することになる。
As described above, these infrared imaging devices 2
The loop of the heat source tracking is completed by the loop configured by the one and two-dimensional image tracking unit 22, the torque drive control unit 25, and the two-axis space stable gimbal mechanism control unit 26.

【0021】上記構成の機上装置2において、以下その
具体的な処理動作について図5の総合表示器24の一例
を参照して説明する。まず、図5に示す赤外画像はオフ
セット追尾の画像であり、41は高低方向AZ追尾中心
線、42は方位方向EL追尾中心線を表している。ま
た、43は高低方向AZのジンバル角度情報をカーサと
してスーパーインポーズした状態を表し、この状態によ
れば現在の機軸と赤外線撮像装置21の中心軸とが角度
θAZ分ずれていることを表している。すなわち、パイロ
ットは、追尾中心線41とカーサ43とが重なるように
航空機APを操舵する。
The specific processing operation of the on-board device 2 having the above configuration will be described below with reference to an example of the general display 24 in FIG. First, the infrared image shown in FIG. 5 is an image of offset tracking, in which reference numeral 41 denotes a vertical AZ tracking center line, and reference numeral 42 denotes an azimuthal EL tracking center line. Reference numeral 43 denotes a state in which the gimbal angle information in the elevation direction AZ is superimposed as a cursor, and according to this state, the current axis and the center axis of the infrared imaging device 21 are shifted by an angle θAZ. I have. That is, the pilot steers the aircraft AP such that the tracking center line 41 and the car 43 overlap.

【0022】さらに、44は方位方向ELのジンバル角
度情報をカーサとしてスーパーインポーズした状態を表
し、この状態によれば機軸が角度θELほど赤外線撮像装
置21より上を向いていることを表している。そこで、
パイロットは、カーサ44がEL追尾中心線42に対し
て3°なる角度をとりつつ、航空機APを降下させるよ
うにしている。
Further, reference numeral 44 denotes a state in which the gimbal angle information of the azimuth direction EL is superimposed as a cursor, and according to this state, it indicates that the axis of the machine is directed more upward by an angle θEL than the infrared imaging device 21. . Therefore,
The pilot lowers the aircraft AP while keeping the Casa 44 at an angle of 3 ° with respect to the EL tracking center line 42.

【0023】以後、パイロットは、総合表示器24に表
示された図6(a)に示す赤外画像を見ながら角度δθ
ほど機体を回転させながら熱源B2をAZ追尾中心線4
1上に一致させ、図6(b)に示す状態にする。
Thereafter, the pilot looks at the infrared image shown in FIG.
While rotating the fuselage, set the heat source B2 to the AZ tracking center line 4
1 and the state shown in FIG.

【0024】なお、上記説明では、赤外線撮像装置21
の出力から赤外画像を作成し、この赤外画像を見ながら
ジンバル角度情報を用いて目標となる熱源B1,B2の
追尾処理を行なうように説明しているが、実際には慣性
基準からの航空機APの姿勢角度を考慮しており、航空
機APの運動による角速度成分を検出するレートセンサ
を用いて追尾処理を実行している。
In the above description, the infrared imaging device 21
It is described that an infrared image is created from the output of the above, and the tracking processing of the target heat sources B1 and B2 is performed using the gimbal angle information while viewing the infrared image. In consideration of the attitude angle of the aircraft AP, tracking processing is executed using a rate sensor that detects an angular velocity component due to the movement of the aircraft AP.

【0025】次に、上記実施の形態の他の例として赤外
線撮像装置21を搭載しているプラットフォームにレー
トセンサを付加した例を図7及び図8を参照して説明す
る。なお、図7は回路ブロック図であり、図8は角度関
係図である。
Next, as another example of the above embodiment, an example in which a rate sensor is added to a platform on which the infrared imaging device 21 is mounted will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a circuit block diagram, and FIG. 8 is an angle relation diagram.

【0026】この例では、図7に示すように、ジンバル
トルク入力にネガティブフィードバックをかけること
で、プラットフォームは、機体の運動とは完全に分離さ
れ、空間で安定する。
In this example, as shown in FIG. 7, by applying negative feedback to the gimbal torque input, the platform is completely separated from the movement of the vehicle and is stabilized in space.

【0027】ここで、赤外線撮像装置21が目標とする
熱源B1を捕捉すると、その時に得られる目視線角度信
号λは、加算器51に入力される。加算器51は、入力
された目視線角度信号λから航空機姿勢角度信号θm 分
差し引く。この加算器51の出力は、加算器52にてジ
ンバル角度信号θG 分差し引かれる。すると、図8の角
度関係図により、センサ誤差角度信号εが得られ、この
センサ誤差角度信号εは赤外線撮像装置21の赤外線セ
ンサ53に入力される。
Here, when the infrared imaging device 21 captures the target heat source B1, the visual line angle signal λ obtained at that time is input to the adder 51. The adder 51 subtracts the aircraft attitude angle signal θm from the input line-of-sight angle signal λ. The output of the adder 51 is subtracted by the adder 52 by the gimbal angle signal θG. Then, a sensor error angle signal ε is obtained from the angle relationship diagram of FIG. 8, and the sensor error angle signal ε is input to the infrared sensor 53 of the infrared imaging device 21.

【0028】この赤外線センサ53は、目標とする熱源
B1,B2の目視変化成分を出力する。そして赤外線セ
ンサ53の出力は、加算器54を介してジンバルトルク
発生器55に入力されて、ジンバル機構部11を駆動さ
せるためのセンサ角速度成分δθs に変換される。この
センサ角速度成分δθs は、加算器56にて予め航空機
APから与えられる姿勢角速度成分δθm と減算される
ことにより、ジンバル角速度成分δθG に変換され、以
後、積分器57でジンバル角度信号θG に変換されて加
算器52に入力される。また、センサ角速度成分δθs
は、レートセンサ58に入力されることによりセンサ角
度信号θs に変換され、以後、加算器54にフィードバ
ックされる。また、姿勢角速度成分δθm は、積分器5
9にて航空機姿勢角度信号θm に変換されて加算器51
に入力される。
The infrared sensor 53 outputs a target visual change component of the heat sources B1 and B2. The output of the infrared sensor 53 is input to the gimbal torque generator 55 via the adder 54, and is converted into a sensor angular velocity component δθs for driving the gimbal mechanism 11. This sensor angular velocity component δθs is converted into a gimbal angular velocity component δθG by subtracting it in advance from an attitude angular velocity component δθm given from the aircraft AP by an adder 56, and then converted into a gimbal angle signal θG by an integrator 57. Is input to the adder 52. Also, the sensor angular velocity component δθs
Is converted into a sensor angle signal θs by being input to the rate sensor 58, and thereafter is fed back to the adder 54. The attitude angular velocity component δθm is calculated by the integrator 5
At 9, the signal is converted into an aircraft attitude angle signal θm,
Is input to

【0029】従って、上記構成が水平方向に対して使用
するものであれば、ジンバル角度信号θG を零にするよ
うに航空機APを操舵すれば、センサ軸と機軸とが一致
することになる。また、垂直方向に対して使用するもの
であれば、ジンバル角度信号θG を航空機APの着陸降
下角度となるように操舵すれば、降下角度一定で着陸可
能となる。
Therefore, if the above configuration is used in the horizontal direction, if the aircraft AP is steered so that the gimbal angle signal θG becomes zero, the sensor axis and the machine axis coincide. If the gimbal angle signal .theta.G is steered so as to be the landing descent angle of the aircraft AP, the landing can be performed at a fixed descent angle.

【0030】以上のように、上記実施の形態によれば、
航空機APは、熱捕捉及び追尾可能な赤外線撮像装置2
1を搭載していることにより、滑走路RWYの中央線C
延長上両端にそれぞれ熱源B1,B2を配置しておくこ
とで、この赤外線撮像装置21にてそれぞれの熱源B
1,B2から発生する熱を捕捉及び追尾し、この捕捉及
び追尾結果から滑走路情報を含む撮像視野内の赤外画像
を作成して、この赤外画像を総合表示器24でパイロッ
トに見せながら操縦させるようにしている。このため、
パイロットは、総合表示器24に表示された赤外画像か
ら滑走路RWYの位置を把握でき、この位置情報に基づ
いて、地上からの誘導なしに航空機APを滑走路RWY
に着陸誘導することが可能となる。従って、滑走路RW
Y周辺に航空機APに対し着陸誘導を行なうための大規
模な地上設備を必要とせず、昼夜もしくは多少の悪天候
時の影響を受けることなく、航空機APを滑走路RWY
へ着陸誘導することが可能となる。
As described above, according to the above embodiment,
The aircraft AP has an infrared imaging device 2 capable of capturing and tracking heat.
1, the center line C of the runway RWY
By arranging the heat sources B1 and B2 at both ends on the extension, respectively,
1, the heat generated from B2 is captured and tracked, an infrared image in the field of view including the runway information is created from the results of the capture and tracking, and the infrared image is displayed to the pilot on the comprehensive display 24. I'm trying to steer. For this reason,
The pilot can grasp the position of the runway RWY from the infrared image displayed on the general display 24, and based on this position information, moves the aircraft AP to the runway RWY without guidance from the ground.
It is possible to guide landing. Therefore, runway RW
No large-scale ground facilities are needed around the Y to guide the aircraft AP to the landing, and the aircraft AP can be moved to the runway RWY without being affected by day or night or in case of some bad weather.
It is possible to guide landing.

【0031】また、航空機APについては、赤外線撮像
装置21で得られる捕捉及び追尾結果から滑走路情報を
含む撮像視野内の赤外画像を作成して総合表示器24に
表示し、この総合表示器24に表示されたそれぞれの熱
源B1,B2がAZ追尾中心線41上に来るように航空
機APの機首を制御することにより、航空機APを滑走
路RWYの中央線Cに沿って着陸誘導できるようにして
いるので、航空機APに搭載された赤外線撮像装置21
を有効に利用するのみで、航空機APを安全かつ確実に
滑走路RWYへ着陸誘導でき、さらにシステム全体とし
て低コスト化を図ることも可能となる。
For the aircraft AP, an infrared image in the field of view including runway information is created from the results of acquisition and tracking obtained by the infrared imaging device 21 and displayed on the general display 24. By controlling the nose of the aircraft AP so that the respective heat sources B1 and B2 indicated by 24 are on the AZ tracking center line 41, the aircraft AP can be guided to land along the center line C of the runway RWY. The infrared imaging device 21 mounted on the aircraft AP
Only by effectively using, the aircraft AP can be safely and reliably landed on the runway RWY, and the cost of the entire system can be reduced.

【0032】なお、上述した説明では、パイロットが総
合表示器24に表示された赤外画像を見ながら航空機A
Pを操舵するものとして説明したが、自動で操舵するよ
うにしても実施可能である。
In the above description, the pilot looks at the infrared image displayed on the general display
Although the description has been made assuming that P is steered, the present invention can also be implemented by automatically steering.

【0033】図9は、航空機APに対して自動で操舵を
行なうための機上装置2の回路構成を示している。な
お、図9において、先の図7と同一部分には同一符号を
付して説明し、異なる部分のみを説明する。
FIG. 9 shows a circuit configuration of the on-board device 2 for automatically steering the aircraft AP. In FIG. 9, the same parts as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and only different parts will be described.

【0034】すなわち、赤外センサ53の出力は、B2
ポイント検出器61に送られる。そして、B2ポイント
検出器61は、例えば赤外画像上のAZ追尾中心線から
の熱源B2のずれ位置もしくはずれ量を検出し、このず
れを誤差信号として操舵制御装置62に出力する。ま
た、操舵制御装置62には、積分器57により得られる
ジンバル角度信号θG が入力される。
That is, the output of the infrared sensor 53 is B2
It is sent to the point detector 61. Then, the B2 point detector 61 detects, for example, the position or amount of deviation of the heat source B2 from the AZ tracking center line on the infrared image, and outputs this deviation to the steering control device 62 as an error signal. The steering controller 62 receives a gimbal angle signal θG obtained by the integrator 57.

【0035】そして、操舵制御装置62は、B2ポイン
ト検出器61からの誤差信号及び積分器57からのジン
バル角度信号θG に基づいて、滑走路RWYの中心線C
上に沿って着陸させるように航空機APの操舵を行な
う。なお、この操舵処理については、操舵制御装置62
のマイクロコンピュータのプログラムで実現できる。
Then, the steering control unit 62 determines the center line C of the runway RWY based on the error signal from the B2 point detector 61 and the gimbal angle signal θG from the integrator 57.
The aircraft AP is steered to land along the top. It should be noted that this steering process is performed by the steering control device 62.
Can be realized by a microcomputer program.

【0036】したがって、上記構成によれば、パイロッ
トが航空機APを操舵する必要がなく、自動的に操舵を
行ない、滑走路RWYの中央線C上に沿って着陸誘導さ
せることが可能となる。
Therefore, according to the above configuration, it is not necessary for the pilot to steer the aircraft AP, it is possible to automatically steer and guide the landing along the center line C of the runway RWY.

【0037】なお、上記実施の形態では、赤外線撮像装
置21を対象に説明しているが、この赤外線撮像装置2
1以外の光線を使用した光学式撮像装置であってもこの
発明を実施できることはもちろんのことである。この場
合、滑走路RWYの中央線Cの延長上両端には、それぞ
れ光学式撮像装置による捕捉及び追尾対象となる被検出
器を配置しておくようにする。そして、光学式撮像装置
の出力から滑走路を含む撮像視野内のイメージ画像を作
成して表示し、この表示されたイメージ画像上の滑走路
RWYの進入端に配置された被検出器像が該イメージ画
像の中央線上に来るように追尾し、しかる後に、滑走路
の他端に配置された被検出器像が前記中央線に来るよう
に航空機APの進行方向を制御する。
In the above embodiment, the infrared imaging device 21 has been described.
It is needless to say that the present invention can be implemented by an optical imaging device using a light beam other than one. In this case, detectors to be captured and tracked by the optical imaging device are arranged at both ends of the runway RWY on the extension of the center line C. Then, an image image in the field of view including the runway is created and displayed from the output of the optical imaging device, and the detected object image arranged at the approach end of the runway RWY on the displayed image image is displayed. Tracking is performed so as to be on the center line of the image image, and thereafter, the traveling direction of the aircraft AP is controlled so that the detector image arranged at the other end of the runway comes to the center line.

【0038】なお、この発明は上記実施の形態の範囲に
必ずしも限定されるものではなく、その他この発明の要
旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できることはも
ちろんのことである。
It should be noted that the present invention is not necessarily limited to the scope of the above-described embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
大規模な地上設備を必要とすることなく、航空機に簡単
な装置を備えるのみで、昼夜もしくは悪天候等に影響さ
れることなく、安全に航空機を滑走路へ着陸誘導し得る
着陸誘導システムを提供することができる。
As described in detail above, according to the present invention,
Provide a landing guidance system that can safely guide an aircraft to a runway without requiring large-scale ground facilities, simply by providing an aircraft with simple devices, and without being affected by day or night or bad weather. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明に係る着陸誘導システムの一実施の形
態を示す概略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a landing guidance system according to the present invention.

【図2】同実施の形態における赤外線撮像装置及びこの
赤外線撮像装置を搭載するジンバル機構部の構成を示す
平面図。
FIG. 2 is a plan view showing a configuration of an infrared imaging device and a gimbal mechanism unit equipped with the infrared imaging device according to the embodiment;

【図3】同実施の形態における熱源の構成を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a heat source in the embodiment.

【図4】同実施の形態における航空機の機上装置の構成
を示す回路ブロック図。
FIG. 4 is a circuit block diagram showing a configuration of an onboard device of the aircraft in the embodiment.

【図5】同実施の形態における機上装置の総合表示器に
表示された赤外画像の例を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing an example of an infrared image displayed on the integrated display of the onboard device according to the embodiment.

【図6】同じく図5に示す総合表示器に表示された赤外
画像の例を示す図。
FIG. 6 is a view showing an example of an infrared image displayed on the general display device also shown in FIG. 5;

【図7】同実施の形態における機上装置の他の例を示す
回路ブロック図。
FIG. 7 is a circuit block diagram showing another example of the on-board device according to the embodiment.

【図8】図7に示した機上装置に使用される角度関係
図。
FIG. 8 is an angle relation diagram used in the on-board device shown in FIG. 7;

【図9】この発明の機上装置の他の例を示す回路ブロッ
ク図。
FIG. 9 is a circuit block diagram showing another example of the on-board device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

AP…航空機、 B1,B2…熱源、 C…中央線、 RWY…滑走路、 11…ジンバル機構部、 21…赤外線撮像装置、 22…2次元画像追尾部、 23…画像処理部、 24…総合表示器、 25…トルク駆動制御部、 26…2軸空間安定ジンバル機構制御部、 61…B2ポイント検出器、 62…操舵制御装置。 AP ... aircraft, B1, B2 ... heat source, C ... Central line, RWY ... runway, 11 ... Gimbal mechanism 21 ... Infrared imaging device, 22 ... two-dimensional image tracking unit, 23 ... Image processing unit, 24 ... Comprehensive display, 25: torque drive control unit, 26 ... 2-axis space stable gimbal mechanism controller, 61 ... B2 point detector, 62 ... steering control device.

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 飛行体を着地地点である滑走路上の中央
線に沿って着陸させるように誘導する着陸誘導システム
において、 前記飛行体は、光線を使用した光学式撮像装置を備え、 かつ前記滑走路の中央線延長上両端には、それぞれ前記
光学式撮像装置による捕捉及び追尾対象となる被検出器
を配置しておくようにし、 前記飛行体にて、光学式撮像装置の出力から前記滑走路
を含む撮像視野内のイメージ画像を作成して表示し、こ
の表示されたイメージ画像上の滑走路の進入端に配置さ
れた被検出器像が該イメージ画像で基準となる中央線上
に来るように追尾し、しかる後に、前記滑走路の他端に
配置された被検出器像が前記中央線に来るように前記飛
行体の進行方向を制御することにより、前記飛行体を前
記滑走路上の中央線に沿って着陸誘導できるようにした
ことを特徴とする着陸誘導システム。
1. A landing guidance system for guiding a flying object to land along a center line on a runway as a landing point, wherein the flying object includes an optical imaging device using a light beam, and At both ends on the center line extension of the road, detectors to be captured and tracked by the optical imaging device are arranged, respectively, and at the flying object, the runway is obtained from the output of the optical imaging device. Is created and displayed in the imaging field of view including the image field of view, and the detector image arranged at the approach end of the runway on the displayed image image is positioned on a center line which is a reference in the image image. Tracking, and thereafter, controlling the traveling direction of the flying object so that the detector image arranged at the other end of the runway comes to the center line, thereby moving the flying object to the center line on the runway. Invite to land along A landing guidance system characterized by being guided.
【請求項2】 飛行体を着地地点である滑走路上の中央
線に沿って着陸させるように誘導する着陸誘導システム
において、 前記滑走路の中央線延長上両端には、それぞれ熱発生源
を配置しておくようにし、 前記飛行体に、前記熱発生源から発生する熱を捕捉及び
追尾可能な赤外線撮像装置を設け、この赤外線撮像装置
の出力から前記滑走路を含む赤外線撮像視野内の赤外画
像を作成して表示し、この表示された赤外画像上の滑走
路の進入端に配置された熱発生源像が該赤外画像で基準
となる中央線上に来るように追尾し、しかる後に、前記
滑走路の他端に配置された熱発生源像が前記中央線上に
来るように飛行体の進行方向を制御することにより、前
記飛行体を前記滑走路上の中央線に沿って着陸誘導でき
るようにしたことを特徴とする着陸誘導システム。
2. A landing guidance system for guiding a flying object to land along a center line on a runway as a landing point, wherein a heat generating source is disposed at each of both ends of a center line extension of the runway. An infrared imaging device capable of capturing and tracking heat generated from the heat generation source is provided on the flying object, and an infrared image in an infrared imaging field of view including the runway is obtained from an output of the infrared imaging device. Is created and displayed, and the heat source image located at the approach end of the runway on the displayed infrared image is tracked such that it is located on the center line which is a reference in the infrared image, and thereafter, By controlling the traveling direction of the flying object so that the heat source image arranged at the other end of the runway is on the center line, the flying object can be guided to land along the center line on the runway. Landing characterized by Electrical system.
【請求項3】 前記飛行体は、 前記熱源から発生する熱を捕捉及び追尾する赤外線撮像
装置と、 この赤外線撮像装置で得られる捕捉及び追尾結果に基づ
いて前記滑走路を含む赤外線撮像視野内の赤外画像を作
成して表示器に表示する赤外画像作成表示手段と、 前記赤外線撮像装置の追尾処理により赤外画像上で滑走
路の飛行体進入端側の熱発生源像を中央線上に一致させ
て表示させるとともに、この追尾処理時に得られる走査
角度情報を、前記飛行体の機首の操縦のための水平及び
垂直方向の角度情報として前記赤外画像上に表示させる
オフセット追尾・操縦角度情報表示手段とを具備し、 前記オフセット追尾・操縦角度情報手段で赤外画像上に
表示された操縦角度情報に基づいて、赤外画像上の滑走
路の他方の熱発生源像が赤外画像の中央線に一致するよ
うに、飛行体の水平方向への操縦を行なうことで、前記
滑走路の中央線へ着陸誘導できるようにしたことを特徴
とする請求項2記載の着陸誘導システム。
3. An infrared imaging device for capturing and tracking heat generated from the heat source, based on a capture and tracking result obtained by the infrared imaging device, wherein the flying object is in an infrared imaging field of view including the runway. Infrared image creation display means for creating an infrared image and displaying it on a display, a heat generation source image on the runway approach end side of the runway on the center line on the infrared image by tracking processing of the infrared imaging device, The offset tracking / steering angle to be displayed so as to be coincident with the scanning angle information obtained at the time of the tracking process and to be displayed on the infrared image as horizontal and vertical angle information for steering the nose of the flying object. Information display means, based on the steering angle information displayed on the infrared image by the offset tracking and steering angle information means, the other heat generation source image of the runway on the infrared image is an infrared image in To match the line, by performing the steering in the horizontal direction of the aircraft landing guidance system according to claim 2, characterized in that to be able to land directed to the center line of the runway.
【請求項4】 前記赤外線撮像装置は、水平及び垂直方
向に可動自在なジンバル機構部に搭載されており、 前記オフセット追尾・操縦角度表示手段は、前記赤外線
撮像装置の追尾処理時に得られるジンバル機構部の水平
及び垂直方向への傾き角度情報を、前記飛行体の機首の
操縦のための水平及び垂直方向の角度情報として前記赤
外画像上に表示させることを特徴とする請求項2記載の
着陸誘導システム。
4. The infrared imaging device is mounted on a gimbal mechanism that is movable in horizontal and vertical directions, and the offset tracking / steering angle display means is a gimbal mechanism obtained at the time of tracking processing of the infrared imaging device. The tilt angle information in the horizontal and vertical directions of the section is displayed on the infrared image as horizontal and vertical angle information for steering the nose of the flying object. Landing guidance system.
【請求項5】 操縦角度情報表示手段は、前記赤外画像
作成表示手段で作成された赤外画像及び追尾処理時に得
られるジンバル機構部の水平及び垂直方向への傾き角度
情報と、以前に作成された赤外画像及びその時のジンバ
ル機構部の水平及び垂直方向への傾き角度情報とを用い
てスーパーインポーズ処理を行なうことにより、前記飛
行体の機首の操縦のための水平及び垂直方向の角度情報
を前記赤外画像上に表示させることを特徴とする請求項
3または4記載の着陸誘導システム。
5. The steering angle information display means includes: an infrared image created by the infrared image creation display means; and horizontal and vertical tilt angle information of a gimbal mechanism obtained during tracking processing. By performing the superimposing process using the obtained infrared image and the tilt angle information of the gimbal mechanism in the horizontal and vertical directions at that time, the horizontal and vertical directions for controlling the nose of the flying object are obtained. 5. The landing guidance system according to claim 3, wherein angle information is displayed on the infrared image.
【請求項6】 オフセット追尾・操縦角度情報表示手段
は、所定の位置でクロスし、一方を前記中心線として用
いる縦及び横の基準線と、 縦の基準線から、前記スーパーインポーズ処理により得
られるジンバル機構部の水平方向への傾き角度と以前の
水平方向への傾き角度とのずれに相当する位置に表示さ
れる縦のカーサと、 横の基準線から、前記スーパーインポーズ処理により得
られるジンバル機構部の垂直方向への傾き角度と以前の
垂直方向への傾き角度とのずれに相当する位置に表示さ
れる横のカーサとを前記表示器に表示することを特徴と
する請求項3乃至5のいずれかに記載の着陸誘導システ
ム。
6. The offset tracking / steering angle information display means obtains the superimposed information from a vertical reference line and a vertical reference line, one of which is crossed at a predetermined position and one of which is used as the center line. The vertical cursor displayed at a position corresponding to the difference between the horizontal tilt angle of the gimbal mechanism unit and the previous horizontal tilt angle, and the horizontal reference line are obtained by the superimposing process. The horizontal cursor displayed at a position corresponding to a difference between the vertical tilt angle of the gimbal mechanism and the previous vertical tilt angle is displayed on the display. 5. The landing guidance system according to any one of 5.
【請求項7】 前記オフセット追尾・操縦角度情報表示
手段は、前記赤外画像の滑走路進入側に配置された熱発
生源像を前記縦及び横の基準線のクロス点に一致させる
ようにオフセットすることを特徴とする請求項3乃至6
のいずれかに記載の着陸誘導システム。
7. The offset tracking / steering angle information display means includes means for offsetting a heat source image arranged on the runway approach side of the infrared image so as to coincide with a cross point between the vertical and horizontal reference lines. 7. The method according to claim 3, wherein
A landing guidance system according to any one of the above.
【請求項8】 さらに、前記飛行体は、前記赤外線撮像
装置の追尾処理時に、前記赤外画像上の他方側の熱発生
源像の前記中心線からのずれ位置もしくはずれ量を検出
する画像位置検出手段と、この画像位置検出手段の検出
結果と、前記赤外線撮像装置の追尾処理時に得られるジ
ンバル機構部の水平及び垂直方向への傾き角度情報とに
基づいて、赤外画像上の滑走路の他方の熱発生源像が赤
外画像の中央線に一致するように、飛行体の操舵を実行
する操舵制御手段とを備えてなることを特徴とする請求
項2乃至4のいずれかに記載の着陸誘導システム。
8. An image position for detecting a shift position or a shift amount of the heat generation source image on the other side on the infrared image from the center line during tracking processing of the infrared imaging device. Detection means, based on the detection result of the image position detection means, and information on the horizontal and vertical inclination angles of the gimbal mechanism obtained during the tracking processing of the infrared imaging device, the runway on the infrared image The steering control means for performing steering of the flying object so that the other heat generation source image coincides with the center line of the infrared image, is provided. Landing guidance system.
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