JP2001034900A - 航空機検出方法及びその装置 - Google Patents

航空機検出方法及びその装置

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JP2001034900A
JP2001034900A JP11208386A JP20838699A JP2001034900A JP 2001034900 A JP2001034900 A JP 2001034900A JP 11208386 A JP11208386 A JP 11208386A JP 20838699 A JP20838699 A JP 20838699A JP 2001034900 A JP2001034900 A JP 2001034900A
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aircraft
detection
detection device
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signal
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Yukio Takahashi
幸夫 鷹▲箸▼
Akitomo Okabe
明納 岡部
Hidenori Goto
秀範 後藤
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Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 航空機の運行に支障をきたすことなく、構造
が簡単で、安価な航空機検知装置を提供すること。ま
た、多種多様な航空機全ての検知を容易に行うことが出
来る航空機検知方式を提供すること。 【解決手段】 誘導路2または滑走路の走行路を走行す
る航空機1を検出する航空機検出装置11において、パ
ルス列形態の発射信号を作成し、送信アンテナ16を通
して電波を発射する送信器13と、この電波Eの航空機
1で反射した反射電波Rが航空機検知装置11と航空機
1との距離Lに比例した遅延時間△tをおいて、受信ア
ンテナ17を介して受信される受信器14と、この受信
器14からの受信信号によって航空機1の有無を検知す
る検知回路15とを有する航空機検知装置11を路側帯
10に設置した

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、空港内の滑走路、
または、誘導路を走行する航空機の有無、およびその位
置を検出する航空機検知方法およびその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の従来技術である航空機検知装置
として、特開平5―217100に示されているような
電波遮断方式が提案されている。
【0003】まず、この電波遮断方式について、図12
乃至図13を参照して説明する。
【0004】図12は、従来の航空機検知装置におい
て、電波遮断方式を採用した場合の説明図であり、図1
3は後記する信号処理回路の動作を示したタイムチャー
トである。
【0005】図12は、航空機1が誘導路2を走行して
いる状態を示しており、その誘導路2の両側には、2組
の送波器および受波器が互いに対向して設けられてお
り、同図においては手前側(図面に対して)の一組、す
なわち、送波器3および受波器4と送波器5および受波
器6とが示されている。
【0006】したがって、図示されていないが、送波器
3,5および受波器4,6と同一のものがもう一組誘導
路2を挟んだ反対側に設けられている。
【0007】この送波器3および受波器4と送波器5お
よび受波器6とは、航空機1の移動方向に間隔Gの距離
をおいて、それぞれHの高さに設置されていて、この場
合、間隔Gは航空機1のノーズギヤー7とメインギヤー
8との間隔に、また、高さHはノーズギヤー7とメイン
ギヤー8との高さにそれぞれ対応させてある。
【0008】そして、この2組(一組は不図示)の送波
器3、5および受波器4、6は、誘導路2を走行しなが
ら、マイクロ波B1およびマイクロ波B2を受波器4お
よび受波器6それぞれに出力し、さらに、受波器4、6
では、マイクロ波B1およびB2の受信有無に対応した
検知信号K1および検知信号K2それぞれを出力する。
【0009】この検知信号K1および検知信号K2は前
記信号処理回路9に送られ、信号処理回路9において検
知信号K1および検知信号K2から航空機「あり
(有)」または航空機「なし(無)」の判別信号Sが出
力されるようになっている。
【0010】ここで、この判別信号Sについて、図13
を参照しながら、説明する。同図において、上記した図
12で示したように、送波器3および送波器5からは、
それぞれの受波器4および受波器6に向けて、マイクロ
波B1およびマイクロ波B2が送信される。
【0011】そして、マイクロ波B1およびマイクロ波
B2で形成される領域に航空機1が存在しない場合、受
波器21および受波器22からの検知信号K1と検知信
号K2とは高レベルの“有"の信号となる。
【0012】次に、航空機1が移動し、高さHにあるノ
ーズギヤー7とメインギヤー8とによってマイクロ波B
1とマイクロ波B2とがそれぞれ遮られると、検知信号
K1と検知信号K2とは低レベルの“無"の信号とな
る。
【0013】特に、この従来技術では、マクロ波B1が
ノーズギヤー7に、マクロ波B2がメインギヤー8に同
時に遮られ、検知信号K1と検知信号K2との両信号が
“無"の信号レベルになった時に、信号処理回路9から
は航空機1“有"の検出信号Sが出力される技術であ
る。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】また、上記した従来の
航空機検知装置では、送波器3,5と受波器4,6とが
高さHを有して、誘導路2における航空機1の走行路上
に設置されているので、航空機の運行上の妨げとなって
いた。
【0015】また、航空機1の走行路以外の場所に設置
した場合でも、高さHを有するので、航空機1のパイロ
ットにとっては視覚的に邪魔な存在となっており、場合
によっては航空機同士の衝突を招く恐れがあった。
【0016】さらに、航空機1の機種は多種多様であ
り、そのノーズギヤー7とメインギヤー8との間隔Gは
機種によって異なり、固定された設置距離Gでは全ての
航空機を正確に検出することは困難であった。
【0017】さらに、特開平6―263098には、送
信アンテナの放射方向あるいは放射角を電気的に変化さ
せ放射範囲を拡大し、航空機からの反射波の有無から航
空機を検知する方式が提案されているが、この方式をと
ると装置構成が複雑で高価になるという問題があった。
【0018】そこで、本発明の第1の目的は、航空機の
運行に支障をきたすことなく、構造が簡単で、安価な航
空機検知装置を提供することにある。
【0019】また、本発明の第2の目的は、多種多様な
航空機全ての検知を容易に行うことが出来る航空機検知
方式を提供することにある。
【0020】
【課題を解決するための手段】本発明の航空機検出装置
は、誘導路または滑走路の走行路を走行する航空機を検
出する航空機検出装置において、送信アンテナを通して
電波を発射する送信器と、この電波の航空機で反射した
反射電波が航空機検知装置と航空機との距離に比例した
遅延時間をおいて受信アンテナを介して受信される受信
器と、この受信器からの受信信号によって航空機の有無
を検知する検知装置を路側帯に設置したことを特徴とす
るものである。
【0021】また、本発明の航空機検出方法は、誘導路
または滑走路の走行路を走行する航空機を検出する航空
機検出装置において、送信アンテナを通して電波を発射
する送信器と、この電波の航空機で反射した反射電波が
航空機検知装置と航空機との距離に比例した遅延時間を
おいて受信アンテナを介して受信される受信器と、この
受信器からの受信信号によって航空機の有無を検知する
検知装置を路側帯に設置して、前記航空機との距離Lを
前記遅延時間に基づいて算出し、誘導路または滑走路の
走行路を走行する航空機を検知することを特徴とするも
のである。
【0022】さらに、本発明の航空機検出装置において
は、前記検知装置を航空機の移動方向に沿って複数個設
けたことを特徴とするものである。
【0023】さらに、本発明の航空機検出装置において
は、前記検知装置からの検知信号を電波を用いて管制塔
に送信することを特徴とするものである。
【0024】さらに、本発明の航空機検出方法において
は、前記路側帯に複数の検知装置を設置し、この複数の
検知装置各々に対応した検知範囲を作成することによっ
て航空機を連続的に検知することを特徴とするものであ
る。
【0025】さらに、本発明の航空機検出装置において
は、航空機または車両による受信信号の基準パターンデ
ータを記憶させた基準パターンメモリーと、この基準パ
ターンデータと航空機または車両からの受信信号とを比
較するパターン比較器とを有することを特徴とするもの
である。
【0026】
【発明の実施の形態】以下、本発明による航空機検知方
法及びその装置の一実施形態を、図1乃至図3につい
て、説明する。
【0027】図1は、本発明による航空機検知方法及び
その装置の一実施形態を示した説明図、図2は信号処理
回路の構成を示した構成ブロック図、さらに、図3は本
発明による航空機検知の際、発する発射信号、受信信
号、および検知信号をパルス形態で示したタイミングチ
ャートである。
【0028】まず、図1について、本発明の一実施形態
を説明する。図1は、航空機1が誘導路2上を正面(図
面に対して)に向かって走行している状態を示してお
り、誘導路2の両端には航空機1の走行路より低い位置
に路側帯10が設けられていて、右側(図面に対して)
の路側帯10には点線で示されている航空機検知装置1
1が設置されている。
【0029】また、この航空機検知装置11は信号処理
回路9と送受信アンテナ12とからなっていて、信号処
理回路9から送受信アンテナ12を通して電波Eが発射
され、この電波Eが航空機1に反射して反射電波Rを発
している様子が示されている。
【0030】また、前記航空機検知装置11は、図2に
示されているように、送信器13と受信器14、および
検知回路15とから構成されていて、送信器13は図3
に示したパルス列形態の発射信号を作成し、送信アンテ
ナ16を通してマイクロ波またはミリ波等の電波Eを誘
導路2(図1)に向けて発射し、この電波Eが航空機1
(図1)に反射して反射電波R(図1)を発し、この反
射電波Rが受信アンテナ17に受信されて、受信信号と
して受信器14に送られ、受信器14からの出力を受け
た検知回路15から検知信号18を出力する構成となっ
ている。
【0031】このように構成された航空機検知装置11
から発射された電波Eのうち、航空機1で反射した反射
電波Rは、航空機検知装置11と航空機1との距離L
(図1)に比例した遅延時間△t(図3)をおいて受信
アンテナ17に受信され、その受信信号は受信器14に
入力されて受信器14で信号の増幅や発射信号の周波数
成分が抽出される。
【0032】そして、前記したように、受信器14の出
力信号が検知回路15に入力されると、その信号の有無
で航空機1の有無を判定すると共に、次式(1)、すな
わち、遅延時間△tから距離Lが求められる。
【0033】L=c(△t−Td)/2 ・・ (1) なお、上記(1)式において、cは光速であり、Tdは
送信器13と受信器14などで生じる電子回路での遅れ
時間である。
【0034】次に、複数台の航空機検知装置を誘導路2
の路側帯10に設置した場合について、図4を基に、説
明する。
【0035】図4は、4台の航空機検知装置11A〜1
1Dが誘導路2の路側帯10に設置された場合の一実施
形態を示した説明図である。
【0036】同図において、誘導路2の路側帯10に4
個の航空機検知装置11A〜11Dが所定の間隔で設置
されており、また、この4個の航空機検知装置11A〜
11Dそれぞれの検知範囲19A〜19Dが、楕円形の
範囲で示されている。
【0037】このように、航空機検知装置11A〜11
Dが設置されている誘導路2上を、航空機1が矢印20
方向に走行移動して来ると、航空機1は、まず、航空機
検知装置11Aの検知範囲19Aに進入すると、そこ
で、航空機1は航空機検知装置11Aによって検知さ
れ、この検知は航空機1が検知範囲19Aを抜け出るま
で続く。
【0038】そして、航空機1が検知範囲19Aを抜け
出ないうちに、航空機1の先端は検知範囲19Bに進入
しているので、この時点では航空機1は航空機検知装置
11Aと航空機検知装置11Bとの両者で連続検知され
ることになる。
【0039】このように、航空機1は、航空機検知装置
11Aで検知されてから、以降は順次、航空機検知装置
11Aと航空機検知装置11Bとの両者で、次いで航空
機検知装置11Bと航空機検知装置11Cとの両者で,
次いで航空機検知装置11Cと航空機検知装置11Dと
の両者で、最後に航空機検知装置11Dで、連続的に検
知され、この検知は航空機1が検知範囲19Dを抜け出
るまで続く。
【0040】したがって、航空機1は誘導路2上を走行
している間、連続して検知されるばかりでなく、さら
に、航空機1が誘導路2のどの位置に存在しているかを
も検知することが可能となる。
【0041】次に、本発明による航空機検知装置の他の
一実施形態を、図5について、説明する。
【0042】図5は、1個の航空機検知装置(後記)が
誘導路2の路側帯に設置された場合の一実施形態を示し
た説明図で、この航空機検知装置21には複数の送信ア
ンテナ(不図示)が設置されていて、その送信アンテナ
の送信方向を順次切り替えることによって電波を発射さ
せ、例えば、検知範囲22A,22B,および22Cそ
れぞれを形成する。
【0043】そして、検知範囲22A,22B,および
22Cにおける航空機1からの反射電波R(図2)が、
航空機検知装置21の1つの受信アンテナで受信される
ようになっている。
【0044】したがって、本実施形態では、航空機検知
装置21を複数台設置する必要がなく、広範囲に航空機
1の検知が実現可能となるので、前記した図4の実施形
態に比べてコスト的に有利となる。
【0045】次に、本発明による信号処理回路9内(図
2)にある検知回路15(図2)の他の一実施形態につ
いて、図6を参照しながら、説明する。
【0046】図6は、本発明による検知回路の他の一実
施形態を示した構成ブロック図である。
【0047】同図において、本実施形態による検知回路
には、複数の互いに並列に接続されている基準パターン
メモリー23A,23B,23C・・と、パターン比較
器24とからなり、このパターン比較器24は基準パタ
ーンメモリー23A,23B,および23C・・からの
出力と受信器14(図2)からの受信信号25とを入力
し、この両者を比較することで航空機と車両とを検知し
て区別するものである。
【0048】なお、基準パターンメモリー23A,23
B,および23Cのうち、基準パターンメモリー23A
及び23Bは航空機1(図1)の機種に対応しており、
また、基準パターンメモリー23Cは車両(不図示)に
対応している。
【0049】さらに、これら、基準パターンメモリー2
3A,23B及び23Cには降雨および降雪時の電波の
反射パターンデータについても記憶しており、降雨、ま
たは降雪時の航空機1または車両(不図示)の検知性能
を向上させた構成となっている。
【0050】また、この検知回路15には、受信信号2
5の入力パターンや航空機1の機種、車両などの教示信
号により学習を行うニューラルネットワーク回路を設け
ることも可能であり、このニューラルネットワーク回路
を設けることによって、学習後は、受信信号パターンか
ら航空機1の機種や航空機1と車両(不図示)との区別
を、より正確に検出できるようにすることも出来る。
【0051】さらに、この検知回路15に、受信信号2
5を複数回加算する回路を付加することでランダムノイ
ズを除去し、航空機1からの反射による受信信号25を
正確に抽出する機能をもたせることも出来る。
【0052】次ぎに、本発明の他の一実施形態を、図7
に基いて、説明する。
【0053】図7は、本発明の他の一実施形態を示した
説明図で、航空機1が誘導路2を矢示26方向に走行し
ていて、誘導路2の両側に設けられている路側帯10に
は、反射板27Aに対して検知範囲28Aが斜め方向に
航空機検知装置29が設置されている。
【0054】このように反射板27A,27Bと航空機
検知装置29とを配置構成することによって、誘導路2
または滑走路の路側帯10から発射する電波を、その路
側帯10とは反対側の路側帯10に設置した受信アンテ
ナを備えた反射板27Aに向けて発射し、その反射板2
7Aで反射した電波を次ぎの反射板27Bに向けて反射
させて、検知範囲28Bを形成し、さらに、反射板27
Bには、もう一つの航空機検知装置29から反射して、
検知範囲28Cを形成している。
【0055】すなわち、航空機検知装置29からの電波
Eは、反対側の路側帯に設置されている反射板27Aに
向けて発射されるが、この反射板27Aは受信アンテナ
と一体化されていて、この受信アンテナ(後記)には図
示しない受信回路と検知回路とが接続されている。
【0056】また、反射板27Aは、次ぎの反射板27
Bに電波が届くように設置されており、そして、この反
射板27Bも反射板27Aと同様、受信アンテナ(後
記)が一体化されている。
【0057】この受信アンテナと一体化した反射板の一
実施形態が反射板27Aを代表して図8に示されてい
て、図8には反射板27Aのほぼ中心に前記受信アンテ
ナ30が配置された構成となっている。
【0058】次に、この反射板と航空機検知装置とを交
互に設置した場合の航空機の検知原理について説明す
る。
【0059】図7において、航空機1が検知範囲28A
に不在の場合は、航空機検知装置29から発射した電波
Eは反射板27Aの受信アンテナ30(図8)で受信さ
れるが航空機1が存在する場合は、その機体で電波が遮
断され反射板27Aの受信アンテナ30では受信されな
い。
【0060】同様に、検知範囲28Bでも同様に航空機
1が不在の場合は航空機の機体で電波が遮断され、反射
板27Bにある受信アンテナ(不図示)に電波は受信さ
れない。
【0061】このように、反射板27A,27Bと航空
機検知装置29とを交互に路側帯に設置することによっ
て航空機検知装置における送信回路の数を減らせるの
で、大幅なコストダウンを図ることが出来る。
【0062】次に、航空機検知装置で得た航空機1の検
知信号を収集し管理する管制室への送信方法について、
図9を参照しながら、説明する。なお、図1と同一構成
部分には同一符号を付して示し、詳細な説明は省略して
ある。
【0063】図9は、航空機1の検知信号を管制室へ送
信する様子を示した説明図で、誘導路2の路側帯に航空
機検知装置11が設置されていて、この航空機検知装置
11から出力する検知信号は、航空機検知装置11の近
傍に設置された送信アンテナ31に入力され、その入力
後、送信アンテナ31から管制室のある管制塔32の屋
上などに設置されたアンテナ33に向けて検知信号が送
信される様子が示されている。
【0064】このように、電波による送信手段を用いる
ことによって、有線による送信に比べて有線設備の設置
工事などがなくなり、その分のコストを削減出来ること
になる。
【0065】また、管理室への検知信号の送信方法とし
ては、他に図10に示されているような実施形態が本出
願人によって提案されている。
【0066】次に、この検知信号の送信方法について、
図10を参照しながら、説明する。図10は、光ファイ
バーによるOTDR(Optical Time Do
main Reflectmetry=光学的時間領域
反射測定)検出法を示したブロック図で、航空機検知装
置11からの検知信号を光電変換器34で電気信号から
光信号に変換し、光カップラー35を通して光ファイバ
ー36に入射させ、さらに、光ファイバー端に設けた受
光器37で電気信号に変換される構成となっていて、こ
のOTDR検出法は航空機検知装置で得た航空機検知信
号を光ファイバー36に重畳させる方法である。
【0067】この際、提案では複数ある航空機検知装置
11からの検知信号を識別するため、検知信号とともに
各航空機検知装置11に割り付けたアドレスを付加して
送信する案である。
【0068】そうすることによって、どの航空機検知装
置からの検知信号であるかが判別されるわけである。
【0069】次に、管制室における、誘導路上での航空
機の走行状況を監視する方法について、図11を基に、
説明する。
【0070】図11は誘導路および滑走路が表示されて
いる大型スクリーンの平面図で、滑走路38を走行して
いる航空機1と、誘導路2に停止している航空機1とが
大型スクリーン39上に表示されている様子を示してい
る。
【0071】この大型スクリーン39には、航空機検知
装置11(図1)で得た航空機1の検知情報を基に、
“停止中"および“移動中"の航空機1の位置が表示され
るようになっているので、航空機1の位置を監視するこ
とによって、進入禁止エリアへの航空機の移動が視覚的
に判り、したがって、異状時の対応を迅速にとることが
出来る。
【0072】
【発明の効果】上記した本発明によれば、航空機検知装
置が誘導路または滑走路の走行路の路側帯の低位置に設
置されているので、航空機の走行に支障を与える突起す
るものがなくなり、航空機の安全運行が可能となった。
【0073】また、航空機検知装置からの発射電波の送
信方向を任意に変えられるため、ノーズギヤーとメイン
ギヤーとの間隔に関係なく航空機の検知が可能となり、
その結果、あらゆる機種の航空機を検知することがで
き、さらに、複数の検知範囲を走行路に形成させること
によって、走行路上の航空機を連続的に検知することが
出来、加えて、走行路上の航空機の現在位置を正確に把
握することが可能となった。
【0074】さらに、降雨や積雪などの気象に対応でき
る機能を検知回路に持たせることによって、気象に左右
されない航空機の検知を実現している。
【0075】また、航空機の走行状況を大型スクリーン
で視覚的にとらえているため、異常事態に対する対応を
迅速にとることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による航空機検知方法及びその装置の一
実施形態を示した説明図である。
【図2】本発明による信号処理回路の構成を示したブロ
ック図である。
【図3】本発明によって発する発射信号、受信信号、お
よび検知信号のタイミングチャートである。
【図4】本発明による航空機検知装置が誘導路の路側帯
に設置された場合の一実施形態を示した説明図である。
【図5】本発明による1個の航空機検知装置が誘導路の
路側帯に設置された場合の一実施形態を示した説明図で
ある。
【図6】本発明による検知回路の他の一実施形態を示し
た構成ブロック図である。
【図7】本発明の他の一実施形態を示した説明図であ
る。
【図8】本発明による反射板の構成図である。
【図9】本発明による航空機の検知信号を管制室へ送信
する様子を示した説明図である。
【図10】光ファイバーによるOTDR検出法を示した
ブロック図である。
【図11】誘導路および滑走路が表示されている大型ス
クリーンの平面図である。
【図12】従来の航空機検知装置において、電波遮断方
式を採用した場合の説明図でありる。
【図13】従来の航空機検知装置における信号処理回路
の動作を示したタイムチャートである。
【符号の説明】
1 航空機 2 誘導路 3,5 送波器 4,6 受波器 7 ノーズギヤー 8 メインギヤー 9 信号処理回路 10 路側帯 11,21 航空機検知装置 12 送受信アンテナ 13 送信器 14 受信器 15 検知回路 16,31 送信アンテナ 17,30 受信アンテナ 18 検知信号 19A〜19D 検知範囲 20,26 矢示 22A〜22C 検知範囲 23A〜23C 基準パターンメモリー 24 パターン比較器 25 受信信号 27A〜27B 反射板 28A〜28C 検知範囲 29 航空機検知装置 32 管制塔 33 アンテナ 34 光電変換器 35 光カップラー 36 光ファイバー 37 受光器 38 滑走路 39 大型スクリーン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 秀範 東京都港区芝浦一丁目1番1号 株式会社 東芝本社事務所内 Fターム(参考) 2G005 DA04 5H180 AA26 CC12 DD02 EE07 LL01 LL02 LL04 LL08

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘導路または滑走路の走行路を走行する
    航空機を検出する航空機検出装置において、送信アンテ
    ナを通して電波を発射する送信器と、この電波の航空機
    で反射した反射電波が航空機検知装置と航空機との距離
    に比例した遅延時間をおいて受信アンテナを介して受信
    される受信器と、この受信器からの受信信号によって航
    空機の有無を検知する検知装置を路側帯に設置したこと
    を特徴とする航空機検出装置。
  2. 【請求項2】 誘導路または滑走路の走行路を走行する
    航空機を検出する航空機検出装置において、送信アンテ
    ナを通して電波を発射する送信器と、この電波の航空機
    で反射した反射電波が航空機検知装置と航空機との距離
    に比例した遅延時間をおいて受信アンテナを介して受信
    される受信器と、この受信器からの受信信号によって航
    空機の有無を検知する検知装置を路側帯に設置して、前
    記航空機との距離Lを前記遅延時間に基づいて算出し、
    誘導路または滑走路の走行路を走行する航空機を検知す
    ることを特徴とする航空機検出方法。
  3. 【請求項3】 前記検知装置を航空機の移動方向に沿っ
    て複数個設けたことを特徴とする請求項1記載の航空機
    検出装置。
  4. 【請求項4】 前記検知装置からの検知信号を電波を用
    いて管制塔に送信することを特徴とする請求項1記載の
    航空機検出装置。
  5. 【請求項5】 前記路側帯に複数の検知装置を設置し、
    この複数の検知装置各々に対応した検知範囲を作成する
    ことによって航空機を連続的に検知することを特徴とす
    る請求項2記載の航空機検出方法。
  6. 【請求項6】 航空機または車両による受信信号の基準
    パターンデータを記憶させた基準パターンメモリーと、
    この基準パターンデータと航空機または車両からの受信
    信号とを比較するパターン比較器とを有することを特徴
    とする請求項1記載の航空機検出装置。
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