JP2001080584A - 脳波で起動される航空機用自動操縦装置 - Google Patents
脳波で起動される航空機用自動操縦装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】パイロットの意識喪失を検出し、自動操縦モー
ドへ、自動的に入ることを可能にする。 【構成】脳波入力手段１，脳波分析手段２，及び、航空
機用自動操縦手段３から成るものである。
ドへ、自動的に入ることを可能にする。 【構成】脳波入力手段１，脳波分析手段２，及び、航空
機用自動操縦手段３から成るものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】脳波で起動される、航空機用自動
操縦システムに関するものである。
操縦システムに関するものである。
【従来の技術】今日の航空機は、人の耐性を越える動
き、たとえば、非常に高い加速度を伴う動きをすること
が ある。このため、パイロットは 一時的視覚喪失に
陥ることもある。特開平４−４６８９９が知られておる
が、これは 上記のような空間識失調が生じたケース
で、パイロットが 緊急機体復元スイッチを押すことに
より、そのケースに対処しようとした、立派なものであ
る。
き、たとえば、非常に高い加速度を伴う動きをすること
が ある。このため、パイロットは 一時的視覚喪失に
陥ることもある。特開平４−４６８９９が知られておる
が、これは 上記のような空間識失調が生じたケース
で、パイロットが 緊急機体復元スイッチを押すことに
より、そのケースに対処しようとした、立派なものであ
る。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、バイロ
ットが ひどく損傷しておる時、又、意識を喪失してお
る時には、上記の機体復元スイッチを押すことさえ で
きないのである。本発明は、この点に鑑みて、なされた
ものである。なお、米国特許４９４９７２６は、脳波を
用いて、機器のオン オフを行う仕組みを開示しておる
が、それは 覚醒時の脳波を用いるのであり、本出願と
趣旨が異なる。又、米国特許４９４９７２６では、デル
タ波を扱っていない。
ットが ひどく損傷しておる時、又、意識を喪失してお
る時には、上記の機体復元スイッチを押すことさえ で
きないのである。本発明は、この点に鑑みて、なされた
ものである。なお、米国特許４９４９７２６は、脳波を
用いて、機器のオン オフを行う仕組みを開示しておる
が、それは 覚醒時の脳波を用いるのであり、本出願と
趣旨が異なる。又、米国特許４９４９７２６では、デル
タ波を扱っていない。
【０００３】
【課題を解決するための手段】脳波入力手段１と、脳波
の中の、睡眠の始まりに関わるθ波、深い睡眠に関わる
δ波を解析する脳波分析手段２と、航空機用自動操縦手
段３から、成るものである。図１。
の中の、睡眠の始まりに関わるθ波、深い睡眠に関わる
δ波を解析する脳波分析手段２と、航空機用自動操縦手
段３から、成るものである。図１。
【作用】パイロットの脳波を脳波入力手段１を通して、
脳波分析手段２により解析し、なんらかの事情で、パイ
ロットが意識喪失に陥ったことを、δ波の比率が非常に
高くなったことにより検出し、その場合に自動操縦手段
３を脳波分析手段２の指示で、自動的に起動するもので
ある。なお、パイロットが 疲労のために、居ねむりに
おちいった時、それを θ波の比率が高まったことで
検出し、自動操縦手段３を起動することもできる。以上
は、パイロットによる手動操縦がなされているときの本
発明の動作である。δ波の比率、θ波の比率に応じて、
それぞれ、事前に入力された特別の飛行プログラムを動
かすことができるし、又、在来の自動操縦モードへ入っ
てもよい。既に、在来の自動操縦モードに入っていると
きに、上記のケースが生じたら、たとえば、θ波の比率
が高まったら、在来の自動操縦モードを継続してもよ
い。たとえば、θ波とδ波の積算値の比率が高くなっ
て、居眠りが進んだことが検出されたら、又、δ波の比
率が高くなり、意識喪失が検出されたら、事前に用意さ
れた、特別の自動操縦モードへ入る、つまり、特別の飛
行プログラムに従うこともできる。もちろん、これらの
ケースで在来の自動操縦モードに入ることもよく、飛行
の目的に応じて、ユーザにより、それぞれのケースにお
ける対応の仕方が決定せられる。自動操縦手段３の機能
を、計測と飛行制御に大別すれば、その計測機能は常
時、動かすことができ、覚醒時のパイロットの参考に供
することができる。又、覚醒時において、在来の自動操
縦飛行が、自動操縦手段３により、可能であることは、
もちろんである。本システムの特徴は、パイロットの意
識喪失時、あるいは、睡眠により、パイロット自身によ
る飛行状況の確認がなされなくなった時に、それ専用
に、事前に入力された手順、飛行プログラムに従って、
該航空機を、自動的に運航せしめる点である。
脳波分析手段２により解析し、なんらかの事情で、パイ
ロットが意識喪失に陥ったことを、δ波の比率が非常に
高くなったことにより検出し、その場合に自動操縦手段
３を脳波分析手段２の指示で、自動的に起動するもので
ある。なお、パイロットが 疲労のために、居ねむりに
おちいった時、それを θ波の比率が高まったことで
検出し、自動操縦手段３を起動することもできる。以上
は、パイロットによる手動操縦がなされているときの本
発明の動作である。δ波の比率、θ波の比率に応じて、
それぞれ、事前に入力された特別の飛行プログラムを動
かすことができるし、又、在来の自動操縦モードへ入っ
てもよい。既に、在来の自動操縦モードに入っていると
きに、上記のケースが生じたら、たとえば、θ波の比率
が高まったら、在来の自動操縦モードを継続してもよ
い。たとえば、θ波とδ波の積算値の比率が高くなっ
て、居眠りが進んだことが検出されたら、又、δ波の比
率が高くなり、意識喪失が検出されたら、事前に用意さ
れた、特別の自動操縦モードへ入る、つまり、特別の飛
行プログラムに従うこともできる。もちろん、これらの
ケースで在来の自動操縦モードに入ることもよく、飛行
の目的に応じて、ユーザにより、それぞれのケースにお
ける対応の仕方が決定せられる。自動操縦手段３の機能
を、計測と飛行制御に大別すれば、その計測機能は常
時、動かすことができ、覚醒時のパイロットの参考に供
することができる。又、覚醒時において、在来の自動操
縦飛行が、自動操縦手段３により、可能であることは、
もちろんである。本システムの特徴は、パイロットの意
識喪失時、あるいは、睡眠により、パイロット自身によ
る飛行状況の確認がなされなくなった時に、それ専用
に、事前に入力された手順、飛行プログラムに従って、
該航空機を、自動的に運航せしめる点である。
【０００５】
【実施例】脳波入力手段１としては、脳波計を用いるこ
とができる。脳波分析手段２は、増幅器６、帯域通過フ
ィルタ７、Ａ／Ｄコンバータ８、そして コンピュータ
９、もしくは、マイクロプロセサ９から 成るものであ
る。図８。脳波のうち、δ波は 睡眠時に現れるもので
あり、０．５〜３．５Ｈｚ．θ波は、居ねむりし始める
時に現れるものであり、３．５〜７．５Ｈｚ。このθ
波、δ波の周波数帯域は、脳医学の進歩により、今後
少し変わる可能性が有るし、又、個人差も有り、さら
に、年令によっても、少し 変わろう。他に、覚醒時に
現れるα波、β波が有ることが 知られておる。
とができる。脳波分析手段２は、増幅器６、帯域通過フ
ィルタ７、Ａ／Ｄコンバータ８、そして コンピュータ
９、もしくは、マイクロプロセサ９から 成るものであ
る。図８。脳波のうち、δ波は 睡眠時に現れるもので
あり、０．５〜３．５Ｈｚ．θ波は、居ねむりし始める
時に現れるものであり、３．５〜７．５Ｈｚ。このθ
波、δ波の周波数帯域は、脳医学の進歩により、今後
少し変わる可能性が有るし、又、個人差も有り、さら
に、年令によっても、少し 変わろう。他に、覚醒時に
現れるα波、β波が有ることが 知られておる。
【０００６】脳波入力手段１と、先駆的な脳波分析手段
を統合した、優れた先行技術がＨＡＬ＜Ｈｅｍｉｓｐｈ
ｅｒｉｃ Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ Ｌｅｖｅｌ Ｄｅｔ
ｅｃｔｏｒ＞として 知られておる。Ｓｔｅｖｅ Ｃｉ
ａｒｃｉａ＜Ｊｕｌｙ １９８８、”ＢＹＴＥ”＞ここ
では、本システムの脳波分析手段２の特徴となる部分を
述べる。入力された脳波は、高速フーリエ変換すること
で、その周波数成分が得られる。その周波数分布をＢ
（ｆ）とする。ここに ｆは 脳波の周波数、Ｂ（ｆ）
は脳波の強度、脳波信号の振幅である。これを、θ波や
δ波の周波数帯域で積分したものが、θ波や、δ波の信
号強度である。それらを元にして、図２のδｐ，図３の
θｐが得られる。ここで図２、図３の分母は、脳波の全
周波数成分＜０．５〜３０．５Ｈｚ＞についての、脳波
信号の積分値である。図２の分子は、δ波の脳波信号の
積分値である。図３の分子は、θ波の脳波信号積分値で
ある。δｐは、脳波の全成分中で、δ波が占める比率で
あり、θｐは、脳波の全成分中で、θ波が 占める比率
である。
を統合した、優れた先行技術がＨＡＬ＜Ｈｅｍｉｓｐｈ
ｅｒｉｃ Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ Ｌｅｖｅｌ Ｄｅｔ
ｅｃｔｏｒ＞として 知られておる。Ｓｔｅｖｅ Ｃｉ
ａｒｃｉａ＜Ｊｕｌｙ １９８８、”ＢＹＴＥ”＞ここ
では、本システムの脳波分析手段２の特徴となる部分を
述べる。入力された脳波は、高速フーリエ変換すること
で、その周波数成分が得られる。その周波数分布をＢ
（ｆ）とする。ここに ｆは 脳波の周波数、Ｂ（ｆ）
は脳波の強度、脳波信号の振幅である。これを、θ波や
δ波の周波数帯域で積分したものが、θ波や、δ波の信
号強度である。それらを元にして、図２のδｐ，図３の
θｐが得られる。ここで図２、図３の分母は、脳波の全
周波数成分＜０．５〜３０．５Ｈｚ＞についての、脳波
信号の積分値である。図２の分子は、δ波の脳波信号の
積分値である。図３の分子は、θ波の脳波信号積分値で
ある。δｐは、脳波の全成分中で、δ波が占める比率で
あり、θｐは、脳波の全成分中で、θ波が 占める比率
である。
【０００７】δｐ，θｐと共に、図４、図５のδｐ’，
θｐ’を用いることもできる。図４、図５で ｍａｘ
（δ）は δ波の信号成分の最大値である。ｍａｘ
（θ）は θ波の信号成分の最大値である。ｍａｘ
（α）は、α波＜７．５〜１３．５Ｈｚ＞の信号成分の
最大値。ｍａｘ（β）は、β波＜１３．５〜３０．５Ｈ
ｚ＞の信号成分の最大値。δｐ’は、δ波、θ波、α
波、β波の各信号成分の最大値にのみ着目して、そのう
ちのδ波の比率を表すのであり、 θｐ’は、同様に
θ波の比率を表すものである。以上、δ波やθ波が、全
脳波成分のうちで占める比率を表す、二つの方法を述べ
たのであるが、これら以外でも、δ波やθ波が全脳波に
占める比率を表す、より適切な計算式が 脳医学の進歩
により発見されたならば、それをソフトウエアとして組
みこむことは、困難では あるまい。上記の解析手順
が、脳波分析手段の中にソフトウエア化されており、た
とえば、１０ｍｓ単位で計算される。
θｐ’を用いることもできる。図４、図５で ｍａｘ
（δ）は δ波の信号成分の最大値である。ｍａｘ
（θ）は θ波の信号成分の最大値である。ｍａｘ
（α）は、α波＜７．５〜１３．５Ｈｚ＞の信号成分の
最大値。ｍａｘ（β）は、β波＜１３．５〜３０．５Ｈ
ｚ＞の信号成分の最大値。δｐ’は、δ波、θ波、α
波、β波の各信号成分の最大値にのみ着目して、そのう
ちのδ波の比率を表すのであり、 θｐ’は、同様に
θ波の比率を表すものである。以上、δ波やθ波が、全
脳波成分のうちで占める比率を表す、二つの方法を述べ
たのであるが、これら以外でも、δ波やθ波が全脳波に
占める比率を表す、より適切な計算式が 脳医学の進歩
により発見されたならば、それをソフトウエアとして組
みこむことは、困難では あるまい。上記の解析手順
が、脳波分析手段の中にソフトウエア化されており、た
とえば、１０ｍｓ単位で計算される。
【０００８】なお、睡眠の始めでθ波が現れ、深い眠り
でδ波と なるのであるが、その過程を詳しく論じる
と、この中間の時間帯に１４Ｈｚのスピンドル波が現
れ、ついで、スピンドル波とδ波の混在波が現れ、やが
て δ波のみとなるのである。そこで、ソフトウエア上
は、次ぎの仕組みを用いる。 １）粗い評価としては、１４Ｈｚの脳波成分を無視し、
これを、β波、覚醒波成分として、カウントすることに
伴う誤差を ０ にする。 ２）細かい評価としては、他のβ波成分が無く、β波と
しては １４Ｈｚのみの脳波成分が有る時、これを 睡
眠時の脳波として、θ波、もしくは、δ波に含めてカウ
ントする。つまり、 ２−１）スピンドル波をθ波に含めてカウント ２−２）スピンドル波をδ波に含めてカウント すなわち、ソフトウエアを、１）、２−１）、２−２）
の いずれでもできるように準備しておき、ユーザの体
質に合うものを、選択できるように しておけばよい。
以下では、たとえば、２−１）の手順が 取られている
とする。
でδ波と なるのであるが、その過程を詳しく論じる
と、この中間の時間帯に１４Ｈｚのスピンドル波が現
れ、ついで、スピンドル波とδ波の混在波が現れ、やが
て δ波のみとなるのである。そこで、ソフトウエア上
は、次ぎの仕組みを用いる。 １）粗い評価としては、１４Ｈｚの脳波成分を無視し、
これを、β波、覚醒波成分として、カウントすることに
伴う誤差を ０ にする。 ２）細かい評価としては、他のβ波成分が無く、β波と
しては １４Ｈｚのみの脳波成分が有る時、これを 睡
眠時の脳波として、θ波、もしくは、δ波に含めてカウ
ントする。つまり、 ２−１）スピンドル波をθ波に含めてカウント ２−２）スピンドル波をδ波に含めてカウント すなわち、ソフトウエアを、１）、２−１）、２−２）
の いずれでもできるように準備しておき、ユーザの体
質に合うものを、選択できるように しておけばよい。
以下では、たとえば、２−１）の手順が 取られている
とする。
【０００９】航空機用自動操縦手段３としては、例え
ば、エアバス社のエアバス用自動操縦システムを使うこ
とができる。エアバスは、最も自動化の進んだ航空機で
あることは、よく知られておる。事前に着陸地を入力し
ておくことができる。パイロットが意識喪失して、一例
δｐ＞０．９ となったら、その地点から所定の着陸
地点への自動飛行を開始するようにプログラムを準備し
ておく。すると、パイロットが 飛行中に意識不明にな
っても、パイロットと機体を安全に帰還せしめることが
できる。なお、ここで言う、航空機用自動操縦手段３
とは、高度保持、航空機の姿勢維持、飛行方向などを制
御する、自動操縦装置＜オートパイロット＞と、出力の
加減を自動的に行う自動推力装置と、 着陸時に操縦か
んの操作や、エンジン出力の加減を自動で行う自動着陸
装置を統合した自動飛行制御装置＜ＡＦＣＳ＞を主体と
するもので、航法装置＜慣性航法装置ＩＮＳ、もしく
は、衛星航法装置ＧＰＳ＞と連動して動くものである。
この自動操縦手段３の中心的役割を果たす自動操縦コン
ピュータ４は、いわゆるＦＭＣ＜Ｆｒｉｇｈｔ ｍａｎ
ａｇｅｍｅｎｔ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ＞に相当するもので
ある。もちろん、この実施例で 航空機衝突防止装置Ａ
ＣＡＳを併設して、他機との衝突防止のための自動回避
をすることが できる。
ば、エアバス社のエアバス用自動操縦システムを使うこ
とができる。エアバスは、最も自動化の進んだ航空機で
あることは、よく知られておる。事前に着陸地を入力し
ておくことができる。パイロットが意識喪失して、一例
δｐ＞０．９ となったら、その地点から所定の着陸
地点への自動飛行を開始するようにプログラムを準備し
ておく。すると、パイロットが 飛行中に意識不明にな
っても、パイロットと機体を安全に帰還せしめることが
できる。なお、ここで言う、航空機用自動操縦手段３
とは、高度保持、航空機の姿勢維持、飛行方向などを制
御する、自動操縦装置＜オートパイロット＞と、出力の
加減を自動的に行う自動推力装置と、 着陸時に操縦か
んの操作や、エンジン出力の加減を自動で行う自動着陸
装置を統合した自動飛行制御装置＜ＡＦＣＳ＞を主体と
するもので、航法装置＜慣性航法装置ＩＮＳ、もしく
は、衛星航法装置ＧＰＳ＞と連動して動くものである。
この自動操縦手段３の中心的役割を果たす自動操縦コン
ピュータ４は、いわゆるＦＭＣ＜Ｆｒｉｇｈｔ ｍａｎ
ａｇｅｍｅｎｔ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ＞に相当するもので
ある。もちろん、この実施例で 航空機衝突防止装置Ａ
ＣＡＳを併設して、他機との衝突防止のための自動回避
をすることが できる。
【００１０】第２の実施例として、特開平４−４６８９
９と類似の仕組みを、自動操縦手段３として用いること
が できる。図６。エアバスの実施例においても、言え
ることであるが、脳波分析コンピュータ９と自動操縦コ
ンピュータ４は、冗長性を高めるために、別べつのコン
ピュータとすることが できる。さて、一例 δｐ＞
０．９になったら、脳波分析手段２は 自動操縦コンピ
ュータ４へ指示を出し、自動操縦モードへ入る。先行技
術では、緊急機体復元スイッチを人手により、オンに
していたのを、本システムでは 脳波分析コンピュータ
９の指示で、該スイッチをオンにした時に相当する信号
を、自動操縦コンピュータ４へ与えるのである。この第
２の実施例の自動操縦手段３では、特開平４−４６８９
９と違い、ＧＰＳ＜Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉ
ｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ＞により、高度、緯度、経度、速
度、針路についての情報を得て、自動操縦コンピュータ
４へ供される。また、地図データベースには、自然物、
ことに 山岳の緯度、経度、高さについてのデータが入
っており、飛行中の衝突防止のために用いられる。人工
物データベースには、ロープウエイ、又、民家、工場等
の位置、高さについてのデータが入っており、飛行中、
および、墜落時の衝突防止のための資料として、自動操
縦コンピュータ４により利用される。
９と類似の仕組みを、自動操縦手段３として用いること
が できる。図６。エアバスの実施例においても、言え
ることであるが、脳波分析コンピュータ９と自動操縦コ
ンピュータ４は、冗長性を高めるために、別べつのコン
ピュータとすることが できる。さて、一例 δｐ＞
０．９になったら、脳波分析手段２は 自動操縦コンピ
ュータ４へ指示を出し、自動操縦モードへ入る。先行技
術では、緊急機体復元スイッチを人手により、オンに
していたのを、本システムでは 脳波分析コンピュータ
９の指示で、該スイッチをオンにした時に相当する信号
を、自動操縦コンピュータ４へ与えるのである。この第
２の実施例の自動操縦手段３では、特開平４−４６８９
９と違い、ＧＰＳ＜Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉ
ｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ＞により、高度、緯度、経度、速
度、針路についての情報を得て、自動操縦コンピュータ
４へ供される。また、地図データベースには、自然物、
ことに 山岳の緯度、経度、高さについてのデータが入
っており、飛行中の衝突防止のために用いられる。人工
物データベースには、ロープウエイ、又、民家、工場等
の位置、高さについてのデータが入っており、飛行中、
および、墜落時の衝突防止のための資料として、自動操
縦コンピュータ４により利用される。
【００１１】さて、前記のようにして、自動操縦モード
になった時に、もし、レベルフライトの さいちゅうで
あれば、事前に入力された着陸点＜緯度、経度＞へ む
かって、飛行を続ける。＜脳波分析手段２によって自動
操縦モードへ入った時に動く、帰還専用のプログラム、
すなわち、その地点から着陸点へ到る飛行コースを自動
的に選定するソフトウエアを自動操縦手段３へ搭載でき
る。＞このさい、地図データベースに もとずき、その
航路途上に、飛行に影響する山岳等が有れば、その標高
を 自動操縦コンピュータ４は考慮して対地高度を、事
前に入力した安全なる値＜一例 ５００ｍ＞に 維持し
つつ帰航する。着陸は、マイクロ波着陸システムＭＬＳ
により、あるいは、特開平５−１６８９４の手順にて行
うことが できる。
になった時に、もし、レベルフライトの さいちゅうで
あれば、事前に入力された着陸点＜緯度、経度＞へ む
かって、飛行を続ける。＜脳波分析手段２によって自動
操縦モードへ入った時に動く、帰還専用のプログラム、
すなわち、その地点から着陸点へ到る飛行コースを自動
的に選定するソフトウエアを自動操縦手段３へ搭載でき
る。＞このさい、地図データベースに もとずき、その
航路途上に、飛行に影響する山岳等が有れば、その標高
を 自動操縦コンピュータ４は考慮して対地高度を、事
前に入力した安全なる値＜一例 ５００ｍ＞に 維持し
つつ帰航する。着陸は、マイクロ波着陸システムＭＬＳ
により、あるいは、特開平５−１６８９４の手順にて行
うことが できる。
【００１２】本実施例で、カメラが用いられるが、これ
は 機体前方の画像入力のために用いられる。自動操縦
コンピュータ４は、＜脳波分析コンピュータ９によって
起動された＞自動操縦モードにおいて、カメラの映像を
送信機により地上局へ、自動的に送ることができる。そ
の映像は、地上の受信機を介して、他機とのニアミスの
回避のためにも、地上局のパイロットによりモニターさ
れる。この第２の実施例では、特開平５−１６８９４の
ように、地上のパイロットの指示が有れば、該機により
受信され、自動操縦コンピュータ４は、地上からのその
指示を優先するように、ソフトウエアを準備することが
できる。そこで、飛行中に 他の航空機とのニアミス
の可能性が生じたら、＜地上のパイロットは航路前方の
映像を把握しておる＞、衝突回避の方向で 、該機の針
路を、地上局のパイロットは 変更できる。また、自動
操縦コンピュータ４はレーダ１３により、接近して来
る、他の航空機を検出でき、同時に、カメラの映像を画
像認識することで＜飛行中の空中前方の画像は、たとえ
ば、地上の道路前方の画像より、背景が単純であり、よ
り認識しやすい＞その衝突の可能性を評価でき、ニアミ
スが予測され、なおかつ、地上局からの指示が無いとき
には、コンピュータ４は ニアミス回避のため、一例１
００ｍ，自動的に機体を上昇せしめる操作信号を作り、
駆動装置１２へ送ることも できる。かくして、安全に
着陸点へ、該機が到達したなら、ＭＬＳによる自動着陸
をしてもよいし、地上局のパイロットは 指示を送信
し、自動操縦コンピュータ４は、それに従って、着陸す
ることもできる。＜地上局のパイロットからの指示があ
るまでは、ＭＬＳに従うように、ソフトウエアを準備す
ることもできる。＞前記、着陸点のデータの中に、標高
をもたしてもよい。なお、ニアミスが予測された時に
は、地上局の注意を喚起すべく、警報信号を地上局へ、
コンピュータ４は送信できる。また、カメラとしては、
赤外線カメラも併用すれば、夜間の飛行に向いておる
し、さらに、夜間の飛行前方の画像認識も可能となる。
は 機体前方の画像入力のために用いられる。自動操縦
コンピュータ４は、＜脳波分析コンピュータ９によって
起動された＞自動操縦モードにおいて、カメラの映像を
送信機により地上局へ、自動的に送ることができる。そ
の映像は、地上の受信機を介して、他機とのニアミスの
回避のためにも、地上局のパイロットによりモニターさ
れる。この第２の実施例では、特開平５−１６８９４の
ように、地上のパイロットの指示が有れば、該機により
受信され、自動操縦コンピュータ４は、地上からのその
指示を優先するように、ソフトウエアを準備することが
できる。そこで、飛行中に 他の航空機とのニアミス
の可能性が生じたら、＜地上のパイロットは航路前方の
映像を把握しておる＞、衝突回避の方向で 、該機の針
路を、地上局のパイロットは 変更できる。また、自動
操縦コンピュータ４はレーダ１３により、接近して来
る、他の航空機を検出でき、同時に、カメラの映像を画
像認識することで＜飛行中の空中前方の画像は、たとえ
ば、地上の道路前方の画像より、背景が単純であり、よ
り認識しやすい＞その衝突の可能性を評価でき、ニアミ
スが予測され、なおかつ、地上局からの指示が無いとき
には、コンピュータ４は ニアミス回避のため、一例１
００ｍ，自動的に機体を上昇せしめる操作信号を作り、
駆動装置１２へ送ることも できる。かくして、安全に
着陸点へ、該機が到達したなら、ＭＬＳによる自動着陸
をしてもよいし、地上局のパイロットは 指示を送信
し、自動操縦コンピュータ４は、それに従って、着陸す
ることもできる。＜地上局のパイロットからの指示があ
るまでは、ＭＬＳに従うように、ソフトウエアを準備す
ることもできる。＞前記、着陸点のデータの中に、標高
をもたしてもよい。なお、ニアミスが予測された時に
は、地上局の注意を喚起すべく、警報信号を地上局へ、
コンピュータ４は送信できる。また、カメラとしては、
赤外線カメラも併用すれば、夜間の飛行に向いておる
し、さらに、夜間の飛行前方の画像認識も可能となる。
【００１３】さて、脳波分析手段２の指示で、自動操縦
モードに入った時、もし レベルフライトの状態でない
時には、レベルフライトへの復元手順に入るわけである
が、その時の 自機の高度、針路、緯度、経度、速度よ
り、地上に衝突する可能性の有る時には、その衝突地点
を計算できる。さらに、人工物データベースにより、衝
突地点が、人口密集地、あるいは、工場地帯か どうか
を、自動操縦コンピュータ４は評価できる。もし、衝突
して 差し支える地点であれば、人工物データベースに
より、人家の希薄な、直近の場所を選定して、そこへ衝
突するように、自動操縦コンピュータ４は、操作信号を
作り、駆動装置１２へ送ることが できる。すると、地
上での災害を、僅少化せしめることが できる。もちろ
ん、意識不明のパイロットは衝突に、さきだって事前
に、脱出装置が働くことで、その安全は確保される。こ
の第２の実施例では、機体前方の画像を得るためのカメ
ラを併設しておる。そこで、衝突の可能性の生じた時に
は、その衝突地点を地上局のパイロットが確認すること
もできる。この場合にも、コンピュータ４は 地上局の
注意を喚起すべく、警報信号を送信できる。地上局のパ
イロットは、人家の最も希薄なところへ、墜落するよう
に該機を誘導することもできる。すなわち、地上へ衝突
するにあたり、地上局のパイロットの指示が有る時に
は、自動操縦コンピュータ４は、その誘導を優先し、そ
れに従い、地上局の指示が無い時には、前記のように人
工物データベースにより、コンピュータ４が自ら、墜落
地点を選定するように すればよい。
モードに入った時、もし レベルフライトの状態でない
時には、レベルフライトへの復元手順に入るわけである
が、その時の 自機の高度、針路、緯度、経度、速度よ
り、地上に衝突する可能性の有る時には、その衝突地点
を計算できる。さらに、人工物データベースにより、衝
突地点が、人口密集地、あるいは、工場地帯か どうか
を、自動操縦コンピュータ４は評価できる。もし、衝突
して 差し支える地点であれば、人工物データベースに
より、人家の希薄な、直近の場所を選定して、そこへ衝
突するように、自動操縦コンピュータ４は、操作信号を
作り、駆動装置１２へ送ることが できる。すると、地
上での災害を、僅少化せしめることが できる。もちろ
ん、意識不明のパイロットは衝突に、さきだって事前
に、脱出装置が働くことで、その安全は確保される。こ
の第２の実施例では、機体前方の画像を得るためのカメ
ラを併設しておる。そこで、衝突の可能性の生じた時に
は、その衝突地点を地上局のパイロットが確認すること
もできる。この場合にも、コンピュータ４は 地上局の
注意を喚起すべく、警報信号を送信できる。地上局のパ
イロットは、人家の最も希薄なところへ、墜落するよう
に該機を誘導することもできる。すなわち、地上へ衝突
するにあたり、地上局のパイロットの指示が有る時に
は、自動操縦コンピュータ４は、その誘導を優先し、そ
れに従い、地上局の指示が無い時には、前記のように人
工物データベースにより、コンピュータ４が自ら、墜落
地点を選定するように すればよい。
【００１４】なお、一例 θｐ＞０．８ になったら、
パイロットの居ねむりが始まったといえるし、一例 θ
ｐ＋δｐ＞０．８５ となったら、その居ねむりが進ん
だといえる。このような時においても、自動モードに入
ることが、手動操縦より一面安全性が高い といえるの
で、θｐ，θｐ＋δｐ の値によっても、自動操縦モー
ドへ入って良かろう。この場合、必ずしも前記のよう
に、自動帰還ソフトウエアを起動するのではなく、各パ
ラメタの値に応じて、専用のソフトウエアを準備するこ
とが できる。たとえば、所定の目的地点へ到達するた
めのプログラムを動かしてもよい。
パイロットの居ねむりが始まったといえるし、一例 θ
ｐ＋δｐ＞０．８５ となったら、その居ねむりが進ん
だといえる。このような時においても、自動モードに入
ることが、手動操縦より一面安全性が高い といえるの
で、θｐ，θｐ＋δｐ の値によっても、自動操縦モー
ドへ入って良かろう。この場合、必ずしも前記のよう
に、自動帰還ソフトウエアを起動するのではなく、各パ
ラメタの値に応じて、専用のソフトウエアを準備するこ
とが できる。たとえば、所定の目的地点へ到達するた
めのプログラムを動かしてもよい。
【００１５】意識喪失、又、居ねむりの検出は、δ
ｐ’，θｐ’，θｐ’＋δｐ’ によっても 可能なの
で、各パイロットの体質に応じて、最適な値を入力して
おけば、自動操縦モードへ入るタイミングを、好適なも
のにできる。図７は、そのための入力画面の一例であ
る。下線部は、入力可能項目を示す。コンピュータ４
は、たとえば、入力された名古屋空港については、その
緯度、経度および標高を、データとして内蔵しておる。
他の空港についても、同様である。もちろん、着陸地や
目的地を、その緯度、経度、標高を指定して、入力する
ことも できる。
ｐ’，θｐ’，θｐ’＋δｐ’ によっても 可能なの
で、各パイロットの体質に応じて、最適な値を入力して
おけば、自動操縦モードへ入るタイミングを、好適なも
のにできる。図７は、そのための入力画面の一例であ
る。下線部は、入力可能項目を示す。コンピュータ４
は、たとえば、入力された名古屋空港については、その
緯度、経度および標高を、データとして内蔵しておる。
他の空港についても、同様である。もちろん、着陸地や
目的地を、その緯度、経度、標高を指定して、入力する
ことも できる。
【００１６】さて、意識喪失時等で、燃料の残量の関係
で、所定の着陸地へ到達できるか否か の計算が、自動
操縦コンピュータ４には可能である。燃料不足で自動帰
還できないと判断されたら、地上局へ その旨の信号を
送り、代替着陸地についてのデータを、地上局から受信
することが できる。着陸にあたっては、計器着陸装置
ＩＬＳによる自動着陸も可能である。
で、所定の着陸地へ到達できるか否か の計算が、自動
操縦コンピュータ４には可能である。燃料不足で自動帰
還できないと判断されたら、地上局へ その旨の信号を
送り、代替着陸地についてのデータを、地上局から受信
することが できる。着陸にあたっては、計器着陸装置
ＩＬＳによる自動着陸も可能である。
【００１７】全パイロット＜いずれも、脳波入力手段１
を装着しておる＞が、居ねむり又は、意識不明に おち
いった時、ボイスレコーダＣＶＲは、その意昧が薄れる
と言える。このようなケースでは、脳波分析コンンピ
ュータ９は、得られた 各パイロットの脳波データを、
声の代わりにボイスレコーダへ書き込むことが でき
る。たとえば、「１２：１０；パイロット１：δｐ＝
０．９９；パイロット２：δｐ＝０．９８」のように。
すると、事故時の参考に供することが できる。さて、
対地接近警報装置ＧＰＷＳを併設し、危険発生時に 警
報信号と共に、その音声データを地上局へ送り、地上局
パイロットの指示を促すことも できる。また、かかる
時は 自動操縦コンピュータ４は、地上からの指示に先
だって、ただちに 機体を一例 １００ｍ 自動的に上昇せしめることが できる。すな
わち、地上局のパイロットの不在、地上局との交信不能
も想定し、第１段の処置としてコンピュータ４による、
自動衝突回避が なされ、ついで、必要に応じて、地上
局からの追加の指示を受けることとなる。ＡＣＡＳを併
設しておる時も、同様なことが いえる。パイロットが
意識不明あるいは、睡眠中にＧＰＷＳが 働いたとき
は、コンピュータ９は、その音声データを特大にして、
コクピットへ流すこともできる。睡眠時に、パイロット
を起こすべく、警報を流すことについては、言うまでも
ない。
を装着しておる＞が、居ねむり又は、意識不明に おち
いった時、ボイスレコーダＣＶＲは、その意昧が薄れる
と言える。このようなケースでは、脳波分析コンンピ
ュータ９は、得られた 各パイロットの脳波データを、
声の代わりにボイスレコーダへ書き込むことが でき
る。たとえば、「１２：１０；パイロット１：δｐ＝
０．９９；パイロット２：δｐ＝０．９８」のように。
すると、事故時の参考に供することが できる。さて、
対地接近警報装置ＧＰＷＳを併設し、危険発生時に 警
報信号と共に、その音声データを地上局へ送り、地上局
パイロットの指示を促すことも できる。また、かかる
時は 自動操縦コンピュータ４は、地上からの指示に先
だって、ただちに 機体を一例 １００ｍ 自動的に上昇せしめることが できる。すな
わち、地上局のパイロットの不在、地上局との交信不能
も想定し、第１段の処置としてコンピュータ４による、
自動衝突回避が なされ、ついで、必要に応じて、地上
局からの追加の指示を受けることとなる。ＡＣＡＳを併
設しておる時も、同様なことが いえる。パイロットが
意識不明あるいは、睡眠中にＧＰＷＳが 働いたとき
は、コンピュータ９は、その音声データを特大にして、
コクピットへ流すこともできる。睡眠時に、パイロット
を起こすべく、警報を流すことについては、言うまでも
ない。
【００１８】
【効果】エアバスＡ３２０の自動操縦システム、ＦＭＳ
＜Ｆｌｉｇｈｔ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ
＞を用いる、第１の実施例でも、また、前記 第２の実
施例でも、パイロットの意識不明に自動的に対応でき
る。パイロットが１名のみであるケースは もちろん、
パイロットが２名であるケースにおいて、２名とも疲労
で居ねむりに おちいった場合、あるいは、２名とも意
識不明になった場合に、安全な自動飛行を実現できる。
意識喪失時、居眠りの進んだ時居眠りの始まりにおい
て、つまり、δｐ，θｐ＋δｐ，θｐ―――の値に応じ
て、事前に用意された特別の飛行プログラムに従うこと
を、脳波分析コンピュータ９は、自動操縦コンピュータ
４へ指示することができる。もちろん、在来の自動操縦
モードに入っているときに、居眠りの始まりが、θ
ｐや、θｐ′により検出されたら、その在来の自動操縦
モードを継続することも、よかろう。各ケースにおける
特別の対応は、飛行の目的に応じて、ユーザにより決定
されよう。
＜Ｆｌｉｇｈｔ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ
＞を用いる、第１の実施例でも、また、前記 第２の実
施例でも、パイロットの意識不明に自動的に対応でき
る。パイロットが１名のみであるケースは もちろん、
パイロットが２名であるケースにおいて、２名とも疲労
で居ねむりに おちいった場合、あるいは、２名とも意
識不明になった場合に、安全な自動飛行を実現できる。
意識喪失時、居眠りの進んだ時居眠りの始まりにおい
て、つまり、δｐ，θｐ＋δｐ，θｐ―――の値に応じ
て、事前に用意された特別の飛行プログラムに従うこと
を、脳波分析コンピュータ９は、自動操縦コンピュータ
４へ指示することができる。もちろん、在来の自動操縦
モードに入っているときに、居眠りの始まりが、θ
ｐや、θｐ′により検出されたら、その在来の自動操縦
モードを継続することも、よかろう。各ケースにおける
特別の対応は、飛行の目的に応じて、ユーザにより決定
されよう。
【図１】本発明の概略構成図。
【図２】積分値により、δ波の比率を求めるための計算
式
式
【図３】積分値により、θ波の比率を求めるための計算
式
式
【図４】最大値により、δ波の比率を求めるための計算
式図２，図３，図５の説明文も参照。
式図２，図３，図５の説明文も参照。
【図５】最大値により、θ波の比率を求めるための計算
式。
式。
【図６】航空機用自動操縦手段の、やや詳しい構成図。
【図７】本システムのパラメタ入力画面の一例。図７の
例について言うと、δｐ＞０．７もしくはδｐ′＞０．
８のいずれかの条件が生じたときに、脳波分析手段２は
パイロットの意識喪失と判断する。一方、θｐ＞０．６
又はθｐ′＞０．９のいずれかの条件が生じたら、パイ
ロットの居眠りが始まったと判断し、在来の、通常の自
動操縦モードへ入る。
例について言うと、δｐ＞０．７もしくはδｐ′＞０．
８のいずれかの条件が生じたときに、脳波分析手段２は
パイロットの意識喪失と判断する。一方、θｐ＞０．６
又はθｐ′＞０．９のいずれかの条件が生じたら、パイ
ロットの居眠りが始まったと判断し、在来の、通常の自
動操縦モードへ入る。
【図８】脳波分析手段の構成図
１は、脳波入力手段 ２は、脳波分析手段 ３は、航空機用自動操縦手段 ４は、自動操縦用コンピュータ ５は、ＧＰＳ。 ６は、増幅器 ７は、帯域通過フィルタ ８は、Ａ／Ｄコンバータ ９は、脳波分析用コンピュータ １０は、カメラ １１は、送信機 １２は、駆動装置 １３は、レーダ
Claims (1)
- 【請求項１】脳波入力手段１と、入力した脳波から、人
が眠りに入ろうとする状態を示すシータ波や、意識喪失
中に現れるデルタ波を解析する脳波分析手段２と、航空
機用自動操縦手段３から成り、脳波に シータ波やデル
タ波が、検出された時に、航空機用自動操縦手段３の起
動を自動的に行うものである。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31138199A JP4085539B2 (ja) | 1999-09-12 | 1999-09-12 | 脳波で起動される航空機用自動操縦装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31138199A JP4085539B2 (ja) | 1999-09-12 | 1999-09-12 | 脳波で起動される航空機用自動操縦装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001080584A true JP2001080584A (ja) | 2001-03-27 |
| JP4085539B2 JP4085539B2 (ja) | 2008-05-14 |
Family
ID=18016505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31138199A Expired - Fee Related JP4085539B2 (ja) | 1999-09-12 | 1999-09-12 | 脳波で起動される航空機用自動操縦装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4085539B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007105383A (ja) * | 2005-10-17 | 2007-04-26 | Osaka Bioscience Institute | 睡眠計及び睡眠状態判定方法 |
| JP2008515465A (ja) * | 2004-08-11 | 2008-05-15 | ユニバーシティ オブ フロリダ リサーチファウンデーション インコーポレイティッド | 重力により引き起こされる意識喪失に逆らう方法及びデバイス並びに新規なパルスオキシメータ・プローブ |
| JP2011025851A (ja) * | 2009-07-27 | 2011-02-10 | Autoliv Development Ab | シートベルト制御装置 |
| EP2595529A1 (en) * | 2010-07-23 | 2013-05-29 | Quantium Medical SL | An apparatus for combining drug effect interaction between anaesthetics and analgesics and electroencephalogram features for precise assessment of the level of consciousness during anaesthesia |
| CN106292705A (zh) * | 2016-09-14 | 2017-01-04 | 东南大学 | 基于蓝牙脑电耳机的多旋翼无人机意念遥操作系统及操作方法 |
| KR20170139368A (ko) * | 2016-06-09 | 2017-12-19 | 한국항공우주산업 주식회사 | 인지과학을 적용한 항공기 제어 시스템 |
| JP2020177303A (ja) * | 2019-04-15 | 2020-10-29 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 監視システム、移動体、監視方法及びプログラム |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105292476A (zh) * | 2015-11-17 | 2016-02-03 | 中科创达软件股份有限公司 | 一种无人机的控制方法及系统 |
-
1999
- 1999-09-12 JP JP31138199A patent/JP4085539B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2007105383A (ja) * | 2005-10-17 | 2007-04-26 | Osaka Bioscience Institute | 睡眠計及び睡眠状態判定方法 |
| JP2011025851A (ja) * | 2009-07-27 | 2011-02-10 | Autoliv Development Ab | シートベルト制御装置 |
| EP2595529A1 (en) * | 2010-07-23 | 2013-05-29 | Quantium Medical SL | An apparatus for combining drug effect interaction between anaesthetics and analgesics and electroencephalogram features for precise assessment of the level of consciousness during anaesthesia |
| KR20170139368A (ko) * | 2016-06-09 | 2017-12-19 | 한국항공우주산업 주식회사 | 인지과학을 적용한 항공기 제어 시스템 |
| KR101885649B1 (ko) * | 2016-06-09 | 2018-09-10 | 한국항공우주산업 주식회사 | 인지과학을 적용한 항공기 제어 시스템 |
| CN106292705A (zh) * | 2016-09-14 | 2017-01-04 | 东南大学 | 基于蓝牙脑电耳机的多旋翼无人机意念遥操作系统及操作方法 |
| CN106292705B (zh) * | 2016-09-14 | 2019-05-31 | 东南大学 | 基于蓝牙脑电耳机的多旋翼无人机意念遥操作系统及操作方法 |
| JP2020177303A (ja) * | 2019-04-15 | 2020-10-29 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 監視システム、移動体、監視方法及びプログラム |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4085539B2 (ja) | 2008-05-14 |
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