JP2001153681A - 移動体衝突予測装置 - Google Patents

移動体衝突予測装置

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JP2001153681A
JP2001153681A JP33664099A JP33664099A JP2001153681A JP 2001153681 A JP2001153681 A JP 2001153681A JP 33664099 A JP33664099 A JP 33664099A JP 33664099 A JP33664099 A JP 33664099A JP 2001153681 A JP2001153681 A JP 2001153681A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】移動体の衝突予測処理を毎周期実施せずに、衝
突の可能性が低い組み合わせに対して処理の簡略化によ
り処理時間の短縮化を図る。 【解決手段】入力装置1は移動体の位置情報信号4を出
力する。データ処理装置2は移動体の相対距離を計算処
理し衝突アラーム信号10を出力する。出力装置3は衝
突警告を表示出力する。相対距離算出部11は相対距離
を計算して相対距離信号5を出力し、また衝突可能性指
示信号7を入力し精密相対距離信号6を出力する。最大
相対速度記憶部14は移動体間の最大相対速度の情報を
記憶し、最大相対速度信号8を出力する。衝突予測部1
3は簡易相対距離信号9および精密相対距離信号6を入
力し、衝突アラーム信号10を出力する。簡易相対距離
算出部12は簡易相対距離を計算し簡易相対距離信号9
を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は移動体衝突予測装置
に関し、特に衝突の可能性が低い対象に対して簡易処理
を行う移動体衝突予測装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、航空機や船舶数の増加に伴い航路
上での衝突の可能性が高くなりつつある。このため、航
空管制や船舶管制における衝突防止に関わる管制官や管
制処理システムの負荷を軽減することが要求される。
【0003】従来の移動体衝突予測装置は、衝突予測の
手法として全ての移動体の組合わせに関して計算処理を
行うため、移動体の数量が増加した場合に処理時間増大
の可能性があった。
【0004】このような衝突回避技術の一例として、特
公平4−530号公報記載の「船舶の衝突回避方法」が
知られている。
【0005】この公報では、自船と他船との衝突を未然
に回避する衝突回避方法に関して、比較的簡素な演算処
理により、衝突の有無を判別して迅速な回避が行える技
術が記載されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の移動体
衝突予測装置は、全ての移動体の組合わせに関して衝突
予測の計算処理を行うため、移動体の数量が増加した場
合、処理できなくなる可能性があるという欠点を有して
いる。
【0007】また、全ての船舶に対して一律に簡素化し
た演算処理を行うので衝突予測精度を欠くという欠点を
有している。
【0008】本発明の目的は、全ての移動体の組み合わ
せに関して衝突予測処理を毎周期実施せずに、衝突の可
能性の低い移動体の組み合わせに対しては処理の簡略化
により処理時間の短縮化を図る移動体衝突予測装置を提
供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の移動体衝突予測
装置は、移動体が互いに衝突するかどうかを全ての移動
体間の組み合わせに対して簡易相対距離算出手段により
一次的に判定し、この判定の結果、衝突の可能性の高い
移動体の組み合わせに対してはこれら移動体間の精密な
相対距離を高精度相対距離算出手段により算出し、衝突
予測を行うことを特徴としている。
【0010】前記簡易相対距離手段は、処理の簡略化の
ために、簡易相対距離を整数として処理することを特徴
としている。
【0011】移動体の位置情報信号を周期的に出力する
入力装置と、前記位置情報信号から各々の移動体の相対
距離を計算処理し衝突アラーム信号を出力するデータ処
理装置と、前記衝突アラーム信号を表示出力する出力装
置とを備え;前記データ処理装置が、前記位置情報信号
から相対距離を計算して相対距離信号を出力し、衝突可
能性指示信号を入力し精密相対距離信号を出力する相対
距離算出部と;前記移動体間の最大相対速度の情報を記
憶し、最大相対速度信号を出力する最大相対速度記憶部
と;簡易相対距離信号及び前記精密相対距離信号を入力
し、前記衝突アラーム信号を出力する衝突予測部と;前
記相対距離信号及び前記最大相対速度信号を入力し、簡
易相対距離を計算し前記簡易相対距離信号及び前記衝突
可能性指示信号を出力する簡易相対距離算出部と;を有
することを特徴としている。
【0012】前記相対距離算出部が、前記入力装置から
周期的に入力される前記位置情報信号の最初の周期で、
全ての移動体の組み合わせに関してその相対距離を算出
し、前記相対距離信号として出力し、第2回目以降の周
期では前記衝突可能性指示信号を受けて衝突可能性の高
い移動体の組み合わせに関する正確な相対距離を算出
し、前記精密相対距離信号として出力することを特徴と
している。
【0013】前記簡易相対距離算出部が、前記相対距離
信号が示す相対距離、前記位置情報信号の周期及び前記
最大相対速度信号を用いて、簡易相対距離を算出し前記
簡易相対距離信号として出力し、第2回目以降の周期で
は、前記簡易相対距離を毎回“1”ずつ減算し、減算の
結果が0になった時点で、前記衝突可能性指示信号を出
力することを特徴としている。
【0014】前記衝突予測部が、前記精密相対距離信号
とすでに保有している前記最大相対速度信号の情報を用
いて、衝突する可能性をより精度良く算出し、衝突する
可能性が高い場合には、前記出力装置へ前記衝突アラー
ム信号を出力することを特徴としている。
【0015】また、任意の移動体が、移動動作を行わな
い固定物であることを特徴としている。
【0016】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
【0017】図1は本発明の移動体衝突予測装置の一つ
の実施の形態を示すブロック図である。
【0018】図1に示す本実施の形態は、移動体の位置
情報信号4を周期的に出力する入力装置1と、位置情報
信号4から各々の移動体の相対距離を計算処理し、衝突
アラーム信号10を出力するデータ処理装置2と、衝突
アラーム信号10を表示出力する出力装置3とから構成
されている。
【0019】なお、データ処理装置2は位置情報信号4
から相対距離を計算して相対距離信号5を出力し、また
衝突可能性指示信号7を入力し精密相対距離信号6を出
力する相対距離算出部11と、移動体間の最大相対速度
の情報を記憶し、最大相対速度信号8を出力する最大相
対速度記憶部14と、簡易相対距離信号9および精密相
対距離信号6を入力し、衝突アラーム信号10を出力す
る衝突予測部13と、相対距離信号5および最大相対速
度信号8を入力し、簡易相対距離を計算し簡易相対距離
信号9を出力する簡易相対距離算出部12とを有してい
る。
【0020】次に動作を説明する。
【0021】通常、入力装置1からは移動体の位置情報
信号4が周期的に入力される。この周期をTとする。ま
ず最初の周期においては、相対距離算出部11で、全て
の移動体の組み合わせに関してその相対距離r(i,
j)(i≠j)を算出し、相対距離信号5を出力する。
ここで、i,jは1以上の整数であり、移動体を識別す
る。
【0022】次に、移動体間の簡易相対距離算出部12
では、相対距離信号5が示す相対距離r(i,j)、位
置情報信号4の周期Tおよび移動体間の最大相対速度記
憶部14から入力される最大相対速度信号8が示すVma
xを用いて、次式から簡易相対距離M(i,j)を算出
し簡易相対距離信号9を出力する。
【0023】
【数1】
【0024】ただし、M(i,j)は整数化した値と
し、j>iの場合についてのみ算出すればよい。
【0025】第2回目以降の周期では、M(i,j)を
毎回“1”ずつ減算していく。減算の結果が0になった
時点で、簡易相対距離算出部12は衝突可能性指示信号
7を相対距離算出部11に出力する。これを受けて相対
距離算出部11は衝突可能性の高い移動体の組み合わせ
に関する正確な相対距離を算出し、精密相対距離信号6
を出力する。
【0026】最後に、衝突予測部13では、相対距離算
出部11が出力する精密相対距離信号6とすでに保有し
ている最大相対速度信号8の情報を用いて、衝突する可
能性をより精度良く算出し、衝突する可能性が高い場合
には、出力装置3へ衝突アラーム信号10を出力する。
【0027】図2は本発明の移動体衝突予測装置を適用
した運用状況の一例を示す説明図である。
【0028】図2を参照すると、移動体21が座標位置
(X1 ,Y1 )に位置し、座標位置(X2 ,Y2 )に位
置する移動体22とr(1,2)の相対距離25を有
し、座標位置(X3 ,Y3 )に位置する移動体23とr
(1,3)の相対距離24を有している。また、移動体
22と移動体23とはr(2,3)の相対距離26を有
している。
【0029】これら移動体21,22,23間の各々の
相対距離は、相対距離算出部11により、r(1,
2)、r(1,3)およびr(2,3)の相対距離2
5,24および相対距離26が算出される。
【0030】次に、簡易相対距離算出部12により移動
体21,22,23間の、各々の簡易相対距離M(1,
2)、M(1,3)およびM(2,3)が(1)式によ
り算出される。
【0031】図3は図1の動作を示すフローチャートで
ある。
【0032】次に、図1、図2および図3を参照して本
実施の形態の動作をより詳細に説明する。
【0033】入力装置1から位置情報信号4が相対距離
算出部11に入力され、相対距離が一次的に算出され、
相対距離信号5が簡易相対距離算出部12に出力され
る。
【0034】簡易相対距離算出部12では、簡易相対距
離M(i,j)が予め設定された閾値を越えたかどうか
の判定を行う(ステップ1:S1)。ステップ1で閾値
を越えない場合、ステップ5(S5)で簡易相対距離M
(i,j)の減算を行い、ステップ4(S4)に進む。
ステップ4では移動体の位置に対してすべての組み合わ
せを計算したかどうかの判定を行い、計算していなけれ
ばステップ1に戻り、前述の動作を繰り返す。
【0035】ステップ1で簡易相対距離M(i,j)が
閾値を越えた場合、衝突可能性有りと判断し、簡易相対
距離算出部12は衝突可能性指示信号7を相対距離算出
部11に出力する。この衝突可能性指示信号7を受けて
移動体間の精密な相対距離計算を行い(ステップ2:S
2)、相対距離算出部11は精密相対距離信号6を衝突
予測部13に出力する。衝突予測部13で、衝突の有無
を計算し(ステップ3:S3)、衝突の場合、衝突アラ
ーム信号10を出力装置3に出力する。次のステップ4
に進むが、ステップ4では移動体の位置に対してすべて
の組み合わせが計算されているので、動作は終了する。
【0036】上述の通り、移動体間の簡易相対距離算出
部12にて、移動体同士が衝突するか否かを簡略的に判
定し、この判定の結果、衝突の可能性の高い組み合わせ
の移動体についてのみ、移動体間の相対距離算出部11
および衝突予測部13にて高精度な衝突予測の判定を行
うことで、処理の高速化を図っている。
【0037】図4は簡易相対距離の減算処理を示す説明
図である。
【0038】上述の算出結果は、図4の第1回目の周期
表に示すように、各M(i,j)、つまり移動体21と
移動体22との簡易相対距離M(1,2)が“1”、移
動体21と移動体23との簡易相対距離M(1,3)が
“3”、移動体22と移動体23との簡易相対距離M
(2,3)が“3”であり、簡易相対距離の各M(i,
j)の値がすべて1以上なので、移動体は所定の距離で
離れており衝突の可能性は低い。この場合は、簡易相対
距離M(i,j)から整数1を減算する減算処理のみを
行う。
【0039】さらに、第2回目のM(i,j)の値は周
期表に示すように、移動体21と移動体22との簡易相
対距離M(1,2)は0となり衝突の可能性が高いの
で、移動体間の相対距離算出部11にてより正確な相対
距離を計算して衝突の有無について判定する。移動体2
1と移動体23との簡易相対距離M(1,3)および移
動体22と移動体23の簡易相対距離M(2,3)につ
いては1以上なので、簡易相対距離M(i,j)の減算
処理のみを行う。
【0040】すなわち、全ての移動体の組み合わせに関
して衝突予測の処理を毎周期実施するのではなく、物理
的に衝突があり得ない組み合わせについては、簡易相対
距離の減算のみの簡易処理を実行することで、処理時間
の短縮化を図るものである。
【0041】より具体的には、図4に示した第2回目の
周期における移動体22と移動体23の衝突予測を行う
場合、 ・本発明の処理:減算処理1回 ・従来の処理:減算処理2回、乗算処理2回及び大小関
係の判別処理1回となる。
【0042】このように、多段階の衝突予測の処理を行
うことにより、データ処理装置の処理負荷軽減を図るこ
とができる。
【0043】以上説明したように、本発明の移動体衝突
予測装置においては、物理的に衝突の可能性が低い移動
体の組み合わせについては、処理を簡略化することによ
り、データ処理装置の処理負荷軽減、ひいては衝突の有
無に関する人間の判断時間の増加を図ることができる。
【0044】なお、本実施の形態においては2次元の場
合について説明したが、3次元の場合においても容易に
拡張できる。
【0045】さらに、衝突予測の処理対象が全て移動体
である場合を示したが、これら処理対象のうち幾つかの
移動体が、建物のような非移動体の場合に対しても容易
に拡張することができる。
【0046】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の移動体衝
突予測装置は、物理的に衝突の可能性が低い移動体の組
み合わせについては処理を簡略化することができるの
で、データ処理装置の処理負荷軽減、ひいては衝突の有
無に関する人間の判断時間の増加が図れるという効果を
有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の移動体衝突予測装置の一つの実施の形
態を示すブロック図である。
【図2】本発明の移動体衝突予測装置を適用した運用状
況の一例を示す説明図である。
【図3】図1の動作を示すフローチャートである。
【図4】簡易相対距離の減算処理を示す説明図である。
【符号の説明】
1 入力装置 2 データ処理装置 3 出力装置 4 位置情報信号 5 相対距離信号 6 精密相対距離信号 7 衝突可能性指示信号 8 最大相対速度信号 9 簡易相対距離信号 10 衝突アラーム信号 11 相対距離算出部 12 簡易相対距離算出部 13 衝突予測部 14 最大相対速度記憶部 21,22,23 移動体 24,25,26 相対距離

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 移動体が互いに衝突するかどうかを全て
    の移動体間の組み合わせに対して簡易相対距離算出手段
    により一次的に判定し、この判定の結果、衝突の可能性
    の高い移動体の組み合わせに対してはこれら移動体間の
    精密な相対距離を高精度相対距離算出手段により算出
    し、衝突予測を行うことを特徴とする移動体衝突予測装
    置。
  2. 【請求項2】 前記簡易相対距離手段は、処理の簡略化
    のために、簡易相対距離を整数として処理することを特
    徴とする請求項1記載の移動体衝突予測装置。
  3. 【請求項3】 移動体の位置情報信号を周期的に出力す
    る入力装置と、前記位置情報信号から各々の移動体の相
    対距離を計算処理し衝突アラーム信号を出力するデータ
    処理装置と、前記衝突アラーム信号を表示出力する出力
    装置とを備え;前記データ処理装置が、 前記位置情報信号から相対距離を計算して相対距離信号
    を出力し、衝突可能性指示信号を入力し精密相対距離信
    号を出力する相対距離算出部と;前記移動体間の最大相
    対速度の情報を記憶し、最大相対速度信号を出力する最
    大相対速度記憶部と;簡易相対距離信号及び前記精密相
    対距離信号を入力し、前記衝突アラーム信号を出力する
    衝突予測部と;前記相対距離信号及び前記最大相対速度
    信号を入力し、簡易相対距離を計算し前記簡易相対距離
    信号及び前記衝突可能性指示信号を出力する簡易相対距
    離算出部と;を有することを特徴とする移動体衝突予測
    装置。
  4. 【請求項4】 前記相対距離算出部が、 前記入力装置から周期的に入力される前記位置情報信号
    の最初の周期で、全ての移動体の組み合わせに関してそ
    の相対距離を算出し、前記相対距離信号として出力し、
    第2回目以降の周期では前記衝突可能性指示信号を受け
    て衝突可能性の高い移動体の組み合わせに関する正確な
    相対距離を算出し、前記精密相対距離信号として出力す
    ることを特徴とする請求項3記載の移動体衝突予測装
    置。
  5. 【請求項5】 前記簡易相対距離算出部が、 前記相対距離信号が示す相対距離、前記位置情報信号の
    周期及び前記最大相対速度信号を用いて、簡易相対距離
    を算出し前記簡易相対距離信号として出力し、第2回目
    以降の周期では、前記簡易相対距離を毎回“1”ずつ減
    算し、減算の結果が0になった時点で、前記衝突可能性
    指示信号を出力することを特徴とする請求項3又は請求
    項4記載の移動体衝突予測装置。
  6. 【請求項6】 前記衝突予測部が、 前記精密相対距離信号とすでに保有している前記最大相
    対速度信号の情報を用いて、衝突する可能性をより精度
    良く算出し、衝突する可能性が高い場合には、前記出力
    装置へ前記衝突アラーム信号を出力することを特徴とす
    る請求項3、4又は5記載の移動体衝突予測装置。
  7. 【請求項7】 請求項1〜6のいずれか1項に記載の任
    意の移動体が、移動動作を行わない固定物であることを
    特徴とする移動体衝突予測装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003329760A (ja) * 2002-05-09 2003-11-19 Nec Corp Gps搭載携帯電話機
JP2006194887A (ja) * 2005-01-13 2006-07-27 Ma Com Inc 車両用センサシステム及び方法

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