JP2006202298A - 航空機位置検知装置及びその方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】GPS信号を受信するアンテナ10と、GPS信号の受信強度に基づいて移動体の存在を検知する移動体有無検知部7と、移動体から発せられる振動を検知する振動センサ13と、振動信号に基づいて移動体が航空機であると判定する移動体種別判定部9を備える。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の好適な一実施例である航空機位置検知装置を示す。なお、本実施例の航空機位置検知装置は、埋設された複数の移動体検知器を用いて、空港の誘導路やエプロン等の航空機が走行する通路における航空機及びその他の車両(以下、作業車両という)の位置を検知するものである。
10は、複数のGPS衛星から発信される電波を受信するアンテナであり、受信した電波を信号にしてGPS用受信器11に出力する。GPS用受信器11は、入力された信号に含まれるGPS航法データをデコードし、各GPS衛星毎に衛星の情報を整理する。なお、GPS航法データとは、各々のGPS衛星がもつ固有のデータで、GPS衛星の個別認識番号,アンテナが設置された位置からの見掛けの仰角(以下、仰角という),同じく見掛けの方位角(以下、方位角という),電波の受信強度(以下、受信強度という)等の情報を含む。GPS用受信器11は、GPS衛星毎に整理した上記の衛星情報を移動体有無判定部12に出力する。なお、GPS用受信器11におけるGPS航法データの処理については、特開昭63−191880号公報等に記載されているとおり一般に知られているため、詳細な説明は省略する。
31に入力され、データ分別部31はこの2つのデータを分別し、受信強度は受信強度低下検知部32および衛星データ使用評価部33へ、仰角は衛星データ使用評価部33へ、それぞれ出力する。
(本実施例では1秒の遅れ)を持たせることによって、現在の受信強度と1秒前の受信強度との差を演算する。この差から受信強度が低下したか否かを判定し、受信強度が低下した場合には、その差つまり受信強度の低下量を求め、予め設定された第一基準値と比較する。比較した結果、強度低下量が第一基準値以上であった場合には「1」を、強度低下量が第一基準値以下であった場合には「0」を出力する。なお、第一基準値は、GPS衛星の電波が移動体により遮断された場合における受信強度の低下量の最低限の値が設定される。この最低限の値はアンテナの設置状況により変化するため、実験により求められる。
NOT回路63で反転された後、AND回路64に入力される。AND回路64には比較器61の出力信号も入力され、両入力の論理積が演算される。すなわち両入力が「1」の時は「1」、両者或いはどちらか一方が「0」のときには「0」を出力する。この比較器61,遅延回路62,NOT回路63及びAND回路64では、移動体がアンテナ上方に存在しないにも関わらず、受信強度が低いときに「1」が出力される。すなわち、建物等の障害物により電波の一部が遮断されることにより電波の受信強度が低下している場合に「1」を出力する。
23aの構成を示す。なお、移動体離脱検知部23a〜23nは全て同じ構成となっている。図4において、データ分配部21から出力された受信強度と仰角は、データ分別部
41に入力される。データ分別部41は、このうち受信強度を抽出し、受信強度上昇検知部42及び衛星データ使用評価部43へ出力する。また、受信強度上昇検知部42には、移動体存在検知部26の出力も入力される。
「0」の場合に「0」を出力する。この受信強度上昇検知部42によれば、1秒前に移動体存在検知部26により移動体が存在すると検知されていて、かつ受信強度が上昇したときに「1」が出力される。すなわち、移動体がアンテナ10の上方から離脱することによって受信強度が上昇したときに、「1」が出力される。なお、アンテナ10の上方に移動体が存在していなかった場合でも、建物等の障害物により電波が遮断されるような状態から障害物により電波が遮断されない状態へGPS衛星が移動した場合には、受信強度が上昇するが、受信強度上昇検知部72では移動体存在検知部56の出力が1秒前に「1」であったことを条件としているため、移動体の離脱による受信強度の上昇のみを検知できる。
F1とF2(F1<F2)に設定された1/3オクターブバンドフィルタである。なお本実施例では、周波数F1を1kHz,周波数F2を10kHzにそれぞれ設定する。これは、航空機に搭載されているジェットエンジンからの振動は作業車両に搭載されているエンジンと比較して、低域でのエネルギーが高いことを利用して、1kHz前後のエネルギーと10kHz前後のエネルギーとの比を調べることで、航空機と作業車両とを区別するためである。
本発明の他の実施例である航空機位置検知装置について図21を用いて説明する。本実施例は、移動体有無の検知にレーザの反射を用いた航空機位置検知装置である。以下、実施例1と異なる移動体有無検知部について説明する。
本発明の他の実施例である航空機位置検知装置について図22を用いて説明する。本実施例は、移動体の種別判定に用いる振動の解析として、振動信号の実効値の大きさのみ解析する航空機位置検知装置である。以下、実施例1と異なる振動特性解析部について説明する。
本発明の他の実施例である航空機位置検知装置について図23を用いて説明する。本実施例は、移動体が到来したことを検知するのに用いる設定値が異なる2つの移動体到来検知部、及び移動体が離脱したことを検知するのに用いる設定値が異なる2つの移動体離脱検知部を有する点で実施例1と異なる。以下、実施例1と異なる点について説明する。
「1」を出力する。これは、前述のように、第2移動体到来検知部233a〜233nでは、移動体が到来したと判定する条件が低く設定してあるので、より多くの衛星で検知した時に到来したと判定するためである。これにより誤判定を防ぐことができる。この第2移動体到来判定部236bの出力信号は、OR回路238aに入力される。
本発明の他の実施例である航空機位置検知装置について図28を用いて説明する。本実施例は、移動体の種別判定に振動の特徴量を用いる点で実施例1と異なる。以下、実施例1と異なる点について説明する。
なお、分子の実効値は、航空機検知時における振動信号の実効値と作業車両検知時における振動信号の実効値との比がより大きくなるような周波数範囲を実験により求めて設定し、分母の実効値は、上記比がより小さくなるような周波数範囲を実験により求めて設定する。特徴量抽出部286で求められた特徴量Sは比較部287に入力され、比較部287は、種類判定設定値格納部288に格納されている設定値と入力された特徴量Sとを比較し、特徴量Sが設定値を越えた場合に航空機と判定して「1」を出力する。
本発明の他の実施例である航空機位置検知装置について図29を用いて説明する。本実施例は、移動体の進行方向を検知する機能を有する点で実施例1と異なる。以下、実施例1と異なる点について説明する。
本発明の他の実施例である航空機位置検知装置について図32を用いて説明する。本実施例は、移動体の到来及び離脱の検知を個々の衛星毎に行う点と、移動体が存在しない時の受信強度の平均値を中心値とする正常変化範囲からの受信強度の逸脱により移動体の到来を検知する点で実施例1と異なる。以下、実施例1と異なる点について説明する。
Claims (8)
- GPS衛星から発信されるGPS信号を受信する地中に埋設されたアンテナを具備する複数の移動体検知器と、前記アンテナによって受信されるGPS衛星情報のうち仰角及びGPS信号の受信強度を検出し、該抽出された電波の受信強度が急激に低下する前の遅延された受信強度と設定された第一閾値とを比較して建物による電波遮断のないGPS衛星を選択するとともに、前記検出した仰角から移動体の検知に用いる仰角の大きいGPS衛星を選択し、該選択された前記GPS衛星が発信した電波の受信強度と遅延された受信強度との差から受信強度の低下量を求め、該低下量が設定された第一基準値以上であれば移動体が前記体検知器の上方に移動体が存在することを判定する移動体有無検知手段と、前記移動体検知器に具備され移動体から発せられる振動を検知して振動信号を出力する振動センサと、前記移動体有無検知手段により前記移動体検知器の上方に移動体が存在すると判断された場合に前記振動センサから出力される振動信号の特性に基づいて前記移動体が航空機であるか否かを判定する移動体種別判定手段とを有し、前記移動体種別判定手段が前記移動体は航空機であると判定した場合に航空機を検知したことを示す信号を出力する移動体検知器と、前記移動体検知器から出力される航空機を検知したことを示す信号に基づいて航空機の位置を検知する航空機位置検知手段と、前記移動体検知器から前記航空機位置検知手段に航空機を検知したことを示す信号を伝送する伝送手段とを備えたことを特徴とする航空機位置検知装置。
- 前記移動体種別判定手段は、前記振動信号の実効値と予め設定された設定値とを比較して、前記実効値の方が大きい場合に前記移動体が航空機であると判定することを特徴とする請求項1記載の航空機位置検知装置。
- 前記移動体種別判定手段は、前記振動信号から得られる周波数特性を予め設定されたセンサ固有周波数特性で正規化する周波数特性正規化手段と、前記周波数特性正規化手段により得られた正規化周波数特性における複数の周波数帯の実効値の比から前記振動信号の特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、前記特徴量抽出手段において抽出された特徴量が予め設定された閾値よりも大きい場合に前記移動体が航空機であることを示す信号を出力する比較手段とを有することを特徴とする請求項1記載の航空機位置検知装置。
- 前記移動体検知器は、前記アンテナによって受信される複数のGPS信号の受信強度が変化する順序に基づいて、前記移動体の進行方向を検知する移動体進行方向判定手段を有することを特徴とする請求項1記載の航空機位置検知装置。
- 前記アンテナ及び前記振動センサは、航空機の通路に埋設されることを特徴とする請求項1乃至2のいずれかに記載の航空機位置検知装置。
- GPS衛星から発信されるGPS信号を受信する地中に埋設されたアンテナと、前記アンテナによって受信されるGPS衛星情報のうち仰角及びGPS信号の受信強度を検出し、該抽出された電波の受信強度が急激に低下する前の遅延された受信強度と設定された第一閾値とを比較して建物による電波遮断のないGPS衛星を選択するとともに、前記検出した仰角から移動体の検知に用いる仰角の大きいGPS衛星を選択し、該選択された前記GPS衛星が発信した電波の受信強度と遅延された受信強度との差から受信強度の低下量を求め、該低下量が設定された第一基準値以上であれば移動体が前記体検知器の上方に移動体が存在することを判定する移動体有無検知手段と、前記移動体から発せられる振動を検知して振動信号を出力する振動センサと、前記移動体有無検知手段により前記移動体検知器の上方に移動体が存在すると判断された場合に前記振動センサから出力される振動信号の特性に基づいて前記移動体が航空機であるか否かを判定する移動体種別判定手段とを備えたことを特徴とする移動体検知器。
- 表示画面を有し、前記表示画面上に空港内における航空機の位置と航空機以外の車両の位置とを異なる印で表示する表示装置を具備することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の航空機位置検知装置。
- GPS衛星から発信されるGPS信号をアンテナで受信し、前記アンテナによって受信されたGPS衛星情報のうち仰角及びGPS信号の受信強度を検出し、該抽出された電波の受信強度が急激に低下する前の遅延された受信強度と設定された第一閾値とを比較して建物による電波遮断のないGPS衛星を選択するとともに、前記検出した仰角から移動体の検知に用いる仰角の大きいGPS衛星を選択し、該選択された前記GPS衛星が発信した電波の受信強度と遅延された受信強度との差から受信強度の低下量を求め、該低下量が設定された第一基準値以上であれば移動体が前記体検知器の上方に移動体が存在することを判定し、振動センサにより前記移動体から発せられる振動を検知して振動信号を出力し、前記移動体有無検知手段により前記移動体検知器の上方に移動体が存在すると判断された場合に移動体種別判定手段により前記振動センサから出力される振動信号の特性に基づいて前記移動体が航空機であるか否かを判定することを特徴とする移動体検知方法。
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