JP2007010367A

JP2007010367A - 空港面監視システムおよびこれに用いる航跡統合装置

Info

Publication number: JP2007010367A
Application number: JP2005188840A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Takase; 恭弘高瀬; Yoshiyuki Yoshikawa; 由之吉川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-06-28
Filing date: 2005-06-28
Publication date: 2007-01-18
Anticipated expiration: 2025-06-28
Also published as: JP4424272B2

Abstract

【課題】複数の目標検出装置を併用して空港面を監視する場合において、各目標検出装置の位置検出精度に応じた正確な統合航跡の座標位置を決定する。
【解決手段】複数の目標検出装置を併用して空港面を監視し、前記複数の目標検出装置により検出された同一目標物についての航跡情報から統合航跡を生成して表示部に表示する空港面監視システムにおいて、空港面のセンターライン情報を蓄積したセンターラインデータベースからセンターライン情報を読み出し、そのセンターライン情報を用いて複数の目標検出装置により検出された各航跡情報の座標位置から基準センターラインまでの垂直距離をそれぞれ算出し、それら垂直距離に基づく重み付け割合により前記同一目標物について統合航跡の座標位置を決定する。
【選択図】図１

Description

この発明は、複数の目標検出装置を併用して空港面を監視し、これら複数の目標検出装置により検出された航空機や車両等の目標物の航跡情報（位置情報、速度、移動方向等）から当該目標物についての統合航跡を生成して管制モニタ等の表示部に表示する空港面監視システムおよびこれに用いる航跡統合装置に関する。

従来、空港面を監視する手法として、高所に設置したＡＳＤＥ（ＡｉｒｐｏｒｔＳｕｒｆａｃｅＤｅｔｅｃｔｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔ）と呼ばれる空港面探知レーダを用いて空港面を監視する手法がある。この空港面探知レーダを用いた目標検出装置（以下、ＡＳＤＥ装置という）では、空港内の建築物の影となる領域や空港面探知レーダの直下となる領域において航空機や車両等の目標物を検出することができず、また、降雨、降雪等によって監視性能が低下する領域が存在し、このような空港面探知レーダの監視不能な領域を補完するため、光学センサや画像センサ等の異なる目標検出装置を併用して空港面探知レーダを多機能化することが行われている。

この場合、ＡＳＤＥ装置と他の目標検出装置とにより同一目標物を重複して監視することとなり、例えば、ＡＳＤＥ装置により検出された目標物の方位及び距離信号と他の目標検出装置により検出された目標物識別情報との位置相関を取ってこれらのデータを合成したり、ＡＳＤＥ装置と他の目標検出装置（電波やレーザ光あるいはカメラ画像）との両方によって２重監視している目標物の位置情報を天候に応じていずれかの位置情報に決定する等の相関処理が行われている。また、各目標検出装置により検出された検出情報が異なる場合には、これらの検出情報を統合することが困難であり、各目標検出装置（センサ）により検出した目標物の位置情報を共通の座標系の位置座標に変換してこれらの検出データを識別情報毎に統合するという相関処理等も行われている。

特開平１１−１６０４２４号公報（第４−５頁、図１）

特開２００４−５４３５４号公報（第１１−１２頁、図４）

特開２００４−１６３２１８号公報（第８頁、第１５−１７頁、図６、図１１等）

しかし、従来の空港面監視システムは以上のように構成されているので、ＡＳＤＥ装置により検出された目標物の方位及び距離信号と他の目標検出装置により検出された目標物識別情報との位置相関を取ってこれらのデータを合成するものの場合においては、これらの位置相関が取れた場合、例えば、各目標検出装置により検出された目標物の位置が一致していなくても一定の範囲内にある場合にＡＳＤＥ装置と他の目標検出装置とにより検出された目標物を同一の目標物としているにすぎず、また、ＡＳＤＥ装置と他の目標検出装置との両方によって２重監視している目標物の位置情報を天候に応じていずれかの位置情報に決定するものの場合においては、降雨や降雪によってＡＳＤＥ装置の位置監視精度が低下するときは他方の目標検出装置に得られた位置情報を反映し、他の目標検出装置における視程条件が低下するときはＡＳＤＥ装置により得られた位置情報を反映しているにすぎず、例えば、いずれか一方の位置検出精度が突然の故障等によって低下するような場合には目標物の正確な位置情報を検出することできず、複数の目標検出装置を併用したことによる目標物検出のメリットが十分に反映されていないという問題点があった。

この発明は上記のような課題を解消するためになされたものであり、複数の目標検出装置を併用して空港面を監視する場合において、これら複数の目標検出装置によって検出された同一目標物についての統合航跡の座標位置を各目標検出装置の位置検出精度に応じてより正確に決定することができる新規な空港面監視システムおよびこれに用いる航跡統合装置を提供することを目的とする。

この発明に係る空港面監視システムは、複数の目標検出装置を併用して空港面を監視し、前記複数の目標検出装置を介して検出された同一目標物についての各航跡情報から統合航跡を生成して表示部に表示する空港面監視システムにおいて、前記目標検出装置毎に設けられ、対応する目標検出装置を介して前記同一目標物についての航跡情報が検出されたときはその航跡情報について統合対象であるか否かを識別し、対応する目標検出装置以外を介して前記同一目標物についての航跡情報が検出されたときは前記対応する目標検出装置を介して検出された過去の航跡情報に基づく前記同一目標物についての予測航跡情報について統合対象であるか否かを識別する相関処理を行い、前記統合対象である航跡情報及び予測航跡情報をそれぞれ出力する複数の相関処理部と、前記空港面のセンターライン情報を蓄積したセンターラインデータベースと、このセンターラインデータベースの前記センターライン情報を用いて前記複数の相関処理部から出力された前記統合対象である各航跡情報の座標位置から基準センターラインまでの垂直距離をそれぞれ算出し、それら垂直距離に基づく重み付け割合により前記同一目標物についての統合航跡の座標位置を決定する航跡統合処理部と、この航跡統合処理により座標位置が決定された前記統合航跡を表示部に表示する表示装置とを備えたものである。

また、他の発明に係る航跡統合装置は、複数の目標検出装置を介して検出された同一目標物についての航跡情報がそれぞれ入力され、これら複数の航跡情報から統合航跡を生成する航跡統合装置において、複数の目標検出装置を併用して空港面を監視し、前記複数の目標検出装置を介して検出された同一目標物についての各航跡情報から統合航跡を生成して表示部に表示する空港面監視システムにおいて、前記目標検出装置毎に設けられ、対応する目標検出装置を介して前記同一目標物についての航跡情報が検出されたときはその航跡情報について統合対象であるか否かを識別し、対応する目標検出装置以外を介して前記同一目標物についての航跡情報が検出されたときは前記対応する目標検出装置を介して検出された過去の航跡情報に基づく前記同一目標物についての予測航跡情報について統合対象であるか否かを識別する相関処理を行い、前記統合対象である航跡情報及び予測航跡情報をそれぞれ出力する複数の相関処理部と、前記空港面のセンターライン情報を蓄積したセンターラインデータベースと、このセンターラインデータベースの前記センターライン情報を用いて前記複数の相関処理部から出力された前記統合対象である各航跡情報の座標位置から基準センターラインまでの垂直距離をそれぞれ算出し、それら垂直距離に基づく重み付け割合により前記同一目標物についての統合航跡の座標位置を決定する航跡統合処理部とを備えたものである。

この発明によれば、複数の目標検出装置を併用して空港面を監視する場合において、これら複数の目標検出装置により検出された同一目標物についての統合航跡の座標位置を各目標検出装置の位置検出精度に応じて正確に決定することができ、また、このような統合航跡が表示部に表示されることにより、航空管制業務を行う管制官等においてより安全に空港面を監視することができる。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について図１乃至図６を用いて説明する。図１は実施の形態１による空港面監視システムを示すブロック構成図、図２は図１に示す航跡統合処理部９の具体的構成を示す部分ブロック構成図である。図１において、１は空港面探知レーダ（ＡｉｒｐｏｒｔＳｕｒｆａｃｅＤｅｔｅｃｔｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔ）を用いた空港面探知装置（以下、ＡＳＤＥ装置という）、２はＡＳＤＥ装置１により検出された航空機や車両等についての目標信号が入力され、既存目標と判定された目標物の目標信号について追尾処理するＡＳＤＥ装置１の追尾処理部、３は航空機から送信された応答信号を３局以上の複数の受信局により受信し、各受信局の応答信号の受信時刻の偏差等に基づく時間差測位により当該応答信号に対応する航空機の位置を検出するマルチラテレーション測位装置（以下、ＭＬＡＴ装置という）、４はＭＬＡＴ装置３により検出された航空機の識別情報及び位置情報等が入力され、既存目標と判定された航空機の位置情報について追尾処理するＭＬＡＴ装置３の追尾処理部、５は実施の形態１による空港面監視システムに用いる航跡統合装置であって、追尾処理部２，４から出力された同一目標物についての各航跡情報を統合してシステム全体としての統合航跡情報を生成する航跡統合装置、６は航跡統合装置５により生成された統合航跡情報や追尾処理部２，４から出力されたＡＳＤＥ装置１及びＭＬＡＴ装置３の各航跡情報を表示信号に変換して同一目標物についての統合航跡やＡＳＤＥ航跡及びＭＬＡＴ航跡等を管制モニタ等の表示部に表示する表示装置である。

また、７は過去の統合航跡に基づき算出された当該統合航跡の予測位置等に基づいて追尾処理部２を介して検出されたＡＳＤＥ装置１の航跡情報が統合対象の航跡情報であるか否かを識別するＡＳＤＥ航跡相関処理部、８は過去の統合航跡に基づき算出された当該統合航跡の予測位置等に基づいて追尾処理部４を介して検出されたＭＬＡＴ装置３の航跡情報が統合対象の航跡情報であるか新規の航跡情報であるか等を識別するＭＬＡＴ航跡相関処理部、９はＡＳＤＥ航跡相関処理部７及びＭＬＡＴ航跡相関処理部８において統合対象の航跡情報であると識別された各航跡情報と後述する空港面における滑走路等のセンターライン情報とに基づいてシステム全体としての統合航跡情報を生成する航跡統合処理部、１０は航跡統合装置５における航跡統合処理の開始及び終了を制御する開始／終了制御処理部、１１は航跡統合処理部９により生成された過去の統合航跡情報に基づく統合航跡の予測位置等を予測してＡＳＤＥ航跡相関処理部７及びＭＬＡＴ航跡相関処理部８に出力するシステム航跡予測処理部、１２は空港面のマップ情報であるマップデータ等から求めた滑走路や誘導路等についてのセンターライン情報が蓄積されたセンターラインデータベース（以下、センターラインＤＢという）である。

また、図２において、１３はＡＳＤＥ航跡相関処理部７から出力されたＡＳＤＥ航跡情報及びＭＬＡＴ航跡相関処理部８から出力されたＭＬＡＴ航跡情報がそれぞれ入力され、ＡＳＤＥ航跡及びＭＬＡＴ航跡の各座標位置から空港面における各センターラインまでの垂直距離をそれぞれ算出する垂直距離算出処理部、１４は垂直距離算出処理部１３により算出された各航跡の座標位置から各センターラインまでの垂直距離をセンターライン毎に加算し、その和の値が最も最小となるセンターラインを航跡統合の際の基準センターラインとするセンターライン決定処理部、１５はＡＳＤＥ航跡及びＭＬＡＴ航跡の座標位置から基準センターラインまでの垂直距離に基づいてこれらの航跡を統合する際の重み付け割合を決定する重み付け決定処理部、１６は重み付け決定処理部１５により決定された重み付け割合に基づいてＡＳＤＥ航跡情報及びＭＬＡＴ航跡情報の統合航跡情報を生成する統合航跡生成処理部である。

次に、動作について説明する。まず、ＡＳＤＥ装置１及びＭＬＡＴ装置３の動作について図３を用いて説明する。図３は空港面におけるＡＳＤＥ装置１及びＭＬＡＴ装置３の配置関係を説明する配置説明図であり、図３において、１ａは空港面探知レーダ、３ａは航空機に対して質問信号を送信する２次監視レーダ又は別に設けた送信局、３ｂは空港面に設置され、航空機の応答装置から送信された応答信号をそれぞれ受信するＭＬＡＴ装置３の複数の受信局、１７は滑走路、１８は誘導路、１９は空港ターミナル、２０ａ乃至２０ｃは航空機である。

ＡＳＤＥ装置１は、高所に設置された空港面探知レーダ１ａによりレーダ電波を空港面に発射し、その反射電波に基づいて航空機や車両等についての目標信号を検出する。この空港面探知レーダ１ａは、一定周期で回転しながらレーダ電波を送受信しているため各周期毎に空港面における目標信号が検出される。また、ＭＬＡＴ装置３は、２次監視レーダ又は別に設けた送信局３ａから各航空機に対して質問信号を送信し、航空機の応答装置から送信された応答信号を空港面に設置した３局以上の複数の受信局３ｂにより受信し、これら複数の受信局３ｂの応答信号の受信時刻差を当該各受信局３ｂと航空機の距離差に変換し、距離差が一定である条件からなる双曲線同士の交点を求め、航空機の位置を検出する。２次監視レーダ又は別に設けた送信局３ａは、無指向性の空中線を用いて所定周期又はランダムに質問信号を送信しており、各航空機からの応答信号を受信する毎に当該応答信号に対応する航空機の識別情報、位置情報等が検出される。

追尾処理部２は、ＡＳＤＥ装置１により検出された目標信号が入力され、既存目標と判定された目標信号について追尾処理する。例えば、ＡＳＤＥ装置１により目標信号が最初に検出されると、そのプロット情報を「準仮航跡」へ初期登録し、以後、この登録されたプロット情報と相関のある時系列のプロット情報を用いて移動目標物に対する追尾処理を「仮航跡」として継続していく。そして「仮航跡」の追尾処理が所定回数を超えると「仮航跡」から「本航跡」へ昇格させ、本航跡へと登録した時点からＡＳＤＥ装置１の位置情報、速度、移動方向等の航跡情報（以下、ＡＳＤＥ航跡情報という）をＡＳＤＥ航跡相関処理部７に出力する。また、追尾処理部４は、ＭＬＡＴ装置３により検出された航空機の識別情報及び位置情報等が入力され、既存目標と判定された航空機の位置情報について追尾処理する。追尾処理部４も追尾処理部２と同様の処理を行い、本航跡へ登録した時点からＭＬＡＴ装置３の位置情報、速度、移動方向等の航跡情報（以下、ＭＬＡＴ航跡情報という）をＭＬＡＴ航跡相関処理部８に出力する。このように、追尾処理部２，４の追尾処理を経て目標物についての航跡情報がそれぞれ検出される。

ＡＳＤＥ航跡相関処理部７は、追尾処理部２から出力されたＡＳＤＥ航跡情報について過去に検出されたＡＳＤＥ航跡情報との相関処理を行い、当該航跡情報が航跡統合処理部９における統合処理の対象となる航跡情報であるか否かを識別する。具体的には、追尾処理部２からのＡＳＤＥ航跡情報が入力された時点における統合航跡の予測位置をシステム航跡予測処理部１１により算出し、その算出された統合航跡の予測位置が入力されて当該予測位置を中心とする所定範囲のゲートを形成し、追尾処理部２から出力されたＡＳＤＥ航跡情報がそのゲート内にあるときは統合対象の航跡情報であると判定してそのＡＳＤＥ航跡情報を航跡統合処理部９に出力する。ＭＬＡＴ航跡相関処理部８も同様であり、追尾処理部４から出力されたＭＬＡＴ航跡情報について過去に検出されたＭＬＡＴ航跡情報との相関処理を行い、当該航跡情報が航跡統合処理部９における統合処理の対象となる航跡情報であるか否かを識別する。すなわち、追尾処理部４からのＭＬＡＴ航跡情報が入力された時点における統合航跡の予測位置をシステム航跡予測処理部１１により算出し、その算出された統合航跡の予測位置が入力されて当該予測位置を中心とする所定範囲のゲートを形成し、追尾処理部４から出力されたＭＬＡＴ航跡情報がそのゲート内にあるときは統合対象の航跡情報であると判定してそのＭＬＡＴ航跡情報を航跡統合処理部９に出力する。

また、ＡＳＤＥ航跡相関処理部７は、追尾処理部２からのＡＳＤＥ航跡情報が入力されていないときであっても、ＭＬＡＴ航跡相関処理部８から統合対象であるＭＬＡＴ航跡情報が航跡統合処理部９に出力されるときには対応するＡＳＤＥ航跡情報を航跡統合処理部９に出力する必要があり、システム航跡予測処理部１１により算出した予測ＡＳＤＥ航跡情報について過去に検出されたＡＳＤＥ航跡情報との相関処理を行い、当該予測ＡＳＤＥ航跡情報が航跡統合処理部９における統合処理の対象となる航跡情報であるか否かを識別する。すなわち、ＡＳＤＥ装置１及びＭＬＡＴ装置３はそれぞれ観測周期が異なっており、ＡＳＤＥ航跡情報とＭＬＡＴ航跡情報とは異なる入力タイミングにて航跡統合装置５にそれぞれ入力されるが、航跡統合処理部９においては一組のＡＳＤＥ航跡情報及びＭＬＡＴ航跡情報に基づいて統合航跡を生成する必要があり、ＡＳＤＥ航跡相関処理部７ではシステム航跡予測処理部１１により算出した予測ＡＳＤＥ航跡情報について過去に検出されたＡＳＤＥ航跡情報との相関処理を行う。この予測ＡＳＤＥ航跡情報が統合対象の航跡情報であると判定されたときは当該予測ＡＳＤＥ航跡情報がＭＬＡＴ航跡情報の入力タイミングにて入力されたＡＳＤＥ航跡情報として航跡統合処理部９に出力される。

ＭＬＡＴ航跡相関処理部８も同様であり、追尾処理部４からのＭＬＡＴ航跡情報が入力されていないときであっても、ＡＳＤＥ航跡相関処理部７から統合対象であるＡＳＤＥ航跡情報が航跡統合処理部９に出力されるときには対応するＭＬＡＴ航跡情報を航跡統合処理部９に出力する必要があり、ＭＬＡＴ航跡相関処理部８ではシステム航跡予測処理部１１により算出した予測ＭＬＡＴ航跡情報について過去に検出されたＭＬＡＴ航跡情報との相関処理を行う。この予測ＭＬＡＴ航跡情報が統合対象の航跡情報であると判定されたときは当該予測ＭＬＡＴ航跡情報がＡＳＤＥ航跡情報の入力タイミングにて入力されたＭＬＡＴ航跡情報として航跡統合処理部９に出力される。

ここで、システム航跡予測処理部１１の動作について説明する。システム航跡予測処理部１１には航跡統合処理部９において生成された過去の統合航跡情報、過去の統合航跡情報を生成する際に用いられた過去のＡＳＤＥ航跡情報及びＭＬＡＴ航跡情報が入力されており、これら過去の統合航跡情報からＡＳＤＥ航跡情報又はＭＬＡＴ航跡情報が入力された時点における統合航跡の予測位置を算出し、また、過去のＡＳＤＥ航跡情報及びＭＬＡＴ航跡情報から予測ＡＳＤＥ航跡情報及び予測ＭＬＡＴ航跡情報をそれぞれ算出する。このように、ＡＳＤＥ航跡相関処理部７及びＭＬＡＴ航跡相関処理部８においては、ＡＳＤＥ航跡情報及びＭＬＡＴ航跡情報が航跡統合装置５に入力されるタイミングにて統合航跡の予測位置における航跡情報の識別が行われ、その結果が出力される。

次に、航跡統合処理部９の動作について図４乃至図７を用いて詳細に説明する。図４はセンターラインＡを基準センターラインとして航跡情報を統合する場合について説明するための統合概念図、図５はセンターラインＢを基準センターラインとして航跡情報を統合する場合について説明するための統合概念図であり、ここでは追尾処理部２からのＡＳＤＥ航跡情報が入力された場合における航跡統合処理について説明する。図４及び図５において、２１は例えば空港面の滑走路、２２はセンターラインＤＢ１２から読み出された滑走路２１のセンターラインＡ、２３は滑走路２１に通じる誘導路、２４はセンターラインＤＢ１２から読み出された誘導路２３のセンターラインＢ、２５はＡＳＤＥ航跡相関処理部７から出力されたＡＳＤＥ航跡情報の航跡（以下、ＡＳＤＥ航跡という）、２６はＭＬＡＴ航跡相関処理部８から出力されたＡＳＤＥ航跡２５に対応する予測ＭＬＡＴ航跡情報の航跡（以下、予測ＭＬＡＴ航跡という）、２７は航跡統合処理部９において生成された統合航跡情報に基づく航跡（以下、統合航跡という）である。

まず、図４を用いてセンターラインＡ２２を基準センターラインとしてＡＳＤＥ航跡情報及びＭＬＡＴ航跡情報を統合する場合について説明する。航跡統合処理部９は、ＡＳＤＥ航跡相関処理部７及びＭＬＡＴ航跡相関処理部８から出力された各航跡情報が同一目標物についての航跡情報であると判断すると、垂直距離算出処理部１３によりセンターラインＤＢ１２に蓄積された空港面におけるセンターライン情報であって、ＡＳＤＥ航跡相関処理部７及びＭＬＡＴ航跡相関処理部８から出力された各航跡情報の座標位置付近についてのセンターライン情報２２、２４を読み出し、ＡＳＤＥ航跡２５、予測ＭＬＡＴ航跡２６の各座標位置から各センターライン２２，２４までの垂直距離をそれぞれ算出する。図４（ａ）に示すように、ＡＳＤＥ航跡２５，予測ＭＬＡＴ航跡２６の各座標位置からセンターラインＡ２２及びセンターラインＢ２４までの垂直距離はそれぞれｄ１及びｄ２であり、予測ＭＬＡＴ航跡２６の座標位置からセンターラインＡ２２及びセンターラインＢ２４までの垂直距離はそれぞれｄ３及びｄ４である。なお、ＡＳＤＥ航跡相関処理部７及びＭＬＡＴ航跡相関処理部８から出力された各航跡情報が同一目標物についての航跡情報であるか否かについては、例えば、各航跡２５，２６の座標位置について距離判定等を行い、これらの座標位置が一定の範囲内にあれば同一目標物についての航跡情報であると判定する。

センターライン決定処理部１４は、垂直距離算出処理部１３により算出された各センターライン２２，２４までの垂直距離をセンターライン毎に加算し、その和の値が最も最小となるセンターラインを航跡統合の際の基準センターラインとして決定する。図４（ａ）に示すように、ＡＳＤＥ航跡２５及び予測ＭＬＡＴ航跡２６からセンターラインＡ２２までの垂直距離の和はｄ１＋ｄ３、ＡＳＤＥ航跡２５及び予測ＭＬＡＴ航跡２６からセンターラインＢ２４までの垂直距離の和はｄ２＋ｄ４となり、図４に示す例の場合、和の値が最小となるセンターラインＡ２２を基準センターラインとして決定する。

重み付け決定処理部１５は、センターライン決定処理部１４により基準センターラインが決定されると、ＡＳＤＥ航跡２５，予測ＭＬＡＴ航跡２６から基準センターラインまでの垂直距離ｄ１，ｄ３に応じて統合航跡２７を生成する際の各航跡２５，２６の重み付け割合を決定する。この重み付け割合は、例えば、以下の式（１）により算出する。式（１）において、ａ，ｂは各航跡２５，２６を結んだ直線における各航跡２５，２６から統合航跡２７までの距離の割合を示し、基準センターラインまでの垂直距離が短くなるほどその割合が小さくなる。すなわち、航空機はセンターライン付近を移動することが一般的であるため、基準センターラインまでの垂直距離が短い航跡ほど信頼性が高いと判断して重み付けを重く設定している。

統合航跡生成処理１６は、重み付け決定処理部１５によりＡＳＤＥ航跡２５及び予測ＭＬＡＴ航跡２６についての重み付け割合が決定されると、その重み付け割合に基づいてＡＳＤＥ航跡情報及び予測ＭＬＡＴ航跡情報を統合した統合航跡情報を生成する。例えば、各航跡２５，２６から基準センターラインまでの垂直距離が同じ場合には、各航跡２５，２６を結んだ線の中点が統合航跡２７の座標位置となるが、図４（ａ）に示す場合は、ＡＳＤＥ航跡２５の座標位置から基準センターラインであるセンターラインＡ２２までの垂直距離ｄ１の方がＭＬＡＴＥ航跡２６の座標位置から基準センターラインであるセンターラインＡ２２までの垂直距離ｄ３よりも短いため、統合航跡２７の座標位置は、図４（ｂ）に示すように各航跡２５，２６を結んだ線の中点よりもＡＳＤＥ航跡２５の座標位置に近い位置となる。

次に、図５を用いてセンターラインＢ２４を基準センターラインとしてＡＳＤＥ航跡情報及びＭＬＡＴ航跡情報を統合する場合について説明する。図５（ａ）に示すように、各航跡２５，２６からセンターラインＡ２２までの垂直距離の和はｄ１＋ｄ３、各航跡２５，２６からセンターラインＢ２４までの垂直距離の和はｄ２＋ｄ４であり、センターライン決定処理部１４は和の値が最小となるセンターラインＢ２４を基準センターラインとして決定する。重み付け決定処理部１５は、各航跡２５，２６から基準センターラインまでの垂直距離ｄ２，ｄ４に応じて統合航跡２７を生成する際の各航跡２５，２６の重み付け割合を決定する。統合航跡生成処理部１６は、重み付け決定処理部１５により決定された重み付け割合に基づいてＡＳＤＥ航跡情報及び予測ＭＬＡＴ航跡情報を統合した統合航跡情報を生成する。図５の場合、ＡＳＤＥ航跡２５の座標位置から基準センターラインであるセンターラインＢ２４までの垂直距離ｄ２の方がＭＬＡＴ航跡２６の座標位置から基準センターラインであるセンターラインＢ２４までの垂直距離ｄ４よりも短いため、統合航跡２７の座標位置は、図５（ｂ）に示すように各航跡２５，２６を結んだ線の中点よりもＡＳＤＥ航跡２５の座標位置に近い位置となる。

なお、上記の図４及び図５を用いた説明では、ＡＳＤＥ航跡情報の入力タイミングにおける航跡統合処理の場合を例として説明したが、ＭＬＡＴ航跡情報の入力タイミングにおいても同様にして統合航跡情報を生成する。すなわち、ＭＬＡＴ航跡情報の入力タイミングにおける航跡統合処理の場合は、２６がＭＬＡＴ航跡相関処理部８から出力されたＭＬＡＴ航跡情報の航跡（以下、ＭＬＡＴ航跡という）、２５がＡＳＤＥ航跡相関処理部７から出力されたＭＬＡＴ航跡２６に対応する予測ＡＳＤＥ航跡情報の航跡（以下、予測ＡＳＤＥ航跡という）となり、これら予測ＡＳＤＥ航跡２５及びＭＬＡＴ航跡２６の座標位置から基準センターラインまでの垂直距離に応じて統合航跡２７を生成する際の各航跡２５，２６の重み付け割合を決定する。このように、航跡統合処理部９は、ＡＳＤＥ航跡情報の入力タイミング及びＭＬＡＴ航跡情報の入力タイミングにて統合航跡２７の座標位置を算出し、統合航跡情報をそれぞれ生成する。

航跡統合処理部９において生成された統合航跡情報、ＡＳＤＥ航跡相関処理部７から出力されたＡＳＤＥ航跡情報及び予測ＡＳＤＥ航跡情報、並びにＭＬＡＴ航跡相関処理部８から出力されたＭＬＡＴ航跡情報及び予測ＭＬＡＴ航跡情報は、表示装置６にそれぞれ出力され、表示信号に変換されて監視モニタ等の表示部に表示される。図６は表示装置６により監視モニタ等の表示部に表示された各航跡情報の表示例を示すイメージ図である。図６において、２５ａはＡＳＤＥ航跡相関処理部７から出力されたＡＳＤＥ航跡情報に基づくＡＳＤＥ航跡、２５ｂはＡＳＤＥ航跡相関処理部７から出力された予測ＡＳＤＥ航跡情報に基づく予測ＡＳＤＥ航跡、２６ａはＭＬＡＴ航跡相関処理部８から出力されたＭＬＡＴ航跡情報に基づくＭＬＡＴ航跡、２６ｂはＭＬＡＴ航跡相関処理部８から出力された予測ＭＬＡＴ航跡情報に基づく予測ＭＬＡＴ航跡である。図６に示すように、統合航跡２７はＡＳＤＥ航跡情報及びＭＬＡＴ航跡情報の各入力タイミングにおいてそれぞれ生成されている。なお、図６では統合航跡２７、ＡＳＤＥ航跡２５及びＭＬＡＴ航跡２６をそれぞれ表示させているが、統合航跡２７のみを表示するように表示部の表示内容を切り替えてもよい。

なお、開始／終了制御処理部１０は、航跡統合処理部９から出力される統合航跡情報を監視しており、前の統合航跡情報が出力されてから一定時間経過しても統合航跡情報の出力がないときは航跡統合装置５における処理を終了してＡＳＤＥ航跡相関処理部７、ＭＬＡＴ航跡相関処理部８及び航跡統合処理部９等の処理を初期化する。

以上のように、実施の形態１による空港面監視システムによれば、空港面のマップ情報に基づくセンターライン情報を用いてＡＳＤＥ航跡情報及びＭＬＡＴ航跡情報の統合航跡情報を生成するようにしたので、ＡＳＤＥ装置１及びＭＬＡＴ装置３を介して検出された同一目標物についての各航跡情報を有効に利用することが可能であり、単にＡＳＤＥ装置１を介して検出されたＡＳＤＥ航跡情報の座標位置の信頼度が向上するだけでなく、より正確な統合航跡を表示部に表示させることができる。また、各航跡の座標位置から基準センターラインまでの垂直距離に応じて重み付け割合を決定しているので、いずれか一方の位置検出精度が落ちたときや機能しなくなったとき等においてもその影響を受けにくく、より正確な統合航跡情報を生成することができる。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２について図７及び図９を用いて説明する。実施の形態１による空港面監視システムでは、例えば、ＡＳＤＥ航跡２５及び予測ＭＬＡＴ航跡２６の座標位置から基準センターラインまでの垂直距離に応じてＡＳＤＥ航跡２５及び予測ＭＬＡＴ航跡２６に対する重み付け割合を決定したが、例えば、ＭＬＡＴ１受信局の突然の故障、マルチパスあなどの偽像の発生等の理由によりいずれか一方の航跡が過去の航跡に対して大幅にずれる場合には航跡統合装置５における統合航跡も過去の統合航跡に対して大幅にずれることとなり、表示部には不正確な統合航跡が表示されることになる。この実施の形態２による空港面監視システムは、ＡＳＤＥ航跡２５又はＭＬＡＴ航跡２６の航跡位置が過去の航跡に対して大幅にずれるような場合においても正確な統合航跡を表示部に表示させることができるものである。

図７は実施の形態１による空港面監視システムの航跡統合処理部９の具体的構成を示すブロック構成図、図８は図７に示す航跡残差補正処理部２８の具体的構成を示すブロック構成図である。図７において、２８は過去の数サンプルの残差平均値と今回の航跡の残差とを比較して重み付け決定処理部１５により算出される重み付け割合の補正係数を算出する航跡残差補正処理部である。また、図８において、２９はＡＳＤＥ航跡２５及びＭＬＡＴ航跡２６の座標位置及び過去の統合航跡２７の座標位置がそれぞれ入力され、各統合航跡２７と対応するＡＳＤＥ航跡２５及びＭＬＡＴ航跡２６との間における残差を算出する残差算出処理部、３０は残差算出処理部２９により算出された各統合航跡２７についての残差から過去の数サンプルの平均残差を算出する平均残差算出処理部、３１は平均残差算出処理部３０により算出された平均残差の値と残差算出処理部２９により算出された今回の統合航跡２７における残差の値とを比較して重み付け決定処理部１５により算出される重み付け割合の補正係数を算出する残差判定処理部である。なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を示し、これらについての詳細な説明は省略する。また、実施の形態２による空港面監視システムの全体構成は図１に示すものと同様であり、これらについての詳細な説明も省略する。

次に、動作について図９を用いて説明する。図９は航跡残差補正処理部２８による補正係数の算出処理を説明するための概念図である。図９に示すように、残差算出処理部２９により算出されたＭＬＡＴ航跡２６ａと統合航跡２７との間における最新の残差Δｂ４の値が平均残差算出処理部３０により算出された平均残差の値（例えば、残差Δｂ１乃至Δｂ３の平均値）と比較して大幅に大きい場合、残差判定処理部３１は重み付け決定処理部１５により算出された重み付け割合のうちＭＬＡＴ航跡２６ａの割合を小さくする補正係数を算出する。そして、重み付け決定処理部１５は、残差判定処理部３１により算出された補正係数を加味した予測ＡＳＤＥ航跡２５ｂ及びＭＬＡＴ航跡２６ａにおける重み付け割合を以下の式（２）により決定する。

統合航跡生成処理部１６は残差判定処理部３１により算出された補正係数を加味して決定されたＡＳＤＥ航跡２５ｂ及びＭＬＡＴ航跡２６ａにおける重み付け割合に基づいて統合航跡情報を生成し、表示装置６はこのような統合航跡情報に基づく統合航跡２７、さらにＡＳＤＥ航跡２５及びＭＬＡＴ航跡２６等を表示部に表示する。このように、実施の形態２による空港面監視システムによれば、航跡残差補正処理部２８により算出された補正係数を加味して決定された重み付け割合に基づき統合航跡の座標位置を算出し、統合航跡情報を生成するので、仮にＡＳＤＥ航跡相関処理部７から出力されたＡＳＤＥ航跡２５又はＭＬＡＴ航跡相関処理部８から出力されたＭＬＡＴ航跡２６の座標位置が過去の航座標位置に対して大幅にずれるような場合においても正確な統合航跡の座標位置を算出することができ、このような統合航跡情報に基づく正確な統合航跡を表示部に表示することができる。

実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３について図１０を用いて説明する。実施の形態１，２による空港面監視システムは、ＡＳＤＥ装置１とＭＬＡＴ装置３とを目標検出装置として併用して空港面を監視する場合について説明したが、本発明に係る空港面監視システムおよびこれに用いる航跡統合装置５はこれだけに限られず、さらに他の目標検出装置、例えば、光波センサや電波センサ等を併用して構成することができる。図１０は実施の形態３による空港面監視システムを示すブロック構成図であり、図１０において、３２は光波センサ、電波センサあるいは画像センサ等の他の目標検出装置、３３は他の目標検出装置３２の追尾処理部、３４は他の目標検出装置３２の航跡相関処理部である。なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を示し、これらについての詳細な説明は省略する。

ここで、３以上の目標検出装置を併用する場合は、これら各目標検出装置により得られる３つの航跡の座標位置から基準センターラインまでの垂直距離をそれぞれ算出し、その垂直距離に応じて決定した重み付け割合に基づいて統合航跡の座標位置を決定する。例えば、３つの航跡の座標位置が直線状に配置される場合は、まず両端の２点から仮の座標位置を決め、この仮の座標位置を第３の航跡の重み付け割合に基づき移動させて統合航跡の座標位置を決定する。３つの航跡の座標位置が三角形状に配置される場合は、例えば、その三角形の中心から重み付け割合がより重い座標位置へ移動させた点を統合航跡の座標位置とする。また、４以上の目標検出装置を併用する場合も同様であり、これら各目標検出装置により得られる４つの航跡の座標位置から基準センターラインまでの垂直距離をそれぞれ算出し、その垂直距離に応じて決定した重み付け割合に基づいて統合航跡の座標位置を決定する。このように、３以上の目標検出装置を併用した場合にも空港面監視システムを構成することができる。

実施の形態１による空港面監視システムを示すブロック構成図である。図１に示す航跡統合処理部９の具体的構成を示すブロック構成図である。空港面におけるＡＳＤＥ装置１及びＭＬＡＴ装置３の配置関係を説明する配置説明図である。空港面におけるセンターラインＡを基準センターラインとして航跡情報を統合する場合について説明するための統合概念図である。空港面におけるセンターラインＢを基準センターラインとして航跡情報を統合する場合について説明するための統合概念図である。図１に示す表示装置６により監視モニタ等の表示部に表示された各航跡情報の表示例を示すイメージ図である。実施の形態２による空港面監視システムの航跡統合処理部９の具体的構成を示すブロック構成図である。図７に示す航跡残差補正処理部２８の具体的構成を示すブロック構成図である。図７に示す航跡残差補正処理部２８による補正係数の算出処理を説明するための概念図である。実施の形態３による空港面監視システムを示すブロック構成図である。

符号の説明

１空港面探知装置（ＡＳＤＥ装置）、２，４，３３追尾処理部、
３マルチラテレーション測位装置（ＭＬＡＴ装置）、５航跡統合装置、
６表示装置、７ＡＳＤＥ航跡相関処理部、８ＭＬＡＴ航跡相関処理部、
９航跡統合処理部、１１システム航跡予測処理部、
１２センターラインデータベース、１３垂直距離算出処理部、
１４センターライン決定処理部、１５重み付け決定処理部、
１６統合航跡生成処理部、２８航跡残差補正処理部、
３２他の目標検出装置。

Claims

複数の目標検出装置を併用して空港面を監視し、前記複数の目標検出装置を介して検出された同一目標物についての各航跡情報から統合航跡を生成して表示部に表示する空港面監視システムにおいて、前記目標検出装置毎に設けられ、対応する目標検出装置を介して前記同一目標物についての航跡情報が検出されたときはその航跡情報について統合対象であるか否かを識別し、対応する目標検出装置以外を介して前記同一目標物についての航跡情報が検出されたときは前記対応する目標検出装置を介して検出された過去の航跡情報に基づく前記同一目標物についての予測航跡情報について統合対象であるか否かを識別する相関処理を行い、前記統合対象である航跡情報及び予測航跡情報をそれぞれ出力する複数の相関処理部と、前記空港面のセンターライン情報を蓄積したセンターラインデータベースと、このセンターラインデータベースの前記センターライン情報を用いて前記複数の相関処理部から出力された前記統合対象である各航跡情報の座標位置から基準センターラインまでの垂直距離をそれぞれ算出し、それら垂直距離に基づく重み付け割合により前記同一目標物についての統合航跡の座標位置を決定する航跡統合処理部と、この航跡統合処理により座標位置が決定された前記統合航跡を表示部に表示する表示装置とを備えた空港面監視システム。
前記複数の目標検出装置は、空港面にレーダ電波を送受信して目標物の航跡情報を検出する空港面探知レーダ装置及び航空機からの応答信号を複数の受信機により受信して目標物の航跡情報を検出するマルチラテレーション測位装置である請求項１に記載の空港面監視システム。
複数の目標検出装置を介して検出された同一目標物についての航跡情報がそれぞれ入力され、これら複数の航跡情報から統合航跡を生成する航跡統合装置において、複数の目標検出装置を併用して空港面を監視し、前記複数の目標検出装置を介して検出された同一目標物についての各航跡情報から統合航跡を生成して表示部に表示する空港面監視システムにおいて、前記目標検出装置毎に設けられ、対応する目標検出装置を介して前記同一目標物についての航跡情報が検出されたときはその航跡情報について統合対象であるか否かを識別し、対応する目標検出装置以外を介して前記同一目標物についての航跡情報が検出されたときは前記対応する目標検出装置を介して検出された過去の航跡情報に基づく前記同一目標物についての予測航跡情報について統合対象であるか否かを識別する相関処理を行い、前記統合対象である航跡情報及び予測航跡情報をそれぞれ出力する複数の相関処理部と、前記空港面のセンターライン情報を蓄積したセンターラインデータベースと、このセンターラインデータベースの前記センターライン情報を用いて前記複数の相関処理部から出力された前記統合対象である各航跡情報の座標位置から基準センターラインまでの垂直距離をそれぞれ算出し、それら垂直距離に基づく重み付け割合により前記同一目標物についての統合航跡の座標位置を決定する航跡統合処理部とを備えた航跡統合装置。