JP2018171951A - 運用計画システム、運用計画方法及び運用計画プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
第一の課題は、位置関係に関する知識を表現できないという点である。
パス計画源泉データは、各衛星の軌道毎の時間区間を示している。撮像計画源泉データは、撮像対象地点のID及び撮影開始時刻及び撮影終了時刻を示している。
これらの2種のデータは独立して求めているため、これらを、位置情報を介して表現することができず、パス運用計画と撮像運用計画を同時に比較演算することができなかった。
(1)観測計画知識:撮像用のコマンドをコマンド送信した後でないと撮像は実行できないという時間制約条件。
(2)パス知識:コマンド送信はパスの時間内でないと実行できないという時間制約条件。
(3)地上局制約知識:ある地上局を別の衛星に対して利用するパスの時刻は、時刻重複してはならないという時間制約条件。
(4)コマンド送信知識:コマンド送信は同時に実行できない制約条件。
これらの知識の入力を補助する入力装置がないため、それぞれの知識を別々に手作業で入力しなければならない。
移動体の軌道における時間区間を表すパス計画源泉データを取得し、前記パス計画源泉データを、時間情報と空間情報とを融合して記述可能な運用計画言語に変換し、変換後パス計画データとして出力するパス計画源泉変換装置と、
撮像領域を識別する撮像領域識別子と撮影開始時刻と撮影終了時刻とを表す撮像計画源泉データを取得し、前記撮像計画源泉データを前記運用計画言語に変換し、変換後撮像計画データとして出力する撮像計画源泉変換装置と、
前記移動体の制御に対する制約を知識情報として取得し、前記知識情報を前記運用計画言語に変換し、変換後知識情報として出力する計画言語記述装置と、
前記変換後パス計画データと前記変換後撮像計画データと前記変換後知識情報とを統合し、統合計画データとして出力する計画言語処理装置とを備えた。
***構成の説明***
本実施の形態に係る運用計画システム100は、移動しながら撮像対象を撮像する移動体を制御する制御指令の運用計画の生成を支援する。運用計画システム100は、運用計画装置ともいう。なお、実施の形態に係る運用計画システム100では、移動体を、陸上、地中、海洋、空中及び宇宙空間を移動する任意の移動体に置き換えても適用可能である。また、本実施の形態に係る運用計画システム100では、制御局を、陸上、地中、海洋、空中及び宇宙空間に静止又は移動する任意の制御局に置き換えても適用可能である。
本実施の形態で扱う論理式に変換する装置は、逆変換処理もできるものとする。また、知識として、論理式データを蓄積できるものとする。
撮像計画源泉変換装置103は、撮像領域を識別する撮像領域識別子、すなわち撮像領域ID(identification)と撮影開始時刻と撮影終了時刻とを表す撮像計画源泉データ109を取得し、撮像計画源泉データ109を運用計画言語に変換し、変換後撮像計画データ501として出力する。具体的には、撮像計画源泉変換装置103は、撮像計画源泉データ109を外部システムから取得し、運用計画言語に変換し、変換後撮像計画データ501として出力する。
運用計画言語は、時間情報と空間情報とを融合して記述可能な言語である。運用計画言語は、時間及び空間に関する知識を統一的に記述し、処理するために定義するデータ構造である。
θG on A (数式3)
ψT ≡ θT (数式4)
θT at (ts,te) (数式5)
図18は、本実施の形態に係るパス計画源泉変換処理S10を示すフロー図である。パス計画源泉変換処理S10において、パス計画源泉変換装置102は、パス計画源泉データ108を運用計画言語で表した(数式6)に変換し、変換後パス計画データ502として出力する。
また、図30の表7は、図18中の変数テーブル701の一例である。
また、図31の表8は、図18中の条件テーブル702の一例である。
ステップS112において、パス計画源泉変換装置102は、パス計画源泉データ108のi行目を取得する。
ステップS113において、パス計画源泉変換装置102は、変数テーブル701のi行目に、パス計画源泉データ108のi行目のパスに対応する時相論理式、開始時刻、及び終了時刻を示すシンボルを格納する。
ステップS114において、パス計画源泉変換装置102は、条件テーブル702のi行目の開始時刻の最大値、及び最小値を示すシンボルマークとAOS時刻を格納する。
ステップS115において、パス計画源泉変換装置102は、条件テーブルのi行目の終了時刻の最大値、及び最小値を示すシンボルマークとLOS時刻を格納する。
また、図33の表10は、図19中の変数テーブル801の一例である。
また、図34の表11は、図19中の条件テーブル802の一例である。
ステップS212において、撮像計画源泉変換装置103は、撮像計画源泉データ109のi行目を取得する。
ステップS213において、撮像計画源泉変換装置103は、変数テーブル801のi行目に、撮像計画源泉データ109のi行目の撮像に対応する時相論理式、空間論理式、開始時刻、及び終了時刻を示すシンボルを格納する。
ステップS214において、撮像計画源泉変換装置103は、条件テーブル802のi行目の開始時刻の最大値、及び最小値を示すシンボルマークとAOS時刻を格納する。
ステップS215において、撮像計画源泉変換装置103は、条件テーブル802のi行目の終了時刻の最大値、及び最小値を示すシンボルマークとLOS時刻を格納する。
ステップS216において、撮像計画源泉変換装置103は、その他欄に時相論理式と空間論理式の満たすべき条件を示すシンボルを格納する。
プロパティビュー302で時区間の設定変更が可能である。時区間は表12の時区間種別と開始及び終了時刻の最早値及び最遅値を設定可能である。時区間種別は全固定時区間、半固定時区間、可変長時区間及び固定長時区間に大別される。全固定時区間は開始及び終了時刻が固定の時区間であり、半固定時区間は開始又は終了時刻の一方のみが固定であり、可変長時区間は可変長で開始及び終了時刻が固定でなく、固定長時区間は固定長で開始及び終了時刻が固定でない。
ステップS311からステップS317において、データ形式変換部18は、すべての画面表示要素について処理する。
ステップS312において、データ形式変換部18は、i個目の画面表示要素を取得する。
ステップS313において、データ形式変換部18は、画面表示要素が時間要素か判定する。画面表示要素が時間要素の場合、ステップS314に進む。画面表示要素が時間要素でない場合、ステップS315に進む。
ステップS314において、データ形式変換部18は、時間表現変換テーブル803に従い、i番目の画面表示要素を論理式に変換する。
ステップS315において、データ形式変換部18は、画面表示要素が空間要素か判定する。画面表示要素が空間要素の場合、ステップS316に進む。画面表示要素が空間要素でない場合、ステップS317に進む。
ステップS316において、データ形式変換部18は、空間表現変換テーブルに従い、i番目の画面表示要素を論理式に変換する。
また、図4は画面上に表示した空間表現を運用計画言語に変換する空間表現変換テーブルの一例である。
本実施の形態に係る運用計画システム100によれば、パス計画源泉変換装置と撮像計画源泉変換装置とを備えているため、(数式1)に示す運用計画言語の構文定義により、位置情報を介してパス計画源泉データと撮像計画源泉データとを表現することができる。
本実施の形態では、実施の形態1と異なる点について説明する。実施の形態1で説明した構成と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施の形態は、実施の形態1における計画言語処理装置104及び制約充足問題解決装置105に相当する。制約充足問題解決装置105は以下の流れで実施の形態2を実現する。
(a)撮像領域nと撮像領域mの空間関係、時間関係を図2,3,4の空間論理で表したものを、条件テーブルに格納する。条件テーブルは、表8,11のようなものである。
(b)上記、条件テーブルから条件を順次取得しつつ、前向き連鎖(Forward Chaining)により、条件を満たす解を算出する。
ステップS81からステップS86において、観測条件適合抽出部201の処理から観測要求作成部207の処理までを、観測領域地域ごとに実行するとともに、ステップS85において、観測評価部208の処理から観測未済判断部212の処理までを実行する。ステップS81からステップS86の処理は、衛星を問わず時系列で各衛星パス通過順に実行する。
図9は、評価値算出式の一例である。図9において、nは、優先度重み付け係数、mは期限重み付け係数として立案時に変更可能である。
重複部分がある場合(TRUE)には、図2に示す手法により、(1)i番目の領域に含まれるがj番目の領域に含まれない領域、(2)i,j番目の領域が重複する領域、(3)j番目の領域に含まれるがi番目の領域に含まれない領域の3つの領域に分割する。また、それぞれの部分領域毎に観測地点評価値と観測期限を算出する(ステップS417からステップS420)。
時刻評価指標値(T)=1/tdl×(tp/(tp−t))
α:ダウンリンク指標値への時刻評価の重み付け係数
本実施の形態に係る運用計画システム100は、複数の衛星観測領域について互いに衛星アジリティ上競合しないか評価する。また、本実施の形態に係る運用計画システム100は、地上局データベースから本立案のパス以降の地上局使用可能時刻及び他衛星及び自衛星のパス使用状況を取得しダウンリンク可能なパス運用時刻の評価、中継局データベースから本立案のパス以降の中継局使用可能時刻及び他衛星及び自衛星のパス使用状況を取得する。そして、本実施の形態に係る運用計画システム100は、ダウンリンク可能なパス運用時刻の評価を実施し、複数の観測要求を一定のポリシーにより最適(具体的には、優先順位順、最大観測点数順、最大観測時間順、最大頻度順、及びこれらの組み合わせ)に観測する計画の自動立案を行う。
運用計画システム100は、計画言語記述装置101、パス計画源泉変換装置102、撮像計画源泉変換装置103、計画言語処理装置104、制約充足問題解決装置105、パス計画変換装置106及びコマンド計画変換装置107の各々の機能を有する1つのコンピュータでもよい。あるいは、計画言語記述装置101、パス計画源泉変換装置102、撮像計画源泉変換装置103、計画言語処理装置104、制約充足問題解決装置105、パス計画変換装置106及びコマンド計画変換装置107が、各々1つのコンピュータでもよい。あるいは、運用計画システム100は、計画言語記述装置101、パス計画源泉変換装置102、撮像計画源泉変換装置103、計画言語処理装置104、制約充足問題解決装置105、パス計画変換装置106及びコマンド計画変換装置107のうちの一部の装置の機能を有するコンピュータを複数備えていてもよい。
運用計画システム100において用いられるコンピュータは、運用計画システム100の各装置の各要素をプログラムで実現することができる。
運用計画システム100において用いられるコンピュータのハードウェア構成としては、バスに、演算装置901、外部記憶装置902、主記憶装置903、通信装置904、入出力装置905が接続されている。
外部記憶装置902の具体例は、ROM(Read Only Memory)やフラッシュメモリ、ハードディスク装置である。
主記憶装置903は、RAM(Random Access Memory)である。
通信装置904の具体例は、NIC(Network Interface Card)である。
入出力装置905の具体例は、マウス、キーボード、ディスプレイ装置である。
更に、外部記憶装置902にはオペレーティングシステム(OS)も記憶されており、OSの少なくとも一部が主記憶装置903にロードされ、演算装置901はOSを実行しながら、運用計画システム100の各装置の機能を実現するプログラムを実行する。
また、実施の形態1及び2の説明において、「判断」、「判定」、「抽出」、「決定」、「選択」、「選出」、「計算」、「算出」、「評価」といった処理の結果を示す情報あるいはデータあるいは信号値あるいは変数値が主記憶装置903に記憶される。
なお、上述した実施の形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物及び用途の範囲を制限することを意図するものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
Claims (6)
- 移動しながら撮像対象を撮像する移動体を制御する制御指令の運用計画の生成を支援する運用計画システムにおいて、
移動体の軌道における時間区間を表すパス計画源泉データを取得し、前記パス計画源泉データを、時間情報と空間情報とを融合して記述可能な運用計画言語に変換し、変換後パス計画データとして出力するパス計画源泉変換装置と、
撮像領域を識別する撮像領域識別子と撮影開始時刻と撮影終了時刻とを表す撮像計画源泉データを取得し、前記撮像計画源泉データを前記運用計画言語に変換し、変換後撮像計画データとして出力する撮像計画源泉変換装置と、
前記移動体の制御に対する制約を知識情報として取得し、前記知識情報を前記運用計画言語に変換し、変換後知識情報として出力する計画言語記述装置と、
前記変換後パス計画データと前記変換後撮像計画データと前記変換後知識情報とを統合し、統合計画データとして出力する計画言語処理装置と
を備えた運用計画システム。 - 前記運用計画システムは、
前記統合計画データを取得し、前記制約を満たす解を算出する制約充足問題解決装置を備えた請求項1に記載の運用計画システム。 - 前記制約充足問題解決装置は、
前記制御指令の順序、前記撮像領域の割付、及び前記軌道の割付に対する制約を前記制約として満たす解を算出する請求項2に記載の運用計画システム。 - 前記計画言語記述装置は、
時間情報と空間情報と知識情報とを受け付ける運用計画言語記述画面を有する請求項1から3のいずれか1項に記載の運用計画システム。 - 移動しながら撮像対象を撮像する移動体を制御する制御指令の運用計画の生成を支援する運用計画システムの運用計画方法において、
パス計画源泉変換装置が、移動体の軌道における時間区間を表すパス計画源泉データを取得し、前記パス計画源泉データを、時間情報と空間情報とを融合して記述可能な運用計画言語に変換し、変換後パス計画データとして出力し、
撮像計画源泉変換装置が、撮像領域を識別する撮像領域識別子と撮影開始時刻と撮影終了時刻とを表す撮像計画源泉データを取得し、前記撮像計画源泉データを前記運用計画言語に変換し、変換後撮像計画データとして出力し、
計画言語記述装置が、前記移動体の制御に対する制約を知識情報として取得し、前記知識情報を前記運用計画言語に変換し、変換後知識情報として出力し、
計画言語処理装置が、前記変換後パス計画データと前記変換後撮像計画データと前記変換後知識情報とを統合し、統合計画データとして出力する運用計画方法。 - 移動しながら撮像対象を撮像する移動体を制御する制御指令の運用計画の生成を支援する運用計画プログラムにおいて、
移動体の軌道における時間区間を表すパス計画源泉データを取得し、前記パス計画源泉データを、時間情報と空間情報とを融合して記述可能な運用計画言語に変換し、変換後パス計画データとして出力するパス計画源泉変換処理と、
撮像領域を識別する撮像領域識別子と撮影開始時刻と撮影終了時刻とを表す撮像計画源泉データを取得し、前記撮像計画源泉データを前記運用計画言語に変換し、変換後撮像計画データとして出力する撮像計画源泉変換処理と、
前記移動体の制御に対する制約を知識情報として取得し、前記知識情報を前記運用計画言語に変換し、変換後知識情報として出力する計画言語記述処理と、
前記変換後パス計画データと前記変換後撮像計画データと前記変換後知識情報とを統合し、統合計画データとして出力する計画言語処理と
をコンピュータに実行させる運用計画プログラム。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019127260A (ja) * | 2018-12-28 | 2019-08-01 | 三菱電機株式会社 | 観測計画装置、観測計画方法及び観測計画プログラム |
US11939088B2 (en) | 2019-09-26 | 2024-03-26 | Mitsubishi Electric Corporation | Satellite visibility assignment device, satellite operation system, visibility assignment method, and recording medium storing program |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060100752A1 (en) * | 2004-11-11 | 2006-05-11 | In-Jun Kim | Automatic operation system and method for automating satellite control operation and satellite ground control system using the same |
JP2009179141A (ja) * | 2008-01-30 | 2009-08-13 | Mitsubishi Electric Corp | 衛星観測システム |
JP2014172555A (ja) * | 2013-03-12 | 2014-09-22 | Mitsubishi Electric Corp | 衛星観測システム |
DE102013215394A1 (de) * | 2013-08-05 | 2015-02-05 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Verfahren und System zum Generieren von Steuerungskommandos für ein Raumfahrzeug |
-
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060100752A1 (en) * | 2004-11-11 | 2006-05-11 | In-Jun Kim | Automatic operation system and method for automating satellite control operation and satellite ground control system using the same |
JP2009179141A (ja) * | 2008-01-30 | 2009-08-13 | Mitsubishi Electric Corp | 衛星観測システム |
JP2014172555A (ja) * | 2013-03-12 | 2014-09-22 | Mitsubishi Electric Corp | 衛星観測システム |
DE102013215394A1 (de) * | 2013-08-05 | 2015-02-05 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Verfahren und System zum Generieren von Steuerungskommandos für ein Raumfahrzeug |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019127260A (ja) * | 2018-12-28 | 2019-08-01 | 三菱電機株式会社 | 観測計画装置、観測計画方法及び観測計画プログラム |
US11939088B2 (en) | 2019-09-26 | 2024-03-26 | Mitsubishi Electric Corporation | Satellite visibility assignment device, satellite operation system, visibility assignment method, and recording medium storing program |
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