JP2020045049A - 航空機の着陸支援装置、航空機の着陸支援方法及び航空機の着陸支援プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
つまり、着陸を安全に行うためには、着陸地点の風況を精度よく把握することが重要となる。
着陸地点周辺の画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段が取得した画像に基づいて、着陸地点周辺の形状を取得する形状取得手段と、
着陸地点上空の風向及び風速を計測する計測手段と、
前記形状取得手段が取得した着陸地点周辺の形状と、前記計測手段が計測した着陸地点上空の風向及び風速とに基づいて、着陸地点の風向及び風速を算出する算出手段と、
を備えることを特徴とする。
前記算出手段は、着陸地点周辺の形状と着陸地点上空の風向及び風速とに基づいて、CFD解析または簡易計算モデルを用いて着陸地点の風向及び風速を算出することを特徴とする。
地形情報を予め記憶したデータベースと、
前記航空機の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
を備え、
前記形状取得手段は、前記画像取得手段が取得した画像と前記位置情報取得手段が取得した位置情報とを前記データベースに照合し、着陸地点周辺の形状を取得することを特徴とする。
複数の艦船の形状情報を予め記憶したデータベースを備え、
前記形状取得手段は、着陸地点が艦船の甲板である場合には、前記画像取得手段が取得した画像を前記データベースに照合し、着陸地点周辺の形状を取得することを特徴とする。
前記形状取得手段は、前記データベースに照合した結果、該当する情報が無かった場合には、前記画像取得手段が取得した着陸地点周辺の画像に基づいて、簡易形状を組み合わせて着陸地点周辺の形状モデルを作成することを特徴とする。
前記算出手段が算出した着陸地点の風向及び風速が所定の条件を満たした場合に、着陸地点への進入困難をパイロットに警告することを特徴とする。
前記航空機が無人機であり、
前記算出手段が算出した着陸地点の風向及び風速に基づいて、着陸地点へ進入する経路を算出し、当該経路に沿うように機体を制御することを特徴とする。
前記航空機が回転翼機であることを特徴とする。
したがって、過去の飛行データを用いて風向・風速データを取得していた従来に比べ、着陸地点の風向及び風速をより高精度に推定することができる。ひいては、着陸をより安全に行うことができ、また、パイロットの負担を軽減することができる。
まず、本実施形態における回転翼機1の構成について説明する。
図1は、回転翼機1の概略の機能構成を示すブロック図である。
具体的には、図1に示すように、回転翼機1は、飛行機構11と、操作部12と、カメラ13と、位置センサ14と、風向風速計15と、記憶部16と、表示部17と、制御部18とを備えている。
操作部12は、パイロットに操作される操縦桿や各種操作キー等を備えており、これら操縦桿や各種操作キー等の操作状態に対応する信号を制御部18に出力する。
位置センサ14は、回転翼機1の位置情報を取得可能なセンサであり、本実施形態では、GPS(Global Positioning System)による測位が可能なGPS受信機である。
風向風速計15は、回転翼機1が受ける風の風向と風速を計測可能なものである。
第1着陸支援プログラム160aは、地上の着陸地点に着陸する場合に実行される後述の第1着陸支援処理を制御部18に実行させるためのプログラムである。第2着陸支援プログラム160bは、艦船に着陸(着艦)する場合に実行される後述の第2着陸支援処理を制御部18に実行させるためのプログラムである。
地形情報データベース161には、風況に影響を及ぼし得る情報であって、建造物等の情報を含む三次元の地形情報が格納されている。
艦船情報データベース162には、複数の艦船に関する各種情報が格納されている。ただし、この情報には、少なくとも当該艦船の形状の情報が含まれていればよい。
続いて、着陸する際の回転翼機1の動作について説明する。
まず、回転翼機1がビル屋上のヘリポートに着陸する場合について説明する。
図2は、ビル屋上のヘリポートに着陸しようとする回転翼機1を示す図であり、図3は、このときに実行される第1着陸支援処理の流れを示すフローチャートである。
第1着陸支援処理は、このヘリポートHのように地上に固定された着陸地点に着陸する際に、着陸地点での風況を推定してパイロットに知らせたり着陸手法をガイドしたりする処理である。この第1着陸支援処理は、例えばパイロットによる当該処理の実行操作により、制御部18が記憶部16から第1着陸支援プログラム160aを読み出して展開することで実行される。
ここでは、回転翼機1が着陸地点(ヘリポートH)を視認できる上空まで飛行してきて滞空等している状態にあるものとする。
そして、この照合の結果(ステップS15)、該当する地形情報が見つかった場合には(ステップS15;Yes)、制御部18は、地形情報データベース161内の情報から着陸地点周辺の地形情報を取得する(ステップS16)。
一方、該当する地形情報が無かった場合には(ステップS15;No)、制御部18は、ステップS12で取得した着陸地点周辺の画像情報に基づいて、簡易形状を組み合わせて着陸地点周辺の地形情報(モデル)を作成する(ステップS17)。つまり、例えば円柱形や角柱形などの簡易的な立体形状を組み合わせることで、ヘリポートH周辺のビル群等を模した地形モデルを作成する。
具体的に、制御部18は、算出結果を表示部17に表示したうえで、推定風速が比較的に速い場合には回転翼機1が風下から着陸地点に進入できるようにパイロットに進入方向をガイドしたり、飛行が困難な程の強風であった場合には着陸地点への進入を控えるようパイロットに警告したりする。
なお、回転翼機1が無人機であった場合には、現在位置から着陸地点までの適切なアプローチ経路(例えば、風があまり変動しないルートを通って風下から着陸できるもの)を算出し、これに沿って飛行するように機体を制御すればよい。
次に、回転翼機1が艦船の甲板に着陸(着艦)する場合について説明する。
図4は、艦船の甲板に着陸しようとする回転翼機1を示す図であり、図5は、このときに実行される第2着陸支援処理の流れを示すフローチャートである。
第2着陸支援処理は、艦船上の着陸地点に着陸する際に、着陸地点での風況を推定してパイロットに知らせたり着陸手法をガイドしたりする処理である。この第2着陸支援処理は、例えばパイロットによる当該処理の実行操作により、制御部18が記憶部16から第2着陸支援プログラム160bを読み出して展開することで実行される。
ここでは、回転翼機1が着陸地点(甲板D)を視認できる上空まで飛行してきて滞空等している状態にあるものとする。
そして、この照合の結果(ステップS25)、該当する艦船情報が見つかった場合には(ステップS25;Yes)、制御部18は、艦船情報データベース162内の情報から該当する艦船Sにおける着陸地点周辺の形状情報を取得する(ステップS26)。
一方、該当する艦船情報が無かった場合には(ステップS25;No)、制御部18は、ステップS22で取得した着陸地点周辺の画像情報に基づいて、簡易形状を組み合わせて着陸地点周辺の形状情報(モデル)を作成する(ステップS27)。つまり、例えば円柱形や角柱形などの簡易的な立体形状を組み合わせることで、甲板D周辺の艦船形状を模した形状モデルを作成する。
具体的に、制御部18は、算出結果を表示部17に表示したうえで、推定風速が比較的に速い場合には回転翼機1が風下から着陸地点に進入できるようにパイロットに進入方向をガイドしたり、飛行が困難な程の強風であった場合には着陸地点への進入を控えるようパイロットに警告したりする。
なお、回転翼機1が無人機であった場合には、現在位置から着陸地点までの適切なアプローチ経路(例えば、風があまり変動しないルートを通って風下から着陸できるもの)を算出し、これに沿って飛行するように機体を制御すればよい。
以上のように、本実施形態によれば、着陸地点周辺の画像が取得されてこれに基づいて着陸地点周辺の形状が取得され、この着陸地点周辺の形状と、計測された着陸地点上空の風向及び風速とに基づいて、着陸地点の風向及び風速が算出される。
したがって、過去の飛行データを用いて風向・風速データを取得していた従来に比べ、着陸地点の風向及び風速をより高精度に推定することができる。ひいては、着陸をより安全に行うことができ、また、パイロットの負担を軽減することができる。
なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
この場合、算出フローの全てを同様に繰り返してもよいし、地形/形状情報(モデル)は同じものを利用し、風向・風速の取得(ステップS11、S21)と位置情報の取得(ステップS13)のみを更新することとしてもよい。
13 カメラ
14 位置センサ
15 風向風速計
16 記憶部
17 表示部
18 制御部
160a 第1着陸支援プログラム
160b 第2着陸支援プログラム
161 地形情報データベース
162 艦船情報データベース
H ヘリポート
S 艦船
D 甲板
Claims (10)
- 所定の着陸地点への航空機の着陸を支援する航空機の着陸支援装置であって、
着陸地点周辺の画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段が取得した画像に基づいて、着陸地点周辺の形状を取得する形状取得手段と、
着陸地点上空の風向及び風速を計測する計測手段と、
前記形状取得手段が取得した着陸地点周辺の形状と、前記計測手段が計測した着陸地点上空の風向及び風速とに基づいて、着陸地点の風向及び風速を算出する算出手段と、
を備えることを特徴とする航空機の着陸支援装置。 - 前記算出手段は、着陸地点周辺の形状と着陸地点上空の風向及び風速とに基づいて、CFD解析または簡易計算モデルを用いて着陸地点の風向及び風速を算出することを特徴とする請求項1に記載の航空機の着陸支援装置。
- 地形情報を予め記憶したデータベースと、
前記航空機の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
を備え、
前記形状取得手段は、前記画像取得手段が取得した画像と前記位置情報取得手段が取得した位置情報とを前記データベースに照合し、着陸地点周辺の形状を取得することを特徴とする請求項1又は2に記載の航空機の着陸支援装置。 - 複数の艦船の形状情報を予め記憶したデータベースを備え、
前記形状取得手段は、着陸地点が艦船の甲板である場合には、前記画像取得手段が取得した画像を前記データベースに照合し、着陸地点周辺の形状を取得することを特徴とする請求項1又は2に記載の航空機の着陸支援装置。 - 前記形状取得手段は、前記データベースに照合した結果、該当する情報が無かった場合には、前記画像取得手段が取得した着陸地点周辺の画像に基づいて、簡易形状を組み合わせて着陸地点周辺の形状モデルを作成することを特徴とする請求項3又は4に記載の航空機の着陸支援装置。
- 前記算出手段が算出した着陸地点の風向及び風速が所定の条件を満たした場合に、着陸地点への進入困難をパイロットに警告することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の航空機の着陸支援装置。
- 前記航空機が無人機であり、
前記算出手段が算出した着陸地点の風向及び風速に基づいて、着陸地点へ進入する経路を算出し、当該経路に沿うように機体を制御することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の航空機の着陸支援装置。 - 前記航空機が回転翼機であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の航空機の着陸支援装置。
- 所定の着陸地点への航空機の着陸を支援する航空機の着陸支援方法であって、
着陸支援装置が、
着陸地点周辺の画像を取得する画像取得工程と、
前記画像取得工程で取得された画像に基づいて、着陸地点周辺の形状を取得する形状取得工程と、
着陸地点上空の風向及び風速を計測する計測工程と、
前記形状取得工程で取得された着陸地点周辺の形状と、前記計測工程で計測された着陸地点上空の風向及び風速とに基づいて、着陸地点の風向及び風速を算出する算出工程と、
を実行することを特徴とする航空機の着陸支援方法。 - 所定の着陸地点への航空機の着陸を支援する航空機の着陸支援プログラムであって、
コンピュータを、
着陸地点周辺の画像を取得する画像取得手段、
前記画像取得手段が取得した画像に基づいて、着陸地点周辺の形状を取得する形状取得手段、
着陸地点上空の風向及び風速を計測する計測手段、
前記形状取得手段が取得した着陸地点周辺の形状と、前記計測手段が計測した着陸地点上空の風向及び風速とに基づいて、着陸地点の風向及び風速を算出する算出手段、
として機能させることを特徴とする航空機の着陸支援プログラム。
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