JP3077674B2 - Moving object approach prediction method - Google Patents

Moving object approach prediction method

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JP3077674B2
JP3077674B2 JP10183065A JP18306598A JP3077674B2 JP 3077674 B2 JP3077674 B2 JP 3077674B2 JP 10183065 A JP10183065 A JP 10183065A JP 18306598 A JP18306598 A JP 18306598A JP 3077674 B2 JP3077674 B2 JP 3077674B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、監視管制におい
て、航空機・船舶・車両などの移動体の、互いの接近や
侵入禁止区域等への接近予測を高速に処理し得る移動体
の接近予測方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for predicting the approach of a moving object such as an aircraft, a ship or a vehicle, which can process the approaching of the moving object such as an aircraft, a ship or a vehicle at a high speed. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、船舶などの監視管制システム
や航空管制システムにおいては、衝突予防が重要な問題
であり、その一部である接近予測処理は必須のものとな
っている。また同様のシステムでの危険海域への接近防
止や、訓練空域への侵入防止のためにも、接近予測処理
が欠かせない。特に、航空機や船舶の数が増大しつつあ
る昨今、ラッシュアワーのように行き来する海洋/航空
交通事情では、多くの地点で監視管制を行う必要があ
り、また移動する船舶や航空機自体でも接近推定を行う
時代となってきている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a traffic control system or an air traffic control system of a ship or the like, collision prevention has been an important problem, and an approach prediction process, which is a part thereof, has been indispensable. In addition, approach prediction processing is indispensable for preventing approach to dangerous sea areas and prevention of entry into training airspace using the same system. In particular, with the increasing number of aircraft and ships in recent years, marine and air traffic conditions that come and go, such as during rush hours, require monitoring and control at many points. Is becoming the age of doing

【0003】船舶などの監視管制システムや航空管制シ
ステムに適用される接近予測処理では、ある物体(また
は領域)と、他の全ての物体(または領域)との接近予測
計算が必要となる。このためには、個々の物体(または
領域)の組み合わせ毎に、距離と速度を用いて接近計算
を行う必要がある。この種の技術としては、例えば、特
願平10−032923に開示の、互いの領域(または
存在予測領域)の外接円の重複を求める方法や、多角形
の推定領域の重複を求める方法が知られている。
In the approach prediction processing applied to a surveillance control system or an air traffic control system such as a ship, it is necessary to calculate approach prediction between a certain object (or area) and all other objects (or areas). For this purpose, it is necessary to perform approach calculation using a distance and a speed for each combination of individual objects (or regions). As this type of technology, for example, a method disclosed in Japanese Patent Application No. 10-032923 for determining the overlap of the circumcircle of each other's region (or the existence prediction region) and a method for determining the overlap of the estimated region of the polygon are known. Have been.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、互いの領域
(または存在予測領域)の外接円の重複を求める方法や、
多角形の推定領域の重複を求める方法にて接近予測する
場合には、多くの対象を同時に扱う接近推定処理に高い
処置能力を要求されるのでは、それらのシステムの実現
性に困難が伴う。例えば、図5に示す従来の航空機接近
予測処理ブロック図のように、ほぼ全物体相互間の、単
純比較計算を行うか、領域で区別して比較計算するとい
う方法であり、対象物体が増加すると計算時間が指数関
数的に増加してしまうという問題があり、特にベクトル
計算や距離計算が必須となることから、性能の低いコン
ピュータにとっては、高速処理することができない。そ
こで本発明は、こうした事情に鑑みてなされたもので、
接近予測を実時間処理することができる移動体の接近予
測方法を提供することを目的としている。
By the way, each other's area
(Or the existence prediction area)
In the case of approach prediction using a method of obtaining overlapping polygon estimation regions, it is difficult to realize such a system if a high treatment capability is required for approach estimation processing that handles many objects at the same time. For example, as shown in the conventional aircraft approach prediction processing block diagram shown in FIG. 5, a simple comparison calculation is performed between almost all objects, or a comparison calculation is performed by discriminating regions, and the calculation is performed when the number of target objects increases. There is a problem that time increases exponentially, and particularly, vector calculation and distance calculation are indispensable, so that a computer with low performance cannot perform high-speed processing. Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances,
It is an object of the present invention to provide a method for predicting the approach of a moving object that can perform the approach prediction in real time.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明では、監視対象となる移動体
毎に、その移動体と他の全ての移動体との距離をあらか
じめ計算しておき、監視周期毎に相互の速度(スカラー
値)の和をあらかじめ計算しておいた距離から減算し、
その結果が規定値を下回った場合にのみ詳細な接近予測
計算を行うことを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, for each moving object to be monitored, the distance between the moving object and all other moving objects is calculated in advance. In addition, subtract the sum of the mutual speed (scalar value) from the distance calculated in advance for each monitoring cycle,
It is characterized in that a detailed approach prediction calculation is performed only when the result falls below a specified value.

【0006】請求項2に記載の発明では、レーダー出力
に基づき得た各移動体の位置と、保存されていた前回の
位置とに応じて、監視周期毎に各移動体の速度(スカラ
ー値)を算出して速度表にデータベース登録する速度算
出課程と、予め計算しておいた指定移動体と他の移動体
との距離(スカラー値)で示される(旧)距離判定値に
対し、前記速度表から指定移動体を他の移動体との速度
(スカラー値)の和を求め、(新)距離判定値=(旧)
距離判定値−(当該2機の速度の和)なる計算を実行す
る詳細計算実施判定課程と、この詳細計算実施判定課程
において、(新)距離判定値が規定値以下になった場
合、詳細距離計算を実行してその値が規定値以下の場合
に警報を発する接近予測詳細計算課程とを備えることを
特徴としている。
According to the second aspect of the present invention, the speed (scalar ) of each moving object is monitored for each monitoring cycle in accordance with the position of each moving object obtained based on the radar output and the stored previous position.
Value) and the speed calculation process of registering it in the database in the speed table, and the specified moving object and other moving objects calculated in advance
(Old) distance judgment value indicated by the distance (scalar value)
Hand, the speed of the other mobile designated mobile from the speed table
Find the sum of (scalar value) , (new) distance judgment value = (old)
The detailed calculation execution determination process for executing the calculation of the distance determination value− (the sum of the speeds of the two aircraft), and the detailed distance when the (new) distance determination value is equal to or less than the specified value in the detailed calculation execution determination process An approach prediction detailed calculation process for executing a calculation and issuing an alarm when the value is equal to or less than a specified value.

【0007】上記請求項2に従属する請求項3に記載の
発明によれば、前記接近予測詳細計算過程では、前記
(新)距離判定値が規定値以下となる移動体の組み合わ
せに関してのみ、詳細距離計算を実行することを特徴と
する。
According to the third aspect of the present invention, in the approach prediction detailed calculation process, only the combination of moving objects whose (new) distance determination value is equal to or less than a specified value is detailed. The distance calculation is performed.

【0008】本発明では、監視対象となる移動体毎に、
その移動体と他の全ての移動体との距離をあらかじめ計
算しておき、監視周期毎に相互の速度(スカラー値)の和
をあらかじめ計算しておいた距離から減算し、その結果
が規定値を下回った場合にのみ詳細な接近予測計算を行
うので、実時間処理することが可能になる。
According to the present invention, for each moving object to be monitored,
The distance between the moving object and all other moving objects is calculated in advance, and the sum of the mutual velocities (scalar values) is subtracted from the calculated distance for each monitoring cycle, and the result is the specified value. Since the detailed approach prediction calculation is performed only when the value is less than, the real-time processing can be performed.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下では、最初に本発明の概要に
ついて言及した後、実施の一形態について図面を参照し
て説明する。 (1)発明の概要 本発明では、監視対象物体毎に、その監視対象物体と他
の全物体とのある時点での距離をあらかじめ計算してお
き、監視周期毎に相互の速度(スカラー値)の和をあらか
じめ計算しておいた距離から減算し、その結果が規定値
を下回った場合にのみ詳細な接近予測計算を行うことに
より、接近予測計算の実施回数を大幅に低減することを
特徴としている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an outline of the present invention will be described first, and then an embodiment will be described with reference to the drawings. (1) Summary of the Invention In the present invention, the distance at a certain time between the monitored object and all other objects is calculated in advance for each monitored object, and the mutual speed (scalar value) is calculated for each monitoring cycle. Subtracts the sum of the distance from the distance calculated in advance, and performs detailed approach prediction calculation only when the result is less than the specified value, greatly reducing the number of times of approach prediction calculation. I have.

【0010】(2)実施の一形態 図1は本発明の実施の一形態である航空機接近予測処理
1の機能構成を示すブロック図である。航空機接近予測
処理1は、速度算出部2と、この速度算出部2によって
時々刻々算出される各移動体毎の速度情報をデータベー
スとして記録する速度表3と、速度算出部2が出力する
各移動体毎の速度情報と、速度表3に蓄積される各移動
体毎の速度情報と、詳細計算実施判定表5とに基づいて
詳細計算を実施するか否かを判定する詳細計算実施判定
部4と、この詳細計算実施判定部4が詳細計算を実施す
ると判定した移動体について接近予測する接近予測詳細
計算部6とから構成される。
(2) One Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of an aircraft approach prediction process 1 according to one embodiment of the present invention. The aircraft approach prediction process 1 includes a speed calculation unit 2, a speed table 3 for recording, as a database, speed information for each moving object calculated every moment by the speed calculation unit 2, and each movement output by the speed calculation unit 2. A detailed calculation execution determination unit 4 that determines whether or not to perform a detailed calculation based on the speed information for each body, the speed information for each moving object stored in the speed table 3, and the detailed calculation execution determination table 5. And an approach prediction detail calculation unit 6 for predicting the approach of a moving object determined by the detail calculation execution determination unit 4 to perform the detail calculation.

【0011】航空機の接近予測は、図2に図示するよう
に、航空機A,Bの現時点の位置を中心に、一定時間内
に進む距離VA,VBをそれぞれ半径とした円を描き、
それが重なる場合に警告を出す、という方式が一般的に
採用されている。この「一定時間内に進む距離」には、
安全のための余裕を見込む場合もある。本発明ではま
ず、図1のレーダー等のセンサー及び位置算出部により
得た各航空機の位置と、保存されていた前回の位置とを
もとに、速度算出部2にて各航空機の速度(この場合は
処理周期内に進む距離)を算出して速度表3にデータベ
ース登録する。なお、この速度表3は、図3に図示する
ように、各移動体毎の速度(処理周期内に進む距離)を
逐次更新登録して行くデータベース構造をなしている。
As shown in FIG. 2, the approach of the aircraft is predicted by drawing circles with the distances VA and VB within a certain period of time centered on the current positions of the aircrafts A and B, respectively.
A method of issuing a warning when they overlap with each other is generally adopted. This "distance within a certain time"
In some cases, safety margins are expected. In the present invention, first, based on the position of each aircraft obtained by the sensors such as radars and the position calculating unit in FIG. 1 and the stored previous position, the speed calculating unit 2 calculates the speed of each aircraft (this In this case, the distance to be advanced within the processing cycle) is calculated and registered in the speed table 3 in the database. As shown in FIG. 3, the speed table 3 has a database structure in which the speed (distance advanced within the processing cycle) of each moving object is sequentially updated and registered.

【0012】詳細計算実施判定部4では、速度表3から
指定航空機と他の1機の速度の和を求め、図4に図示す
る構造による詳細計算実施判定表5を参照して、当該航
空機の組み合わせの位置の距離判定値から減算する。つ
まり、(新)距離判定値=(旧)距離判定値−(当該2
機の速度の和)という計算を行う。ここで(新)距離判
定値が規定値(例えば0)以下になった場合、詳細計算
必要性欄を「あり」に設定する。規定値を越えていれば
「なし」を設定する。
The detailed calculation execution determining unit 4 obtains the sum of the speeds of the designated aircraft and the other aircraft from the speed table 3, and refers to the detailed calculation execution determination table 5 having the structure shown in FIG. It is subtracted from the distance judgment value of the position of the combination. In other words, (new) distance determination value = (old) distance determination value− (2
(Sum of machine speeds). Here, when the (new) distance determination value becomes equal to or less than a specified value (for example, 0), the detail calculation necessity column is set to “Yes”. If the value exceeds the specified value, set “None”.

【0013】接近予測詳細計算部6では、詳細計算実施
判定表5の詳細計算必要性欄が「あり」の航空機の組み
合わせに関してのみ、詳細距離計算(図5の予測位置の
距離など)を実施する。そしてその値が規定値以下の場
合に、警報を発する。接近予測詳細計算部6での計算で
得られた予測位置の距離は、詳細計算実施判定表5の距
離判定値に書き込んでおく。但し、以上の処理では、新
たに監視対象となった航空機の処置が問題(直後の計算
では距離判定値が得られていない)であるが、これに対
しては、速度算出部において、あらかじめ距離判定値を
規定値以下に設定しておくものとする。これによって、
最初の計算時は必ず接近予測詳細計算部6にて詳細距離
計算が行われる。
The approach prediction detail calculation unit 6 carries out a detailed distance calculation (such as the distance of the predicted position in FIG. 5) only for a combination of aircraft whose detailed calculation necessity column of the detailed calculation execution determination table 5 is “Yes”. . If the value is equal to or less than a specified value, an alarm is issued. The distance of the predicted position obtained by the calculation by the approach prediction detail calculation unit 6 is written in the distance determination value of the detailed calculation execution determination table 5. However, in the above processing, the treatment of the newly monitored aircraft is a problem (the distance determination value was not obtained in the calculation immediately after), but the speed calculation unit The judgment value shall be set to a specified value or less. by this,
At the time of the first calculation, the detailed distance calculation is always performed by the approach prediction detail calculation unit 6.

【0014】このように、詳細距離計算は図5に示すよ
うに、計算に時間のかかるかけ算及び平方根計算が含ま
れている。従来では、図5に示すように、全機の組み合
わせに対してこの詳細距離計算を行うため、対象航空機
数が増加すると、計算量は指数関数的に増加して実時間
処理しきれない問題があったが、上述した実施の一形態
によれば、距離判定値の計算には従来と同様に全機の組
み合わせに対して行うものの、処理時間の少ない加算と
減算のみであり、しかも図6に図示する通り、詳細距離
計算は距離判定値計算の結果、必要と判定された航空機
の組み合わせに対してのみ行うので、実時間処理するこ
とが可能になっている。
As described above, the detailed distance calculation includes a multiplication and a square root calculation that require a long time for the calculation, as shown in FIG. Conventionally, as shown in FIG. 5, this detailed distance calculation is performed for a combination of all aircraft. Therefore, when the number of target aircraft increases, the amount of calculation increases exponentially, and there is a problem that real-time processing cannot be performed. However, according to the above-described embodiment, the calculation of the distance determination value is performed for all combinations of devices as in the related art, but only addition and subtraction with a short processing time are required. As shown in the figure, the detailed distance calculation is performed only for the combination of aircraft determined to be necessary as a result of the distance determination value calculation, so that real-time processing can be performed.

【0015】また、本実施の一形態では、詳細距離計算
の方式及び警報の判定方式には依存しないため、より優
れた詳細距離計算方式や特殊な警報判定方式も組み合わ
せることが可能である。なお、上述した実施の一形態で
は、説明の簡略化を図る為、2次元での接近予測につい
て言及したが、これは2次元に限定されず、3次元レー
ダー出力を用いて3次元下での接近予測を行うことも勿
論可能である。
In this embodiment, since the present invention does not depend on the detailed distance calculation method and the alarm judgment method, it is possible to combine a more detailed distance calculation method and a special alarm judgment method. In the above-described embodiment, two-dimensional approach prediction is referred to for the sake of simplicity. However, the approach is not limited to two-dimensional. Of course, it is also possible to make an approach prediction.

【0016】[0016]

【発明の効果】本発明によれば、監視対象となる移動体
毎に、その移動体と他の全ての移動体との距離をあらか
じめ計算しておき、監視周期毎に相互の速度(スカラー
値)の和をあらかじめ計算しておいた距離から減算し、
その結果が規定値を下回った場合にのみ詳細な接近予測
計算を行うので、実時間処理することができる。
According to the present invention, for each moving object to be monitored, the distance between the moving object and all other moving objects is calculated in advance, and the mutual speed (scalar value) is calculated for each monitoring period. ) Is subtracted from the distance calculated in advance,
Since the detailed approach prediction calculation is performed only when the result falls below the specified value, real-time processing can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明による実施の一形態を示すブロック図
である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment according to the present invention.

【図2】 接近予測方法を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining an approach prediction method.

【図3】 速度表3の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a speed table 3;

【図4】 詳細計算実施判定表5の一例を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a detailed calculation execution determination table 5.

【図5】 従来の航空機接近予測処理を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a conventional aircraft approach prediction process.

【図6】 本発明の計算量を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a calculation amount according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 航空機接近予測処理 2 速度算出部 3 速度表 4 詳細計算実施判定部 5 詳細計算実施判定表 6 接近予測詳細計算部 1 Aircraft approach prediction processing 2 Speed calculation section 3 Speed table 4 Detailed calculation execution determination section 5 Detailed calculation execution determination table 6 Approach prediction detailed calculation section

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 監視対象となる移動体毎に、その移動体
と他の全ての移動体との距離を予め計算しておき、監視
周期毎に相互の速度(スカラー値)の和を予め計算して
おいた距離から減算し、その結果が規定値を下回った場
合にのみ詳細な接近予測演算を行うことを特徴とする移
動体の接近予測方法。
1. The distance between a moving object to be monitored and all other moving objects is calculated in advance, and the sum of the mutual velocities (scalar values) is calculated in advance in each monitoring period. A method for predicting the approach of a moving object, characterized in that a detailed approach prediction calculation is performed only when the result of the subtraction is less than a specified value.
【請求項2】 レーダー出力に基づき得た各移動体の位
置と、保存されていた前回の位置とに応じて、監視周期
毎に各移動体の速度(スカラー値)を算出して速度表に
データベース登録する速度算出課程と、予め計算しておいた指定移動体と他の移動体との距離
(スカラー値)で示される(旧)距離判定値に対し、
記速度表から指定移動体を他の移動体との速度(スカラ
ー値)の和を求め、(新)距離判定値=(旧)距離判定
値−(当該2機の速度の和)なる計算を実行する詳細計
算実施判定課程と、 この詳細計算実施判定課程において、(新)距離判定値
が規定値以下になった場合、詳細距離計算を実行してそ
の値が規定値以下の場合に警報を発する接近予測詳細計
算課程とを備えることを特徴とする移動体の接近予測方
法。
2. The speed (scalar value) of each moving object is calculated for each monitoring period according to the position of each moving object obtained based on the radar output and the stored previous position, and the speed table is generated. The speed calculation process to be registered in the database , and the distance between the specified moving object and other moving objects calculated in advance
With respect to the (old) distance judgment value indicated by (scalar value), the speed (scalar
Calculates the sum of the over value), (New) distance determination value = (old) Distance determination value - In (Details computation execution determination program for executing the speed of the sum) comprising the calculation of the two aircraft, the detailed calculation execution determination program , A (new) approach prediction detailed calculation process for executing a detailed distance calculation when the distance determination value is equal to or less than a specified value and issuing an alarm when the value is equal to or less than the specified value. Approach prediction method.
【請求項3】 前記接近予測詳細計算課程では、前記
(新)距離判定値が規定値以下となる移動体の組み合わ
せに関してのみ、詳細距離計算を実行することを特徴と
する請求項2記載の移動体の接近予測方法。
3. The movement according to claim 2, wherein, in the approach prediction detailed calculation process, the detailed distance calculation is performed only for a combination of moving objects whose (new) distance determination value is equal to or less than a specified value. How to predict body approach.
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