JP3280764B2 - 航空機感知システム装置 - Google Patents

航空機感知システム装置

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JP3280764B2 JP18177493A JP18177493A JP3280764B2 JP 3280764 B2 JP3280764 B2 JP 3280764B2 JP 18177493 A JP18177493 A JP 18177493A JP 18177493 A JP18177493 A JP 18177493A JP 3280764 B2 JP3280764 B2 JP 3280764B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、航空機の誘導路を管理
する航空機感知システム装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来は、空港の管制塔の管制官によって
交通流が制御されてきた。すなわち、目視あるいはテレ
ビモニタによって映し出される映像により監視員がセン
タライン灯火や、ストップバーの制御卓を操作してお
り、上述した人間の手による操作は、航空機の交通流が
多い空港では操作が頻繁になり、管制官に大きな負担を
与えるばかりでなく、もし誤動作があれば大事故になる
可能性がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、誘導路上の
航空機の位置がストップバーの手前か、ストップバー上
か、あるいはストップバー通過後かを検出することをは
じめとし、空港内の航空機の位置を捕捉する交通流監視
システムであり、例えば、空港滑走路へ出る手前の誘導
路上のストップバー直前に設置することで、滑走路で離
着陸をしている航空機と誘導路とエプロン間を移動する
ときに、滑走路を横断する航空機との衝突を防ぐ為の信
号灯であるストップバーを制御したり、誘導路上で航空
機の進行方向を指示するセンタライン灯火を制御する為
に航空機の交通流を監視する装置に関し、航空機の交通
流を自動的に監視し、その状況を捕捉し、交通流を制御
するホストコンピュータにリンクし、情報を提供するこ
とにより空港の自動制御化をする手段として役立てる航
空機感知システム装置を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の航空機感知シス
テム装置は、航空機を誘導する誘導路の両脇に互いに対
向して設置されて障害物の有無を感知する1組のレーザ
灯台と、これらのレーザ灯台に対応して設けられたレー
ザ光線を発信するレーザ発信器と、このレーザ発信器か
ら発射された前記レーザ光線を反射させかつこの反射し
たレーザ光線前記誘導路の横断面に沿って回動させる
回転鏡と、この回転鏡を駆動する電動機と、前記回転鏡
回転角度に応じた回転情報を出力するエンコーダと、
前記誘導路の地面上に設置され前記レーザ光線を入射方
向に反射させる反射手段と、この反射手段によって反射
された反射レーザ光線を前記回転鏡を介して取り入れる
モノクロメータと、このモノクロメータの出力を解析し
前記反射レーザ光線の有無によって前記障害物の有無を
検出する光多チャンネル解析器と、この光多チャンネル
解析器により障害物を検出したときのレーザ光線の回動
角度を前記エンコーダからの回転情報により求め、この
回動角度ならびに予め定められた前記回転鏡の地上面高
さから正接を求める式により前記障害物までの障害物距
離を演算する距離演算器と、前記1組のレーザ灯台から
障害物までの距離により求まる前記障害物の幅寸法によ
前記障害物の種別を識別する識別演算器と、を具備し
たことを特徴とする。また請求項2に記載した航空機感
知システム装置はレーザ発信器から発射されたレーザ光
線を回転しながら反射させる回転鏡にレーザ光線を面ビ
ームに変換する凸面レンズを取り付けたことを特徴とす
る。
【0005】
【作用】本発明の航空機感知システム装置は、航空機を
誘導する誘導路の両脇に互いに対向して障害物の有無を
感知する1組のレ−ザ灯台を設置し、レ−ザ灯台にレ−
ザ発信器を内臓してレ−ザ光線を発信し、レ−ザ発信器
から発射されたレ−ザ光線を回転鏡を用いて回転しなが
ら反射させ、回転鏡の回転軸を水平方向に維持して駆動
し、回転軸にエンコ−ダを取り付けて回転軸の回転角度
に応じた回転情報を出力し、誘導路の地面上に再帰反射
板を設置してレ−ザ光線を反射させ、再帰反射板によっ
て反射された反射レ−ザ光線または周囲からの光波を回
転鏡を介してモノクロメ−タに取り入れ、反射レ−ザ光
線の波形を光多チャンネル解析器を用いて解析し、反射
レ−ザ光線の有無によって障害物の有無を検出し、エン
コ−ダから出力された回転角度ならびに予め定められた
回転鏡の地上面高さから障害物までの障害物距離を演算
し、1組のレ−ザ灯台から出力される複数の障害物距離
から障害物の幅寸法を算出して障害物の種別を識別する
ことを特徴とする。また請求項2に記載の航空機感知シ
ステム装置はレ−ザ発信器から発射されたレ−ザ光線を
回転しながら反射させる回転鏡に凸面レンズを取り付け
てレ−ザ光線を面ビ−ムに変換することを特徴とする。
【0006】
【実施例】次に本発明の航空機感知システム装置の実施
例を説明する。本発明は、航空機の交通流を感知するた
めのレーザ・ファンビームとストップバー上に再帰反射
板とレーザを取り入れるモノクロメータと、取り入れた
光を解析するOME(光多チャンネル解析器)と、時間
カウント及び、波形のパタンを解析する計算機を備えた
もので、装置上を通るビィークルが航空機であるかを判
断し、航空機の交通流を把握することができる。
【0007】以下、本発明の実施例の信号処理装置につ
いて図面を参照しながら説明する。図3は、空港の一部
を示し、滑走路2本と、それに挾まれた誘導路2aより
なっている。誘導路2aと滑走路の合流口には、ストッ
プバー1が置かれ、航空機が滑走路を横断してよいかサ
インを出している。また、誘導路上には、航空機を誘導
するためのセンタライン灯火2が置かれ、待機エリアに
いる航空機は、センタライン灯火2の明るいところだ
け、それにそって動く。本装置は、ストップバー直前
や、待機エリアの出口など、航空機の交通流を1台1台
監視したい位置に設置される装置である。図1におい
て、3a,3b は航空機を誘導する誘導路2aの両脇に互いに
対向して設置されて障害物11の有無を感知する1組のレ
−ザ灯台、6a,6b はそれぞれレ−ザ灯台3a,3b に内臓さ
れてレ−ザ光線を発信するレ−ザ発信器、7a,7b はレ−
ザ発信器6a,6b から発射されたレ−ザ光線を屈折させる
ハ−フミラ−、8a,8b はハ−フミラ−7a,7b で屈折され
たレ−ザ光線を回転しながら反射させる回転鏡、10a,10
b は回転鏡8a,8b の回転軸を水平方向に維持して駆動す
る駆動用の電動機、9a,9b は回転軸に取り付けられて回
転軸の回転角度に応じた回転情報を出力するエンコ−
ダ、4は誘導路2aの地面上に設置されレ−ザ光線を反射
させる再帰反射板、12a,12b は再帰反射板4によって反
射された反射レ−ザ光線または周囲からの光波を回転鏡
8a,8b を介して取り入れるモノクロメ−タ、13a,13b は
反射レ−ザ光線の波形を解析し反射レ−ザ光線の有無に
よって障害物11の有無を検出する光多チャンネル解析
器、14a,14b はエンコ−ダ9a,9b から出力された回転角
度ならびに予め定められた回転鏡8a,8b の地上面高さか
ら障害物11までの障害物距離を演算する距離演算器、15
は1組のレ−ザ灯台3a,3b から出力される複数の障害物
距離から障害物11の幅寸法を算出して障害物11の種別を
識別する識別演算器であり、航空機を感知するためにス
トップバーの両脇に設置するレーザ・ファンビームと、
ストッブバー直前に設置するレーザー光を入射方向に帰
す再帰反射板4と、レーザを取り入れるモノロメータ1
2a,12bと、取り入れた光を解析するOME(光多
チャンネル解析器)13a,13bと、時間カウント及
び、波形の解析を行う演算機により成る航空機感知シス
テム装置である。
【0008】即ち、誘導路2aを2つのレーザ灯台で挟
み、挟まれた路面上に再帰反射板を置く。
【0009】レーザ灯台3a,3bは、レーザを発信す
るとともに反射して戻ってきたレーザをスキャンする機
能をもつ。また、レーザ灯台3a,3bは、地面に平行
な軸をもつ回転鏡8a,8bによりレーザを振ってい
る。
【0010】次に、レーザの進路を示す。レーザ発信器
6a,6bから出されたレーザは、ハーフミラー7a,
7bに反射して、地面に対して平行な軸を持つ回転鏡8
a,8bに反射する。このミラーは両面に付いており、
電動機10a,10bによって一定の回転速度で動いて
いる。回転はエンコーダ9a,9bによって計数されて
その情報は演算器に送られ、演算器内のカウンタによっ
て回転数を求める。回転鏡8a,8bを通ったレーザ
は、図7のように再帰反射板4に反射し、再び入射方向
と平行な経路を戻り、回転鏡8a,8bを通り、ハーフ
ミラー7a,7bを通過し、処理部に送られ、モノクロ
メータ12a,12bに取り込められる。モノクロメー
タ12a,12bでは、波長ごとに光が分光される。モ
ノクロメータ12a,12bで分光した光は、OME
(光多チャンネル解析器)13a,13bによってレー
ザ発信器6a,6bより出された光を取り出す。これに
よって、レーザ入力ありのときON、なしのときOFF
の信号に変えられ計算機に取り込まれる。
【0011】演算器では、常に時間をカウントしてい
る。回転鏡8a,8bの回転数はエンコーダ9a,9b
と演算器の内部カウンタによって求める。障害物11が
ない場合は、図9の信号21のような周期的なON/O
FF信号が得られる。このときのONの状態の時間をt
とする。ミラーの回転数が一定の場合、tが一定の波形
が得られる。今、図8のようにビィークル22が通過す
る場合を考える。レーザ灯台3a,3bから出た光は、
障害物11となるビィークル22にぶつかるまではON
の信号を送り続ける。レーザ灯台3aから出たレーザが
ONの状態の間をt1 、レーザ灯台3bから出たレーザ
がONの状態の間をt2 、回転鏡8a,8bの回転速度
をレーザ灯台3a,3b共にω、灯台の高さをhとする
とレーザ灯台3aからビィークル22までの距離L1 は [数1]L1 =h×tan(ω×t1 ) レーザ灯台3bからビィークル22までの距離L2 は、 [数2]L2 =h×tan(ω×t2 ) となる。ONの状態が始まってからtまでの間に再びO
Nの状態にならない場合、再帰反射板の全長をLとする
と、ビィークル22の幅wは、 [数3]w=L−(L1 +L2 ) となる。再びONの状態になる場合は、ビィークル22
はレーザ灯台3a,3bそれぞれより、低い高さの場合
が考えられ、その場合は、1台で位置とビィークル22
の幅wが求められる。
【0012】図10で幅wの軌跡を示す。通常は、誘導
路上をビィークル22が2台並走することはないので、
左の二つのような波形が得られる。通過するビィークル
22がトラックなどの車の場合、図左端のように一定の
幅Aを持った長方形が描かれ、1台通過し終えたところ
で波形が切れる。航空機の場合は図中央の幅Bのように
前輪と後輪の間にw=0なる部分ができる。空港内で往
来するビィークルの種類は限られているので、幅wの軌
跡のパタンをビィークル毎にサンプリングしておいて計
算機にインプットしておけば、幅wから得られる情報に
よりビィークルの種類を判別することができる。航空機
の場合は、後輪の幅により種類がある程度予測すること
ができる。
【0013】ビィークル22が並走する場合も考慮し、
図11のような、位置と時間のパラメータからなる情報
が必要とされる。図10,図11により、ビィークル2
2が並走して本装置を横切る際に、一瞬でも横切る時間
に差があれば、それぞれの幅まで検出できる。航空気と
車が同時に通過した場合でも、航空機の前輪の位置と、
一方の後輪の位置が分かれば、図11の寸法lが求ま
り、航空機の大きさを知る事が出来る。
【0014】以上のように本実施例によれば、ストップ
バーを通過するビィークルを、常時連続的に、時間とビ
ィークルの幅より判断し、人間の目で監視する事なく誘
導路の交通流を監視する事ができ、ストップバー、セン
タライン灯火を制御することができる。これによって空
港の自動制御化に大きく貢献しようとするものである。
【0015】次に、図2は航空機感知システム装置の他
の実施例であり、回転鏡8a,8bの回転軸を垂直方向
に維持して駆動する駆動用の電動機10a,10bを具
備したことを特徴とする。この場合レーザ灯台3a,3
bは一列に並んだ再帰反射板4の延長線上に設置するこ
となく、斜め方向にずらしてレーザを当てることが出来
るのでレーザ灯台の高さを低くすることが可能である。
【0016】図4,図5は再帰反射板4を用いる代りに
コーナキューブ5を用いた実施例であり、コーナキュー
ブ5の場合は、図5のように両側からのレーザが反射す
るように配置されている。また、ビィークルの重さに耐
えられるようにカバー5aを掛けている。コーナキュー
ブ5の設置間隔は、狭いほどビィークル幅の検出精度は
上がるが、最低でも、最も幅の狭いビィークルの幅があ
れば検出漏れを防ぐ事が出来る。コーナキューブ5は再
帰反射板4と比較して反射率が高いので、外乱の影響を
受けにくいという利点がある。
【0017】また、図6は請求項2に記載した航空機感
知システム装置の一実施例であり、レーザ発信器6a,
6bから発射されたレーザ光線を回転しながら反射させ
る回転鏡8a,8bにレーザ光線を面ビームに変換する
凸面レンズ16を取り付けたことを特徴としている。
【0018】レーザ灯台3a,3bで再帰反射板4を追
いかける場合、線ビームでは、距離の離れた反射板に対
して少しのぶれでレーザが届かない可能性がある。そこ
で、図6のように回転鏡8a,8bのレーザ発信器より
出されたレーザ光が入射する部分に、回転軸に垂直な面
ビームをつくるような半円柱のプリズムまたは凸レンズ
16を付ける。面ビームを用いる事で、離れた反射板に
対してレーザ灯台が多少のぶれを生じてもレーザが届か
ない事がなくなる。
【0019】設置場所においても、空港に限らず、道路
のトンネル内に設ける事で、車の種別が判断でき、トン
ネル内の情報を得ることが可能である。
【0020】
【発明の効果】本発明により誘導路に存在する障害物の
識別確度を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の請求項1に記載した航空機感知システ
ム装置の一実施例を示す構成図である。
【図2】他の実施例の航空機感知システム装置の要部を
示す構成図である。
【図3】レ−ザ灯台の設置場所を示す説明図である。
【図4】コ−ナキュ−ブの配列を示す説明図である。
【図5】図4のコ−ナキュ−ブを拡大した正面図であ
る。
【図6】本発明の請求項2に記載した凸面レンズを示す
斜視図である。
【図7】図1の作用を示す説明図である。
【図8】図1の作用を示す説明図である。
【図9】図1の作用を示す説明図である。
【図10】図1の作用を示す説明図である。
【図11】図1の作用を示す説明図である。
【符号の説明】
3a,3b …レ−ザ灯台 4…再帰反射板 5…コ−ナキュ−ブ 6a,6b …レ−ザ発信器 8a,8b …回転鏡 9a,9b …エンコ−ダ 10a,10b …電動機 12a,12b …モノクロメ−タ 13a,13b …光多チャンネル解析器 14a,14b …距離演算器 15…識別演算器 16…凸面レンズ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G08G 1/00 - 5/06

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 航空機を誘導する誘導路の両脇に互いに
    対向して設置されて障害物の有無を感知する1組のレー
    ザ灯台と、これらのレーザ灯台に対応して設けられたレ
    ーザ光線を発信するレーザ発信器と、このレーザ発信器
    から発射された前記レーザ光線を反射させかつこの反射
    したレーザ光線前記誘導路の横断面に沿って回動させ
    る回転鏡と、この回転鏡を駆動する電動機と、前記回転
    鏡の回転角度に応じた回転情報を出力するエンコーダ
    と、前記誘導路の地面上に設置され前記レーザ光線を入
    射方向に反射させる反射手段と、この反射手段によって
    反射された反射レーザ光線を前記回転鏡を介して取り入
    れるモノクロメータと、このモノクロメータの出力を解
    析し前記反射レーザ光線の有無によって前記障害物の有
    無を検出する光多チャンネル解析器と、この光多チャン
    ネル解析器により障害物を検出したときのレーザ光線の
    回動角度を前記エンコーダからの回転情報により求め、
    この回動角度ならびに予め定められた前記回転鏡の地上
    面高さから正接を求める式により前記障害物までの障害
    物距離を演算する距離演算器と、前記1組のレーザ灯台
    から障害物までの距離により求まる前記障害物の幅寸法
    により前記障害物の種別を識別する識別演算器と、を具
    備してなる航空機感知システム装置。
  2. 【請求項2】 前記レーザ発信器から発射された前記レ
    ーザ光線を回転しながら反射させる回転鏡にレーザ光線
    を面ビームに変換する凸面レンズを取り付けたことを特
    徴とする請求項1に記載した航空機感知システム装置。
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US11076860B2 (en) 2014-03-31 2021-08-03 DePuy Synthes Products, Inc. Aneurysm occlusion device
CN107102645B (zh) * 2016-02-22 2023-07-21 成都飞机工业(集团)有限责任公司 一种飞机姿态调节装置
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