JP3442786B2 - 航空機の脅威回避システム及び方法 - Google Patents
航空機の脅威回避システム及び方法Info
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Classifications
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
- F41G7/00—Direction control systems for self-propelled missiles
- F41G7/34—Direction control systems for self-propelled missiles based on predetermined target position data
- F41G7/343—Direction control systems for self-propelled missiles based on predetermined target position data comparing observed and stored data of target position or of distinctive marks along the path towards the target
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/0202—Control of position or course in two dimensions specially adapted to aircraft
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Description
【発明の詳細な説明】
政府の権利
合衆国政府は、空軍省により認承された契約No.F3360
0−88−Ｇ−5107に従って本発明における権利を有す
る。
0−88−Ｇ−5107に従って本発明における権利を有す
る。
発明の背景
本発明は、一般に、航空機を操縦するためのコンピュ
ータ利用システムに関し、特に、予測されない航空機に
対する脅威を検出し、且つそれに応答するシステム及び
方法に関する。
ータ利用システムに関し、特に、予測されない航空機に
対する脅威を検出し、且つそれに応答するシステム及び
方法に関する。
航空機のミッション（特命飛行）のルートを計画する
とき、敵側の対空砲火、陸軍基地などの既知の脅威を考
慮に入れる。航空機のコンピュータシステムに記憶され
る選定ルートは出発点と、いつくかの中間点と、終点と
を含む。各々の中間点の離間距離は海里単位で測定さ
れ、それをレグ（leg）という。従って、選定ルート
は、航空機の出発点とその最終ミッション目的地（終
点）との間に最短で、最も安全なルートを規定するため
に既知の脅威を迂回して屈曲する複数の接続されたレグ
から構成されている。ルートは、「脅威の相互視程」の
中に入らないように、すなわち、航空機が脅威によって
検出可能とならないように計画される。
とき、敵側の対空砲火、陸軍基地などの既知の脅威を考
慮に入れる。航空機のコンピュータシステムに記憶され
る選定ルートは出発点と、いつくかの中間点と、終点と
を含む。各々の中間点の離間距離は海里単位で測定さ
れ、それをレグ（leg）という。従って、選定ルート
は、航空機の出発点とその最終ミッション目的地（終
点）との間に最短で、最も安全なルートを規定するため
に既知の脅威を迂回して屈曲する複数の接続されたレグ
から構成されている。ルートは、「脅威の相互視程」の
中に入らないように、すなわち、航空機が脅威によって
検出可能とならないように計画される。
ところが、ルート計画に際しては、ミッション中に突
然出現するおそれのある、その時点では未知である計画
にない脅威の問題をも考慮にいれなければならない。未
知の脅威が現れたとき、ミッションの目標を損なうこと
なく脅威による検出を回避するための措置を講じなけれ
ばならない。
然出現するおそれのある、その時点では未知である計画
にない脅威の問題をも考慮にいれなければならない。未
知の脅威が現れたとき、ミッションの目標を損なうこと
なく脅威による検出を回避するための措置を講じなけれ
ばならない。
この問題に対処する従来の方式は融通性が余りにも欠
けている。ミッション中に未知の脅威が突然現れた場
合、航空機のコンピュータシステムは、飛行経路を変更
し、且ついくつかの所定の回避レグの中の１つに沿って
操縦することを航空機に自動的に指示する。航空機が飛
行経路を変更している間、システムは脅威を認識しよう
とし、また、脅威の相互視程を計算しようとする。選定
ルートが脅威の相互視程と交わる場合、回避レグの終端
から次の中間点に至るルート変更を計算する。提案され
たルート変更が脅威の相互視程とまだ交わるならば、回
避レグの終点から続く中間点に至る第２のルート変更を
計算し、その後も同様である。しかしながら、この方式
は機械的すぎる。航空機の操作員の選択の自由は制限さ
れ、未知の脅威に対して最適化されているとはいえない
回避行動が強制され、多くの場合、動作の速度は遅すぎ
る。
けている。ミッション中に未知の脅威が突然現れた場
合、航空機のコンピュータシステムは、飛行経路を変更
し、且ついくつかの所定の回避レグの中の１つに沿って
操縦することを航空機に自動的に指示する。航空機が飛
行経路を変更している間、システムは脅威を認識しよう
とし、また、脅威の相互視程を計算しようとする。選定
ルートが脅威の相互視程と交わる場合、回避レグの終端
から次の中間点に至るルート変更を計算する。提案され
たルート変更が脅威の相互視程とまだ交わるならば、回
避レグの終点から続く中間点に至る第２のルート変更を
計算し、その後も同様である。しかしながら、この方式
は機械的すぎる。航空機の操作員の選択の自由は制限さ
れ、未知の脅威に対して最適化されているとはいえない
回避行動が強制され、多くの場合、動作の速度は遅すぎ
る。
関連する従来の技術には、熟知していない地勢及び／
又は敵軍が配備されている地勢が含まれているミッショ
ンにおいて使用する航空機ナビゲーションシステムを開
示する欧州特許出願第0,381,178号がある。メモリに記
憶されているデジタル地勢データを使用して、パイロッ
トに対し、航空機の下方及びその周辺の地勢並びに既知
の脅威に対する航空機の位置を示す表示を生成する。こ
の情報を使用して、パイロットは最良の飛行経路をプロ
ットすることができる。
又は敵軍が配備されている地勢が含まれているミッショ
ンにおいて使用する航空機ナビゲーションシステムを開
示する欧州特許出願第0,381,178号がある。メモリに記
憶されているデジタル地勢データを使用して、パイロッ
トに対し、航空機の下方及びその周辺の地勢並びに既知
の脅威に対する航空機の位置を示す表示を生成する。こ
の情報を使用して、パイロットは最良の飛行経路をプロ
ットすることができる。
従って、本発明の目的は、空輸航空機に予測されなか
った脅威に応答させるための改良された方法を提供する
ことである。さらに特定すれば、本発明の目的は、未知
の脅威に対し適切な時点で安全に、急速に応答するシス
テム及び方法を提供することである。本発明の方法によ
れば、至近距離にある脅威に対して急速な決定を実行
し、しかも、航空機の操作員には、時間が許す場合に応
答を選択するための最大限の融通性が与えられる。
った脅威に応答させるための改良された方法を提供する
ことである。さらに特定すれば、本発明の目的は、未知
の脅威に対し適切な時点で安全に、急速に応答するシス
テム及び方法を提供することである。本発明の方法によ
れば、至近距離にある脅威に対して急速な決定を実行
し、しかも、航空機の操作員には、時間が許す場合に応
答を選択するための最大限の融通性が与えられる。
発明の概要
本発明は、空輸航空機に対する事前に知りえない脅威
に急速に応答するコンピュータ利用方法及びシステムか
ら成る。この方法は、至近距離にある脅威に対して急速
に自動的な決定を実行し、しかも、航空機の操作員に、
時間が許す場合に適切な応答を選択する機会が与えられ
る。
に急速に応答するコンピュータ利用方法及びシステムか
ら成る。この方法は、至近距離にある脅威に対して急速
に自動的な決定を実行し、しかも、航空機の操作員に、
時間が許す場合に適切な応答を選択する機会が与えられ
る。
本発明の方法においては、事前に知りえない脅威は、
脅威が航空機を検出する以前に検出される。次に、航空
機の選定ルートが脅威と相互視程とが交わるか否かを判
定する。交わらない場合、選定ルートを維持する。それ
ら２つが交わると判定されたならば、応答は、その交点
が航空機からどれほど離れているかによって決まる。交
点が所定の距離の中に入っている場合、ルート変更を自
動的に実行する。交点が遠く離れているために、航空機
が操縦する時間を有する場合には、航空機の操作員にそ
れを通知する。その間に、選定ルートを「クリア」しう
るか否か、すなわち、許容できるより低いクリアランス
レベル（飛行高度）で維持しうるか否かを判定するため
に、可能なクリアランスレベルに対して脅威の重大度を
検査する。許容しうるクリアランスレベルが存在するな
らば、航空機の操作員は選定ルートを維持するか又はル
ート変更を選択することができる。従って、操作員は、
航空機を危険にさらすおそれがない場合には、脅威に対
し手動操作で応答することを許される。
脅威が航空機を検出する以前に検出される。次に、航空
機の選定ルートが脅威と相互視程とが交わるか否かを判
定する。交わらない場合、選定ルートを維持する。それ
ら２つが交わると判定されたならば、応答は、その交点
が航空機からどれほど離れているかによって決まる。交
点が所定の距離の中に入っている場合、ルート変更を自
動的に実行する。交点が遠く離れているために、航空機
が操縦する時間を有する場合には、航空機の操作員にそ
れを通知する。その間に、選定ルートを「クリア」しう
るか否か、すなわち、許容できるより低いクリアランス
レベル（飛行高度）で維持しうるか否かを判定するため
に、可能なクリアランスレベルに対して脅威の重大度を
検査する。許容しうるクリアランスレベルが存在するな
らば、航空機の操作員は選定ルートを維持するか又はル
ート変更を選択することができる。従って、操作員は、
航空機を危険にさらすおそれがない場合には、脅威に対
し手動操作で応答することを許される。
ルート変更を実行する過程は、ルート変更の出発点を
計算し、且つ選定ルート変更の中の、出発点より先の次
の中間点を確定することを含んでいても良い。次の中間
点が航空機から所定の距離の中に入っている場合、次の
中間点に続く中間点をルート変更の終点として選択でき
る。次の中間点が航空機から所定の距離を越える位置に
ある場合には、脅威の相互視程が次の中間点とそれに続
く中間点との間で計画されたルートとも交わらない限
り、次の中間点をルート変更の終点として選択できる。
計算し、且つ選定ルート変更の中の、出発点より先の次
の中間点を確定することを含んでいても良い。次の中間
点が航空機から所定の距離の中に入っている場合、次の
中間点に続く中間点をルート変更の終点として選択でき
る。次の中間点が航空機から所定の距離を越える位置に
ある場合には、脅威の相互視程が次の中間点とそれに続
く中間点との間で計画されたルートとも交わらない限
り、次の中間点をルート変更の終点として選択できる。
本発明に従えば、空輸航空機に未知の脅威に応答させ
るシステムは、事前に知りえない脅威が航空機を検出す
る以前に脅威を検出する手段を含む。システムは、航空
機の選定ルートが航空機と相互視程が交わるか否かを判
定し、交わるのであれば、先に説明した方式で応答する
手段をさらに含む。
るシステムは、事前に知りえない脅威が航空機を検出す
る以前に脅威を検出する手段を含む。システムは、航空
機の選定ルートが航空機と相互視程が交わるか否かを判
定し、交わるのであれば、先に説明した方式で応答する
手段をさらに含む。
本発明の上述の目的、特徴及び利点並びにその他の目
的、特徴及び利点は、添付の図面を参照しながら進行す
る以下の好ましい一実施形態の詳細な説明からさらに明
白になるであろう。
的、特徴及び利点は、添付の図面を参照しながら進行す
る以下の好ましい一実施形態の詳細な説明からさらに明
白になるであろう。
図面の簡単な説明
図１は、従来の方式を使用する航空機が既知の脅威
と、事前に知りえない脅威とにどのように応答するかの
概略図である。
と、事前に知りえない脅威とにどのように応答するかの
概略図である。
図２は、航空機のコンピュータシステムにおいて実現
される、本発明による脅威回避システムの構造チャート
である。
される、本発明による脅威回避システムの構造チャート
である。
図3Aから図3Cは、本発明による脅威回避プロセスのフ
ローチャートである。
ローチャートである。
図4A及び図4Bは、本発明の方法及びシステムを使用す
る航空機が既知の脅威と、事前に知りえない脅威とにど
のように応答するかの概略図である。
る航空機が既知の脅威と、事前に知りえない脅威とにど
のように応答するかの概略図である。
好ましい実施形態の詳細な説明
本発明の範囲をさらに良く認識し、理解するために、
まず、警告なしに出現する、事前に知りえない脅威を航
空機が回避するという問題に対する従来の技術による解
決方法を説明する。
まず、警告なしに出現する、事前に知りえない脅威を航
空機が回避するという問題に対する従来の技術による解
決方法を説明する。
図１は、従来の技術の方式を示す。対空砲列T1及びレ
ーダー所在地T2のような既知の脅威は、ルート選定段階
で、それぞれが最大の相互視程を有するセントロイド
（centroid）と特定される。相互視程は、脅威と航空機
の双方が互いを検出できる能力、すなわち、互いを視認
できる能力である。航空機は脅威の相互視程と交わる以
前に脅威を検出するのが理想的である。地勢の性質は相
互視程の影響を及ぼす。たとえば、山岳区域が対空砲列
の視界を妨げるおそれがあるので、T1セントロイドは円
形ではない。
ーダー所在地T2のような既知の脅威は、ルート選定段階
で、それぞれが最大の相互視程を有するセントロイド
（centroid）と特定される。相互視程は、脅威と航空機
の双方が互いを検出できる能力、すなわち、互いを視認
できる能力である。航空機は脅威の相互視程と交わる以
前に脅威を検出するのが理想的である。地勢の性質は相
互視程の影響を及ぼす。たとえば、山岳区域が対空砲列
の視界を妨げるおそれがあるので、T1セントロイドは円
形ではない。
選定ルート10は出発点12と、終点、すなわち、目的地
14と、図に示してあるAlpha,TGT1及びBravoなどの複数
の中間点とを含む。中間点TGT1と中間点Bravoとの間を
接続しているがレグ16であるように、ルートの１対の中
間点を接続するのがレグである。レグは汎用コンパス機
首方位を有し、海里（NM）単位で測定される。従って、
完成後の選定ルートは、脅威の相互視程領域と交わるの
を回避するために既知の脅威を迂回するように屈曲する
曲節経路のように見える。
14と、図に示してあるAlpha,TGT1及びBravoなどの複数
の中間点とを含む。中間点TGT1と中間点Bravoとの間を
接続しているがレグ16であるように、ルートの１対の中
間点を接続するのがレグである。レグは汎用コンパス機
首方位を有し、海里（NM）単位で測定される。従って、
完成後の選定ルートは、脅威の相互視程領域と交わるの
を回避するために既知の脅威を迂回するように屈曲する
曲節経路のように見える。
移動ミサイル所在地のような未知の脅威T3がミッショ
ン中に突然出現したとき、従来の方式では、航空機17を
複数の所定の回避機首方位の１つに沿って自動的に操縦
する。コンピュータシステムはその新たな脅威について
相互視程を計算し、航空機はこの新たなルートへと針路
を変更する。図１の例では、T3に出会ったとき、航空機
は中間点Alphaを過ぎたばかりである。脅威の最大相互
視程の半径R3がルートと交わるのであれば、航空機は回
避レグ18に沿って自動的に操縦される。そこで、回避レ
グ18の終端から次の中間点TGT1に至る新たなレグをプロ
ットし、その新たなレグが脅威T1からT3の相互視程半径
と交わるか否かを判定するために検査する。新たなレグ
が脅威と交わるならば、回避レグから次の中間点Brovo
に至る別のレグをプロットする。このプロセスは、安全
なレグが発見されるまで継続する。
ン中に突然出現したとき、従来の方式では、航空機17を
複数の所定の回避機首方位の１つに沿って自動的に操縦
する。コンピュータシステムはその新たな脅威について
相互視程を計算し、航空機はこの新たなルートへと針路
を変更する。図１の例では、T3に出会ったとき、航空機
は中間点Alphaを過ぎたばかりである。脅威の最大相互
視程の半径R3がルートと交わるのであれば、航空機は回
避レグ18に沿って自動的に操縦される。そこで、回避レ
グ18の終端から次の中間点TGT1に至る新たなレグをプロ
ットし、その新たなレグが脅威T1からT3の相互視程半径
と交わるか否かを判定するために検査する。新たなレグ
が脅威と交わるならば、回避レグから次の中間点Brovo
に至る別のレグをプロットする。このプロセスは、安全
なレグが発見されるまで継続する。
従来の方式は有効ではあるが、欠点もいくつかある。
第１に、パイロット又は別のナビゲータであると考えら
れる航空機の操作員のオプションが制限される。最初の
自動ルート変更は、事前に知りえなかった脅威の相互視
程が実際に選定ルートと交わるか否かの判定の前に実行
される。たとえば、T3の相互視程は実際にはレグ20と交
わらない。第２に、航空機オペレータは必然的に不必要
に大きい回避行動をとらなければならない。第３に、従
来の方式は、安全なルートを追跡する中で余分な数のル
ート変更を計算する場合が多いので、その速度は相対的
に遅い。
第１に、パイロット又は別のナビゲータであると考えら
れる航空機の操作員のオプションが制限される。最初の
自動ルート変更は、事前に知りえなかった脅威の相互視
程が実際に選定ルートと交わるか否かの判定の前に実行
される。たとえば、T3の相互視程は実際にはレグ20と交
わらない。第２に、航空機オペレータは必然的に不必要
に大きい回避行動をとらなければならない。第３に、従
来の方式は、安全なルートを追跡する中で余分な数のル
ート変更を計算する場合が多いので、その速度は相対的
に遅い。
本発明の方法及びシステムは、この従来の方式と比べ
てかなり大きな利点の有する。図２は、航空機のコンピ
ュータシステムの中のソフトウェアで実現される本発明
によるシステムの一実施形態のアーキテクチャ図であ
る。図3Aから図3Cは、航空機のコンピュータシステムに
より実行されるコンピュータプロセスとして実現される
本発明による方法の一実施形態のフローチャートであ
る。図4A及び図4Bは、本発明の方法及びシステムを使用
する航空機が既知の脅威と、事前に知りえない脅威とに
対してどのように応答するかの概略図である。
てかなり大きな利点の有する。図２は、航空機のコンピ
ュータシステムの中のソフトウェアで実現される本発明
によるシステムの一実施形態のアーキテクチャ図であ
る。図3Aから図3Cは、航空機のコンピュータシステムに
より実行されるコンピュータプロセスとして実現される
本発明による方法の一実施形態のフローチャートであ
る。図4A及び図4Bは、本発明の方法及びシステムを使用
する航空機が既知の脅威と、事前に知りえない脅威とに
対してどのように応答するかの概略図である。
図２を再び参照すると、本発明によるシステムの一実
施形態を表わす構造チャートが示されている。システム
21の中心には、以下で説明するステップを実行する脅威
回避プロセス22がある。プロセス22は、このプロセスの
動作のためのデータをプロセスに提供する複数のモジュ
ールと通信する。それらのモジュールには、新たな、事
前に知りえない脅威を検出する脅威検出モジュール23が
含まれる。脅威認識モジュール24は脅威の種類に関する
データを有し、検出データから、どの型の脅威が検出さ
れたかを確定する。選定ルート及び中間地点モジュール
25は選定ルートに関するデータを有する。セットクリア
ランスレベルモジュール27は様々にセットクリアランス
レベルに関するデータを有する。セットクリアランス
は、航空機が飛行することを許される高度を表わす。オ
ペレータ警告モジュールは航空機の操作員へデータを通
信するのを助ける。その他のモジュールが含まれていて
も良いことは言うまでもない。他のモジュールを使用し
て、モジュラデータを等価の方式で再配列しても良い。
施形態を表わす構造チャートが示されている。システム
21の中心には、以下で説明するステップを実行する脅威
回避プロセス22がある。プロセス22は、このプロセスの
動作のためのデータをプロセスに提供する複数のモジュ
ールと通信する。それらのモジュールには、新たな、事
前に知りえない脅威を検出する脅威検出モジュール23が
含まれる。脅威認識モジュール24は脅威の種類に関する
データを有し、検出データから、どの型の脅威が検出さ
れたかを確定する。選定ルート及び中間地点モジュール
25は選定ルートに関するデータを有する。セットクリア
ランスレベルモジュール27は様々にセットクリアランス
レベルに関するデータを有する。セットクリアランス
は、航空機が飛行することを許される高度を表わす。オ
ペレータ警告モジュールは航空機の操作員へデータを通
信するのを助ける。その他のモジュールが含まれていて
も良いことは言うまでもない。他のモジュールを使用し
て、モジュラデータを等価の方式で再配列しても良い。
図3Aから図3Cは、本発明による方法の一実施形態を表
わすフローチャートである。明確にするために、方法の
各ステップに番号を付してある。まず、図3Aにおいて、
新たな、事前に知りえない脅威が航空機のコンピュータ
システムにより検出され、認識されたときに、脅威回避
プロセスは動作に入る（40）。次に、脅威の場所を特定
し、その相互視程をほぼリアルタイムで、典型的には20
0ミリ秒未満で計算する（42）。次に、選定ルートが新
たな脅威の相互視程によって影響を受けるか否か、すな
わち、選定ルートが現在のセットクリアランスレベルで
脅威の相互視程と交わるか否かを判定するために、選定
ルートを検査する（44）。選定ルートが脅威の相互視程
による影響を受けない場合、新たな脅威が検出されるま
で、脅威回避プロセスは完了している（46）。
わすフローチャートである。明確にするために、方法の
各ステップに番号を付してある。まず、図3Aにおいて、
新たな、事前に知りえない脅威が航空機のコンピュータ
システムにより検出され、認識されたときに、脅威回避
プロセスは動作に入る（40）。次に、脅威の場所を特定
し、その相互視程をほぼリアルタイムで、典型的には20
0ミリ秒未満で計算する（42）。次に、選定ルートが新
たな脅威の相互視程によって影響を受けるか否か、すな
わち、選定ルートが現在のセットクリアランスレベルで
脅威の相互視程と交わるか否かを判定するために、選定
ルートを検査する（44）。選定ルートが脅威の相互視程
による影響を受けない場合、新たな脅威が検出されるま
で、脅威回避プロセスは完了している（46）。
ところが、選定ルートが影響を受ける場合には、相互
視程の交点が航空機から、たとえば、5NMの所定の距離
の中に入っているか否かを判定するために検査を実行す
る（48）。このステップは、航空機の操作員がその検査
を実行するのに十分な時間があるときに、どのアクショ
ンをとるべきかを操作員に決定させる。交点が近接しす
ぎているならば、現在のセットクリアランスレベルでミ
ッションの再計画を実行する（図3AのステップＡ並びに
図3B及び図3Cの後続ステップ）。操作員が介入するのに
十分な時間がある場合には、操作員にその状況が通知さ
れ、残るセットクリアランスレベル、すなわち、地勢な
どのために航空機を脅威から隠してしまうと思われる飛
行高度についてルートを検査する。第１に、脅威の性質
が与えられれば、操作員が許容しうる別のセットクリア
ランスレベルが存在するか否かを知るために、検査を実
行する（ステップ50〜54）。別のセットクリアランスレ
ベルが存在するならば、操作員は脅威回避プロセスを終
了させ、望ましくはより低い何れかのセットクリアラン
スで、航空機を選定ルートで継続するように導いても良
い（56）。許容しうる他のセットクリアランスレベルが
存在しない場合には、操作員はミッション再計画を実行
する（図3AのステップＢ並びに図3B及び図3Cの後続ステ
ップ）。
視程の交点が航空機から、たとえば、5NMの所定の距離
の中に入っているか否かを判定するために検査を実行す
る（48）。このステップは、航空機の操作員がその検査
を実行するのに十分な時間があるときに、どのアクショ
ンをとるべきかを操作員に決定させる。交点が近接しす
ぎているならば、現在のセットクリアランスレベルでミ
ッションの再計画を実行する（図3AのステップＡ並びに
図3B及び図3Cの後続ステップ）。操作員が介入するのに
十分な時間がある場合には、操作員にその状況が通知さ
れ、残るセットクリアランスレベル、すなわち、地勢な
どのために航空機を脅威から隠してしまうと思われる飛
行高度についてルートを検査する。第１に、脅威の性質
が与えられれば、操作員が許容しうる別のセットクリア
ランスレベルが存在するか否かを知るために、検査を実
行する（ステップ50〜54）。別のセットクリアランスレ
ベルが存在するならば、操作員は脅威回避プロセスを終
了させ、望ましくはより低い何れかのセットクリアラン
スで、航空機を選定ルートで継続するように導いても良
い（56）。許容しうる他のセットクリアランスレベルが
存在しない場合には、操作員はミッション再計画を実行
する（図3AのステップＢ並びに図3B及び図3Cの後続ステ
ップ）。
次に図3Bに移ると、新たに脅威に応答したミッション
再計画のステップが示されている。再計画、すなわち、
ルート変更が自動的である状況（ステップＡ）では、新
たなレグの出発点は現在レグ上の、航空機より数秒前方
の位置にある（60）（この時間は航空機の性能に基づい
て変化する）。操作員が介入する状況においては、出発
点は異なるであろう。新たな脅威の相互視程が選定ルー
トの現在レグと交わる場合（62）、出発点は同様に現在
レグ上の、航空機より数秒前方の位置にある（60）。と
ころが、相互視程が現在レグと交わらない場合には、プ
ロセスは交点の前方の第１の中間点を捜す（64）。第１
の中間点が交点から、たとえば2NMの所定の距離の中に
入っているならば（66）、出発点は同様に現在レグ上
の、航空機より数秒前方の位置にある（60）。所定の距
離の中に入っていない場合には、第１の中間点が出発点
になる（68）。従って、航空機が第１の中間点の先へ、
すなわち、現在レグの終点へ進むことが安全でないなら
ば（68）、ルート変更の出発点は現在レグの上の、航空
機より数秒前方の位置である（60）。
再計画のステップが示されている。再計画、すなわち、
ルート変更が自動的である状況（ステップＡ）では、新
たなレグの出発点は現在レグ上の、航空機より数秒前方
の位置にある（60）（この時間は航空機の性能に基づい
て変化する）。操作員が介入する状況においては、出発
点は異なるであろう。新たな脅威の相互視程が選定ルー
トの現在レグと交わる場合（62）、出発点は同様に現在
レグ上の、航空機より数秒前方の位置にある（60）。と
ころが、相互視程が現在レグと交わらない場合には、プ
ロセスは交点の前方の第１の中間点を捜す（64）。第１
の中間点が交点から、たとえば2NMの所定の距離の中に
入っているならば（66）、出発点は同様に現在レグ上
の、航空機より数秒前方の位置にある（60）。所定の距
離の中に入っていない場合には、第１の中間点が出発点
になる（68）。従って、航空機が第１の中間点の先へ、
すなわち、現在レグの終点へ進むことが安全でないなら
ば（68）、ルート変更の出発点は現在レグの上の、航空
機より数秒前方の位置である（60）。
次に、ルート変更の目的地、すなわち、終点を計算す
るが、これは出発点に続く次の順次中間点になる。ま
ず、プロセスは相互視程交点を越えた次の中間点を発見
する（70）。現在レグ上の出発点（60）については、次
の中間点は現在レグの終端の中間点になるであろう。第
１の中間点に出発点がある場合（68）には、次の中間点
は、第１の中間点のすぐ先の中間点になるであろう。次
に挙げる事態のいずれかが起こらない限り、次の中間点
は目的地になる（72,74,76）。次の中間点が航空機か
ら、たとえば、10NMという別の所定の距離の中に入って
いる場合（72）には、又は脅威の相互視程が次の中間点
につながる２つのレグと交わる場合（74）には、続く中
間点は目的地である（78）。この検査（72,74）は、新
たな脅威を回避するために１回のルート変更で十分であ
ることを確認することによって、ルート変更の回数を最
小限に抑える。
るが、これは出発点に続く次の順次中間点になる。ま
ず、プロセスは相互視程交点を越えた次の中間点を発見
する（70）。現在レグ上の出発点（60）については、次
の中間点は現在レグの終端の中間点になるであろう。第
１の中間点に出発点がある場合（68）には、次の中間点
は、第１の中間点のすぐ先の中間点になるであろう。次
に挙げる事態のいずれかが起こらない限り、次の中間点
は目的地になる（72,74,76）。次の中間点が航空機か
ら、たとえば、10NMという別の所定の距離の中に入って
いる場合（72）には、又は脅威の相互視程が次の中間点
につながる２つのレグと交わる場合（74）には、続く中
間点は目的地である（78）。この検査（72,74）は、新
たな脅威を回避するために１回のルート変更で十分であ
ることを確認することによって、ルート変更の回数を最
小限に抑える。
ここで、ミッション再計画は完了する。図3Cを参照す
ると、次に、脅威回避プロセスはミッション再計画を実
行し（80）、ルート変更へ操縦することを航空機に指令
する（82）。好ましくは自動的であるこの最適化回避ア
クションは、新たな脅威の検出後、迅速に実行される。
その後、プロセスは休止して、その再計画を受認又は拒
否する機会を航空機の操作員に与える（84）。再計画を
拒否した場合、操作員は代替ルートを試行するするよう
にプロセスに指令することができる。あるいは、再計画
を受認し、プロセスを終了できる（86）。
ると、次に、脅威回避プロセスはミッション再計画を実
行し（80）、ルート変更へ操縦することを航空機に指令
する（82）。好ましくは自動的であるこの最適化回避ア
クションは、新たな脅威の検出後、迅速に実行される。
その後、プロセスは休止して、その再計画を受認又は拒
否する機会を航空機の操作員に与える（84）。再計画を
拒否した場合、操作員は代替ルートを試行するするよう
にプロセスに指令することができる。あるいは、再計画
を受認し、プロセスを終了できる（86）。
図4A及び図4Bは、本発明の脅威回避プロセスの動作を
示す例である。図4Aでは、脅威（T4）が急に出現し、現
在セットクリアランスで現在レグ100と交わる（44）。
この場合、航空機17は交点102から5NM未満にあり（4
8）、相互視程は現在レグに影響を及ぼす（62）。そこ
で、数秒前方に（60）出発点104が自動的に選択され
る。TGT1は交点102を越えた次の中間地点であり（7
0）、航空機からその地点までの距離は10NMより長い（7
2）。相互視程はTGT1では２つのレグ100及び106に影響
を及ぼさない（74）ので、TGT1を目的中間点として選択
する（76）。再計画を実行し（80）、航空機を新たなレ
グ108へと操縦する（82）。操作員がTGT1に至るルート
を許容しうると決定したならば（84）、操作員は「受
認」でき、処理は完了する（86）。そのルートを拒否し
た場合には（84）、TGT2を目的中間点として選択し、TG
T2に至る別のレグ110に沿って再計画を実行する。典型
的には、操作員はこの再計画を受認し（84）、処理は再
び完了するであろう。
示す例である。図4Aでは、脅威（T4）が急に出現し、現
在セットクリアランスで現在レグ100と交わる（44）。
この場合、航空機17は交点102から5NM未満にあり（4
8）、相互視程は現在レグに影響を及ぼす（62）。そこ
で、数秒前方に（60）出発点104が自動的に選択され
る。TGT1は交点102を越えた次の中間地点であり（7
0）、航空機からその地点までの距離は10NMより長い（7
2）。相互視程はTGT1では２つのレグ100及び106に影響
を及ぼさない（74）ので、TGT1を目的中間点として選択
する（76）。再計画を実行し（80）、航空機を新たなレ
グ108へと操縦する（82）。操作員がTGT1に至るルート
を許容しうると決定したならば（84）、操作員は「受
認」でき、処理は完了する（86）。そのルートを拒否し
た場合には（84）、TGT2を目的中間点として選択し、TG
T2に至る別のレグ110に沿って再計画を実行する。典型
的には、操作員はこの再計画を受認し（84）、処理は再
び完了するであろう。
図4Bにおいては、脅威T5が突然現れており、航空機の
ルートに沿ったレグ120と交わる。この場合、航空機17
から交点122までの距離は5NMより長い（48）。そこで、
操作員は、脅威の相互視程と交わらないより低いセット
クリアランス（高度）を任意に選択できる（50）。選定
ルートは許容したままであっても良く（52）、処理は完
了するであろう（56）。ところが、操作員が新たなルー
トを望む場合には、処理を継続する（54）。相互視程は
現在レグ120と交わるので（62）、航空機17より数秒前
方で出発点124を選択する（60）。TGT1は交点を越えた
次の中間点であり（70）、そこまでの距離は10NMより長
い（72）。しかしながら、脅威の相互視程は２つのレグ
122及び126に影響を及ぼすので（74）、後続する中間点
であるTGT2を目的中間点として選択する（78）。新たな
レグ128を生成するのに再計画は唯一回しか実行されな
い（80）ため、操作員に要求されるインタラクションの
量は最小になる。
ルートに沿ったレグ120と交わる。この場合、航空機17
から交点122までの距離は5NMより長い（48）。そこで、
操作員は、脅威の相互視程と交わらないより低いセット
クリアランス（高度）を任意に選択できる（50）。選定
ルートは許容したままであっても良く（52）、処理は完
了するであろう（56）。ところが、操作員が新たなルー
トを望む場合には、処理を継続する（54）。相互視程は
現在レグ120と交わるので（62）、航空機17より数秒前
方で出発点124を選択する（60）。TGT1は交点を越えた
次の中間点であり（70）、そこまでの距離は10NMより長
い（72）。しかしながら、脅威の相互視程は２つのレグ
122及び126に影響を及ぼすので（74）、後続する中間点
であるTGT2を目的中間点として選択する（78）。新たな
レグ128を生成するのに再計画は唯一回しか実行されな
い（80）ため、操作員に要求されるインタラクションの
量は最小になる。
特許法に従うと共に、新規な原理を適用し且つそのよ
うな特殊化された構成要素を必要に応じて構成し、使用
するために必要とされる情報を当業者に提供するため
に、本発明をかなり詳細に説明した。しかしながら、本
発明が以上説明し且つ図示した特定の実施形態には限定
されず、特定の点で異なる機器や装置により本発明を実
施できること、及び機器の詳細と動作手順の双方に関し
て、様々な変形を本発明それ自体の範囲から逸脱せずに
実現できることを理解すべきである。
うな特殊化された構成要素を必要に応じて構成し、使用
するために必要とされる情報を当業者に提供するため
に、本発明をかなり詳細に説明した。しかしながら、本
発明が以上説明し且つ図示した特定の実施形態には限定
されず、特定の点で異なる機器や装置により本発明を実
施できること、及び機器の詳細と動作手順の双方に関し
て、様々な変形を本発明それ自体の範囲から逸脱せずに
実現できることを理解すべきである。
好ましい実施形態における本発明の原理を図示し且つ
説明したので、本発明を配置及び詳細についてそのよう
な原理から逸脱せずに変形できることは当業者には明白
なはずである。たとえば、本発明の特徴はハードウェア
で実現されても良く、あるいは、ソフトウェアで実現さ
れても良い。場合によっては、任意により高いセットク
リアランスレベル並びにより低いセットクリアランスレ
ベルを設定しても良い。
説明したので、本発明を配置及び詳細についてそのよう
な原理から逸脱せずに変形できることは当業者には明白
なはずである。たとえば、本発明の特徴はハードウェア
で実現されても良く、あるいは、ソフトウェアで実現さ
れても良い。場合によっては、任意により高いセットク
リアランスレベル並びにより低いセットクリアランスレ
ベルを設定しても良い。
従って、図示した実施形態は本発明の好ましい例とし
てのみ考慮されるべきであり、請求の範囲の範囲を限定
するものとみなされてはならない。そこで、本発明とし
て、次の請求の範囲の趣旨に包含される図示実施形態に
対するあらゆる変形及び等価物を特許請求した。
てのみ考慮されるべきであり、請求の範囲の範囲を限定
するものとみなされてはならない。そこで、本発明とし
て、次の請求の範囲の趣旨に包含される図示実施形態に
対するあらゆる変形及び等価物を特許請求した。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平３−9211（ＪＰ，Ａ)
Ｔｉｌａｋ Ｂ．ｄｉｓｓａｎａｙａ
ｋｅ，ＲＥＡＬ−ＴＩＭＥ ＭＡＮＡＧ
ＥＭＥＮＴ ＯＦ ＳＴＲＡＴＥＧＩＣ
ＰＥＮＥＴＲＡＴＯＲ ＭＩＳＳＩＯ
ＮＳ，ＩＥＥＥ 1984 Ｎａｔｉｏｎａ
ｌ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ ａｎｄ Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎ
ｃｅ ＮＡＥＣＯＮ 1984，米国，1984
年 ５月21日，ｖｏｌｕｍｅ ２，1308
−1312
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G08G 5/00
G01C 21/00
G01B 29/10
Claims (2)
- 【請求項１】航空機が事前に知りえない脅威を検出し、
航空機が相互視程のゾーンと交わる以前に未知の脅威の
相互視程のゾーンを確定して、空輸航空機に未知の脅威
に応答させるコンピュータ化方法において、 航空機の選定ルートが、脅威と相互視程のゾーンとが交
わるか否かを判定する過程と、 交わらない場合、選定ルートを維持する過程と、 航空機の選定ルートと相互視程のゾーンとの交点が航空
機から所定の距離の中に入っている場合、 ルート変更の出発点を計算し、 選択ルートの中の出発点より先の次の中間点を確定し、 次の中間点が航空機から所定の距離の中に入っている場
合、次の中間点に続く中間点をルート変更の終点として
選択することによって自動的にルート変更を実行する過
程と、 航空機の選定ルートと相互視程のゾーンとの交点が航空
機の所定の距離を越えた位置にある場合、航空機の操作
員にその脅威を通知し、且つ航空機の選定ルートが別の
飛行高度で検出されないままであるか否かを判定する過
程と、 異なる飛行高度が発見された場合、操作員に航空機の選
定ルートを維持させるか又は異なるルートを選択させる
過程過程とから成る方法。 - 【請求項２】ルート変更を実行する過程は、 次の中間点が航空機から所定の距離を越える位置にある
場合、脅威の相互視程が次の中間点とそれに続く中間点
との間で計画されるルートと交わらない限り、次の中間
点をルート変更の終点として選択する過程をさらに含む
請求項１記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US18289294A | 1994-01-18 | 1994-01-18 | |
| US08/182,892 | 1994-01-18 | ||
| PCT/US1995/000743 WO1995019547A1 (en) | 1994-01-18 | 1995-01-17 | Threat avoidance system and method for aircraft |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09507714A JPH09507714A (ja) | 1997-08-05 |
| JP3442786B2 true JP3442786B2 (ja) | 2003-09-02 |
Family
ID=22670510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51922595A Expired - Fee Related JP3442786B2 (ja) | 1994-01-18 | 1995-01-17 | 航空機の脅威回避システム及び方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5631640A (ja) |
| EP (1) | EP0740772B1 (ja) |
| JP (1) | JP3442786B2 (ja) |
| DE (1) | DE69508381T2 (ja) |
| IL (1) | IL112237A (ja) |
| WO (1) | WO1995019547A1 (ja) |
Families Citing this family (76)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69606804T2 (de) * | 1995-06-20 | 2000-06-15 | Honeywell Inc | Integriertes System zur Grundkollisionsvermeidung |
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| FR2749677B1 (fr) | 1996-06-07 | 1998-09-11 | Sextant Avionique | Procede de pilotage automatique d'un vehicule pour l'evitement lateral d'une zone fixe |
| FR2749686B1 (fr) * | 1996-06-07 | 1998-09-11 | Sextant Avionique | Procede pour l'evitement lateral par un vehicule d'une zone mobile |
| FR2749650B1 (fr) * | 1996-06-07 | 1998-09-11 | Sextant Avionique | Procede de pilotage d'un vehicule en vue d'effectuer un changement de cap et application du procede au contournement lateral d'une zone |
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| FR2787587B1 (fr) * | 1998-12-18 | 2001-10-05 | Sextant Avionique | Procede pour l'elaboration en temps reel de trajectoires pour un aeronef |
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