JP4818143B2

JP4818143B2 - 危険領域表示システム

Info

Publication number: JP4818143B2
Application number: JP2007028005A
Authority: JP
Inventors: 秀雄村松; 修司坂口
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2007-02-07
Filing date: 2007-02-07
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2027-02-07
Also published as: JP2008189239A

Description

本発明は、機雷若しくは地雷等の爆発物による危険領域を自己の位置に基づいて算出して表示する危険領域表示システムに関する。

従来から、海上に敷設された機雷を発見・処理して海域の安全を確保するために、掃海艇や航空機による航空掃海に用いられる様々な掃海方法が提案されている。例えば、係維機雷の係維索を切断して浮かんできた機雷を爆破処理する係維掃海、音響ノイズを発生させて誘爆させる音響掃海、磁力線を発生させて誘爆させる磁気掃海等がある。また、機雷探知機により探知された機雷を処分する機雷掃討も行われている。しかしながら、機雷の除去作業は、常に危険を伴うため、安全に処理を行うことのできる方法が望まれている。

特許文献１には、オペレータの指令で機雷等の処理を行う捜索用水中航走体システムが記載されている。この捜索用水中航走体システムは、高精度な立体（３次元）画像の提供により遠隔操作を可能とし、さらに、映し出された対象物に対してオペレータが俊敏に処理に関する指令を出すことが可能である。捜索用航走体は、取得したテレビカメラ画像及びソーナー画像データを送信する。表示装置は、それらのデータに基づいて生成した立体画像を表示する。したがって、オペレータは、映し出される対象物を視覚的に認識することができ、同時に、映し出される対象物との距離を正確に認識することができる。
特開２００１−３５４１９３号公報

しかしながら、上述したシステムは、単に機雷等の対象物を捜索する場合はよいが、実際にその機雷等が爆破した場合の影響範囲を算出することができない。したがって、ヘリコプター等の航空機から機銃等を用いて機雷を処分する場合には、さらに爆破の影響範囲を予想する必要がある。機雷等に近い場所から機銃等を用いて爆破処分した場合には、その航空機自体も危険に晒されるからである。

本発明は上述した従来技術の問題点を解決するもので、自己の位置や高度に応じて機雷等の爆破影響範囲を迅速に算出して表示することができる危険領域表示システムを提供することを課題とする。

本発明に係る危険領域表示システムは、上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、自己の位置情報を収集する位置情報収集手段と、自己の高度情報を収集する高度情報収集手段と、設置されている爆発物に対する探知情報を収集する探知情報収集手段と、前記探知情報収集手段により収集された前記爆発物に対する探知情報と爆発物の特性を示す爆発物特性データとに基づいて前記爆発物による爆破の影響が及ぶ爆破影響範囲を算出する爆破影響範囲算出手段と、前記位置情報収集手段により収集された自己の位置情報と前記爆破影響範囲算出手段により算出された爆破影響範囲とを表示する表示手段と、前記高度情報収集手段により収集された自己の高度情報に応じて前記表示手段に表示すべき爆破影響範囲を制御する表示制御手段とを備えることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１において、前記爆発物特性データを記憶する記憶手段を備えることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２において、前記探知情報収集手段により収集された前記爆発物に対する探知情報と前記爆発物特性データとに基づいて前記爆発物による爆破影響範囲のバラツキ範囲を算出するバラツキ範囲算出手段を備え、前記表示手段は、さらに前記バラツキ範囲算出手段により算出されたバラツキ範囲を表示し、前記表示制御手段は、前記高度情報収集手段により収集された自己の高度情報に応じて前記表示手段に表示すべきバラツキ範囲を制御することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３において、前記爆発物による爆破影響範囲のバラツキ範囲に影響を与える補正情報を収集する補正情報収集手段を備え、前記バラツキ範囲算出手段は、さらに前記補正情報収集手段により収集された補正情報に基づき前記爆発物による爆破影響範囲のバラツキ範囲を算出することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項において、前記表示制御手段は、前記位置情報収集手段により収集された自己の位置情報に基づき自己の位置が前記爆破影響範囲内であるか否かを判断するとともに、自己の位置が前記爆破影響範囲内である場合に、前記表示手段に表示すべき警告表示を制御することを特徴とする。

本発明の請求項１記載の発明によれば、自己の位置情報と爆破影響範囲算出手段により算出された爆破影響範囲とが表示されるので、操作人は、自己の位置が安全圏であるか否かを視覚的に判断することができる。

また、自己の高度情報に応じて爆破影響範囲の表示が制御されるので、高度を変えた場合にも常に迅速に自己の位置と爆破影響範囲との関係を知ることができる。

本発明の請求項２記載の発明によれば、爆発物特性データを記憶する記憶手段を備えているので、様々な爆発物に対する爆発物特性データを記憶しておくことができるとともに、外部から新しいデータに更新することもできる。

本発明の請求項３記載の発明によれば、バラツキ範囲算出手段が爆薬の量や設置深度等に基づく爆破影響範囲のバラツキ範囲を算出して表示するので、操作人は、より正確に爆破影響範囲を把握し、安全を図ることができる。

本発明の請求項４記載の発明によれば、補正情報収集手段がさらに潮速等の爆破影響範囲のバラツキ範囲に影響を与える補正情報を収集するので、バラツキ範囲算出手段は、さらに正確にバラツキ範囲を算出することができる。

本発明の請求項５記載の発明によれば、表示制御手段は、自己の位置が爆破影響範囲内である場合には、警告を表示するので、操作人は、より迅速に危険を察知し回避することができる。

以下、本発明の危険領域表示システムの実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施例１の危険領域表示システムの構成を示すブロック図である。まず、本実施の形態の構成を説明する。本実施例の危険領域表示システムは、図１に示すように、位置情報収集部１０、高度情報収集部１２、機雷情報収集部１４、外部入力装置１５、爆破影響範囲算出部１６、機雷情報ＤＢ（データベース）１７、バラツキ範囲算出部１８、補正情報収集部２０、表示制御部２２、及び表示部２４により構成される。また、本実施例において、当該危険領域表示システムは、航空機に備えられているものを想定している。さらに、本実施例において爆発物とは、機雷を想定しているが、地雷であったとしても同様の発明を実現することができる。

位置情報収集部１０は、本発明の位置情報収集手段に対応し、自己の位置情報を収集する。ここで、自己の位置情報とは、主に緯度及び経度を指す。したがって、位置情報収集部１０は、１例としてＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）である。位置情報収集部１０は、収集した位置情報を表示制御部２２に出力する。

高度情報収集部１２は、本発明の高度情報収集手段に対応し、自己の高度情報を収集する。高度情報収集部１２は、一般に航空機等で用いられている気圧に基づいて高度を計測する高度計を用いてもよいし、ＧＰＳを用いてもよい。高度情報収集部１２は、収集した高度情報を表示制御部２２に出力する。

機雷情報収集部１４は、本発明の探知情報収集手段に対応し、海上又は海中に設置されている機雷に対する探知情報を収集する。機雷情報収集部１４は、例えば機雷探知機であり、機雷の位置や、設置深度、機雷の大きさ、機雷の種類等の探知情報を収集する。なお、自動的に探知することができない情報については、操作人が、ソナーや目視等により確認した情報を外部入力装置１５により機雷情報収集部１４に入力することができる。また、機雷情報収集部１４は、様々な爆発物に対する爆発物特性データを記憶する機雷情報ＤＢ１７から探知した機雷に関する情報を取得して、探知情報を補完することができる。

外部入力装置１５は、上述したように、必要に応じて操作人が操作することにより、機雷情報収集部１４に探知した機雷に関する情報を入力することができる。また、外部入力装置１５は、後述する機雷情報ＤＢ１７に爆発物特性データとして新たな機雷情報を入力することができる。

爆破影響範囲算出部１６は、本発明の爆破影響範囲算出手段に対応し、機雷情報収集部１４により収集された機雷等の爆発物に対する探知情報と、爆発物の特性を示す爆発物特性データとに基づいて爆発物による爆破の影響が及ぶ爆破影響範囲を算出する。爆破影響範囲算出部１６は、例えばＣＰＵである。ここで、爆破影響範囲の定義はどのようなものであってもよいが、少なくとも航空機等が危険に晒される範囲は爆破影響範囲である。爆破影響範囲算出部１６は、爆発物特性データを機雷情報ＤＢ１７から取得する。

具体的には、爆破影響範囲算出部１６は、機雷情報収集部１４により収集された機雷の位置や、設置深度、機雷の大きさ、機雷の種類等の探知情報を取得する。さらに、爆破影響範囲算出部１６は、機雷情報ＤＢ１７から、探知した爆発物に対する爆発物特性データを取得し、より正確な爆破影響範囲を算出することができる。爆発物特性データは、例えば爆薬の量等が考えられる。

機雷情報ＤＢ１７は、本発明の記憶手段に対応し、様々な種類の機雷等の爆発物の特性を示す爆発物特性データを記憶する。機雷情報収集部１４、爆破影響範囲算出部１６、及び後述するバラツキ範囲算出部は、必要に応じて機雷情報ＤＢ１７から爆発物特性データを取得することができる。爆発物特性データは、爆発物に対する様々な特性データであり、どのようなデータであってもよい。例えば、機雷の種類、大きさ毎に爆薬量のデータを記憶したものであってもよい。また、個々の機雷に対する爆薬量の個体差や、設置深度等に基づく爆破影響範囲をデータベース化したものであってもよい。また、上述したように、操作人は、外部入力装置１５により、機雷情報ＤＢ１７に最新の爆発物特性データを入力することができる。

バラツキ範囲算出部１８は、本発明のバラツキ範囲算出手段に対応し、機雷情報収集部１４により収集された機雷等の爆発物に対する探知情報と、機雷情報ＤＢ１７により記憶された爆発物特性データとに基づいて、爆発物による爆破影響範囲のバラツキ範囲を算出する。バラツキ範囲算出部１８は、例えば、爆破影響範囲算出部１６と同様にＣＰＵ内に構成される。具体的には、バラツキ範囲算出部１８は、例えば機雷情報収集部１４により収集された設置深度や機雷の種類・大きさ等の探知情報に基づき、考えられる最大の爆破影響範囲を算出する。機雷の種類が同じであっても個体差に基づいて爆破影響範囲にバラツキが出る可能性や設置深度に基づいて爆破影響範囲にバラツキが出る可能性が考えられるからである。また、バラツキ範囲算出部１８は、機雷情報ＤＢ１７から、爆薬の量等の爆発物特性データを取得し、より正確なバラツキ範囲を算出することができる。個体差に基づく爆薬の量の違いから、爆破影響範囲にバラツキが出る可能性があるからである。

補正情報収集部２０は、本発明の補正情報収集手段に対応し、機雷等の爆発物による爆破影響範囲のバラツキ範囲に影響を与える補正情報を収集する。ここで、バラツキ範囲に影響を与える補正情報とは、例えば潮速が考えられる。穏やかな海上に設置された機雷と、潮速が速い海上に設置された機雷とでは、同一の機雷を設置したとしても、爆破影響範囲にバラツキが出ると考えられるからである。したがって、補正情報収集部２０は、例えば超音波潮流計である。補正情報収集部２０は、収集した潮速等の補正情報をバラツキ範囲算出部１８に出力する。

バラツキ範囲算出部１８は、さらに補正情報収集部２０により収集された潮速等の補正情報に基づき、爆発物による爆破影響範囲のバラツキ範囲を算出する。したがって、バラツキ範囲算出部１８は、より正確にバラツキ範囲を算出することができる。

表示制御部２２は、本発明の表示制御手段に対応し、高度情報収集部１２により収集された自己の高度情報に応じて表示部２４に表示すべき爆破影響範囲及びバラツキ範囲を制御する。その際、表示制御部２２は、爆破影響範囲算出部１６及びバラツキ範囲算出部１８から、それぞれ爆破影響範囲とバラツキ範囲の算出結果を取得する。表示制御部２２は、爆破影響範囲算出部１６やバラツキ範囲算出部１８と同様にＣＰＵ内に構成することができる。

爆破影響範囲及びバラツキ範囲は、半球状であるため、自己の高度において影響が及ぶ範囲は異なる。例えば、爆破の影響が全く及ばないほど高い高度にいる場合には、表示部２４には、爆破影響範囲は表示されない。したがって、表示制御部２２は、自己の高度情報に応じて表示部２４に表示される爆破影響範囲及びバラツキ範囲の表示を更新する。

また表示制御部２２は、位置情報収集部１０により収集された自己の位置情報に基づき、表示部２４に自己の位置、爆破影響範囲、及びバラツキ範囲の位置関係がわかるように表示する。

さらに表示制御部２２は、位置情報収集部１０により収集された自己の位置情報に基づき自己の位置が爆破影響範囲内であるか否かを判断するとともに、自己の位置が爆破影響範囲内である場合に、表示部２４に表示すべき警告表示を制御する。例えば、自己の位置が爆破影響範囲内である場合に、表示制御部２２は、表示部２４の右下に自己の位置が危険領域内である旨の警告表示を行う。このときに警告音を鳴らしてもよい。また、バラツキ範囲内である場合に警告表示を行ってもよい。

また表示制御部２２は、機雷情報収集部１４により収集された機雷等の爆発物に対する探知情報を取得し、探知情報に基づいた機雷諸元情報を表示部２４に左上に表示する。この機雷諸元情報は、例えば探知した機雷の大きさ（等級）、種類、推定影響範囲（何ｍであるか）等である。

表示部２４は、本発明の表示手段に対応し、上述したように、自己の位置と爆破影響範囲算出部１６により算出された爆破影響範囲とバラツキ範囲算出部１８により算出されたバラツキ範囲とを表示する。また表示部２４は、必要に応じて機雷諸元情報や警告表示を表示する。

次に、上述のように構成された本実施の形態の作用を説明する。図２は、本実施例の形態の危険領域表示システムの動作を示すフローチャート図である。まず、機雷情報収集部１４が設置されている機雷等の爆発物に対する探知情報を爆破影響範囲算出部１６、バラツキ範囲算出部１８、及び表示制御部２２に出力する（ステップＳ１０１）。この際、操作人が、ソナーや目視等により確認した情報を外部入力装置１５により機雷情報収集部１４に入力することもできる。入力された情報は、機雷情報収集部１４を介して爆破影響範囲算出部１６、バラツキ範囲算出部１８、及び表示制御部２２に出力される。

次に、爆破影響範囲算出部１６は、機雷情報収集部１４により収集された機雷等の爆発物に対する探知情報と、機雷情報ＤＢ１７により記憶された爆発物特性データとに基づいて爆発物による爆破の影響が及ぶ爆破影響範囲を算出する（ステップＳ１０３）。爆破影響範囲算出部１６は、機雷の位置や、設置深度、機雷の大きさ、機雷の種類等の探知情報や爆薬の量等の爆発物特性データに応じて爆破影響範囲を算出する。算出結果は、表示制御部２２に出力される。

次に、バラツキ範囲算出部１８は、機雷情報収集部１４により収集された機雷等の爆発物に対する探知情報と、機雷情報ＤＢ１７により記憶された爆発物特性データとに基づいて、爆発物による爆破影響範囲のバラツキ範囲を算出する（ステップＳ１０５）。バラツキ範囲算出部１８は、例えば機雷情報収集部１４により収集された設置深度、機雷の種類・大きさ等の探知情報や補正情報収集部２０により収集された潮速等の補正情報に基づき、考えられる最大の爆破影響範囲を算出する。算出結果は、表示制御部２２に出力される。

次に、表示制御部２２は、高度情報収集部１２により収集された自己の高度情報に応じて表示部２４に表示すべき爆破影響範囲及びバラツキ範囲の表示データを生成して、表示部２４に出力する（ステップＳ１０７）。この際、表示制御部２２は、位置情報収集部１０により収集された自己の位置情報に基づき自己の位置が爆破影響範囲内であるか否かを判断するとともに、自己の位置が爆破影響範囲内である場合に、表示部２４に警告表示を表示する。

最後に、表示部２４は、表示制御部２２により入力された表示データに基づき自己の位置と爆破影響範囲算出部１６により算出された爆破影響範囲とバラツキ範囲算出部１８により算出されたバラツキ範囲とを表示して、操作人（オペレータ）に知らせる（ステップＳ１０９）。また表示部２４は、必要に応じて機雷諸元情報や警告表示を表示する。

ここで、図３乃至図５を用いて、実際に表示部２４に表示される表示画面について説明する。図３は、爆破影響範囲及びバラツキ範囲を説明する図である。図３に示すように、機雷４０は、海５０の海上に設置されている。この場合の爆破影響範囲及びバラツキ範囲を示すのが、爆破影響範囲ＲＡ１及びバラツキ範囲ＲＡ２である。爆破影響範囲ＲＡ１及びバラツキ範囲ＲＡ２は、半球状に表されている。

航空機３０は、高度Ｈ１の高さにいる場合、爆破影響範囲ＲＡ１及びバラツキ範囲ＲＡ２から離れた位置にいるため安全である。しかし、航空機３０´は、航空機３０と緯度及び経度において同じ位置にいるが、高度Ｈ１よりも低い高度Ｈ２の高さにいる。そのため航空機３０´は、半球状の爆破影響範囲ＲＡ１及びバラツキ範囲ＲＡ２に近い位置にいる。この位置関係を操作人にわかりやすく示すため、表示部２４は、上空から見た位置関係を表示する。

図４は、表示部２４に表示する表示例を示す図である。図４は、図３に示す高度Ｈ１の航空機３０が搭載する危険領域表示システムの表示例である。表示部２４は、上空から見た位置関係を示す。航空機３０と機雷４０の位置は、それぞれ航空機シンボル３２と機雷シンボル４２で示されている。また高度Ｈ１に対応する爆破影響範囲とバラツキ範囲は、それぞれ爆破影響範囲ＲＡ１´及びバラツキ範囲ＲＡ２´で示されている。さらに、表示部２４は、機雷情報収集部により入力された探知情報に基づき、機雷諸元情報表示部６０に機雷諸元情報を表示する。また、表示部２４は、必要に応じて警告表示部７０に警告を表示する。例えば、航空機シンボル３２が爆破影響範囲ＲＡ１´内に位置する場合に警告を表示してもよいし、バラツキ範囲ＲＡ２´内に位置する場合に警告を表示してもよい。

図４においては、航空機３０の高度Ｈ１が高いため、航空機シンボル３２は、爆破影響範囲ＲＡ１´及びバラツキ範囲ＲＡ２´から離れた位置に表示されている。

図５は、図４と同様に表示部２４に表示する表示例を示す図である。ただし図５は、図３に示す高度Ｈ２の航空機３０´が搭載する危険領域表示システムの表示例である。航空機３０´と機雷４０の位置は、それぞれ航空機シンボル３２´と機雷シンボル４２´で示されている。また高度Ｈ２に対応する爆破影響範囲とバラツキ範囲は、それぞれ爆破影響範囲ＲＡ１″及びバラツキ範囲ＲＡ２″で示されている。さらに、表示部２４は、機雷情報収集部により入力された探知情報に基づき、機雷諸元情報表示部６０´に機雷諸元情報を表示する。また、表示部２４は、必要に応じて警告表示部７０´に警告を表示する。

図５においては、航空機３０´の高度Ｈ２が低いため、航空機シンボル３２´は、爆破影響範囲ＲＡ１″及びバラツキ範囲ＲＡ２″に近い位置に表示されている。

上述のとおり、本発明の実施例１の形態に係る危険領域表示システムによれば、自己の位置情報と爆破影響範囲算出部１６により算出された爆破影響範囲とが表示されるので、操作人は、自己の位置が安全圏であるか否かを視覚的に判断することができる。

さらに、爆発物特性データを記憶する機雷情報ＤＢ１７を備えているので、様々な爆発物に対する爆発物特性データを記憶しておくことができるとともに、外部入力装置１５を用いて新しいデータに更新することもできる。

また、バラツキ範囲算出部１８が爆薬の量や設置深度等に基づく爆破影響範囲のバラツキ範囲を算出して表示するので、操作人は、より正確に爆破影響範囲を把握し、安全を図ることができる。

さらに、補正情報収集部２０が潮速等の爆破影響範囲のバラツキ範囲に影響を与える補正情報を収集するので、バラツキ範囲算出部１８は、さらに正確にバラツキ範囲を算出することができる。

また、表示制御部２２は、自己の位置が爆破影響範囲内である場合には、警告を表示するので、操作人は、より迅速に危険を察知し回避することができる。

本発明に係る危険領域表示システムは、航空掃海を行うヘリコプター等の航空機に搭載され、機雷等の爆発物に対する爆破影響範囲を表示する危険領域表示システムに利用可能である。

本発明の実施例１の形態の危険領域表示システムの構成を示すブロック図である。本発明の実施例１の形態の危険領域表示システムの動作を示すフローチャート図である。機雷の爆破影響範囲及びバラツキ範囲を説明する図である。本発明の実施例１の形態の危険領域表示システムにおける表示例を示す図である。本発明の実施例１の形態の危険領域表示システムにおける表示例を示す図である。

符号の説明

Ｈ１、Ｈ２高度
ＲＡ１、ＲＡ１´、ＲＡ１″ 爆破影響範囲
ＲＡ２、ＲＡ２´、ＲＡ２″ バラツキ範囲
１０位置情報収集部
１２高度情報収集部
１４機雷情報収集部
１５外部入力装置
１６爆破影響範囲算出部
１７機雷情報ＤＢ
１８バラツキ範囲算出部
２０補正情報収集部
２２表示制御部
２４表示部
３０、３０´ 航空機
３２、３２´ 航空機シンボル
４０機雷
４２、４２´ 機雷シンボル
５０海
６０、６０´ 機雷諸元情報表示部
７０、７０´ 警告表示部

Claims

自己の位置情報を収集する位置情報収集手段と、
自己の高度情報を収集する高度情報収集手段と、
設置されている爆発物に対する探知情報を収集する探知情報収集手段と、
前記探知情報収集手段により収集された前記爆発物に対する探知情報と爆発物の特性を示す爆発物特性データとに基づいて前記爆発物による爆破の影響が及ぶ爆破影響範囲を算出する爆破影響範囲算出手段と、
前記位置情報収集手段により収集された自己の位置情報と前記爆破影響範囲算出手段により算出された爆破影響範囲とを表示する表示手段と、
前記高度情報収集手段により収集された自己の高度情報に応じて前記表示手段に表示すべき爆破影響範囲を制御する表示制御手段と、
を備えることを特徴とする危険領域表示システム。
前記爆発物特性データを記憶する記憶手段を備えることを特徴とする請求項１記載の危険領域表示システム。
前記探知情報収集手段により収集された前記爆発物に対する探知情報と前記爆発物特性データとに基づいて前記爆発物による爆破影響範囲のバラツキ範囲を算出するバラツキ範囲算出手段を備え、
前記表示手段は、さらに前記バラツキ範囲算出手段により算出されたバラツキ範囲を表示し、
前記表示制御手段は、前記高度情報収集手段により収集された自己の高度情報に応じて前記表示手段に表示すべきバラツキ範囲を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の危険領域表示システム。
前記爆発物による爆破影響範囲のバラツキ範囲に影響を与える補正情報を収集する補正情報収集手段を備え、
前記バラツキ範囲算出手段は、さらに前記補正情報収集手段により収集された補正情報に基づき前記爆発物による爆破影響範囲のバラツキ範囲を算出することを特徴とする請求項３記載の危険領域表示システム。
前記表示制御手段は、前記位置情報収集手段により収集された自己の位置情報に基づき自己の位置が前記爆破影響範囲内であるか否かを判断するとともに、自己の位置が前記爆破影響範囲内である場合に、前記表示手段に表示すべき警告表示を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の危険領域表示システム。