JP6200539B1 - 偵察位置算出装置、偵察位置算出方法及び偵察位置算出プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】偵察を行う航空機の適切な偵察位置を算出する。【解決手段】航空機１０は、所定の偵察対象エリアＲＡを偵察するための偵察位置ＳＰを算出するものであり、少なくとも偵察対象エリアＲＡを含む地図データ１５５を記憶した記憶部１５と、制御部１８とを備える。制御部１８は、記憶部１５に記憶された地図データ１５５を水平面内で格子状の複数のセルＣに分割し、複数のセルＣのうち、少なくとも偵察対象エリアＲＡに含まれる偵察対象セルＲＣを除く複数の候補セルＣａそれぞれについて、自機からの見易さ及び偵察対象からの見難さを定量化したＬＯＳスコアＰを算出し、当該ＬＯＳスコアＰに基づいて偵察位置ＳＰを設定する。【選択図】図１
Description
本発明は、所定の偵察対象エリアを偵察するための航空機の偵察位置を算出する技術に関する。
偵察を任務とするヘリコプターなどの航空機においては、その偵察位置を刻々と変化する状況に迅速に対応させなければならない。
この偵察位置の設定には、極めて高度な判断が要求されるうえに、適切に設定できなければ任務遂行に大きな影響を及ぼす可能性がある。それにも関わらず、従来の偵察位置設定はパイロットが経験や勘に基づいて判断するものとされており、パイロットの大きな負担となっていた。
この偵察位置の設定には、極めて高度な判断が要求されるうえに、適切に設定できなければ任務遂行に大きな影響を及ぼす可能性がある。それにも関わらず、従来の偵察位置設定はパイロットが経験や勘に基づいて判断するものとされており、パイロットの大きな負担となっていた。
しかし、この種の技術に関しては、例えば撮影画像を解析して偵察対象地区の地形情報を取得するものなどは提案されているが（例えば、特許文献１，２参照）、適切な偵察位置を設定できるものは提案されてきていない。
本発明の目的は、偵察を行う航空機の適切な偵察位置を算出することである。
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、所定の偵察対象エリアを偵察するための航空機の偵察位置を算出する偵察位置算出装置であって、
少なくとも前記偵察対象エリアを含む地図情報を記憶した記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された地図情報を、水平面内で格子状の複数のセルに分割するセル分割手段と、
前記複数のセルのうち、少なくとも前記偵察対象エリアに含まれる偵察対象セルを除く複数の候補セルそれぞれについて、自機からの見易さ及び偵察対象からの見難さを定量化した点数を算出する点数算出手段と、
前記点数算出手段で算出された前記複数の候補セルの各点数に基づいて、前記偵察位置を設定する偵察位置設定手段と、
を備えることを特徴とする。
少なくとも前記偵察対象エリアを含む地図情報を記憶した記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された地図情報を、水平面内で格子状の複数のセルに分割するセル分割手段と、
前記複数のセルのうち、少なくとも前記偵察対象エリアに含まれる偵察対象セルを除く複数の候補セルそれぞれについて、自機からの見易さ及び偵察対象からの見難さを定量化した点数を算出する点数算出手段と、
前記点数算出手段で算出された前記複数の候補セルの各点数に基づいて、前記偵察位置を設定する偵察位置設定手段と、
を備えることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の偵察位置算出装置において、
前記点数算出手段は、複数の前記偵察対象セルそれぞれに対する前記複数の候補セルの各点数を算出するとともに、前記複数の候補セルそれぞれにおける全ての当該点数を加算した総点数を算出し、
前記偵察位置設定手段は、前記複数の候補セルの各総点数に基づいて、前記偵察位置を設定することを特徴とする。
前記点数算出手段は、複数の前記偵察対象セルそれぞれに対する前記複数の候補セルの各点数を算出するとともに、前記複数の候補セルそれぞれにおける全ての当該点数を加算した総点数を算出し、
前記偵察位置設定手段は、前記複数の候補セルの各総点数に基づいて、前記偵察位置を設定することを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の偵察位置算出装置において、
前記偵察位置設定手段により設定された一の偵察位置から全ての前記偵察対象セルを偵察できるか否かを判定する判定手段を備え、
前記点数算出手段は、前記一の偵察位置からは全ての前記偵察対象セルを偵察できないと前記判定手段により判定された場合に、全ての前記偵察対象セルのうち前記一の偵察位置から偵察可能なものを除いた第二の偵察対象セルに対する前記候補セルの前記総点数を算出し、
前記偵察位置設定手段は、当該総点数に基づいて、前記第二の偵察対象セルを偵察可能な第二の偵察位置を設定することを特徴とする。
前記偵察位置設定手段により設定された一の偵察位置から全ての前記偵察対象セルを偵察できるか否かを判定する判定手段を備え、
前記点数算出手段は、前記一の偵察位置からは全ての前記偵察対象セルを偵察できないと前記判定手段により判定された場合に、全ての前記偵察対象セルのうち前記一の偵察位置から偵察可能なものを除いた第二の偵察対象セルに対する前記候補セルの前記総点数を算出し、
前記偵察位置設定手段は、当該総点数に基づいて、前記第二の偵察対象セルを偵察可能な第二の偵察位置を設定することを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の偵察位置算出装置において、
前記点数算出手段は、一の偵察対象セルを中心とし偵察最大距離を半径とする円の内側に含まれるセルであって、前記偵察対象エリアを含む偵察禁止エリアに含まれないセルを、当該一の偵察対象セルに対する前記候補セルとすることを特徴とする。
前記点数算出手段は、一の偵察対象セルを中心とし偵察最大距離を半径とする円の内側に含まれるセルであって、前記偵察対象エリアを含む偵察禁止エリアに含まれないセルを、当該一の偵察対象セルに対する前記候補セルとすることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の偵察位置算出装置において、
前記記憶手段は、前記複数の候補セルそれぞれの前記偵察位置としての適性を定量評価するための評価テーブルを予め記憶しており、
前記点数算出手段は、前記記憶手段に記憶された前記評価テーブルに基づいて、前記複数の候補セルの各点数を算出することを特徴とする。
前記記憶手段は、前記複数の候補セルそれぞれの前記偵察位置としての適性を定量評価するための評価テーブルを予め記憶しており、
前記点数算出手段は、前記記憶手段に記憶された前記評価テーブルに基づいて、前記複数の候補セルの各点数を算出することを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の偵察位置算出装置において、
前記点数算出手段は、
自機からの見易さを定量化した点数として、前記航空機の周辺視野角、俯角、土地の開け度合いを点数化したものと、
偵察対象からの見難さを定量化した点数として、前記航空機が偵察対象から視認されたときの背景、前記候補セルと前記偵察対象セルとの水平距離を点数化したものと、
を前記記憶手段に記憶された前記評価テーブルに基づいてそれぞれ算出することを特徴とする。
前記点数算出手段は、
自機からの見易さを定量化した点数として、前記航空機の周辺視野角、俯角、土地の開け度合いを点数化したものと、
偵察対象からの見難さを定量化した点数として、前記航空機が偵察対象から視認されたときの背景、前記候補セルと前記偵察対象セルとの水平距離を点数化したものと、
を前記記憶手段に記憶された前記評価テーブルに基づいてそれぞれ算出することを特徴とする。
請求項７及び請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の偵察位置算出装置と同様の特徴を具備する偵察位置算出方法及び偵察位置算出プログラムである。
本発明によれば、地図情報を水平面内で分割した複数のセルのうち、少なくとも偵察対象エリアに含まれる偵察対象セルを除く複数の候補セルそれぞれについて、自機からの見易さ及び偵察対象からの見難さを定量化した点数が算出された後に、この複数の候補セルの各点数に基づいて偵察位置が設定される。
これにより、パイロットの経験や勘に基づいて偵察位置が選定されていた従来と異なり、各地点（セル）の偵察位置としての適性を、自機からの見易さ及び偵察対象からの見難さの点で定量評価することによって、当該偵察位置を設定することができる。
したがって、パイロットの経験や勘に頼ることなく、適切な偵察位置を算出することができる。ひいては、差し迫った状況においても適切な偵察位置を瞬時に設定することができ、任務達成の確度を向上させることができる。
これにより、パイロットの経験や勘に基づいて偵察位置が選定されていた従来と異なり、各地点（セル）の偵察位置としての適性を、自機からの見易さ及び偵察対象からの見難さの点で定量評価することによって、当該偵察位置を設定することができる。
したがって、パイロットの経験や勘に頼ることなく、適切な偵察位置を算出することができる。ひいては、差し迫った状況においても適切な偵察位置を瞬時に設定することができ、任務達成の確度を向上させることができる。
以下、本発明に係る偵察位置算出装置を航空機１０に適用した場合の実施形態について、図面を参照して説明する。
［構成］
まず、本実施形態における航空機１０の構成について説明する。
図１は、航空機１０の概略構成を示すブロック図である。
まず、本実施形態における航空機１０の構成について説明する。
図１は、航空機１０の概略構成を示すブロック図である。
航空機１０は、本実施形態においては回転翼機（ヘリコプター）であり、所定の偵察対象エリアＲＡ（図５等参照）に対する偵察（または索敵）任務を担うものである。
具体的には、図１に示すように、航空機１０は、飛行機構１１と、操作部１２と、表示部１３と、センサ部１４と、記憶部１５と、制御部１８等とを備えている。
具体的には、図１に示すように、航空機１０は、飛行機構１１と、操作部１２と、表示部１３と、センサ部１４と、記憶部１５と、制御部１８等とを備えている。
飛行機構１１は、航空機１０を飛行させるための機構であり、主に、飛行に必要な揚力を発生させる回転翼（メインローター）と、推進力を発生させる内燃機関（例えばジェットエンジン）とで構成されている。
操作部１２は、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。
表示部１３は、図示しないディスプレイを備えており、制御部１８から入力される表示信号に基づいて各種情報をディスプレイに表示する。
操作部１２は、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。
表示部１３は、図示しないディスプレイを備えており、制御部１８から入力される表示信号に基づいて各種情報をディスプレイに表示する。
センサ部１４は、索敵センサを含む各種センサを備えており、当該各種センサにより、偵察（索敵）対象の存在やその位置、航空機１０の自機位置（経度、緯度、高度を含む）等の各種情報を取得する。
なお、以下の説明では、特に断りのない限り、索敵センサによる偵察対象の捕捉も「視認」との記載の意味に含まれるものとする。
なお、以下の説明では、特に断りのない限り、索敵センサによる偵察対象の捕捉も「視認」との記載の意味に含まれるものとする。
記憶部１５は、航空機１０の各種機能を実現するためのプログラムやデータを記憶するとともに、作業領域としても機能するメモリである。本実施形態においては、記憶部１５は、偵察位置算出プログラム１５０と、地図データ１５５と、第一評価テーブル１５６ａ〜第六評価テーブル１５６ｆ等とを記憶している。
偵察位置算出プログラム１５０は、後述の偵察位置算出処理（図４参照）を制御部１８に実行させるためのプログラムである。
地図データ１５５は、山や河川などの地形情報に加え、道路や鉄道，建造物，田畑などの土地の利用状態に関する情報も含めた総合的な地理情報を有するものである。また、この地図データ１５５は、任務に関わる地域範囲のもの、つまり、後述の偵察対象エリアＲＡとその周辺の所定範囲とを含むものであればよい。
第一評価テーブル１５６ａ〜第六評価テーブル１５６ｆは、後述するように、偵察位置算出処理において、各地点（後述のセルＣ）の偵察位置ＳＰとしての適性を定量評価する際に用いられるものである。
なお、このうち、第一評価テーブル１５６ａ〜第三評価テーブル１５６ｃが、自機からの見易さ（偵察し易さ）を評価するためのものであり、第四評価テーブル１５６ｄ〜第六評価テーブル１５６ｆが、偵察対象からの見難さ（自機の発見され難さ）を評価するためのものである。
なお、このうち、第一評価テーブル１５６ａ〜第三評価テーブル１５６ｃが、自機からの見易さ（偵察し易さ）を評価するためのものであり、第四評価テーブル１５６ｄ〜第六評価テーブル１５６ｆが、偵察対象からの見難さ（自機の発見され難さ）を評価するためのものである。
このうち、第一評価テーブル１５６ａは、後述の「ＦＯＦ（Field Of Fire）適性値」を算出するためのものである。この第一評価テーブル１５６ａには、図２（ａ）に示すように、航空機１０（パイロット）が該当セルＣ（後述の候補セルＣａ）から偵察対象セルＲＣ（図５等参照）を視認したときの周辺視野角と、そのときの点数（得点）とが対応付けられている。
第二評価テーブル１５６ｂは、後述の「俯角適性値」を算出するためのものである。この第二評価テーブル１５６ｂには、図２（ｂ）に示すように、該当セルＣにおいて航空機１０が偵察対象セルＲＣを視認したときの機体の俯角と、そのときの点数（得点）とが対応付けられている。
第三評価テーブル１５６ｃは、後述の「地形適性値」を算出するためのものであり、当該第三評価テーブル１５６ｃには、図２（ｃ）に示すように、該当セルＣ（後述の基準セルＣｓ）の地形と、そのときの点数（得点）とが対応付けられている。
第二評価テーブル１５６ｂは、後述の「俯角適性値」を算出するためのものである。この第二評価テーブル１５６ｂには、図２（ｂ）に示すように、該当セルＣにおいて航空機１０が偵察対象セルＲＣを視認したときの機体の俯角と、そのときの点数（得点）とが対応付けられている。
第三評価テーブル１５６ｃは、後述の「地形適性値」を算出するためのものであり、当該第三評価テーブル１５６ｃには、図２（ｃ）に示すように、該当セルＣ（後述の基準セルＣｓ）の地形と、そのときの点数（得点）とが対応付けられている。
第四評価テーブル１５６ｄは、後述の「背景適性値」を算出するためのものである。この第四評価テーブル１５６ｄには、図３（ａ）に示すように、該当セルＣに位置する航空機１０が偵察対象セルＲＣから視認されたときの背景の有無と、そのときの点数（得点）とが対応付けられている。
第五評価テーブル１５６ｅは、後述の「距離適性値Ａ」を算出するためのものであり、当該第五評価テーブル１５６ｅには、図３（ｂ）に示すように、該当セルＣと偵察対象セルＲＣとの水平距離Ｌと、そのときの点数（得点）とが対応付けられている。
第六評価テーブル１５６ｆは、後述の「距離適性値Ｂ」を算出するためのものであり、当該第六評価テーブル１５６ｆには、図３（ｃ）に示すように、該当セルＣと偵察対象セルＲＣとの水平距離Ｌと、そのときの点数（得点）とが対応付けられている。
なお、図２及び図３に示した第一評価テーブル１５６ａ〜第六評価テーブル１５６ｆの内容はあくまで一例であり、当該テーブルの数値その他の内容は図２及び図３のものに限定されない。
第五評価テーブル１５６ｅは、後述の「距離適性値Ａ」を算出するためのものであり、当該第五評価テーブル１５６ｅには、図３（ｂ）に示すように、該当セルＣと偵察対象セルＲＣとの水平距離Ｌと、そのときの点数（得点）とが対応付けられている。
第六評価テーブル１５６ｆは、後述の「距離適性値Ｂ」を算出するためのものであり、当該第六評価テーブル１５６ｆには、図３（ｃ）に示すように、該当セルＣと偵察対象セルＲＣとの水平距離Ｌと、そのときの点数（得点）とが対応付けられている。
なお、図２及び図３に示した第一評価テーブル１５６ａ〜第六評価テーブル１５６ｆの内容はあくまで一例であり、当該テーブルの数値その他の内容は図２及び図３のものに限定されない。
制御部１８は、図１に示すように、航空機１０の各部を中央制御する。具体的に、制御部１８は、操作部１２に対するパイロットの操作に基づいて、飛行機構１１等の動作を制御したり、記憶部１５に記憶されているプログラムの中から指定されたプログラムを展開し、展開されたプログラムと協働して各種処理を実行したりする。
［動作］
続いて、航空機１０が偵察位置算出処理を実行する際の動作について、図４〜図８を参照して説明する。
図４は、偵察位置算出処理の流れを示すフローチャートであり、図５〜図８は、偵察位置算出処理を説明するための図である。
続いて、航空機１０が偵察位置算出処理を実行する際の動作について、図４〜図８を参照して説明する。
図４は、偵察位置算出処理の流れを示すフローチャートであり、図５〜図８は、偵察位置算出処理を説明するための図である。
偵察位置算出処理は、偵察対象エリアＲＡを偵察するための航空機１０の最適な偵察位置ＳＰを算出・設定する処理である。この偵察位置算出処理は、例えばパイロットの操作により当該偵察位置算出処理の実行指示が入力されたときに、制御部１８が記憶部１５から偵察位置算出プログラム１５０を読み出して展開することで実行される。
なお、本実施形態においては、偵察対象エリアＲＡ内に敵が存在しており、当該偵察対象エリアＲＡ内の敵が偵察（索敵）対象であるものとする。
なお、本実施形態においては、偵察対象エリアＲＡ内に敵が存在しており、当該偵察対象エリアＲＡ内の敵が偵察（索敵）対象であるものとする。
図４に示すように、偵察位置算出処理が実行されると、まず制御部１８は、偵察対象エリアＲＡを地図データ１５５上に設定する（ステップＳ１）。
具体的に、制御部１８は、パイロットの操作等により入力された偵察対象エリアＲＡの位置情報に基づいて、記憶部１５から読み出した地図データ１５５上に偵察対象エリアＲＡを設定する（図５（ａ））。
具体的に、制御部１８は、パイロットの操作等により入力された偵察対象エリアＲＡの位置情報に基づいて、記憶部１５から読み出した地図データ１５５上に偵察対象エリアＲＡを設定する（図５（ａ））。
次に、制御部１８は、偵察対象エリアＲＡとその周辺の所定範囲を含む地図データ１５５を、水平面内で格子状の複数のセルＣにセル分割する（ステップＳ２）。ここでは、制御部１８は、例えば、南北及び東西に沿った各分割線によって、５０ｍ四方の複数のセルＣを生成する。
そして、制御部１８は、地図データ１５５上の複数のセルＣから、偵察対象エリアＲＡに一部でも含まれる全てのセルＣを抽出し、偵察対象セルＲＣとして設定する（ステップＳ３）。
そして、制御部１８は、地図データ１５５上の複数のセルＣから、偵察対象エリアＲＡに一部でも含まれる全てのセルＣを抽出し、偵察対象セルＲＣとして設定する（ステップＳ３）。
次に、制御部１８は、偵察対象エリアＲＡの周囲に偵察危険距離Ｄ１を全周に亘って加えた範囲を、偵察位置ＳＰを設定できない偵察禁止エリアＢＡとして設定する（ステップＳ４：図５（ｂ））。
ここで、偵察危険距離Ｄ１とは、偵察対象エリアＲＡの周囲であって、偵察行動が困難な範囲であり、例えば、偵察対象エリアＲＡ内に存在し得る敵の射程距離や、当該敵に対する味方からの攻撃が想定される範囲などである。
また、図示は省略するが、上述の偵察禁止エリアＢＡ以外でも、例えば敵情報等に基づいて、偵察行動が困難な他のエリアの存在が確認できた場合には、当該他のエリアも偵察禁止エリアＢＡに加える。
ここで、偵察危険距離Ｄ１とは、偵察対象エリアＲＡの周囲であって、偵察行動が困難な範囲であり、例えば、偵察対象エリアＲＡ内に存在し得る敵の射程距離や、当該敵に対する味方からの攻撃が想定される範囲などである。
また、図示は省略するが、上述の偵察禁止エリアＢＡ以外でも、例えば敵情報等に基づいて、偵察行動が困難な他のエリアの存在が確認できた場合には、当該他のエリアも偵察禁止エリアＢＡに加える。
次に、制御部１８は、複数の偵察対象セルＲＣのなかから任意のものを選択し、これを基準セルＣｓとして設定する（ステップＳ５）。
次に、制御部１８は、基準セルＣｓを中心とし偵察最大距離Ｄ２を半径とする円の内側を、偵察位置探索エリアＴＡとして設定する（ステップＳ６）。
ここで、偵察最大距離Ｄ２とは、索敵センサによって索敵可能な最大の距離である。また、目視で偵察する場合には、目視で視認可能な最大距離である。
ここで、偵察最大距離Ｄ２とは、索敵センサによって索敵可能な最大の距離である。また、目視で偵察する場合には、目視で視認可能な最大距離である。
次に、制御部１８は、偵察位置探索エリアＴＡに一部でも含まれるセルＣのうち、偵察禁止エリアＢＡに含まれないセルＣ（以下、「候補セルＣａ」という。）の全てについて、基準セルＣｓに対するＬＯＳ（Line of Sight）スコアＰをそれぞれ算出する（ステップＳ７：図５（ｃ））。
ＬＯＳスコアＰとは、或る候補セルＣａから基準セルＣｓを偵察する場合における当該候補セルＣａの偵察位置ＳＰとしての適性を、「自機からの見易さ」と「偵察対象からの見難さ」の観点から定量評価したものであり、値が高いほど偵察位置ＳＰとしての適性が高いことを意味する。
ＬＯＳスコアＰとは、或る候補セルＣａから基準セルＣｓを偵察する場合における当該候補セルＣａの偵察位置ＳＰとしての適性を、「自機からの見易さ」と「偵察対象からの見難さ」の観点から定量評価したものであり、値が高いほど偵察位置ＳＰとしての適性が高いことを意味する。
具体的に、このステップＳ７では、制御部１８は、基準セルＣｓに対する各候補セルＣａのＬＯＳスコアＰを、以下の式１を用いて算出する。
Ｐ＝Ｐ１＋Ｐ２ …（式１）
Ｐ＝Ｐ１＋Ｐ２ …（式１）
ここで、Ｐ１は、算出対象の候補セルＣａの「自機からの見易さ（偵察し易さ）」に関する適性を定量化した値であり、以下の式２を用いて算出される。
Ｐ１＝ａ×（ＦＯＦ適性値）＋ｂ×（俯角適性値）＋ｃ×（地形適性値）
…（式２）
式２の右辺中、ａ〜ｃは、所定の係数である。
「ＦＯＦ（Field Of Fire）適性値」とは、該当候補セルＣａでの航空機１０（パイロット）が基準セルＣｓ（の偵察目標）を視認したときの周辺視野角を点数化したものである。この「ＦＯＦ適性値」は、地図データ１５５及び第一評価テーブル１５６ａ（図２（ａ）参照）に基づいて、該当候補セルＣａにおいて確保できる周辺視野角が広いほど（周辺の地形が開けているほど）高得点となるように算出される。
「俯角適性値」とは、該当候補セルＣａでの航空機１０が基準セルＣｓ（の偵察目標）を視認したときの機体の俯角を点数化したものである。この「高度適性値」は、地図データ１５５に基づいて、該当候補セルＣａの航空機１０が基準セルＣｓ（の偵察目標）を視認可能な高度とそのときの機体の俯角を算出したうえで、第二評価テーブル１５６ｂ（図２（ｂ）参照）に基づいて、当該俯角が俯角制限値内である場合に最高得点となり、俯角制限値外である場合には俯角制限内までの高度差が小さいほど高得点となるように算出される。ここで、俯角制限値とは、航空機１０の機体性能や索敵センサの性能等によって定まる値である。
「地形適性値」とは、基準セルＣｓの周囲からの見易さを表すものであって、当該基準セルＣｓの地形をその土地の開け度合いで点数化したものである。この「地形適性値」は、地図データ１５５及び第三評価テーブル１５６ｃ（図２（ｃ）参照）に基づいて、基準セルＣｓの地形が開けた土地であるほど高得点となり、遮蔽物が多い土地であるほど低得点となるように算出される。
Ｐ１＝ａ×（ＦＯＦ適性値）＋ｂ×（俯角適性値）＋ｃ×（地形適性値）
…（式２）
式２の右辺中、ａ〜ｃは、所定の係数である。
「ＦＯＦ（Field Of Fire）適性値」とは、該当候補セルＣａでの航空機１０（パイロット）が基準セルＣｓ（の偵察目標）を視認したときの周辺視野角を点数化したものである。この「ＦＯＦ適性値」は、地図データ１５５及び第一評価テーブル１５６ａ（図２（ａ）参照）に基づいて、該当候補セルＣａにおいて確保できる周辺視野角が広いほど（周辺の地形が開けているほど）高得点となるように算出される。
「俯角適性値」とは、該当候補セルＣａでの航空機１０が基準セルＣｓ（の偵察目標）を視認したときの機体の俯角を点数化したものである。この「高度適性値」は、地図データ１５５に基づいて、該当候補セルＣａの航空機１０が基準セルＣｓ（の偵察目標）を視認可能な高度とそのときの機体の俯角を算出したうえで、第二評価テーブル１５６ｂ（図２（ｂ）参照）に基づいて、当該俯角が俯角制限値内である場合に最高得点となり、俯角制限値外である場合には俯角制限内までの高度差が小さいほど高得点となるように算出される。ここで、俯角制限値とは、航空機１０の機体性能や索敵センサの性能等によって定まる値である。
「地形適性値」とは、基準セルＣｓの周囲からの見易さを表すものであって、当該基準セルＣｓの地形をその土地の開け度合いで点数化したものである。この「地形適性値」は、地図データ１５５及び第三評価テーブル１５６ｃ（図２（ｃ）参照）に基づいて、基準セルＣｓの地形が開けた土地であるほど高得点となり、遮蔽物が多い土地であるほど低得点となるように算出される。
一方、式１中のＰ２は、算出対象の候補セルＣａの「偵察対象からの見難さ（自機の発見され難さ）」に関する適性を定量化した値であり、以下の式３を用いて算出される。
Ｐ２＝ｄ×（背景適性値）＋ｅ×（距離適性値Ａ）＋ｆ×（距離適性値Ｂ）
…（式３）
式３の右辺中、ｄ〜ｆは、所定の係数である。
「背景適性値」とは、該当候補セルＣａから基準セルＣｓ（の偵察目標）を視認したときの航空機１０が、偵察目標から視認された場合の背景を点数化したものである。この「背景適性値」は、第四評価テーブル１５６ｄ（図３（ａ）参照）に基づいて、背景が有る（例えば山肌などの地勢）となる場合に高得点となり、背景が無い（空）となる場合に低得点となるように算出される。
「距離適性値Ａ」とは、偵察対象からの発見され難さという観点から、該当候補セルＣａと基準セルＣｓとの水平距離を点数化したものである。この「距離適性値Ａ」は、第五評価テーブル１５６ｅ（図３（ｂ）参照）に基づいて、水平距離が遠いほど高得点となるように算出される。
「距離適性値Ｂ」とは、偵察対象からの攻撃の回避し易さという観点から、該当候補セルＣａと基準セルＣｓとの水平距離を点数化したものである。この「距離適性値Ｂ」は、第六評価テーブル１５６ｆ（図３（ｃ）参照）に基づいて、水平距離が遠いほど高得点となるように算出される。
Ｐ２＝ｄ×（背景適性値）＋ｅ×（距離適性値Ａ）＋ｆ×（距離適性値Ｂ）
…（式３）
式３の右辺中、ｄ〜ｆは、所定の係数である。
「背景適性値」とは、該当候補セルＣａから基準セルＣｓ（の偵察目標）を視認したときの航空機１０が、偵察目標から視認された場合の背景を点数化したものである。この「背景適性値」は、第四評価テーブル１５６ｄ（図３（ａ）参照）に基づいて、背景が有る（例えば山肌などの地勢）となる場合に高得点となり、背景が無い（空）となる場合に低得点となるように算出される。
「距離適性値Ａ」とは、偵察対象からの発見され難さという観点から、該当候補セルＣａと基準セルＣｓとの水平距離を点数化したものである。この「距離適性値Ａ」は、第五評価テーブル１５６ｅ（図３（ｂ）参照）に基づいて、水平距離が遠いほど高得点となるように算出される。
「距離適性値Ｂ」とは、偵察対象からの攻撃の回避し易さという観点から、該当候補セルＣａと基準セルＣｓとの水平距離を点数化したものである。この「距離適性値Ｂ」は、第六評価テーブル１５６ｆ（図３（ｃ）参照）に基づいて、水平距離が遠いほど高得点となるように算出される。
なお、ＬＯＳスコアＰには、上述したものの他に、偵察目標の進行方向、太陽の位置、風向き、雲底高度などの点数も加味されることが好ましい。
次に、制御部１８は、全ての偵察対象セルＲＣについて、各偵察対象セルＲＣを基準セルＣｓとしてＬＯＳスコアＰが算出されたか否かを判定する（ステップＳ８）。
このステップＳ８において、全ての偵察対象セルＲＣに対するＬＯＳスコアＰが算出されていないと判定した場合（ステップＳ８；Ｎｏ）、制御部１８は、偵察対象セルＲＣのうち未だ基準セルＣｓとして設定されたことのない何れか任意のものに基準セルＣｓを変更し（ステップＳ９）、上述のステップＳ６へ処理を移行する。
これにより、例えば、前回にＬＯＳスコアＰが算出された基準セルＣｓの隣りの偵察対象セルＲＣが新たな基準セルＣｓに設定され、当該新たな基準セルＣｓについて、偵察位置探索エリアＴＡが設定され、ＬＯＳスコアＰが算出される（図６（ａ））。
これにより、例えば、前回にＬＯＳスコアＰが算出された基準セルＣｓの隣りの偵察対象セルＲＣが新たな基準セルＣｓに設定され、当該新たな基準セルＣｓについて、偵察位置探索エリアＴＡが設定され、ＬＯＳスコアＰが算出される（図６（ａ））。
また、ステップＳ８において、全ての偵察対象セルＲＣに対するＬＯＳスコアＰが算出されたと判定した場合（ステップＳ８；Ｙｅｓ）、制御部１８は、各セルＣの総ＬＯＳスコアを算出する（ステップＳ１０）。
具体的に、制御部１８は、少なくとも一度は候補セルＣａとされた全てのセルＣについて、各偵察対象セルＲＣを基準セルＣｓとした場合のＬＯＳスコアＰを全て加算した総ＬＯＳスコアを算出する。
具体的に、制御部１８は、少なくとも一度は候補セルＣａとされた全てのセルＣについて、各偵察対象セルＲＣを基準セルＣｓとした場合のＬＯＳスコアＰを全て加算した総ＬＯＳスコアを算出する。
次に、制御部１８は、最も総ＬＯＳスコアが高いセルＣを、第一偵察位置ＳＰ１として設定する（ステップＳ１１：図６（ｂ））。
そして、全ての偵察対象セルＲＣのうち、第一偵察位置ＳＰ１から偵察可能な（ＬＯＳが取れる）ものを抽出し、これを第一偵察可能セルＳＣ１として設定する（ステップＳ１２）。
ここで、偵察可能であるとは、図６（ｃ）に示すように、偵察最大距離Ｄ２の範囲内において、地形等によって遮蔽されずに視認可能なことであり、図中のハッチング部がその範囲に該当する。
そして、全ての偵察対象セルＲＣのうち、第一偵察位置ＳＰ１から偵察可能な（ＬＯＳが取れる）ものを抽出し、これを第一偵察可能セルＳＣ１として設定する（ステップＳ１２）。
ここで、偵察可能であるとは、図６（ｃ）に示すように、偵察最大距離Ｄ２の範囲内において、地形等によって遮蔽されずに視認可能なことであり、図中のハッチング部がその範囲に該当する。
次に、制御部１８は、第一偵察位置ＳＰ１から全ての偵察対象セルＲＣを偵察できるか否かを判定する（ステップＳ１３）。つまり、このステップでは、第一偵察可能セルＳＣ１が偵察対象セルＲＣと等しくなるか否かが判定される。
このステップＳ１３において、第一偵察位置ＳＰ１から全ての偵察対象セルＲＣを偵察できると判定した場合（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、制御部１８は、第一偵察位置ＳＰ１を偵察位置ＳＰとして設定し、偵察位置設定処理を終了する。
なお、ステップＳ１３では偵察位置の探索回数（すなわち、ステップＳ１３での判定回数）も併せて判定することとし、この回数が予め設定された所定回数に達していた場合には、第一偵察位置ＳＰ１から全ての偵察対象セルＲＣを偵察できるか否かに関わらず、偵察位置設定処理を終了させることとしてもよい。
なお、ステップＳ１３では偵察位置の探索回数（すなわち、ステップＳ１３での判定回数）も併せて判定することとし、この回数が予め設定された所定回数に達していた場合には、第一偵察位置ＳＰ１から全ての偵察対象セルＲＣを偵察できるか否かに関わらず、偵察位置設定処理を終了させることとしてもよい。
また、ステップＳ１３において、第一偵察位置ＳＰ１からは全ての偵察対象セルＲＣを偵察できないと判定した場合（ステップＳ１３；Ｎｏ）、制御部１８は、全ての偵察対象セルＲＣのうち第一偵察可能セルＳＣ１を除いたものを第二偵察対象セルＲＣ２とし、当該第二偵察対象セルＲＣ２に対する各セルＣの総ＬＯＳスコアを算出する（ステップＳ１４：図７（ａ））。
具体的に、制御部１８は、少なくとも一度は候補セルＣａとされた全てのセルＣについて、各第二偵察対象セルＲＣ２を基準セルＣｓとした場合のＬＯＳスコアＰ（上述のステップＳ７で算出済み）を全て加算した総ＬＯＳスコアを算出する。なお、図７（ａ）では、図中の基準セルＣｓに対するものだけでなく、全ての第二偵察対象セルＲＣ２に対する候補セルＣａを図示している。
具体的に、制御部１８は、少なくとも一度は候補セルＣａとされた全てのセルＣについて、各第二偵察対象セルＲＣ２を基準セルＣｓとした場合のＬＯＳスコアＰ（上述のステップＳ７で算出済み）を全て加算した総ＬＯＳスコアを算出する。なお、図７（ａ）では、図中の基準セルＣｓに対するものだけでなく、全ての第二偵察対象セルＲＣ２に対する候補セルＣａを図示している。
次に、制御部１８は、ステップＳ１４で算出した総ＬＯＳスコアが最も高いセルＣを、第二偵察位置ＳＰ２として設定し（ステップＳ１５：図７（ｂ））、上述のステップＳ１２へ処理を移行する。但し、ステップＳ１２への移行後は、偵察位置及び偵察対象セルが直前に設定されたものに置き換えられて順次処理される。
つまり、この後のステップＳ１２では、第二偵察対象セルＲＣ２のうち第二偵察位置ＳＰ２から偵察可能なものが抽出され、これが第二偵察可能セルＳＣ２として設定される。そして、第二偵察位置ＳＰ２から全ての第二偵察対象セルＲＣ２を偵察できるか否かが判定され（ステップＳ１３）、偵察できると判定されれば処理が終了する。また、ここで偵察できないと判定された場合には、上述のステップ１４，１５と同様に、第三偵察対象セルが設定されて、当該三偵察対象セルに対する各セルＣの総ＬＯＳスコアが算出され、当該総ＬＯＳスコアに基づいて第三偵察位置が設定される。
なお、本実施形態では、図７（ｃ）に示すように、偵察対象セルＲＣのうち、第一偵察位置ＳＰ１及び第二偵察位置ＳＰ２の何れからも偵察できないものが、地理的に遮蔽されてどこからも偵察できないセルＣ（偵察不能セルＮＣ）となっている。そのため、第三偵察位置以降の探索が行われるが、この偵察不能セルＮＣを偵察可能な偵察位置を設定できず、偵察位置の探索回数（ステップＳ１３での判定回数）が所定回数に達することで、飛行経路探索処理が終了する。
つまり、この後のステップＳ１２では、第二偵察対象セルＲＣ２のうち第二偵察位置ＳＰ２から偵察可能なものが抽出され、これが第二偵察可能セルＳＣ２として設定される。そして、第二偵察位置ＳＰ２から全ての第二偵察対象セルＲＣ２を偵察できるか否かが判定され（ステップＳ１３）、偵察できると判定されれば処理が終了する。また、ここで偵察できないと判定された場合には、上述のステップ１４，１５と同様に、第三偵察対象セルが設定されて、当該三偵察対象セルに対する各セルＣの総ＬＯＳスコアが算出され、当該総ＬＯＳスコアに基づいて第三偵察位置が設定される。
なお、本実施形態では、図７（ｃ）に示すように、偵察対象セルＲＣのうち、第一偵察位置ＳＰ１及び第二偵察位置ＳＰ２の何れからも偵察できないものが、地理的に遮蔽されてどこからも偵察できないセルＣ（偵察不能セルＮＣ）となっている。そのため、第三偵察位置以降の探索が行われるが、この偵察不能セルＮＣを偵察可能な偵察位置を設定できず、偵察位置の探索回数（ステップＳ１３での判定回数）が所定回数に達することで、飛行経路探索処理が終了する。
こうして、図８（ａ），（ｂ）に示すように、偵察対象セルＲＣのうちの第一偵察可能セルＳＣ１の偵察に適した第一偵察位置ＳＰ１と、第二偵察可能セルＳＣ２の偵察に適した第二偵察位置ＳＰ２との２つの偵察位置ＳＰが設定される。
［効果］
以上のように、本実施形態によれば、地図データ１５５を水平面内で分割した複数のセルＣのうち、少なくとも偵察対象エリアＲＡに含まれる偵察対象セルＲＣを除く複数の候補セルＣａそれぞれについて、自機からの見易さ及び偵察対象からの見難さを定量化したＬＯＳスコアＰが算出された後に、このＬＯＳスコアＰに基づいて偵察位置ＳＰが設定される。
これにより、パイロットの経験や勘に基づいて偵察位置が選定されていた従来と異なり、各地点（セルＣ）の偵察位置ＳＰとしての適性を、自機からの見易さ及び偵察対象からの見難さの点で定量評価することによって、当該偵察位置ＳＰを設定することができる。
したがって、パイロットの経験や勘に頼ることなく、適切な偵察位置ＳＰを算出することができる。ひいては、差し迫った状況においても適切な偵察位置ＳＰを瞬時に設定することができ、任務達成の確度を向上させることができる。
以上のように、本実施形態によれば、地図データ１５５を水平面内で分割した複数のセルＣのうち、少なくとも偵察対象エリアＲＡに含まれる偵察対象セルＲＣを除く複数の候補セルＣａそれぞれについて、自機からの見易さ及び偵察対象からの見難さを定量化したＬＯＳスコアＰが算出された後に、このＬＯＳスコアＰに基づいて偵察位置ＳＰが設定される。
これにより、パイロットの経験や勘に基づいて偵察位置が選定されていた従来と異なり、各地点（セルＣ）の偵察位置ＳＰとしての適性を、自機からの見易さ及び偵察対象からの見難さの点で定量評価することによって、当該偵察位置ＳＰを設定することができる。
したがって、パイロットの経験や勘に頼ることなく、適切な偵察位置ＳＰを算出することができる。ひいては、差し迫った状況においても適切な偵察位置ＳＰを瞬時に設定することができ、任務達成の確度を向上させることができる。
［変形例］
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。
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。
例えば、上記実施形態では、設定された偵察位置ＳＰから全ての偵察対象セルＲＣを偵察可能である場合に偵察位置算出処理を終了させることとしたが、偵察位置ＳＰの設定数が予め入力された数量に達した場合に当該処理を終了させることとしてもよい。これは、例えば偵察を行う機体数だけ偵察位置ＳＰを設定したい場合などに有効である。
また、全セルＣの総ＬＯＳスコアの値が所定の閾値に満たない場合に、偵察可能な地点が無いものとして、偵察位置算出処理を終了させることとしてもよい。
また、全セルＣの総ＬＯＳスコアの値が所定の閾値に満たない場合に、偵察可能な地点が無いものとして、偵察位置算出処理を終了させることとしてもよい。
また、上記実施形態では、本発明に係る偵察位置算出装置を航空機１０に適用（搭載）した場合について説明したが、当該偵察位置算出装置は、例えば航空機と通信可能な地上設備に設けられたものであってもよい。
１０ 航空機
１４ センサ部
１５ 記憶部
１５０ 偵察位置算出プログラム
１５５ 地図データ
１５６ａ 第一評価テーブル
１５６ｂ 第二評価テーブル
１５６ｃ 第三評価テーブル
１５６ｄ 第四評価テーブル
１５６ｅ 第五評価テーブル
１５６ｆ 第六評価テーブル
１８ 制御部
Ｃ セル
Ｃａ 候補セル
Ｃｓ 基準セル
Ｄ１ 偵察危険距離
Ｄ２ 偵察最大距離
ＢＡ 偵察禁止エリア
ＮＣ 偵察不能セル
Ｐ ＬＯＳスコア
ＲＡ 偵察対象エリア
ＲＣ 偵察対象セル
ＲＣ２ 第二偵察対象セル
ＳＣ１ 第一偵察可能セル
ＳＣ２ 第二偵察可能セル
ＳＰ 偵察位置
ＳＰ１ 第一偵察位置
ＳＰ２ 第二偵察位置
ＴＡ 偵察位置探索エリア
１４ センサ部
１５ 記憶部
１５０ 偵察位置算出プログラム
１５５ 地図データ
１５６ａ 第一評価テーブル
１５６ｂ 第二評価テーブル
１５６ｃ 第三評価テーブル
１５６ｄ 第四評価テーブル
１５６ｅ 第五評価テーブル
１５６ｆ 第六評価テーブル
１８ 制御部
Ｃ セル
Ｃａ 候補セル
Ｃｓ 基準セル
Ｄ１ 偵察危険距離
Ｄ２ 偵察最大距離
ＢＡ 偵察禁止エリア
ＮＣ 偵察不能セル
Ｐ ＬＯＳスコア
ＲＡ 偵察対象エリア
ＲＣ 偵察対象セル
ＲＣ２ 第二偵察対象セル
ＳＣ１ 第一偵察可能セル
ＳＣ２ 第二偵察可能セル
ＳＰ 偵察位置
ＳＰ１ 第一偵察位置
ＳＰ２ 第二偵察位置
ＴＡ 偵察位置探索エリア
Claims (8)
- 所定の偵察対象エリアを偵察するための航空機の偵察位置を算出する偵察位置算出装置であって、
少なくとも前記偵察対象エリアを含む地図情報を記憶した記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された地図情報を、水平面内で格子状の複数のセルに分割するセル分割手段と、
前記複数のセルのうち、少なくとも前記偵察対象エリアに含まれる偵察対象セルを除く複数の候補セルそれぞれについて、自機からの見易さ及び偵察対象からの見難さを定量化した点数を算出する点数算出手段と、
前記点数算出手段で算出された前記複数の候補セルの各点数に基づいて、前記偵察位置を設定する偵察位置設定手段と、
を備えることを特徴とする偵察位置算出装置。 - 前記点数算出手段は、複数の前記偵察対象セルそれぞれに対する前記複数の候補セルの各点数を算出するとともに、前記複数の候補セルそれぞれにおける全ての当該点数を加算した総点数を算出し、
前記偵察位置設定手段は、前記複数の候補セルの各総点数に基づいて、前記偵察位置を設定することを特徴とする請求項１に記載の偵察位置算出装置。 - 前記偵察位置設定手段により設定された一の偵察位置から全ての前記偵察対象セルを偵察できるか否かを判定する判定手段を備え、
前記点数算出手段は、前記一の偵察位置からは全ての前記偵察対象セルを偵察できないと前記判定手段により判定された場合に、全ての前記偵察対象セルのうち前記一の偵察位置から偵察可能なものを除いた第二の偵察対象セルに対する前記候補セルの前記総点数を算出し、
前記偵察位置設定手段は、当該総点数に基づいて、前記第二の偵察対象セルを偵察可能な第二の偵察位置を設定することを特徴とする請求項２に記載の偵察位置算出装置。 - 前記点数算出手段は、一の偵察対象セルを中心とし偵察最大距離を半径とする円の内側に含まれるセルであって、前記偵察対象エリアを含む偵察禁止エリアに含まれないセルを、当該一の偵察対象セルに対する前記候補セルとすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の偵察位置算出装置。
- 前記記憶手段は、前記複数の候補セルそれぞれの前記偵察位置としての適性を定量評価するための評価テーブルを予め記憶しており、
前記点数算出手段は、前記記憶手段に記憶された前記評価テーブルに基づいて、前記複数の候補セルの各点数を算出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の偵察位置算出装置。 - 前記点数算出手段は、
自機からの見易さを定量化した点数として、前記航空機の周辺視野角、俯角、土地の開け度合いを点数化したものと、
偵察対象からの見難さを定量化した点数として、前記航空機が偵察対象から視認されたときの背景、前記候補セルと前記偵察対象セルとの水平距離を点数化したものと、
を前記記憶手段に記憶された前記評価テーブルに基づいてそれぞれ算出することを特徴とする請求項５に記載の偵察位置算出装置。 - 所定の偵察対象エリアを偵察するための航空機の偵察位置を算出する偵察位置算出方法であって、
少なくとも前記偵察対象エリアを含む地図情報を記憶した記憶手段を備える偵察位置算出装置が、
前記記憶手段に記憶された地図情報を、水平面内で格子状の複数のセルに分割するセル分割工程と、
前記複数のセルのうち、少なくとも前記偵察対象エリアに含まれる偵察対象セルを除く複数の候補セルそれぞれについて、自機からの見易さ及び偵察対象からの見難さを定量化した点数を算出する点数算出工程と、
前記点数算出工程で算出された前記複数の候補セルの各点数に基づいて、前記偵察位置を設定する偵察位置設定工程と、
を実行することを特徴とする偵察位置算出方法。 - 所定の偵察対象エリアを偵察するための航空機の偵察位置を算出する偵察位置算出プログラムであって、
偵察位置算出装置を、
少なくとも前記偵察対象エリアを含む地図情報を記憶した記憶手段、
前記記憶手段に記憶された地図情報を、水平面内で格子状の複数のセルに分割するセル分割手段、
前記複数のセルのうち、少なくとも前記偵察対象エリアに含まれる偵察対象セルを除く複数の候補セルそれぞれについて、自機からの見易さ及び偵察対象からの見難さを定量化した点数を算出する点数算出手段、
前記点数算出手段で算出された前記複数の候補セルの各点数に基づいて、前記偵察位置を設定する偵察位置設定手段、
として機能させることを特徴とする偵察位置算出プログラム。
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