JP6445757B2 - センサパルスを介して車両衝突回避警告を実施するためのシステムおよび方法 - Google Patents

センサパルスを介して車両衝突回避警告を実施するためのシステムおよび方法 Download PDF

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Description

[0001]本出願は、２０１２年９月２７日に出願した米国特許仮出願第６１／７０６，６３２号の利益を主張するものである。
本願発明の一実施例は、例えば、センサパルスを介して車両衝突回避警告を実施するためのシステムおよび方法に関する。
[0002]停車されたまたは地上走行中の航空機とホスト地上車両間の今まさに起ころうとしている衝突の適時の警告を受信する現在の方法は、費用がかかる。これらの解決法は、他の車輌に効果的な警告を与えることができないことがある。
本願発明の一実施例は、例えば、センサパルスを介して車両衝突回避警告を実施するためのシステムおよび方法に関する。
[0003]本発明は、警告信号をセンサパルスに埋め込むためのシステムおよび方法を提供する。ホスト航空機の地上走行衝突予防システムが、航空機に向かって進む脅威を感知すると、警告信号がセンサパルス中に埋め込まれ、ホスト航空機のセンサの視野内にあり、ホスト航空機との衝突のおそれがある軌道上を移動している違反車両に警告する。あるいは、レーダは、受信装置を読み取り、受信装置に警告するための専用のパルスを発する。
[0004]本発明の一態様では、車両は、受信機を含み、受信機は、符号化された警告を受信すると、運転者に、注意を払わなければならないと警報を出す。
[0005]本発明の別の態様では、ホスト航空機のセンサの視野外の車両は、警告を受信しない、または、受信された警告に従わない。警告は、センサのビーム内（すなわち、無線伝送領域内）のこれらの受信機のみに行われる「ブロードキャスト」である。他の受信機は、多重反射等のために信号を受信することがあるが、車両の受信機に設定されたしきい値が、これらの種類の誤警報の大部分を除去することになる。
[0006]本発明の別の態様では、ホスト航空機のセンサは、視野をさらに狭くするために、ビーム成形を行い、それによって、検出可能な車両の数を低減する。
[0007]本発明のさらに別の態様では、航空機のセンサは、対象車両上の受信機に埋め込まれたＲＦＩＤ装置を読み取り、検出されたＲＦＩＤ受信機の位置を、（レーダがそうすることが可能である場合）レーダによって返される正確な位置と関連付ける。したがって、警告は、センサ視野内の他の受信機またはオペレータに警報を送信することなく、その関連付けられた受信機のみに発せられる。
[0008]本発明のさらに別の態様では、ホスト航空機システムは、警告を受信する車両の数を低減するために、送信されるパルス警告の視野を狭くするように、ビーム成形を行う。これは、検出のために狭くすることとは異なる。レーダは、脅威を発見するための広い視野を有することができるが、警報を送信する場合、検出に関連するビーム成形とは別に、警報ビームを狭くする。
[0009]本発明の他の態様では、ホスト航空機システムは、対象の受信機に埋め込まれたＲＦＩＤ装置を読み取り、その装置に関する固有のアドレスを使用することによって、その装置にのみ警告を送信し、このようにして、受信機のオペレータ（運転者および設備オペレータ）に送信される誤警報または無関係な警報の数を低減する。
[0010]本発明の好適実施形態および代替実施形態が、以下の図面を参照しながら以下に詳細に説明される。
[0011]本発明の一実施形態にしたがって構成された例示的なシステムのブロック図である。 [0012]図１に示すシステムを備えた例示的な車両の側面図である。
[0013]図１に示すように、第１の車両２０（例えば、地上走行中の航空機、地上支援車両、等）は、アンテナ２４、レーダ処理装置３０、受信機３２、送信機３４、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグ検出構成要素３８、および目標検出構成要素３６を含む。
[0014]レーダ構成要素（レーダ処理装置３０、受信機３２、および送信機３４）は、レーダパルスを生成し、アンテナ２４を介して放射する。レーダパルスの戻りに基づいて、処理装置３０は、近くのサービス車両のような任意の障害物の座標を検出し、決定する。放射されるレーダパルスは、ＲＦＩＤ読み取りパルスを含んでよい。放射される信号は、航空機、地上要員、または地上設備のような第２の車両／装置４８内／上に位置する受信機および警報装置４０の一部である受動的な（無給電）ＲＦＩＤ装置４４を読み取る。
[0015]アンテナ２４、受信機３２、および処理装置３０で受信された戻り信号は、目標検出構成要素３６に送られる。受信された信号に含まれるＲＦＩＤ読み取り情報は、ＲＦＩＤタグ検出構成要素３８に送られる。構成要素３６、３８は、別個のハードウェア処理装置、処理装置３０内の分離された機能、または、一体化された処理機能であってよい。目標検出構成要素３６は、装置４８の軌道を決定し、決定された軌道に基づいて、車両／装置４８が、車両２０との衝突コース上にあるか（すなわち、車両２０が移動しているか、検出された物体が移動しているか、またはその両方か）否かを判定する。次に、処理装置３０および／またはタグ検出構成要素３８は、衝突コース上にある第２の車両／装置４８に関連付けられた関連性のあるＲＦＩＤタグを確認する。ＲＦＩＤタグが存在する場合、処理装置３０は、警報を生成し、ＲＦＩＤタグに含まれる車両／装置４８ならびに／または受信機および警報装置４０に関連付けられた情報を警報に加える。生成された警報は、次に、送信される。
[0016]受信および警報装置４０は、受信機アンテナ５４、受信機５６、処理装置６０、出力装置６２、および、ＲＦＩＤ装置４４に接続された受動的ＲＦＩＤアンテナ５２を含む。ＲＦＩＤアンテナ５２およびＲＦＩＤ装置４４は、単一の一体化されたパッケージ内に含まれてよい。ＲＦＩＤ装置４４およびＲＦＩＤアンテナ５２は、車両２０が読み取りパルスを発すると、装置４０および／または装置４８の識別情報を提供する。
[0017]ＲＦＩＤ装置は、受動的であるように構成される。例えば、ＲＦＩＤ装置は、受動的に受信されたレーダまたは無線パルス信号からの反射パルスを変化させる。ＲＦＩＤ装置を読み取る範囲は、問い合わせ装置の送信機／受信機のビームパターンによって決定される。
[0018]ＲＦＩＤ設計の当業者は、ＩＤ信号を捕捉して返すために十分な「目標断面積」が存在することを保証するために、過度の実験をせずに、レーダパルス伝送の出力と、ＲＦＩＤ装置上の受動的アンテナのサイズとのバランスをとることになる。
[0019]一実施形態では、受信機５６がオフの場合、処理装置６０は、ＲＦＩＤ装置４４を短絡させ、それによって、読み取られる能力を除去する。受信機３２および処理装置３０が、読み取りパルスに応答してＲＦＩＤ情報（ＲＦＩＤ番号（ＩＤ））を受信しない場合、処理装置３０は、受信機固有の警告を装置４０に送ることができないと判定する。受信機５６がオンの場合、ＲＦＩＤ装置４４は、そのＲＦＩＤ番号を処理装置６０に伝達する。処理装置６０は、受信機５６がオンである結果として、ＲＦＩＤ装置４４を活動状態に保つ。アンテナ５４およびレーダパルス受信機５６は、識別情報（ＩＤ）を有する到来する警告を受信し、それらを処理装置６０に送る。処理装置６０は、警告が装置４０のためであるかどうかを判定するために、受信された警告内のＩＤを、ＲＦＩＤ装置４４のＲＦＩＤ ＩＤと関連付ける。警報が、装置４０のために意図されている場合、処理装置６０は、出力装置６２に送られる警報信号を生成する。警報信号の受信に応答して、出力装置６２は、聴覚、視覚、および／または触覚警報を生成する。出力装置の警報の種類は、ユーザの選択に基づく。
[0020]ＲＦＩＤ受信および警報装置４０は、
− シャツのポケットで持ち運ばれてよく、
− 車両（例えば、航空機もしくは地上支援車両ダッシュボードもしくはウインドシールド）に挟持、取り付け、もしくは接着されてよく、および／または、
− 電子飛行バッグもしくは同等の装置（例えば、携帯電話、タブレットコンピュータ（ｉＰａｄ（登録商標））内に実装されてよい。
[0021]警報は、以下の
− 触覚（振動もしくは他の接触覚）、
− 聴覚（警報、音声警告）、および／または、
− 視覚（閃光灯、ストローブ、回転灯等）の１つまたは複数であってよい。
[0022]図２は、図１に示す車両２０に含まれる構成要素を含む地上走行中の航空機１００を示す。一実施形態では、航空機１００は、読み取りパルスを生成するレーダ送受信機を翼端（複数可）に含む。生成された読み取りパルスは、受信および警報装置４０を含むサービス車両１１０のような任意の近傍の他の車輌で受信される。読み取りパルスの受信に応答して、サービス車両１１０内の受信および警報装置４０は、読み取りパルスの受信の結果として生成される戻り信号中にＲＦＩＤ情報を含める。航空機１００内のシステムが、サービス車両１１０が衝突の脅威をもたらすと判定すると、サービス車両１１０に関するＲＦＩＤ情報を含む警告信号が生成され、送信される。サービス車両１１０は、警告信号を受信すると、ＲＦＩＤ情報に基づいて、警告信号がサービス車両１１０のためであると判定し、結果として、サービス車両１１０のオペレータに警報を出力する。
[0023]一実施形態では、本発明は、航空機全体、または、翼端もしくはエンジンのような種々の構成要素を保護するために設計された、レーダベースの衝突予防システム（ＡＣＳ）内に組み込まれる。ホスティングＡＣＳは、包括的な保護システムであってよく、または、翼端もしくはエンジンナセルのような部分的な適用範囲にのみ向けられてよい。
２０ 第１の車両
２４ アンテナ
３０ レーダ処理装置
３２ 受信機
３４ 送信機
３６ 目標検出構成要素
３８ ＲＦＩＤタグ検出構成要素
４０ 警報装置
４４ ＲＦＩＤ装置
４８ 第２の車両／装置
５２ ＲＦＩＤアンテナ
５４ 受信機アンテナ
５６ 受信機
６０ 処理装置
６２ 出力装置
１００ 航空機
１１０ サービス車両

Claims (3)

  1. 第1の装置及び第2の装置を備えるシステムであって、前記第1の装置が、
    第1の及び第2のアンテナと、
    前記第1のアンテナと信号通信(signal communication)する受動的なＲＦＩＤ装置であって、前記受動的なＲＦＩＤ装置が、前記第1のアンテナにおいて読み取りパルス(read pulse)を受信することに応答して、前記第1のアンテナを介してＲＦＩＤ識別(identification)情報を含むレーダー戻り信号を提供するように構成されたものと、
    を備え、
    前記第2の装置が、
    前記読み取りパルスを含むレーダー信号を送信し、
    前記第2の装置の特定のアンテナを介して受信された複数のレーダー戻り信号に基づいて、前記第1の装置の軌道を判定し、
    前記第1の装置の前記軌道に基づいて、前記第1の装置と第2の装置が、衝突コース上にあるか否かを判定し、
    前記第1の装置と前記第2の装置が、衝突コース上にある、という判定に応じて、前記第1の装置に警報信号を送り、前記警報信号が、警報識別情報を含むものである、
    ように構成され、
    前記第1の装置が更に、前記第2のアンテナと信号通信する受信機と、処理装置を備え、
    前記処理装置が、
    前記第2のアンテナを介して、前記第2の装置から警報信号を受信し、
    前記警報識別情報が前記ＲＦＩＤ識別情報と一致するか否かを判定して、前記警報信号が、前記第1の装置のためのものかを判定し、
    前記警報識別情報が前記ＲＦＩＤ識別情報と一致する場合、警報信号を生成する、
    ように構成され、
    前記第1の装置が更に、
    前記生成された警報信号に基づいて警報を提供するように構成された出力装置を備える、
    システム。
  2. ホスト車両に位置する(located on)装置であって、
    送受信機と、
    前記送受信機に結合された処理装置と
    を備え、前記処理装置は、
    前記送受信機を介して読み取りパルスを含むレーダー信号を送信し、
    前記読み取りパルスに基づいて、受動無線周波数識別（ＲＦＩＤ）装置からのレーダー戻り信号を受信し、
    前記送受信機を介して受信された、複数の、レーダー戻り信号に基づいて、目標の軌道を判定することによって、前記レーダー戻り信号によって識別される当該目標が前記ホスト車両との衝突コース(collision course)上にあるか否かを判定し、
    前記レーダー戻り信号が識別情報を含むか否かを判定し、
    前記目標(target)および前記ホスト車両が衝突コース上にあると判定された場合、警告信号を生成するように構成され、
    前記送受信機は、前記警告信号を送信するように構成され、
    前記警告信号は、前記識別情報が前記レーダー戻り信号(return signal)に含まれると判定された場合、前記識別情報を含む、装置。
  3. 第2の装置によって、読み取りパルスを含むレーダー信号を送信するステップと、
    第1の装置の第1のアンテナによって、前記読み取りパルスを受信するステップと、
    前記第1のアンテナと信号通信する、前記第1の装置の受動無線周波数識別（ＲＦＩＤ）装置によって、前記読み取りパルスを受信することに応答して、前記第1のアンテナを介してレーダー戻り信号を提供するステップであって、前記レーダー戻り信号が、ＲＦＩＤ識別情報を含むものと、
    前記第2の装置の特定のアンテナを介して受信された、複数の、レーダー戻り信号に基づいて、前記第1の装置の軌道を判定するステップと、
    前記第1の装置の前記軌道に基づいて、前記第2の装置によって、前記第1の装置と第2の装置が衝突コース上にあるか否かを判定するステップと、
    前記第1の装置と前記第2の装置が、衝突コース上にあると判定することに応じて、第2の装置によって、警報信号を前記第1の装置に送信するステップであって、前記警報信号が、警報識別情報を含むものと、
    前記第1の装置の処理装置によって、前記第1の装置の第2のアンテナ（54）を介して、前記第2の装置から警報信号を受信するステップと、
    前記第1の装置の前記処理装置によって、前記警報識別情報が前記ＲＦＩＤ識別情報と一致するか否かを判定して、前記警報信号が、前記第1の装置のためのものかを判定するステップと、
    前記警報識別情報が前記ＲＦＩＤ識別情報と一致する場合、前記第1の装置の前記処理装置によって、警報信号を生成するステップと、
    前記第1の装置の出力装置によって、前記生成された警報信号に基づいて警報を出力するステップと
    を含む方法。
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