JP7102179B2 - 航跡統合装置及び航跡統合システム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、航跡統合装置及び航跡統合システムに関する。

従来、レーダ等のセンサにより観測された観測情報に基づいて、航空機等の目標物の航跡情報を算出して統合する航跡統合装置がある。一般的には、複数の航跡統合装置がネットワークを介して情報を交換することにより、航跡統合情報を共有できる航跡統合システムが構築されている。

特許第５９９１８０６号公報

航跡統合システムが航跡統合情報を共有するためには、安定したネットワークの状況の下で、各航跡統合装置間での情報の交換が必要である。このため、ネットワークの状況が部分的に不安定である場合には、航跡統合情報の共有を実現できない可能性がある。

そこで、発明の目的は、ネットワークの状況が部分的に不安定な場合でも、航跡統合システムとして航跡統合情報の共有を実現できる航跡統合装置を提供することにある。

本実施形態の航跡統合装置は、航跡情報生成手段と、航跡統合手段と、情報共有手段と、第１の記憶手段とを備えている。前記航跡情報生成手段は、ネットワークを介して受信される観測情報に基づいて目標物の航跡情報を生成する。前記航跡統合手段は、前記航跡情報生成手段により生成される航跡情報と、前記ネットワークを介して他の航跡統合装置から受信される航跡情報を統合した航跡統合情報を生成する。前記情報共有手段は、前記ネットワークを介して情報交換の可能な他の航跡統合装置との間で、航跡情報又は航跡統合情報の交換を繰り返し、前記ネットワークに接続している各航跡統合装置間で航跡情報又は航跡統合情報を共有する。前記第１の記憶手段は、航跡情報及び航跡統合情報を記憶する。前記航跡統合手段は、前記第１の記憶手段に記憶された航跡情報と、他の航跡統合装置から受信される航跡情報とを比較し、比較結果の一致度が閾値を上回る場合には、航跡統合情報の生成処理を実行し、前記一致度が前記閾値を下回る場合には、前記航跡統合情報の生成処理を実行せずに、他の航跡統合装置から受信される航跡情報を、新たな航跡情報として前記第１の記憶手段に格納する。

実施形態に関する航跡統合システムの構成を説明するためのブロック図。 実施形態に関する各航跡統合装置の動作を説明するためのフローチャート。 実施形態に関する各航跡統合装置間の情報共有処理を説明するための図。 実施形態に関する各航跡統合装置間の情報共有処理を説明するための図。 実施形態に関する各航跡統合装置間の情報共有処理を説明するための図。 実施形態に関する各航跡統合装置間の情報共有処理を説明するためのフローチャート。

以下図面を参照して、実施形態を説明する。
［システム構成］
図１は、実施形態に関する航跡統合システム１の構成を示すブロック図である。図１に示すように、本システム１は、複数（ここでは３個）の航跡統合装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ、及び複数のセンサ１２がネットワーク１１に接続されている構成である。センサ１２はレーダを含み、例えば空港の周辺に配置されて、航空機等の目標物１３を観測する。

航跡統合装置１０Ａは、受信部２０、航跡統合判定部２１、航跡情報データベース（ＤＢ）２２、航跡統合部２３、情報共有判定部２４、装置接続データベース（ＤＢ）２５、及び送信部２６を有する構成である。なお、他の航跡統合装置１０Ｂ，１０Ｃも、航跡統合装置１０Ａと同様の構成である。
［航跡統合装置の動作］
以下、図２のフローチャートを参照して、航跡統合装置１０Ａ，１０Ｂの動作及び各構成要素の機能を説明する。なお、航跡統合装置１０Ｃの動作及び各構成要素の機能については、航跡統合装置１０Ａ，１０Ｂと同様であるため、説明を省略する。

図２に示すように、航跡統合装置１０Ａでは、受信部２０は、センサ１２から送信される観測情報、及び他の航跡統合装置１０Ｂから送信される航跡情報を受信する（Ｓ１）。ここで、観測情報とは、例えば空港の周辺において、レーダにより観測された、現時点での目標物１３である航空機の位置、速度、時刻等の情報である。また、航跡情報とは、過去の観測情報を含めた時系列の観測情報であり、識別情報（ＩＤ）が付加されている。ＩＤは、必ずしも航空機のＩＤではない。航跡情報は、付加されたＩＤ以外は、過去の観測情報が無く、取得された現時点での観測情報のみの場合もある。

航跡統合判定部２１は、受信部２０により受信した観測情報又は航跡情報と、航跡情報ＤＢ２２に保存されている情報とを比較する。航跡情報ＤＢ２２は、観測情報、航跡情報及び後述する航跡統合情報を保存している。航跡統合判定部２１は、観測精度や追随安定性等に基づいて比較結果の一致度を算出する（Ｓ２）。

さらに、航跡統合判定部２１は、算出した一致度と、予め設定される閾値とを比較する（Ｓ３）。航跡統合判定部２１は、一致度が閾値を上回った場合、航跡統合部２３に対して情報の統合処理を指示する（Ｓ３のＹＥＳ）。航跡統合部２３は、受信した観測情報又は航跡情報と、航跡情報ＤＢ２２に保存されている航跡情報とを統合した航跡統合情報を、航跡情報ＤＢ２２に格納する（Ｓ４）。ここで、航跡統合情報は、航跡情報ＤＢ２２に保存される新たな航跡情報として、新たなＩＤが割り振られる。

一方、航跡統合判定部２１は、一致度が閾値を下回った場合、航跡統合部２３に対して新たに航跡情報の生成処理を指示する（Ｓ３のＮＯ）。航跡統合部２３は、受信した観測情報又は航跡情報から、ＩＤを付加した新たな航跡情報を生成して、航跡情報ＤＢ２２に格納する（Ｓ５）ここで、観測情報、航跡情報及び航跡統合情報のいずれの情報も、例えば、空港の航空管制で利用される。

情報共有判定部２４は、装置接続ＤＢ２５を参照し、ネットワーク１１に接続されている他の航跡統合装置（ここでは１０Ｂ）を選択する（Ｓ６）。装置接続ＤＢ２５は、航跡統合システムを構成し、ネットワーク１１に接続されている航跡統合装置（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）を識別する装置ＩＤを保存している。

情報共有判定部２４は、他の航跡統合装置１０Ｂが存在する場合、送信部２６に対して更新した航跡情報又は航跡統合情報の送信を指示する（Ｓ７のＹＥＳ）。送信部２６は、更新した航跡情報又は航跡統合情報を送信する（Ｓ８）。送信部２６は、情報共有判定部２４からの指示に基づいて、他の航跡統合装置１０Ｂ以外の他の航跡統合装置１０Ｃが存在すれば、当該他の航跡統合装置１０Ｃにも更新した航跡情報又は航跡統合情報を送信する。情報共有判定部２４は、他の航跡統合装置が存在しない場合には、情報共有処理を中止する（Ｓ７のＮＯ）。

一方、航跡統合装置１０Ｂも、航跡統合装置１０Ａと同様な動作を実行する、即ち、図２に示すように、受信部２０は、センサ１２から送信される観測情報、及び他の航跡統合装置１０Ａから送信される航跡情報を受信する（Ｓ１０）。航跡統合判定部２１は、受信部２０により受信した観測情報又は航跡情報と、航跡情報ＤＢ２２に保存されている情報とを比較して、一致度を算出する（Ｓ１１）。

航跡統合判定部２１は、算出した一致度と、予め設定される閾値とを比較する（Ｓ１２）。航跡統合判定部２１は、一致度が閾値を上回った場合、航跡統合部２３に対して情報の統合処理を指示する（Ｓ１２のＹＥＳ）。航跡統合部２３は、受信した観測情報又は航跡情報と、航跡情報ＤＢ２２に保存されている航跡情報とを統合した航跡統合情報を、航跡情報ＤＢ２２に格納する（Ｓ１３）。

一方、航跡統合判定部２１は、一致度が閾値を下回った場合、航跡統合部２３に対して新たに航跡情報の生成処理を指示する（Ｓ１２のＮＯ）。航跡統合部２３は、受信した観測情報又は航跡情報から、ＩＤを付加した新たな航跡情報を生成して、航跡情報ＤＢ２２に格納する（Ｓ１４）
情報共有判定部２４は、装置接続ＤＢ２５を参照し、ネットワーク１１に接続されている他の航跡統合装置（ここでは１０Ａ）を選択する（Ｓ１５）。情報共有判定部２４は、他の航跡統合装置１０Ａが存在する場合、送信部２６に対して更新した航跡情報又は航跡統合情報の送信を指示する（Ｓ１６のＹＥＳ）。送信部２６は、更新した航跡情報又は航跡統合情報を送信する（Ｓ１７）。送信部２６は、情報共有判定部２４からの指示に基づいて、他の航跡統合装置１０Ｂ以外の他の航跡統合装置１０Ｃが存在すれば、当該他の航跡統合装置１０Ｃにも更新した航跡情報又は航跡統合情報を送信する。情報共有判定部２４は、他の航跡統合装置が存在しない場合には、情報共有処理を中止する（Ｓ１６のＮＯ）。
［情報共有処理］
次に、図３から図６を参照して、航跡統合システム１の情報共有処理を説明する。

本実施形態では、図３に示すように、航跡統合装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃにおいて、ネットワーク１１の状況が部分的に不安定であり、航跡統合装置１０Ａ，１０Ｃがそれぞれ航跡統合装置１０Ｂのみとネットワーク接続している。即ち、航跡統合装置１０Ａ，１０Ｃは、相互に情報交換ができない状況とする。

以下、図６のフローチャートを参照して、情報共有処理の手順を説明する。まず、航跡統合装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃはそれぞれ、航跡情報３０Ａ（ＩＡ）、３０Ｂ（ＩＢ）、３０Ｃ（ＩＣ）を取得する（Ｓ２０）。即ち、図３に示すように、例えば時刻Ｔにおいて、航跡統合装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃはそれぞれ、受信した観測情報に基づいて生成した航跡情報３０Ａ（ＩＡ）、３０Ｂ（ＩＢ）、３０Ｃ（ＩＣ）を取得して航跡情報ＤＢ２２に保存する。ここで、航跡情報ＩＡ、ＩＢ、ＩＣとは、各航跡統合装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれの観測情報に基づいた航跡情報を意味する。

次に、時刻Ｔ+1において、接続可能な航跡統合装置間において、情報の交換を実行する（Ｓ２１）。即ち、図４に示すように、航跡統合装置１０Ａ，１０Ｃはそれぞれ、航跡統合装置１０Ｂとの間で情報の交換を実行する。

これにより、航跡統合装置１０Ａ，１０Ｃはそれぞれ、航跡統合装置１０Ｂと情報を共有することになる。即ち、航跡統合装置１０Ａ，１０Ｂは、航跡情報３０Ａ（ＩＡ）、３０Ｂ（ＩＢ）を共有する。また、航跡統合装置１０Ｃ，１０Ｂは、航跡情報３０Ｂ（ＩＢ）を共有する。

図６に戻って、航跡統合装置１０Ｂ，１０Ｃ間で交換した航跡情報３０Ｂ（ＩＢ），３０Ｃ（ＩＣ）の一致度が閾値を上回り、航跡統合装置１０Ｂ，１０Ｃは航跡統合情報３０Ｄ（ＩＢ＋ＩＣ）を生成する（Ｓ２２）。一方、航跡情報３０Ｂ（ＩＢ），３０Ａ（ＩＡ）の一致度は閾値を下回り、航跡統合情報は生成されないとする。

この情報交換の結果として、図４に示すように、航跡統合装置１０Ａは、航跡情報３０Ａ（ＩＡ）、３０Ｂ（ＩＢ）を取得して、航跡情報ＤＢ２２に保存する。航跡統合装置１０Ｂは、航跡情報３０Ａ（ＩＡ）、３０Ｂ（ＩＢ）、及び航跡統合情報３０Ｄ（ＩＢ＋ＩＣ）を取得して、航跡情報ＤＢ２２に保存する。航跡統合装置１０Ｃは、航跡情報３０Ｃ（ＩＣ）、３０Ｂ（ＩＢ）、及び航跡統合情報３０Ｄ（ＩＢ＋ＩＣ）を取得して、航跡情報ＤＢ２２に保存する。

図６に戻って、さらに、時刻Ｔ+2において、情報交換を継続する（Ｓ２３）。即ち、図５に示すように、航跡統合装置１０Ｂは、航跡統合情報３０Ｄ（ＩＢ＋ＩＣ）を航跡統合装置１０Ａに送信する。また、航跡統合装置１０Ｂは、航跡情報３０Ａ（ＩＡ）を航跡統合装置１０Ｃに送信する。これにより、航跡統合装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは結果として、航跡情報３０Ａ（ＩＡ）及び航跡統合情報３０Ｄ（Ｂ＋Ｃ）を共有する（Ｓ２４）。

以上のように本実施形態によれば、複数の航跡統合装置がネットワークに接続されて構成される航跡統合システムにおいて、ネットワークの状況が部分的に不安定な場合でも、接続可能な装置間での情報交換を繰り返すことにより、各装置間において航跡情報又は航跡統合情報の情報共有を実現することができる。従って、ネットワークの状況が部分的に不安定で装置間での情報交換が不可能な場合でも、システム全体での航跡に関する情報共有を実現できる。

なお、本実施形態では、３個の航跡統合装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの間での情報共有処理について説明したが、これに限定されない。即ち、システム全体の航跡統合装置の装置数及びネットワークの状況に基づいて接続可能な装置数に応じて、各装置間の情報交換の形態が変化することになる。また、各航跡情報間の一致度に基づいて、航跡統合情報の内容も変化する。

さらに、本実施形態では、各航跡統合装置において、ネットワークの状況を判定する機能については取り上げていないが、各航跡統合装置が当該機能を含む構成でも良い。即ち、各航跡統合装置は情報の送受信に基づいて、ネットワーク接続が可能な装置と、不可能な装置とを判定する機能を含む構成でも良い。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…航跡統合システム、１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…航跡統合装置、
１１…ネットワーク、１２…センサ、１３…目標物、
２０…受信部、２１…航跡統合判定部、２２…航跡情報データベース（ＤＢ）、
２３…航跡統合部、２４…情報共有判定部、２５…装置接続データベース（ＤＢ）、
２６…送信部。

Claims (4)

1. ネットワークを介して受信される観測情報に基づいて、目標物の航跡情報を生成する航跡情報生成手段と、
   前記航跡情報生成手段により生成される航跡情報と、前記ネットワークを介して他の航跡統合装置から受信される航跡情報を統合した航跡統合情報を生成する航跡統合手段と、
   前記ネットワークを介して情報交換の可能な他の航跡統合装置との間で、航跡情報又は航跡統合情報の交換を繰り返し、前記ネットワークに接続している各航跡統合装置間で航跡情報又は航跡統合情報を共有する情報共有手段と、
   前記航跡情報及び前記航跡統合情報を記憶する第１の記憶手段とを具備し、
   前記航跡統合手段は、
   前記第１の記憶手段に記憶された航跡情報と、他の航跡統合装置から受信される航跡情報とを比較し、比較結果の一致度が閾値を上回る場合には、航跡統合情報の生成処理を実行し、前記一致度が前記閾値を下回る場合には、前記航跡統合情報の生成処理を実行せずに、他の航跡統合装置から受信される航跡情報を、新たな航跡情報として前記第１の記憶手段に格納する、航跡統合装置。
2. 前記情報共有手段は、
   前記ネットワークを介して接続可能な他の航跡統合装置に対して、共有対象の航跡情報又は航跡統合情報を送信する送信手段を含む、請求項１に記載の航跡統合装置。
3. 前記ネットワークを介して接続可能な他の航跡統合装置を識別する情報を記憶した第２の記憶手段を有し、
   前記情報共有手段は、
   前記第２の記憶手段を参照し、前記ネットワークを介して接続可能な他の航跡統合装置を選択する、請求項１または２に記載の航跡統合装置。
4. ネットワークを介して接続される複数の航跡統合装置から構成される航跡統合システムであって、
   各航跡統合装置は、
   受信される観測情報に基づいて、目標物の航跡情報を生成する航跡情報生成手段と、
   前記航跡情報生成手段により生成される航跡情報と、前記ネットワークを介して他の航跡統合装置から受信される航跡情報を統合した航跡統合情報を生成する航跡統合手段と、
   前記ネットワークを介して情報交換の可能な他の航跡統合装置との間で、航跡情報又は航跡統合情報の交換を繰り返し、前記ネットワークに接続している各航跡統合装置間で航跡情報又は航跡統合情報を共有する情報共有手段と、
   前記航跡情報及び前記航跡統合情報を記憶する第１の記憶手段とを具備し、
   前記航跡統合手段は、
   前記第１の記憶手段に記憶された航跡情報と、他の航跡統合装置から受信される航跡情報とを比較し、比較結果の一致度が閾値を上回る場合には、航跡統合情報の生成処理を実行し、前記一致度が前記閾値を下回る場合には、前記航跡統合情報の生成処理を実行せずに、他の航跡統合装置から受信される航跡情報を、新たな航跡情報として前記第１の記憶手段に格納する、航跡統合システム。

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