JP7362722B2 - 航空交通管理のためのレーダベースの検出技術 - Google Patents
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Description
本出願は、2018年4月10日付けで出願された米国仮特許出願第62/655,506号の優先権を主張する2019年4月9日付けで出願された米国非仮特許出願第16/379,477号の優先権を主張するものであり、この出願の内容は、その全体が参照により本明細書に援用される。
開示する技術は、空域管理操作及びフライト操作のための包括的な対象物検出及びデータ収集システムに関しての、当該技術分野におけるニーズに対処するものである。本技術は、航空機のプラン作成操作及び航空交通管制操作のためのレーダベースのネットワーク及びデータ収集システムに関する、システム、方法、及びコンピュータ可読媒体、を含む。開示するアプローチは、1つ又は複数の地理的領域にわたってレーダ及びセンサを配備することを可能とし、これにより、それら地理的領域に関してレーダデータ及びセンサデータを収集することができる。レーダデータ及びセンサデータは、地理的領域内の空域条件に影響を与え得る対象物の存在及び動きを含めて、1つ又は複数の地理的領域にわたっての空域条件及びパターンを描写することができる。気象、空域規制、等の、空域及び交通管理に関連する他のデータを収集することができる。組み合わされたデータは、空域及び交通状況の決定のために、フライトプランの作成のために、フライトプランの変更のために、空域通知及びアラートの作成のために、製品配送要求への対応のために、及び、製品の空域流通の管理のために、格納、集約、整理、融合、等を行うことができる。組み合わされたデータは、空域の衝突を防止することができ、1つ又は複数の地理的領域にわたって地上で及び/又は空域上で対象物を追跡することができ、地上及び空域の障害物を検出することができ、さらに、緊急事態を回避することができる。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項を、そのまま、付記しておく。
[C1]
複数のレーダを、1つ又は複数の地理的領域にわたって、前記複数のレーダのそれぞれのレーダ検出範囲に基づいて、及び、前記1つ又は複数の地理的領域に関するカバレッジパラメータに基づいて、配備することであって、前記複数のレーダのそれぞれが、前記それぞれのレーダ検出範囲内の対象物パラメータを検出するように構成される、配備することと、
データサービスシステムを介して、前記複数のレーダから前記対象物パラメータを収集することと、
前記データサービスシステムを介して、前記1つ又は複数の地理的領域に関連した気象条件と空域規制とのうちの少なくとも1つを決定することと、
前記対象物パラメータに基づいて、及び、前記気象条件と前記空域規制とのうちの前記少なくとも1つに基づいて、前記1つ又は複数の地理的領域に関する空域条件をモデル化することと、を含む、方法。
[C2]
前記カバレッジパラメータは、検出精度とカバレッジ優先度とのうちの少なくとも1つを含み、前記検出精度は、前記それぞれのレーダ検出範囲に基づく、C1に記載の方法。
[C3]
前記複数のレーダを配備することは、前記複数のレーダのそれぞれについて前記それぞれのレーダ検出範囲を決定することと、前記それぞれのレーダ検出範囲に基づいて、及び、前記1つ又は複数の地理的領域内におけるカバレッジ面積に基づいて、前記1つ又は複数の地理的領域にわたっての相対位置に前記複数のレーダを配置することと、を含み、前記カバレッジ面積は、前記カバレッジパラメータと、前記1つ又は複数の地理的領域のサイズと、のうちの少なくとも1つに基づく、C2に記載の方法。
[C4]
前記1つ又は複数の地理的領域にわたって複数のセンサデバイスを配備することと、
前記データサービスシステムを介して、前記複数のセンサデバイスからセンサデータを収集することと、をさらに含み、
前記1つ又は複数の地理的領域に関する空域条件をモデル化することは、さらに、前記複数のセンサデバイスからの前記センサデータに基づき、前記センサデータには、前記1つ又は複数の地理的領域の同一部分に対するそれぞれの関連性に基づいて、前記対象物パラメータと、前記気象条件と前記空域規制とのうちの前記少なくとも1つと、が組み込まれる、C1に記載の方法。
[C5]
前記センサデバイスは、カメラ、画像デバイス、温度センサ、湿度センサ、及び速度センサ、のうちの少なくとも1つを含み、前記センサデータを、映像、画像、温度情報、湿度情報、及び対象物速度情報、のうちの少なくとも1つを含む、C4に記載の方法。
[C6]
前記対象物パラメータは、対象物の存在、対象物の範囲、対象物の速度、対象物の方向、対象物のサイズ、対象物の形状、及び対象物の構成、のうちの少なくとも1つを含む、C1に記載の方法。
[C7]
1つ又は複数の共通性に基づいて、前記対象物パラメータと、前記気象条件と前記空域規制のうちの前記少なくとも1つと、を格納して格納済みデータを作成することをさらに含み、前記1つ又は複数の共通性は、地理的領域、1つ又は複数のデータソース、空域範囲、検出した条件、及び検出した対象物、のうちの少なくとも1つを含む、C6に記載の方法。
[C8]
前記対象物パラメータと、前記気象条件と前記空域規制とのうちの前記少なくとも1つと、を格納することは、前記1つ又は複数の共通性に基づいて、前記格納済みデータの一部を集約することを含む、C7に記載の方法。
[C9]
1つまたは複数の地理的領域にわたって前記複数のレーダを配備することは、前記それぞれのレーダ検出範囲に基づいて及び前記カバレッジパラメータに基づいて、前記複数のレーダに関して、前記1つまたは複数の地理的領域内におけるそれぞれのカバレッジ範囲を計算することを含み、前記それぞれのカバレッジ範囲の少なくとも一部は、オーバーラップする、C1に記載の方法。
[C10]
前記1つ又は複数の地理的領域に関連したフライトプランに関する要求を受領することと、
前記1つ又は複数の地理的領域に関する前記空域状件を表す格納済みデータに基づいて、前記要求に対する応答を作成することと、をさらに含む、C1に記載の方法。
[C11]
システムであって、
1つ又は複数のプロセッサと、
内部に命令が格納されている少なくとも1つのコンピュータ可読記憶媒体と、を含み、前記命令は、前記1つ又は複数のプロセッサによって実行された時には、前記システムに、
データサービスに対して、1つ又は複数の地理的領域にわたって配備された複数のレーダによって検出された対象物パラメータを含む空域情報を要求することであって、前記複数のレーダが、前記複数のレーダのそれぞれのレーダ検出範囲に基づいて、及び、前記1つ又は複数の地理的領域に関するカバレッジパラメータに基づいて、配備される、要求することと、
前記データサービスから前記空域情報を受領することと、
前記空域情報に基づいて、前記1つ又は複数の地理的領域に関連した1つ又は複数のフライトプランを作成することであって、前記フライトプランは、航空機によって1つ又は複数の物品を目的地に対して配送するための1つ又は複数のそれぞれの経路を含む、作成することと、
前記データサービスから収集したデータに基づいて、前記1つ又は複数のフライトプランに関連したフライト状況を監視することと、を施行させる、システム。
[C12]
前記空域情報は、前記1つ又は複数の地理的領域に関連した気象条件と空域規制とのうちの少なくとも1つを含み、前記対象物パラメータは、対象物の存在、対象物の範囲、対象物の速度、対象物の方向、対象物のサイズ、対象物の形状、及び対象物の構成、のうちの少なくとも1つを含む、C11に記載のシステム。
[C13]
前記空域情報は、前記1つ又は複数の地理的領域に関連したフライト混雑、前記1つ又は複数の地理的領域に関連した交通パターン、及び、前記1つ又は複数の地理的領域に関連した空域条件、のうちの少なくとも1つを含む、C12に記載のシステム。
[C14]
前記カバレッジパラメータは、検出精度とカバレッジ優先度とのうちの少なくとも1つを含み、前記検出精度は、前記それぞれのレーダ検出範囲に基づく、C11に記載のシステム。
[C15]
前記複数のレーダによって検出した前記対象物パラメータは、前記1つ又は複数の地理的領域にわたっての前記複数のレーダの相対位置に関連しており、前記相対位置は、前記それぞれのレーダ検出範囲と、前記1つ又は複数の地理的領域内におけるカバレッジ面積と、に基づき、前記カバレッジ面積は、前記カバレッジパラメータと、前記1つ又は複数の地理的領域のサイズと、のうちの少なくとも1つに基づく、C14に記載のシステム。
[C16]
前記航空機は、無人航空機を含み、前記フライト状況を監視することは、フライト中に前記無人航空機を追跡することを含む、C11に記載のシステム。
[C17]
非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、
内部に格納された命令を含み、前記命令は、1つ又は複数のプロセッサによって実行された時には、システムに、
複数のレーダを、1つ又は複数の地理的領域にわたって、前記複数のレーダのそれぞれのレーダ検出範囲に基づいて、及び、前記1つ又は複数の地理的領域に関するカバレッジパラメータに基づいて、配備することであって、前記複数のレーダのそれぞれが、前記それぞれのレーダ検出範囲内の対象物パラメータを検出するように構成される、配備することと、
前記複数のレーダから前記対象物パラメータを収集することと、
前記1つ又は複数の地理的領域に関連した気象条件と空域規制とのうちの少なくとも1つを決定することと、
前記対象物パラメータに基づいて、及び、前記気象条件と前記空域規制とのうちの前記少なくとも1つに基づいて、前記1つ又は複数の地理的領域に関する空域条件をモデル化することと、を施行させる、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
[C18]
前記カバレッジパラメータは、検出精度とカバレッジ優先度とのうちの少なくとも1つを含み、前記検出精度は、前記それぞれのレーダ検出範囲に基づき、前記対象物パラメータは、対象物の存在、対象物の範囲、対象物の速度、対象物の方向、対象物のサイズ、対象物の形状、及び対象物の構成、のうちの少なくとも1つを含む、C17に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
[C19]
前記複数のレーダを配備することは、前記複数のレーダのそれぞれについて前記それぞれのレーダ検出範囲を決定することと、前記それぞれのレーダ検出範囲に基づいて、及び、前記1つ又は複数の地理的領域内におけるカバレッジ面積に基づいて、前記1つ又は複数の地理的領域にわたっての相対位置に前記複数のレーダを配置することと、を含み、前記カバレッジ面積は、前記カバレッジパラメータと、前記1つ又は複数の地理的領域のサイズと、のうちの少なくとも1つに基づく、C18に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
[C20]
前記1つ又は複数のプロセッサによって実行された時には、前記システムに、
前記対象物パラメータと、前記気象条件と前記空域規制とのうちの前記少なくとも1つと、を格納することにより、格納済みデータを作成することと、
1つ又は複数の共通性に基づいて、前記格納済みデータの一部を集約することであって、前記1つ又は複数の共通性は、地理的領域、1つ又は複数のデータソース、空域範囲、検出した条件、及び検出した対象物、のうちの少なくとも1つを含む、集約することと、を施行させる命令を格納する、C19に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
Claims (18)
- 複数のレーダデバイスを、地理的領域にわたって、前記複数のレーダデバイスのそれぞれのレーダ検出範囲に基づいて、及び、前記地理的領域に関するカバレッジパラメータに基づいて、配備すること、ここにおいて、前記カバレッジパラメータは、前記地理的領域に関連する検出精度およびカバレッジ比率のうちの1つ又は複数に関連し、前記複数のレーダデバイスのそれぞれが、前記それぞれのレーダ検出範囲内の固定対象物パラメータを検出するように構成され、前記固定対象物パラメータは、前記地理的領域内の固定対象物に関連する、と、
データサービスシステムを介して、前記複数のレーダデバイスから前記固定対象物パラメータを収集することと、
モデル化された空域条件を作成するために、(1)前記固定対象物パラメータ、(2)過去のデータに基づく将来の予測された空域条件に基づいて、前記地理的領域に関する空域条件のコンピュータ作成三次元モデルを作成することと、
前記地理的領域内の特定の領域に関連したフライトプランに関する要求を受領すること、ここにおいて、前記要求は、目的地に配達される物品に関する物理データを備え、フライトプランは、前記要求に基づいて作成される、と、
移動開始前の飛翔体に提供されている前記フライトプランおよび前記モデル化された空域条件に基づいて、前記飛翔体を前記特定の領域に自律的に移動させることと、を含む、方法。 - 前記カバレッジパラメータは、検出精度と、どの程度の前記地理的領域をカバーするかに関するカバレッジ優先度とのうちの少なくとも1つを含み、前記検出精度は、前記それぞれのレーダ検出範囲に基づく、請求項1に記載の方法。
- 前記複数のレーダデバイスを配備することは、前記複数のレーダデバイスのそれぞれについて前記それぞれのレーダ検出範囲を決定することと、前記それぞれのレーダ検出範囲に基づいて、及び、前記地理的領域内におけるカバレッジ面積に基づいて、前記地理的領域にわたっての相対位置に前記複数のレーダデバイスを配置することと、を含み、前記カバレッジ面積は、前記カバレッジパラメータと、前記地理的領域のサイズと、のうちの少なくとも1つに基づく、請求項2に記載の方法。
- 前記地理的領域にわたって複数のセンサデバイスを配備することと、
前記データサービスシステムを介して、前記複数のセンサデバイスからセンサデータを収集することと、をさらに含み、
前記地理的領域に関する空域条件をモデル化することは、さらに、前記複数のセンサデバイスからの前記センサデータに基づき、前記センサデータには、前記地理的領域の一部に対する前記センサデータの関連性に基づいて、前記固定対象物パラメータと、気象条件と空域規制とのうちの前記少なくとも1つと、が組み込まれる、請求項1に記載の方法。 - 前記複数のセンサデバイスは、カメラ、画像デバイス、温度センサ、湿度センサ、及び速度センサ、のうちの少なくとも1つを含み、前記センサデータを、映像、画像、温度情報、湿度情報、及び対象物速度情報、のうちの少なくとも1つを含む、請求項4に記載の方法。
- 前記固定対象物パラメータは、対象物の存在、対象物の範囲、対象物のサイズ、対象物の形状、及び対象物の構成、のうちの少なくとも1つを含む、請求項4に記載の方法。
- 規定された地理的領域、1つ又は複数のデータソース、空域範囲、検出した条件、及び検出した対象物、のうちの少なくとも1つに関する、前記固定対象物パラメータ、前記気象条件および前記空域規制の間の1つ又は複数の共通性に基づいて、前記固定対象物パラメータと、前記気象条件と前記空域規制のうちの少なくとも1つと、を格納することをさらに含む、請求項6に記載の方法。
- 前記地理的領域にわたって前記複数のレーダデバイスを配備することは、前記それぞれのレーダ検出範囲に基づいて及び前記カバレッジパラメータに基づいて、前記複数のレーダデバイスに関して、前記地理的領域内におけるそれぞれのカバレッジ範囲を計算することを含み、前記それぞれのカバレッジ範囲の少なくとも一部は、オーバーラップする、請求項1に記載の方法。
- システムであって、
1つ又は複数のプロセッサと、
内部に命令が格納されている少なくとも1つのコンピュータ可読記憶媒体と、を含み、前記命令は、前記1つ又は複数のプロセッサによって実行された時には、前記システムに、
データサービスから、前記データサービスからの空域情報を受領することと、前記空域情報は、地理的領域にわたって配備された複数のレーダデバイスによって検出された固定対象物パラメータを備え、前記複数のレーダデバイスは、前記複数のレーダデバイスのそれぞれのレーダ検出範囲および前記地理的領域に関するカバレッジパラメータに基づいて配備され、前記カバレッジパラメータは、前記地理的領域に関連する検出精度およびカバレッジ比率のうちの1つ又は複数に関連し、前記固定対象物パラメータは、前記地理的領域内の固定対象物に関連する、
前記空域情報および配達される1つ又は複数の物品に関する物理情報に基づいて、前記地理的領域に関連した1つ又は複数のフライトプランを作成することと、前記1つ又は複数のフライトプランは、航空機によって1つ又は複数の物品を目的地に対して配送するための1つ又は複数のそれぞれの経路を含み、前記1つ又は複数のフライトプランは、空域条件の三次元モデルを使用して作成され、前記空域条件の三次元モデルは、前記地理的領域の前記固定対象物パラメータ、空域規制、および過去のデータに基づく将来の予測された空域条件に基づく、、
前記1つ又は複数の物品を目的地に対して配送するために前記航空機が飛行する前に前記1つ又は複数のフライトプランを前記航空機に提供することと、
前記データサービスから収集したデータに基づいて、前記1つ又は複数のフライトプランに関連したフライト状況を監視することと、を施行させる、システム。 - 前記空域情報は、前記地理的領域に関連した気象条件と空域規制とのうちの少なくとも1つを含み、前記固定対象物パラメータは、対象物の存在、対象物の範囲、対象物のサイズ、対象物の形状、及び対象物の構成、のうちの少なくとも1つを含む、請求項9に記載のシステム。
- 前記空域情報は、前記地理的領域に関連したフライト混雑、前記地理的領域に関連した交通パターン、及び、前記地理的領域に関連した空域条件、のうちの少なくとも1つを含む、請求項10に記載のシステム。
- 前記カバレッジパラメータは、検出精度とカバレッジ優先度とのうちの少なくとも1つを含み、前記検出精度は、前記それぞれのレーダ検出範囲に基づく、請求項9に記載のシステム。
- 前記複数のレーダデバイスによって検出した前記固定対象物パラメータは、前記地理的領域にわたっての前記複数のレーダデバイスの相対位置に関連しており、前記相対位置は、前記それぞれのレーダ検出範囲と、前記地理的領域内におけるカバレッジ面積と、に基づき、前記カバレッジ面積は、前記カバレッジパラメータと、前記地理的領域のサイズと、のうちの少なくとも1つに基づく、請求項12に記載のシステム。
- 前記航空機は、無人航空機を含み、前記フライト状況を監視することは、フライト中に前記無人航空機を追跡することを含む、請求項9に記載のシステム。
- 非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、
内部に格納された命令を含み、前記命令は、1つ又は複数のプロセッサによって実行された時には、システムに、
複数のレーダデバイスを、地理的領域にわたって、前記複数のレーダデバイスのそれぞれのレーダ検出範囲に基づいて、及び、前記地理的領域に関するカバレッジパラメータに基づいて、配備すること、ここにおいて、前記カバレッジパラメータは、前記地理的領域に関連する検出精度およびカバレッジ比率のうちの1つ又は複数に関連し、前記複数のレーダデバイスのそれぞれが、前記それぞれのレーダ検出範囲内の固定対象物パラメータを検出するように構成される、と、
前記複数のレーダデバイスから前記固定対象物パラメータを収集することと、
モデル化された空域条件を作成するために、前記地理的領域の前記固定対象物パラメータ、空域規制、および過去のデータに基づく将来の予測された空域条件に基づいて、前記地理的領域に関する空域条件の三次元モデルを作成することと、
前記地理的領域に関連したフライトプランに関する要求を受領すること、ここにおいて、前記要求は、目的地に配達される物品に関する物理データを備え、フライトプランは、前記要求に基づいて作成される、と、
飛翔体に前記地理的領域内を移動することを施行させるために、前記モデル化された空域条件に基づいて、前記飛翔体によって特定の領域に関するフライトプランを実施することと、を施行させる、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。 - 前記カバレッジパラメータは、検出精度とカバレッジ優先度とのうちの少なくとも1つを含み、前記検出精度は、前記それぞれのレーダ検出範囲に基づき、前記固定対象物パラメータは、対象物の存在、対象物の範囲、対象物のサイズ、対象物の形状、及び対象物の構成、のうちの少なくとも1つを含む、請求項15に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
- 前記複数のレーダデバイスを配備することは、前記複数のレーダデバイスのそれぞれについて前記それぞれのレーダ検出範囲を決定することと、前記それぞれのレーダ検出範囲に基づいて、及び、前記地理的領域内におけるカバレッジ面積に基づいて、前記地理的領域にわたっての相対位置に前記複数のレーダデバイスを配置することと、を含み、前記カバレッジ面積は、前記カバレッジパラメータと、前記地理的領域のサイズと、のうちの少なくとも1つに基づく、請求項16に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
- 前記1つ又は複数のプロセッサによって実行された時には、前記システムに、
前記固定対象物パラメータと、気象条件と空域規制とのうちの少なくとも1つと、を格納することにより、格納済みデータを作成することと、
規定された地理的領域、1つ又は複数のデータソース、空域範囲、検出した条件、及び検出した対象物、のうちの少なくとも1つに関する、前記固定対象物パラメータ、前記気象条件および前記空域規制の間の1つ又は複数の共通性に基づいて、前記格納済みデータの一部を集約することと、を施行させる命令を格納する、請求項17に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
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