WO2023074095A1 - 脅威対処システムおよび脅威対処方法 - Google Patents

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WO2023074095A1
WO2023074095A1 PCT/JP2022/031540 JP2022031540W WO2023074095A1 WO 2023074095 A1 WO2023074095 A1 WO 2023074095A1 JP 2022031540 W JP2022031540 W JP 2022031540W WO 2023074095 A1 WO2023074095 A1 WO 2023074095A1
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WO
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threat
laser irradiation
countermeasure
obstruction
inhibition
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Application number
PCT/JP2022/031540
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English (en)
French (fr)
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浩一 濱本
敦司 落合
朋也 森岡
知矢 有末
伸吾 西方
Original Assignee
三菱重工業株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/04—Helicopters
    • B64C27/08—Helicopters with two or more rotors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H11/00—Defence installations; Defence devices
    • F41H11/02—Anti-aircraft or anti-guided missile or anti-torpedo defence installations or systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H13/00—Means of attack or defence not otherwise provided for

Definitions

  • the present invention relates to threat countermeasure systems and threat countermeasure methods, and can be suitably used, for example, to deal with incoming threats.
  • UAVs Unmanned Aerial Vehicles
  • drones In recent years, technology related to UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) such as drones has advanced, posing a threat to the defense of protected targets.
  • a threat countermeasure system In response to such a threat, a threat countermeasure system has been devised that destroys the target remotely by propagating a high-power laser beam into the atmosphere and irradiating the threat.
  • a high-output laser beam driven by electricity can continue to deal with threats as long as a power source can be secured, and its cost is lower than when using shells or projectiles.
  • the degree of atmospheric fluctuations is greater in the air near the ground than in the sky at higher altitudes.
  • the degree of atmospheric fluctuation of the air near the ground increases.
  • One index for measuring the degree of atmospheric fluctuation is the refractive index structure constant Cn 2 (unit: m ⁇ 2/3 ). The greater the refractive index structure constant Cn2 , the greater the degree of atmospheric fluctuation.
  • the degree of atmospheric fluctuation is large, it becomes difficult to focus the laser light, and the power of the laser light to the target decreases.
  • the power of the laser light against the airborne threat may decrease compared to when it flies above the ground.
  • Patent Document 1 Patent No. 5960934 discloses an invention relating to protective structures.
  • the protective structure of Patent Document 1 is a means for physically protecting the object to be protected inside from an attack from above the outside, and it takes into account the effects of laser irradiation and atmospheric fluctuations at low altitudes.
  • Patent Document 2 discloses an invention related to an unmanned aerial vehicle and a mobile body supplementation system.
  • the unmanned aerial vehicle and moving object acquisition system of Patent Document 2 are means for restraining an object with a restraining net ejected from the unmanned aerial vehicle, and do not take into consideration the effects of laser irradiation and atmospheric fluctuations at low altitudes.
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-60589 discloses an air defense system.
  • the air defense system of Patent Document 3 is a means of neutralizing an opponent's aircraft by emitting a laser beam or the like from a target neutralization device mounted on a friendly aircraft, and considers the effects of atmospheric fluctuations at low altitudes.
  • Patent Document 4 Japanese Patent Publication No. 2020-519843 discloses a method of intercepting an unmanned aerial vehicle.
  • the method of Patent Document 4 is a means of capturing a target by launching a net or the like from an ally's aircraft, and does not take into account the effects of laser irradiation or atmospheric fluctuations at low altitudes.
  • Patent Document 5 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-014958 discloses a threat countermeasure system.
  • the threat coping system of Patent Document 5 deals with threats by irradiating laser beams, but consideration is given to the influence of atmospheric fluctuations on the laser beams and the hindrance of threats flying at low altitudes.
  • one of the purposes of the present disclosure is to provide a threat countermeasure system and a threat countermeasure method that efficiently counter incoming threats with laser irradiation.
  • a threat countermeasure system comprises a countermeasure device, a hindrance device, and a decision device.
  • the coping device detects incoming threats and deals with the threats by laser irradiation.
  • the blocking device is installed to prevent a threat from approaching a protected object through a blocking region where the power of laser irradiation is assumed to be lower than a predetermined threshold.
  • a determining device determines the position of the top edge of the obstruction device based on the top edge of the obstruction region.
  • the threat countermeasure method includes determining the position of the top of the blocking device based on the top of the blocking region where the power of the laser irradiation is estimated to be lower than a predetermined threshold; includes installing an obstruction device to prevent passage through the obstruction area and approaching the object to be protected, and detecting the threat and responding to the threat with laser irradiation.
  • incoming threats can be efficiently dealt with by laser irradiation.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a threat countermeasure system according to related technology.
  • FIG. 2A is a diagram showing one configuration example of a threat countermeasure system according to one embodiment.
  • FIG. 2B is a diagram illustrating a configuration example of a coping device according to an embodiment;
  • FIG. 2C is a diagram illustrating a configuration example of a determination device according to an embodiment;
  • FIG. 3 is a flow chart showing a configuration example of a threat handling method according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an operation example of the threat countermeasure system according to one embodiment.
  • FIG. 5A is a diagram for explaining a modified example of the threat countermeasure system according to one embodiment.
  • FIG. 5A is a diagram for explaining a modified example of the threat countermeasure system according to one embodiment.
  • FIG. 5B is a diagram for explaining a modified example of the threat countermeasure system according to one embodiment.
  • FIG. 6A is a diagram for explaining a modified example of the threat countermeasure system according to one embodiment.
  • FIG. 6B is a diagram for explaining a modified example of the threat countermeasure system according to one embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing a modified example of the threat countermeasure system according to one embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram showing one configuration example of a threat countermeasure system according to one embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram showing one configuration example of a threat countermeasure system according to one embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram showing one configuration example of a threat countermeasure system according to one embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram showing one configuration example of a threat countermeasure system according to one embodiment.
  • a related art threat countermeasure system 101 comprises a countermeasure device 105 installed on the ground 102 .
  • the countermeasure device 105 counters the incoming threats 104A and 104B by laser irradiation in order to defend the protection target 103.
  • FIG. At this time, the laser light irradiated to the threat 104A passing through the relatively high altitude path 107A is focused with sufficient accuracy to deal with the threat 104A.
  • the threat 104A is a multicopter type drone with multiple rotor blades
  • the rotor blades of the threat 104A and the computer circuit that controls the threat 104A are heated by the focused laser light energy and function.
  • the coping device 105 takes action so as to fall into failure or structural destruction.
  • the air in a space relatively close to the ground 102 is heated by the ground 102, and atmospheric fluctuations such as heat haze are likely to occur. Become. Therefore, even if an attempt is made to deal with the threat 104B passing through the relatively low-altitude route 107B by laser irradiation, the power of the laser light that irradiates the threat 104B may be insufficient. In other words, in order to cause threat 104B to malfunction or structurally collapse, the power of the laser light must reach a predetermined threshold. If lower, threat 104B is difficult to address with laser irradiation.
  • the degree of atmospheric fluctuation can be expressed as a refractive index structure constant Cn2 , for example.
  • the larger the refractive index structure constant Cn2 the greater the degree of atmospheric fluctuations, the lower the degree of convergence of the laser light, and the smaller the power of the laser light against the threat 104B.
  • a second threshold is defined for the refractive index structure constant Cn2 corresponding to the first threshold at which the power of the laser light is sufficient to combat threat 104B.
  • the second threshold can be obtained and defined by calculating the power of the laser beam when the first threshold is given.
  • the characteristics of the threat countermeasure system 1 such as the laser light power, wavelength, divergence angle, aiming accuracy of the threat countermeasure system 1, the threat distance, atmospheric transmittance, and the like may be used.
  • the second threshold value may be empirically determined from test results, etc. regarding the power of the laser beam.
  • the threat countermeasure system 1 comprises a countermeasure device 5 , a blocker device 6 and a decision device 50 .
  • the countermeasure device 5 detects the incoming threats 4A and 4B, and counters the threat 4A flying along the route 70A over the obstruction device 6 by laser irradiation.
  • the obstruction device 6 is installed at a position that prevents the threats 4A and 4B from approaching the object to be protected 3 through the obstruction area 20 where the power of laser irradiation is estimated to be lower than a predetermined threshold. For example, blocking passage of 4B flying along path 70B below the top of blocking device 6 .
  • the threat 4A bypasses the inhibition device 6 and moves through the space outside the inhibition area 20 and inside the range of the countermeasure device 5 as a result.
  • the determination device 50 determines the position of the top edge of the inhibition device 6 based on the top edge of the inhibition area 20 .
  • the area of the inhibition area 20 projected onto the ground 2 is relatively large, so that the length of the inhibition device 6 projected onto the ground 2 is 100% relative to the height of the inhibition device 6 in the direction orthogonal to the incoming direction of the threat 4B. is relatively long, and therefore it is assumed that the threat 4B will cross the obstructor 6 from above in order to circumvent it.
  • threats 4A and 4B are not distinguished, they are collectively referred to as threat 4.
  • the coping device 5 includes a threat detection unit 51, a control unit 52, and a laser irradiation unit 53.
  • the threat detection unit 51 detects the threat 4 and generates and outputs a detection signal representing the position of the threat 4 .
  • the control unit 52 controls the laser irradiation unit 53 based on this detection signal.
  • the laser irradiation unit 53 deals with threat 4 by laser irradiation under the control of the control unit 52 .
  • the determination device 50 includes an acquisition unit 501, a determination unit 502, and an output unit 503.
  • the determination device 50 may be configured as a so-called computer that realizes desired processing by executing a program by an arithmetic device, for example.
  • the acquisition unit 501 acquires a parameter group related to the environment around the coping device 5 and transmits parameter information representing the acquired parameter group to the determination unit 502 .
  • the determination unit 502 determines the position to install the inhibition device 6 based on this parameter group.
  • the output unit 503 outputs the installation position information representing the installation position of the inhibition device 6 so as to be transmitted to the worker who installs the inhibition device 6 .
  • the decision device 50 may be separate from the handling device 5 as in the example of FIG. 2A, or may be integrated with the handling device 5 .
  • a configuration example of a threat countermeasure method according to an embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
  • one operation example of the threat countermeasure system 1 according to one embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
  • step S1 is executed.
  • the determination device 50 determines the position where the inhibition device 6 is installed.
  • the acquiring unit 501 of the determining device 50 acquires a parameter group related to the surrounding environment of the handling device 5 .
  • This parameter group includes, for example, a refractive index structural constant Cn2 that indicates the degree of atmospheric fluctuation in the range space in which the laser light irradiated by the countermeasure device 5 propagates to the threat 4 .
  • the acquisition unit 501 may include, for example, a group of measuring devices that measure the group of parameters, or a communication device that externally receives a signal representing the group of parameters measured by a group of external measuring devices.
  • the acquisition unit 501 transmits parameter information representing the acquired parameter group to the determination unit 502 .
  • the determination unit 502 of the determination device 50 identifies the position and range of the inhibition area 20 that prevents the threat 4 from passing through the area by the inhibition device 6 based on the parameter group represented by the received parameter information.
  • the inhibition region 20 may be determined, for example, as a region in which the refractive index structure constant Cn2 of the atmosphere in that region is estimated to be greater than a predetermined threshold value, that is, the irradiated laser light is sufficiently It may be a region in which the power of the laser beam is estimated to be lower than a predetermined threshold value due to reasons such as non-focusing, or may include this region.
  • determining the inhibition region 20 it may be taken into account that the refractive index structure constant Cn2 varies with time, weather conditions, and the like.
  • the inhibition region 20 may be determined in consideration of the time at which the refractive index structure constant Cn2 becomes maximum, weather conditions, etc., or the inhibition region 20 may be determined in consideration of the appearance probability of the refractive index structure constant Cn2 based on statistics and simulations.
  • a region 20 may be defined.
  • the determination unit 502 further determines the position to install the inhibition device 6 based on the upper end of the inhibition area 20 .
  • the position of the blocking device 6 includes the position of the upper end of the blocking device 6 .
  • the altitude of the upper end of the inhibition device 6 may be, for example, the same as the upper end of the inhibition region 20 or may be higher than the upper end of the inhibition region 20 by a predetermined distance.
  • the lower end of the obstruction device 6 may be in contact with the ground 2 or may be so far from the ground 2 as to prevent the threat 4 from passing under the obstruction device 6 .
  • the position of the inhibition device 6 may be determined in consideration of the distance from the laser irradiation unit 53 to the threat 4 . Even if the refractive index structure constant Cn2 is large, if the distance from the laser irradiation unit 53 to the threat 4 is short, sufficient power to deal with the threat 4 may be maintained, and the threat 4 is blocked by the blocking device 6. It may not be necessary to do so.
  • the output unit 503 of the determination device 50 outputs installation position information indicating the installation position of the inhibition device 6 so as to be transmitted to the worker who installs the inhibition device 6 .
  • the output unit 503 may have, for example, a display device to display the installation position information, or may have a communication device to transmit the installation position information to a communication terminal owned by the worker. good.
  • step S2 is executed.
  • the operator installs the inhibition device 6 at the position determined in step S1.
  • Blocking device 6 is configured to block passage of blockage area 20 by threat 4 .
  • the blocking device 6 may be a net placed in the air.
  • the mesh of this net is preferably narrow enough so that threat 4 drones cannot pass through.
  • this net may be made of a material having a sufficiently high transmittance to laser light in order to suppress damage caused by laser irradiation of the handling device 5 .
  • the blocking device 6 may comprise posts or the like for setting the net in the air.
  • step S3 is executed.
  • the threat detection unit 51 of the coping device 5 determines whether or not the threat 4 has been detected. After that, threat detection unit 51 transmits a detection signal representing the determination result to control unit 52 . If the threat detection unit 51 detects the threat 4 (Yes), the detection signal includes threat position information indicating the position of the threat 4, and the process proceeds to step S4. Conversely, if threat detection unit 51 does not detect threat 4 (No), the process repeats step S3. In other words, step S ⁇ b>3 is repeated until threat detection unit 51 detects threat 4 .
  • the incoming threat 4 to approach the protected object 3 initially moves along the relatively low altitude route 71A.
  • the reason for this is that threat 4 is less likely to be detected by radar or the like when flying at a lower altitude than at a higher altitude.
  • a place closer to the ground 2 has a higher degree of atmospheric turbulence, making it difficult to focus the laser light. It is also difficult to deal with by irradiation.
  • the threat 4 that initially flies along the route 71A which has a relatively low altitude, will increase its altitude along the route 71B in order to bypass the obstruction device 6. Also, after that, threat 4 is presumed to pass over obstruction device 6 along path 71C, lower altitude along path 71D, and attempt to approach protection object 3 along relatively low altitude path 71E. .
  • the threat countermeasure method by installing the blocking device 6 at an appropriate position, the altitude of the threat 4 is raised above the upper end of the blocking device 6, and the route 71C is included. , can be guided to regions with a low degree of atmospheric turbulence.
  • step S4 of the flowchart of FIG. 3 the laser irradiation unit 53 of the countermeasure device 5 counters the threat 4 by irradiating laser light.
  • the control unit 52 transmits a control signal including threat position information to the laser irradiation unit 53 .
  • the laser irradiation unit 53 irradiates the threat 4 with laser light according to the control signal.
  • the operation of the laser irradiation unit 53 to direct the optical axis direction of the laser beam to the threat 4 and the operation to focus the laser beam on the position of the threat 4 are automatically performed according to the control signal. good too. Further, the operation of the laser irradiation unit 53 actually emitting the laser light may be performed under the control of the operator.
  • Threat 4 can be dealt with and neutralized with laser irradiation having power higher than a predetermined threshold by being focused with precision.
  • the position where the inhibition device 6 is installed is further based on the distance from the handling device 5, and the power of the laser beam emitted by the laser irradiation unit 53 of the handling device 5 is determined to be the inhibition area. It may be determined to be greater than a predetermined threshold within 20. This threshold is, for example, the power with which the laser light is assumed to neutralize the threat 4 inside the inhibition area 20 . In other words, the position where the power of the laser light in the inhibition area 20 exceeds the threshold may be set as the limit of the relative distance from the coping device 5 to the inhibition device 6 .
  • laser irradiation unit 53 may deal with threat 4 by laser irradiation.
  • the threat 4 is in the obstruction area 20
  • the distance from the laser irradiation unit 53 to the threat 4 is relatively long
  • the obstruction device 6 is installed between the laser irradiation unit 53 and the threat 4.
  • threat 4 flying along paths 71C, 71D, 71E the longer the threat 4 flies to approach the protection object 3, the more the damage to the threat 4 due to the laser irradiation accumulates.
  • step S4 in the flowchart of FIG. 3 the process returns to step S3 to detect and deal with another threat 4.
  • the threat countermeasure system 1 and the threat countermeasure method according to one embodiment can efficiently deal with the incoming threat 4 by laser irradiation.
  • Threat 4 flies along a relatively low altitude path 72A, gains altitude along path 72B to circumvent obstacle 31, and overcomes obstacle 31 along path 72C. . While the threat 4 flies along the routes 72A and 72B, the threat 4 is in the blind spot of the obstacle 31 as seen from the coping device 5, so it is difficult for the coping device 5 to deal with the threat 4 with laser irradiation.
  • the coping device 5 can deal with the threat 4 with laser irradiation when the threat 4 exceeds the obstacle 31, but at this time the distance from the coping device 5 to the threat 4 is relatively short, It is not always possible to deal with threat 4 in time.
  • the blocking device 6 is installed between the obstacle 31 and the threat 4, as shown in the example of FIG. 5B.
  • threat 4 flies along relatively low altitude path 73A, gains altitude along path 73B to circumvent inhibitor 6, and overcomes inhibitor 6 along path 73C.
  • the threat 4 flying along the route 73C is not in the blind spot of the obstacle 31 when viewed from the countermeasure device 5, and the distance from the countermeasure device 5 to the threat 4 is relatively long. Deal with it in time.
  • the position of the obstruction device 6 is determined so that when the threat 4 crosses over the obstruction device 6, the countermeasure device 5 can respond to the threat 4 with laser irradiation having power exceeding a predetermined height. to install the inhibition device 6.
  • the coping device 5 when an obstacle 32 exists in the space behind the threat 4 as seen from the coping device 5 and it is not preferable to irradiate the obstacle 32 with laser light, the coping device 5 However, it is difficult to deal with threat 4 by laser irradiation.
  • the coping device 5 when the threat 4 moves toward the countermeasure device 5 along the route 74A between the obstacle 32 and the countermeasure device 5, if the countermeasure device 5 attempts to counter the threat 4 with laser irradiation, the obstacle 32 It remains highly probable that laser light will be applied to In other words, as long as the threat 4 is between the coping device 5 and the obstacle 32, that is, as long as the coping device 5 avoids laser irradiation to the threat 4 so as not to irradiate the obstacle 32 with laser light, the coping device 5 The power against threat 4 of laser irradiation by is zero.
  • the blocking device 6 is installed between the coping device 5 and the threat 4.
  • threat 4 flies along relatively low altitude path 75A, gains altitude along path 75B to circumvent inhibitor 6, and overpasses inhibitor 6 along path 75C.
  • Threat 4 then descends along path 75D and approaches countermeasure device 5 along relatively low-altitude path 75E.
  • the countermeasure device 5 does not irradiate the obstacle 32 with the laser beam, and the threat 4 is attacked. It can be dealt with by laser irradiation.
  • the position of the obstruction device 6 is determined so that when the threat 4 crosses over the obstruction device 6, the countermeasure device 5 can respond to the threat 4 with laser irradiation having power exceeding a predetermined height. to install the inhibition device 6.
  • the area of the inhibition area 20 projected onto the ground 2 is relatively large, and the length of the inhibition device 6 projected onto the ground 2 is relatively long.
  • the configuration for determining the position at which the inhibition device 6 is installed has been described on the premise of detouring.
  • a configuration for determining the position to install the inhibition device 6 on the premise that the threat 4 can bypass the inhibition device 6 from the side will be described with reference to the example of FIG.
  • the inhibition device 6 on the ground 2 can be relatively short. In other words, the cost of installing and maintaining the inhibition device 6 can be suppressed according to the scale of the inhibition area 20 .
  • the incoming threat 4 bypasses the obstruction device 6, so that the obstruction device 6 is pushed from the side. Easier to circumvent.
  • the countermeasure device 5 deals with the threat 4 that bypasses the inhibition device 6 from the side along the route 76A with laser irradiation, the laser light is prevented from passing through the inhibition area 20. , determine the position of the lateral ends of the blocking device 6 and install the blocking device 6 .
  • the blocking device 6 is a net made of a material having a relatively high transmittance to laser light.
  • the inhibition device 6 As a modification of this configuration, a case where another configuration is used as the inhibition device 6 will be described.
  • a plate-shaped object having a relatively high transmittance for laser light may be placed on the ground 2 so as to block passage by the threat 4 and used as the blocking device 6 .
  • one or more pillars may be used to support the plate-shaped object.
  • a plurality of columnar objects having a relatively high transmittance to laser light, placed in the ground 2 at intervals to impede passage by the threat 4, may be used as the blocking device 6.
  • barbed wire may be used as the blocking device 6 .
  • a net, a plate-shaped object, or a column-shaped object made of a flame-retardant material that does not burn easily even when irradiated with a laser beam is installed on the ground 2 so as to obstruct the passage of the threat 4, and is used as an obstruction device. 6 may be used.
  • Flame-retardant materials include, for example, vinyl chloride.
  • an obstruction device 6 that obstructs passage by the threat 4 by continuing to move may be used.
  • an air curtain generator, a fan, or the like may be installed as the obstruction device 6 so as to obstruct the flight of the threat 4 by generating wind.
  • a shutter, a fan, or the like that partially blocks the range to be blocked from passing by the threat 4 may be used as the blocking device 6 . At this time, the shutter or fan moves so as to time-divisionally block the entire range where it is desired to block passage by the threat 4 .
  • the movement speed of the shutter or fan blades is determined by the threat 4's flight speed, depending on whether the shutter or fan blades arrive at the range before the threat 4 passes through the range where the shutter or fan blades are not present. It is set to block the passage of Threat 4.
  • the inhibition device 6 is installed so as to be fixed to the ground 2 .
  • a configuration in which a part or the whole of the inhibition device 6 is suspended from the sky will be described with reference to the examples of FIGS. 8 and 9.
  • FIG. 8 illustrates a configuration in which a part or the whole of the inhibition device 6 is suspended from the sky.
  • the threat countermeasure system 1 according to the present embodiment shown in the example of FIG. 8 is obtained by making the following changes to the threat countermeasure system 1 according to the first embodiment shown in FIG. 2A. That is, the obstruction device 6 includes a defective portion 60, and the threat countermeasure system 1 includes another obstruction device 62 that closes the defective portion 60, and a drone 61 that supports the obstruction device 62 in a state of being suspended from the sky. further provide. A plurality of drones 61 may be provided.
  • an inhibition device 62 separate from the inhibition device 6 is further installed.
  • the obstruction device 62 may be suspended by the drone 61 waiting in a hovering state near the defective part 60 .
  • the presence and position of the defective portion 60 of the inhibition device 6 are detected by the acquisition unit 501 of the determination device 50 .
  • the determination unit 502 of the determination device 50 may determine to block the defective portion 60 with the inhibition device 62, and the output unit 503 of the determination device 50 controls the drone 61 with the inhibition device 62 suspended. may be guided to the position of the defective portion 60.
  • threat 4 cannot pass through defective portion 60 of blocking device 6, so it crosses blocking device 6 from above along path 77A.
  • the coping device 5 can deal with the threat 4 by laser irradiation.
  • the inhibition device 6 when the inhibition device 6 is partially damaged, the defective portion 60 is covered with another inhibition device 62, thereby preventing the inhibition device 6 from being replaced or repaired. , the threat 4 can be prevented from passing through the defective portion 60 .
  • the entire obstruction device 6 is installed in the air by a drone 61.
  • a plurality of drones 61 may be provided.
  • the object to be protected 3 and the countermeasure device 5 are located on the ground 21 above the cliff, and the threat 4 is from the ground 22 below the cliff along the path 78A. It is effective when flying at a low altitude.
  • the range 8 is too close to the coping device 5 to install the blocking device 6 on the ground 21, and there is not enough time for the coping device 5 to deal with the threat 4 after the threat 4 reaches the sky above the ground 21. may not.
  • the inhibition device 6 is installed on the ground 22, the height dimension of the inhibition device 6 may not reach the desired height. Even in such a case, the entire inhibition device 6 can be placed in the air so that the upper end of the inhibition device 6 reaches the desired altitude.
  • the entire obstruction device 6 in the air by the drone 61, it is possible to install the obstruction device 6 above the water surface such as the sea.
  • the obstruction device 6 can be installed not only on flat ground but also on various terrains.
  • the threat countermeasure system 1 is obtained by adding an obstacle 31 to the threat countermeasure system 1 shown in FIG. 2A.
  • the obstacle 31 detects the threat 4 in the blind spot of the obstacle 31 as seen from the handling device 5. It interferes with the detection by the unit 51 .
  • Threat 4 then flies along path 79A, which is relatively low above ground 2, gains altitude along path 79B to bypass inhibitor 6, and traverses inhibitor 6 along path 79C. cross.
  • the handling device 5 since the threat 4 is in the blind spot of the obstacle 31 as seen from the handling device 5, the handling device 5 may not be able to deal with the threat 4 yet.
  • Threat 4 then descends along path 79D, flies along path 79E, which is relatively low above ground 2, gains altitude along path 79F to bypass obstacle 31, and gains altitude along path 79G. to cross the obstacle 31. Even if the threat detection unit 51 of the countermeasure device 5 detects the threat 4 at this time, the laser irradiation unit 53 of the countermeasure device 5 may not be able to deal with the threat 4 in time.
  • the remote sensor 9 that detects the threat 4 is positioned so that the threat 4 coming from a space hidden behind the blocking device 6 when viewed from the countermeasure device 5 is an obstacle. Install in a place that does not enter the blind spot of 31.
  • the remote sensor 9 may also be placed closer to the inhibition device 6 than the coping device 5 .
  • the remote sensor 9 detects the threat 4
  • the remote sensor 9 transmits a remote detection signal representing the position of the threat 4 to the threat detection unit 51 of the countermeasure device 5 .
  • the threat detection unit 51 has a communication device that receives a remote detection signal, and transmits the position of the threat 4 represented by the remote detection signal to the control unit 52 .
  • the inhibition area 20 includes, for example, the space included in the blind spot behind the obstacle 31 as viewed from the coping device 5 .
  • the remote sensor 9 used in the third embodiment may be introduced.
  • the threat detection capability of the threat countermeasure system is lowered due to the influence of the blocking device 6, or when threat detection at a long distance is insufficient, this can be compensated for.
  • the threat countermeasure system 1 and the threat countermeasure method described in each embodiment are understood, for example, as follows.
  • the threat countermeasure system 1 includes a countermeasure device 5, an inhibition device 6, and a decision device 50.
  • the countermeasure device 5 detects the incoming threat 4 and counters the threat 4 by laser irradiation.
  • the obstruction device 6 is installed so as to prevent the threat 4 from approaching the protection object 3 through the obstruction area 20 where the power of laser irradiation is estimated to be lower than a predetermined threshold.
  • the determination device 50 determines the position of the top edge of the inhibition device 6 based on the top edge of the inhibition area 20 .
  • the threat countermeasure system 1 has the effect that the threat 4 can be guided to the outside of the inhibition area 20 by the inhibition device 6 and dealt with by laser irradiation.
  • the threat countermeasure system 1 according to the second aspect is the threat countermeasure system 1 according to the first aspect, wherein the inhibition region 20 includes a space in which the refractive index structural constant Cn2 is greater than the predetermined threshold.
  • the threat countermeasure system 1 guides the threat 4 to the outside of the inhibition area 20 where the power of laser irradiation is reduced due to a large degree of atmospheric fluctuation, thereby creating a space where the power of laser irradiation is sufficiently high. , the threat 4 can be dealt with by laser irradiation.
  • the threat countermeasure system 1 according to the third aspect is the threat countermeasure system 1 according to the first aspect, and the obstruction area 20 includes a space included in the blind spot when viewed from the countermeasure device 5 .
  • the threat countermeasure system 1 has the effect of being able to counter the threat 4 with laser irradiation by guiding the threat 4 to the outside of the obstruction area 20 included in the blind spot seen from the countermeasure device 5. play.
  • the threat countermeasure system 1 according to the fourth aspect is the threat countermeasure system 1 according to the first aspect, and the obstruction area 20 is in front of the obstacle 32 when viewed from the countermeasure device 5 .
  • the threat countermeasure system 1 guides the threat 4 to the outside of the inhibition area 20 between the countermeasure device 5 and the obstacle 32 to which it is not preferable to irradiate the laser beam, thereby suppressing the threat 4.
  • the effect is that it can be dealt with by laser irradiation.
  • the threat countermeasure system 1 according to the fifth aspect is the threat countermeasure system 1 according to the first to fourth aspects, further comprising a drone 61 that suspends and supports the obstruction device 6 .
  • the threat countermeasure system 1 has the effect that the obstruction device 6 can be installed not only on flat ground but also on various terrains by suspending and supporting it with the drone 61 .
  • the threat countermeasure system 1 according to the sixth aspect is the threat countermeasure system 1 according to the first to fourth aspects, and further includes another blocking device 62 and a drone 61.
  • Another blocking device 62 is installed to compensate for the defective portion 60 of blocking device 6 .
  • the drone 61 suspends and supports another inhibition device 62 .
  • the threat countermeasure system 1 compensates for the defective portion 60 of the obstruction device 6 with another obstruction device 62 suspended by the drone 61, thereby eliminating the threat 4 without replacing or repairing the obstruction device 6. This has the effect of preventing passage through the defective portion 60 .
  • the threat countermeasure system 1 according to the seventh aspect is the threat countermeasure system 1 according to the first to sixth aspects, and the countermeasure device 5 includes a threat detection unit 51, a laser irradiation unit 53, a control and a portion 52 .
  • the threat detection unit 51 detects the threat 4 and outputs a detection signal representing the position of the threat 4 .
  • the laser irradiation unit 53 deals with the threat 4 by laser irradiation.
  • the control unit 52 controls the laser irradiation unit 53 based on the detection signal.
  • the threat countermeasure system 1 according to the seventh aspect has the effect of being able to deal with the threat 4 by irradiating the position of the detected threat 4 with laser light.
  • the threat handling system 1 according to the eighth aspect is the threat handling system 1 according to the seventh aspect, further comprising a remote sensor 9 .
  • the remote sensor 9 is installed remotely from the countermeasure device 5 to detect the threat 4 and output a remote detection signal indicating the location of the threat 4 .
  • the control unit 52 controls the laser irradiation unit 53 further based on the remote detection signal.
  • the remote sensor 9 detects the threat 4 at a position that the handling device 5 cannot detect, and the remote sensor 9 transmits the position of the threat 4 to the control unit 52, thereby
  • the device 5 can deal with the threat 4 more efficiently.
  • the threat countermeasure method determines the position of the upper end of the inhibition device 6 based on the upper end of the inhibition region 20 in which the laser irradiation power is estimated to be lower than a predetermined threshold; Including installing an obstruction device 6 so as to prevent an incoming threat 4 from passing through an obstruction area 20 and approaching a protected object 3, and detecting the threat 4 and dealing with the threat 4 by laser irradiation. .
  • the threat countermeasure method according to the ninth aspect has the effect of guiding the threat 4 to the outside of the inhibition area 20 by the inhibition device 6 and dealing with it by laser irradiation.

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Abstract

飛来する脅威をレーザ照射に効率的に対処する脅威対処システムおよび脅威対処方法を提供する。脅威対処システムは、対処装置と、阻害装置と、決定装置とを備える。対処装置は、飛来する脅威を検知して脅威をレーザ照射により対処する。阻害装置は、脅威が、レーザ照射の威力が所定の閾値より低いと推測される阻害領域を通過して防護対象に近接することを阻むように設置されている。決定装置は、阻害装置の上端の位置を、阻害領域の上端に基づいて決定する。

Description

脅威対処システムおよび脅威対処方法
　本発明は脅威対処システムおよび脅威対処方法に関し、例えば、飛来する脅威への対処に好適に利用できるものである。
　近年、ドローンなどのＵＡＶ（Unmanned Aerial Vehicle：無人航空機）に係る技術が進歩しており、防護対象を防衛する上での脅威となっている。このような脅威に対して、高出力のレーザ光を大気中に伝搬させて脅威に照射することによって、遠隔で目標を破壊する脅威対処システムが考えられている。電気で駆動する高出力のレーザ光は、電源を確保できる限り脅威に対処し続けることができ、かつ、そのコストは砲弾や飛しょう体などを使用する場合と比較して低い。
　その一方で、ドローンなどの経空脅威は、レーダなどから発見されにくいように、地面付近の低空を飛行することが考えられる。ここで、一般的に、地面付近の空気では、より高い高度の上空と比較して、大気揺らぎの度合いが大きい。特に、晴天時に地面が強い日射を受けるとき、地面付近の空気の大気揺らぎの度合いが大きくなる。大気揺らぎの度合いを測る指標の一つとして、屈折率構造定数Ｃｎ２（単位はｍ－２／３）がある。屈折率構造定数Ｃｎ２が大きければ大きいほど、大気揺らぎの度合いは大きい。
　そして、大気揺らぎの度合いが大きいとき、レーザ光を集束させることが困難となり、目標に対するレーザ光の威力が低下する。その結果、経空脅威が地面付近の低空を飛行するとき、上空を飛行する場合と比較して、経空脅威に対するレーザ光の威力は低下する可能性がある。
　上記に関連して、特許文献１（特許第５９６０９３４号公報）には、防護建造物に係る発明が開示されている。特許文献１の防護建造物は、その内側の防護対象を、その外側の上空からの攻撃から物理的に防護する手段であって、レーザ照射による対処や、低空における大気揺らぎによる影響などを考慮していない。
　また、特許文献２（特許第６４１３０５７号公報）には、無人航空機および移動体補足システムに係る発明が開示されている。特許文献２の無人航空機および移動体補足システムは、無人航空機から射出した拘束網で対象を拘束する手段であって、レーザ照射による対処や、低空における大気揺らぎによる影響などを考慮していない。
　また、特許文献３（特開２０１９－６０５８９号公報）には、航空防衛システムが開示されている。特許文献３の航空防衛システムは、味方の航空機に搭載された標的中立化デバイスからレーザ光などを発射して相手の航空機を中立化させる手段であって、低空における大気揺らぎによる影響などを考慮していない。
　また、特許文献４（特表２０２０－５１９８４３号公報）には、無人航空機を迎撃する方法が開示されている。特許文献４の方法は、味方の航空機からネットなどを発射して標的を捕捉する手段であって、レーザ照射による対処や、低空における大気揺らぎによる影響などを考慮していない。
　また、特許文献５（特開２０２１－０１４９５８号公報）には、脅威対処システムが開示されている。特許文献５の脅威対処システムは、レーザ光を照射して脅威への対処を行うが、大気揺らぎによってレーザ光が影響されることや、低空を脅威が飛行することを阻害することなどを考慮していない。
特許第５９６０９３４号公報 特許第６４１３０５７号公報 特開２０１９－６０５８９号公報 特表２０２０－５１９８４３号公報 特開２０２１－０１４９５８号公報
　上記状況に鑑み、本開示は、飛来する脅威をレーザ照射に効率的に対処する脅威対処システムおよび脅威対処方法を提供することを目的の１つとする。その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
　一実施の形態によれば、脅威対処システムは、対処装置と、阻害装置と、決定装置とを備える。対処装置は、飛来する脅威を検知して脅威をレーザ照射により対処する。阻害装置は、脅威が、レーザ照射の威力が所定の閾値より低いと推測される阻害領域を通過して防護対象に近接することを阻むように設置されている。決定装置は、阻害装置の上端の位置を、阻害領域の上端に基づいて決定する。
　一実施の形態によれば、脅威対処方法は、レーザ照射の威力が所定の閾値より低いと推測される阻害領域の上端に基づいて、阻害装置の上端の位置を決定することと、飛来する脅威が、阻害領域を通過して防護対象に近接することを阻むように阻害装置を設置することと、脅威を検知して脅威をレーザ照射により対処することとを含む。
　一実施の形態によれば、飛来する脅威をレーザ照射で効率的に対処することが出来る。
図１は、関連技術による脅威対処システムの一構成例を示す図である。 図２Ａは、一実施の形態による脅威対処システムの一構成例を示す図である。 図２Ｂは、一実施の形態による対処装置の一構成例を示す図である。 図２Ｃは、一実施の形態による決定装置の一構成例を示す図である。 図３は、一実施の形態による脅威対処方法の一構成例を示すフローチャートである。 図４は、一実施の形態による脅威対処システムの一動作例を示す図である。 図５Ａは、一実施の形態による脅威対処システムの一変形例を説明するための図である。 図５Ｂは、一実施の形態による脅威対処システムの一変形例を説明するための図である。 図６Ａは、一実施の形態による脅威対処システムの一変形例を説明するための図である。 図６Ｂは、一実施の形態による脅威対処システムの一変形例を説明するための図である。 図７は、一実施の形態による脅威対処システムの一変形例を示す図である。 図８は、一実施の形態による脅威対処システムの一構成例を示す図である。 図９は、一実施の形態による脅威対処システムの一構成例を示す図である。 図１０は、一実施の形態による脅威対処システムの一構成例を示す図である。 図１１は、一実施の形態による脅威対処システムの一構成例を示す図である。
　添付図面を参照して、本開示による脅威対処システムおよび脅威対処方法を実施するための形態を以下に説明する。
　（関連技術）
　課題のより良い理解のために、関連技術による脅威対処システムについて先に説明する。図１に示すように、関連技術による脅威対処システム１０１は、地面１０２に設置された対処装置１０５を備える。対処装置１０５は、防護対象１０３を防衛するために、飛来する脅威１０４Ａ、１０４Ｂをレーザ照射で対処する。このとき、比較的高い高度の経路１０７Ａを通過する脅威１０４Ａに照射されるレーザ光は十分な精度で集束し、脅威１０４Ａを対処する。一例として、脅威１０４Ａが複数の回転翼を備えるマルチコプター型のドローンである場合、脅威１０４Ａが備える回転翼や、脅威１０４Ａを制御するコンピュータ回路などが、集束したレーザ光のエネルギーによって加熱されて機能不全や構造破壊に陥るように、対処装置１０５は対処する。
　その一方で、地面１０２に比較的近い空間の空気は、地面１０２によって加熱されるなどして陽炎などの大気揺らぎが発生しやすく、大気揺らぎの度合いが大きければ大きいほどレーザ光は集光しにくくなる。そのため、高度が比較的低い経路１０７Ｂを通過する脅威１０４Ｂをレーザ照射によって対処しようとしても、脅威１０４Ｂを照射するレーザ光の威力が不十分となる場合がある。言い換えれば、脅威１０４Ｂを機能不全や構造破壊に陥らせるためにはレーザ光の威力が所定の閾値に達する必要があり、大気揺らぎなどの影響で十分に集束しなかったレーザ光の威力がこの閾値より低い場合は、脅威１０４Ｂにレーザ照射で対処することが困難である。
　大気揺らぎの度合いは、例えば、屈折率構造定数Ｃｎ２として表すことができる。屈折率構造定数Ｃｎ２が大きければ大きいほど、大気揺らぎの度合いは大きく、レーザ光の集束の度合いは低く、脅威１０４Ｂに対するレーザ光の威力は小さい。レーザ光の威力が脅威１０４Ｂを対処するために十分となる第１の閾値に対応して、屈折率構造定数Ｃｎ２に第２の閾値が定義される。第１の閾値が与えられたときに、レーザ光の威力を計算することで、第２の閾値を求めて定義することができる。このレーザ光の威力の計算において、レーザ光のパワー、波長、発散角、脅威対処システム１の照準精度等といった脅威対処システム１の特性と脅威の距離と、大気透過率等を用いてもよい。また、第２の閾値は、レーザ光の威力に関する試験結果等から経験的に定めてもよい。
　（第１の実施の形態）
　図２Ａに示すように、一実施の形態による脅威対処システム１は、対処装置５と、阻害装置６と、決定装置５０とを備える。対処装置５は、飛来する脅威４Ａ、４Ｂを検知して、阻害装置６を越える経路７０Ａに沿って飛行する脅威４Ａをレーザ照射により対処する。阻害装置６は、脅威４Ａ、４Ｂが、レーザ照射の威力が所定の閾値より低いと推測される阻害領域２０を通過して防護対象３に接近することを阻む位置に設置される。例えば、阻害装置６の上端より下の経路７０Ｂに沿って飛行する４Ｂの通過を阻害する。脅威４Ａは、阻害装置６を迂回して移動することで、結果として、阻害領域２０の外側で、かつ、対処装置５の射程範囲の内側の空間を通過する。決定装置５０は、阻害装置６の上端の位置を、阻害領域２０の上端に基づいて決定する。ここでは、阻害領域２０を地面２に投影した面積が比較的広く、そのために阻害装置６を地面２に投影した長さが脅威４Ｂの飛来方向に直交する方向において阻害装置６の高さに対して比較的長く、したがって脅威４Ｂが阻害装置６を迂回するために阻害装置６を上から越えると推測される場合を例に挙げて説明する。以降、脅威４Ａ、４Ｂを区別しないとき、これらを脅威４と総称する。
　図２Ｂに示すように、一実施の形態による対処装置５は、脅威検知部５１と、制御部５２と、レーザ照射部５３とを備える。脅威検知部５１は、脅威４を検知して、脅威４の位置を表す検知信号を生成して出力する。制御部５２は、この検知信号に基づいてレーザ照射部５３を制御する。レーザ照射部５３は、制御部５２の制御下で脅威４をレーザ照射により対処する。
　図２Ｃに示すように、一実施の形態による決定装置５０は、取得部５０１と、決定部５０２と、出力部５０３とを備える。決定装置５０は、例えば、演算装置がプログラムを実行することによって所望の処理を実現する、いわゆるコンピュータとして構成されてもよい。取得部５０１は、対処装置５の周辺の環境に係るパラメータ群を取得し、取得したパラメータ群を表すパラメータ情報を決定部５０２に送信する。決定部５０２は、このパラメータ群に基づいて、阻害装置６を設置する位置を決定する。出力部５０３は、阻害装置６を設置する位置を表す設置位置情報を、阻害装置６を設置する作業者に伝達するように出力する。決定装置５０は、図２Ａの例のように対処装置５から分かれていてもよいし、対処装置５に一体化されていてもよい。
　図３のフローチャートを参照して、一実施の形態による脅威対処方法の一構成例について説明する。言い換えれば、図３のフローチャートを参照して、一実施の形態による脅威対処システム１の一動作例について説明する。
　図３のフローチャートの処理が開始すると、ステップＳ１が実行される。ステップＳ１において、決定装置５０が、阻害装置６を設置する位置を決定する。
　まず、決定装置５０の取得部５０１が、対処装置５の周辺の環境に係るパラメータ群を取得する。このパラメータ群には、例えば、対処装置５が照射するレーザ光が脅威４まで伝搬する射程範囲空間における大気揺らぎの度合いを示す屈折率構造定数Ｃｎ２が含まれる。取得部５０１は、例えば、このパラメータ群を測定する測定装置群を備えてもよいし、外部の測定装置群が測定したパラメータ群を表す信号を外部から受信する通信装置を備えてもよい。取得部５０１は、取得したパラメータ群を表すパラメータ情報を決定部５０２に送信する。
　次に、決定装置５０の決定部５０２は、受信したパラメータ情報が表すパラメータ群に基づいて、脅威４による領域の通過を阻害装置６によって阻害する阻害領域２０の位置および範囲を特定する。阻害領域２０は、例えば、その領域の大気が持つ屈折率構造定数Ｃｎ２が所定の閾値より大きくなると推定される領域として決定されてもよく、すなわち照射したレーザ光が大気揺らぎの影響によって十分に集束しないなどの理由でレーザ光の威力が所定の閾値より低いと推測される領域であってもよいし、この領域を含んでもよい。阻害領域２０を決める際に、屈折率構造定数Ｃｎ２が時間や気象条件等で変わることを考慮してもよい。例えば、屈折率構造定数Ｃｎ２が最大となる時間や気象条件等を考慮して阻害領域２０を決めてもよいし、統計やシミュレーションに基づき屈折率構造定数Ｃｎ２の出現確率を考慮して阻害領域２０を決めてもよい。決定部５０２は、さらに、この阻害領域２０の上端に基づいて、阻害装置６を設置する位置を決定する。阻害装置６の位置には、阻害装置６の上端の位置が含まれる。阻害装置６の上端の位置の高度は、例えば、阻害領域２０の上端と同じ高度であってもよいし、阻害領域２０の上端より所定の距離だけ高い高度であってもよい。阻害装置６の下端は、地面２に接してもよいし、脅威４が阻害装置６の下をくぐって通過することを阻害する程度に地面２から離れていてもよい。阻害装置６の位置は、レーザ照射部５３から脅威４までの距離を考慮して決めてもよい。屈折率構造定数Ｃｎ２が大きい場合でも、レーザ照射部５３から脅威４までの距離が短い場合は、脅威４への対処に十分な威力を維持する場合があり、阻害装置６で脅威４を阻害する必要が生じない場合もある。
　次に、決定装置５０の出力部５０３は、阻害装置６を設置する位置を表す設置位置情報を、阻害装置６を設置する作業者に伝達するように出力する。出力部５０３は、例えば、表示装置を備えていて、表示装置で設置位置情報を表示してもよいし、通信装置を備えていて、作業者が有する通信端末に設置位置情報を送信してもよい。
　ステップＳ１の後、ステップＳ２が実行される。ステップＳ２において、作業者が、ステップＳ１で決定された位置に阻害装置６を設置する。阻害装置６は、脅威４による阻害領域２０の通過を阻害するように構成されている。一例として、脅威４がドローンであるとき、阻害装置６は空中に設置されたネットであってもよい。このネットの網の目は、脅威４としてのドローンが通過できないように、十分に狭いことが好ましい。また、このネットは、対処装置５のレーザ照射による損傷を抑制するために、レーザ光に対する透過率が十分に高い材料で構成されてもよい。阻害装置６は、ネットを空中に設置するための柱などを備えてもよい。
　ステップＳ２の後、ステップＳ３が実行される。ステップＳ３において、対処装置５の脅威検知部５１が、脅威４を検知したか否かを判定する。その後、脅威検知部５１は、判定の結果を表す検知信号を制御部５２に送信する。脅威検知部５１が脅威４を検知した場合（Ｙｅｓ）、検知信号には脅威４の位置を表す脅威位置情報が含まれており、処理はステップＳ４へ進む。反対に、脅威検知部５１が脅威４を検知しなかった場合（Ｎｏ）、処理はステップＳ３を繰り返す。言い換えれば、ステップＳ３は、脅威検知部５１が脅威４を検知するまで繰り返される。
　図４に示すように、防護対象３に接近するために飛来する脅威４は、当初は高度が比較的低い経路７１Ａに沿って移動する。その理由として、高度が高い場所と比較して、高度が低い場所を飛行すると、脅威４はレーダなどによって検知されにくいことが挙げられる。さらに、地面２から遠い場所と比較して、地面２に近い場所は、大気揺らぎの度合いが高いためレーザ光が集束しにくく、すなわちレーザ照射の威力が高くなりにくく、結果的に脅威４がレーザ照射により対処されにくいことも挙げられる。
　しかし、当初は高度が比較的低い経路７１Ａに沿って飛来する脅威４は、阻害装置６を迂回するために経路７１Ｂに沿って高度を上げると推測される。また、その後、脅威４は経路７１Ｃに沿って阻害装置６を越えて、経路７１Ｄに沿って高度を下げ、高度が比較的低い経路７１Ｅに沿って防護対象３への接近を試みると推測される。このように、一実施の形態による脅威対処方法によれば、阻害装置６を適切な位置に設置することによって、脅威４の高度を阻害装置６の上端より上に上げさせて、経路７１Ｃを含む、大気揺らぎの度合いが低い領域に誘導することができる。
　図３のフローチャートのステップＳ４において、対処装置５のレーザ照射部５３が、レーザ光を照射することによって脅威４に対処する。ここで、まず、制御部５２が脅威位置情報を含む制御信号をレーザ照射部５３に送信する。次に、レーザ照射部５３が、制御信号に応じてレーザ光を脅威４に照射する。このとき、レーザ照射部５３が、レーザ光を照射する光軸方向を脅威４に向ける動作と、レーザ光を脅威４の位置に集束させる動作とは、制御信号に応じて自動的に行われてもよい。また、レーザ照射部５３が実際にレーザ光を出射する動作は、作業者の制御下で行われてもよい。
　図４に示すように、脅威４が経路７１Ｃに沿って飛行するとき、脅威４は大気揺らぎの度合いが比較的高い阻害領域２０の外側にいるので、レーザ照射部５３は、レーザ光が十分な精度で集束することによって所定の閾値より高い威力を有するレーザ照射で脅威４に対処して無力化することができる。
　その他、脅威４が経路７１Ｄ、７１Ｅに沿って飛行するとき、脅威４が阻害領域２０の中にいたとしても、レーザ照射部５３から脅威４までの距離が比較的短いので、レーザ照射部５３は威力が十分に高いレーザ照射で脅威４に対処することができる。このとき、レーザ光の一部が阻害装置６を照射する可能性があるが、阻害装置６を構成する材料のレーザ光に対する透過率が十分に高ければ、レーザ照射による阻害装置６の損傷は抑制される。この場合、図３のフローチャートのステップＳ１において、阻害装置６を設置する位置を、対処装置５からの距離にさらに基づいて、対処装置５のレーザ照射部５３が照射するレーザ光の威力が阻害領域２０の内側で所定の閾値より大きくなるように決定してもよい。この閾値は、例えば、阻害領域２０の内側にある脅威４をレーザ光が無力化すると推測される威力である。言い換えれば、阻害領域２０におけるレーザ光の威力が閾値を超える位置を、対処装置５から阻害装置６までの相対距離の限界として設定してもよい。
　さらに、脅威４が経路７１Ａ、７１Ｂに沿って飛行するとき、レーザ照射部５３は脅威４へのレーザ照射による対処を行ってもよい。このとき、脅威４は阻害領域２０の中におり、レーザ照射部５３から脅威４までの距離は比較的長く、かつ、レーザ照射部５３と脅威４の間に阻害装置６が設置されているため、脅威４が経路７１Ｃ、７１Ｄ、７１Ｅに沿って飛行する場合と比較して、レーザ照射の威力が低い可能性がある。それでも、脅威４が防護対象３に接近するために飛行する時間が長ければ長いほど、レーザ照射による脅威４へのダメージが蓄積する。
　図３のフローチャートのステップＳ４の後、別の脅威４を検知して対処するために、処理はステップＳ３に戻る。
　このように、一実施の形態による脅威対処システム１および脅威対処方法は、飛来する脅威４をレーザ照射で効率的に対処することができる。
　（変形例、その１）
　上記の第１の実施の形態では、脅威４が阻害領域２０を通過することを阻害するように阻害装置６を設置する構成について説明した。この構成の変形例として、対処装置５から見て障害物の後ろに隠れた空間を飛行する脅威４に対処するために阻害装置６を設置する構成について、図５Ａおよび図５Ｂの例を参照して説明する。このとき、阻害領域２０は、例えば、対処装置５から見て障害物の後ろにある死角に含まれる空間を含む。
　図５Ａの例に示すように、対処装置５と脅威４との間に障害物３１が存在するとき、対処装置５が脅威４にレーザ照射で対処することは困難である。図５Ａの例では、脅威４は、高度が比較的低い経路７２Ａに沿って飛行し、障害物３１を迂回するために経路７２Ｂに沿って高度を上げ、経路７２Ｃに沿って障害物３１を超える。脅威４が経路７２Ａ、７２Ｂに沿って飛行する間、脅威４は対処装置５から見て障害物３１の死角にいるため、対処装置５は脅威４にレーザ照射で対処することが困難である。言い換えれば、対処装置５が障害物３１の死角にいる脅威４をレーザ照射で対処しようとしたとしても、レーザ照射の脅威４に対する威力は不十分またはゼロである。その一方で、対処装置５は、脅威４が障害物３１を超えたときにレーザ照射で脅威４に対処することができるが、このときには対処装置５から脅威４までの距離が比較的短いため、脅威４への対処が間に合うとは限らない。
　そこで、本変形例では、図５Ｂの例に示すように、障害物３１と脅威４との間に阻害装置６を設置する。こうすることによって、脅威４は、高度が比較的低い経路７３Ａに沿って飛行し、阻害装置６を迂回するために経路７３Ｂに沿って高度を上げ、経路７３Ｃに沿って阻害装置６を越える。このとき、経路７３Ｃに沿って飛行する脅威４は、対処装置５から見て障害物３１の死角におらず、かつ、対処装置５から脅威４までの距離は比較的長いため、脅威４への対処が間に合う。言い換えれば、本変形例では、脅威４が阻害装置６を越えるときに対処装置５が所定の高さを越える威力を有するレーザ照射で脅威４に対処できるように、阻害装置６の位置を決定して阻害装置６を設置する。
　（変形例、その２）
　上記の変形例では、対処装置５と脅威４との間に障害物３１が存在する構成について説明した。第１の実施の形態の、この変形例とは別の変形例として、対処装置５から見て脅威４の後ろの空間に障害物３２が存在するときに、対処装置５が脅威４に対処するために阻害装置６を設置する構成について、図６Ａおよび図６Ｂの例を参照して説明する。
　図６Ａの例に示すように、対処装置５から見て脅威４の後ろの空間に障害物３２が存在し、かつ、この障害物３２にレーザ光を照射することが好ましくないとき、対処装置５が脅威４にレーザ照射で対処することは困難である。ここで、脅威４が障害物３２と対処装置５の間にある経路７４Ａに沿って対処装置５に向かって移動するとき、対処装置５が脅威４にレーザ照射で対処しようとすると、障害物３２にレーザ光が照射される可能性が高いままである。言い換えれば、脅威４が対処装置５と障害物３２との間にいる限り、すなわち対処装置５が障害物３２にレーザ光を照射しないように脅威４へのレーザ照射を忌避する限り、対処装置５によるレーザ照射の脅威４に対する威力はゼロである。
　そこで、本変形例では、図６Ｂの例に示すように、対処装置５と脅威４との間に阻害装置６を設置する。こうすることによって、脅威４は、高度が比較的低い経路７５Ａに沿って飛行し、阻害装置６を迂回するために経路７５Ｂに沿って高度を上げ、経路７５Ｃに沿って阻害装置６を越える。その後、脅威４は経路７５Ｄに沿って高度を下げ、高度が比較的低い経路７５Ｅに沿って対処装置５に接近する。このとき、対処装置５から見て、経路７５Ｃに沿って飛行する脅威４の後ろの空間には障害物３２が無いので、対処装置５は障害物３２にレーザ光を照射することなく脅威４にレーザ照射で対処することができる。言い換えれば、本変形例では、脅威４が阻害装置６を越えるときに対処装置５が所定の高さを越える威力を有するレーザ照射で脅威４に対処できるように、阻害装置６の位置を決定して阻害装置６を設置する。
　（変形例、その３）
　上記の実施の形態では、阻害領域２０を地面２に投影した面積が比較的広く、阻害装置６を地面２に投影した長さが比較的長く、したがって脅威４が阻害装置６を上から越えて迂回することを前提に、阻害装置６を設置する位置を決定する構成について説明した。この構成の変形例として、脅威４が阻害装置６を横から迂回し得ることを前提に、阻害装置６を設置する位置を決定する構成について、図７の例を参照して説明する。
　図７の例に示すように、防護対象３と脅威４との間に存在する阻害領域２０の規模が比較的小さく、阻害領域２０を地面２に投影した面積が比較的狭いとき、阻害装置６を地面２に投影した長さは比較的短くて済む。言い換えれば、阻害装置６を設置して維持するコストを、阻害領域２０の規模に応じて抑制することができる。
　ただし、このような場合には、阻害装置６を地面２に投影した長さが比較的長い場合と比較して、飛来する脅威４が阻害装置６を迂回するために、阻害装置６を横から迂回することがより容易となる。このとき、図７の例に示すように、経路７６Ａに沿って阻害装置６を横から迂回した脅威４に対処装置５がレーザ照射で対処するとき、レーザ光が阻害領域２０を通過しないように、阻害装置６の横方向の端部の位置を決定して阻害装置６を設置する。
　（変形例、その４）
　上記の実施の形態および変形例では、阻害装置６が、レーザ光に対して比較的高い透過率を有する材料で構成されたネットである構成について説明した。この構成の変形例として、阻害装置６として別の構成を用いる場合について説明する。
　一例として、レーザ光に対して比較的高い透過率を有する板状の物体を、脅威４による通過を阻害するように地面２に設置して、阻害装置６として使用してもよい。このとき、板状の物体を支持するために、１本以上の柱を用いてもよい。同様に、レーザ光に対して比較的高い透過率を有する複数の柱状の物体を、脅威４による通過を阻害するような間隔で地面２に設置して、阻害装置６として使用してもよい。
　別の一例として、レーザ光を照射されても損傷が比較的少ない材料で構成されたネット、板状の物体または柱状の物体を、脅威４による通過を阻害するように地面２に設置して、阻害装置６として使用してもよい。具体例として、有刺鉄線を阻害装置６として使用してもよい。また、レーザ光が照射されても燃え難い難燃性の材料で構成されたネット、板状の物体または柱状の物体を、脅威４による通過を阻害するように地面２に設置して、阻害装置６として使用してもよい。難燃性の材料は、例えば、塩化ビニルを含む。
　さらに別の一例として、動き続けることによって脅威４による通過を阻害する阻害装置６を使用してもよい。具体的には、風を起こすことによって脅威４の飛行を阻害するように、エアカーテン発生装置やファンなどを阻害装置６として設置してもよい。また、別の具体例として、脅威４による通過を阻害したい範囲を部分的に封鎖するシャッターやファンなどを阻害装置６として用いてもよい。このとき、シャッターまたはファンは、脅威４による通過を阻害したい範囲の全体を時分割で封鎖するように移動する。また、シャッターまたはファンのブレードの移動速度は、脅威４の飛行速度に応じて、シャッターまたはファンのブレードが存在しない範囲を脅威４が通過する前にシャッターまたはファンのブレードがその範囲に到着して脅威４の通過を阻害するように設定される。
　（第２の実施の形態）
　上記の実施の形態では、阻害装置６を地面２に固定するように設置した。本実施の形態では、阻害装置６の一部または全体を上空から吊り下げた状態で設置する構成について、図８および図９の例を参照して説明する。
　図８の例に示す本実施の形態による脅威対処システム１は、図２Ａに示した第１の実施の形態による脅威対処システム１に以下の変更を加えることで得られる。すなわち、阻害装置６は欠陥部分６０を含んでおり、脅威対処システム１は、この欠陥部分６０を塞ぐ別の阻害装置６２と、この阻害装置６２を上空から吊り下げた状態で支持するドローン６１とをさらに備える。ドローン６１は、複数であってもよい。
　本実施の形態では、阻害装置６の欠陥部分６０の規模が、脅威４が欠陥部分６０の内側を通過できる程度に大きいとき、脅威４がこの欠陥部分６０を通過して防護対象３に接近することを阻害するために、阻害装置６とは別の阻害装置６２をさらに設置する。阻害装置６２は、欠陥部分６０の付近で、ホバリング状態で待機するドローン６１によって吊り下げられてもよい。
　一例として、阻害装置６の欠陥部分６０の存在および位置は、決定装置５０の取得部５０１によって検知される。このとき、決定装置５０の決定部５０２は、欠陥部分６０を阻害装置６２で塞ぐことを決定してもよく、決定装置５０の出力部５０３は阻害装置６２を吊り下げた状態のドローン６１を制御して欠陥部分６０の位置まで誘導してもよい。
　図８の例においても、脅威４は阻害装置６の欠陥部分６０を通過することができないので、経路７７Ａに沿って阻害装置６を上から越える。このとき、対処装置５はレーザ照射で脅威４に対処することができる。
　このように、本実施の形態による脅威対処システム１では、阻害装置６が部分的に損傷したとき、欠陥部分６０を別の阻害装置６２で塞ぐことによって、阻害装置６を交換または修理することなく、脅威４が欠陥部分６０を通過することを阻害することができる。
　図９の例に示す本実施の形態による脅威対処システム１では、阻害装置６の全体が、ドローン６１によって空中に設置されている。ドローン６１は、複数であってもよい。このような構成は、図９の例のように、防護対象３と対処装置５が崖の上の地面２１に位置しており、脅威４が崖の下の地面２２から経路７８Ａに沿って比較的低い高度で飛来する場合など有効である。特に、地面２１において阻害装置６を設置するにはその範囲８が対処装置５から近すぎて、脅威４が地面２１の上空に到達してから対処装置５が脅威４に対処する時間が十分ではない可能性がある。また、阻害装置６を地面２２に設置した場合、阻害装置６の高さ方向の寸法が所望の高さに達しない可能性がある。このような場合でも、阻害装置６の上端が所望の高度に達するように、阻害装置６の全体を空中に設置することができる。
　さらに、阻害装置６の全体をドローン６１によって空中に設置することで、阻害装置６を海上などの水面の上空に設置することも可能となる。
　このように、本実施の形態による脅威対処システム１および脅威対処方法では、阻害装置６を平地に限らず様々な地形に設置することが可能となる。
　（第３の実施の形態）
　上記の実施の形態では、飛来する脅威４を、対処装置５の脅威検知部５１が検知する構成について説明した。本実施の形態では、対処装置５から離れた位置に設置されたリモートセンサを用いて脅威４を検知することで、対処装置５がより早く脅威４への対処を開始する構成について、図１０および図１１を参照して説明する。
　図１０の例に示す本実施の形態による脅威対処システム１は、図２Ａに示した脅威対処システム１に、障害物３１を追加することで得られる。障害物３１は、図５Ａおよび図５Ｂに示した第１の実施の形態の変形例の場合と同様に、対処装置５から見て障害物３１の死角にある脅威４を対処装置５の脅威検知部５１が検知することを妨害する。このとき、脅威４は、地面２からの高度が比較的低い経路７９Ａに沿って飛行し、阻害装置６を迂回するために経路７９Ｂに沿って高度を上げ、経路７９Ｃに沿って阻害装置６を越える。このとき、対処装置５からみて脅威４は障害物３１の死角にいるため、対処装置５はまだ脅威４に対処することができない可能性がある。その後、脅威４は経路７９Ｄに沿って高度を下げ、地面２からの高度が比較的低い経路７９Ｅに沿って飛行し、障害物３１を迂回するために経路７９Ｆに沿って高度を上げ、経路７９Ｇに沿って障害物３１を越える。このときになって対処装置５の脅威検知部５１が脅威４を検知しても、対処装置５のレーザ照射部５３によるレーザ照射で脅威４への対処が間に合うとは限らない。
　そこで、本実施の形態では、図１１の例に示すように、脅威４を検知するリモートセンサ９を、対処装置５から見て阻害装置６の後ろに隠れた空間から飛来する脅威４が障害物３１の死角に入らない場所に設置する。リモートセンサ９は、さらに、対処装置５より阻害装置６に近い場所に設置してもよい。リモートセンサ９は、脅威４を検出すると、脅威４の位置を表すリモート検知信号を対処装置５の脅威検知部５１へ送信する。脅威検知部５１はリモート検知信号を受信する通信装置を備えており、リモート検知信号が表す脅威４の位置を制御部５２に伝達する。こうすることで、脅威４が対処装置５に接近しすぎる前に、例えば経路７９Ｃに沿って阻害装置６を越えた時点で、対処装置５はレーザ照射で脅威４への対処を行うことができる。
　このように、本実施の形態による脅威対処システム１および脅威対処方法では、対処装置５から離れた位置から脅威４を検知するリモートセンサ９を備えることによって、対処装置５の脅威検知部５１による検知が困難な場所にある脅威４の存在をより早く検知して脅威４への対処をより効率的に行うことができる。このとき、阻害領域２０は、例えば、対処装置５から見て障害物３１の後ろにある死角に含まれる空間を含む。
　以上、発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。また、実施の形態に説明したそれぞれの特徴は、技術的に矛盾しない範囲で自由に組み合わせることが可能である。例えば、第１の実施形態において、第３の実施の形態で用いたリモートセンサ９を導入してもよい。阻害装置６の影響により脅威対処システムの脅威探知能力が低下する場合や、遠距離での脅威探知が不足する場合に、これを補うことができる。
　各実施の形態に記載の脅威対処システム１および脅威対処方法は、例えば以下のように把握される。
　（１）第１の態様に係る脅威対処システム１は、対処装置５と、阻害装置６と、決定装置５０とを備える。対処装置５は、飛来する脅威４を検知して脅威４をレーザ照射により対処する。阻害装置６は、脅威４が、レーザ照射の威力が所定の閾値より低いと推測される阻害領域２０を通過して防護対象３に近接することを阻むように設置されている。決定装置５０は、阻害装置６の上端の位置を、阻害領域２０の上端に基づいて決定する。
　第１の態様に係る脅威対処システム１は、阻害装置６によって脅威４を阻害領域２０の外側に誘導してレーザ照射により対処することができる、という効果を奏する。
　（２）第２の態様に係る脅威対処システム１は、第１の態様に係る脅威対処システム１であって、阻害領域２０は、屈折率構造定数Ｃｎ２が所定の閾値より大きい空間を含む。
　第２の態様に係る脅威対処システム１は、大気揺らぎの度合いが大きいためにレーザ照射の威力が低下する阻害領域２０の外側に脅威４を誘導することによって、レーザ照射の威力が十分に高い空間において脅威４をレーザ照射で対処することができる、という効果を奏する。
　（３）第３の態様に係る脅威対処システム１は、第１の態様に係る脅威対処システム１であって、阻害領域２０は、対処装置５から見て死角に含まれる空間を含む。
　第３の態様に係る脅威対処システム１は、対処装置５から見て死角に含まれる阻害領域２０の外側に脅威４を誘導することによって、脅威４をレーザ照射で対処することができる、という効果を奏する。
　（４）第４の態様に係る脅威対処システム１は、第１の態様に係る脅威対処システム１であって、阻害領域２０は、対処装置５から見て障害物３２の手前にある。
　第４の態様に係る脅威対処システム１は、対処装置５と、レーザ光を照射することが好ましくない障害物３２との間の阻害領域２０の外側に脅威４を誘導することによって、脅威４をレーザ照射で対処することができる、という効果を奏する。
　（５）第５の態様に係る脅威対処システム１は、第１～第４の態様に係る脅威対処システム１であって、阻害装置６を吊り下げて支持するドローン６１をさらに備える。
　第５の態様に係る脅威対処システム１は、ドローン６１で吊り下げて支持することによって、阻害装置６を平地に限らず様々な地形に設置することができる、という効果を奏する。
　（６）第６の態様に係る脅威対処システム１は、第１～第４の態様に係る脅威対処システム１であって、別の阻害装置６２と、ドローン６１とをさらに備える。別の阻害装置６２は、阻害装置６の欠陥部分６０を補うように設置されている。ドローン６１は、別の阻害装置６２を吊り下げて支持する。
　第６の態様に係る脅威対処システム１は、ドローン６１で吊り下げた別の阻害装置６２で阻害装置６の欠陥部分６０を補うことによって、阻害装置６の交換または修理することなく、脅威４が欠陥部分６０を通過することを阻害することができる、という効果を奏する。
　（７）第７の態様に係る脅威対処システム１は、第１～第６の態様に係る脅威対処システム１であって、対処装置５は、脅威検知部５１と、レーザ照射部５３と、制御部５２とを備える。脅威検知部５１は、脅威４を検知して脅威４の位置を表す検知信号を出力する。レーザ照射部５３は、脅威４をレーザ照射で対処する。制御部５２は、検知信号に基づいてレーザ照射部５３を制御する。
　第７の態様に係る脅威対処システム１は、検知した脅威４の位置にレーザ光を照射することによって脅威４に対処することができる、という効果を奏する。
　（８）第８の態様に係る脅威対処システム１は、第７の態様に係る脅威対処システム１であって、リモートセンサ９をさらに備える。リモートセンサ９は、対処装置５から離れて設置され、脅威４を検知して脅威４の位置を表すリモート検知信号を出力する。制御部５２は、リモート検知信号にさらに基づいてレーザ照射部５３を制御する。
　第８の態様に係る脅威対処システム１は、対処装置５が検知できない位置にある脅威４をリモートセンサ９で検知し、リモートセンサ９が脅威４の位置を制御部５２に伝達することによって、対処装置５は脅威４をより効率的に対処することができる、という効果を奏する。
　（９）第９の態様に係る脅威対処方法は、レーザ照射の威力が所定の閾値より低いと推測される阻害領域２０の上端に基づいて、阻害装置６の上端の位置を決定することと、飛来する脅威４が、阻害領域２０を通過して防護対象３に近接することを阻むように阻害装置６を設置することと、脅威４を検知して脅威４をレーザ照射により対処することとを含む。
　第９の態様に係る脅威対処方法は、阻害装置６によって脅威４を阻害領域２０の外側に誘導してレーザ照射により対処する、という効果を奏する。
　本出願は、２０２１年１０月２７日に出願された日本国特許出願２０２１－１７５４０５を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
 

Claims (9)

  1. 　飛来する脅威を検知して前記脅威をレーザ照射により対処する対処装置と、
    　前記脅威が、前記レーザ照射の威力が所定の閾値より低いと推測される阻害領域を通過して防護対象に近接することを阻むように設置された阻害装置と、
    　前記阻害装置の上端の位置を、前記阻害領域の上端に基づいて決定する決定装置と
    を備える
    　脅威対処システム。
  2. 　請求項１に記載の脅威対処システムにおいて、
    　前記阻害領域は、屈折率構造定数が所定の閾値より大きい空間を含む
    　脅威対処システム。
  3. 　請求項１に記載の脅威対処システムにおいて、
    　前記阻害領域は、前記対処装置から見て死角に含まれる空間を含む
    　脅威対処システム。
  4. 　請求項１に記載の脅威対処システムにおいて、
    　前記阻害領域は、前記対処装置から見て障害物の手前にある
    　脅威対処システム。
  5. 　請求項１～４のいずれか一項に記載の脅威対処システムにおいて、
    　前記阻害装置を吊り下げて支持するドローン
    をさらに備える
    　脅威対処システム。
  6. 　請求項１～４のいずれか一項に記載の脅威対処システムにおいて、
    　前記阻害装置の欠陥部分を補うように設置された別の阻害装置と、
    　前記別の阻害装置を吊り下げて支持するドローンと
    をさらに備える
    　脅威対処システム。
  7. 　請求項１～６のいずれか一項に記載の脅威対処システムにおいて、
    　前記対処装置は、
    　　前記脅威を検知して前記脅威の位置を表す検知信号を出力する脅威検知部と、
    　　前記脅威をレーザ照射で対処するレーザ照射部と、
    　　前記検知信号に基づいて前記レーザ照射部を制御する制御部と
    を備える
    　脅威対処システム。
  8. 　請求項７に記載の脅威対処システムにおいて、
    　前記対処装置から離れて設置され、前記脅威を検知して前記脅威の位置を表すリモート検知信号を出力するリモートセンサ
    をさらに備え、
    　前記制御部は、前記リモート検知信号にさらに基づいて前記レーザ照射部を制御する
    　脅威対処システム。
  9. 　レーザ照射の威力が所定の閾値より低いと推測される阻害領域の上端に基づいて、阻害装置の上端の位置を決定することと、
    　飛来する脅威が、前記阻害領域を通過して防護対象に近接することを阻むように前記阻害装置を設置することと、
    　前記脅威を検知して前記脅威を前記レーザ照射により対処することと
    を含む
    　脅威対処方法。
     
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