JP2713172B2 - 移動体の駐機誘導装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は航空機、車両等の移動体
を駐機させるための移動体の駐機誘導装置に係わり、特
にその移動体を所定の位置に正確に駐機させるための移
動体の駐機誘導装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】航空機等の各種移動体は、特に他の物と
の位置関係が問題とされるときには正確な駐機を要求さ
れることが多い。例えば空港の滑走路に着陸した航空機
は、乗客や荷物を下ろすために、所定のドッキングまた
はパーキング位置に向かうようになっている。航空機の
乗客昇降口を建物の乗客出入設備にドッキングさせるた
めには、航空機をこれに対して正確に誘導し駐機させる
必要がある。

【０００３】従来では、操縦席のパイロットが地上の作
業員の手旗信号に従って航空機を操縦し所望の位置にこ
れを停止させるようになっていた。すなわち、航空機の
進入路の路面に、航空機の胴体の中心軸を投影した形の
基準線と、前輪が停止すべき位置を示す停止線とが予め
描かれており、作業員はパイロットに見えるように車両
上に設けられた台の上に乗って、これらの路面上の線に
対する航空機のずれを目測し、手振りによって誘導指示
を行うようになっていた。

【０００４】このような作業員の指示による誘導では、
作業員が熟達していないと目視が正確に行われない。こ
の結果、航空機の前輪を停止線に合わせたときに基準線
に対して斜めになった状態で駐機が終了してしまう場合
があった。航空機では前記したドッキングの場合等、極
めて高精度の駐機が要求される場合があり、基準線に対
して斜めに駐機してしまうと、一方のタラップ位置では
その要求を満足しても他のタラップ位置では要求が満足
されず、再度駐機のための操作をやり直す必要が生じる
場合があった。

【０００５】そこで、路面に多くのロードセンサを埋設
して、これによって航空機の現在位置を検出して、駐機
位置の後方の表示板にこれを表示させることが提案され
ている。

【０００６】また、実開昭６２−１６３４９９号公報で
は、誘導すべき駐機場に正面直進目標棒と地上標識を配
置しておき、航空機の先端下部には２個の前進直進チェ
ック用カメラおよび２個の路面位置チェック用カメラを
それぞれ設置するようにしている。そして、航空機に設
置されたこれら４個のカメラから得られた各画像を処理
することで航空機を所望の駐機位置に駐機させるように
している。

【０００７】更に特開平４−８９５１９号公報では、航
空機等の移動体の進行方向の前方からこの移動体に対し
て１個あるいは複数個の走査線を発射させるようにして
いる。そして、移動体に当たった部分の走査線のパター
ンから移動体の進行する角度や進行位置のずれを自動的
に判断するようにしている。すなわち、例えば航空機が
前記した基準線の延長線上からこの線に沿って進入する
ような場合には、航空機に当たる走査線のパターンが航
空機の中心に対して左右対称となることでこれを判別す
ることができる。誘導方向に対して航空機の位置が傾い
ているような場合や位置がずれているような場合には、
走査線のパターンが左右非対称となるので、その状態を
判別することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、路面に
多くのロードセンサを埋設して航空機等の移動体の誘導
を行う手法は、移動体が移動する路面自体に手を加える
必要があり好ましくない。また、移動体自体にも専用の
回路装置を組み込む必要があり、実現が事実上不可能と
なっている。

【０００９】また、実開昭６２−１６３４９９号公報で
提案された手法では、航空機等の移動体に４個のカメラ
を設置する必要がある。このため、誘導に必要とされる
移動体側の設備が大型化し、同様にその実現を困難とさ
せている。

【００１０】更に、特開平４−８９５１９号公報ではレ
ーザ等の走査線を発射させて移動体を走査しその走査線
のパターンを解析するようにしているので、装置が大型
化する他に、移動体の傾斜時におけるその突出部の形状
の変化等を確実に把握しておかないと走査線のパターン
を単純に解析するだけでは移動体の正確な位置情報を得
ることができないといった欠点があった。例えば航空機
でも各種の形状が存在し、走査パターンを正確に解析し
て駐機を高精度に行うためにはレーザ等の走査線の本数
を増やしたり、解析のための処理手順を複雑にする必要
があり、実現は同様に困難であるという問題があった。

【００１１】そこで本発明の目的は、比較的簡易な構成
で移動体を所望位置に正確に駐機させることのできる移
動体の駐機誘導装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、（イ）移動体の進入路の直接部分の終端側にこの進
入路に光軸を一致させて配置された撮像手段と、（ロ）
この撮像手段によって撮像された移動体の映像からこの
移動体を正面から見たときこれに対称的に配置されてい
る２つの予め既知のサイズの目標物をそれぞれ抽出する
目標物抽出手段と、（ハ）移動体の映像からこれら抽出
された２つの目標物のサイズを判別するサイズ判別手段
と、（ニ）２つの目標物の既知のサイズと映像上から判
別されたサイズとを用いて進入路に対する移動体の傾斜
の度合いを算出する傾斜判別手段と、（ホ）この傾斜判
別手段が判別した傾斜の度合いを表示する傾斜表示手段
とを駐機誘導装置に具備させる。

【００１３】すなわち請求項１記載の発明では、移動体
の進入路の直線部分の終端側に光軸を一致させて撮像手
段を配置しておき、移動体に対称的に配置されている目
標物の撮像面での互いのサイズを判別し、例えば目標物
のサイズが本来等しいものであれば、これが相違してい
る場合にその程度に応じて移動体の進行方向が正規の方
向から傾斜していることを判別し表示する。

【００１４】請求項２記載の発明では、移動体は一例と
して航空機であり、２つの目標物はエンジンポッドの吸
気孔であることを示している。

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

【００２１】図１は、本実施例の移動体の駐機誘導装置
を航空機の駐機に適用した場合の駐機場の一例を示した
ものである。駐機場には、所定の間隔を置いて複数の航
空機１０₁ 、１０₂ 、……が駐機するようになってい
る。現在、駐機を行おうとしている航空機１０₃ の前方
には、駐機誘導装置１１が配置されており、その横には
駐機が行われる場所であることを示すポール１２が立て
られている。路面には、駐機するそれぞれの航空機１０
₁ 、１０₂ 、……を導くための白線（ガイドライン）１
３₁ 、１３₂ 、……が引かれている。航空機１０₃ は、
対応する白線１３ ₃ に沿って前進し、駐機誘導装置１１
から所定距離離れた箇所に停止するようになっている。

【００２２】駐機誘導装置１１は、台座１４の前部に垂
直に取り付けられた表示板１５を備えている。表示板の
上部には、テレビカメラ（ＣＣＤカメラ）の撮像部１６
が取り付けられている。撮像部１６の撮影方向を示す光
軸（図示せず）を路面に投影した線分は、対応する白線
１３₃ のうち、少なくとも航空機１０₃ が最終的に停止
する位置近傍の直線部分と一致するように駐機誘導装置
１１が配置されている。表示板の撮像部１６の下には表
示部１７が配置されており、ここには駐機位置までの距
離および白線１３に対する航空機１０の左右のずれ量が
視覚的に表示されるようになっている。

【００２３】なお、本実施例では駐機誘導装置１１およ
びポール１２を航空機１０が駐機する箇所に次々と個別
に移動させるようにしているが、例えばレール上にこれ
らを移動自在に配置しておき、駐機する場所にこれらを
自動的に移動させるようにしてもよい。

【００２４】図２は、航空機が駐機誘導装置によって誘
導されて前進する様子を表わしたものである。航空機１
０₃ は、すでに説明したように白線１３₃ に沿ってテレ
ビカメラの撮像部１６の方向に移動する。この航空機１
０₃ の主翼２１には左右対象にエンジンを収容したエン
ジンポッド２２₁ 〜２２₄ が配置されている。これらの
エンジンポッド２２₁ 〜２２₄ の前部には、ファンと空
気吸入口が配置されている。撮像部１６は実線で示した
角度の範囲で航空機１０₃ の画像を撮像し、これを画像
処理装置２３に入力する。画像処理装置２３は、この例
では２つのエンジンポッド２２₂ 、２２₃ の画像を抽出
して、これを基に駐機位置までの距離と白線１３₃ に対
する航空機１０₃ のずれの有無を算出するようになって
いる。

【００２５】図３は、駐機誘導装置の画像処理装置に送
られた画像の一例を表わしたものである。各エンジンポ
ッド２２₁ 〜２２₄ の空気吸入口は、日中においても黒
く、かつ円形となっている。また、これらが画像中に存
在する範囲はある程度限定されている。したがって、図
２の撮像部１６から送られてきたそれぞれ１枚分の画像
３１からこれらエンジンポッド２２₁ 〜２２₄ のうちの
特定の２つのエンジンポッド２２₂ 、２２₃ をそれぞれ
抽出するためのトラッキングウィンドウ３２、３３を設
定することは十分可能である。

【００２６】図４のように２つのトラッキングウィンド
ウ３２、３３を設定したら、これらの中に存在する空気
吸入口３４、３５について重心の演算を行って、これら
の座標値を求める。そして、これらの座標値の中点３６
の座標値を求める。今、路面に平行で白線１３₃ （図
２）に直交する向きをＸ軸にとり、白線１３₃ との交点
をＸ＝“０”とすると、２つの空気吸入口３４、３５の
重心の中点３６のＸ座標の値が“０”であれば、航空機
１０₃ の胴体の中心軸は正しく白線１３₃ の上にあるこ
とになる。これに対して、中点３６のＸ座標の値が正の
値あるいは負の値をとっているときには、これらが許容
できる値の範囲内であるかどうかをチェックし、許容範
囲を外れるときには航空機１０₃ が白線１３₃ に対して
どの方向にどの程度ずれているかを図１に示した表示部
１７に表示する。

【００２７】また、２つの空気吸入口３４、３５の重心
の中点３６のＸ座標の値の差を求め、航空機１０₃ の２
つの空気吸入口３４、３５の間隔についての実際の値と
対比し演算することによって、航空機１０₃ が駐機位置
に対してどの程度まで接近したかを判別することができ
る。距離に関するこの判別結果も、図１に示した表示部
１７に表示される。

【００２８】図５は、本実施例の駐機誘導装置の回路構
成の概要を表わしたものである。駐機誘導装置１１は各
種制御の中枢となるＣＰＵ（中央処理装置）４１を備え
ている。ＣＰＵ４１はデータバス等のバス４２を通じて
装置内の各部と接続されている。このうち作業用メモリ
４３は、この駐機誘導装置１１の制御に必要なプログラ
ムを格納すると共に、画像データやその他一時的に必要
なデータを格納するようになっている。ディスク制御装
置４４は磁気ディスク４５の入出力制御を行うようにな
っている。磁気ディスク４５には、この駐機誘導装置１
１を制御するためのプログラムや、各種の航空機の空気
吸入口間の距離等のデータが格納されている。なお、磁
気ディスク４５の代わりに、同様の目的で比較的大容量
のＲＯＭが使用されていてもよい。入力回路４６には、
キーボード等からなる操作パネル４７が接続されてい
る。操作パネル４７からは、駐機を行おうとする航空機
１０の種類が入力されたり、測定の開始あるいは停止等
を指示するコマンドが入力されるようになっている。

【００２９】カメラ制御装置４８には、テレビ（ＴＶ）
カメラ４９が接続されている。カメラ制御装置４８はテ
レビカメラ４９の前記した撮像部１６の撮像した画像を
バス４２を介して作業用メモリ４３に送出するようにな
っている。表示制御部５１は表示部１７に駐機のための
計算結果を視覚的に判りやすい態様で表示するようにな
っている。

【００３０】図６は、この駐機誘導装置の制御の流れの
概要を表わしたものである。オペレータは、操作パネル
４７から航空機１０₃ の２つの空気吸入口３４、３５の
間隔についてのデータと撮像部１６の高さを表わしたデ
ータを入力する（ステップＳ１０１）。このような入力
の代わりに、駐機の対象となる航空機１０₃ の機種名を
入力してもよい。機種名が入力されると、ＣＰＵ４１は
機種名と２つの空気吸入口３４、３５の間隔を示したテ
ーブルから空気吸入口３４、３５の間隔を表わしたデー
タを読み出して作業用メモリ４３の該当領域に格納す
る。撮像部１６の高さを表わしたデータについては、こ
の高さを特に変更していない場合には、予め用意された
デフォルト値に設定され、オペレータの入力は不要であ
る。

【００３１】この後、航空機１０₃ がある程度、駐機場
所に近づいてくると、オペレータは操作パネル４７の測
定開始のためのスタートボタンを押下する（ステップＳ
１０２）。これと共に、テレビカメラ４９が画像の出力
を開始し、ＣＰＵ４１はすでに説明したようにしてエン
ジンポッド２２₁ 〜２２₄ のパターンを特徴抽出する
（ステップＳ１０３）。そして、このうちの２つのエン
ジンポッド２２₂ 、２２ ₃ をそれぞれ抽出するためのト
ラッキングウィンドウ３２、３３を設定する（ステップ
Ｓ１０４）。そして、すでに説明したようにして航空機
１０₃ が白線１３ ₃ に対してどの方向にどの程度ずれて
いるかと、駐機すべき位置までの距離を算出する（ステ
ップＳ１０５）。そして、これらの結果のうち必要なも
のを表示部１７に表示する（ステップＳ１０６）。

【００３２】表示部１７への表示は、例えば次のように
行われる。すなわち駐機すべき位置までの距離について
は、距離が少なくなるほど点灯するランプが少なくなる
ような表示を行う。駐機すべき位置の直前になると、更
に「ＳＴＯＰ」（停止）という文字が赤く点灯される。
白線１３₃ に対するずれについては、ずれの方向と大ま
かな量が同様にグラフィック（図形）を用いて判りやす
く表示される。

【００３３】あるタイミングで航空機１０₃ についての
演算が行われ、その結果が表示されたら、その後、オペ
レータが操作パネル４７から測定の終了を示すコマンド
を入力したかどうかのチェックが行われる（ステップＳ
１０７）。このコマンドの入力が行われていなければ
（Ｎ）、制御は再びステップ１０４に戻され、先に設定
されたトラッキングウィンドウ３２、３３の位置を再修
正した後に、現在の航空機１０₃ についてのずれ量と距
離が再び演算される（ステップＳ１０５）。そして、そ
の結果が最新情報として表示部１７に表示されることに
なる（ステップＳ１０６）。以下同様にして、測定終了
の指示が行われるまで航空機１０₃ の制御の様子が表示
部１７に刻々と表示されることになる。測定終了のコマ
ンドが入力された場合には（ステップＳ１０７；Ｙ）、
駐機のための全制御が終了する（エンド）。

【００３４】変形例

【００３５】以上説明した実施例では、航空機が白線上
を進行するか、この白線と平行に進行することを前提と
して最終的な駐機までの距離と白線に対する航空機のず
れとを算出し、これらを表示することにした。しかしな
がら、実際には航空機が進行方向を示す白線に対して傾
斜して進行する場合があり、この場合には所定の２つの
エンジンポッドの間隔が実際よりも短く観察されて最終
的な駐機までの距離の算出に誤りが生じることになる。

【００３６】図７は、航空機の白線に対する傾斜の度合
いを検知する原理を説明するためのものである。先の実
施例と同様にテレビカメラ４９を用いて２つのエンジン
ポッド２２₂ 、２２₃ の空気吸入口３４、３５の抽出を
行い、今度は、これらの画像上での直径Ｄ₂ 、Ｄ₃ を判
別する。航空機１０₃ （図２参照）が白線１３₃ に対し
て傾斜して進行していると、その主翼２１も白線１３₃
と直交せず、所定の角度θだけ傾斜することになる。こ
のとき、テレビカメラ４９から空気吸入口３４までの距
離Ｌ₂ と、同じくテレビカメラ４９から他の空気吸入口
３５ までの距離Ｌ₃ は、角度θが大きくなればなる
程、異なってくる。

【００３７】空気吸入口３４、３５のサイズは、航空機
１０の種類との関係で既知なので、画像上でそのサイズ
を測定することで、航空機１０₃ がどの方向に許容範囲
を越えるほど傾斜しているかどうかの判別を行うことが
できる。この判別結果に基づいて、傾斜を正す方向の指
示を表示部１７に表示すればよい。もちろん、２つの空
気吸入口３４、３５の間隔等の他のデータを用いて、傾
斜角を実際に測定し、これを表示するようにしてもよ
い。

【００３８】なお、図７では２つの空気吸入口３４、３
５が白線１３₃ に対して対称の位置に存在する場合を示
したが、航空機１０₃ が白線１３₃ からずれて存在する
場合もある。この場合には、そのずれが２つの空気吸入
口３４、３５の中心座標のずれとして画像上判別可能な
ので、これを基に修正を行って各空気吸入口３４、３５
のサイズを判別し、どの方向に航空機１０₃ が傾斜して
いるかを判別するようにすればよい。

【００３９】以上説明した実施例ではエンジンポッドを
左右対称に配置した航空機について説明したが、同様に
左右対称に識別可能なマークを有する移動体に本発明を
同様に適用することができることはもちろんである。移
動体は、航空機に限らず移動しその駐機位置が制御され
るあらゆる物を含むことは当然である。

【００４０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように請求項１記載
の発明では、移動体の進入路の直線部分の終端側に光軸
を一致させて撮像手段を配置しておき、移動体に対称的
に配置されている目標物の撮像面での互いのサイズを判
別し、これを既知のサイズと比較することにしたので、
移動体の傾斜の度合いを判別することができる。本発明
の場合にも作業員の手間を要せず、確実に移動体を駐機
させるための情報を得ることができる。

【００４１】

【００４２】

【００４３】

【００４４】更に請求項２記載の発明によれば、移動体
を航空機としたとき２つの目標物をエンジンポッドの吸
気孔としたので、日中であってもこれを黒い部分として
正確に画像抽出し、航空機の駐機に関する情報を的確に
与えることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の移動体の駐機誘導装置を航空機の駐
機に適用した場合の駐機場の一例を示した鳥瞰図であ
る。

【図２】実施例で航空機が駐機誘導装置によって誘導さ
れて前進する様子を表わした平面図である。

【図３】実施例で駐機誘導装置の画像処理装置に送られ
た画像の一例を表わした平面図である。

【図４】実施例で航空機が白線からずれているか否かを
判別する原理を示した原理図である。

【図５】本実施例の駐機誘導装置の回路構成の概要を表
わしたブロック図である。

【図６】本実施例の駐機誘導装置の制御の流れの概要を
表わした流れ図である。

【図７】本発明の変形例で航空機の傾斜を検出する原理
を示した原理図である。

【符号の説明】

１０ 航空機 １１ 駐機誘導装置 １３ 白線 １６ 撮像部 １７ 表示部 ２１ 主翼 ２２ エンジンポッド ２３ 画像処理装置 ３４、３５ 空気吸入口 ４１ ＣＰＵ ４３ 作業用メモリ ４７ 操作パネル ４９ テレビカメラ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体の進入路の直線部分の終端側にこ
   の進入路に光軸を一致させて配置された撮像手段と、 この撮像手段によって撮像された移動体の映像からこの
   移動体を正面から見たときこれに対称的に配置されてい
   る２つの予め既知のサイズの目標物を それぞれ抽出する
   目標物抽出手段と、 前記移動体の映像からこれら抽出された２つの目標物の
   サイズを判別するサイズ判別手段と、 前記２つの目標物の既知のサイズと映像上から判別され
   たサイズとを用いて前記進入路に対する移動体の傾斜の
   度合いを算出する傾斜判別手段と、 この傾斜判別手段が判別した傾斜の度合いを表示する傾
   斜表示手段とを具備することを特徴とする移動体の駐機
   誘導装置。
2. 【請求項２】 前記移動体は航空機であり、２つの目標
   物はエンジンポッドの吸気孔であることを特徴とする請
   求項２記載の移動体の駐機誘導装置。