JP2973302B2

JP2973302B2 - 空港面監視装置

Info

Publication number: JP2973302B2
Application number: JP9326651A
Authority: JP
Inventors: 天平近藤
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1997-11-27
Filing date: 1997-11-27
Publication date: 1999-11-08
Anticipated expiration: 2017-11-27
Also published as: JPH11160424A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、空港面の管制作
業を支援する空港面監視装置に係わり、特に画像認識処
理及び文字認識処理を用いて、管制作業の負荷の軽減や
警報の自動化を図った空港面監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は空港面探知レーダ（Airport Surf
ace Detecting Equipment、以下ＡＳＤＥという）を多
機能化した空港面監視装置のブロック図である。符号１
は空港面を探知するレーダアンテナ、２はレーダ電波を
発信するための送信機、３は送信機２よって送信された
電波が反射して戻ってきた電波を受信する受信機、６は
送信機２または受信機３が送信または受信する電波、７
はレーダアンテナ１から受信した電波と送信機２から送
信する電波とを切り替えるサーキュレータ、８は受信機
３が受信する受信電波である。符号９は送信機２が送信
する送信電波、１０は受信機３によって受信された極座
標の受信信号、１２はＡＳＤＥの受信信号１０から方位
及び距離のレーダエコーの連続性を判定し目標を検出す
るＡＳＤＥ目標検出装置、１５はＡＳＤＥ目標検出装置
１２で検出した目標の方位及び距離を示す信号である。
符号１３はＡＳＤＥ検出目標にコールサイン等の識別符
号を付加する識別符号付加装置、１４は空港面内を移動
する航空機や車両を表示する高機能表示装置、１６は航
空機の識別番号を表示するための表示データ信号であ
る。

【０００３】符号１７はレーダエコーに基づいて空港周
辺空域にある航空機の進入及び出発の管制を行う１次監
視レーダ（Airport surveillance Radar、以下ＡＳＲと
いう）及び地上からの質問装置（インタロゲータ）より
符号パルスを送信し、航空機の応答装置（トランスポン
ダ）により特定の符号パルスで応答し、これを受信解読
して識別する２次監視レーダ（Secondary Surveillance
Radar、以下ＳＳＲという）、１８はＡＳＲ／ＳＳＲの
レーダエコーから目標を検出するＡＳＲ／ＳＳＲ目標検
出装置、１９はＡＳＲ／ＳＳＲのレーダエコーであるＡ
ＳＲ／ＳＳＲ受信信号、２０はＡＳＲ／ＳＳＲ目標検出
装置１８によって検出された航空機の位置及びＳＳＲに
よる応答信号等を航空機に割り当てたコードであるビー
コンコード情報である。

【０００４】符号２１は航空機の飛行ルート、便名、機
体番号等のデータベースを有する飛行計画情報処理装置
（Flight Data Processing、以下ＦＤＰという）、２２
はＦＤＰによるデータ信号である。符号２４は全地球測
位システム（Global Positioning System、以下ＧＰＳ
という）を搭載した車両において自己の位置と識別符号
を送信する車両搭載ＧＰＳ送信機、２３は車両搭載ＧＰ
Ｓ送信機２４による位置及び識別符号を受信し検出する
車両目標検出装置、２６は車両位置及び車両番号の通信
電波、２５は車両の位置と車両番号を付加するための車
両位置及び車両番号情報である。

【０００５】符号２７は可視カメラまたは遠赤外線カメ
ラ等の光学式センサ、２８は光学式センサが出力する画
像データ、２９は画像処理によるブラインド目標検出装
置、３０はブラインド位置に移動する航空機等の目標位
置信号である。符号３１は衝突予測装置、３２は衝突警
報信号、３３はＳＳＲモードＳ送受信機、３４は受信信
号、３５は位置標定装置、３６は標定位置及びビーコン
コード信号である。

【０００６】次に動作を説明する。レーダアンテナ１は
送信機２よって送信された電波を空港面内に発射する。
受信機３は空港面内を移動する航空機等のレーダエコー
を受信する。受信機３によって受信された極座標の受信
信号１０からＡＳＤＥ目標検出装置１２により航空機を
目標物として自動的に検出し、目標物の方位及び距離信
号１５を出力する。

【０００７】着陸した航空機に対して識別番号を付加す
るためＡＳＲ／ＳＳＲ１７を用いる。ＡＳＲ／ＳＳＲ目
標検出装置１８はＡＳＲ／ＳＳＲ１７による受信信号に
基づいて航空機の位置及びビーコンコード情報の信号２
０を出力する。但し、ＳＳＲからビーコンコードとＡＳ
ＤＥの検出位置の相関を得るためにはＡＳＲ／ＳＳＲと
ＡＳＤＥの探知領域が重複している必要がある。すなわ
ち、ＳＳＲにおいて着陸機のビーコンコードを取得し、
ＳＳＲにて検出ができている間にＡＳＤＥとの相関を取
り、ビーコンコードを移管する。

【０００８】ＦＤＰ２１は航空機の飛行ルート、便名等
のデータベースを有し、フライトプランのデータ信号２
２を出力する。

【０００９】車両は、ＡＳＤＥで検出されるが、ＦＤＰ
２１から識別番号を得ることはできないため車両搭載Ｇ
ＰＳ送信機２４からＧＰＳで算出される自車両の位置と
車両固有に割り当てられた車両番号を送信する。車両位
置検出装置２３はその信号２６を受信し、車両位置及び
車両番号情報２５を出力する。

【００１０】ＡＳＤＥレーダの死角となる領域では光学
式センサを用いる。光学式センサ２７はエプロン照明灯
や空港ビルに設置されレーダアンテナ１で死角となる領
域を映し出し、ブラインド目標検出装置２９にて撮像画
像をパターン認識する画像処理を用いて航空機を検出し
て空港内の経度と緯度に換算して目標位置をブラインド
目標位置信号３０として出力する。

【００１１】出発航空機に識別番号を付加するためには
ＳＳＲモードＳ質問信号を利用する。ＳＳＲモードＳが
搭載されている航空機は、個別質問が可能であるために
ＳＳＲモードＳ質問信号を与えその応答信号をＳＳＲモ
ードＳ受信機３３で受信し、受信信号３４として位置標
定装置３５に出力する。位置標定装置３５は、航空機位
置及びビーコンコードを検出し、これらの信号３６を出
力する。

【００１２】識別符号付加装置１３にてこれらの信号１
５、２０、２２、３０、３６中の同一目標に対し、位置
相関処理、追尾処理を行い、２５からの信号をもとに識
別番号付加処理を行い、高機能表示装置１４に航空機及
び車両の表示を行う。識別符号付加装置１３における処
理後、衝突予測処理装置３１にて航空機や車両の衝突予
測を行い同時に高機能表示装置１４に表示させることも
可能である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】図５に示す空港面監視
装置にあっては、有視界飛行方式（Visual Flight Rule
s、以下ＶＦＲという）の航空機はそのビーコンコード
が固有でないことがあるためにＡＳＲ／ＳＳＲのビーコ
ンコード２０とＦＤＰ２１より航空機を識別することは
できない場合がある。また、ＳＳＲモードＳの応答用機
器の電源は、離陸直前に投入し、着陸直後に切断するこ
とになっているため、出発機の識別は滑走路上のみで有
効であり、誘導路を移動中の出発機は識別ができない。
ＳＳＲモードＳは最新式の大型航空機にのみ搭載されて
いるために、小型の航空機や年月を経た古い型の航空機
は識別することができない。さらに、レーダ等の死角に
なっている場所は可視カメラ等を用いた光学センサによ
って航空機の探知を行うが航空機の存在が分かるのみで
航空機の識別はできないために識別符号を付加すること
はできない。このような理由により、空港面にいる航空
機全てに識別番号を付加することはできず、識別番号の
付加されていない航空機については管制官が直接無線交
信によって識別し、管制を行うことになるために管制官
の負荷が高くなるという問題がある。

【００１４】また、車両の識別は空港を走行する全ての
車両に車両搭載ＧＰＳ送信機を搭載する必要がある。一
般にＧＰＳ受信機はその測位誤差は１００ｍ程度あり、
さらに空港を走行する車両の形状は特殊なものが多く、
ＧＰＳのアンテナの取付位置で測位誤差に大きく影響す
るため、後付けによってアンテナを設置するのは困難で
ある。ＡＳＤＥとＧＰＳからの測位結果の相関から識別
するにしても、過密化している空港において数十ｍ程度
に近接している車両の識別には、ＧＰＳ受信機の誤差を
考慮すると限界がある。また、航空機や車両の衝突予測
を行い、表示装置に危険な状態を表示しても、過密した
空港面を管制する航空管制官は負荷が高いため、見逃す
可能性が十分にあり、航空機や車両に対する指示が遅れ
ることも有り得る。

【００１５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、過密化する空港面において空港面を移動する
全ての航空機及び車両の位置と識別番号を認識し、衝突
の可能性がある対象物に対して衝突警報を自動的に発す
ることにより、航空管制官の管制業務の軽減及び空港面
の安全性を高めることができる空港面監視装置を提供す
ることを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、空港面を移動する航空機や車両等の目標物を探知す
る空港面探知レーダと、前記目標物を撮影するビデオカ
メラと、前記ビデオカメラが撮影した画像より前記目標
物を抽出する目標物抽出部と、前記目標物より前記目標
物の識別番号を認識する文字認識処理部と、前記目標物
より前記目標物の移動方向を識別する移動方向識別処理
部と、前記目標物より前記目標物の座標を求める座標情
報付加部と、前記文字認識処理部、前記移動方向識別処
理部、及び前記座標情報付加部とからそれぞれに出力さ
れたデータを合成し、第１の目標物データを出力するデ
ータ合成部とからなる複数のパターン認識装置と、前記
第１の目標物データを蓄積する入力バッファと、前記空
港面探知レーダの出力に基づいて得られる第２の目標物
データと前記入力バッファに蓄積された第１の目標物デ
ータの位置相関を取る位置相関処理装置と、前記第１及
び第２の目標物データを表示する表示装置とを備え、前
記位置相関処理装置において位置相関が取れた第１及び
第２の目標物データは同一の目標物として表示装置に表
示し、位置相関が取れなかった目標物は第１の目標物デ
ータ及び第２の目標物データをそれぞれ単独で表示装置
に表示することを特徴としている。

【００１７】請求項２に記載の発明は、航空機に関する
情報を蓄えたデータベース及び車両に関する情報を蓄え
たデータベースを具備し、前記文字認識処理部で得た目
標物データに対応する情報を前記データベースから引き
出し、その情報を表示装置に表示することを特徴として
いる。

【００１８】請求項３に記載の発明は、前記移動方向識
別処理部及び前記座標情報付加部で得た目標物データを
基に、航空機や車両が衝突する可能性を予測し、衝突の
可能性がある場合に衝突警告情報を出力する衝突予測装
置と、前記衝突警告情報を入力し、空港面に前記衝突警
告情報を発信する衝突警告送信装置と、航空機や車両に
搭載され前記衝突警告送信装置が発信した前記衝突警告
情報を受信して衝突警告を航空機や車両に伝達する航空
機・車両搭載衝突警告受信装置とを具備し、空港面で衝
突の可能性がある航空機や車両に対して自動的に衝突警
告を発することを特徴としている。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による
空港面監視装置を図面を参照して説明する。図１は同実
施形態のブロック図である。この図において、符号４０
はパターン認識装置であり、パターン認識装置４０の前
を通過する航空機や車両を撮影するため可視光や赤外線
等を用いた光学式のビデオカメラ４１と、得られた画像
から航空機や車両を目標物として抽出する目標物抽出部
４３と、目標物から機体番号や車両識別番号を認識する
文字認識処理部４５と、抽出した目標物の移動方向を識
別する移動方向識別処理部４６と、目標物の位置座標を
付加する座標情報付加部４９と、文字認識処理部４５と
移動方向識別処理部４６と座標情報付加部４９とからそ
れぞれに出力されたデータを同一のデータとして合成す
るデータ合成部５１とからなる。

【００２０】符号４２はビデオカメラ４１より出力され
た画像データあり、符号４４は目標物抽出部４３で抽出
した目標物をデジタル化した画像デジタルデータであ
る。符号４７は機体番号または車両識別番号情報であ
る。符号４８は移動方向識別処理部４６で処理した移動
方向情報である。符号５０は座標情報付加部で処理した
座標位置情報である。符号５２は目標物に関する情報を
データ合成部５１で同一のデータ合成した目標物情報で
ある。符号５３は複数のパターン認識装置４０からの情
報を蓄積し、必要に応じて目標物識別情報５４を出力す
る入力バッファである。符号６３はＡＳＤＥの処理にあ
るＡＣＰ（Azimuth Count Pulse、以下ＡＣＰとい
う）、ＡＲＰ（Azimuth Reference Pulse、以下ＡＲＰ
という）であり、符号６４はＡＣＰ／ＡＲＰ６３より出
力され、目標物識別情報５４を出力するタイミングを取
る信号である。

【００２１】符号５５はＡＳＤＥ目標検出装置１２より
出力された目標物の方位及び距離信号１５と目標物識別
情報５４との位置相関を取り、これらのデータを合成す
る位置相関処理装置である。符号５６は位置相関処理装
置５５で相関が取れた目標物について追尾処理を行う追
尾処理装置である。符号５７は車両識別番号に対応する
車両に関する情報（所属会社名や車型等）をデータベー
ス化して記録した車両データベース（以下データベース
をＤＢという）である。符号５９はＦＤＰ２１と車両Ｄ
Ｂ５７の情報５８から追尾処理が終了した目標物に対し
て識別符号を付加する識別符号付加装置である。

【００２２】図２は同実施形態の空港内のレイアウト図
である。この図において、符号４０は上述したパターン
認識装置である。パターン認識装置４０は誘導路、滑走
路及び空港内の道路の交差点やランプ周辺を出入りする
航空機や車両の全体像がビデオカメラ４１の撮影視野内
に収まるように数カ所に設置する。このような設置を行
うことにより空港内の要所に存在する航空機や車両を撮
影することができる。また、航空機の機体側面には各国
における機体の登録番号を示す機体番号を記されてお
り、車両にはアルファベットや数字等からなる車両固有
の識別番号が記されいる。ビデオカメラ４１は、撮影視
野内に存在する航空機や車両の機体番号や識別番号を十
分に読み取り、判別できる程度の解像度を有する。図３
は同実施形態の高機能表示装置１４における画面の表示
例である。

【００２３】次に、図１を参照して、動作を説明する。
パターン認識装置４０の前を通過する航空機や車両をビ
デオカメラ４１により撮影し、画像データ４２を出力す
る。画像データ４２は目標物抽出部４３に入力し、デジ
タルのデータに変換する。変換したデジタルデータに画
像処理を施してデータ中の航空機や車両を目標物領域と
して抽出し、その結果を目標情報として付加し、画像デ
ジタルデータ４４として、文字認識処理部４５、移動方
向識別処理部４６、及び座標情報付加部４９へそれぞれ
出力する。

【００２４】文字認識処理部４５では、画像デジタルデ
ータ４４の目標物領域からさらに航空機の機体番号や車
両の車両識別番号の領域を抽出する。次にその領域には
機体番号や車両識別番号が存在するので、それらの番号
はアルファベットや数字で記されているなどの法則を基
に画像処理によるパターン認識処理を用いてその領域に
記されている機体番号や車両識別番号を認識する。識別
した情報は機体番号または車両識別番号情報４７として
データ合成部５１へ出力する。また、移動方向識別処理
部４６は、画像デジタルデータ４４の目標物領域の画像
上の位置と、記憶しておいた直前の画像上の位置と、パ
ターン認識装置４０の設置位置及び方向とから目標物の
移動方向を識別する。識別した情報は移動方向情報４８
としてデータ合成部５１へ出力する。また、座標情報付
加部４９は、画像デジタルデータ４４の目標物領域の中
心座標を求め、パターン認識装置４０の設置位置及び方
向とから、目標物の位置座標を求める。求めた情報は座
標位置情報５０としてデータ合成部５１へ出力する。な
お、文字認識処理部４５、移動方向識別処理部４６、及
び座標情報付加部４９は同時進行で処理を行う。

【００２５】データ合成部５１では機体番号または車両
識別番号情報４７、移動方向情報４８、及び座標位置情
報を１つの情報に合成して、目標物情報５２として入力
バッファ５３へ出力する。複数のパターン認識装置４０
から出力する目標物情報５２をパターン認識装置４０毎
に整理して入力バッファ５３に蓄積する。入力バッファ
５３はＡＣＰ／ＡＲＰ６３のトリガ信号６４と同期を取
り、目標物識別情報５４を順次出力する。

【００２６】位置相関処理装置５５は、目標識別情報５
４を入力バッファ５３より入力して得た航空機や車両の
目標物のデータに対してＡＳＤＥ目標検出装置１２で検
出された目標物の方位及び距離信号１５との相関を解析
して同一であるものに対して機体番号や車両識別番号等
のタグを付加する。相関を解析した結果、同一の目標物
が見つからなかった場合、すなわち、ＡＳＤＥ目標検出
装置１２からの情報のみだった場合か、またはパターン
認識装置４０からの情報のみだった場合は、それぞれ単
独の情報のみで処理を続行する。

【００２７】タグを付加した航空機や車両は、追尾処理
装置５６で移動方向情報を用いて追尾処理を行い、誘導
路や滑走路、空港内道路やランプ上を出入りする目標物
のカウントを行うことで数量の把握をする。次に、各目
標に付加されているタグは機体番号や車両識別番号であ
り、管制官が通常用いている識別情報ではないために、
航空機であれば便名に、車両であれば会社名や車両名等
に変換して表示する。識別符号付加装置５９で各目標物
に付加されているタグをキーワードとしてＦＤＰ２１や
車両ＤＢ５７より目標物の便名または車両名等を検索し
て一致するものがあれば目標物に付加されているタグに
検索した結果を追加して表示データ信号１６とする。検
索した結果ＦＤＰ２１や車両ＤＢ５７にキーワードに指
定したタグに対応する登録事項が見つからなかった場合
はタグに追加処理は行わず、表示データ信号１６とす
る。表示データ信号１６は、高機能表示装置１４に表示
する。図３は高機能表示装置１４に表示データ１６を表
示したイメージ図である。

【００２８】また、表示データ信号１６は衝突予測装置
３１に入力し、各目標物の移動方向を解析して衝突予測
処理を行い、衝突の可能性があると判断した場合は衝突
警報信号３２として高機能表示装置１４に表示データ信
号１６の表示結果に重ね合わせて表示する。

【００２９】次に図４を参照して、他の実施形態を説明
する。図４において、符号６０は衝突警告送信装置であ
り、符号６２は各航空機及び車両に搭載した航空機・車
両搭載衝突警告受信装置である。

【００３０】次に動作を説明する。衝突予測装置３１で
航空機や車両等が衝突の可能性があるという判断がさ
れ、衝突警報信号３２が出力された場合、衝突警告送信
装置６０は衝突警報信号３２を入力し、衝突警告情報６
１として空港面にその情報を自動的に発信する。衝突警
告情報６１には衝突の可能性があると判断された航空機
の機体番号または車両の車両識別番号と、衝突する可能
性があると判断された相手の航空機の型式または車両の
車種等と、相手の相対方位と、相手までの相対距離が含
まれる。衝突警告情報６１を受信した全ての航空機・車
両搭載衝突警告受信装置６２は、受信した情報の中に自
機の機体番号または自車両の車両識別番号が含まれてい
ないかを判別し、含まれていればその情報を音などでパ
イロットや運転手に伝達する。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、空港面を移動する全ての航空機や車両を探
知し、さらに識別符号を付加した状態で高機能表示装置
に表示できるという効果が得られる。また、全ての航空
機を表示できるために、航空管制官は航空機と直接無線
で交信をして識別するという作業を行わないで済むため
管制業務を行う際の負荷を低減できるという効果が得ら
れる。

【００３２】また、請求項２の発明によれば、航空管制
官に分かりやすい、航空機の便名や車両名といった表現
の識別符号で高機能表示装置に表示できるため、表示を
見ながら管制業務を行う際の負荷を低減できるという効
果が得られる。

【００３３】また、請求項３の発明によれば、航空管制
官が高機能表示装置に表示された衝突警報を見逃すこと
などによって対応が遅れても衝突の可能性がある航空機
や車両に対して警告を自動的に伝達することができると
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】同実施形態におけるパターン認識装置４０の配
置を示すレイアウト図である。

【図３】同実施形態における高機能表示装置１４の表示
画面イメージ図である。

【図４】本発明の他の実施形態の構成を示すブロック図
である。

【図５】従来の空港面監視装置の構成を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１４・・・高機能表示装置１６・・・表示データ信号２１・・・飛行計画情報処理装置（ＦＤＰ）２２・・
・飛行計画情報３１・・・衝突予測装置３２・・・衝突警報信号４０・・・パターン認識装置４１・・・ビデオカメラ４２・・・画像データ４３・・・目標物抽出部４４・・・画像デジタルデータ４５・・・文字認識処
理部４６・・・移動方向識別処理部４７・・・車両識別番
号情報４８・・・移動方向情報４９・・・座標情報付加部５０・・・座標位置情報５１・・・データ合成部５
２・・・目標物情報５３・・・入力バッファ５４・・・目標物識別情報５５・・・位置相関処理装置５６・・・追尾処理装置５７・・・車両データベース５８・・・車両データ５９・・・識別符号付加装置６０・・・衝突警告送信
装置６１・・・衝突警告情報６２・・・航空機・車両搭載
衝突警告受信装置６３・・・ＡＣＰ／ＡＲＰ６４・・・ＡＣＰ／ＡＲＰ
トリガ信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95 G08G 5/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）空港面を移動する航空機や車両等
の目標物を探知する空港面探知レーダと、（ｂ）前記目標物を撮影するビデオカメラと、前記ビデオカメラが撮影した画像より前記目標物を抽出
する目標物抽出部と、前記目標物より前記目標物の識別番号を認識する文字認
識処理部と、前記目標物より前記目標物の移動方向を識別する移動方
向識別処理部と、前記目標物より前記目標物の座標を求める座標情報付加
部と、前記文字認識処理部、前記移動方向識別処理部、及び前
記座標情報付加部とからそれぞれに出力されたデータを
合成し、第１の目標物データを出力するデータ合成部
と、からなる複数のパターン認識装置と、（ｃ）前記第１の目標物データを蓄積する入力バッファ
と、（ｄ）前記空港面探知レーダの出力に基づいて得られる
第２の目標物データと前記入力バッファに蓄積された第
１の目標物データの位置相関を取る位置相関処理装置
と、（ｅ）前記第１の目標物データ及び前記処理相関処理装
置の出力に基づく画像を表示する表示装置と、を具備してなる空港面監視装置。
【請求項２】航空機に関する情報を蓄えたデータベー
ス及び車両に関する情報を蓄えたデータベースを具備
し、前記文字認識処理部で得たデータに対応する情報を
前記データベースから引き出し、その情報を前記表示装
置に表示することを特徴とする請求項１記載の空港面監
視装置。
【請求項３】前記表示装置へ出力されるデータに基づ
いて、航空機や車両が衝突する可能性を予測し、衝突の
可能性がある場合に衝突警告情報を出力する衝突予測装
置と、前記衝突警告情報を入力し、空港面に前記衝突警
告情報を発信する衝突警告送信装置と、航空機や車両に
搭載され前記衝突警告送信装置が発信した前記衝突警告
情報を受信して衝突警告を発する航空機・車両搭載衝突
警告受信装置とを具備することを特徴とする請求項１ま
たは請求項２に記載の空港面監視装置。