JP3302735B2 - 航空機の航法システム - Google Patents
航空機の航法システムInfo
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Description
空機が平地や山林,山岳地帯等を低高度で飛行する際の
安全航法の技術分野に属する。
航空機は、有視界飛行方式で飛行しており、機体の位置
は主として地図を見ながら設定した予定飛行経路に沿い
つつ、地形等を目視で確認することにより把握する方法
(地文航法)によっている。
地上支援設備からの電波を使った無線航法を利用する
が、その位置測定精度は山間部等で使用するには極めて
不充分であり、且つ、電波の届かない地域や山間部等で
は利用出来ない。
空機は、夜間、或いは、霧,天候急変の影響等で地形等
の視認が困難になると、機体の位置を見失い、山、或い
は、地上障害物に衝突する危険を察知出来ずに事故に至
ることが少くない。
で飛行する航空機が地形や地上障害物等と衝突する事故
を起こし易いのは、従来の技術では有視界飛行方式によ
る地文航法、或いは、地上支援設備からの電波利用によ
る無線航法は、機***置の把握が不確実であり、予定飛
行経路に沿った飛行を常時確保しておく手段とはならな
いこと、予定飛行経路そのものが地形や地上障害物等と
干渉しない安全な空間である保証がないこと、及び、経
路に沿って飛行するためのパイロット支援手段が不充分
であること等の問題点があることによる。
基づく低高度での航空機の飛行の問題点を解決すべき技
術的課題とし、地形や地上障害物等と干渉しない安全な
空間を回廊状に仮想的に設定し、飛行中の航空機をその
内部に保持するような操舵指示をパイロットに表示する
ことで、予定飛行経路に沿って安全に飛行出来るように
し、又、地上局にモニターされて確実な飛行管理がなさ
れるようにし、航空機の利便性がフルに発揮され、しか
も、他機との衝突等が生じないように安全の保障が確実
に出来るようにして航空産業における飛行技術利用分野
に益する優れた航空機の航法システムを提供せんとする
ものである。
述特許請求の範囲を要旨とするこの出願の発明の構成
は、前述課題を解決するために、コンピュータを使用
し、指定する回廊状の空域が地形や地上障害物等と干渉
するか否かをそれぞれの座標データによって判定し、干
渉のない回廊をシステムの中に構築すること、及び、そ
の回廊内に航空機を常に存在せしめて地形等との衝突を
防止するために、高い精度を有する航法装置とデジタル
・マップ装置,コンピュータ、及び、必要な入出力装置
等からなるシステムを航空機に搭載し、或いは、その一
部は地上の支援装置としても備えることで、航行の安全
を確保するようにした技術的手段を講じたものである。
至、図8を参照して説明すれば以下の通りである。
を示す。当該図1において、1は予定飛行経路であり、
26は該予定飛行経路1に沿って設定された安全な空間
である回廊であり、2は該回廊26の内部を飛行する航
空機であり、当該実施例においてヘリコプターを示して
いる。
をなす航空機の航法システムのハードウエアの構成であ
る。
る。
置7(GPS:グローバル・ポジショニング・システ
ム)、及び、精度上必要ならば高度計8を併用して測定
し、コンピュータ10を介しメモリ14に収納された地
形等データベースを使って地図発生装置12で現在位置
を含む地図画像を生成し、該地図画像は画像表示装置1
3に表示される。
1を介して指示することで表示出来るが、この他、コン
ピュータ10には音声警報装置16、操舵指示器20、
及び、水平状況指示器(ホリゾンタル・シチュエーショ
ン・インジケータ)7' が電気的に接続される。
入力手段により、画像表示装置13を見ながら予定飛行
経路1を入力することが出来る。
通りである。画像表示装置13の地図画像を見ながら、
該航空機の運動性、並びに、地形等を考慮した回廊26
の断面寸法(水平方向幅w,高さh)、及び、ウエイポ
イントiの位置と高度を決め、入力端末11から入力す
る。
示す通り、フレーム25を形成し、図2のメモリ14の
地形等のデータベースと照合し、図3の地形24との干
渉の有無を判定し、図3の地形24と干渉する場合は図
1の音声警報装置16で注告した上で干渉を生じないよ
うウエイポイントiを自動的に最適量移動し、画像表示
装置13に表示する。
す様に、既に設定済のウエイポイントi−1との間にそ
れぞれのフレームを連接した回廊26が形成される。
1の中間にある地形等と干渉する場合もウエイポイント
iの位置を上述同様に自動的に移動して表示するか、或
いは、干渉する部分を避けるようにウエイポイントiと
i−1の中間に新たなウエイポイントiを自動的に追加
するが、これらは入力者の判断をふまえて対話式に入力
していくことが出来る。図4は飛行経路1とその回廊2
6の設定の態様を示すものである。
飛行経路1とその回廊26が設定される他、代替の飛行
経路1' とその回廊26' の設定、或いは、それらの経
路1,1' 、及び、回廊26,26' から逸脱した場合
の自機の現在位置、又は、任意の地点27' から到着地
28までの、又は、到着地を変更して30' とした場合
のそれぞれの飛行経路1' とその回廊26' を設定する
ことも出来、かかる飛行経路1' を自動的に複数設定
し、それらの選択接続は選択肢におもみを付けることに
より適宜に設定することが出来る。
自機位置の測位を行い、画像表示装置13の画面に図5
に例示するような飛行経路1、及び、その回廊26の画
像表示を目視しながら、或いは、コンピュータ10を介
してのチェックにより自機ヘリコプター2が該回廊26
の内壁面に急接近したり、接触したり、或いは、逸脱し
た場合には図2の音声警報装置16が警報を発し、パイ
ロットに警報を与えて自機ヘリコプター2が当該設定済
の飛行経路1、回廊26内に復位するように操舵する。
器板のパイロットから最も見易い位置に取り付けられた
操舵指示器20に、図6に1態様例として示す様な、水
平状況指示器7' に表示されるコンピュータ10からの
指示によりパイロットが行う。
あってはコンピュータ10を介して自動的に、或いは、
半自動的に回廊26内に復位して地形24等に衝突する
ことなく、安全に目的到着地28まで安全飛行すること
が出来る。
図7に示す様に、地形の断面17を併せて表示し、回廊
26、及び、該航空機2の位置を示す方法も考えられ
る。
例に限るものでないことは勿論であり、例えば、各ウエ
イポイント間の回廊については断面方形の直線状のもの
に限らず、断面円形の曲線状のものが採用出来る等種々
の態様が採用可能である。
形のフレームの代りに円筒形状の原形フレームを用いて
それに沿うようにする等が出来ることは勿論のことであ
る。
他の航法装置、或いは、GPSとそれらを組合わせたも
のでも良い。
2に示す様に、コンピュータ画像生成装置(コンピュー
タ・グラフィクス)31a、頭部(又はヘルメット)装
着型ディスプレイ(HMD)、或いは、ヘッド・アップ
・ディスプレイ(HUD)31b等と頭部(又はヘルメ
ット)位置検出装置、及び、機体姿勢検出装置31C等
を加えることで、操舵指示をパイロットの視野に合致さ
せたコンピュータ画像として生成し、HMD、又は、H
UD31bの透視式ディスプレイに外界の視界と重ねて
提供することが出来る。
示す様に、回廊26を現実に存在するかのようにコンピ
ュータ画像として生成し32のようにパイロットの視野
に重ねることによる人工現実感(バーチャル・リアリテ
ィ)によって、より認識の容易なものとする方法の援用
が考えられる。
力端末11、画像表示装置13、地図発生装置12、コ
ンピュータ10、メモリ14等の機能を地上局の機能と
して保有し、ICカード15等でデータを機体上のシス
テム6と交換することにより、機体搭載システムを小型
軽量にし、且つ、複数の機体とのデータ共有が可能とな
る。
置、及び、飛行経路1、並びに、回廊26との位置関係
等について地上局とデータ交換する通信装置33を付加
することが考えられる。
りでなく、低高度で運用されるあらゆる航空機であって
良いことも勿論のことである。
に災害補給物資の輸送用,捜索用等に用いられるヘリコ
プター等の航空機において、比較的低高度で平野部等を
飛行するに、基本的には有視界飛行でありながら、山岳
地帯等の本来的に危険な地形を飛行するコース経路をウ
エイポイントで設定するに際し各ウエイポイント間の飛
行経路にコリドータイプの回廊を設定し、当該回廊の設
定作業中に該回廊が山岳地帯等に干渉する場合にはコン
ピュータ(プロセッサ)等の支援機能を介し山岳地帯と
干渉しないウエイポイントや回廊を設定することが出
来、しかも、複数の選択コースのウエイポイントを用意
し、おもみを介し順に選択し、回廊を接続することが出
来、したがって、このように設定された飛行経路に沿っ
て当該ヘリコプター等の航空機が飛行することにより当
該ヘリコプター搭載のシステムを介し自機位置が確実に
当該回廊内にあって飛行経路に沿って飛行することが出
来ることから、又、当該回廊が飛行経路の設定時に山岳
地帯に干渉しないように設定されていることから、出発
地点から目的地点まで極めて高く飛行の安全性を保障さ
れて飛行することが出来る優れた効果が奏される。
位されて既設定の回廊内を飛行することが出来るように
しながらも、不測にして自機の飛行経路が回廊の内側に
急接近したり、接触したり、逸脱したりした場合には、
コンピュータ(プロセッサ)を介しスムーズに警報を作
動させると共に自動操縦装置を装備する航空機にあって
は復位操舵が自動的に行われ、より確実に安全飛行が保
障出来るという優れた効果が奏される。
無線局との間にデータ交信をすることが出来る管制飛行
を行うことが出来る態様にあっては、当該地上局に於て
対象とする航空機飛行を飛行データと共に把握し、同じ
く当該システムを有する他の航空機との接近、衝突を回
避させることが出来ることから、より確実で安全な管制
飛行を保障出来るという効果が奏される。
されるウエイポイント、予定飛行経路と回廊、及び、回
廊の中を飛行する航空機を示した模式斜視図である。
安全であることを確認するフレームが、地形等と干渉し
ていることを示した模式図である。
スを示した模式図である。
の航空機を表示した画像の正面図である。
た画像の正面図である。
成した回廊の画像を重ねて示した人工現実感を示した正
面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】予定の飛行経路に対し潜在的に干渉する地
形に低高度で飛行する航空機の安全飛行を行う航法シス
テムにおいて、水平方向と高さ方向にそれぞれ幅と高さ
を有し飛行幅を持たせると共に、各ウエイポイントを接
合点として直線的あるいは曲線的に表示した回廊が地形
に干渉するか否かの判断を行い自動的に回廊径路を変更
する手段を有し、該回廊が地形と干渉しない飛行経路に
設定する支援手段を有することを特徴とする航空機の航
法システム。 - 【請求項2】上記飛行経路が、飛行前のみならず飛行中
に飛行経路を変更し設定できることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の航空機の航法システム。 - 【請求項3】飛行中の当該航空機が上記回廊の内壁に近
接もしくは当接、逸脱の際、警報が作動されることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の航空機の航法シス
テム。 - 【請求項4】飛行中の当該航空機の回廊に対する位置関
係等が地上局にて把握出来ることを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の航空機の航法システム。 - 【請求項5】飛行中の当該航空機の飛行が、上記回廊の
画像を外界と重ねてパイロットの視覚に提供することを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の航空機の航法シ
ステム。
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP25203192A JP3302735B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 航空機の航法システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0672390A JPH0672390A (ja) | 1994-03-15 |
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Family
ID=17231625
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP25203192A Expired - Lifetime JP3302735B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 航空機の航法システム |
Country Status (1)
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1992
- 1992-08-28 JP JP25203192A patent/JP3302735B2/ja not_active Expired - Lifetime
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