JP6256332B2 - 移動体異常接近検知システムおよび移動体異常接近検知方法 - Google Patents

Description

本発明は、移動体同士の異常接近を検知する移動体異常接近検知システム、移動体異常接近検知方法および移動体異常接近検知プログラムに関する。

近年、航空交通量が増大し、航空機同士の異常接近（コンフリクト）が生じることがある。そして、航路上の輻輳状態を解決する航空管制技術への期待が高まっている。この航空管制技術における最も重要な基本機能の一つが、正確なコンフリクト情報を検知することである。

コンフリクトは、同一高度を航行する二つの航空機が安全性を確保するために設定された距離（洋上管制間隔）より接近している状況である。管制官が各航空機へ管制指示を下すためには、正確なコンフリクト情報（コンフリクトに該当する航空機、コンフリクトの発生時刻、発生場所、およびコンフリクトを回避するための加速・減速情報）を検知する必要がある。

非特許文献１には、シミュレーションに基づくコンフリクトの検知技術が記載されている。非特許文献１には、先行機と後続機との間で、距離間隔等の通過条件が満たされているか否かを時刻順に検査することが記載されている。そして、条件を満足しない場合には、航空機の通過時刻を遅くすることが記載されている。

また、特許文献１には、移動体の異常接近監視方式が記載されている。特許文献１に記載された技術では、航空機の飛行経路上の横ずれ許容幅に基づいて横方向の長さを定め、飛行時間（特許文献１に記載の例では２０分）に基づいて縦方向の長さを定めることによってセパレーションボックスを規定する。なお、その飛行時間内に曲折点があれば、その曲折点を考慮してセパレーションボックスを規定する。そして、セパレーションボックスを用いて、移動体の異常近接の可能性を判定する。

特開平５−３０７７００号公報（段落０００８，図３等）

福田豊、岡恵、山本哲士、「航空管制の時間管理ツールの試作」、電子情報通信学会技術研究報告宇宙・航空エレクトロニクス、社団法人電子情報通信学会、２００８年７月１８日、１０８巻、１６９号、ｐｐ．２３−２８

非特許文献１に記載の技術では、航空機の距離間隔等の通過条件が満たされているか否かを時刻順に検査する。換言すれば、時刻毎にコンフリクトの有無を検査する。すなわち、所望の精度を反映した時刻の単位で航行時間を区切った回数だけコンフリクトの有無の判定を繰り返す必要がある。そのため、先行機および後行機の経路におけるコンフリクト発生の検知処理に長時間を要する。なお、コンフリクト発生を検知した場合、一方の航空機について通過時刻を修正した後に、再度、コンフリクト発生の検知をすることも考えられるが、この場合、さらに処理時間を要する。

そこで、本発明は、移動体同士の異常接近が生じるか否かを短い処理時間で判定することができる移動体異常接近検知システム、移動体異常接近検知方法および移動体異常接近検知プログラムを提供することを目的とする。

本発明による移動体異常接近検知システムは、区間の始点および終点の情報として、それぞれ第２の移動体の通過位置の２次元座標およびその通過時刻を座標値とする３次元座標を有する第２の移動体の区間情報に基づいて、３次元空間から２次元平面への写像を表す第１の射影行列を算出する射影行列算出手段と、第１の射影行列を用いて、区間の始点および終点の情報としてそれぞれ第１の移動体の通過位置の２次元座標およびその通過時刻を座標値とする３次元座標を有する第１の移動体の区間情報を２次元平面内の線分に写像し、２次元平面内で、第２の移動体の通過位置を中心とし、異常接近が生じるか否かの判定基準となる閾値を半径とする円と、線分との交差判定を行うことによって、第１の移動体と第２の移動体との異常接近が生じるか否かを判定する異常接近判定手段とを備えることを特徴とする。

また、本発明による移動体異常接近検知方法は、区間の始点および終点の情報として、それぞれ第２の移動体の通過位置の２次元座標およびその通過時刻を座標値とする３次元座標を有する第２の移動体の区間情報に基づいて、３次元空間から２次元平面への写像を表す第１の射影行列を算出し、第１の射影行列を用いて、区間の始点および終点の情報としてそれぞれ第１の移動体の通過位置の２次元座標およびその通過時刻を座標値とする３次元座標を有する第１の移動体の区間情報を２次元平面内の線分に写像し、２次元平面内で、第２の移動体の通過位置を中心とし、異常接近が生じるか否かの判定基準となる閾値を半径とする円と、線分との交差判定を行うことによって、第１の移動体と第２の移動体との異常接近が生じるか否かを判定することを特徴とする。

また、本発明による移動体異常接近検知プログラムは、コンピュータに、区間の始点および終点の情報として、それぞれ第２の移動体の通過位置の２次元座標およびその通過時刻を座標値とする３次元座標を有する第２の移動体の区間情報に基づいて、３次元空間から２次元平面への写像を表す第１の射影行列を算出する射影行列算出処理、および、第１の射影行列を用いて、区間の始点および終点の情報としてそれぞれ第１の移動体の通過位置の２次元座標およびその通過時刻を座標値とする３次元座標を有する第１の移動体の区間情報を２次元平面内の線分に写像し、２次元平面内で、第２の移動体の通過位置を中心とし、異常接近が生じるか否かの判定基準となる閾値を半径とする円と、線分との交差判定を行うことによって、第１の移動体と第２の移動体との異常接近が生じるか否かを判定する異常接近判定処理を実行させることを特徴とする。

本発明によれば、移動体同士の異常接近が生じるか否かを短い処理時間で判定することができる。

本発明の第１の実施形態の移動体異常接近検知システムの構成例を示すブロック図である。 ３次元空間およびリンクの始点時刻における２次元平面を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態の処理経過の例を示すフローチャートである。 注目機および周辺機の経路が、互いに同一直線上に存在するか、あるいは、平行である場合における周辺機のリンクＦＢから定まる斜柱体Ｈと平面Ｐ_ｏの交差を示す模式図である。 周辺機が形成する直線の代用となる直線を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態の移動体異常接近検知システムの構成例を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態の処理経過の例を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態の移動体異常接近検知システムの構成例を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態の処理経過の例を示すフローチャートである。 ステップＣ１の処理を模式的に示す説明図である。 本発明の最小構成の例を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。以下に示す各実施形態では、航空機同士の異常接近（コンフリクト）を検知する場合を例にして説明するが、本発明は、航空機以外の移動体の異常接近の検知に適用されてもよい。

実施形態１．
図１は、本発明の第１の実施形態の移動体異常接近検知システムの構成例を示すブロック図である。本実施形態の移動体異常接近検知システムは、入力装置１と、データ処理装置２と、コンフリクト検知結果出力装置３とを備える。また、データ処理装置２は、幾何モデル生成手段２１と、コンフリクト検知手段２２とを備える。

以下の説明において、コンフリクトの有無の判定の対象となる２機の航空機の一方を注目機と記し、もう一方の航空機を周辺機と記す。また、注目機、周辺機には、それぞれフライトプランが定められている。フライトプランとは航空機の移動計画である。フライトプランは、航空機の通過点の座標およびその通過時刻のリストの集合によって、航空機の移動計画を表している。各通過点の座標は、２次元平面のｘ座標およびｙ座標で表される。例えば、ｘ座標は緯度であり、ｙ座標は経度である。以下の例では、説明を簡単にするために、ｘ座標、ｙ座標を簡単な値で表す。また、１つの航空機のフライトプランにおいて、通過時刻順に隣接する１組の通過点によって規定される区間を、以下、リンクと記す。フライトプランは、リンクの集合を表しており、各リンクの始点座標およびその通過時刻と、終点座標およびその通過時刻がフライトプランで定められていると言える。本実施形態の移動体異常接近検知システムは、注目機のフライトプランから選ばれた１つのリンクと、周辺機のフライトプランから選ばれた１つのリンクとに基づいて、注目機と周辺機との間にコンフリクトが生じるか否かを判定する。

なお、注目機および周辺機は、フライトプランによって規定される各リンクにおいて、等速直線運動を行うものとする。

入力装置１は、コンフリクト有無の判定処理の入力データの入力インタフェースである。本実施形態では、入力装置１に、注目機の１つのリンクと、周辺機の１つのリンクと、安全間隔情報が入力される。以下、注目機の１つのリンクと、周辺機の１つのリンクの組をリンク対と記す場合がある。また、安全間隔情報は、移動体同士の異常接近が発生したか否かの判定基準となる距離の閾値を表す情報である。以下の説明では、安全間隔情報として洋上管制間隔が入力される場合を例にして説明する。

また、注目機、周辺機の各リンクの始点および終点の情報は、２次元平面の位置座標（ｘ座標、ｙ座標）と、時刻の情報を含んでいる。従って、各リンクの始点および終点の情報は、２次元平面のｘ軸、ｙ軸に、第３の軸として時間軸を追加した３次元空間内の点を表しているということができる。

幾何モデル生成手段２１は、入力されたリンク対における注目機のリンクの始点時刻から終点時刻までの時間と、周辺機のリンクの始点時刻から終点時刻までの時間に共通部分があるか否かを判定し、共通する時間帯があれば、上記のｘ軸、ｙ軸、時間軸（以下、ｔ軸と記す。）で定められる３次元空間（以下、単に３次元空間と記す。）から２次元平面への写像を表す射影行列、および、その逆写像（２次元平面から３次元空間への写像）を表す射影行列を算出する。また、この２次元平面は、リンク対をなす２つのリンクの始点時刻のうち、遅い方の時刻における二次元平面である。以下、説明を簡単にするために、リンク対をなす２つのリンクで始点時刻同士が共通であり、また、終点時刻同士も共通である場合を例にして説明する。

図２は、３次元空間およびリンクの始点時刻における２次元平面を示す説明図である。また、リンクの始点および終点を３次元座標（ｘ座標、ｙ座標、ｔ座標）で表し、１つのリンクを［（始点のｘ座標、始点のｙ座標、始点のｔ座標），（終点のｘ座標、終点のｙ座標、終点のｔ座標）］という形式で表すものとする。

図２に示す例において、リンクＦＡは注目機のリンクである。また、リンクＦＢは、周辺機のリンクである。ここでは、ＦＡ＝［（０，０，０），（１００，１００，１００）］とし、ＦＢ＝［（５０，０，０），（５０，１００，１００）］とする。２つのリンクの始点時刻はｔ＝０で共通である。従って、２つのリンクの始点時刻のうち遅い方の時刻はｔ＝０であると言える。本例では、幾何モデル生成手段２１は、３次元空間からｔ＝０の２次元平面へ写像を表す射影行列、およびその逆写像を表す射影行列を算出する。３次元空間からの写像先となる２次元平面を、以下、計算平面と記す。３次元空間から計算平面への写像は、周辺機のリンクＦＢに沿った方向への写像である。

また、幾何モデル生成手段２１は、入力されたリンク対のいずれか一方を注目機のリンクと定め、もう一方を周辺機のリンクと定めればよい。第１の実施形態および第２の実施形態では２つの航空機のコンフリクトの有無を判定するが、コンフリクトが生じる場合に、コンフリクトを回避するための情報（後述の第３の実施形態における回避情報）は算出しない。この場合には、幾何モデル生成手段２１は、２つのリンクのうち、どちらを注目機のリンクと定めてもよい。そして、コンフリクト検知手段２１は、幾何モデル生成手段２１に定められた通りに、一方のリンクを注目機のリンクし、もう一方のリンクを周辺機のリンクとして処理を行う。

あるいは、どちらのリンクが注目機であるかを示す注目機指定情報が入力装置１に入力され、幾何モデル生成手段２１は、注目機指定情報によって指定されたリンクを注目機のリンクとし、もう一方のリンクを周辺機のリンクとしてもよい。

図２に示す例において、注目機の速度を速めた場合には、リンクＦＡの終点時刻も早まり、注目機の速度を遅くした場合には、リンクＦＡの終点時刻も遅くなる。例えば、図２に示す点Ｅ_１は、注目機の速度を速めた場合のリンクの終点の例を表し、点Ｅ_２は、注目機の速度を遅くした場合のリンクの終点の例を表す。このように、注目機の速度を変化させることで、平面（図２に示す例において、点（０，０，０），Ｅ_１，Ｅ_２を含む平面）が規定される。以下、この平面をＰ_０と記す。

また、周辺機のリンクＦＢ上の点毎に、リンクＦＢ上の点を中心とし、半径が洋上管制間隔である円を定めた状態を仮定する。ただし、この円は、計算平面Ｐ_ｃに平行な円であるものする。すると、図２に示すように、底面が円の斜柱体Ｈが定まる。

平面Ｐ_０と斜柱体Ｈとの交差は、図２に示すように楕円ｄで表される。３次元空間内で、楕円ｄと注目機のリンクＦＡが交差していれば、コンフリクトが生じることを意味し、交差していなければ、コンフリクトが生じないことを意味する。ただし、本発明では、３次元空間内での楕円ｄと注目機のリンクＦＡとの交差判定を行うのではなく、リンクＦＡを計算平面Ｐ_ｃに写像して得られる線分を利用して、コンフリクトの有無を判定する。

コンフリクト検知手段２２には、入力装置１を介して洋上管制間隔が入力される。また、幾何モデル生成手段２１からリンク対および２つの射影行列が入力される。

コンフリクト検知手段２２は、３次元区間から計算平面Ｐ_ｃへの射影行列を用いて、注目機のリンクを計算平面Ｐ_ｃ上に写像する。そして、コンフリクト検知手段２２は、周辺機のリンクの始点を中心とし、半径が洋上管制間隔である計算平面Ｐ_ｃ内の円（ｃと記す。）と、注目機のリンクの写像により得られた線分（ｓと記す。）とを用いて、注目機と周辺機との間にコンフリクトが生じるか否かを判定する。図２に示す例では、リンクＦＡを写像して得られる線分ｓは、ｘ軸に沿った線分となる。コンフリクト検知手段２２は、円ｃと線分ｓが交差していれば、コンフリクトが生じると判定し、交差していなければ、コンフリクトは生じないと判定する。なお、この円ｃは、楕円ｄ（図２参照）を計算平面Ｐ_ｃに写像した円であるが、楕円ｄを求めなくても、周辺機のリンクの始点の情報と洋上管制間隔から定められる。よって、円ｃを特定するために、３次元空間から計算平面Ｐ_ｃへの写像の演算を行う必要はない。

また、コンフリクト検知手段２２は、コンフリクトが生じたと判定した場合には、計算平面Ｐ_ｃから３次元空間への写像を表す射影行列を用いて、コンフリクトの発生時刻および発生場所を算出する。

コンフリクト検知結果出力装置３は、コンフリクト検知手段２２によるコンフリクト有無の判定結果を出力する。また、コンフリクトの発生時刻および発生場所が算出された場合には、その発生時刻および発生場所の情報も出力する。

幾何モデル生成手段２１およびコンフリクト検知手段２２は、例えば、移動体異常接近検知プログラムに従って動作するコンピュータのＣＰＵによって実現される。例えば、ＣＰＵが、移動体異常接近検知プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体から移動体異常接近検知プログラムを読み込み、そのプログラムに従って、幾何モデル生成手段２１およびコンフリクト検知手段２２として動作すればよい。また、幾何モデル生成手段２１およびコンフリクト検知手段２２が別々のハードウェアで実現されていてもよい。

次に、第１の実施形態の処理経過について説明する。図３は、本発明の第１の実施形態の処理経過の例を示すフローチャートである。入力装置１には、移動体異常接近検知システムの管理者から、注目機のフライトプランから抽出されたリンクと、周辺機のフライトプランから抽出されたリンクの組であるリンク対と、洋上管制間隔が入力される。入力装置１は、リンク対を幾何モデル生成手段２１に送り、洋上関係間隔をコンフリクト検知手段２２に送る。

幾何モデル生成手段２１は、リンク対における一方のリンクの始点時刻から終点時刻までの時間と、もう一方のリンクの始点時刻から終点時刻までの時間に共通部分があるか否かを判定する（ステップＡ１）。

２つのリンクの時間に共通部分がなければ（ステップＡ１におけるＮＯ）、幾何モデル生成手段２１は、コンフリクトが生じない旨の判定結果をコンフリクト検知結果出力装置３に送り、コンフリクト検知結果出力装置３は、その判定結果を出力する（ステップＡ６）。

また、２つのリンクの時間に共通部分があれば（ステップＡ１におけるＹＥＳ）、幾何モデル生成手段２１は、周辺機のリンクに基づいて、３次元空間から計算平面Ｐ_ｃへの写像を表す射影行列（ｍと表す。）を算出し、注目機のリンクおよび周辺機のリンクに基づいて、その逆写像を表す射影行列（Ｍと表す。）を算出する。そして、幾何モデル生成手段２１は、リンク対および射影行列ｍ，Ｍをコンフリクト検知手段２２に入力する（ステップＡ２）。射影行列の計算例については、後述する。

ステップＡ２の後、コンフリクト検知手段２２は、射影行列ｍを用いて、３次元空間内に表される注目機のリンクを計算平面Ｐ_ｃに写像する演算を行い、注目機のリンクの写像結果である線分ｓを算出する。そして、コンフリクト検知手段２２は、周辺機のリンクの始点を中心とし、半径が洋上管制間隔である計算平面内の円ｃと、線分ｓとの交差判定を行う（ステップＡ３）。

円ｃと線分ｓとが交差するということは、注目機と周辺機との間にコンフリクトが生じることを意味する。円ｃと線分ｓとが交差しないということは、注目機と周辺機との間にコンフリクトが生じないということを意味する。

ステップＡ３の交差判定の結果、円ｃと線分ｓとが交差しないと判定した場合（ステップＡ４におけるＮＯ）、コンフリクト検知手段２２は、コンフリクトが生じない旨の判定結果をコンフリクト検知結果出力装置３に送り、コンフリクト検知結果出力装置３は、その判定結果を出力する（ステップＡ６）。

また、ステップＡ３の交差判定の結果、円ｃと線分ｓとが交差すると判定した場合（ステップＡ４におけるＹＥＳ）、コンフリクト検知手段２２は、射影行列Ｍを用いて、円ｃと線分ｓの交点を３次元空間に写像することによって、コンフリクト情報（コンフリクトの発生時刻および発生場所の情報）を生成する（ステップＡ５）。

ステップＡ５の後、コンフリクト検知手段２２は、コンフリクトが生じる旨の判定結果およびコンフリクト情報をコンフリクト検知結果出力装置３に送り、コンフリクト検知結果出力装置３は、その判定結果およびコンフリクト情報を出力する（ステップＡ６）。

以下、具体例を用いて、本実施形態の動作を説明する。以下の具体例では、注目機の経路と周辺機の経路とが、互いに同一直線上になく、また、平行でもない場合を例にする。

また、以下の説明では、入力装置１に、洋上管制間隔として１０が入力された場合を例にする。また、注目機のリンクＦＡとして、図２に示すＦＡ＝［（０，０，０），（１００，１００，１００）］が入力され、周辺機のリンクＦＢとして、図２に示すＦＢ＝［（５０，０，０），（５０，１００，１００）］が入力された場合を例にする。

本例では、２つのリンクの始点時刻はｔ＝０で共通であり、２つのリンクの始点時刻のうち遅い方の時刻はｔ＝０であると言える。よって、計算平面Ｐ_ｃは、ｔ＝０である。

リンクＦＡ，ＦＢのいずれにおいても、始点時刻から終点時刻までの時間は、ｔ＝０からｔ＝１００までの時間である。よって、幾何モデル生成手段２１は、リンクＦＡの始点時刻から終点時刻までの時間と、リンクＦＢの始点時刻から終点時刻までの時間に共通部分があると判定する（ステップＡ１におけるＹＥＳ）。

そして、幾何モデル生成手段２１は、周辺機のリンクＦＢを用いて、３次元空間から計算平面Ｐ_ｃへの写像を表す射影行列ｍを算出し、注目機のリンクＦＡおよび周辺機のリンクＦＢを用いて、その逆写像（計算平面Ｐ_ｃから３次元空間への写像）を表す射影行列Ｍとを算出する。

リンクＦＡを一般化して、ＦＡ＝［（ｘ_Ａ１，ｙ_Ａ１，ｔ_Ａ１），（ｘ_Ａ２，ｙ_Ａ２，ｔ_Ａ２）］と表す。すなわち、リンクＦＡの始点におけるｘ座標をｘ_Ａ１と表し、ｙ座標をｙ_Ａ１と表し、注目機がその位置を通過する時刻をｔ_Ａ１と表す。そして、リンクＦＡの終点におけるｘ座標をｘ_Ａ２と表し、ｙ座標をｙ_Ａ２と表し、注目機がその位置を通過する時刻をｔ_Ａ２と表す。

同様に、リンクＦＢを一般化して、ＦＢ＝［（ｘ_Ｂ１，ｙ_Ｂ１，ｔ_Ｂ１），（ｘ_Ｂ２，ｙ_Ｂ２，ｔ_Ｂ２）］と表す。すなわち、リンクＦＢの始点におけるｘ座標をｘ_Ｂ１と表し、ｙ座標をｙ_Ｂ１と表し、周辺機がその位置を通過する時刻をｔ_Ｂ１と表す。そして、リンクＦＢの終点におけるｘ座標をｘ_Ｂ２と表し、ｙ座標をｙ_Ｂ２と表し、周辺機がその位置を通過する時刻をｔ_Ｂ２と表す。

注目機の経路と周辺機の経路とが、互いに同一直線上になく、また、平行でもない場合、幾何モデル生成手段２１は、計算平面から３次元空間への写像を表す射影行列Ｍ、および、３次元空間から計算平面Ｐ_ｃへの写像を表す射影行列ｍを、それぞれ、以下の式（１）、式（２）の計算によって求めることができる。

そして、幾何モデル生成手段２１は、リンクＦＡ，ＦＢおよび射影行列ｍ，Ｍをコンフリクト検知手段２２に入力する（ステップＡ２）

コンフリクト検知手段２２は、射影行列ｍに関しては第１行および第２行のみを使用するので、幾何モデル生成手段２１は、リンクＦＡ，ＦＢと、射影行列ｍの第１行および第２行と、射影行列Ｍとをコンフリクト検知手段２２に入力してもよい。

射影行列Ｍの第１行をＭ１とし、第２行をＭ２とし、第３行をＭ３とすると、ＦＡ＝［（０，０，０），（１００，１００，１００）］およびＦＢ＝［（５０，０，０），（５０，１００，１００）］から、Ｍ１＝（１，０，０，０）、Ｍ２＝（１，０，０，０）、Ｍ３＝（１，−１，１，０）となる射影行列Ｍが求められる。また、射影行列ｍの第１行をｍ１とし，第２行をｍ２とすると、ｍ１＝（１，０，０，０）、ｍ２＝（０，１，−１，０）となる。

ステップＡ３において、コンフリクト検知手段２２は、射影行列ｍを用いて、リンクＦＡを計算平面Ｐ_ｃに写像することによって線分ｓを算出する。具体的には、コンフリクト検知手段２２は、線分ｓの始点および終点を算出する。コンフリクト検知手段２２は、（ｘ_Ａ１，ｙ_Ａ１）を線分ｓの始点とする。また、コンフリクト検知手段２２は、（ｘ_Ａ２，ｙ_Ａ２，ｔ _Ａ２ ，１）とｍ１（射影行列ｍの第１行）の内積をｘ座標とし、（ｘ_Ａ２，ｙ_Ａ２，ｔ_Ａ２，１）とｍ２（射影行列ｍの第２行）の内積をｙ座標とする点を、線分ｓの終点とする。本例では、ＦＡ＝［（０，０，０），（１００，１００，１００）］、ｍ１＝（１，０，０，０）およびｍ２＝（０，１，−１，０）に基づいて、（０，０）を始点とし、（１００，０）を終点とする線分ｓ（図２参照）を求める。

また、ステップＡ３の交差判定で用いる円ｃは、中心が（ｘ_Ｂ１，ｙ_Ｂ１）であり、半径が洋上管制間隔である円である。本例では、コンフリクト検知手段２２は、ＦＢ＝［（５０，０，０），（５０，１００，１００）］、および洋上管制間隔“１０”に基づいて、中心が（５０，０）であり、半径が１０である円ｃ（図２参照）を特定する。

コンフリクト検知手段２２は、上記のように定めた線分ｓと円ｃとの交差判定を行う（ステップＡ３）。円ｃと線分ｓとが交差しないと判定した場合（ステップＡ４におけるＮＯ）、コンフリクト検知手段２２は、コンフリクトが生じない旨の判定結果をコンフリクト検知結果出力装置３に送り、コンフリクト検知結果出力装置３は、その判定結果を出力する（ステップＡ６）。

本例では、図２に示すように、線分ｓと円ｃは交差する（ステップＡ４におけるＹＥＳ）。この場合、コンフリクト検知手段２２は、線分ｓと円ｃの交点を算出する。線分ｓと円ｃが２点で交差する場合、コンフリクト検知手段２２は、線分ｓと円ｃの交点のうち、線分ｓの始点に近い方の交点を算出する。この交点の座標を（ｘ_ｃ，ｙ_ｃ）と表す。コンフリクト検知手段２２は、（ｘ_ｃ，ｙ_ｃ，ｔ_Ａ１，１）というベクトルを定める。このベクトルをｐとする。さらに、コンフリクト検知手段２２は、ｐ＝（ｘ_ｃ，ｙ_ｃ，ｔ_Ａ１，１）とＭ１との内積ｐ・Ｍ１、ベクトルｐとＭ２との内積ｐ・Ｍ２、および、ベクトルｐとＭ３との内積ｐ・Ｍ３を計算することによって、コンフリクトの発生位置、およびコンフリクトの発生時刻を求める（ステップＡ５）。ｐ・Ｍ１をｘ座標とし、ｐ・Ｍ２をｙ座標とする点（ｐ・Ｍ１，ｐ・Ｍ２）が、コンフリクトの発生位置である。また、ｐ・Ｍ３は、コンフリクトの発生時刻である。

始点（０，０）、終点（１００，０）となる線分ｓと、（５０，０）を中心とする半径１０の円ｃとの交点（線分ｓに近い方の交点）として、（４０，０）が得られる。この交点の座標と、ｔ_Ａ１（リンクＦＡの始点の時刻）を用いてベクトルｐを定め、コンフリクトの発生位置（ｐ・Ｍ１，ｐ・Ｍ２）と、コンフリクトの発生時刻ｐ・Ｍ３とを計算すると、コンフリクトの発生位置の座標は（４０，４０）と計算され、コンフリクトの発生時刻は４０と計算される。このように、ｐ・Ｍ１，ｐ・Ｍ２，ｐ・Ｍ３を計算することよって、コンフリクトの発生位置およびコンフリクトの発生時刻を求める演算は、本例では、交点（４０，０）を３次元空間内の座標（４０，４０，４０）（図２参照）に写像する処理である。

ステップＡ５の後、コンフリクト検知手段２２は、コンフリクトが生じる旨の判定結果、および、コンフリクトの発生位置および発生時刻の情報をコンフリクト検知結果出力装置３に送り、コンフリクト検知結果出力装置３は、その判定結果、コンフリクトの発生位置および発生時刻の情報を出力する（ステップＡ６）

前述のように、円ｃは、楕円ｄ（周辺機のリンクＦＢから定まる斜柱体と平面Ｐ_０の交差）の計算平面上への写像に該当する。本実施形態では、注目機のリンクＦＡを計算平面上に写像した線分ｓと円ｃとの交差判定によって、コンフリクトの有無を判定する。従って、時刻毎に注目機と周辺機との距離を計算する処理を行う必要がないので、コンフリクト有無の判定処理を短い処理時間で実現することができる。また、３次元空間から計算平面への写像や、計算平面から３次元空間への写像は、簡単な行列の計算によって行うことができるので、処理時間の増加を防ぐことができる。

また、本実施形態では、計算平面Ｐ_ｃ内で線分ｓと円ｃとの交差判定を行う。従って、３次元空間内で楕円ｄとリンクＦＡとの交差判定を行う場合と比較して、交差判定に要する計算量を少なくすることができ、コンフリクト有無の判定時間を短くすることができる。

また、特許文献１に記載の発明と比較すると、特許文献１に記載の発明では、飛行時間に基づいて縦方向の長さを定めたセパレーションボックスに基づいて、移動体の異常近接の可能性を判定する。従って、その飛行時間帯内での異常近接の可能性を判定することはできるが、いつ、どの場所でコンフリクトが生じるのかを判定するのは困難である。

それに対し、本発明では、線分ｓと円ｃとの交点を３次元空間に写像することによって、コンフリクトの発生位置および発生時刻を特定することができる。すなわち、本発明では、より詳細なコンフリクト情報を得ることができる。

次に、第１の実施形態の変形例について説明する。

第１の実施形態において、コンフリクト検知手段２２がコンフリクトの発生位置および発生時刻の情報を生成しなくてもよい。この場合、幾何モデル生成手段２１は、射影行列ｍを算出すればよく、射影行列Ｍについては算出しなくてよい。そして、コンフリクト検知手段２２は、線分ｓと円ｃとの交差判定を行い、交差すると判定した場合（ステップＡ４におけるＹＥＳ）、ステップＡ５の処理を行わなくてよい。そして、コンフリクト検知手段２２は、コンフリクトが生じる旨の判定結果をコンフリクト検知結果出力装置３に送り、コンフリクト検知結果出力装置３は、その判定結果を出力すればよい。

また、上記の実施形態では、注目機のリンクの始点時刻と、周辺機のリンクの始点時刻が共通である場合を例にして説明した。２つのリンクの始点時刻が異なる場合には、始点時刻が早い方のリンクの始点座標（ｘ，ｙ，ｔ）を、始点時刻がもう一方のリンクの始点時刻と揃うように更新すればよい。例えば、ＦＡ＝［（ｘ_Ａ１，ｙ_Ａ１，ｔ_Ａ１），（ｘ_Ａ２，ｙ_Ａ２，ｔ_Ａ２）］と、ＦＢ＝［（ｘ_Ｂ１，ｙ_Ｂ１，ｔ_Ｂ１），（ｘ_Ｂ２，ｙ_Ｂ２，ｔ_Ｂ２）］が与えられたとする。ｔ_Ａ１がｔ_Ｂ１よりも早い時刻である場合、リンクＦＡと計算平面（ｔ＝ｔ_Ｂ１）との交点座標で、リンクＦＡの始点を更新すればよい。また、ｔ_Ｂ１がｔ_Ａ１よりも早い時刻である場合、リンクＦＢと計算平面（ｔ＝ｔ_Ａ１）との交点座標で、リンクＦＢの始点を更新すればよい。このような更新を行った後、上記の実施形態と同様の動作を行えばよい。

また、上記の実施形態では、注目機の経路と周辺機の経路とが、互いに同一直線上になく、また、平行でもない場合を示した。以下、注目機および周辺機の経路が、互いに同一直線上に存在するか、あるいは、平行である場合における射影行列について示す。図４は、注目機および周辺機の経路が、互いに同一直線上に存在するか、あるいは、平行である場合における周辺機のリンクＦＢから定まる斜柱体Ｈと平面Ｐ_ｏの交差を示す模式図である。図４では、斜柱体Ｈの断面となる円Ｈ_ｃを示している。図４に示すように、この場合、斜柱体Ｈと平面Ｐ_ｏの交差は、楕円ではなく、平行四辺形ｄ_ｐとなる。なお、注目機のリンクは、ＦＡ＝［（ｘ_Ａ１，ｙ_Ａ１，ｔ_Ａ１），（ｘ_Ａ２，ｙ_Ａ２，ｔ_Ａ２）］であるとする。

このような場合、周辺機が形成する直線の代用として、点（ｘ_Ａ２，ｙ_Ａ２，ｔ_Ａ２）を通り、計算平面と交差する任意の直線を用いることができる。ここでは、以下に示す式（３）で表される直線を用いるものとする。

（ｙ_Ａ２−ｙ_Ａ１）ｘ＋（−ｘ_Ａ２＋ｘ_Ａ１）ｙ＋ｘ_Ａ２ｙ_Ａ１−ｘ_Ａ１ｙ_Ａ２＝０
式（３）

この直線は、図５に示すように、点（ｘ_Ａ２，ｙ_Ａ２，ｔ_Ａ２）を通り、平面ｔ＝ｔ_Ａ１と４５°をなす直線である。

この場合、幾何モデル生成手段２１は、計算平面から３次元空間への写像を表す射影行列Ｍとして、以下の式（４）で定まる行列を算出すればよい。

ただし、Ｄ_２は、以下の式（５）の計算によって求められる値である。

また、ｃ_１，ｃ_２，ｃ_３は、それぞれ、以下の式（６）から式（８）の計算によって求められる値である。

ｃ_１＝ｙ_Ａ／Ｄ_１ 式（６）
ｃ_２＝ｘ_Ａ／Ｄ_１ 式（７）
ｃ_３＝ｔ_Ａ／Ｄ_１ 式（８）

また、Ｄ_１、ｘ_Ａ，ｙ_Ａ，ｔ_Ａは、それぞれ、以下の式（９）から式（１２）の計算によって求められる値である。

Ｄ_１＝ｘ_Ａ ^２＋ｙ_Ａ ^２ 式（９）
ｘ_Ａ＝ｘ_Ａ２−ｘ_Ａ１ 式（１０）
ｙ_Ａ＝ｙ_Ａ２−ｙ_Ａ１ 式（１１）
ｔ_Ａ＝ｔ_Ａ２−ｔ_Ａ１ 式（１２）

また、幾何モデル生成手段２１は、３次元空間から計算平面への写像を表す射影行列ｍとして、以下の式（１３）で定まる行列を算出すればよい。

ただし、ｃ４，ｃ５は、それぞれ、以下の式（１４）、式（１５）の計算によって求められる値である。

ｃ_４＝ｙ_Ａ／ｔ_Ａ 式（１４）
ｃ_５＝−ｘ_Ａ／ｔ_Ａ 式（１５）

ｘ_Ａ，ｙ_Ａは、前述の式（１０）、式（１１）の計算によって求められる値である。

注目機および周辺機の経路が互いに同一直線上に存在するか、あるいは、平行である場合には、幾何モデル生成手段２１は、例えば、式（４）、式（１３）で求められる射影行列Ｍ，ｍを算出する。その他の点については、前述の第１の実施形態と同様である。

実施形態２．
図６は、本発明の第２の実施形態の移動体異常接近検知システムの構成例を示すブロック図である。第１の実施形態の構成要素と同様の要素については、図１と同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。第２の実施形態では、データ処理装置２が、幾何モデル生成手段２１と、コンフリクト検知手段２２と、リンク生成手段２３とを備える。

本実施形態では、入力装置１に、注目機のフライトプランと周辺機のフライトプラン、および安全間隔情報が入力される。第２の実施形態においても、安全間隔情報として洋上管制間隔が入力される場合を例にする。

リンク作成手段２３は、入力装置１を介して入力された注目機および周辺機の各フライトプランから、注目機のリンクのリストおよび周辺機のリンクのリストを作成する。例えば、リンク作成手段２３は、注目機のフライトプランにおいて、通過点の座標およびその通過時刻を座標値とする３次元座標を、通過時刻の昇順に並べる。そして、リンク作成手段２３は、隣接する３次元座標同士の組を１つのリンクとし、そのようなリンクのリストを、注目機のリンクのリストとする。また、リンク作成手段２３は、周辺機のフライトプランから同様に、周辺機のリンクのリストを作成する。

なお、第１の実施形態と同様に、個々のリンクは、［（始点のｘ座標、始点のｙ座標、始点のｔ座標），（終点のｘ座標、終点のｙ座標、終点のｔ座標）］という形式で表される。そして、リンクのリストは、このようなリンクの集合である。

ここでは、リンクの集合を｛｝で囲んだ形式でリンクのリストを表すことにする。例えば、注目機のリンクのリストとして、｛［（０，０，０），（１００，１００，１００）］，［（１００，１００，１００）、（１００，２００，２００）］｝等のリンクリストが作成され、周辺機のリンクのリストとして、｛［（０，０，−１００），（５０，０，０）］，［（５０，０，０），（５０，１００，１００）］｝等のリンクリストが作成され得る。

また、リンク作成手段２３は、注目機のリンクの始点時刻から終点時刻までの時間と、周辺機のリンクの始点時刻から終点時刻までの時間に共通部分があるリンク対を特定する処理を行う。

このようなリンク対毎に、幾何モデル生成手段２１およびコンフリクト検知手段２２は、コンフリクトの有無の判定処理を行う。

リンク作成手段２３は、例えば、移動体異常接近検知プログラムに従って動作するコンピュータのＣＰＵによって実現される。また、リンク作成手段２３が他の要素とは別のハードウェアで実現されていてもよい。

次に、第２の実施形態の処理経過について説明する。図７は、本発明の第２の実施形態の処理経過の例を示すフローチャートである。入力装置１には、管理者から、注目機のフライトプラン、周辺機のフライトプランおよび洋上管制間隔が入力される。入力装置１は、その２つのフライトプランをリンク作成手段２３に送り、洋上関係間隔をコンフリクト検知手段２２に送る。

リンク作成手段２３は、注目機のフライトプランから注目機のリンクのリストを作成し、周辺機のフライトプランから周辺機のリンクのリストを作成する（ステップＢ１）。

次に、リンク作成手段２３は、注目機のリンクのリストと周辺機のリンクのリストをそれぞれ走査し、注目機のリンクと周辺機のリンクのリンク対であって、「注目機のリンクの始点時刻から終点時刻までの時間と、周辺機のリンクの始点時刻から終点時刻までの時間に共通部分がある。」という条件を満足するリンク対のリストを生成する（ステップＢ２）。リンク作成手段２３は、そのリンク対のリストを幾何モデル生成手段２１に入力する。

なお、リンク作成手段２３は、上記の条件を満たすリンク対において、２つのリンクの始点時刻が異なる場合には、始点時刻が早い方のリンクの始点座標（ｘ，ｙ，ｔ）を、始点時刻ｔがもう一方のリンクの始点時刻と揃うように更新する。この更新処理については、第１の実施形態で述べたので説明を省略する。この結果、幾何モデル生成手段２１に入力される各リンク対において、注目機のリンクの始点時刻と、周辺機のリンクの始点時刻は共通である。

幾何モデル生成手段２１は、入力された個々のリンク対毎に、３次元空間から計算平面への写像を表す射影行列ｍ、および、その逆写像を表す射影行列Ｍを算出する。

そして、幾何モデル生成手段２１は、リンク対とそのリンク対から算出した２つの射影行列ｍ，Ｍの組を全てコンフリクト検知手段２２に入力する。

コンフリクト検知手段２２は、入力されたリンク対および射影行列ｍ，Ｍの各組の中から１つの組を選択する。そして、コンフリクト検知手段２２は、その組に関して、射影行列ｍを用いて、３次元空間内に表される注目機のリンクを計算平面に写像する演算を行い、注目機のリンクの写像結果である線分ｓを算出する。そして、コンフリクト検知手段２２は、周辺機のリンクの始点を中心とし、半径が洋上管制間隔である計算平面内の円ｃと、線分ｓとの交差判定を行う（ステップＡ３）。この交差判定の処理は、第１の実施形態におけるステップＡ３と同様である。

ステップＡ３の交差判定の結果、円ｃと線分ｓとが交差しないと判定した場合（ステップＡ４におけるＮＯ）、コンフリクト検知手段２２は、リンク対および射影行列ｍ，Ｍの全ての組についてステップＡ３の処理を行ったか否かを判定する（ステップＢ４）。

ステップＡ３の処理を行っていないリンク対および射影行列ｍ，Ｍの組が残っている場合（ステップＢ４におけるＮＯ）、コンフリクト検知手段２２は、その組の中から１つの組を選択し、再度ステップＡ３の処理を行う。

入力されたリンク対および射影行列ｍ，Ｍの全ての組に関してステップＡ３の処理が完了している場合（ステップＢ４におけるＹＥＳ）、コンフリクト検知手段２２は、コンフリクトが生じない旨の判定結果をコンフリクト検知結果出力装置３に送り、コンフリクト検知結果出力装置３は、その判定結果を出力する（ステップＡ６）。

また、ステップＡ３の交差判定の結果、円ｃと線分ｓとが交差すると判定した場合（ステップＡ４におけるＹＥＳ）、コンフリクト検知手段２２は、射影行列Ｍを用いて、円ｃと線分ｓの交点を３次元空間に写像することによって、コンフリクト情報（コンフリクトの発生時刻および発生場所の情報）を生成する（ステップＡ５）。この処理は、第１の実施形態におけるステップＡ５と同様である。

ステップＡ５の後、コンフリクト検知手段２２は、コンフリクトが生じる旨の判定結果およびコンフリクト情報をコンフリクト検知結果出力装置３に送り、コンフリクト検知結果出力装置３は、その判定結果およびコンフリクト情報を出力する（ステップＡ６）。

本実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。

実施形態３．
図８は、本発明の第３の実施形態の移動体異常接近検知システムの構成例を示すブロック図である。第１の実施形態および第２の実施形態と同様の要素については、図１および図６と同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。第３の実施形態では、データ処理装置２が、幾何モデル生成手段２１と、コンフリクト検知手段２２と、回避情報算出手段２４とを備える。

以下の説明では、第１の実施形態と同様に、入力装置１に、リンク対と安全間隔情報が入力される場合を例にして説明する。

回避情報算出手段２４は、コンフリクト検知手段２４が線分ｓと円ｃの交差判定によって、注目機と周辺機との間にコンフリクトが生じると判定された場合、その線分ｓ、円ｃ、射影行列Ｍを用いて、回避情報を算出する。回避情報は、コンフリクトを回避するための注目機のリンクの終点の到着時刻あるいは注目機の速度を表す情報である。

本実施形態では、例えば、入力装置１に、リンク対として入力される２つのリンクのうち、どちらが注目機（換言すれば、回避情報の算出対象の航空機）のリンクであるかを示す注目機指定情報が入力されてもよい。その場合、幾何モデル生成手段２１、コンフリクト検知手段２１および回避情報算出手段２４は、注目機指定情報によって注目機として指定された方のリンクを注目機のリンクとし、もう一方のリンクを周辺機のリンクとして処理を行えばよい。この場合、回避情報算出手段２４は、注目機として指定された方のリンクに関して回避情報を算出する。

あるいは、幾何モデル生成手段２１、コンフリクト検知手段２１および回避情報算出手段２４は、２つのリンクのうち、一方を注目機のリンクとし、もう一方を周辺機のリンクとして処理を終了した後、注目機と周辺機を入れ替えて再度同じ処理を行ってもよい。この場合、コンフリクトが生じる場合、２つのリンクそれぞれについて回避情報を得ることができる。

以下の説明では、入力装置１に注目機指定情報が入力される場合を例にして説明する。

回避情報算出手段２４は、例えば、移動体異常接近検知プログラムに従って動作するコンピュータのＣＰＵによって実現される。また、回避情報算出手段２４が他の要素とは別のハードウェアで実現されていてもよい。

次に、第３の実施形態の処理経過について説明する。図９は、本発明の第３の実施形態の処理経過の例を示すフローチャートである。入力装置１には、管理者から、２つの航空機のフライトプランからそれぞれ抽出されたリンクの組であるリンク対、洋上管制間隔および注目機指定情報が入力される。入力装置１は、リンク対および注目機指定情報を幾何モデル生成手段２１に送り、洋上関係間隔をコンフリクト検知手段２２に送る。

幾何モデル生成手段２１は、リンク対における一方のリンクの始点時刻から終点時刻までの時間と、もう一方のリンクの始点時刻から終点時刻までの時間に共通部分があるか否かを判定する（ステップＡ１）。

２つのリンクの時間に共通部分がなければ（ステップＡ１におけるＮＯ）、幾何モデル生成手段２１は、コンフリクトが生じない旨の判定結果をコンフリクト検知結果出力装置３に送り、コンフリクト検知結果出力装置３は、その判定結果を出力する（ステップＡ６）。

２つのリンクの時間に共通部分があれば（ステップＡ１におけるＹＥＳ）、幾何モデル生成手段２１は、周辺機のリンクに基づいて、３次元空間から計算平面Ｐ_ｃへの写像を表す射影行列ｍを算出し、注目機のリンクおよび周辺機のリンクに基づいて、その逆写像を表す射影行列Ｍとを算出する（ステップＡ２）。このとき、リンク対のうち、注目機指定情報で指定されたリンクを注目機のリンクとし、もう一方のリンクを周辺機のリンクとすればよい。そして、幾何モデル生成手段２１は、注目機のリンク、周辺機のリンク、および射影行列ｍ，Ｍをコンフリクト検知手段２２に入力する（ステップＡ２）。射影行列Ｍ，ｍの計算方法は、第１の実施形態と同様である。

ステップＡ２の後、コンフリクト検知手段２２は、射影行列ｍを用いて、３次元空間内に表される注目機のリンクを計算平面Ｐ_ｃに写像する演算を行い、注目機のリンクの写像結果である線分ｓを算出する。そして、コンフリクト検知手段２２は、周辺機のリンクの始点を中心とし、半径が洋上管制間隔である計算平面内の円ｃと、線分ｓとの交差判定を行う（ステップＡ３）。

ステップＡ３の交差判定の結果、円ｃと線分ｓとが交差しないと判定した場合（ステップＡ４におけるＮＯ）、コンフリクト検知手段２２は、コンフリクトが生じない旨の判定結果をコンフリクト検知結果出力装置３に送り、コンフリクト検知結果出力装置３は、その判定結果を出力する（ステップＡ６）。

また、ステップＡ３の交差判定の結果、円ｃと線分ｓとが交差すると判定した場合（ステップＡ４におけるＹＥＳ）、コンフリクト検知手段２２は、射影行列Ｍを用いて、円ｃと線分ｓの交点を３次元空間に写像することによって、コンフリクト情報（コンフリクトの発生時刻および発生場所の情報）を生成する（ステップＡ５）。ステップＡ３〜Ａ５は、第１の実施形態におけるステップＡ３〜Ａ５と同様である。

そして、コンフリクト検知手段２２は、コンフリクトが生じる旨の判定結果をコンフリクト検知結果出力装置３に送る。

さらに、コンフリクト検知手段２２は、線分ｓ、円ｃの情報、および、射影行列Ｍを回避情報算出手段２４に入力する。回避情報算出手段２４は、計算平面内において、線分ｓの始点を通る円ｃの接線と円ｃとの接点の座標を算出する。回避情報算出手段２４は、射影行列Ｍを用いて、その接点の座標を３次元空間に写像する。そして、回避情報算出手段２４は、リンクＦＡの始点と、その写像後の点とを通り、リンクＦＡの終点におけるｘ座標ｘ_Ａ２、ｙ座標ｙ_Ａ２に対応するｔ座標を算出する（ステップＣ１）。このｔ座標は、コンフリクトを回避するための注目機のリンクの終点の到着時刻であり、回避情報に該当する。

図１０は、ステップＣ１の処理を模式的に示す説明図である。図２と同様の要素については、図２と同一の符号を付す。図１０において、接線Ｒ_１，Ｒ_２は、計算平面Ｐ_ｃにおいて、線分ｓの始点を通過する円ｃの接線である。回避情報算出手段２４は、接線Ｒ_１と円ｃの接点Ｒ_ｐ１、および、接線Ｒ_２と円ｃの接点Ｒ_ｐ２の座標を算出する。そして、回避情報算出手段２４は、各接点Ｒ_ｐ１，Ｒ_ｐ２の座標をそれぞれ、射影行列Ｍを用いて３次元空間に写像する。この計算は、ステップＡ５において、線分ｓと円ｃの交点を写像する計算と同様である。すなわち、接点の座標を（ｘ_ｒ，ｙ_ｒ）とすると、回避情報算出手段２４は、ｐ＝（ｘ_ｒ，ｙ_ｒ，ｔ_Ａ１，１）というベクトルを定め、ｐ・Ｍ１をｘ座標とし、ｐ・Ｍ２をｙ座標とし、ｐ・Ｍ３をｔ座標とする３次元空間内の座標を求める。図１０において、接点Ｒ_ｐ１の写像を点Ｒ_ｐ１’として示し、接点Ｒ_ｐ２の写像を点Ｒ_ｐ２’として示している。点Ｒ_ｐ１’，Ｒ_ｐ２’はリンクＦＡの始点を通過する楕円ｄの接線と、楕円ｄとの接点である。回避情報算出手段２４は、リンクＦＡの始点および点Ｒ_ｐ１’を通過し、リンクＦＡの終点におけるｘ，ｙ座標（１００，１００）に対応するｔ座標（すなわち、点Ｅ_３のｔ座標）を算出する。同様に、回避情報算出手段２４は、リンクＦＡの始点および点Ｒ_ｐ２’を通過し、リンクＦＡの終点におけるｘ，ｙ座標（１００，１００）に対応するｔ座標（すなわち、点Ｅ_４のｔ座標）を算出する。

点Ｅ_３におけるｔ座標は、コンフリクトを回避するために注目機の速度を速めた場合に、コンフリクトを回避できる到着時刻である。また、点Ｅ_４におけるｔ座標は、コンフリクトを回避するために注目機の速度を遅くした場合に、コンフリクトを回避できる到着時刻である。

また、回避情報算出手段２４は、リンクＦＡの始点および点Ｅ_３の座標から導出できる平面上での距離および時間差に基づいて、コンフリクトを回避するための注目機の速度を計算してもよい。この速度は、注目機の速度を速めた場合のコンフリクト回避速度である。同様に、回避情報算出手段２４は、リンクＦＡの始点および点Ｅ_４の座標から導出できる平面上での距離および時間差に基づいて、コンフリクトを回避するための注目機の速度を計算してもよい。この速度は、注目機の速度を遅くした場合のコンフリクト回避速度である。

ステップＣ１の後、回避情報算出手段２４は、回避情報として、コンフリクトを回避することができる注目機のリンク終点の到着時刻をコンフリクト検知結果出力装置３に送る。回避情報算出手段２４は、回避情報として、コンフリクト回避速度をコンフリクト検知結果出力装置３に送ってもよい。そして、コンフリクト検知結果出力装置３は、コンフリクトが生じる旨の判定結果および回避情報を出力する（ステップＡ６）

本実施形態では、第１の実施形態と同様の効果に加えて、コンフリクトを回避するための回避情報を少ない計算量で算出できるという効果も得られる。本実施形態では、回避情報算出手段２４は、計算平面内で円ｃと接線Ｒ_１，Ｒ_２の接点を計算し、その接点を３次元空間に写像する。接点を算出する計算は平面内における計算であるので、計算量が少なくて済む。また、計算平面から３次元空間に接点を写像する処理も簡単な行列の計算で済む。従って、回避情報を短い処理時間で得ることができる。

第３の実施形態を第２の実施形態に適用してもよい。すなわち、第２の実施形態におけるデータ処理装置２が回避情報算出手段２４を備える構成であってもよい。この場合、回避情報算出手段２４は、図７に示すステップＡ５の後、第３の実施形態と同様にステップＣ１の処理を実行すればよい。

上記の各実施形態では移動体の例として航空機を例示して説明したが、本発明は、航空機以外の移動体（例えば、電車、バス等）の移動計画の決定にも適用することができる。また、工場や作業場で稼働する移動機械同士の異常接近の検出に適用し、移動機械の防止に利用することもできる。

次に、本発明の最小構成について説明する。図１１は、本発明の最小構成の例を示すブロック図である。本発明の移動体異常接近検知システムは、射影行列算出手段７１と、異常接近判定手段７２とを備える。

射影行列算出手段７１（例えば、幾何モデル生成手段２１）は、区間の始点および終点の情報として、それぞれ第２の移動体の通過位置の２次元座標およびその通過時刻を座標値とする３次元座標を有する第２の移動体の区間情報（例えば、周辺機のリンク）に基づいて、３次元空間から２次元平面への写像を表す第１の射影行列（例えば、射影行列ｍ）を算出する。

異常接近判定手段７２（例えば、コンフリクト検知手段２２）は、第１の射影行列を用いて、区間の始点および終点の情報としてそれぞれ第１の移動体の通過位置の２次元座標およびその通過時刻を座標値とする３次元座標を有する第１の移動体の区間情報を２次元平面内の線分（例えば、線分ｓ）に写像し、２次元平面内で、第２の移動体の通過位置を中心とし、異常接近が生じるか否かの判定基準となる閾値（例えば、洋上管制間隔）を半径とする円（例えば、円ｃ）と、線分との交差判定を行うことによって、第１の移動体と第２の移動体との異常接近が生じるか否かを判定する。

そのような構成によれば、時刻毎に２つの移動体の距離を計算する必要がないので、移動体同士の異常接近が生じるか否かを短い処理時間で判定することができる。

また、射影行列算出手段７１が、第１の移動体の区間情報と第２の移動体の区間情報とに基づいて、２次元平面から３次元空間への写像を表す第２の射影行列（例えば、射影行列Ｍ）を算出し、異常接近判定手段７２が、円と線分との交差判定の結果、第１の移動体と第２の移動体との異常接近が生じると判定した場合に、第２の射影行列を用いて、円と線分との交点の座標を３次元空間に写像することによって、異常接近が生じる時の第１の移動体の通過位置および異常接近が生じる時刻を算出する構成であってもよい。

また、円と線分との交差判定の結果、第１の移動体と第２の移動体との異常接近が生じると判定された場合に、線分の始点を通過する円の接線とその円との接点の座標を算出し、第２の射影行列を用いて、当該接点の座標を３次元空間内の点に写像し、当該点の座標に基づいて、異常接近を回避可能な第１の移動体の終点到達時刻または第１の移動体の速度を算出する回避情報算出手段（例えば、回避情報算出手段２４）を備える構成であってもよい。

また、第１の移動体の移動計画から第１の移動体の区間情報のリストを生成し、第２の移動体の移動計画から第２の移動体の区間情報のリストを生成し、始点の時刻から終点の時刻までの時間に共通部分がある第１の移動体の区間情報および第２の移動体の区間情報の組を特定する区間情報作成手段（例えば、リンク作成手段２３）を備え、射影行列算出手段７１が、区間情報作成手段によって特定された第１の移動体の区間情報および第２の移動体の区間情報の各組に対して、少なくとも、第１の射影行列を算出し、異常接近判定手段７２が、区間情報作成手段によって特定された第１の移動体の区間情報および第２の移動体の区間情報の組を順次選択し、選択した組に関して第１の移動体と第２の移動体との異常接近が生じるか否かを判定する構成であってもよい。

この出願は、２０１２年６月１３日に出願された日本特許出願２０１２−１３３８６４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。

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記の実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

産業上の利用の可能性

本発明は、移動体同士の異常接近を検知する移動体異常接近検知システムに好適に適用される。

１ 入力装置
３ コンフリクト検知結果出力装置
２１ 幾何モデル生成手段
２２ コンフリクト検知手段
２３ リンク作成手段
２４ 回避情報算出手段

Claims (8)

1. 区間の始点および終点の情報として、それぞれ第２の移動体の通過位置の２次元座標およびその通過時刻を座標値とする３次元座標を有する第２の移動体の区間情報に基づいて、３次元空間から２次元平面への写像を表す第１の射影行列を算出する射影行列算出手段と、
   前記第１の射影行列を用いて、区間の始点および終点の情報としてそれぞれ第１の移動体の通過位置の２次元座標およびその通過時刻を座標値とする３次元座標を有する第１の移動体の区間情報を２次元平面内の線分に写像し、前記２次元平面内で、第２の移動体の通過位置を中心とし、異常接近が生じるか否かの判定基準となる閾値を半径とする円と、前記線分との交差判定を行うことによって、第１の移動体と第２の移動体との異常接近が生じるか否かを判定する異常接近判定手段とを備える
   ことを特徴とする移動体異常接近検知システム。
2. 射影行列算出手段は、第１の移動体の区間情報と第２の移動体の区間情報とに基づいて、２次元平面から３次元空間への写像を表す第２の射影行列を算出し、
   異常接近判定手段は、前記円と前記線分との交差判定の結果、第１の移動体と第２の移動体との異常接近が生じると判定した場合に、前記第２の射影行列を用いて、前記円と前記線分との交点の座標を３次元空間に写像することによって、異常接近が生じる時の第１の移動体の通過位置および異常接近が生じる時刻を算出する
   請求項１に記載の移動体異常接近検知システム。
3. 前記円と前記線分との交差判定の結果、第１の移動体と第２の移動体との異常接近が生じると判定された場合に、前記線分の始点を通過する前記円の接線と前記円との接点の座標を算出し、前記第２の射影行列を用いて、当該接点の座標を３次元空間内の点に写像し、当該点の座標に基づいて、異常接近を回避可能な第１の移動体の終点到達時刻または第１の移動体の速度を算出する回避情報算出手段を備える
   請求項２に記載の移動体異常接近検知システム。
4. 第１の移動体の移動計画から第１の移動体の区間情報のリストを生成し、第２の移動体の移動計画から第２の移動体の区間情報のリストを生成し、始点の時刻から終点の時刻までの時間に共通部分がある第１の移動体の区間情報および第２の移動体の区間情報の組を特定する区間情報作成手段を備え、
   射影行列算出手段は、区間情報作成手段によって特定された第１の移動体の区間情報および第２の移動体の区間情報の各組に対して、少なくとも、第１の射影行列を算出し、
   異常接近判定手段は、区間情報作成手段によって特定された第１の移動体の区間情報および第２の移動体の区間情報の組を順次選択し、選択した組に関して第１の移動体と第２の移動体との異常接近が生じるか否かを判定する
   請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の移動体異常接近検知システム。
5. 区間の始点および終点の情報として、それぞれ第２の移動体の通過位置の２次元座標およびその通過時刻を座標値とする３次元座標を有する第２の移動体の区間情報に基づいて、３次元空間から２次元平面への写像を表す第１の射影行列を算出し、
   前記第１の射影行列を用いて、区間の始点および終点の情報としてそれぞれ第１の移動体の通過位置の２次元座標およびその通過時刻を座標値とする３次元座標を有する第１の移動体の区間情報を２次元平面内の線分に写像し、前記２次元平面内で、第２の移動体の通過位置を中心とし、異常接近が生じるか否かの判定基準となる閾値を半径とする円と、前記線分との交差判定を行うことによって、第１の移動体と第２の移動体との異常接近が生じるか否かを判定する
   ことを特徴とする移動体異常接近検知方法。
6. 第１の移動体の区間情報と第２の移動体の区間情報とに基づいて、２次元平面から３次元空間への写像を表す第２の射影行列を算出し、
   前記円と前記線分との交差判定の結果、第１の移動体と第２の移動体との異常接近が生じると判定した場合に、前記第２の射影行列を用いて、前記円と前記線分との交点の座標を３次元空間に写像することによって、異常接近が生じる時の第１の移動体の通過位置および異常接近が生じる時刻を算出する
   請求項５に記載の移動体異常接近検知方法。
7. コンピュータに、
   区間の始点および終点の情報として、それぞれ第２の移動体の通過位置の２次元座標およびその通過時刻を座標値とする３次元座標を有する第２の移動体の区間情報に基づいて、３次元空間から２次元平面への写像を表す第１の射影行列を算出する射影行列算出処理、および、
   前記第１の射影行列を用いて、区間の始点および終点の情報としてそれぞれ第１の移動体の通過位置の２次元座標およびその通過時刻を座標値とする３次元座標を有する第１の移動体の区間情報を２次元平面内の線分に写像し、前記２次元平面内で、第２の移動体の通過位置を中心とし、異常接近が生じるか否かの判定基準となる閾値を半径とする円と、前記線分との交差判定を行うことによって、第１の移動体と第２の移動体との異常接近が生じるか否かを判定する異常接近判定処理
   を実行させるための移動体異常接近検知プログラム。
8. コンピュータに、
   射影行列算出処理で、第１の移動体の区間情報と第２の移動体の区間情報とに基づいて、２次元平面から３次元空間への写像を表す第２の射影行列を算出させ、
   異常接近判定処理で、前記円と前記線分との交差判定の結果、第１の移動体と第２の移動体との異常接近が生じると判定した場合に、前記第２の射影行列を用いて、前記円と前記線分との交点の座標を３次元空間に写像することによって、異常接近が生じる時の第１の移動体の通過位置および異常接近が生じる時刻を算出させる
   請求項７に記載の移動体異常接近検知プログラム。

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