JPH05249133A - 衝突可能性判定装置 - Google Patents
衝突可能性判定装置Info
- Publication number
- JPH05249133A JPH05249133A JP4083051A JP8305192A JPH05249133A JP H05249133 A JPH05249133 A JP H05249133A JP 4083051 A JP4083051 A JP 4083051A JP 8305192 A JP8305192 A JP 8305192A JP H05249133 A JPH05249133 A JP H05249133A
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- JP
- Japan
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- collision
- time
- possibility
- aircraft
- moving body
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 乗員の目視と判断に頼ることなく自動的に衝
突可能性の判定ができる衝突可能性判定装置を得る。 【構成】 移動体から目標物への相対的な方向を検出す
る方向センサ、移動体の姿勢角の時間変化率を検出する
姿勢角センサ、および所定の時刻における前記方向セン
サと姿勢角センサの出力情報に基づいて、当該時刻にお
ける目標物の方向を、その時刻の当該移動体の座標系に
おける方向ベクトルで表現し、この方向ベクトルの時間
変化率より衝突の可能性を判定する演算処理部を設け
た。 【効果】 乗員の目視と判断に頼ることなく自動的に衝
突可能性の判定が可能となって、乗員の負担を大幅に軽
減することができる。
突可能性の判定ができる衝突可能性判定装置を得る。 【構成】 移動体から目標物への相対的な方向を検出す
る方向センサ、移動体の姿勢角の時間変化率を検出する
姿勢角センサ、および所定の時刻における前記方向セン
サと姿勢角センサの出力情報に基づいて、当該時刻にお
ける目標物の方向を、その時刻の当該移動体の座標系に
おける方向ベクトルで表現し、この方向ベクトルの時間
変化率より衝突の可能性を判定する演算処理部を設け
た。 【効果】 乗員の目視と判断に頼ることなく自動的に衝
突可能性の判定が可能となって、乗員の負担を大幅に軽
減することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、航空機等の移動体に
搭載して、他の航空機などの目標物との衝突の可能性を
判定して乗員に通知する衝突可能性判定装置に関するも
のである。
搭載して、他の航空機などの目標物との衝突の可能性を
判定して乗員に通知する衝突可能性判定装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】図3は従来の衝突可能性判定を示す説明
図である。図において、1は移動体としての航空機であ
り、2はこの航空機1の目標物としての他の航空機であ
る。3は航空機2に取り付けられた衝突防止灯であり、
毎分40〜100回の実効閃光回数を有して、いかなる
場合にも当該航空機2の水平面の上下各30度以内の全
方向に投光できるようになっている。
図である。図において、1は移動体としての航空機であ
り、2はこの航空機1の目標物としての他の航空機であ
る。3は航空機2に取り付けられた衝突防止灯であり、
毎分40〜100回の実効閃光回数を有して、いかなる
場合にも当該航空機2の水平面の上下各30度以内の全
方向に投光できるようになっている。
【0003】次に衝突可能性の判定について説明する。
ここで、図4は衝突可能性の判定原理を示す説明図であ
る。航空機1の乗員は航空機2に取り付けられた衝突防
止灯3の閃光を目視によって確認し、それが見える方向
を確認する。ここで、前記方向とは慣性座標系における
方向であって、航空機1の姿勢に依存するものではな
い。この慣性座標系における方向が図4(a)に示すよ
うに、時間の経過にもかかわらずほぼ一定である場合、
航空機1の乗員は衝突の可能性が高いと判断して回避行
動を開始する。また、図4(b)に示すように、この慣
性座標系における方向が時々刻々変化している場合に
は、衝突の可能性は低いものと判断してそのままの飛行
を継続する。
ここで、図4は衝突可能性の判定原理を示す説明図であ
る。航空機1の乗員は航空機2に取り付けられた衝突防
止灯3の閃光を目視によって確認し、それが見える方向
を確認する。ここで、前記方向とは慣性座標系における
方向であって、航空機1の姿勢に依存するものではな
い。この慣性座標系における方向が図4(a)に示すよ
うに、時間の経過にもかかわらずほぼ一定である場合、
航空機1の乗員は衝突の可能性が高いと判断して回避行
動を開始する。また、図4(b)に示すように、この慣
性座標系における方向が時々刻々変化している場合に
は、衝突の可能性は低いものと判断してそのままの飛行
を継続する。
【0004】なお、このような従来の衝突可能性の判定
に関連する技術が記載された文献としては、例えば「航
空宇宙工学便覧」(日本航空宇宙学会編 昭和49年1
2月20日 丸善(株)発行)などがある。
に関連する技術が記載された文献としては、例えば「航
空宇宙工学便覧」(日本航空宇宙学会編 昭和49年1
2月20日 丸善(株)発行)などがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の衝突可能性の判
定は以上のように行われていたので、航空機1の乗員が
目標物である航空機2の衝突防止灯3の閃光を目視によ
って検知しなければならず、絶えず外界に注意を払って
いることが必要で、乗員の負担は大きなものであり、ま
た、衝突防止灯3の閃光が届かない場合や乗員室窓の死
角に入った場合には乗員は衝突防止灯3の閃光を検知出
来なくなるなどの問題点があった。
定は以上のように行われていたので、航空機1の乗員が
目標物である航空機2の衝突防止灯3の閃光を目視によ
って検知しなければならず、絶えず外界に注意を払って
いることが必要で、乗員の負担は大きなものであり、ま
た、衝突防止灯3の閃光が届かない場合や乗員室窓の死
角に入った場合には乗員は衝突防止灯3の閃光を検知出
来なくなるなどの問題点があった。
【0006】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたものであり、乗員の目視と判断に頼って
いた衝突可能性の判定を自動的に行う衝突可能性判定装
置を得ることを目的とする。
ためになされたものであり、乗員の目視と判断に頼って
いた衝突可能性の判定を自動的に行う衝突可能性判定装
置を得ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明に係る衝突可能
性判定装置は、移動体から目標物への相対的な方向を検
出する方向センサ、移動体の姿勢角の時間変化率を検出
する姿勢角センサ、および所定の時刻における前記方向
センサと姿勢角センサの出力情報に基づいて、当該時刻
における目標物の方向を、その時刻の当該移動体の座標
系における方向ベクトルで表現し、この方向ベクトルの
時間変化率より衝突の可能性を判定する演算処理部を設
けたものである。
性判定装置は、移動体から目標物への相対的な方向を検
出する方向センサ、移動体の姿勢角の時間変化率を検出
する姿勢角センサ、および所定の時刻における前記方向
センサと姿勢角センサの出力情報に基づいて、当該時刻
における目標物の方向を、その時刻の当該移動体の座標
系における方向ベクトルで表現し、この方向ベクトルの
時間変化率より衝突の可能性を判定する演算処理部を設
けたものである。
【0008】
【作用】この発明における演算処理部は、移動体から目
標物への相対的な方向を検出する方向センサの所定時刻
の出力情報、および移動体の姿勢角の時間変化率を検出
する姿勢角センサの前記時刻の出力情報を受けて、その
時刻における移動体の座標系で表した目標物の方向ベク
トルの時間変化率に基づいて衝突の可能性を判定するこ
とにより、乗員の目視と判断に頼ることなく自動的に衝
突可能性の判定ができる衝突可能性判定装置を実現す
る。
標物への相対的な方向を検出する方向センサの所定時刻
の出力情報、および移動体の姿勢角の時間変化率を検出
する姿勢角センサの前記時刻の出力情報を受けて、その
時刻における移動体の座標系で表した目標物の方向ベク
トルの時間変化率に基づいて衝突の可能性を判定するこ
とにより、乗員の目視と判断に頼ることなく自動的に衝
突可能性の判定ができる衝突可能性判定装置を実現す
る。
【0009】
実施例1.以下、この発明の実施例1を図について説明
する。図1において、11は移動体としての航空機1か
らの目標物としての他の航空機2への相対的な方向を検
出する方向センサであり、12は航空機1の慣性座標系
における姿勢角の時間変化率を検出する姿勢角センサで
ある。13はこれら方向センサ11の出力情報と姿勢角
センサ12の出力情報に基づいて、航空機2との衝突の
可能性を判定する演算処理部であり、14は方向センサ
11や姿勢角センサ12からの信号や、演算処理部13
の処理結果などが保存される記憶部、15は演算処理部
13による判定結果などが表示される表示部である。
する。図1において、11は移動体としての航空機1か
らの目標物としての他の航空機2への相対的な方向を検
出する方向センサであり、12は航空機1の慣性座標系
における姿勢角の時間変化率を検出する姿勢角センサで
ある。13はこれら方向センサ11の出力情報と姿勢角
センサ12の出力情報に基づいて、航空機2との衝突の
可能性を判定する演算処理部であり、14は方向センサ
11や姿勢角センサ12からの信号や、演算処理部13
の処理結果などが保存される記憶部、15は演算処理部
13による判定結果などが表示される表示部である。
【0010】次に動作について説明する。方向センサ1
1は目標物である航空機2の衝突防止灯3を検知する
と、航空機1から航空機2への相対的な方向を検出して
それを演算処理部13に送る。また、姿勢角センサ12
も同時に、航空機1の慣性座標系における姿勢角の時間
変化率を検出してそれを演算処理部13に送る。
1は目標物である航空機2の衝突防止灯3を検知する
と、航空機1から航空機2への相対的な方向を検出して
それを演算処理部13に送る。また、姿勢角センサ12
も同時に、航空機1の慣性座標系における姿勢角の時間
変化率を検出してそれを演算処理部13に送る。
【0011】ここで、時刻tに方向センサ11で検出し
た航空機1から航空機2への相対方向を、その時刻の航
空機1に固定された慣性座標系Φtで表された方向余弦
ベクトル[Vt/Φt]で記すものとする。ただし、以
下の説明では簡略化のため、時刻tn における方向余弦
ベクトル[Vtn /Φtn ]は[Vn/n]と表記す
る。
た航空機1から航空機2への相対方向を、その時刻の航
空機1に固定された慣性座標系Φtで表された方向余弦
ベクトル[Vt/Φt]で記すものとする。ただし、以
下の説明では簡略化のため、時刻tn における方向余弦
ベクトル[Vtn /Φtn ]は[Vn/n]と表記す
る。
【0012】方向センサ11および姿勢角センサ12よ
りそれぞれの出力情報を受け取った演算処理部13は、
図2のフローチャートに示す手順に従って目標としての
航空機2との衝突の可能性の判定を開始する。即ち、ま
ずステップST1において現在の時刻tn における前記
方向余弦ベクトル[Vn/n]を求め、それを一旦記憶
部14に保存する。次に、ステップST2で記憶部14
に保存されていた、前記時刻tn より前の時刻tn-1 に
おける方向余弦ベクトル[Vn-1/n-1]を読み出し、
その慣性座標系Φtn-1 を時刻tn における慣性座標系
Φtn に座標系変換して、当該慣性座標系Φtn におけ
る方向余弦ベクトル[Vn-1/n]を求める。
りそれぞれの出力情報を受け取った演算処理部13は、
図2のフローチャートに示す手順に従って目標としての
航空機2との衝突の可能性の判定を開始する。即ち、ま
ずステップST1において現在の時刻tn における前記
方向余弦ベクトル[Vn/n]を求め、それを一旦記憶
部14に保存する。次に、ステップST2で記憶部14
に保存されていた、前記時刻tn より前の時刻tn-1 に
おける方向余弦ベクトル[Vn-1/n-1]を読み出し、
その慣性座標系Φtn-1 を時刻tn における慣性座標系
Φtn に座標系変換して、当該慣性座標系Φtn におけ
る方向余弦ベクトル[Vn-1/n]を求める。
【0013】なお、この座標系変換は姿勢角センサ12
から得られる航空機1の姿勢角変化率を用いて行われ、
具体的には、例えば、東口 實 による「座標変換のベク
トル表現と姿勢決定への応用」(計測自動制御学会論文
集 第20巻 第6号 昭和59年6月)などに掲載さ
れている、公知の四元数を用いて以下の式に従って実行
される。
から得られる航空機1の姿勢角変化率を用いて行われ、
具体的には、例えば、東口 實 による「座標変換のベク
トル表現と姿勢決定への応用」(計測自動制御学会論文
集 第20巻 第6号 昭和59年6月)などに掲載さ
れている、公知の四元数を用いて以下の式に従って実行
される。
【0014】 [Vn-1/n]=[Vn-1/n-1]+2χ([Vn-1/n-1]×ρ)+ 2([Vn-1/n-1]×ρ)×ρ θ=[ω]・Δ χ=1−(θ・θ)/8 ρ=θ/2−((θ・θ)θ)/48
【0015】なお、上式において、[ω]は姿勢角セン
サ12で検出された航空機1の姿勢角変化率(ベクトル
量)、Δは時刻tn とtn-1 との差であり、また、演算
(a・b)はベクトルaとbの内積、演算(a×b)は
ベクトルaとbの外積を表している。
サ12で検出された航空機1の姿勢角変化率(ベクトル
量)、Δは時刻tn とtn-1 との差であり、また、演算
(a・b)はベクトルaとbの内積、演算(a×b)は
ベクトルaとbの外積を表している。
【0016】ここで、ステップST1で求めた方向余弦
ベクトル[Vn/n]とステップST2で求めた方向余
弦ベクトル[Vn-1/n]の差は、時刻tn からtn-1
までの時間Δの間に生じた、航空機1から航空機2への
方向の変化分を示すものである。従って、ステップST
3では以下に示す式に基づいて当該方向の変化率ベクト
ル[R]を算出する。
ベクトル[Vn/n]とステップST2で求めた方向余
弦ベクトル[Vn-1/n]の差は、時刻tn からtn-1
までの時間Δの間に生じた、航空機1から航空機2への
方向の変化分を示すものである。従って、ステップST
3では以下に示す式に基づいて当該方向の変化率ベクト
ル[R]を算出する。
【0017】 [R]=([Vn/n]−[Vn-1/n])/Δ
【0018】次に、算出された前記変化率ベクトル
[R]の長さであるその絶対値を、ステップST4にお
いてあらかじめ設定されている閾値Kと比較する。その
結果、絶対値が閾値Kより大きければステップST5で
衝突の可能性は小さいと判定し、小さければステップS
T6で衝突の可能性は大きいと判定する。この判定結果
は演算処理部13より表示部15に送られて、その画面
上に表示される。
[R]の長さであるその絶対値を、ステップST4にお
いてあらかじめ設定されている閾値Kと比較する。その
結果、絶対値が閾値Kより大きければステップST5で
衝突の可能性は小さいと判定し、小さければステップS
T6で衝突の可能性は大きいと判定する。この判定結果
は演算処理部13より表示部15に送られて、その画面
上に表示される。
【0019】実施例2.なお、上記実施例1では、方向
センサ11が目標物となる航空機2の衝突防止灯3から
の可視光を検知するものである場合について説明した
が、エンジンの排気などから発生する赤外線を検知する
もの等、他の種類のセンサを用いてもよい。なお、赤外
線を検知するセンサを用いた場合には可視光では検知し
にくい状況下においても目標物が確実に検知されるた
め、衝突の可能性を的確に判定することができる。
センサ11が目標物となる航空機2の衝突防止灯3から
の可視光を検知するものである場合について説明した
が、エンジンの排気などから発生する赤外線を検知する
もの等、他の種類のセンサを用いてもよい。なお、赤外
線を検知するセンサを用いた場合には可視光では検知し
にくい状況下においても目標物が確実に検知されるた
め、衝突の可能性を的確に判定することができる。
【0020】実施例3.また、上記実施例では、方向セ
ンサ11が1つの場合について説明したが、複数の方向
センサを取り付けてもよく、航空機1の各部に分散して
取り付けた場合には検知の死角を減少させることができ
る。
ンサ11が1つの場合について説明したが、複数の方向
センサを取り付けてもよく、航空機1の各部に分散して
取り付けた場合には検知の死角を減少させることができ
る。
【0021】実施例4.さらに、上記実施例では、姿勢
角センサ12、演算処理部13、記憶部14などを新た
に用意して衝突可能性判定装置を形成したものを示した
が、それらの機能を実現する装置が既に航空機1に備わ
っている場合には、それらの機能を利用して衝突可能性
判定装置を実現してもよく、それらを新たに追加して装
備する必要はない。
角センサ12、演算処理部13、記憶部14などを新た
に用意して衝突可能性判定装置を形成したものを示した
が、それらの機能を実現する装置が既に航空機1に備わ
っている場合には、それらの機能を利用して衝突可能性
判定装置を実現してもよく、それらを新たに追加して装
備する必要はない。
【0022】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、所定
の時刻における移動体から目標物への相対的な方向と移
動体の姿勢角の時間変化率に関する情報を受けて、その
時刻における移動体の座標系で表した目標物の方向ベク
トルの時間変化率に基づいて衝突の可能性を判定するよ
うに構成したので、乗員の目視と判断に頼ることなく自
動的に衝突可能性の判定が可能となって、乗員の負担を
大幅に軽減できる衝突可能性判定装置が得られる効果が
ある。
の時刻における移動体から目標物への相対的な方向と移
動体の姿勢角の時間変化率に関する情報を受けて、その
時刻における移動体の座標系で表した目標物の方向ベク
トルの時間変化率に基づいて衝突の可能性を判定するよ
うに構成したので、乗員の目視と判断に頼ることなく自
動的に衝突可能性の判定が可能となって、乗員の負担を
大幅に軽減できる衝突可能性判定装置が得られる効果が
ある。
【図1】この発明の実施例1を示すブロック図である。
【図2】上記実施例における演算処理部の動作の手順を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
【図3】従来の衝突可能性判定を示す説明図である。
【図4】衝突可能性の判定原理を示す説明図である。
1 移動体(航空機) 2 目標物(航空機) 11 方向センサ 12 姿勢角センサ 13 演算処理部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年7月23日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】ここで、時刻tに方向センサ11で検出し
た航空機1から航空機2への相対方向を、その時刻の航
空機1に固定された座標系Φtで表された方向余弦ベク
トル[Vt/Φt]で記すものとする。ただし、以下の
説明では簡略化のため、時刻tn における方向余弦ベク
トル[Vtn /Φtn ]は[Vn/n]と表記する。
た航空機1から航空機2への相対方向を、その時刻の航
空機1に固定された座標系Φtで表された方向余弦ベク
トル[Vt/Φt]で記すものとする。ただし、以下の
説明では簡略化のため、時刻tn における方向余弦ベク
トル[Vtn /Φtn ]は[Vn/n]と表記する。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】方向センサ11および姿勢角センサ12よ
りそれぞれの出力情報を受け取った演算処理部13は、
図2のフローチャートに示す手順に従って目標としての
航空機2との衝突の可能性の判定を開始する。即ち、ま
ずステップST1において現在の時刻tn における前記
方向余弦ベクトル[Vn/n]を求め、それを一旦記憶
部14に保存する。次に、ステップST2で記憶部14
に保存されていた、前記時刻tn より前の時刻tn-1 に
おける方向余弦ベクトル[Vn-1/n-1]を読み出し、
その座標系Φt n-1 を時刻tn における座標系Φt n に
座標系変換して、当該座標系Φt n における方向余弦ベ
クトル[Vn-1/n]を求める。
りそれぞれの出力情報を受け取った演算処理部13は、
図2のフローチャートに示す手順に従って目標としての
航空機2との衝突の可能性の判定を開始する。即ち、ま
ずステップST1において現在の時刻tn における前記
方向余弦ベクトル[Vn/n]を求め、それを一旦記憶
部14に保存する。次に、ステップST2で記憶部14
に保存されていた、前記時刻tn より前の時刻tn-1 に
おける方向余弦ベクトル[Vn-1/n-1]を読み出し、
その座標系Φt n-1 を時刻tn における座標系Φt n に
座標系変換して、当該座標系Φt n における方向余弦ベ
クトル[Vn-1/n]を求める。
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】
Claims (1)
- 【請求項1】 移動体に搭載されて、当該移動体と目標
物との衝突の可能性を判定する衝突可能性判定装置にお
いて、前記移動体から前記目標物への相対的な方向を検
出する方向センサと、前記移動体の姿勢角の時間変化率
を検出する姿勢角センサと、所定の時刻における前記方
向センサの出力情報と前記姿勢角センサの出力情報に基
づいて、当該時刻における前記目標物の方向を、当該時
刻の前記移動体の座標系における方向ベクトルで表現
し、その時間変化率より衝突の可能性を判定する演算処
理部とを備えたことを特徴とする衝突可能性判定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4083051A JPH05249133A (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | 衝突可能性判定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4083051A JPH05249133A (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | 衝突可能性判定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05249133A true JPH05249133A (ja) | 1993-09-28 |
Family
ID=13791397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4083051A Pending JPH05249133A (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | 衝突可能性判定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05249133A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101234132B1 (ko) * | 2011-09-19 | 2013-02-19 | 한국항공우주산업 주식회사 | 항공기에서 분리된 외장과 근접 물체 사이의 충돌 확인 방법 |
| KR101310197B1 (ko) * | 2011-09-19 | 2013-09-24 | 한국항공우주산업 주식회사 | 항공기에서 분리된 외장과 다른 물체 사이의 최단 거리 계산 방법 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5721696U (ja) * | 1980-07-09 | 1982-02-04 | ||
| JPH023497U (ja) * | 1988-06-20 | 1990-01-10 |
-
1992
- 1992-03-06 JP JP4083051A patent/JPH05249133A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5721696U (ja) * | 1980-07-09 | 1982-02-04 | ||
| JPH023497U (ja) * | 1988-06-20 | 1990-01-10 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101234132B1 (ko) * | 2011-09-19 | 2013-02-19 | 한국항공우주산업 주식회사 | 항공기에서 분리된 외장과 근접 물체 사이의 충돌 확인 방법 |
| KR101310197B1 (ko) * | 2011-09-19 | 2013-09-24 | 한국항공우주산업 주식회사 | 항공기에서 분리된 외장과 다른 물체 사이의 최단 거리 계산 방법 |
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