JPH10329800A - 自律的宇宙機制御のための方法及びシステム - Google Patents
自律的宇宙機制御のための方法及びシステムInfo
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- JPH10329800A JPH10329800A JP10145893A JP14589398A JPH10329800A JP H10329800 A JPH10329800 A JP H10329800A JP 10145893 A JP10145893 A JP 10145893A JP 14589398 A JP14589398 A JP 14589398A JP H10329800 A JPH10329800 A JP H10329800A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/0088—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots characterized by the autonomous decision making process, e.g. artificial intelligence, predefined behaviours
-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 宇宙機の自律的作動を支援する、自律的故障
検出、隔離、修復のできる自律制御システムを提供す
る。 【解決手段】 自律制御システムにおいて、任務管理モ
ジュールは入ってくる任務目的コマンドを分析し十分な
システム・リソースが入手可能であることを確認する。
コマンド処理装置は任務目的コマンドを低次コマンドの
シーケンスに変換し、宇宙機システムを制御するフライ
ト管理装置へ送信する。任務管理装置は、予測外の動作
や故障状態が検出される場合、保留中の任務目的コマン
ドを再分析する。任務目的コマンドは、宇宙機内で予め
定義済みの多くのシーケンスを有する階層形式に組み立
てられる。ソフトウェア及び関連データを含む自律制御
システムの全ての部分は、何時でも、直ちに置き替え、
補足、或いは使用禁止にすることができる。
検出、隔離、修復のできる自律制御システムを提供す
る。 【解決手段】 自律制御システムにおいて、任務管理モ
ジュールは入ってくる任務目的コマンドを分析し十分な
システム・リソースが入手可能であることを確認する。
コマンド処理装置は任務目的コマンドを低次コマンドの
シーケンスに変換し、宇宙機システムを制御するフライ
ト管理装置へ送信する。任務管理装置は、予測外の動作
や故障状態が検出される場合、保留中の任務目的コマン
ドを再分析する。任務目的コマンドは、宇宙機内で予め
定義済みの多くのシーケンスを有する階層形式に組み立
てられる。ソフトウェア及び関連データを含む自律制御
システムの全ての部分は、何時でも、直ちに置き替え、
補足、或いは使用禁止にすることができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は広く自律的宇宙機制御シ
ステムに関するものであり、特に、殆ど地上ベース支援
からの補助なしに行われる適応故障回復及び動作最適化
による動作監視及び故障検出を始めとした、宇宙機の作
動システムを管理する機上制御システムに関する。
ステムに関するものであり、特に、殆ど地上ベース支援
からの補助なしに行われる適応故障回復及び動作最適化
による動作監視及び故障検出を始めとした、宇宙機の作
動システムを管理する機上制御システムに関する。
【0002】
【技術的背景】図1は、従来の宇宙機の地上ベースの支
援との相互作用を示すブロック線図である。特に、宇宙
機101は、無線トランシーバ105と107を通して
遠隔地上支援103から受信した低次コマンド(以下L
LCと称す)のシーケンスに従って作動する。地上支援
スタッフは、任務を遂行するためにそのようなLLCシ
ーケンスを考案するべく、監視、制御システム109を
操作する。殆どの場合、LLCのシーケンスを生成する
ためには、スタッフ及び監視、制御システム109は、
宇宙機101の目下の作動状態を知っていなければなら
ない。そのためフライト管理装置111は、様々な宇宙
機リソース及びハードウェアを監視する複数のセンサー
113から受信したデータ(以降「監視データ」)を、
継続的に集める役目を担う。フライト管理装置111
は、フライト管理装置111が生成した監視データ及び
ステータス情報を、地上支援103に送信しなければな
らない。しかしながら帯域幅の制限のため、地上支援1
03は目下最重要と考えられる入手可能な監視データと
ステータス情報(これ以降は併せてデータ・ストリーム
と称す)の一部のみを送信するようフライト管理装置1
11に指示する。
援との相互作用を示すブロック線図である。特に、宇宙
機101は、無線トランシーバ105と107を通して
遠隔地上支援103から受信した低次コマンド(以下L
LCと称す)のシーケンスに従って作動する。地上支援
スタッフは、任務を遂行するためにそのようなLLCシ
ーケンスを考案するべく、監視、制御システム109を
操作する。殆どの場合、LLCのシーケンスを生成する
ためには、スタッフ及び監視、制御システム109は、
宇宙機101の目下の作動状態を知っていなければなら
ない。そのためフライト管理装置111は、様々な宇宙
機リソース及びハードウェアを監視する複数のセンサー
113から受信したデータ(以降「監視データ」)を、
継続的に集める役目を担う。フライト管理装置111
は、フライト管理装置111が生成した監視データ及び
ステータス情報を、地上支援103に送信しなければな
らない。しかしながら帯域幅の制限のため、地上支援1
03は目下最重要と考えられる入手可能な監視データと
ステータス情報(これ以降は併せてデータ・ストリーム
と称す)の一部のみを送信するようフライト管理装置1
11に指示する。
【0003】データ・ストリームを受信すると、スタッ
フや監視、制御システム109はデータ・ストリームを
分析し、宇宙機101へ送信するために、必要であれ
ば、LLCシーケンスを確認、修正或いは作成しなけれ
ばならない。監視、制御システム109はLLCシーケ
ンスを宇宙機101に送り、そこでこれらのシーケンス
はフライト管理装置111によって実行される。LLC
シーケンスは、例えば、フライト管理装置111に作動
装置115の一つを調節するよう指示し、センサー11
3の一つを使用禁止か使用可能にし、そして/又は、ペ
イロード119を操作するため、ペイロード処理装置1
17の操作を始める。加えて、宇宙機データ・ストリー
ムの継続監視及び分析を通して、地上支援103はフラ
イト管理装置111によって実行されたLLCシーケン
スが成功したか失敗したかを確認しようとする。例え
ば、もしLLCシーケンスが、受信した次のデータ・ス
トリームを監視、分析することによって確認した際に、
宇宙機101の調整不良を引き起していた場合、地上支
援103は、調整を達成することを期待して、新しいL
LCシーケンス(とおそらくはその後他のもの)を生成
しようと試みなければならない。
フや監視、制御システム109はデータ・ストリームを
分析し、宇宙機101へ送信するために、必要であれ
ば、LLCシーケンスを確認、修正或いは作成しなけれ
ばならない。監視、制御システム109はLLCシーケ
ンスを宇宙機101に送り、そこでこれらのシーケンス
はフライト管理装置111によって実行される。LLC
シーケンスは、例えば、フライト管理装置111に作動
装置115の一つを調節するよう指示し、センサー11
3の一つを使用禁止か使用可能にし、そして/又は、ペ
イロード119を操作するため、ペイロード処理装置1
17の操作を始める。加えて、宇宙機データ・ストリー
ムの継続監視及び分析を通して、地上支援103はフラ
イト管理装置111によって実行されたLLCシーケン
スが成功したか失敗したかを確認しようとする。例え
ば、もしLLCシーケンスが、受信した次のデータ・ス
トリームを監視、分析することによって確認した際に、
宇宙機101の調整不良を引き起していた場合、地上支
援103は、調整を達成することを期待して、新しいL
LCシーケンス(とおそらくはその後他のもの)を生成
しようと試みなければならない。
【0004】LLCシーケンスを生成するために必要な
計算は、宇宙機の状態が変化するため、一見簡単なタス
クにとってさえ、極めて複雑なものとなる。そのような
計算は通常、LLCシーケンスが実行されることになる
宇宙機101の未来のステータス(例えば、方位、速
度、加速度、ハードウェア操作等)を予測するために、
現在の宇宙機のデータ・ストリームの分析を必要とす
る。その予測に基づいて、LLCシーケンスを作成し、
そして/又は調節しなければならない。もしその予測が
(例えば、宇宙機の状態、あるいはシステム動作におけ
る予測外の変化などのために)誤りだと分かれば通常、
LLCシーケンスの望み通りの効果は達成できない。そ
の後、再び未来の宇宙機ステータスの更なる予想に基づ
いた更なるLLCシーケンスという形で修正作業が行わ
れなければならないが、それも又、誤りと分かる場合も
ある。通信伝達時間、使用可能な帯域幅の制限、地上支
援及び宇宙機の処理時間等がしばしば問題を悪化させ
る。
計算は、宇宙機の状態が変化するため、一見簡単なタス
クにとってさえ、極めて複雑なものとなる。そのような
計算は通常、LLCシーケンスが実行されることになる
宇宙機101の未来のステータス(例えば、方位、速
度、加速度、ハードウェア操作等)を予測するために、
現在の宇宙機のデータ・ストリームの分析を必要とす
る。その予測に基づいて、LLCシーケンスを作成し、
そして/又は調節しなければならない。もしその予測が
(例えば、宇宙機の状態、あるいはシステム動作におけ
る予測外の変化などのために)誤りだと分かれば通常、
LLCシーケンスの望み通りの効果は達成できない。そ
の後、再び未来の宇宙機ステータスの更なる予想に基づ
いた更なるLLCシーケンスという形で修正作業が行わ
れなければならないが、それも又、誤りと分かる場合も
ある。通信伝達時間、使用可能な帯域幅の制限、地上支
援及び宇宙機の処理時間等がしばしば問題を悪化させ
る。
【0005】さらに厄介なことに、より数が多く、より
複雑な操作を実行するために、数多くの目的地への更な
る長距離移動を必要とする任務目標に合致する宇宙機の
性能に対する需要がますます増えてきている。それに応
じて、宇宙機の設計者は、コストを下げ信頼性を高める
一方で、そのような需要に答えるという厄介な仕事に対
する責任を担っている。その結果、図1で示された構造
と操作を使って、汎用(また時に再利用可能な)宇宙機
と、それに対応する汎用地上支援システムの、両方の設
計が試みられてきた。汎用宇宙機と地上支援とは、幅広
い種類の予想される或いは潜在的な任務に適応すること
が期待される。そのような汎用設計に適応するため、全
体的なシステムの複雑性が急激に増してきている。それ
ゆえ、従来の宇宙機に適応するためには、地上支援シス
テムは、LLCシーケンスに対する正確な確認、生成、
及び/又は修正が行えるように、大量の宇宙機データの
受信と高速処理が可能な、非常に複雑でコストの高い監
視制御システムを必要とする。地上支援システムは又、
異常な傾向を識別、克服し、宇宙機及び地上システム両
方の故障を即座に識別、隔離、修復できなければならな
い。設計の目標としては、宇宙機の制御、調節、修復
は、あらゆる状況下で可能でなければならない。従来の
設計から分かるように、この目標は容易には達成できな
い。
複雑な操作を実行するために、数多くの目的地への更な
る長距離移動を必要とする任務目標に合致する宇宙機の
性能に対する需要がますます増えてきている。それに応
じて、宇宙機の設計者は、コストを下げ信頼性を高める
一方で、そのような需要に答えるという厄介な仕事に対
する責任を担っている。その結果、図1で示された構造
と操作を使って、汎用(また時に再利用可能な)宇宙機
と、それに対応する汎用地上支援システムの、両方の設
計が試みられてきた。汎用宇宙機と地上支援とは、幅広
い種類の予想される或いは潜在的な任務に適応すること
が期待される。そのような汎用設計に適応するため、全
体的なシステムの複雑性が急激に増してきている。それ
ゆえ、従来の宇宙機に適応するためには、地上支援シス
テムは、LLCシーケンスに対する正確な確認、生成、
及び/又は修正が行えるように、大量の宇宙機データの
受信と高速処理が可能な、非常に複雑でコストの高い監
視制御システムを必要とする。地上支援システムは又、
異常な傾向を識別、克服し、宇宙機及び地上システム両
方の故障を即座に識別、隔離、修復できなければならな
い。設計の目標としては、宇宙機の制御、調節、修復
は、あらゆる状況下で可能でなければならない。従来の
設計から分かるように、この目標は容易には達成できな
い。
【0006】
【発明の概要】本発明の様々な態様は、地上ベースのシ
ステム及び宇宙機を持つ宇宙機システムの中に見いださ
れる。宇宙機内部では、フライト管理装置が複数の低次
コマンドのいずれかに従って、複数の作動装置を制御す
る。フライト管理装置は又、宇宙機の作動状態を示すデ
ータを作成する複数のセンサーと連結されている。宇宙
機内のトランシーバは、フライト管理装置に向けた地上
ベースのシステムから、複数の低次コマンドのうち選択
されたものを受信することができる。これは又、複数の
任務目的を表す、複数の高次コマンドのうち選択された
ものを、受信することもできる。加えて、自律制御シス
テムは、トランシーバが受信した複数の高次コマンドの
うち選択されたものを、スケジューリングし、又時に再
スケジューリングすることを通じて、複数の任務目的の
実行を自律的に試みる。自律制御システムは又、複数の
高次コマンドのうち選択されたものから、フライト管理
装置に送られる低次コマンドのシーケンスを生成する。
ステム及び宇宙機を持つ宇宙機システムの中に見いださ
れる。宇宙機内部では、フライト管理装置が複数の低次
コマンドのいずれかに従って、複数の作動装置を制御す
る。フライト管理装置は又、宇宙機の作動状態を示すデ
ータを作成する複数のセンサーと連結されている。宇宙
機内のトランシーバは、フライト管理装置に向けた地上
ベースのシステムから、複数の低次コマンドのうち選択
されたものを受信することができる。これは又、複数の
任務目的を表す、複数の高次コマンドのうち選択された
ものを、受信することもできる。加えて、自律制御シス
テムは、トランシーバが受信した複数の高次コマンドの
うち選択されたものを、スケジューリングし、又時に再
スケジューリングすることを通じて、複数の任務目的の
実行を自律的に試みる。自律制御システムは又、複数の
高次コマンドのうち選択されたものから、フライト管理
装置に送られる低次コマンドのシーケンスを生成する。
【0007】他の態様も、宇宙機システムの多くのバリ
エーションのうち幾つかの中に見いだすことができる。
例えば、自律制御システムは、宇宙機の作動状態のうち
に故障状態を検出しその修復を試みるため、複数のセン
サーによって作成されたデータを分析する故障検出、修
復モジュールから成っている。自律制御システムは更
に、故障検出、修復モジュールに応えて、検出された故
障状況に適応するため、複数の高次コマンドのうち選択
されたものを再スケジューリングしようと試みる任務代
理装置を更に含んでいてもよい。同様に、自律制御シス
テムは宇宙機の作動状態における予測外の動作を検出し
適応を試みるために複数のセンサーによって作成された
データを分析する動作分析器含んでいてもよい。そのよ
うなものとして、動作分析器に応えて検出された予測外
の動作に適応するため複数の高次コマンドのうち選択さ
れたものの再スケジューリングを試みる任務代行装置が
含まれる場合もある。複数の高次コマンドのうち選択さ
れたものからフライト管理装置へ送られる低次コマンド
のシーケンスを生成するコマンド処理機が加えられるこ
ともある。他にも多くのバリエーションが可能である。
エーションのうち幾つかの中に見いだすことができる。
例えば、自律制御システムは、宇宙機の作動状態のうち
に故障状態を検出しその修復を試みるため、複数のセン
サーによって作成されたデータを分析する故障検出、修
復モジュールから成っている。自律制御システムは更
に、故障検出、修復モジュールに応えて、検出された故
障状況に適応するため、複数の高次コマンドのうち選択
されたものを再スケジューリングしようと試みる任務代
理装置を更に含んでいてもよい。同様に、自律制御シス
テムは宇宙機の作動状態における予測外の動作を検出し
適応を試みるために複数のセンサーによって作成された
データを分析する動作分析器含んでいてもよい。そのよ
うなものとして、動作分析器に応えて検出された予測外
の動作に適応するため複数の高次コマンドのうち選択さ
れたものの再スケジューリングを試みる任務代行装置が
含まれる場合もある。複数の高次コマンドのうち選択さ
れたものからフライト管理装置へ送られる低次コマンド
のシーケンスを生成するコマンド処理機が加えられるこ
ともある。他にも多くのバリエーションが可能である。
【0008】さらなる態様が、他の実施例でも同様に見
いだされる。特に、作動状態を有する代替の宇宙機が、
複数の任務目的を実行するために使われることがある。
この宇宙機は前と同じく、宇宙機の作動状態を示すデー
タを作る複数のセンサーと、複数の作動装置とを含んで
いる。制御装置は、複数の作動装置を制御するために通
信で繋がっており、受信した指示に従って作動する。分
析装置は作成したデータを監視し評価するために、複数
のセンサーと通信で繋がっている。任務管理装置は分析
装置と通信で繋がっており、制御装置が自律的に複数の
任務目的を実行するための指示を、スケジューリング
し、時には再スケジューリングする。ここでも多くのバ
リエーションが可能である。例えば分析装置は、宇宙機
の作動状態における故障状態を検出し修復を試みるた
め、複数のセンサーによって作成されたデータを分析す
る故障検出、修復モジュールを含んでいる場合がある。
そこでは、任務管理装置が、故障検出、修復モジュール
に応え、制御装置が検出された故障状態に適応するため
の指示を再スケジューリングするよう試みる。分析装置
は代替的に、或いはこれに加えて、宇宙機の作動状態に
おける予測外の動作を検出しこれに適応を試みるため、
複数のセンサーによって作成されたデータを分析する動
作分析器を含んでいてもよい。どちらの場合でも、ある
いはそれ以外の場合も、宇宙機が使用する指示のシーケ
ンスは宇宙機内に階層配列で記憶される。
いだされる。特に、作動状態を有する代替の宇宙機が、
複数の任務目的を実行するために使われることがある。
この宇宙機は前と同じく、宇宙機の作動状態を示すデー
タを作る複数のセンサーと、複数の作動装置とを含んで
いる。制御装置は、複数の作動装置を制御するために通
信で繋がっており、受信した指示に従って作動する。分
析装置は作成したデータを監視し評価するために、複数
のセンサーと通信で繋がっている。任務管理装置は分析
装置と通信で繋がっており、制御装置が自律的に複数の
任務目的を実行するための指示を、スケジューリング
し、時には再スケジューリングする。ここでも多くのバ
リエーションが可能である。例えば分析装置は、宇宙機
の作動状態における故障状態を検出し修復を試みるた
め、複数のセンサーによって作成されたデータを分析す
る故障検出、修復モジュールを含んでいる場合がある。
そこでは、任務管理装置が、故障検出、修復モジュール
に応え、制御装置が検出された故障状態に適応するため
の指示を再スケジューリングするよう試みる。分析装置
は代替的に、或いはこれに加えて、宇宙機の作動状態に
おける予測外の動作を検出しこれに適応を試みるため、
複数のセンサーによって作成されたデータを分析する動
作分析器を含んでいてもよい。どちらの場合でも、ある
いはそれ以外の場合も、宇宙機が使用する指示のシーケ
ンスは宇宙機内に階層配列で記憶される。
【0009】別の実施例では、宇宙機は、通信で分析装
置と繋がり、複数の任務目的を自律的に実行するために
高次の指示をスケジューリングし、又時には再スケジュ
ーリングする任務管理装置を含んでいる。コマンド処理
装置は、任務管理装置からスケジューリングされた高次
の指示を受けるため通信で繋がっており、受けとった高
次の指示から低次の指示を生成する。制御モジュール
は、複数の作動装置を制御するため通信で繋がってお
り、コマンド処理装置から受けとった低次の指示に従っ
て作動する。多くの前述のバリエーションがここでも適
用できる。加えて、例えば、この宇宙機は更に、低次の
指示のシーケンスを含むライブラリを備えており、その
ライブラリを参照して、コマンド処理装置は高次の各指
示に応じて低次の指示を生成する。本発明の他の態様を
明らかにすると、宇宙機システムは複数の任務目的を実
行できる宇宙機から成っている。このシステムは、各々
が地上トランシーバを備えた複数の地上ユニットも構成
要素としている。フライト管理装置は宇宙機上に配置さ
れ、複数の低次コマンドのいずれかに従って複数の作動
装置を制御する。宇宙機トランシーバは、少なくとも複
数の地上ユニットの一つからフライト管理装置への複数
の低次コマンドの一つを受けとり、経路指定を行なうこ
とができる。自律制御システムは、高次コマンドの受信
とスケジューリング、時に再スケジューリングを通し
て、複数の任務目的の一つを実行する。自律制御システ
ムは、フライト管理装置への送信のため、高次コマンド
を低次コマンドのシーケンスに変換する。
置と繋がり、複数の任務目的を自律的に実行するために
高次の指示をスケジューリングし、又時には再スケジュ
ーリングする任務管理装置を含んでいる。コマンド処理
装置は、任務管理装置からスケジューリングされた高次
の指示を受けるため通信で繋がっており、受けとった高
次の指示から低次の指示を生成する。制御モジュール
は、複数の作動装置を制御するため通信で繋がってお
り、コマンド処理装置から受けとった低次の指示に従っ
て作動する。多くの前述のバリエーションがここでも適
用できる。加えて、例えば、この宇宙機は更に、低次の
指示のシーケンスを含むライブラリを備えており、その
ライブラリを参照して、コマンド処理装置は高次の各指
示に応じて低次の指示を生成する。本発明の他の態様を
明らかにすると、宇宙機システムは複数の任務目的を実
行できる宇宙機から成っている。このシステムは、各々
が地上トランシーバを備えた複数の地上ユニットも構成
要素としている。フライト管理装置は宇宙機上に配置さ
れ、複数の低次コマンドのいずれかに従って複数の作動
装置を制御する。宇宙機トランシーバは、少なくとも複
数の地上ユニットの一つからフライト管理装置への複数
の低次コマンドの一つを受けとり、経路指定を行なうこ
とができる。自律制御システムは、高次コマンドの受信
とスケジューリング、時に再スケジューリングを通し
て、複数の任務目的の一つを実行する。自律制御システ
ムは、フライト管理装置への送信のため、高次コマンド
を低次コマンドのシーケンスに変換する。
【0010】加えて、複数の地上ユニットの少なくとも
一つは、地上支援システムを備える一方、別のユニット
は、宇宙機トランシーバを介して一つ又はそれ以上の高
次コマンドを自律制御システムに送信開始するため、ユ
ーザ・インタフェースを持つ伝送器を備えている。先に
言及したバリエーションやその他多くのバリエーション
も又、ここにあてはまる。本発明の更なる態様について
は、付属の図面と関連づけて以下の詳細な説明から、
又、添付の各請求項それぞれの特徴や関係から、明らか
となるであろう。
一つは、地上支援システムを備える一方、別のユニット
は、宇宙機トランシーバを介して一つ又はそれ以上の高
次コマンドを自律制御システムに送信開始するため、ユ
ーザ・インタフェースを持つ伝送器を備えている。先に
言及したバリエーションやその他多くのバリエーション
も又、ここにあてはまる。本発明の更なる態様について
は、付属の図面と関連づけて以下の詳細な説明から、
又、添付の各請求項それぞれの特徴や関係から、明らか
となるであろう。
【0011】
【実施例】図1は、従来の宇宙機と従来の地上ベースの
制御システムとの相互作用を示した概略プロック線図で
あり、そこに関連した多くの問題の幾つかを説明するた
めに使用される。前述の背景の箇所で先に論じたよう
に、従来の宇宙機101は監視制御システム109によ
って地上支援103で作成されたLLC(低次コマン
ド)に従って作動する。そのような制御に適応するた
め、従来の宇宙機101は監視制御システム109に、
分析のために、継続的データ・ストリームを送信する。
従来の宇宙機101内では、フライト管理装置111は
LLCシーケンスを受信して実行し、トランシーバ10
7と105を通して、監視制御システム109に、セン
サー及び外の操作データや状態情報を受送信する。
制御システムとの相互作用を示した概略プロック線図で
あり、そこに関連した多くの問題の幾つかを説明するた
めに使用される。前述の背景の箇所で先に論じたよう
に、従来の宇宙機101は監視制御システム109によ
って地上支援103で作成されたLLC(低次コマン
ド)に従って作動する。そのような制御に適応するた
め、従来の宇宙機101は監視制御システム109に、
分析のために、継続的データ・ストリームを送信する。
従来の宇宙機101内では、フライト管理装置111は
LLCシーケンスを受信して実行し、トランシーバ10
7と105を通して、監視制御システム109に、セン
サー及び外の操作データや状態情報を受送信する。
【0012】図2は、本発明に基づいて作られた自律的
宇宙機及び地上支援システムの概略ブロック線図であ
り、任務目的を達成するための宇宙機操作の自律的操作
及び制御を示す。特に、自律的宇宙機201は、例えば
図1のような従来の宇宙機の内部に設置された自律的制
御システム203を搭載している。自律的宇宙機201
内には、トランシーバ205、フライト管理装置20
7、作動装置209、センサー211、ペイロード処理
装置213及びペイロード215のような、従来のハー
ドウェア及び/又はソフトウェアの構成要素が見いだせ
る。ある状況では可能であり望ましいかもしれないが、
このような基盤となる従来の構成要素やそれらの相互作
用を、自律制御システム203に適応させるために修正
する必要はない。
宇宙機及び地上支援システムの概略ブロック線図であ
り、任務目的を達成するための宇宙機操作の自律的操作
及び制御を示す。特に、自律的宇宙機201は、例えば
図1のような従来の宇宙機の内部に設置された自律的制
御システム203を搭載している。自律的宇宙機201
内には、トランシーバ205、フライト管理装置20
7、作動装置209、センサー211、ペイロード処理
装置213及びペイロード215のような、従来のハー
ドウェア及び/又はソフトウェアの構成要素が見いだせ
る。ある状況では可能であり望ましいかもしれないが、
このような基盤となる従来の構成要素やそれらの相互作
用を、自律制御システム203に適応させるために修正
する必要はない。
【0013】自律制御システム203内では、任務制御
装置217が、一つ或いはそれ以上の任務目標219の
実行という役目を担っている。任務制御装置217は任
務目標219から任務計画221を生成するが、これは
任務目標219を実行するために自律的宇宙機201が
どのように作動するかを示すスケジューリング情報を提
供するものである。計画221に従って、任務制御装置
217は、LLCシーケンスを生成し、フライト管理装
置207が基礎となる任務目標219を実行することが
できるよう、適切なときにこれをフライト管理装置20
7に送信する。任務制御装置217は、従来の地上支援
と同様に、フライト管理装置207からのデータ・スト
リームを監視する。任務制御装置217は、送信された
LLCシーケンスが成功か失敗かを確認するためだけで
なく、自律的宇宙機201の作動状態を監視するために
も、データ・ストリームを選択的に用いる。特に、任務
制御装置217は、任務計画221を生成するため、一
つ又はそれ以上の任務目標219を使用する。任務目標
219は、発射以前や最中、あるいは以後のいずれにで
も、通信することができる。別の任務目標は、フィール
ド・コマンダーの要請に応じて、何日もの連続した日
々、毎日特定の時間範囲内で、地球上のある地域の赤外
線写真を取るというものかもしれない。そのような任務
目標を実行するためのLLCシーケンスを地上支援25
1で考案する代わりに、任務目標自体が地上支援251
によって任務制御装置217へと送信される。
装置217が、一つ或いはそれ以上の任務目標219の
実行という役目を担っている。任務制御装置217は任
務目標219から任務計画221を生成するが、これは
任務目標219を実行するために自律的宇宙機201が
どのように作動するかを示すスケジューリング情報を提
供するものである。計画221に従って、任務制御装置
217は、LLCシーケンスを生成し、フライト管理装
置207が基礎となる任務目標219を実行することが
できるよう、適切なときにこれをフライト管理装置20
7に送信する。任務制御装置217は、従来の地上支援
と同様に、フライト管理装置207からのデータ・スト
リームを監視する。任務制御装置217は、送信された
LLCシーケンスが成功か失敗かを確認するためだけで
なく、自律的宇宙機201の作動状態を監視するために
も、データ・ストリームを選択的に用いる。特に、任務
制御装置217は、任務計画221を生成するため、一
つ又はそれ以上の任務目標219を使用する。任務目標
219は、発射以前や最中、あるいは以後のいずれにで
も、通信することができる。別の任務目標は、フィール
ド・コマンダーの要請に応じて、何日もの連続した日
々、毎日特定の時間範囲内で、地球上のある地域の赤外
線写真を取るというものかもしれない。そのような任務
目標を実行するためのLLCシーケンスを地上支援25
1で考案する代わりに、任務目標自体が地上支援251
によって任務制御装置217へと送信される。
【0014】新しい任務目標を受けとり確認し次第、任
務制御装置217は、新しい任務目標を達成する計画を
たてるため、宇宙機のハードウェア及びソフトウェア・
システムの状態、リソースの入手性、任務実行プロフィ
ール(例えば故障状態、燃料残余、予測バッテリー放電
率等)に関する知識を使って、計画作成とスケジューリ
ングを始める。任務制御装置217は、新しい任務目標
のための計画を立てる際、他の任務目標及び計画を考慮
する。そのようにすることで、他の任務目標を実行する
ための代替、或いは修正された計画を立てる結果となる
場合もある。任務制御装置217は又、他の任務目標と
直接干渉するために、又は予定上或いは実際上の宇宙機
リソースやシステム限界により不可能であるために実行
できない任務目標を確認する。そのような場合直ちに、
任務制御装置217は解決するために地上支援251と
通信を行なう。
務制御装置217は、新しい任務目標を達成する計画を
たてるため、宇宙機のハードウェア及びソフトウェア・
システムの状態、リソースの入手性、任務実行プロフィ
ール(例えば故障状態、燃料残余、予測バッテリー放電
率等)に関する知識を使って、計画作成とスケジューリ
ングを始める。任務制御装置217は、新しい任務目標
のための計画を立てる際、他の任務目標及び計画を考慮
する。そのようにすることで、他の任務目標を実行する
ための代替、或いは修正された計画を立てる結果となる
場合もある。任務制御装置217は又、他の任務目標と
直接干渉するために、又は予定上或いは実際上の宇宙機
リソースやシステム限界により不可能であるために実行
できない任務目標を確認する。そのような場合直ちに、
任務制御装置217は解決するために地上支援251と
通信を行なう。
【0015】任務制御装置217は(実際の或いは意図
した)システムリソースが、例えば構成要素の故障など
によって使用不可能になるときはいつでも、任務目標を
実行するための全ての計画を再考する。同様に、システ
ム動作に変化が検出された場合、例えば動作に異常やあ
る傾向が見いだされたときはいつも、そのような再考が
行われる。例えば、燃料消費の予測が不正確であると検
出された場合、全ての保留中の任務目標を再考して達成
可能か否か検証することになる。任務制御装置217
は、そのような進行中の計画及び再計画作成を通して、
どんな状態に宇宙機201が陥った場合でも受信した全
ての任務目標を実行しようと試みる。任務制御装置21
7は又、システム・リソースの損傷を最小限にする任務
計画を立てようと試みる。
した)システムリソースが、例えば構成要素の故障など
によって使用不可能になるときはいつでも、任務目標を
実行するための全ての計画を再考する。同様に、システ
ム動作に変化が検出された場合、例えば動作に異常やあ
る傾向が見いだされたときはいつも、そのような再考が
行われる。例えば、燃料消費の予測が不正確であると検
出された場合、全ての保留中の任務目標を再考して達成
可能か否か検証することになる。任務制御装置217
は、そのような進行中の計画及び再計画作成を通して、
どんな状態に宇宙機201が陥った場合でも受信した全
ての任務目標を実行しようと試みる。任務制御装置21
7は又、システム・リソースの損傷を最小限にする任務
計画を立てようと試みる。
【0016】地上支援251は、トランシーバ253、
支援システム255、試験台257から成っている。先
に言及したように、地上支援251は、たいていの状況
下では、代表的な任務目標を実行するために自律的宇宙
機201を制御することはない。しかし支援システム2
55は、任務制御装置217が例えば以下のような状況
に陥った場合、制御を引き継ぐことになる。即ち、1)
相容れない任務目標を解決できない場合、2)予測外の
任務目標を実行できない場合、3)望ましくない計画を
立てた場合、4)故障状況によって損傷を受けた場合、
である。そのため、支援システム255を使うスタッフ
はいつでも、例えば、任務間の干渉を処理するために、
不必要になった任務目標を終了するために、或いは保留
中の任務目標を確認する等のために、先に送られた任務
目標にアクセスしたり、これを取り替えたり、中止した
りすることができる。同様に、任務計画221は支援シ
ステム255によって復活され、修正され、再送信さ
れ、あるいは中止されることもある。更に、もし任務制
御装置217が、例えば望ましい操作処理の予測外のも
のに基づいて任務計画を適切に生成するよう形成されて
いない場合、支援システム255を使ってそのような任
務計画を生成し、任務計画221の他と組み合わせる目
的で、これを自動制御システム217に送ることができ
る。
支援システム255、試験台257から成っている。先
に言及したように、地上支援251は、たいていの状況
下では、代表的な任務目標を実行するために自律的宇宙
機201を制御することはない。しかし支援システム2
55は、任務制御装置217が例えば以下のような状況
に陥った場合、制御を引き継ぐことになる。即ち、1)
相容れない任務目標を解決できない場合、2)予測外の
任務目標を実行できない場合、3)望ましくない計画を
立てた場合、4)故障状況によって損傷を受けた場合、
である。そのため、支援システム255を使うスタッフ
はいつでも、例えば、任務間の干渉を処理するために、
不必要になった任務目標を終了するために、或いは保留
中の任務目標を確認する等のために、先に送られた任務
目標にアクセスしたり、これを取り替えたり、中止した
りすることができる。同様に、任務計画221は支援シ
ステム255によって復活され、修正され、再送信さ
れ、あるいは中止されることもある。更に、もし任務制
御装置217が、例えば望ましい操作処理の予測外のも
のに基づいて任務計画を適切に生成するよう形成されて
いない場合、支援システム255を使ってそのような任
務計画を生成し、任務計画221の他と組み合わせる目
的で、これを自動制御システム217に送ることができ
る。
【0017】通常は行わないが、地上支援システム25
5も又、LLCシーケンスを生成しこれをフライト管理
装置207に伝送するために使うことができる。任務制
御装置217はLLCシーケンスを受けとると直ちに、
そのシーケンスを実行するためフライト管理装置207
に中継する。支援システム255は又、LLCシーケン
スの作成を可能にし、自律的宇宙機201に与えるシー
ケンスの影響を評価するため、任務制御装置217に対
し宇宙機操作に関連したデータ・ストリームを中継する
ように指示する。フライト管理装置207は、シーケン
スの供給源に関する知識なしに、LLCシーケンスを処
理するが、フライト管理装置207は、もし必要が生じ
れば、供給源を考慮して修正されることもある。このよ
うにして、図1に説明されているような従来の宇宙機
は、簡単に自律的制御システム217を装備することが
できる。そのように装備されれば、こうした宇宙機は、
地上支援からの最小限の監視と介入で任務目標を実行す
るために自律的に作動する。地上支援システム及びスタ
ッフは義務が緩和されるので、そうでない場合に可能で
あったより以上の多くの宇宙機を支援できるようにな
り、全般的な任務のコストを下げることができる。そし
てもし、自律的制御システムが与えられた任務に失敗し
たり、不十分であることが判明すれば、地上支援によっ
て補助されるか、或いは地上支援によって効果的に使用
禁止にされ、取って替わられる。
5も又、LLCシーケンスを生成しこれをフライト管理
装置207に伝送するために使うことができる。任務制
御装置217はLLCシーケンスを受けとると直ちに、
そのシーケンスを実行するためフライト管理装置207
に中継する。支援システム255は又、LLCシーケン
スの作成を可能にし、自律的宇宙機201に与えるシー
ケンスの影響を評価するため、任務制御装置217に対
し宇宙機操作に関連したデータ・ストリームを中継する
ように指示する。フライト管理装置207は、シーケン
スの供給源に関する知識なしに、LLCシーケンスを処
理するが、フライト管理装置207は、もし必要が生じ
れば、供給源を考慮して修正されることもある。このよ
うにして、図1に説明されているような従来の宇宙機
は、簡単に自律的制御システム217を装備することが
できる。そのように装備されれば、こうした宇宙機は、
地上支援からの最小限の監視と介入で任務目標を実行す
るために自律的に作動する。地上支援システム及びスタ
ッフは義務が緩和されるので、そうでない場合に可能で
あったより以上の多くの宇宙機を支援できるようにな
り、全般的な任務のコストを下げることができる。そし
てもし、自律的制御システムが与えられた任務に失敗し
たり、不十分であることが判明すれば、地上支援によっ
て補助されるか、或いは地上支援によって効果的に使用
禁止にされ、取って替わられる。
【0018】加えて、任務制御装置217は支援システ
ム255から再プログラムすることもできる。プログラ
ミングは、例えば、予測外の任務目標に適応するため、
任務制御装置217や宇宙機システムの他の部分におけ
るバグや故障を直すため、或いはデバッグを支援するた
めに、補足、置換、さもなければ修正をすることもでき
る。同様に、任務制御装置217によって使用される関
連データも又、置換、補足、修正が可能である。そのよ
うな(再)プログラミングは通常、宇宙機201やその
構成要素が試験台257に配置される際の開発中に生じ
る。開発後は、例えばフライト中などでは、トランシー
バ253及び205を通して(再)プログラミングが行
われる。(しばしば特定の任務に特有の多くの予測でき
ない環境のために生じる)自律的宇宙機の不完全はこの
ようにして発射後に克服される。
ム255から再プログラムすることもできる。プログラ
ミングは、例えば、予測外の任務目標に適応するため、
任務制御装置217や宇宙機システムの他の部分におけ
るバグや故障を直すため、或いはデバッグを支援するた
めに、補足、置換、さもなければ修正をすることもでき
る。同様に、任務制御装置217によって使用される関
連データも又、置換、補足、修正が可能である。そのよ
うな(再)プログラミングは通常、宇宙機201やその
構成要素が試験台257に配置される際の開発中に生じ
る。開発後は、例えばフライト中などでは、トランシー
バ253及び205を通して(再)プログラミングが行
われる。(しばしば特定の任務に特有の多くの予測でき
ない環境のために生じる)自律的宇宙機の不完全はこの
ようにして発射後に克服される。
【0019】機能ごとに図解されていが、自律制御シス
テム217の機能性はフライト管理装置207に、代替
的に、部分的或いは全体的に統合することもできる。実
際、自律制御システム217はフライト管理装置207
に取って替わったり、或いはフライト管理装置の機能性
のいくらか、または全てを引き継いだり、複製を作った
りすることができる。そのような方法は、証明済みの機
能信頼性をもった従来の宇宙機ハードウェア及びソフト
ウェアの構成要素、システム及びサブシステムの有効性
を失わないような新規の宇宙機設計の場合、最も上手く
機能する。フライト管理装置207は通常、誘導、航
行、制御、動力、地球上の位置及び遠隔計測器取り扱い
のような、フライト・ソフトウェアに伝統的に設置され
てきた機能を全て含んでいる。それは又普通、宇宙機バ
ス・ハードウェア及びペイロード計器に直接コンタクト
しており、そのため通常、全ての測定値と作動装置コマ
ンドを集めて、これを提供する。
テム217の機能性はフライト管理装置207に、代替
的に、部分的或いは全体的に統合することもできる。実
際、自律制御システム217はフライト管理装置207
に取って替わったり、或いはフライト管理装置の機能性
のいくらか、または全てを引き継いだり、複製を作った
りすることができる。そのような方法は、証明済みの機
能信頼性をもった従来の宇宙機ハードウェア及びソフト
ウェアの構成要素、システム及びサブシステムの有効性
を失わないような新規の宇宙機設計の場合、最も上手く
機能する。フライト管理装置207は通常、誘導、航
行、制御、動力、地球上の位置及び遠隔計測器取り扱い
のような、フライト・ソフトウェアに伝統的に設置され
てきた機能を全て含んでいる。それは又普通、宇宙機バ
ス・ハードウェア及びペイロード計器に直接コンタクト
しており、そのため通常、全ての測定値と作動装置コマ
ンドを集めて、これを提供する。
【0020】図3は、図2の自律的宇宙機及び地上支援
システムの代表的実施例の概略ブロック線図で、本発明
に基づく自律的故障検出、識別及び修復処理、自律的任
務の異常或いは傾向検出及び適応といった特徴を説明す
るために使われる。図2の対応する要素に関連して先に
述べた機能性については、自律的宇宙機301は、自律
制御システム303、トランシーバ305、フライト管
理装置307、作動装置309、センサー311、ペイ
ロード処理装置313から成っている。地上支援351
では、スタッフはトランシーバ353及び305を通し
て、任務目標を自律制御システム303に送信するため
に、支援システム355を用いる。そのような通信は
(対応するLLCシーケンスと比べて)比較的短く、こ
のため宇宙機の動力を節約するばかりでなく、通信チャ
ンネルを自由にし、処理時間を短縮するので、支援シス
テム355が同時により多くの宇宙機を支援することが
可能となる。再度述べるが、保留中の任務目標、即ち自
律制御システム303内で完了を待っている任務目標
は、支援システム355から、取り替えたり、復活させ
たり、中止させたりすることもできる。必要であれば、
LLCシーケンスも又、支援システム355で作成し送
信することもできる。自律制御システム303は受信後
直ちに、実行のためLLCシーケンスをフライト管理装
置307に中継する。
システムの代表的実施例の概略ブロック線図で、本発明
に基づく自律的故障検出、識別及び修復処理、自律的任
務の異常或いは傾向検出及び適応といった特徴を説明す
るために使われる。図2の対応する要素に関連して先に
述べた機能性については、自律的宇宙機301は、自律
制御システム303、トランシーバ305、フライト管
理装置307、作動装置309、センサー311、ペイ
ロード処理装置313から成っている。地上支援351
では、スタッフはトランシーバ353及び305を通し
て、任務目標を自律制御システム303に送信するため
に、支援システム355を用いる。そのような通信は
(対応するLLCシーケンスと比べて)比較的短く、こ
のため宇宙機の動力を節約するばかりでなく、通信チャ
ンネルを自由にし、処理時間を短縮するので、支援シス
テム355が同時により多くの宇宙機を支援することが
可能となる。再度述べるが、保留中の任務目標、即ち自
律制御システム303内で完了を待っている任務目標
は、支援システム355から、取り替えたり、復活させ
たり、中止させたりすることもできる。必要であれば、
LLCシーケンスも又、支援システム355で作成し送
信することもできる。自律制御システム303は受信後
直ちに、実行のためLLCシーケンスをフライト管理装
置307に中継する。
【0021】一つしか示していないが、地上支援351
のような地上支援システムを複数、自律的宇宙機301
と共に使うこともできる。更に、そのようなシステム
は、単に任務コマンドを出し、結果を再検討するためだ
けの縮小バージョンを含んでいてもよい。例えば、(携
帯式でも据付式でもよいが)伝送器375は、新しい任
務目標を自律的宇宙機301に送るために使われる。新
しい任務目標はユーザ・インタフェース377、例えば
キーパッド等を通して、作成され、或いは選択され、ト
ランシーバ379を通して自律制御システム303に送
られる。ユーザ・インタフェース377は又(例えばデ
ィスプレイ・スクリーンを通して)任務目標の成功、失
敗、あるいは結果を、トランシーバ305及び379を
使って自律制御システム303から報告を受けこれと通
信する。伝送器375は又、宇宙機301からの特定の
出力を受信し、処理するよう形成し、そして/又は計算
装置を含むようにすることもできる。
のような地上支援システムを複数、自律的宇宙機301
と共に使うこともできる。更に、そのようなシステム
は、単に任務コマンドを出し、結果を再検討するためだ
けの縮小バージョンを含んでいてもよい。例えば、(携
帯式でも据付式でもよいが)伝送器375は、新しい任
務目標を自律的宇宙機301に送るために使われる。新
しい任務目標はユーザ・インタフェース377、例えば
キーパッド等を通して、作成され、或いは選択され、ト
ランシーバ379を通して自律制御システム303に送
られる。ユーザ・インタフェース377は又(例えばデ
ィスプレイ・スクリーンを通して)任務目標の成功、失
敗、あるいは結果を、トランシーバ305及び379を
使って自律制御システム303から報告を受けこれと通
信する。伝送器375は又、宇宙機301からの特定の
出力を受信し、処理するよう形成し、そして/又は計算
装置を含むようにすることもできる。
【0022】自律制御システム303は、任務管理装置
321、故障分析器323、HLC(高次コマンド)処
理装置325及び任務分析器327から成る。任務管理
装置321は新しい任務を受けると直ぐに計画作成及び
スケジューリング段階を開始するが、この段階では新し
い任務目標を、宇宙機301の既知の制約に基づいて全
ての保留中の任務目標と調整する試みが行なわれる。例
えば、伝送器375のハンディ・バージョンを用いるフ
ィールド・コマンダーは、12時に赤外線で撮影される
敵の位置の写真を送信するよう要請する任務目標を明確
に述べるかもしれない。任務管理装置321は任務目標
を受けると直ぐに、機上位置軌道プログラム・モジュー
ルと予め計画された軌道処理の知識を用いて、要請され
た時間にどこに衛星が位置するかを確認する。任務管理
装置321はそれから、赤外線装置が目標ターゲットを
写すのに十分な電力があるかどうかを確認する。もしタ
ーゲットの撮影が姿勢の制御を必要とするという結論が
出されれば、任務管理装置321は、その処置とそれが
自律的宇宙機301のシステムやリソース及び他の任務
目標に与える影響を確認する。このプロセスは、任務管
理装置321が、映像を写せるかどうか決定するまで続
く。もしできない場合は、任務管理装置321は、要請
された任務目標の処理が不可能であることを示しなが
ら、端末装置375(と、おそらく地上支援351)へ
の返信を生成する。
321、故障分析器323、HLC(高次コマンド)処
理装置325及び任務分析器327から成る。任務管理
装置321は新しい任務を受けると直ぐに計画作成及び
スケジューリング段階を開始するが、この段階では新し
い任務目標を、宇宙機301の既知の制約に基づいて全
ての保留中の任務目標と調整する試みが行なわれる。例
えば、伝送器375のハンディ・バージョンを用いるフ
ィールド・コマンダーは、12時に赤外線で撮影される
敵の位置の写真を送信するよう要請する任務目標を明確
に述べるかもしれない。任務管理装置321は任務目標
を受けると直ぐに、機上位置軌道プログラム・モジュー
ルと予め計画された軌道処理の知識を用いて、要請され
た時間にどこに衛星が位置するかを確認する。任務管理
装置321はそれから、赤外線装置が目標ターゲットを
写すのに十分な電力があるかどうかを確認する。もしタ
ーゲットの撮影が姿勢の制御を必要とするという結論が
出されれば、任務管理装置321は、その処置とそれが
自律的宇宙機301のシステムやリソース及び他の任務
目標に与える影響を確認する。このプロセスは、任務管
理装置321が、映像を写せるかどうか決定するまで続
く。もしできない場合は、任務管理装置321は、要請
された任務目標の処理が不可能であることを示しなが
ら、端末装置375(と、おそらく地上支援351)へ
の返信を生成する。
【0023】もし任務管理装置321が、映像撮影が可
能だと決定すれば、任務管理装置321は必要なHLC
シーケンス(以降「HLC任務シーケンス」)をHLC
処理装置325に送信する。HLC処理装置325はH
LC任務シーケンスをより小さなサブタスクに分解し、
コマンドの順序付けを開始する。これらのシーケンスは
以降「LLC任務シーケンス」と呼ぶが、「赤外線カメ
ラの出力を上げる」とか、「映像を撮る」といった、フ
ライト管理装置307が期待するかなり単純な操作に対
応する。適切な時に、HLC処理装置325はLLC任
務シーケンスを実行のためフライト管理装置307に送
る。同様に、インターリーブする可能性のあるLLC任
務シーケンスのスケジューリング結果をHLC処理装置
325からフライト管理装置307に送ることによっ
て、多くの保留中の任務目標を同時に適応させることが
できる。
能だと決定すれば、任務管理装置321は必要なHLC
シーケンス(以降「HLC任務シーケンス」)をHLC
処理装置325に送信する。HLC処理装置325はH
LC任務シーケンスをより小さなサブタスクに分解し、
コマンドの順序付けを開始する。これらのシーケンスは
以降「LLC任務シーケンス」と呼ぶが、「赤外線カメ
ラの出力を上げる」とか、「映像を撮る」といった、フ
ライト管理装置307が期待するかなり単純な操作に対
応する。適切な時に、HLC処理装置325はLLC任
務シーケンスを実行のためフライト管理装置307に送
る。同様に、インターリーブする可能性のあるLLC任
務シーケンスのスケジューリング結果をHLC処理装置
325からフライト管理装置307に送ることによっ
て、多くの保留中の任務目標を同時に適応させることが
できる。
【0024】フライト中、故障分析器323及び任務分
析器327はそれぞれ、システム故障を検出し任務作業
を評価するのに必要なデータを分析する。故障分析器3
23は故障を検出すると直ぐに故障を隔離しようと試み
る。一旦隔離されると、故障分析器323は、故障修復
を試みるため、HLCの一つの(或いは複数の)シーケ
ンス(これ以降は「HLC修復シーケンス」)をHLC
処理装置325に発行する。それに応えて、HLC処理
装置325はHLC修復シーケンスを、一つかそれ以上
のLLCシーケンス(以降「LLC修復シーケンス」)
に変換する。LLC修復シーケンスはLLC任務シーケ
ンスと結合して、適切なときにフライト管理装置307
に送られる。同様に、任務分析器327が、例えばデー
タ傾向分析などによって動作の偏りを確認すると、任務
分析器327はHLCシーケンス(以降「HLC動作シ
ーケンス」)をHLC処理装置325に送ることによっ
て、その変動に適応、調節しようと試みる。HLC処理
装置325はこれに応えて、HLC動作シーケンスを一
つかそれ以上のLLCシーケンス(これ以降「LLC動
作シーケンス」)に変換する。LLC動作シーケンスは
フライト管理装置307への送信のためLLC任務及び
故障シーケンスと結びつけられる。
析器327はそれぞれ、システム故障を検出し任務作業
を評価するのに必要なデータを分析する。故障分析器3
23は故障を検出すると直ぐに故障を隔離しようと試み
る。一旦隔離されると、故障分析器323は、故障修復
を試みるため、HLCの一つの(或いは複数の)シーケ
ンス(これ以降は「HLC修復シーケンス」)をHLC
処理装置325に発行する。それに応えて、HLC処理
装置325はHLC修復シーケンスを、一つかそれ以上
のLLCシーケンス(以降「LLC修復シーケンス」)
に変換する。LLC修復シーケンスはLLC任務シーケ
ンスと結合して、適切なときにフライト管理装置307
に送られる。同様に、任務分析器327が、例えばデー
タ傾向分析などによって動作の偏りを確認すると、任務
分析器327はHLCシーケンス(以降「HLC動作シ
ーケンス」)をHLC処理装置325に送ることによっ
て、その変動に適応、調節しようと試みる。HLC処理
装置325はこれに応えて、HLC動作シーケンスを一
つかそれ以上のLLCシーケンス(これ以降「LLC動
作シーケンス」)に変換する。LLC動作シーケンスは
フライト管理装置307への送信のためLLC任務及び
故障シーケンスと結びつけられる。
【0025】加えて、フライト管理装置307はLLC
シーケンス(これ以降「LLC地上シーケンス」)を直
接地上支援351又は(もしそのように形成されていれ
ば)伝送器375から受けとることができる。トランシ
ーバ305はLLC地上シーケンスを受けとると直ぐ
に、実行のためフライト管理装置307へのLLC地上
シーケンスの経路を定める。地上支援351と伝送器3
75は又、HLCシーケンス(以降「HLC地上シーケ
ンス」)を、中継装置として機能する任務管理装置32
1を使って、直接HLC処理機325に送ることもでき
る。図4は、本発明に基づいて作られた、図3の自律的
宇宙機の詳細な実行形態を示す概略ブロック図である。
自律的宇宙機はトランシーバ401、任務管理装置40
3、HLC処理装置405、フライト管理装置407、
故障分析器409、任務分析器411、センサー41
5、作動装置417から成っており、それらは一般的に
図3の同様の要素に関連して述べられているように作動
する。自律的宇宙機はまた、コマンド・スクリプト・デ
ータベース413も含んでいる。
シーケンス(これ以降「LLC地上シーケンス」)を直
接地上支援351又は(もしそのように形成されていれ
ば)伝送器375から受けとることができる。トランシ
ーバ305はLLC地上シーケンスを受けとると直ぐ
に、実行のためフライト管理装置307へのLLC地上
シーケンスの経路を定める。地上支援351と伝送器3
75は又、HLCシーケンス(以降「HLC地上シーケ
ンス」)を、中継装置として機能する任務管理装置32
1を使って、直接HLC処理機325に送ることもでき
る。図4は、本発明に基づいて作られた、図3の自律的
宇宙機の詳細な実行形態を示す概略ブロック図である。
自律的宇宙機はトランシーバ401、任務管理装置40
3、HLC処理装置405、フライト管理装置407、
故障分析器409、任務分析器411、センサー41
5、作動装置417から成っており、それらは一般的に
図3の同様の要素に関連して述べられているように作動
する。自律的宇宙機はまた、コマンド・スクリプト・デ
ータベース413も含んでいる。
【0026】任務目標は、単一のHLCを含んでいても
よいし、或いは、コマンド・スクリプト・データベース
413に記憶されている定義済みのHLCシーケンス
(以降「任務スクリプト」)に対する(必要な変数を含
んだ)ポインタを含んでいてもよい。例えば、ある任務
目標は、指示された時間までに特定の目的地へ宇宙機を
移行するよう要請する単一のHLCを含んでいるかもし
れない。任務管理装置403は、「任務モジュール」
(ソフトウェア・モジュール)を使用するが、このモジ
ュールは、システム・リソースや他の全ての任務目標の
観点から、単一のHLCの実行可能性を分析するため
に、任務管理装置403によって実行される単一のHL
Cに対応している。もし受容可能であれば、任務管理装
置403は、将来の参考のために、例えば新しい任務目
標の分析の間に、他の任務目標と共にその単一HLCを
記憶する。任務管理装置403は又、単一HLCを更に
処理するため、HLC処理装置405に送る。
よいし、或いは、コマンド・スクリプト・データベース
413に記憶されている定義済みのHLCシーケンス
(以降「任務スクリプト」)に対する(必要な変数を含
んだ)ポインタを含んでいてもよい。例えば、ある任務
目標は、指示された時間までに特定の目的地へ宇宙機を
移行するよう要請する単一のHLCを含んでいるかもし
れない。任務管理装置403は、「任務モジュール」
(ソフトウェア・モジュール)を使用するが、このモジ
ュールは、システム・リソースや他の全ての任務目標の
観点から、単一のHLCの実行可能性を分析するため
に、任務管理装置403によって実行される単一のHL
Cに対応している。もし受容可能であれば、任務管理装
置403は、将来の参考のために、例えば新しい任務目
標の分析の間に、他の任務目標と共にその単一HLCを
記憶する。任務管理装置403は又、単一HLCを更に
処理するため、HLC処理装置405に送る。
【0027】もし任務目標が任務スクリプトに対するポ
インタを含んでいれば、任務管理装置403はその任務
スクリプトに対応していて、且つ単一HLCの任務目標
の場合と同様、実行可能性の分析を行なうため使われる
任務モジュールを選択する。当然、ポインタのための任
務モジュールは、替わって、任務スクリプトを作成す
る、基盤となる単一HLCに対応する他の任務モジュー
ルに頼ることになる。同様に、コマンド・スクリプト・
データベース413内に記憶されている任務スクリプト
も又、そこに記憶されている他の任務スクリプトに対す
るポインタを含んでいてもよい。任務管理装置403は
そのような入れ子状のポインタを処理する際、再び、基
盤となるHLCを評価するのに必要とされる、更なる任
務モジュールに頼ることができる。このように、任務ス
クリプトは、他の任務スクリプトに対する一つ或いはそ
れ以上のインターリーブするポインタと一つ或いはそれ
以上のHLCの両方と、一つ或いはそれ以上のHLC又
は、他の任務スクリプトに対する一つ或いはそれ以上の
ポインタとを含んでいてもよい。このようにして、任務
目標は、ますます特殊化するHLCの分類の影響をなく
すことにより、非常に高度な概念レベルで作成すること
ができるようになる。さらに、概して、包括的な任務モ
ジュールが書かれていなければ、任務管理装置403
は、任務目標の基盤となる各々そして全てHLCのため
の任務モジュールを実行することになる。もしポインタ
を含む任務目標が受容可能であれば、任務管理装置40
3は将来の参考のため、そのポインタを他の任務目標と
共に記憶し、更なる処理のためそのポインタをHLC処
理装置405に転送する。このように、任務管理装置4
03は、任務目標を分析するために任務管理装置403
が使用する、複数の任務モジュールを含んでいる。任務
管理装置403は新しい任務目標を受信すると直ぐに、
まずそれが、新しい任務目標にもっぱら従事する、対応
する任務モジュールを持っているかを確認する。もし持
っていなければ、新しい任務目標は拒否され、任務管理
装置403は、任務目標の供給源、例えば、地上支援や
地上の伝送器に、その拒否を通信する。その後、或いは
どの時点でも、地上支援は任務管理装置403に、将来
の使用のため新しい任務モジュールを送ることができ
る。使用可能な任務モジュールも又、同じ方法で取り替
え、或いはキャンセルすることができる。
インタを含んでいれば、任務管理装置403はその任務
スクリプトに対応していて、且つ単一HLCの任務目標
の場合と同様、実行可能性の分析を行なうため使われる
任務モジュールを選択する。当然、ポインタのための任
務モジュールは、替わって、任務スクリプトを作成す
る、基盤となる単一HLCに対応する他の任務モジュー
ルに頼ることになる。同様に、コマンド・スクリプト・
データベース413内に記憶されている任務スクリプト
も又、そこに記憶されている他の任務スクリプトに対す
るポインタを含んでいてもよい。任務管理装置403は
そのような入れ子状のポインタを処理する際、再び、基
盤となるHLCを評価するのに必要とされる、更なる任
務モジュールに頼ることができる。このように、任務ス
クリプトは、他の任務スクリプトに対する一つ或いはそ
れ以上のインターリーブするポインタと一つ或いはそれ
以上のHLCの両方と、一つ或いはそれ以上のHLC又
は、他の任務スクリプトに対する一つ或いはそれ以上の
ポインタとを含んでいてもよい。このようにして、任務
目標は、ますます特殊化するHLCの分類の影響をなく
すことにより、非常に高度な概念レベルで作成すること
ができるようになる。さらに、概して、包括的な任務モ
ジュールが書かれていなければ、任務管理装置403
は、任務目標の基盤となる各々そして全てHLCのため
の任務モジュールを実行することになる。もしポインタ
を含む任務目標が受容可能であれば、任務管理装置40
3は将来の参考のため、そのポインタを他の任務目標と
共に記憶し、更なる処理のためそのポインタをHLC処
理装置405に転送する。このように、任務管理装置4
03は、任務目標を分析するために任務管理装置403
が使用する、複数の任務モジュールを含んでいる。任務
管理装置403は新しい任務目標を受信すると直ぐに、
まずそれが、新しい任務目標にもっぱら従事する、対応
する任務モジュールを持っているかを確認する。もし持
っていなければ、新しい任務目標は拒否され、任務管理
装置403は、任務目標の供給源、例えば、地上支援や
地上の伝送器に、その拒否を通信する。その後、或いは
どの時点でも、地上支援は任務管理装置403に、将来
の使用のため新しい任務モジュールを送ることができ
る。使用可能な任務モジュールも又、同じ方法で取り替
え、或いはキャンセルすることができる。
【0028】故障分析器409も又、スクリプトとソフ
トウェア・モジュールを利用する。故障分析器409
は、フライト管理装置407から受信したデータ・スト
リームを監視し、宇宙機システムの故障を探す。もし検
出されれば、故障分析器409は故障の隔離を試みる。
成功すれば、故障分析器409はコマンド・スクリプト
・データベース413の中の一つ又はそれ以上のスクリ
プトを選択し、HLC処理装置405のポインタをそこ
へ送り、任務管理装置403に知らせる。この自律的故
障識別、隔離、故障のプロセスに関しては、「自律的故
障検出、隔離、及び修復のための原位置法及びシステ
ム」と題し、データ付きでハンソン他によって出願され
た、合衆国特許出願番号○○○に更に詳細に述べられて
いる。この出願はこれにより、参考文献としてそっくり
ここに組み込まれる。
トウェア・モジュールを利用する。故障分析器409
は、フライト管理装置407から受信したデータ・スト
リームを監視し、宇宙機システムの故障を探す。もし検
出されれば、故障分析器409は故障の隔離を試みる。
成功すれば、故障分析器409はコマンド・スクリプト
・データベース413の中の一つ又はそれ以上のスクリ
プトを選択し、HLC処理装置405のポインタをそこ
へ送り、任務管理装置403に知らせる。この自律的故
障識別、隔離、故障のプロセスに関しては、「自律的故
障検出、隔離、及び修復のための原位置法及びシステ
ム」と題し、データ付きでハンソン他によって出願され
た、合衆国特許出願番号○○○に更に詳細に述べられて
いる。この出願はこれにより、参考文献としてそっくり
ここに組み込まれる。
【0029】任務目標に関してと同様、修復スクリプト
は隔離された故障を扱う状況下で、少なくともフライト
管理装置407の一部、又は基盤となる宇宙機ハードウ
ェア及び/又はソフトウェア構成要素又はシステムを配
置するように指示された、HLCの一つ、或いはそのシ
ーケンスを含んでいてもよい。故障分析器409も又コ
マンド・スクリプト・データベース413を分析し、必
要だと証明されると、故障に適応するため、そのデータ
ベース内の修復、動作及び任務スクリプトを使用禁止と
するか或いは修正する。データベース413内の、修正
され或いは使用禁止とされたスクリプトは、そのような
状態を示すフラッグを受けとる。その後、もしスクリプ
トが修正されるか、使用禁止となれば、故障分析器40
9は、任務管理装置403と任務分析器411にそれを
伝える。これに対して、任務管理装置403は先ず保留
中の任務目標を再検討し、フラッグがそれに関係してい
たか否かを確認する。もししていなければ、任務管理装
置403は保留中の任務目標を再分析し、適切なシステ
ム・リソースがまだ残っているか否かを確認する。もし
適切なリソースがまだ残っていれば、任務管理装置40
3は、受けとった新しい任務目標に適用されるかもしれ
ない制限を除いて、以前通りに操作を続ける。
は隔離された故障を扱う状況下で、少なくともフライト
管理装置407の一部、又は基盤となる宇宙機ハードウ
ェア及び/又はソフトウェア構成要素又はシステムを配
置するように指示された、HLCの一つ、或いはそのシ
ーケンスを含んでいてもよい。故障分析器409も又コ
マンド・スクリプト・データベース413を分析し、必
要だと証明されると、故障に適応するため、そのデータ
ベース内の修復、動作及び任務スクリプトを使用禁止と
するか或いは修正する。データベース413内の、修正
され或いは使用禁止とされたスクリプトは、そのような
状態を示すフラッグを受けとる。その後、もしスクリプ
トが修正されるか、使用禁止となれば、故障分析器40
9は、任務管理装置403と任務分析器411にそれを
伝える。これに対して、任務管理装置403は先ず保留
中の任務目標を再検討し、フラッグがそれに関係してい
たか否かを確認する。もししていなければ、任務管理装
置403は保留中の任務目標を再分析し、適切なシステ
ム・リソースがまだ残っているか否かを確認する。もし
適切なリソースがまだ残っていれば、任務管理装置40
3は、受けとった新しい任務目標に適用されるかもしれ
ない制限を除いて、以前通りに操作を続ける。
【0030】もし一つかそれ以上の保留中の任務目標が
故障状態によって使用禁止となっていれば、任務管理装
置403はそのような情報を要請元であるベース支援シ
ステムに中継し、残っている保留中の任務目標の再スケ
ジューリングを行ない、HLC処理装置405に、その
待ち行列からキャンセルされた任務目標を取り除くよう
指示する。もし保留中の任務目標がフラッグの指示通り
修正されていれば、任務管理装置403は保留中の任務
目標を再分析して、適切なリソースがまだあるかどうか
を確認する。もしあれば、任務管理装置403はその状
態を地上支援及びHLC処理装置405に報告する。な
い場合は、任務管理装置405は達成できる一連の保留
中の任務目標を選択し、その情報を地上支援に中継し、
HLC処理装置405に、その待ち行列から残りの任務
目標を取り除くよう指示する。地上支援は、選択されな
かったより重要な他の任務目標用に「場所を空ける」た
め一つ或いはそれ以上の選択された保留中の任務目標を
キャンセルし、置き替えるように希望する場合は、任務
管理装置403に再指示を与えることもできる。
故障状態によって使用禁止となっていれば、任務管理装
置403はそのような情報を要請元であるベース支援シ
ステムに中継し、残っている保留中の任務目標の再スケ
ジューリングを行ない、HLC処理装置405に、その
待ち行列からキャンセルされた任務目標を取り除くよう
指示する。もし保留中の任務目標がフラッグの指示通り
修正されていれば、任務管理装置403は保留中の任務
目標を再分析して、適切なリソースがまだあるかどうか
を確認する。もしあれば、任務管理装置403はその状
態を地上支援及びHLC処理装置405に報告する。な
い場合は、任務管理装置405は達成できる一連の保留
中の任務目標を選択し、その情報を地上支援に中継し、
HLC処理装置405に、その待ち行列から残りの任務
目標を取り除くよう指示する。地上支援は、選択されな
かったより重要な他の任務目標用に「場所を空ける」た
め一つ或いはそれ以上の選択された保留中の任務目標を
キャンセルし、置き替えるように希望する場合は、任務
管理装置403に再指示を与えることもできる。
【0031】任務分析器411も又、故障の表示に応え
て、フラッグが立てられていたHLC処理装置405の
ところで、動作スクリプトが待ち行列に並んでいないか
どうかチェックする。もしフラッグが中止を示していれ
ば、任務分析器411は、任務管理装置403と同様、
HLC処理装置405に待ち行列から動作スクリプトを
除くよう指示する。その後、任務分析器411は援助を
求めて地上支援に問題を通信する。同様に、もしフラッ
グが修正を示していれば、HLC処理装置405と同じ
く地上支援にも連絡される。加えて、任務分析器411
は、任務目的がいかに上手く遂行されているかを確認す
るため、センサーの読み値、作動装置コマンド、宇宙機
情報を監視する。これらの目的には、例えば、軌道追
跡、電力使用量の予測値と実際の値、燃料消費量の予測
値と実際の値等が含まれていてもよい。もし異常な傾
向、例えば目標が許容範囲外に外れていること等が検出
されれば、任務分析器411は任務管理装置403に伝
え、コマンド・スクリプト・データベースから(もし入
手可能であれば)対応する動作スクリプトを確認し、待
ち行列に入れるためそのようなスクリプトを全てHLC
処理装置405に送信する。任務管理装置403はこれ
に応えて保留中の任務目標を再分析しその実行可能性を
再確認する。支持できない保留中の任務目標は、HLC
処理装置405の待ち行列から取り除かれる。その後地
上支援への報告が行なわれる。
て、フラッグが立てられていたHLC処理装置405の
ところで、動作スクリプトが待ち行列に並んでいないか
どうかチェックする。もしフラッグが中止を示していれ
ば、任務分析器411は、任務管理装置403と同様、
HLC処理装置405に待ち行列から動作スクリプトを
除くよう指示する。その後、任務分析器411は援助を
求めて地上支援に問題を通信する。同様に、もしフラッ
グが修正を示していれば、HLC処理装置405と同じ
く地上支援にも連絡される。加えて、任務分析器411
は、任務目的がいかに上手く遂行されているかを確認す
るため、センサーの読み値、作動装置コマンド、宇宙機
情報を監視する。これらの目的には、例えば、軌道追
跡、電力使用量の予測値と実際の値、燃料消費量の予測
値と実際の値等が含まれていてもよい。もし異常な傾
向、例えば目標が許容範囲外に外れていること等が検出
されれば、任務分析器411は任務管理装置403に伝
え、コマンド・スクリプト・データベースから(もし入
手可能であれば)対応する動作スクリプトを確認し、待
ち行列に入れるためそのようなスクリプトを全てHLC
処理装置405に送信する。任務管理装置403はこれ
に応えて保留中の任務目標を再分析しその実行可能性を
再確認する。支持できない保留中の任務目標は、HLC
処理装置405の待ち行列から取り除かれる。その後地
上支援への報告が行なわれる。
【0032】任務分析器411は、一連の「動作モニタ
ー」を利用するが、これは、使用可能な場合、基盤とな
る宇宙機システムの特定の様態を監視するソフトウェア
・モジュールである。受信したHLCに応えて、HLC
処理装置405は、命令通り利用可能な動作モニターの
一つを選択的に使用可能にする。スクリプトと目標は基
礎となるタスクに関連している場合、特定の動作モニタ
ーが使用可能となるよう要求する。先に述べたように、
HLC処理装置405は単一HLCと任務シーケンスに
対するポインタを含む任務目標を受けとる。又、修復及
び動作スクリプトも受けとる。HLC処理装置405
は、そのようなスクリプトや目標を全てHLCに変換
し、全てのHLCを時間順序のシーケンスに順序付けす
る。一つ或いはそれ以上の目標とスクリプトへの修正が
為されたとの表示を受けると直ぐに、HLC処理装置4
05はそのような修正を処理するため、この変換と順序
処理を繰り返す。このように、HLCの実行時間が近付
くと、HLC処理装置405はHLCを対応するLLC
シーケンスに変換し、そのLLCシーケンスを適切な時
間に実行させるためフライト管理装置407に送る。
ー」を利用するが、これは、使用可能な場合、基盤とな
る宇宙機システムの特定の様態を監視するソフトウェア
・モジュールである。受信したHLCに応えて、HLC
処理装置405は、命令通り利用可能な動作モニターの
一つを選択的に使用可能にする。スクリプトと目標は基
礎となるタスクに関連している場合、特定の動作モニタ
ーが使用可能となるよう要求する。先に述べたように、
HLC処理装置405は単一HLCと任務シーケンスに
対するポインタを含む任務目標を受けとる。又、修復及
び動作スクリプトも受けとる。HLC処理装置405
は、そのようなスクリプトや目標を全てHLCに変換
し、全てのHLCを時間順序のシーケンスに順序付けす
る。一つ或いはそれ以上の目標とスクリプトへの修正が
為されたとの表示を受けると直ぐに、HLC処理装置4
05はそのような修正を処理するため、この変換と順序
処理を繰り返す。このように、HLCの実行時間が近付
くと、HLC処理装置405はHLCを対応するLLC
シーケンスに変換し、そのLLCシーケンスを適切な時
間に実行させるためフライト管理装置407に送る。
【0033】HLC処理装置405は、LLCシーケン
スのライブラリへのアクセスを通してHLCを変換す
る。HLCをインデックスとして使いながら、HLC処
理装置405は、HLCの望ましい機能性を実行するL
LCシーケンスを引きだす。各HLCは、それに対応す
るLLCシーケンスを含む、対応するライブラリ項目を
有する。任務目標の場合と同様に、LLCシーケンスも
又、他のLLCシーケンスなどを階層式に指すこともで
きる。それ故、単一のHLCがフライト管理装置407
に幾つかのLLCシーケンスを実際に送ることもでき
る。HLCはしばしば、手元の望ましいタスクに特有の
データや変数を含んでいる。HLC処理装置405は、
フライト管理装置407に送る前に、データや変数をL
LCシーケンスに組み込む。
スのライブラリへのアクセスを通してHLCを変換す
る。HLCをインデックスとして使いながら、HLC処
理装置405は、HLCの望ましい機能性を実行するL
LCシーケンスを引きだす。各HLCは、それに対応す
るLLCシーケンスを含む、対応するライブラリ項目を
有する。任務目標の場合と同様に、LLCシーケンスも
又、他のLLCシーケンスなどを階層式に指すこともで
きる。それ故、単一のHLCがフライト管理装置407
に幾つかのLLCシーケンスを実際に送ることもでき
る。HLCはしばしば、手元の望ましいタスクに特有の
データや変数を含んでいる。HLC処理装置405は、
フライト管理装置407に送る前に、データや変数をL
LCシーケンスに組み込む。
【0034】HLC処理装置405はそれに応じて、修
復スクリプトや、任務目標、又は動作スクリプトが実行
を始めた時、及びそれが完了した時、故障分析器40
9、任務管理装置403、及び任務分析器411にこれ
を知らせる。完了した目標及びスクリプトは保留リスト
から取り除かれる。一旦実行が始まれば、スクリプトと
目標は中止することもできるが、既に実行されたLLC
を押しとどめるための修正作業を必要とする。通常その
ような修正作業は、問題となっている各HLCに関連し
た特定のスクリプトによって指定されるのであるが、地
上支援から操作されることもある。HLC処理装置40
5内のLLCライブラリは、トランシーバ401と任務
管理装置403の経路指定を通して、いつでも地上支援
が補足し、修正し、取り替えることができる。同様に、
コマンド・スクリプト・データベース413内のスクリ
プトも補足したり、そうでない場合は、修正したり、中
止したりすることができる。
復スクリプトや、任務目標、又は動作スクリプトが実行
を始めた時、及びそれが完了した時、故障分析器40
9、任務管理装置403、及び任務分析器411にこれ
を知らせる。完了した目標及びスクリプトは保留リスト
から取り除かれる。一旦実行が始まれば、スクリプトと
目標は中止することもできるが、既に実行されたLLC
を押しとどめるための修正作業を必要とする。通常その
ような修正作業は、問題となっている各HLCに関連し
た特定のスクリプトによって指定されるのであるが、地
上支援から操作されることもある。HLC処理装置40
5内のLLCライブラリは、トランシーバ401と任務
管理装置403の経路指定を通して、いつでも地上支援
が補足し、修正し、取り替えることができる。同様に、
コマンド・スクリプト・データベース413内のスクリ
プトも補足したり、そうでない場合は、修正したり、中
止したりすることができる。
【0035】フライと管理装置407は、低次制御装置
421と安全モード優先化モジュール423とから成っ
ている。低次制御装置421は、HLC処理装置405
から実行のためLLCを受けとる。LLCに従って、低
次制御装置421は宇宙機のハードウェア及び/又はソ
フトウェア・システム、サブシステム、及び構成要素の
作動を制御する。低次制御装置421はまた、センサー
415から、例えば任務分析器411及び故障分析器4
09への送信のため、データを集める。安全モード優先
化モジュール423もまた、集められたデータを監視す
る。もし重大な故障状態が検出されれば、安全モード優
先化モジュール423は低次制御装置421にLLCを
渡し、宇宙機を安全モードに移行させ、宇宙機の修復の
ため地上支援か故障分析器409を待つよう指示する。
このように、安全モード優先化モジュール423は、故
障によって生じる潜在的な損傷を最小限にすることで宇
宙機システムを守るだけでなく、自律制御システムのな
んらかの箇所によって予期せず発生したり、或いは悪化
した故障からも、宇宙機システムを守る。
421と安全モード優先化モジュール423とから成っ
ている。低次制御装置421は、HLC処理装置405
から実行のためLLCを受けとる。LLCに従って、低
次制御装置421は宇宙機のハードウェア及び/又はソ
フトウェア・システム、サブシステム、及び構成要素の
作動を制御する。低次制御装置421はまた、センサー
415から、例えば任務分析器411及び故障分析器4
09への送信のため、データを集める。安全モード優先
化モジュール423もまた、集められたデータを監視す
る。もし重大な故障状態が検出されれば、安全モード優
先化モジュール423は低次制御装置421にLLCを
渡し、宇宙機を安全モードに移行させ、宇宙機の修復の
ため地上支援か故障分析器409を待つよう指示する。
このように、安全モード優先化モジュール423は、故
障によって生じる潜在的な損傷を最小限にすることで宇
宙機システムを守るだけでなく、自律制御システムのな
んらかの箇所によって予期せず発生したり、或いは悪化
した故障からも、宇宙機システムを守る。
【0036】図5は、本発明に基づく図4の自律的宇宙
機の実施例の内部に見られる、任務管理装置の機能性の
要部を説明する代表的フローチャートである。ブロック
501では任務管理装置は事象発生に備えアイドル(低
出力)状態で待機している。事象が新しい任務目標(M
G)の受信を構成していれば、ブロック503で示され
ているように、任務管理装置はアイドル状態を出てブロ
ック505において任務目標を評価する。先に論じたよ
うに、そのような評価は宇宙機のシステムとリソース状
態と同様に他の保留中の任務目標も考慮に入れて行われ
る。新しい任務目標の遂行が可能であれば、任務管理装
置は決定ブロック507から分岐し、ブロック509に
おいて新しい任務目標を保留中任務目標のリストに加え
る。その後、ブロック511において、任務管理装置は
この新しい任務目標をHLC処理装置に送り、待ち行列
に加え、フライト管理装置に後で実行させるようにす
る。新しい任務目標を送信後、任務管理装置が、ブロッ
ク501のアイドル状態に戻る前に、ブロック512で
ステータス報告(この場合では承認)を新しい任務目標
の供給元に送るように形成することもできる。もしブロ
ック507で任務管理装置が、新しい任務目標は実行で
きないと決定すれば、ブロック512において任務管理
装置は供給元にステータス報告を送り、ブロック501
でアイドル状態に戻る。
機の実施例の内部に見られる、任務管理装置の機能性の
要部を説明する代表的フローチャートである。ブロック
501では任務管理装置は事象発生に備えアイドル(低
出力)状態で待機している。事象が新しい任務目標(M
G)の受信を構成していれば、ブロック503で示され
ているように、任務管理装置はアイドル状態を出てブロ
ック505において任務目標を評価する。先に論じたよ
うに、そのような評価は宇宙機のシステムとリソース状
態と同様に他の保留中の任務目標も考慮に入れて行われ
る。新しい任務目標の遂行が可能であれば、任務管理装
置は決定ブロック507から分岐し、ブロック509に
おいて新しい任務目標を保留中任務目標のリストに加え
る。その後、ブロック511において、任務管理装置は
この新しい任務目標をHLC処理装置に送り、待ち行列
に加え、フライト管理装置に後で実行させるようにす
る。新しい任務目標を送信後、任務管理装置が、ブロッ
ク501のアイドル状態に戻る前に、ブロック512で
ステータス報告(この場合では承認)を新しい任務目標
の供給元に送るように形成することもできる。もしブロ
ック507で任務管理装置が、新しい任務目標は実行で
きないと決定すれば、ブロック512において任務管理
装置は供給元にステータス報告を送り、ブロック501
でアイドル状態に戻る。
【0037】故障分析器や動作分析器から受けとった故
障や動作のメッセージも又、ブロック513及び515
でそれぞれ示されているように、事象を引き起す。任務
管理装置はそれに応えてアイドル状態を出て、基盤とな
る故障や動作の問題の影響、及び/又は、修復又は動作
スクリプトを評価するため、ブロック517に分岐す
る。もし保留中の任務目標の現リストに変更を行なう必
要が出れば、ブロック519で決定され、任務管理装置
はブロック521でそのリストを修正する。その後任務
管理装置はブロック511でその変更をHLC処理装置
に伝え、ブロック512で地上支援に報告した後、ブロ
ック501に戻って再びアイドル状態に入る。任務管理
装置もまた、ブロック532で示されているように、経
路指定の要請を行う。例えば、図4に関連して先に論じ
たように、LLC、HLC、スクリプト、プログラム・
モジュールなどは、ブロック525に示されているよう
に経路指定される。
障や動作のメッセージも又、ブロック513及び515
でそれぞれ示されているように、事象を引き起す。任務
管理装置はそれに応えてアイドル状態を出て、基盤とな
る故障や動作の問題の影響、及び/又は、修復又は動作
スクリプトを評価するため、ブロック517に分岐す
る。もし保留中の任務目標の現リストに変更を行なう必
要が出れば、ブロック519で決定され、任務管理装置
はブロック521でそのリストを修正する。その後任務
管理装置はブロック511でその変更をHLC処理装置
に伝え、ブロック512で地上支援に報告した後、ブロ
ック501に戻って再びアイドル状態に入る。任務管理
装置もまた、ブロック532で示されているように、経
路指定の要請を行う。例えば、図4に関連して先に論じ
たように、LLC、HLC、スクリプト、プログラム・
モジュールなどは、ブロック525に示されているよう
に経路指定される。
【0038】図6は、本発明に基づいた図4の自律的宇
宙機の実施例に見られる、故障分析器及び安全モード操
作の機能性の要部を説明する代表的フローチャートであ
る。ブロック601では、故障分析器は、故障状態を識
別するため、選択的にセンサー・データや作動装置コマ
ンド等を監視する。事象ブロック603によって示され
るように、もし故障が検出されれば、ブロック605で
故障分析器が故障を隔離しようと試みる。もし故障が隔
離できなければ、故障分析器はブロック607からブロ
ック609に分岐し、故障の重大さによっては、宇宙機
を安全モードか安全状態におくことを検討する。故障の
隔離に成功した場合、故障分析器はブロック613に分
岐し、故障に適応するために必要と証明されれば、コマ
ンド・スクリプト・データベース内のどのスクリプトで
も修正する。そのような修正は又、そうしなければ故障
に適応できないようなある種のスクリプトを使用禁止に
するという形をとることもある。(もしあれば)そのよ
うな修正をブロック615で地上支援に報告した後、故
障分析器はブロック617で故障修復スクリプトの識別
を試みる。識別された場合は、故障分析器はブロック6
19からブロック620に分岐し、そこで、識別された
スクリプトがHLC処理装置へと送られ(同時に「HL
CP」として識別され)、それから、ブロック601に
戻る前にブロック611で故障を報告する。もしブロッ
ク619で故障修復スクリプトが何も識別されれなけれ
ば、ブロック609、611、601で示されているよ
うに、故障分析器は宇宙機を安全モードにおくことを検
討し、その報告を行い、データ監視に戻る。
宙機の実施例に見られる、故障分析器及び安全モード操
作の機能性の要部を説明する代表的フローチャートであ
る。ブロック601では、故障分析器は、故障状態を識
別するため、選択的にセンサー・データや作動装置コマ
ンド等を監視する。事象ブロック603によって示され
るように、もし故障が検出されれば、ブロック605で
故障分析器が故障を隔離しようと試みる。もし故障が隔
離できなければ、故障分析器はブロック607からブロ
ック609に分岐し、故障の重大さによっては、宇宙機
を安全モードか安全状態におくことを検討する。故障の
隔離に成功した場合、故障分析器はブロック613に分
岐し、故障に適応するために必要と証明されれば、コマ
ンド・スクリプト・データベース内のどのスクリプトで
も修正する。そのような修正は又、そうしなければ故障
に適応できないようなある種のスクリプトを使用禁止に
するという形をとることもある。(もしあれば)そのよ
うな修正をブロック615で地上支援に報告した後、故
障分析器はブロック617で故障修復スクリプトの識別
を試みる。識別された場合は、故障分析器はブロック6
19からブロック620に分岐し、そこで、識別された
スクリプトがHLC処理装置へと送られ(同時に「HL
CP」として識別され)、それから、ブロック601に
戻る前にブロック611で故障を報告する。もしブロッ
ク619で故障修復スクリプトが何も識別されれなけれ
ば、ブロック609、611、601で示されているよ
うに、故障分析器は宇宙機を安全モードにおくことを検
討し、その報告を行い、データ監視に戻る。
【0039】HLC処理装置は受けとった修復スクリプ
トを待ち行列に加え、実行する。もし、例えばブロック
603で故障状態が続くことで識別されるように、修復
スクリプトが失敗だと分かれば、別の修復スクリプトが
入手可能である場合、故障分析器はブロック605から
620までを通して故障隔離と修復を再び試みる。そう
でない場合は、故障分析器はブロック609まで分岐
し、宇宙機を安全モードにおくことを検討する。このよ
うにして、故障分析器は、もし一つかそれ以上の修復ス
クリプト候補が不成功だと分かれば、他の修復スクリプ
トを試みることができる。修復の試みの間はいつでも、
安全モード・モジュールがこれを引き継ぐことができ
る。特にブロック621において、安全モード・モジュ
ールは、重大な故障を識別する為データを監視する。も
しブロック623で示されるように、重大な故障が識別
された場合、ブロック625で安全モード・モジュール
は宇宙機を安全モードに移行させ、ブロック628でそ
の状態を地上支援に報告する。安全モード・モジュール
は、故障分析器と比較すると、かなり動作が速く、それ
故、宇宙機を自律制御システムから被護し、故障が引き
起こす損傷を最小限にする働きをする。
トを待ち行列に加え、実行する。もし、例えばブロック
603で故障状態が続くことで識別されるように、修復
スクリプトが失敗だと分かれば、別の修復スクリプトが
入手可能である場合、故障分析器はブロック605から
620までを通して故障隔離と修復を再び試みる。そう
でない場合は、故障分析器はブロック609まで分岐
し、宇宙機を安全モードにおくことを検討する。このよ
うにして、故障分析器は、もし一つかそれ以上の修復ス
クリプト候補が不成功だと分かれば、他の修復スクリプ
トを試みることができる。修復の試みの間はいつでも、
安全モード・モジュールがこれを引き継ぐことができ
る。特にブロック621において、安全モード・モジュ
ールは、重大な故障を識別する為データを監視する。も
しブロック623で示されるように、重大な故障が識別
された場合、ブロック625で安全モード・モジュール
は宇宙機を安全モードに移行させ、ブロック628でそ
の状態を地上支援に報告する。安全モード・モジュール
は、故障分析器と比較すると、かなり動作が速く、それ
故、宇宙機を自律制御システムから被護し、故障が引き
起こす損傷を最小限にする働きをする。
【0040】図7は、本発明に基づく図4の自律的宇宙
機の実施例の中に見られる任務分析器の機能性の要部を
説明する代表的フローチャートである。ブロック701
では任務分析器は、HLC処理装置によって指示された
任務動作を評価するため、センサー読み値、作動装置コ
マンド、及び他の宇宙機情報を監視する複数の「動作モ
ニター」を利用する。例えば、異なる動作モニター(ソ
フトウェア・モジュール)が反動推進エンジンベースの
制御モード対車輪ベースの制御モードの為に、使用可能
となる可能性もある。特に、ブロック703において、
動作モニターを使用可能或いは使用禁止にするコマンド
が受信されれば、任務分析器はブロック705に分岐し
て、全ての使用可能な動作モニターによって監視を続け
るためブロック701に戻る前に、そのようなコマンド
を実行する。
機の実施例の中に見られる任務分析器の機能性の要部を
説明する代表的フローチャートである。ブロック701
では任務分析器は、HLC処理装置によって指示された
任務動作を評価するため、センサー読み値、作動装置コ
マンド、及び他の宇宙機情報を監視する複数の「動作モ
ニター」を利用する。例えば、異なる動作モニター(ソ
フトウェア・モジュール)が反動推進エンジンベースの
制御モード対車輪ベースの制御モードの為に、使用可能
となる可能性もある。特に、ブロック703において、
動作モニターを使用可能或いは使用禁止にするコマンド
が受信されれば、任務分析器はブロック705に分岐し
て、全ての使用可能な動作モニターによって監視を続け
るためブロック701に戻る前に、そのようなコマンド
を実行する。
【0041】もし事象ブロック711に示されているよ
うに、監視されている動作データの中に異常な傾向が検
出されれば、任務分析器は現在のスクリプトや目標、或
いはシステム操作に修正が行われるべきかどうかをブロ
ック713で検討する。修正すべき場合、そのような修
正は、図4に関して先に説明した方法で、ブロック71
5において実行される。その後、任務分析器は修正を地
上支援と任務分析器に報告し、ブロック701に戻り実
行可能な監視タスクを続ける。任務分析器が、ブロック
721に示されているように、問題となるレベルに達し
ている傾向又はや異常を識別し、且つブロック723及
び715を通してその問題に従事できない場合、任務分
析器はブロック725で宇宙機を安全モードに移行する
という手段を取り、地上支援の指示を待つこともでき
る。
うに、監視されている動作データの中に異常な傾向が検
出されれば、任務分析器は現在のスクリプトや目標、或
いはシステム操作に修正が行われるべきかどうかをブロ
ック713で検討する。修正すべき場合、そのような修
正は、図4に関して先に説明した方法で、ブロック71
5において実行される。その後、任務分析器は修正を地
上支援と任務分析器に報告し、ブロック701に戻り実
行可能な監視タスクを続ける。任務分析器が、ブロック
721に示されているように、問題となるレベルに達し
ている傾向又はや異常を識別し、且つブロック723及
び715を通してその問題に従事できない場合、任務分
析器はブロック725で宇宙機を安全モードに移行する
という手段を取り、地上支援の指示を待つこともでき
る。
【0042】上述の本発明の詳細な説明と関連した図面
を見れば、当業者にとって、他の修正やバリエーション
が可能なことは今や自明である。例えば、ここで説明さ
れた自律制御に関連した機能性は、宇宙機の実施を例に
とって説明されているが、そのような機能は、例えば航
空機や潜水艦や発電所のような、故障管理のための非自
律的アプローチを取り入れていない宇宙機以外のどんな
遠隔システム内においても設置が可能である。また、H
LC処理装置の使用は、説明されている実施例では望ま
しいが、自律制御システムに必ずしも組み込む必要はな
い。その代わりに、一つ又はそれ以上の故障分析器、任
務分析器及び任務管理装置が直接LLCを生成しフライ
ト管理装置に送信することもできる。同様に、そうでな
い場合でも、多くの方法で、HLC処理装置又は自律制
御システムの全ての機能を、結合し或いは分配すること
ができる。そのような、あるいはそれ以外の修正やバリ
エーションが、請求の範囲で述べられている本発明の精
神や範囲から逸脱することなく、ここで説明されている
実施例において遂行できることは明らかである。
を見れば、当業者にとって、他の修正やバリエーション
が可能なことは今や自明である。例えば、ここで説明さ
れた自律制御に関連した機能性は、宇宙機の実施を例に
とって説明されているが、そのような機能は、例えば航
空機や潜水艦や発電所のような、故障管理のための非自
律的アプローチを取り入れていない宇宙機以外のどんな
遠隔システム内においても設置が可能である。また、H
LC処理装置の使用は、説明されている実施例では望ま
しいが、自律制御システムに必ずしも組み込む必要はな
い。その代わりに、一つ又はそれ以上の故障分析器、任
務分析器及び任務管理装置が直接LLCを生成しフライ
ト管理装置に送信することもできる。同様に、そうでな
い場合でも、多くの方法で、HLC処理装置又は自律制
御システムの全ての機能を、結合し或いは分配すること
ができる。そのような、あるいはそれ以外の修正やバリ
エーションが、請求の範囲で述べられている本発明の精
神や範囲から逸脱することなく、ここで説明されている
実施例において遂行できることは明らかである。
【図1】従来の宇宙機と従来の地上ベースの制御システ
ムとの相互作用を示した概略ブロック線図であり、そこ
に関連した多くの問題の幾つかを説明するために使用さ
れる。
ムとの相互作用を示した概略ブロック線図であり、そこ
に関連した多くの問題の幾つかを説明するために使用さ
れる。
【図2】本発明に基づいて作られた自律的宇宙機及び地
上支援システムの概略ブロック線図であり、任務目的を
達成するための宇宙機操作の自律的操作及び制御を示
す。
上支援システムの概略ブロック線図であり、任務目的を
達成するための宇宙機操作の自律的操作及び制御を示
す。
【図3】図2の自律的宇宙機及び地上支援システムの代
表的実施例の概略ブロック線図であり、本発明に基づく
自律的故障検出、識別、修復処理、及び自律的任務異常
又は傾向の検出並びに適応といった特徴を説明するため
に使用される。
表的実施例の概略ブロック線図であり、本発明に基づく
自律的故障検出、識別、修復処理、及び自律的任務異常
又は傾向の検出並びに適応といった特徴を説明するため
に使用される。
【図4】本発明に基づいて作られた、図3の自律的宇宙
機の詳細な実行形態を表す概略ブロック図である。
機の詳細な実行形態を表す概略ブロック図である。
【図5】本発明に基づく図4の自律的宇宙機の実施例内
に見られる、任務管理装置の機能性の要部を説明する代
表的フローチャートである。
に見られる、任務管理装置の機能性の要部を説明する代
表的フローチャートである。
【図6】本発明に基づく図4の自律的宇宙機の実施例内
に見られる、故障分析器及び安全モード操作の機能性の
要部を説明する代表的フローチャートである。
に見られる、故障分析器及び安全モード操作の機能性の
要部を説明する代表的フローチャートである。
【図7】本発明に基づく図4の自律的宇宙機の実施例内
に見られる、任務分析器の機能性の要部を説明する代表
的フローチャートである。
に見られる、任務分析器の機能性の要部を説明する代表
的フローチャートである。
【符号の説明】 105、107 トランシーバ 109 連続監視、制御システム 111 フライト管理装置 113 センサー 115 作動装置 117 ペイロード処理装置 119 ペイロード 205、253 トランシーバ 207 フライト管理装置 209 作動装置 211 センサー 213 ペイロード処理装置 215 ペイロード 217 任務制御装置 219 任務目標 221 任務計画 255 支援システム 257 試験台
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ローレイン エム フェスク アメリカ合衆国 カリフォルニア州 90293 プラヤ デル レイ エスプラナ ーデ 6738
Claims (22)
- 【請求項1】 地上基地システムと宇宙機とを有し、複
数の任務目的を実行するために使われる作動状態を有す
る宇宙機システムにおいて、その宇宙機が、複数の作動
装置と、宇宙機の作動状態を示すデータを作る複数のセ
ンサーと、複数の作動装置及び複数のセンサーと結合さ
れ、複数の低次コマンドのどれかに従って複数の作動装
置を制御するフライト管理装置と、フライト管理装置に
向けられた、地上基地システムからの複数の低次コマン
ドのうち選択されたもの及び複数の任務目的を表す複数
の高次コマンドのうち選択されたもの双方の受信ができ
るトランシーバと、通信でフライト管理装置と連結され
ており、トランシーバで受信された複数の高次コマンド
のうち選択されたものをスケジューリングし、時に再ス
ケジューリングすることによって、自律的に複数の任務
目的を実行しようと試みる自律制御システムとから成
り、上記自律制御システムが、複数の高次コマンドのう
ち選択されたものから、フライト管理装置に送られる低
次コマンドのシーケンスを生成することを特徴とする宇
宙機システム。 - 【請求項2】 前記自律制御システムが、宇宙機の作動
状況における故障状態を検出しその修復を図るために、
複数のセンサーによって作られたデータを分析する故障
検出、修復モジュールから成ることを特徴とする、上記
請求項1に記載の宇宙機システム。 - 【請求項3】 前記自律制御システムが、故障検出、修
復モジュールに応えて、検出された故障状態に適応する
ため複数の高次コマンドのうち選択されたものの再スケ
ジューリングを図る任務代理装置を更に含むことを特徴
とする、上記請求項2に記載の宇宙機システム。 - 【請求項4】 前記自律制御システムが、宇宙機の作動
状態における予定外の動作を検出し、それへの適応を図
るため、複数のセンサーによって作成されたデータを分
析する動作分析器を含むことを特徴とする、上記請求項
1に記載の宇宙機システム。 - 【請求項5】 前記自律制御システムが、動作分析器に
応えて、検出された予定外の動作に適応するため、複数
の高次コマンドのうちの選択されたものの再スケジュー
リングを図る任務代理装置を更に含んでいることを特徴
とする、上記請求項4に記載の宇宙機システム。 - 【請求項6】 前記自律制御システムが、複数の高次コ
マンドのうち選択されたものから、フライト管理装置に
送信される低次コマンドのシーケンスを生成するコマン
ド処理装置を含んでいることを特徴とする、上記請求項
1に記載の宇宙機システム。 - 【請求項7】 複数の任務目的を実行するために使われ
る作動状態を有する宇宙機において、その宇宙機が、宇
宙機の作動状態を示すデータを作成する複数のセンサー
と、複数の動作装置と、複数の動作装置制御のため通信
で連結されていて、受信した命令に従って作動する制御
装置と、作成したデータを監視し評価するため複数のセ
ンサーと通信で連結されている分析器と、分析器と通信
で連結されていて、複数の任務目的を自律的に実行する
ために、制御装置への命令をスケジューリングし、また
時に再スケジューリングする任務管理装置とから成るこ
とを特徴とする宇宙機。 - 【請求項8】 前記分析装置が、宇宙機の作動状態にお
ける故障状態を検出し、修復を図るため、複数のセンサ
ーによって作成されたデータを分析する故障検出、修復
モジュールを含んでいることを特徴とする、上記請求項
7に記載の宇宙機。 - 【請求項9】 前記任務管理装置が、故障検出、修復モ
ジュールに応え、検出された故障状態に適応するため、
制御装置への命令の再スケジューリングを行うことを特
徴とする、上記請求項8に記載の宇宙機。 - 【請求項10】 前記分析装置が、宇宙機の作動状態に
おける予定外の動作を検出しそれへの適応を図るため
に、複数のセンサーによって作成されたデータを分析す
る動作分析器を含んでいることを特徴とする、上記請求
項7に記載の宇宙機。 - 【請求項11】 前記分析装置が、宇宙機の作動状態に
おける予定外の動作を検出しそれへの適応を図るため
に、複数のセンサーによって作成されたデータを分析す
る動作分析器を更に含んでいることを特徴とする、上記
請求項9に記載の宇宙機。 - 【請求項12】 命令のシーケンスが、宇宙機内に階層
配列で記憶されていることを特徴とする、上記請求項9
に記載の宇宙機。 - 【請求項13】 複数の任務目的を実行するために使わ
れる作動状態を有する宇宙機において、その宇宙機が、
複数の作動装置と、宇宙機の作動状態を示すデータを作
成する複数のセンサーと、作成したデータを監視、評価
するため複数のセンサーと通信で連結されている分析器
と、分析器と通信で連結されており、複数の任務目的を
自律的に実行するため高次の命令をスケジューリング、
又時には再スケジューリングする任務管理装置と、任務
管理装置からスケジューリングされた高次の命令を受け
とるため通信で連結されており、受信した高次の命令か
ら低次の命令を生成するコマンド処理装置と、複数の作
動装置を制御するために通信で連結されており、コマン
ド処理装置から受けとった低次の命令に従って作動する
制御モジュールから成ることを特徴とする宇宙機。 - 【請求項14】 前記分析装置が、宇宙機の作動状態に
おける故障状態を検出し自律的修復を図るために複数の
センサーによって作成されたデータを分析する故障検
出、修復モジュールを含んでいることを特徴とする、上
記請求項13に記載の宇宙機。 - 【請求項15】 前記分析装置が、宇宙機の作動状態に
おける予定外の動作を検出しそれへの適応を図るため複
数のセンサーによって作成されたデータを分析する動作
分析器を含んでいることを特徴とする、上記請求項13
に記載の宇宙機。 - 【請求項16】 高次の命令のシーケンスが宇宙機内に
階層配列で記憶されていることを特徴とする、上記請求
項13に記載の宇宙機。 - 【請求項17】 低次の命令のシーケンスを収めたライ
ブラリを更に含み、コマンド処理装置がそのライブラリ
を参照して各高次の命令に対する低次の命令を生成する
ことを特徴とする、上記請求項16に記載の宇宙機。 - 【請求項18】 複数の任務目的を実行することのでき
る作動状態を持った宇宙機を有する宇宙機システムにお
いて、その宇宙機システムが、各々が地上トランシーバ
を備えた複数の地上ユニットと、宇宙機に配置された複
数の作動装置と、宇宙機に配置され、宇宙機の作動状態
を示すデータを作成する複数のセンサーと、宇宙機に配
置され、複数の低次コマンドのいずれかに従って複数の
作動装置を制御するフライト管理装置と、宇宙機に配置
され、少なくとも複数の地上ユニットの一つからフライ
ト管理装置への複数の低次コマンドを受信し、その経路
を指定することのできる宇宙機トランシーバと、宇宙機
に配置され、フライト管理装置と宇宙機トランシーバの
両方と通信で連結されており、高次コマンドの受信、ス
ケジューリング、又時にその再スケジューリングを通し
て、複数の任務目的を自律的に実行する自律制御システ
ムとから成り、前記自律制御システムがフライト管理装
置への送信のため、高次コマンドを低次コマンドのシー
ケンスに変換することを特徴とする、宇宙機システム。 - 【請求項19】 複数の地上ユニットの少なくとも一つ
が、地上支援システムを備えていることを特徴とする、
上記請求18に記載の宇宙機システム。 - 【請求項20】 複数の地上ユニットの少なくとも一つ
が、一つ又はそれ以上の高次コマンドを、宇宙機トラン
シーバを通して自律制御システムへ送信し始めるための
ユーザ・インタフェースを有する伝送器を含んでいるこ
とを特徴とする、上記請求項19に記載の宇宙機システ
ム。 - 【請求項21】 前記自律制御システムが、宇宙機の作
動状態における故障状態を検出し自律的修復を試みるた
め複数のセンサーによって作成されたデータを分析する
故障検出、修復モジュールを含むことを特徴とする、上
記請求項20に記載の宇宙機。 - 【請求項22】 前記自律制御システムが、宇宙機の作
動状態における予定外の動作を検出しそれへの適応を試
みるため複数のセンサーによって作成されたデータを分
析する動作分析器を更に含むことを特徴とする、上記請
求項21に記載の宇宙機。
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|---|---|---|---|
| US08/865,290 US5951609A (en) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | Method and system for autonomous spacecraft control |
| US08/865290 | 1997-05-29 |
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