JPS63291173A - 航空機検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 空港内を地上走行する航空機の管制システムにおいて、
航空機の位置９機種等を決定することは重要な事項であ
り、本発明は非接触温度センサを用いて航空機の存在を
検出する装置、更に該検出装置からの温度パタン出力に
より航空機の機種を決定する装置に関する。

従来の技術 温度計測による航空機の検出および航空機の機種判別を
行う装置は従来な（・。

一般に、被測定物の存在を検出する場合には、被測定物
が計測エリア内に存在しな（・場合のレベルと、被測定
物が計測エリア内に存在する場合のレベルとのレベル差
を検出し、該レベル差が一定の閾値以上である場合に被
測定物が存在すると判定する。ループコイルを用いた電
磁方式などがその例であり一部空港内を地上送行する航
空機の管制システムに用いられている。

発明が解決しようとする問題点 前述のループコイル方式などの電磁方式の場合は、前記
閾値を予め決定することは容易であり、また天候其他の
空港内での環境変化等ｔこよる測定値の時間的変化は急
激でなく、自動補正も比較的容易である。

しかしながら、空港内等の外気温度を対象とするような
温度計測のシステムにお（・ては、外気温度の時間的変
化が急激でありかつその変化幅も大キ＜、そのため閾値
の自動補正は容易ではない。

また、完全自動化システムを考えた場合、測定開始のた
めの検出装置の起動時、所謂システム立上げ時に、被測
定物が既に計測エリアに存在するような場合ンこは、前
記閾値を決めることすら困難である。

まして温度計測により航空機の機種を識別することは更
に困難であった。

問題点を解決するための手段 本発明は、前述の問題点を考慮し、航空機が確実に通過
するエリアに照準を合わせた赤外線放射温度計のごとき
非接触温度センサと、航空機が確実に通過しないエリア
に照準を合わせた同様の非接触温度センサとを用意し、
両温度センサにより検出されるレベルの差から、測定し
即座に航空機の存在を検出する手段により解決するもの
である。

また、航空機は機種によって構造的特徴を有し、特に温
度パタンの面から見ると、「エンジン基数」、「エンジ
ンの相対位置」、および「エンジン間の相対距離」に大
きな特徴がある。本発明では前述の諸点に着眼し、前記
諸特徴点を抽出することにより、航空機の存在を検出す
る手段から進んで、航空機の機種を識別する装置を提供
しようとするものである。

即ち、非接触温度センサを用い航空機の通過する部分の
温度変化を検出する対象温度検出部と、非接触温度セン
サを用い航空機の通過しない部分の温度を検出する背景
温度検出部と、前記対象温度検出部から出力される対象
温度信号と前記背景温度検出部から出力される背景温度
信号との差分演算を行う差分演算部とが具備され、航空
機が存在する場合にのみ前記差分演算部より差分温度信
号が出力される構成の装置により航空機の存在を検出す
るものであり、更に、非接触温度センサを用い航空機の
通過する部分の温度変化を検出する対像温度検出部と非
接触温度センサを用い航空機の通過しない部分の温度を
検出する背景温度検出部と前記対象温度検出部から出力
される対象温度信号と前記背景温度検出部から出力され
る背景温度信号との差分演算を行う差分演算部とが具備
され航空機が存在する場合にのみ前記差分演算部より差
分温度信号が出力される構成とされている航空機検出部
と、該航空機検出部よりの出力差分温度信号を量子化し
て記憶する温度記憶部と、該温度記憶部から出力される
時系列温度データにより該当する航空機の温度パタンを
形成する温度パタン形成部と、該温度パタン形成部より
出力される温度パタンを航空機の存在時間について正規
化する正規化処理部と、該正規化処理部から出力される
正規化温度パタンから航空機の温度につ（・ての特徴量
であるピーク数を求めるピーク数計測部と前記正規化温
度パタンからピークの位置を求めるピーク位置計測部と
前記正規化温度パタンから複数のピークが存在する場合
に前記ピーク間の距離を求めるピーク間距離計測部とか
らなる特徴抽出部と、予め航空機の機種毎の基準特徴デ
ータを記憶しておく既知パタン記憶部と、該既知パタン
記憶部からの既知の基準特徴データと前記特徴抽出部か
らの特徴データとを比較して航空機の機種を判定する機
種判定部とを具備する構成の装置により航空機の機種も
識別せんとするものである。

作　　　用 航空機の検出のみに用いる場合には、航空機の通過する
部分に照準を合わせた対像温度検出部よりの対象温度信
号と、航空機の通過しない部分に照準を合わせた背景温
度検出部よりの背景温度信号とを差分演算部に入力し、
航空機検出装置より、差分温度信号を出力し航空機の有
無を検出する。

また、航空機の機種の識別まで行う場合には前述の航空
機検出装置を航空機検出部とし、該航空機検出部よりの
アナジグの差分温度信号を温度記憶部に入力し、該温度
記憶部で前記差分温度信号をＡ／Ｄ変換後、時系列の航
空機温度データとして記憶する。該時系列航空機温度デ
ータを温度パタン形成部に入力し、前記時系列温度デー
タからノイズを除去し、検出すべき航空機の温度パタン
を作成し出力する。該温度パタンを正規化処理部に入力
し前記温度パタンな、航空機の機種如何に拘らず、移動
する航空機の存在時間が一定になるように、同一時間長
に正規化して、当該航空機の正規化温度パタンを作成す
る。該正規化温度−パタンを特徴抽出部に入力し、前記
正規化温度パタンから、例えば、航空機の構造上の特徴
であるエンジンの数９位置に相当するピーク数、ピーク
位置。

ピーク間距離等の特徴を抽出する。

前記特徴抽出部で抽出された航空機の特徴を、予め用意
しである航空機の機種毎の基準特徴パタンと比較し、機
種判定部で当該航空機の機種を識別する。

実　　施　　例 以下、図面に示す実施例につき説明する。

特許請求の範囲第１項に示す航空機検出装置の実施例は
、第１図に示す如く、対象温度検出部１ａと、背景温度
検出部１ｂと差分演算部ＩＣとよりなる航空機検出部１
のみよりなる。

前記対象温度検出部１ａは、第４図に示す如く、航空機
８の通過する検出エリアＡの温度を検出する部分で、非
接触温度センサとしては、通常、赤外線放射温度計を用
いる。前記検出エリアＡは航空機８のうち最も高温とな
るエンジン部分９を含むように照準設定される。

前記背景温度検出部１ｂは、第４図に示す如く、航空機
８の通過しない背景の検出エリアＢの温度を検出する部
分で、非接触温度センサとしては、通常、前述同様赤外
線放射温度計を用（・る。前記検出エリアＢは航空機８
の機体の通過しない空の部分に照準設定される。

前記差分演算部１ｃは、前記対像温度検出部１ａから出
力される対象温度信号と、前記背景温度検出部１ｂから
出力される背景温度信号とがそれぞれ入力され、両温度
信号の差分演算を行う部分であり、前記検出エリアＡに
航空機８が存在するときのみ前記差分演算部１ｃから差
分温度信号を出力する。

前述の対象温度検出部１ａと背景温度検出部１ｂとを設
け、雨検出部１ａ、ｌｂからの温度信号の差分演算を行
う構成とすることにより、時間経過、天候変化等による
背景温度のドリフトによる影響は除去され、航空機８の
存在のみが検出され、全自動化による航空機８の検出が
可能となる。従って、例えば、本装置の起動時に既に航
空機が検出エリアに存在して（・る場合でも、航空機の
検出が可能である。

次に特許請求の範囲第２項に示す航空機検出装置の実施
例は、第２図に示す構成とされている。前述と同じく第
１図に示す如き対像温度検出部１ａと、背景温度検出部
１ｂと、差分演算部１ｃとよりなる航空機検出部１と、
該航空機検出部１より出力される差分温度信号を量子化
して記憶する温度記憶部２と、該温度記憶部２から出力
される時系列温度データにより該当する航空機８の温度
パタンを形成する温度パタン形成部３と、該温度パタン
形成部３より出力される温度パタンを航空機８の検出存
在時間について正規化する正規化処理部４と、該正規化
処理部４から出力される正規化温度パタンから特徴デー
タを抽出、出力する特徴抽出部５と、予め航空機の機種
毎の基準特徴データを記憶しておく既知パタン記憶部６
と、該既知パタン記憶部６からの既知の基準特徴データ
と前記特徴抽出部５からの特徴データとを比較して航空
機の機種を判定する機種判定部７とよりなり、前記特徴
抽出部５は、第３図に示す如く、前記正規化処理部４か
ら出力される正規化温度パタンから航空機８の温度につ
いての特徴量であるピーク数を求めるピーク数計測部５
ａと、前記正規化温度パタンからピークの位置を求める
ピーク位置計測部５ｂと、前記正規化温度パタンから複
数のピークが存在する場合に前記ピーク間の距離を求め
るピーク間距離計測部５Ｃとからなって（・る。

前記温度記憶部２は前記航空機検出部１から入力された
アナログの差分温度信号をＡ／Ｄ変換し、時系列の温度
データとして記憶しておく部分であり、前記温度データ
の記憶は予め定めである一定時間間隔で行う。該一定時
間間隔は、航空機検出システムの要求する処理時間に応
じて決定されるもので、時間間隔の下限値は非接触温度
センサである赤外線放射温度計の応答速度で決まる。前
記温度パタン形成部３に入力される前記温度記憶部２か
らの時系列温度データには各種のノイズが含まれること
があり、前記温度パタン形成部３において、前記ノイズ
を除去した後、当該航空機８の先頭１０および末尾１１
を検出し、先頭１０から末尾１１に至る当該航空機８の
温度パタンを形成する。

前記ノイズの原因と考えられるものとしては、温度パタ
ンの割れ、感知時間の短いもの等によるものがあるが、
そハぞれオフディレィ処理、オンディレィ処理により除
去される。

前記正規化処理部４においては、機体長の異なる種々の
航空機を、温度パタン形成部３より入力される温度パタ
ンにより識別するために、航空機８の先頭１０から末尾
１１に至る温度パタンの時間軸方向の正規化処理が必要
となる。正規化処理とは第５図、第６図に示す如く、温
度パタン形成部３で得られた温度パタンを機種を異にす
る航空機のいずれの存在時間も一定になるように時間軸
処理を行うものであり、この処理により、第５図に示す
如く同一機種Ｂ　−７４７の場合、ＮＬｌ、＆２．Ｎａ
、３の航空機を異にしてもＢ−７４７の特徴のある正規
化温度パタンか得られ、また第６図に示す如く、機種を
異にするＡ−３００，Ｂ−７６７、ＤＣ−９の各航空機
の特徴を明示する正規化温度パタンか得られる。

前記特徴抽出部５に入力される前記正規化温度パタンは
、前述の如く、航空機の機種によって各種の構造的特徴
を有しているが、航空機８を機体長方向に先頭１０から
末尾１１まで検査した場合の温度パタンに最も影響を与
え、かつ機種毎に相違するものは、最も高温となるエン
ジン部分の構造である。故に本発明の特徴抽出部５にお
いては、前述の通り、ピーク数計測部５ａ、ピーク位置
計測部５ｂ、およびピーク間距離計測部５ｃを具備し、
それぞれ前記入力される正規化温度パタンよりエンジン
基数、エンジンの相対位置およびエンジン間の相対距離
の各特徴を計測する。

前述のエンジン基数の計測は第５図、第６図に示す如く
、正規化温度パタンのピーク数の計測により行われる。

正規化温度パタンは、走査したエンジン基数と同数のピ
ークを有するものであり、ピーク数により以下の如き分
類が可能である。

ピーク数Ｏの場合・・・・・・走査した検出エリアにエ
ンジンが存在しない 小型機である。

ピーク数１の場合・・・・・・左右に１基宛のエンジン
が存在する２発機で ある。

ピーク数２の場合・・・・・・左右及び尾部にエンジン
が存在する３発機ま たは左右に２基宛のエ ンジンが存在する４発 機である。

第４図はピーク数２の場合の機種のものである。

前述のエンジンの相対位置の計測は、前記正規化温度パ
タンのピーク位置の計測によって行われる。

正規化温度パタンは、エンジンの相対位置に応じたピー
クを有するものであり、エンジンの相対位置の相違に基
づくピーク位置の相違により次の如ぎ分類が可能である
。

ピーク位置が正規化温度パタンの前中部にあるものは主
翼エンジンがあることを示す。

ピーク位置が正規化温度パタンの後部にあるものは尾翼
エンジンがあることを示す。

前述のエンジン間の相対距離の計測は、前記正規化温度
パタンのピーク間距離の計測によって行われる。

３基以上のエンジンを有する航空機の分類には、エンジ
ン間の相対距離の計測が有効である。

即ち、前記正規化温度パタンで複数のピークが存在する
場合ピーク間の距離を求めて機種を分類する。例えば、 第１、第２ピーク間の距離が大である場合・・・３発機
である。即ち主翼エンジンと尾翼エンジンとを具備する
。

第１、第２ピーク間の距離が小である場合・・・４発機
である、即ち主翼エンジンが左右に各２基具備されてい
る。

前記既知パタン記憶部には、前述のエンジン基数、エン
ジンの相対位置、エンジンの間の相対距離に対応する機
種別の既知の基準特徴データが記憶さハている。

前述の如く機種を異にする航空機はエンジン部分の構造
の相違に大きな特徴がある。本発明の装置では前記に特
徴を利用して機種を識別せんとするものであり、前述の
通り、エンジンに関する情報は、前記正規化温度パタン
のピークに関する情報で求めることができる。

前記既知パタン記憶部には機種別の各航空機毎の「ピー
ク数」、「ピーク位置」、「ピーク間距離」の基準特徴
データを記憶しておく。

前記機種判定部は、前記正規化温度パタンより前記特徴
抽出部で抽出された「ピーク数」、「ピーク位置」、「
ピーク間距離」の各特徴データと、前記既知パタン記憶
部に予め記憶されている基準特徴データとを入力比較し
て該当する航空機の機種を識別する。

発明の効果 本発明は、非接触温度センサを２個使用し、航空機が確
実に通過するエリアと、航空機が確実に通過しないエリ
アとにそハぞれ照準を合わせ、航空機の存在の有無を定
めうる閾値を何等考慮することなく、両非接触温度セン
サの検出レベルの差から測定開始の際の航空機の存否如
何に拘らず、即座に航空機の存在を検出することができ
るものであり、更に存在する航空機の機種の構造的特徴
を検出、抽出し、航空機の機種を即座に識別することが
でき、時々刻々の空港内を移動する航空機の存否、識別
に役立つ。

【図面の簡単な説明】

第１図は航空機検出部実施例の構造説明図、第２図は航
空機の機種を識別しうる実施例の構成説明図、第３図は
同上特徴抽出部の構成説明図、第４図は航空機と検出エ
リアとの関係位置説明図、第５図、第６図は機種別の正
規化温度パタン線図である。 ■＝航空機検出部、１ａ：対象温度検出部、１ｂ＝背景
温度検出部、１ｃ：差分演算部、２：温度記憶部、３：
温度パタン形成部、４：正規化処理部、５：特徴抽出部
、６：既知パタン記憶部、７二機種判定部、８：航空機
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）非接触温度センサを用い航空機の通過する部分の
   温度変化を検出する対象温度検出部 と、非接触温度センサを用い航空機の通過しない部分の
   温度を検出する背景温度検出部 と、前記対象温度検出部から出力される対象温度信号と
   前記背景温度検出部から出力される背景温度信号との差
   分演算を行う差分演算部とが具備され、航空機が存在す
   る場合にのみ前記差分演算部より差分温度信号が出力さ
   れることを特徴とする航空機検出装置
2. （２）非接触温度センサを用い航空機の通過する部分の
   温度変化を検出する対象温度検出部と非接触温度センサ
   を用い航空機の通過しない部分の温度を検出する背景温
   度検出部と前記対象温度検出部から出力される対象温度
   信号と前記背景温度検出部から出力される背景温度信号
   との差分演算を行う差分演算部とが具備され航空機が存
   在する場合にのみ前記差分演算部より差分温度信号が出
   力される構成とされている航空機検出部と、該航空機検
   出部より出力される差分温度信号を量子化して記憶する
   温度記憶部と、該温度記憶部から出力される時系列温度
   データにより該当する航空機の温度パタンを形成する温
   度パタン形成部と、該温度パタン形成部より出力される
   温度パタンを航空機の存在時間について正規化する正規
   化処理部と、該正規化処理部から出力される正規化温度
   パタンから航空機の温度についての特徴量であるピーク
   数を求めるピーク数計測部と前記正規化温度パタンから
   ピークの位置を求めるピーク位置計測部と前記正規化温
   度パタンから複数のピークが存在する場合に前記ピーク
   間の距離を求めるピーク間距離計測部とからなる特徴抽
   出部と、予め航空機の機種毎の基準特徴データを記憶し
   ておく既知パタン記憶部と、該既知パタン記憶部からの
   既知の基準特徴データと前記特徴抽出部からの特徴デー
   タとを比較して航空機の機種を判定する機種判定部とを
   具備することを特徴とする航空機検出装置。