(57)【要約】  移動体の操縦支援を行った後、操縦者による操縦の再開にスムーズに移行することができる操縦支援装置を提供する。  操縦支援装置は、航空機が移動する際の危険度を算出し、算出した危険度に基づいて、航空機の操縦者に対して操縦支援を行う。ここで、算出した危険度に応じて、航空機の操縦者の操縦権限を決定する。このため、操縦者の操縦権限を完全に剥奪することなく、危険度に応じた操舵権限を付与したままとしている。
2012042598.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体が移動する際の危険度を算出し、算出した危険度に基づいて、前記移動体の操縦者に対して操縦支援を行う操縦支援装置であって、
算出した前記危険度に応じて、前記移動体の操縦者の操縦権限を決定することを特徴とする操縦支援装置。
【請求項２】
前記移動体における目標移動体状態と、前記移動体の移動体状態とを求め、求めた移動体の前記移動体状態と前記移動体における目標移動状態とを比較し、前記移動体の移動体状態を前記目標移動状態に近づける方向に前記移動体状態を修正する方向への操縦権限を付与する請求項１に記載の操縦支援装置。
【請求項３】
前記移動体の目標到達位置を設定し、前記目標到達位置と現在位置とに基づいて、前記移動体の移動体状態を設定し、
前記移動体の現在位置が、前記目標到達位置から遠いほど、前記移動体の移動体状態の自由度を高く設定する請求項１または請求項２に記載の操縦支援装置。
【請求項４】
前記移動体の操縦不調状態を検出し、
前記移動体が操縦不調状態となったときに、前記移動体の停止位置を決定し、
決定した前記移動体の停止位置に前記移動体を誘導する請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載の操縦支援装置。
【請求項５】
前記移動体が航空機であり、
前記停止位置として着陸可能位置を探索し、
前記停止位置としての着陸可能位置が探索された場合には、探索された着陸可能位置を前記停止位置として決定し、
前記停止位置としての着陸可能位置が探索されなかった場合に、緊急着陸制御を行う請求項４に記載の操縦支援装置。
【請求項６】
前記停止位置として着陸可能位置が探索されなかった場合に、前記航空機の方位を変更した後、前記停止位置として着陸可能位置を再度探索する請求項５に記載の操縦支援装置。
【請求項７】
前記移動体が航空機であり、
前記航空機を着陸させる際に、着陸位置における風向きを取得する風向き取得手段を備えており、
取得した風向きに応じて前記航空機の誘導位置を調整する請求項１〜請求項６のうちのいずれか１項に記載の操縦支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操縦支援装置に係り、車両や航空機などの移動体の運転や操縦の支援を行う操縦支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体の操縦支援を行う装置として、従来、車線の逸脱を防止する操舵支援などの運転支援を行うレーン逸脱防止システムが知られている（たとえば、特許文献１参照）。このレーン逸脱防止システムは、車両が走行する走行レーンをキープする際に設定される目標とのずれを判定し、判定結果に基づいて、走行レーンをキープするための操舵制御を行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１２５９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１に開示されたレーン逸脱防止システムにおいては、走行レーンをキープするための操舵制御が開始されると、操舵制御を行っている間、運転者による運転が行えなくなってしまうものであった。このため、操舵制御が終了した後、運転者が運転を再開しようとしたときに、運転の再開にスムーズに移行することが難しくなるという問題があった。この問題は、車両に限らず、たとえば航空機などを含めた移動体を操縦者が操縦するときに操縦支援を行った際にも生じるものである。【０００５】
そこで、本発明の課題は、移動体の操縦支援を行った後、操縦者による操縦の再開にスムーズに移行することができる操縦支援装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決した本発明に係る操縦支援装置は、移動体が移動する際の危険度を算出し、算出した危険度に基づいて、移動体の操縦者に対して操縦支援を行う操縦支援装置であって、算出した危険度に応じて、移動体の操縦者の操縦権限を決定することを特徴とする。【０００７】
本発明に係る操縦支援装置においては、移動体が移動する際の危険度を算出し、算出した危険度に基づいて、移動体の操縦者に対して操縦支援を行う。このとき、算出した危険度に応じて、移動体の操縦者の操縦権限を決定している。このため、操縦支援を行う際に、操縦者の操縦権限を一律に剥奪することなく、操縦支援を行うこととなる。したがって、操縦者は、操縦権限に応じた操縦を継続することとなるので、移動体の操縦支援を行った後、操縦者による操縦の再開にスムーズに移行することができる。【０００８】
ここで、移動体における目標移動体状態と、移動体の移動体状態とを求め、求めた移動体の移動体状態と移動体における目標移動状態とを比較し、移動体の移動体状態を目標移動状態に近づける方向に移動体状態を修正する方向への操縦権限を付与する態様とすることができる。【０００９】
このように、移動体の移動体状態を目標移動状態に近づける方向に移動体状態を修正する方向への操縦権限を付与することにより、安定した移動を行うための移動体状態に移動体を近づけやすくすることができる。【００１０】
また、移動体の目標到達位置を設定し、目標到達位置と現在位置とに基づいて、移動体の移動体状態を設定し、移動体の現在位置が、目標到達位置から遠いほど、移動体の移動体状態の自由度を高く設定する態様とすることができる。【００１１】
このように、移動体の現在位置が、目標到達位置から遠いほど、移動体の移動体状態の自由度を高く設定することにより、移動体を目標到達位置に移動させる際に、操縦制御の介入を小さくすることができる。【００１２】
さらに、移動体の操縦不調状態を検出し、移動体が操縦不調状態となったときに、移動体の停止位置を決定し、決定した移動体の停止位置に移動体を誘導する態様とすることができる。【００１３】
このように、移動体が操縦不調状態となったときに、移動体の停止位置を決定し、決定した移動体の停止位置に移動体を誘導することにより、移動体を早期に停止位置に移動させることができる。【００１４】
さらに、移動体が航空機であり、停止位置として着陸可能位置を探索し、停止位置としての着陸可能位置が探索された場合には、探索された着陸可能位置を停止位置として決定し、停止位置としての着陸可能位置が探索されなかった場合に、緊急着陸制御を行う態様とすることができる。【００１５】
このように、移動体が航空機である場合には、停止位置としてまず空き地や広い幅の道路などの着陸可能位置を探索し、着陸可能位置が探索されなかった場合に、緊急着陸制御を行う。このため、緊急着陸を極力させることができ、着陸可能位置により高い割合で航空機を着陸させることができる。【００１６】
また、停止位置として着陸可能位置が探索されなかった場合に、航空機の方位を変更した後、停止位置として着陸可能位置を再度探索する態様とすることができる。【００１７】
このように、着陸可能位置が探索されなかった場合でも、方位を変更することにより、着陸可能位置を探索することができる。【００１８】
そして、移動体が航空機であり、航空機を着陸させる際に、着陸位置における風向きを取得する風向き取得手段を備えており、取得した風向きに応じて航空機の誘導位置を調整する態様とすることができる。【００１９】
風向きによっては、航空機の着陸が不利となることがあるが、取得した風向きに応じて航空機の誘導位置を調整することにより、航空機を確実に着陸させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る操縦支援装置によれば、移動体の操縦制御を行った後、操縦者による操縦の再開にスムーズに移行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る操縦支援装置のブロック構成図である。
【図２】図２は、（ａ）は、航空機の側面図、（ｂ）は、他のエアクッション艇の側面図である。
【図３】図３は、エルロン操作系統の概要を示す斜視図である。
【図４】図４は、ラダー操作部材の斜視図である。
【図５】図５は、ラダー操作系統の概要を示す斜視図である。
【図６】図６は、エレベータ操作系統の概要を示す斜視図である。
【図７】図７は、第１の実施形態に係る操縦支援装置の制御手順を示すフローチャートである。
【図８】図８は、第２の実施形態に係る操縦支援装置の制御手順を示すフローチャートである。
【図９】図９は、第３の実施形態に係る操縦支援装置の制御手順を示すフローチャートである。
【図１０】図１０（ａ）は、従来の制御による航空機が最終目的地に到達するまでの経路を示す説明図、（ｂ）は、第３の実施形態に係る制御による経路を示す図である。
【図１１】図１１は、第４の実施形態に係る操縦支援装置の制御手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、着陸可能場所決定手順を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、着陸可能場所を俯瞰的に示す説明図である。
【図１４】図１４は、第５の実施形態に係る操縦支援装置の制御手順を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、航空機が着陸するまでの経路を俯瞰的に示す説明図である。
【図１６】図１６は、第６の実施形態に係る操縦支援装置の制御手順を示すフローチャートである。
【図１７】図１７は、操舵角と目標操舵角との偏差を求めた際の動作手順を示すフローチャートである。
【図１８】図１８は、車両速度と危険操舵角との関係を示すグラフである。
【図１９】図１９は、操舵角と危険度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図示の便宜上、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致しない。
【００２３】
〔第１の実施形態〕
本発明に係る操縦支援装置について、まず、第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に係る操縦支援装置のブロック構成図である。図１に示すように、本実施形態に係る操縦支援装置は、機体制御装置１を備えている。機体制御装置１には、ジャイロセンサ２、ＧＰＳ（Global Positioning System）位置高度センサ３、ＡＴＩＳ（Automatic Terminal Information Service）受信器４、およびパニックスイッチ５が接続されている。本実施形態に係る操縦支援装置は、図２（ａ）に示すように、移動体が航空機Ｆ１である場合に適用されている。また、図２（ｂ）に示すように、エアクッション艇Ｆ２などの他の航空機に適用することもできる。
【００２４】
また、機体制御装置１には、エルロン位置センサ６Ａ、ラダー位置センサ６Ｂ、エレベータ位置センサ６Ｃ、推進器位置センサ６Ｄ、およびフラップ位置センサ６Ｅが接続されている。さらに、機体制御装置１には、エルロンアクチュエータ７Ａ、ラダーアクチュエータ７Ｂ、エレベータアクチュエータ７Ｃ、推進器８、およびフラップアクチュエータ９が接続されている。
【００２５】
また、機体制御装置１は、着陸候補データベース１１、誘導目標位置算出部１２、危険予測高度算出部１３、操縦権限設定部１４、および着陸制御部１５を備えている。さらに、機体制御装置１は、誘導制御部１６、アクティブ制御部１７、および操縦コマンド設定部１８を備えている。そして、機体制御装置１は、エルロン制御部１９Ａ、ラダー制御部１９Ｂ、エレベータ制御部１９Ｃ、推力制御部１９Ｄ、およびフラップ制御部１９Ｅを備えている。
【００２６】
ジャイロセンサ２は、航空機Ｆ１の機体に取り付けられており、機体の角度、角速度、角加速度、加速度、速度を検出している。ジャイロセンサ２は、検出した機体の角度、角速度、角加速度、加速度、速度のそれぞれをジャイロ信号として機体制御装置１に送信する。
【００２７】
ＧＰＳ位置高度センサ３は、ＧＰＳ衛生から送信されるＧＰＳ信号に基づいて、航空機Ｆ１の機体の位置および高度を検出している。ＧＰＳ位置高度センサ３は、検出した機体の位置および高度をそれぞれＧＰＳ位置信号およびＧＰＳ高度信号（以下、「ＧＰＳ位置高度信号」と称することがある）。として機体制御装置１に送信している。なお、機体高度を検出する場合には、ＧＰＳセンサのほか、電波高度計や気圧高度計などを用いることもできる。
【００２８】
ＡＴＩＳ受信器４は、空港における管制塔からの対空送信によって、飛行場名、進入方式、使用滑走路などの情報や、風向き、風速、天候状態、雲の種類、その他の付加情報などを取得する。ＡＴＩＳ受信器４は、風向き取得手段を構成する。ＡＴＩＳ受信器４は、取得した各種情報をＡＴＩＳ情報として機体制御装置１に送信する。
【００２９】
パニックスイッチ５は、たとえば操縦席の近傍における操縦者の手が届く位置に配置されている。パニックスイッチ５は、操縦者が操作可能とされており、操縦者がパニック状態に陥ったときに操作するものである。パニックスイッチ５が操作されると、パニックスイッチ操作信号が機体制御装置１に送信される。
【００３０】
エルロン位置センサ６Ａは、図３に示すように、操縦席における操縦桿２１に接続されたエルロン用ギア２２に取り付けられたポテンショメータである。操縦桿２１を回転方向に操作することにより、航空機における補助翼（エルロン）２３が上下に揺動する。エルロン位置センサ６Ａは、エルロン用ギア２２の位置の検出し、検出した位置をエルロン操作量に変換し、エルロン操作量信号として機体制御装置１に対して送信する。
【００３１】
ラダー位置センサ６Ｂは、図４に示すように、操縦席におけるラダーペダル２４に接続されたラダー用ギア２５に取り付けられたポテンショメータである。ラダーペダル２４を操作することにより、図５に示すように、航空機における垂直尾翼（ラダー）２６が左右に揺動する。ラダー位置センサ６Ｂは、ラダー用ギア２５の位置を検出し、検出した位置をラダー操作量に変換し、ラダー操作量信号として機体制御装置１に対して送信する。
【００３２】
エレベータ位置センサ６Ｃは、図６に示すように、操縦桿２１を前後方向に操作することにより、航空機の水平尾翼（エレベータ）２７が上下に揺動する。エレベータ位置センサ６Ｃは、操作桿２１の位置を検出し、検出した位置をエレベータ操作量に変換し、エレベータ操作量信号として機体制御装置１に対して送信する。なお、以後、エルロン操作量信号、ラダー操作量信号、エレベータ操作量信号を総称して「操舵信号」ということがある。
【００３３】
推進器位置センサ６Ｄは、図示しない推進器に設けられており、推進器における回転数を検出している。推進器位置センサ６Ｄは、推進器における回転数に基づいて推進器の推力を算出する。推進器位置センサ６Ｄは、算出した推進器の推進力に応じた推進力信号を機体制御装置１に送信する。また、推進器であるエンジンが停止している場合には、エンジン停止信号を機体制御装置１に送信する。
【００３４】
フラップ位置センサ６Ｅは、航空機におけるフラップに取り付けられており、フラップの角度を検出している。フラップ位置センサ６Ｅは、検出したフラップの角度に応じたフラップ角度信号を機体制御装置１に送信する。
【００３５】
エルロンアクチュエータ７Ａは、操縦者における操縦桿２１の回転方向への操作量および機体制御装置１において算出されるエルロン制御量に基づいて、エルロンの角度を調整する。ラダーアクチュエータ７Ｂは、操縦者におけるラダーペダル２４の操作量および機体制御装置１において算出されたラダー制御量に基づいて、動翼を動作させる。エレベータアクチュエータ７Ｃは、操縦者における操縦桿２１の前後方向の操作量および機体制御装置１において算出されたエレベータ制御量に基づいて、動翼を動作させる。
【００３６】
推進器８は、たとえばエンジンなどの内燃機関からなり、操縦者のエンジン操作および機体制御装置１において算出される推進力制御量に基づいて機体に推力を付与する。また推進器としては、内燃機関のほか、タービン、ロケット、電気モータを用いることができ、さらにはこれらの複数を併用することもできる。フラップアクチュエータ９は、操縦者のフラップ操作および機体制御装置１において算出されるフラップ制御量に基づいて、フラップの角度を調整する。
【００３７】
機体制御装置１における着陸候補データベース１１は、地図情報を備えており、地図情報には、空港の位置や空港以外の航空機が着陸可能となる着陸可能位置に関する各種情報を記憶している。着陸候補データベース１１は、誘導目標位置算出部１２の読み出しに応じて、記憶している各種情報を誘導目標位置算出部１２に出力する。
【００３８】
誘導目標位置算出部１２は、ジャイロセンサ２から送信されるジャイロ信号およびＧＰＳ位置高度センサ３から送信されるＧＰＳ位置高度信号に基づいて、航空機Ｆ１を誘導する目標位置となる誘導目標位置を算出する。さらに、航空機Ｆ１を着陸させる場合には、これらの信号に基づいて航空機Ｆ１が着陸可能となる空港や着陸可能位置を着陸候補データベース１１から読み出す。誘導目標位置算出部１２は、算出した誘導目標位置、空港、着陸可能位置に関する誘導目標位置信号を誘導制御部１６に出力する。
【００３９】
危険予測高度算出部１３は、ジャイロセンサ２から送信されるジャイロ信号およびＧＰＳ位置高度センサ３から送信されるＧＰＳ位置高度信号に基づいて、機体の危険予測高度を算出する。危険予測高度算出部１３は、算出した危険予測高度に関する危険予測高度信号を操縦権限設定部１４および誘導制御部１６に出力する。
【００４０】
操縦権限設定部１４は、ジャイロセンサ２から送信されるジャイロ信号等に基づいて、移動体状態である機体姿勢等を算出する。また、操縦権限設定部１４は、算出した機体姿勢や危険予測高度算出部１３から出力される危険予測高度信号に基づいて、操縦権限を設定する。操縦権限設定部１４は、設定した操縦権限に関する操縦権限信号を誘導制御部１６に出力する。
【００４１】
着陸制御部１５は、航空機Ｆ１を着陸させるにあたり、空港におけるグライドパスから発信される電波などを用いて経路角保持やエレベータ制御を行うための着陸制御信号を生成し、誘導制御部１６に出力する。さらには、ＧＰＳ位置高度センサ３から送信されるＧＰＳ位置信号等に基づいて、フレア制御を行うための着陸制御信号を生成し、誘導制御部１６に出力する。
【００４２】
誘導制御部１６は、誘導目標位置算出部１２から出力される誘導目標位置信号、危険予測高度算出部１３から出力される危険予測高度信号、操縦権限設定部１４から出力される操縦権限信号、および着陸制御部１５から出力される着陸制御信号に基づいて、航空機Ｆ１を誘導する誘導制御を生成する。誘導制御部１６は、生成した誘導制御信号を操縦コマンド設定部１８に出力する。
【００４３】
アクティブ制御部１７は、エルロン位置センサ６Ａから送信されるエルロン操作量信号、ラダー位置センサ６Ｂから送信されるラダー操作量信号、エレベータ位置センサ６Ｃから送信されるエレベータ操作量信号、推進器位置センサ６Ｄから送信される推進力信号、およびフラップ位置センサ６Ｅから送信されるフラップ角度信号に基づいてアクティブ制御信号を生成する。アクティブ制御部１７は、危険操舵回避、危険度計算、操縦権限、安全姿勢アシストに関する制御量を算出する。アクティブ制御部１７は、算出したアクティブ制御量を操縦コマンド設定部１８に出力する。さらには、エルロンアクチュエータ７Ａ、ラダーアクチュエータ７Ｂ、およびエレベータアクチュエータ７Ｃにアクティブ制御信号を送信する。
【００４４】
操縦コマンド設定部１８は、誘導制御部１６から出力される誘導制御信号およびアクティブ制御部１７から出力されるアクティブ制御信号に基づいて、操縦コマンドを設定する。操縦コマンド設定部１８は、設定した操縦コマンドをエルロン制御部１９Ａ、ラダー制御部１９Ｂ、エレベータ制御部１９Ｃ、推力制御部１９Ｄ、およびフラップ制御部１９Ｅに出力する。
【００４５】
エルロン制御部１９Ａは、操縦コマンド設定部１８から出力される操縦コマンドに基づいて、エルロン制御量を決定する。エルロン制御部１９Ａは、決定したエルロン制御量をエルロンアクチュエータ７Ａに送信する。ラダー制御部１９Ｂは、操縦コマンド設定部１８から出力される操縦コマンドに基づいて、ラダー制御量を決定する。ラダー制御部１９Ｂは、決定したラダー制御量をラダーアクチュエータ７Ｂに送信する。エレベータ制御部１９Ｃは、操縦コマンド設定部１８から出力される操縦コマンドに基づいて、エレベータ制御量を決定する。エレベータ制御部１９Ｃは、決定したエレベータ制御量をエレベータアクチュエータ７Ｃに送信する。なお、以後、エルロン制御量、ラダー制御量、およびエレベータ制御量を総称して「操舵制御量」ということがある。
【００４６】
推力制御部１９Ｄは、操縦コマンド設定部１８から出力される操縦コマンドに基づいて、航空機Ｆ１に付与する推進力制御量を決定する。推力制御部１９Ｄは、決定した推進力制御量に応じた推力信号を推進器８に送信する。フラップ制御部１９Ｅは、操縦コマンド設定部１８から出力される操縦コマンドに基づいて、フラップの制御量を決定する。フラップ制御部１９Ｅは、決定したフラップの制御量を推進器８に送信する。
【００４７】
次に、本実施形態に係る操縦支援装置の制御について説明する。図７は、第１の実施形態に係る操縦支援装置の制御手順を示すフローチャートである。図７に示すように、本実施形態に係る操縦支援装置の制御においては、最初に、機体状態量を検出する（Ｓ１）。機体状態量は、ジャイロセンサ２等によって検出され、ここでの機体状態量としては、機体の姿勢角、姿勢角速度、位置情報等が含まれている。
【００４８】
機体状態量を検出したら、続いて、危険予測高度を算出する（Ｓ２）。危険予測高度は、たとえば下記（１）に基づいて算出される。
【００４９】
危険予測高度（ｍ）＝現在の高度（ｍ）−垂直速度（ｍ／ｓ）×効果から上昇反転に要する時間（ｓ）  ・・・（１）
【００５０】
こうして、危険予測高度を算出したら、続いて、判定基準高度を算出する（Ｓ３）。判定基準高度は、危険予測高度等に基づいて算出され、たとえば危険予測高度に到達する可能性が所定値以上となる高度が判定基準高度として算出される。
【００５１】
判定基準高度を算出したら、機体が判定基準高度に到達しているか否かを判断する（Ｓ４）。その結果、機体の判定基準高度に到達していると判断した場合には、緊急信号をＯＮにする（Ｓ５）。緊急信号がＯＮとなると、図示しない警報機が作動し、操縦者に対して、判定基準高度に到達していることを報知する。さらには、操縦者に対する操舵権限率を０に設定する（Ｓ６）。操舵権限率が０となると、操舵信号に応じた制御を行うことができず、制御部１９Ａ〜１９Ｃによる操舵制御量に応じた制御が行われる。
【００５２】
また、ステップＳ４において、機体が判定基準高度に到達してないと判断した場合には、安全姿勢角度を予測する（Ｓ７）。安全姿勢角度は、下記（２）式によって算出することができる。
【００５３】
安全姿勢角度＝姿勢角＋姿勢角速度×危険時目標姿勢角  ・・・（２）
【００５４】
続いて、機体姿勢角度が安全姿勢角度となっているか否かを判断する（Ｓ８）。その結果、機体姿勢角度が安全姿勢角度となっていると判断した場合には、機体が正常運行範囲内にあると考えられる。したがって、緊急信号をＯＦＦにし（Ｓ９）、到達判定フラグを１に設定する（Ｓ１０）。一方、機体姿勢角度が安全姿勢角度となっていないと判断した場合には、機体が正常運行範囲を外れていると考えられる。したがって、緊急信号をＯＮにし（Ｓ５）、操舵権限率を０に設定して（Ｓ６）、処理を終了する。
【００５５】
また、本実施形態に係る操縦支援制御では、機体状態量を検出するのと同時に、機体の操舵角を検出する（Ｓ１１）。操舵角を検出したら、操舵角と安全操舵角との偏差を算出する（Ｓ１２）。その後、機体における危険度を算出する（Ｓ１３）。機体における危険度は、０〜１の間で設定される数値であり、操舵権限率に反比例する数値となる。また、危険度と操舵権限率との関係は、危険度が大きくなるほど操舵権限率が小さくなる関係で、あらかじめマップ化して設定しておくこともできる。
【００５６】
機体における危険度を算出したら、ステップＳ１０で設定した到達判定フラグと危険度とを乗算する（Ｓ１４）。この乗算の結果、操舵権限率が０を超えて１以下の数値として設定される（Ｓ１５）。こうして、操舵権限率を設定したら、その後は、操舵権限率に応じた機体制御を行う。操舵権限率に応じた機体制御としては、操舵権限率が高いほど、操縦者の意図に応じた操舵が行われる。操縦者の意図に応じた操舵以外は、機体制御装置１における各制御部１９Ａ〜１９Ｃによって算出された操舵制御量に応じた制御が行われる。こうして、操縦支援装置の動作を終了する。たとえば、操舵権限率が０．３であれば、操舵信号に基づく操舵が３０％、操舵制御量に基づく操舵が７０％となる。
【００５７】
このように、本実施形態に係る操縦支援装置においては、機体における危険度を算出し、算出した危険度に応じて操縦者の操舵権限率を決定している。機体が危険な状態となったときには操縦者の操舵権限率を小さくして、危険から離れる方向に機体を操舵制御する。このため、機体における危険度を小さくすることができる。また、操縦者の操舵権限率を小さくしたとしても、操縦者から操舵権限を完全に剥奪することなく、危険度に応じた操舵権限を付与したままとしている。したがって、機体制御装置１において機体制御を行った後、操縦者に操舵権限を完全に復帰させる場合に、操縦者は、スムーズに機体の操舵を再開することができる。
【００５８】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態に係る操縦支援装置は、上記第１の実施形態と同様の構成を備えているため、その構成の説明は省略する。以下、本実施形態に係る操縦支援装置の制御手順について説明する。図８は、本実施形態に係る操縦支援装置の制御手順を示すフローチャートである。
【００５９】
図８に示すように、本実施形態に係る操縦支援装置においては、上記第１の実施形態と同様、まず、機体状態量を検出する（Ｓ２１）。機体状態量を検出したら、機体姿勢角を算出する（Ｓ２２）。ここでは、機体姿勢角として、目標移動体状態である目標安全姿勢角と現状姿勢角とを算出する。次に、算出した目標安全姿勢角と現状姿勢角とを比較して両者の偏差を算出する（Ｓ２３）。ここで、目標安全姿勢角と現状姿勢角との偏差が０でない場合には、現状姿勢角が目標安全姿勢角に近づくように、現状姿勢角を制御するように、フィードバック制御を行う。
【００６０】
また、機体状態量を検出する一方で、上記第１の実施形態に示した手順等で、操舵権限が０より大きく１以下の数値に設定されている（Ｓ２４）。ここで、残り操舵権限率を操舵権限率−１に設定する（Ｓ２５）。さらに、機体状態量を検出するとともに、機体の操舵角を検出する（Ｓ２６）。
【００６１】
その後、ステップＳ２３で算出した目標安全姿勢角と現状姿勢角との偏差およびステップＳ２５で算出した残り操舵権限率を乗算し（Ｓ２７）、ステップＳ２４で設定した操舵権限率およびステップＳ２６で検出した操舵角を乗算する（Ｓ２８）。そして、これらの乗算値を加算し（Ｓ２９）、エルロン制御部１９Ａ、ラダー制御部１９Ｂ、およびエレベータ制御部１９Ｃにおけるエルロン制御量、ラダー制御量、およびエレベータ制御量などの操舵制御量に応じたアシスト信号を生成する（Ｓ３０）。こうして、操縦支援装置の動作を終了する。
【００６２】
本実施形態に係る操縦支援装置においては、操縦の操舵信号に対して許容される操舵権限率から消失した権限を現状の姿勢角と安全姿勢角から操舵すべき方向に操舵制御量を計算する。この計算結果を基に、航空機Ｆ１の姿勢角を目標姿勢角に近づける方向に修正する方向への操縦権限を付与し、操舵制御量（アシスト角）との偏差がなくなるように操舵アクチュエータを作動させる。このとき、姿勢角が安全姿勢範囲内になるように操縦者へ伝達する反力が変化する。その結果、正しい方向では力が小さくなり、間違った方向は力が大きくなって操縦者へ知らせることが可能となり、安定した移動を行うための機体状態に航空機Ｆ１を近づけやすくすることができる。これにより、安全姿勢を得る方向に機体の姿勢を収束させることができる。
【００６３】
〔第３の実施形態〕
続いて、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態に係る操縦支援装置は、上記第１の実施形態と同様の構成を備えているため、その構成の説明は省略する。以下、本実施形態に係る操縦支援装置の制御手順について説明する。図９は、本実施形態に係る操縦支援装置の制御手順を示すフローチャートである。
【００６４】
図９に示すように、本実施形態に係る操縦支援装置においては、ＧＰＳ位置高度センサ３によって機体の現在位置を取得する（Ｓ３１）。さらに、機体の現在位置を取得したら、目標位置情報を取得し、目標位置と現在の位置およびＸ軸およびＹ軸に沿った機体の各軸速度から目標姿勢角を決定する。そして、目標姿勢角となるまで機体の姿勢角をフィードバック制御する。この姿勢角のフィードバック制御により、機体に横力が発生し、機体は傾いた方向に移動する。
【００６５】
目標姿勢角は、目標ロール角Φｔおよび目標ピッチ角Θｔで表される。目標ロール角Φｔは下記（４）式で表すことができる。また、目標ピッチ角Θｔは、下記（５）式で表すことができる。
【００６６】
Φｔ＝Ｋｐ（Ｘｔ−Ｘ）（Ｙｔ−Ｙ）／ｄｔ−（Ｘｔ−Ｘ）／ｄｔ（Ｙｔ−Ｙ）  ・・・（４）
Θｔ＝Ｋｐθ（Ｚｔ−Ｚ）＋α  ・・・（５）
ここで、Ｘ：現在位置から目標位置までのＸ軸方向に沿った距離
Ｙ：現在位置から目標位置までのＹ軸方向に沿った距離
Ｋｐ：定数
α：巡航中の姿勢角
【００６７】
次に、機体の現在位置を取得したら、機体が移動する範囲としての目標許容範囲を算出する（Ｓ３２）。目標許容範囲は点ではなくある程度の大きさを有する円で表される。ここでの目標許容範囲は、たとえば下記（６）式によって算出することができる。
【００６８】
目標許容範囲＝Δｔ秒後の位置情報＋現在の位置情報−目標位置  ・・・（６）
【００６９】
上記の（６）式に基づいて目標許容範囲を算出したら、機体が目標位置に到達したか否かを判断する（Ｓ３３）。その結果、目標位置に到達していないと判断した場合には、ステップＳ３２に戻り、目標許容範囲を再計算する。一方、目標位置に到達していると判断した場合には、目標地点を次の目標地点に変更する（Ｓ３４）。それから、機体が最終目標位置考慮範囲に到達したか否かを判断する。
【００７０】
その結果、最終目標位置考慮範囲に到達していない場合には、ステップＳ３２に戻り、同様の処理を繰り返す。また、機体が最終目標位置考慮範囲に到達している場合には、目標許容範囲を最終目標許容範囲に設定する（Ｓ３６）。最終目標許容範囲は、下記（７）式によって求めることができる。
【００７１】
最終目標許容範囲＝目標偏差変更変数＊偏差（目標位置−現在位置）  ・・・（７）
【００７２】
ここで、たとえば目標許容範囲を設定することなく目標位置に到達したか否かを判断する場合を想定する。このとき、たとえば図１０（ａ）に示すように、第１目標地点Ｐ１および第２目標地点Ｐ２を通過して第３目標地点（最終目標地点ＰＦ）に到達する場合を考える。この場合、第１目標地点Ｐに到達する際における航空機Ｆ１の進入角度によっては、第１目標地点Ｐ１に到達する際に、航空機Ｆ１に旋回動作を行わせる必要が生じることとなる場合がある。
【００７３】
この点、ある程度の広さを持った目標許容範囲を設定して目標位置に到達したか否かを判断する場合、図１０（ｂ）に示すように、第１目標地点Ｐ１においては、航空機Ｆ１は大きな面積を有する目標許容範囲Ｒを通過して第２目標地点Ｐ２に移動することができる。したがって、旋回動作を必要とすることなく第１目標地点Ｐ１および第２目標地点Ｐ２を通過して最終目標地点ＰＦに到達することができる。
【００７４】
また、最終目標許容範囲を上記（７）式によって求めることにより、最終目標許容範囲は、最終目標位置から遠いほど広くなる。このため、航空機Ｆ１の現在位置が、目標到達位置ＰＦから遠いほど、航空機Ｆ１の航路の自由度を高く設定することができる。その結果、航空機Ｆ１を目標到達位置ＰＦに移動させる際に、操縦制御の介入を小さくすることができる。また、無駄な機体運動を妨げることができるので、燃料の節約等にも寄与することができる。さらには、機体の推力変化や機体性能の悪化、あるいは外乱風により目標到達位置ＰＦの近傍で若干のコースアウトが発生した場合でも、ロスを抑えながら目標到達位置ＰＦに到達することができる。
【００７５】
〔第４の実施形態〕
続いて、本発明の第４の実施形態について説明する。本実施形態に係る操縦支援装置は、上記第１の実施形態と同様の構成を備えているため、その構成の説明は省略する。以下、本実施形態に係る操縦支援装置の制御手順について説明する。図１１は、本実施形態に係る操縦支援装置の制御手順を示すフローチャートである。
【００７６】
図１１に示すように、本実施形態に係る操縦支援装置においては、エンジン停止信号が送信されたか否かを判断する（Ｓ４１）。その結果、エンジン停止信号が送信されていない場合には、操縦者が機体の操縦に不調を来した不調状態であるか否かを判断する（Ｓ４２）。不調状態であるか否かは、パニックスイッチ操作信号がパニックスイッチ５から送信されたか否かによって判断される。パニックスイッチ操作信号が送信されている場合に不調状態であると判断し、パニックスイッチ操作信号が送信されていない場合に、不調状態ではないと判断する。
【００７７】
その結果、操縦者が不調状態でないと判断した場合には、エンジンが停止しておらず、操縦者が不調状態でもない。この場合には、そのまま操縦支援制御を終了する.一方、操縦者が不調であると判断した場合、あるいは、ステップＳ４１においてエンジン停止信号が送信された場合には、航空機Ｆ１が飛行を継続する際にエンジンまたは操縦者が操縦不調状態となっている可能性がある。
【００７８】
この場合、機体状態量を検出する（Ｓ４３）。機体状態量の検出は、上記第１の実施形態と同様にして行われる。それから、着陸可能場所を決定する（Ｓ４４）。着陸可能場所の決定は、図１２に示すフローに沿って行われる。図１２は、着陸決定可能場所を決定する手順を示すフローチャートである。
【００７９】
図１２に示すように、着陸決定場所を決定する際には、まず、現在の最大滑空比を算出する（Ｓ６１）。最大滑空比は、機体の高度や速度等に基づいて適宜既知の手段で算出することができる。現在の最大滑空比を算出したら、現在の最大滑空比に基づく最大到達可能エリアを算出する（Ｓ６２）。その後、着陸候補データベース１１を検索し（Ｓ６３）、着陸可能エリア情報を読み出して、到達可能である着陸可能位置があるか否かを判断する（Ｓ６４）。
【００８０】
その結果、到達可能である着陸可能エリアがないと判断した場合には、再度着陸候補データベース１１を検索して到達可能エリアを読み出し、到達可能である着陸可能エリアを探索する。また、到達可能である着陸可能エリアが複数あると判断した場合には、着陸候補データベース１１を更新する（Ｓ６５）。それから、各着陸候補エリアに到達するまでの機体の姿勢変化予測を算出する（Ｓ６６）。
【００８１】
それから、算出した姿勢変化予測を着陸可能エリアに着陸可能情報として付加する（Ｓ６７）。ここで付加する着陸可能情報としては、最大ロール角や変化回数が含まれる。その後、さらに着陸候補データベース１１を検索し（Ｓ６８）、着陸可能エリアについて、着陸するまでの姿勢予測変化が最小姿勢角であり、かつ最小回数であるか否かを判断する（Ｓ６９）。その結果、姿勢予測変化が最小姿勢角かつ最小回数でない場合には、着陸候補エリアでないとして、再度着陸候補データベース１１を検索し、他の着陸可能エリアについて、姿勢予測変化が最小姿勢角かつ最小回数となる着陸可能位置を検索する。
【００８２】
こうして、各着陸可能エリアについて、姿勢予測変化が最小角かつ最小回数となるか否かを判断し、姿勢予測変化が最小角かつ最小回数となる着陸可能エリアについて停止位置となる着陸候補位置とする。このようにして、着陸可能場所の決定を終了する。
【００８３】
図１１に示すフローチャートに戻り、着陸可能場所を決定したら、着陸候補位置があるか否かを判断する（Ｓ４５）。その結果、着陸候補位置がないと判断した場合には、現時点における最大滑空比を小さくして最大到達可能エリアを再計算する（Ｓ４６）。それから、方位を変更するために機体を旋回させる（Ｓ４７）。そして、機体が旋回した際の旋回角度が３６０になったか否かを判断する（Ｓ４８）。その結果、旋回角度が３６０度になっていないと判断した場合には、ステップＳ４７に戻り、旋回角度が３６０度になるまで旋回を継続する。
【００８４】
たとえば、図１３に示す例では、最大到達可能エリアＭＥ１に複数の着陸可能位置ＲＥが存在することを意味している。最大到達可能エリアＭＥ１は、機体姿勢角と機体高度、さらには、大気速度に基づいて描かれる扇形によって表される。このとき、最大到達可能エリアＭＥ１に着陸可能位置ＲＥが存在しない場合には、航空機Ｆ１を旋回させ、最大到達可能エリアＭＥ１を修正最大到達可能エリアＭＥ２に修正する。
【００８５】
また、旋回角度が３６０度になったと判断した場合には、着陸候補位置があるか否かを判断する（Ｓ４９）。その結果、やはり着陸候補がないと判断した場合には、緊急着陸誘導制御を行い（Ｓ５０）、処理を終了する。一方、着陸候補位置があると判断した場合には、ステップＳ４４に戻り、着陸可能場所を決定する。さらに、ステップＳ４５で着陸候補位置があると判断した場合には、着陸候補位置に着陸するための誘導制御を行い（Ｓ５１）、処理を終了する。
【００８６】
このように、本実施形態に係る操縦支援装置においては、エンジンが停止したり、操縦者が操縦不能となったりした場合に、最大到達可能エリアにおける最寄りの着陸候補位置を選択している移動している。このため、空き地や広い幅の道路など、航空機の着陸に不適でない位置に航空機Ｆ１を高い割合で着陸させることができる。
【００８７】
また、最大到達可能エリア内に着陸可能エリアが存在しない場合には、機体を旋回させて方位をずらし、再び最大到達可能エリアを設定した着陸候補位置を検索している。そして、機体が３６０度旋回しても着陸候補位置が検索できない場合に、機体を緊急着陸させるようにしている。このため、さらに高い割合で着陸可能位置に航空機Ｆ１を着陸させることができる。
【００８８】
〔第５の実施形態〕
続いて、本発明の第５の実施形態について説明する。本実施形態に係る操縦支援装置は、上記第１の実施形態と同様の構成を備えているため、その構成の説明は省略する。以下、本実施形態に係る操縦支援装置の制御手順について説明する。図１４は、本実施形態に係る操縦支援装置の制御手順を示すフローチャートである。
【００８９】
図１４に示すように、本実施形態に係る操縦支援装置においては、まず、機体の誘導目標位置を算出する（Ｓ７１）。誘導目標位置の算出は、ジャイロセンサ２から送信されるジャイロ信号およびＧＰＳ位置高度センサ３から送信されるＧＰＳ位置高度信号等に基づいて行われる。ここでは、航空機が着陸する空港を誘導目標位置として算出する。
【００９０】
次に、機体状態量を検出する（Ｓ７２）。機体状態量の検出は、上記第１の実施形態と同様にして行われる。続いて、風向き情報入手する（Ｓ７３）。風向き情報は、ＡＴＩＳ情報に含まれており、空港における管制塔から送信される。風向き情報を入手したら、航空機が降りようとする方向から見た風向きが追い風か否かを判断する（Ｓ７４）。
【００９１】
その結果、風向きが追い風であると判断した場合には、誘導目標位置を計算する（Ｓ７５）。誘導目標位置は、図１５に示す修正最終滑空開始位置Ｐｉ２（Ｘｉ２，Ｙｉ２，Ｚｉ２）および修正最終着陸位置Ｐｆ２（Ｘｆ２，Ｙｆ２，Ｚｆ２）に基づいて算出する。たとえば、風向きＷが逆方向であった場合の最終滑空開始位置Ｐｉ１（Ｘｉ１，Ｙｉ１，Ｚｉ１）、最終着陸位置Ｐｆ１（Ｘｆ１，Ｙｆ１，Ｚｆ１）とする。
【００９２】
この場合、Ｐｉ２（Ｘｉ２，Ｙｉ２，Ｚｉ２）および修正最終着陸位置Ｐｆ２（Ｘｆ２，Ｙｆ２，Ｚｆ２）は、下記（７）式〜（１２）式によって求められる。
Ｘｉ２＝Ｘｉ１ｃｏｓθ−Ｙｉ１ｓｉｎθ  ・・・（７）
Ｙｉ２＝Ｘｉ１ｓｉｎθ＋Ｙｉ１ｃｏｓθ  ・・・（８）
Ｚｉ２＝Ｚｉ１  ・・・（９）
Ｘｆ２＝Ｘｆ１ｃｏｓθ−Ｙｆ１ｓｉｎθ  ・・・（１０）
Ｙｆ２＝Ｘｆ１ｓｉｎθ＋Ｙｆ１ｃｏｓθ  ・・・（１１）
Ｚｆ２＝Ｚｆ１  ・・・（１２）
ただし、θ：機体の回転角
【００９３】
こうして、誘導目標位置としての修正最終滑空開始位置Ｐｉ２（Ｘｉ２，Ｙｉ２，Ｚｉ２）修正最終着陸位置Ｐｆ２（Ｘｆ２，Ｙｆ２，Ｚｆ２）を算出したら、これらの誘導目標位置を用いた制御部１９Ａ〜１９Ｃによる自動着陸を行い（Ｓ７６）、処理を終了する。一方、風向きが追い風でないと判断した場合には、誘導目標位置を最終滑空開始位置Ｐｉ１（Ｘｉ１，Ｙｉ１，Ｚｉ１）および最終着陸位置Ｐｆ１（Ｘｆ１，Ｙｆ１，Ｚｆ１）用いた制御部１９Ａ〜１９Ｃによる自動着陸を行い（Ｓ７６）、処理を終了する。
【００９４】
このように、本実施形態に係る操縦制御装置においては、取得した風向きに応じて航空機の誘導位置を調整している。このため、風向きによって着陸が不利となる事態を防止することができる。具体的に、背風とならないので、到達距離を伸ばすことができるとともに、外乱による影響を回避することもできる。
【００９５】
〔第７の実施形態に〕
続いて、本発明の第７の実施形態について説明する。本実施形態に係る操縦支援装置は、車両に適用されるものである。本実施形態に係る操縦支援装置は、第１の実施形態に係る操縦支援装置と同等のものを用いることができるので、その説明を省略する。ただし、エルロン制御部１９Ａ、ラダー制御部１９Ｂ、エレベータ制御部１９Ｃに代えて車両の操舵量を制御する操舵制御部などが設けられている。
【００９６】
図１６は、本実施形態に係る操縦支援装置の処理手順を示すフローチャートである。本実施形態に係る操縦支援装置では、車両が車外の障害物と接触しそうになった場合などに、操縦者（運転者）の操縦権限を設定するものである。さらには、操舵制御部による操舵制御を介入させるものである。
【００９７】
図１６に示すように、本実施形態に係る操縦支援装置では、まず、車両状態量を検出する（Ｓ８１）。ここで検出する車両状態量としては、車両の速度、加速度、ステアリングの切り角）などがある。車両状態量を検出したら、操舵角の算出を行う（Ｓ８２）。操舵角の算出は、ステアリングの切り角から算出することができる。続いて、算出した操舵角と目標操舵角との偏差を求め（Ｓ８３）ステップＳ９４に進む。
【００９８】
操舵角と目標操舵角との偏差を求めたら、図１７に示すフローを経て、操舵角を目標操舵角に近づけるフィードバック制御を行う。操舵角と目標操舵角との偏差を求めた際の動作手順について説明する。図１７は、目標操舵角との偏差を求めた際の動作手順を示すフローチャートである。
【００９９】
図１７に示すように、操舵角と目標操舵角との偏差を求めたら、操舵角を修正する際のステアリングを修正する方向が車両危険度を軽減する方向であるか否かを判断する（Ｓ１０１）。この判断は、ステアリングを修正する方向が、障害物に近づく方向であるか否かによって判断する。
【０１００】
その結果、ステアリングを修正する方向が車両危険度を軽減する方向である場合には、ステアリング舵力を軽くし（Ｓ１０２）、処理を終了する。一方、ステアリングを修正する方向が車両危険度を軽減しない方向である場合には、ステアリング舵力を重くする（Ｓ１０３）。ステアリング舵力を重くすることにより、車両危険度の増加を防ぐようにする。続いて、さらにステアリングを修正する方向が、車両危険度が増加する方向であるか否かを判断する（Ｓ１０４）。
【０１０１】
ここで、ステアリングを修正する方向が、車両危険度が増加する方向でない場合には、そのまま処理を終了する。一方、ステアリングを修正する方向が、車両危険度が増加する方向でない場合には、ステアリング舵力を車両危険度が軽減する方向に修正する（Ｓ１０５）。その後、ステアリングの操舵角が正しい操舵角であるか否かを判断する（Ｓ１０６）。その結果、ステアリン後の操舵角が正しい操舵角となっている場合には、そのまま処理を終了する。一方、正しい操舵角となっていない場合には、ステップＳ１０４に戻り、正しい操舵角となるまでフィードバック制御を継続する。
【０１０２】
ステアリングの操舵方向を修正する場合、車輪に適度な摩擦力が加わる場合には、図１８に実線で示すように、操舵角が小さくなるほど危険度は大きくなる。しかし、凍結道路などの摩擦力が小さくなる路面では、図１８に破線で示すように、操舵角が小さくなっても危険度が大きくなることがある。したがって、図１７に示すフローにしたがってフィードバック制御を行うことにより、ステアリングを車両危険度が軽減する方向に正しく修正することができる。
【０１０３】
図１６に示すフローに戻り、操舵角を算出した後は、危険操舵角の予測も行う（Ｓ８４）。ここでの危険操舵角とは、障害物との衝突を回避することが困難となっている操舵角を意味する。続いて、車両の操舵角が危険操舵角に到達しているか否かを判断する（Ｓ８５）。その結果、車両の操舵角が危険操舵角に到達していると判断した場合には、このままでは障害物と接触する可能性が高くなるので、警報機が作動し、操縦者に対して、操舵角が危険操舵角に到達していることを報知する。さらには、操縦者に対する操舵権限率を０に設定する（Ｓ８６）。操舵権限率が０となると、操縦者による操舵操作を行うことができず、操舵制御部による操舵制御量に応じた制御が行われる。こうして、処理を終了する。また、危険操舵角に到達していないと判断した場合には、到達判定フラグを１に設定する（Ｓ８７）。
【０１０４】
さらに、操舵角を検出した後、検出した操舵角とあらかじめ設定されている安全操舵角との偏差の算出も行う（Ｓ８８）。安全操舵角は、車両の速度等に応じて変化する値であり、車両が挙動を乱さない範囲の操舵角を示すものである。安全操舵角は、たとえば図１９に示すように、車速に応じて決定されてマップ化させておくことができる。次に、操舵角と安全操舵角との偏差を算出したら、危険度を算出する（Ｓ８９）。この偏差と危険度との関係は、たとえばマップ化しておくことができ、操舵角と安全操舵角との偏差が大きいほど危険度が高い関係としておくことができる。
【０１０５】
続いて、ステップＳ８７で設定された到達判定フラグと危険度とを乗算する（Ｓ９０）。この乗算の結果、操舵権限率が０を超えて１以下の数値として設定される（Ｓ９１）。こうして、操舵権限率を設定したら、その後は、操舵権限率に応じた機体制御を行う。操舵権限率に応じた操舵制御としては、操舵権限率が高いほど、運転者の意図に応じた操舵が行われる。運転者の意図に応じた操舵以外は、操舵制御部における操舵制御量に応じた制御が行われる。たとえば、操舵権限率が０．３であれば、運転者の操舵に基づく操舵量が３０％、操舵制御量に基づく操舵量が７０％となる。
【０１０６】
操舵権限率を設定したら、残り操舵権限率を操舵権限率−１に設定する（Ｓ９２）。それから残り操舵権限率、および操舵角と目標操舵角との偏差とを乗算する（Ｓ９３）。さらに、ステップＳ８２で検出した操舵角と、ステップＳ９１で設定した操舵権限率とを乗算する（Ｓ９４）。そして、これらの乗算値を加算し（Ｓ９５）、操舵制御装置における操舵制御量に応じたアシスト信号を生成する（Ｓ９６）。こうして、操縦支援装置の動作を終了する。
【０１０７】
このように、本実施形態に係る操縦支援装置においては、車両における危険度を算出し、算出した危険度に応じて運転者の操舵権限率を決定している。そして、車両が障害物と接触する可能性が高くなっているときなどには操縦者の操舵権限率を小さくして、障害物との接触を回避する方向に車両を操舵制御する。このため、車両における障害物との接触の危険度を小さくすることができる。また、運転者の操舵権限率を小さくしたとしても、運転者から操舵権限を完全に剥奪することなく、危険度に応じた操舵権限を付与したままとしている。したがって、操舵制御部において操舵制御を行った後、運転者に操舵権限を完全に復帰させる場合に、運転者は、スムーズに車両の運転を再開することができる。
【０１０８】
また、本実施形態に係る操縦支援装置においては、操舵信号に対して許容される操舵権限率から消失した権限を現状の操舵角から操舵すべき方向に操舵制御量を計算する。この計算結果を基に、車両の操舵角を目標操舵角に近づける方向に修正する方向への操縦権限を付与し、操舵制御量（アシスト角）との偏差がなくなるように操舵アクチュエータを作動させる。このとき、操舵角が安全操舵角内になるように運転者へ伝達する反力が変化する。その結果、正しい方向では力が小さくなり、間違った方向は力が大きくなって運転者へ知らせることが可能となり、安定した移動を行うための車両状態に車両を近づけやすくすることができる。これにより、安全姿勢を得る方向に機体の姿勢を収束させることができる。
【０１０９】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では、移動体として航空機や車両に対する制御を行っているが、無限軌道車両やホバークラフトといった他の移動体に対する制御を行うこともできる。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明は、移動体の操縦支援を行った後、操縦者による操縦の再開にスムーズに移行することができる操縦支援装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１１１】
１…機体制御装置、２…ジャイロセンサ、３…ＧＰＳ位置高度センサ、４…受信器、５…パニックスイッチ、６Ａ…エルロン位置センサ、６Ｂ…ラダー位置センサ、６Ｃ…エレベータ位置センサ、６Ｄ…推進器位置センサ、６Ｅ…フラップ位置センサ、７Ａ…エルロンアクチュエータ、７Ｂ…ラダーアクチュエータ、７Ｃ…エレベータアクチュエータ、８…推進器、９…フラップアクチュエータ、１１…着陸候補データベース、１２…誘導目標位置算出部、１３…危険予測高度算出部、１４…操縦権限設定部、１５…着陸制御部、１６…誘導制御部、１７…アクティブ制御部、１８…操縦コマンド設定部、１９Ａ…エルロン制御部、１９Ｂ…ラダー制御部、１９Ｃ…エレベータ制御部、１９Ｄ…推力制御部、１９Ｅ…フラップ制御部、２１…操縦桿、２２…エルロン用ギア、２３…補助翼、２４…ラダーペダル、２５…ラダー用ギア、２６…垂直尾翼、２７…水平尾翼、Ｆ１…航空機、Ｆ２…エアクッション艇。
【図１】
2012042598.tif 000003
【図２】
2012042598.tif 000004
【図３】
2012042598.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2012042598.tif 000015
【図１４】
2012042598.tif 000016
【図１５】
2012042598.tif 000017
【図１６】
2012042598.tif 000018
【図１７】
2012042598.tif 000019
【図１８】
2012042598.tif 000020
【図１９】
2012042598.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成24年1月24日(2012.1.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体が移動する際の危険度を算出し、算出した危険度に基づいて、前記移動体の操縦者に対して操縦支援を行う操縦支援装置であって、
移動体状態量に基づいて前記移動体における移動用アクチュエータの操縦制御量を決定するとともに、
算出した前記危険度に応じて、前記移動体の操縦者の操縦権限率を決定し、
前記操縦権限率は、前記操縦者の操縦によって生じる操縦信号による制御量が、前記操縦制御量に介入する介入割合であることを特徴とする操縦支援装置。
【請求項２】
前記移動体における目標移動体状態と、前記移動体の移動体状態とを求め、求めた移動体の前記移動体状態と前記移動体における目標移動状態とを比較し、前記移動体の移動体状態を前記目標移動状態に近づける方向に前記移動体状態を修正する方向への操縦権限を付与する請求項１に記載の操縦支援装置。
【請求項３】
前記移動体の目標到達位置を設定し、前記目標到達位置と現在位置とに基づいて、前記移動体の移動体状態を設定し、
前記移動体の現在位置が、前記目標到達位置から遠いほど、前記移動体の移動体状態の自由度を高く設定する請求項１または請求項２に記載の操縦支援装置。
【請求項４】
前記移動体の操縦不調状態を検出し、
前記移動体が操縦不調状態となったときに、前記移動体の停止位置を決定し、
決定した前記移動体の停止位置に前記移動体を誘導する請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載の操縦支援装置。
【請求項５】
前記移動体が航空機であり、
前記停止位置として着陸可能位置を探索し、
前記停止位置としての着陸可能位置が探索された場合には、探索された着陸可能位置を前記停止位置として決定し、
前記停止位置としての着陸可能位置が探索されなかった場合に、緊急着陸制御を行う請求項４に記載の操縦支援装置。
【請求項６】
前記停止位置として着陸可能位置が探索されなかった場合に、前記航空機の方位を変更した後、前記停止位置として着陸可能位置を再度探索する請求項５に記載の操縦支援装置。
【請求項７】
前記移動体が航空機であり、
前記航空機を着陸させる際に、着陸位置における風向きを取得する風向き取得手段を備えており、
取得した風向きに応じて前記航空機の誘導位置を調整する請求項１〜請求項６のうちのいずれか１項に記載の操縦支援装置。
【国際調査報告】
2012042598.tif 000022
2012042598.tif 000023
2012042598.tif 000024