(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低高度での航空機の操縦を支援するために、航空機の前方の視域内にある、該航空機にとって危険な障害物を検出することを可能にするための方法であって、
前記航空機の運動能力に基づいて、垂直面における障害物を越えるための最適な理論的飛翔経路に関する該航空機についての仮想曲線を演算し、
前記航空機の前方の視域について、次のステップ、即ち
ａ）サーチ区域にある全障害物の位置を定めるステップと、
ｂ）位置を定められた障害物の頂点を前記仮想曲線と比較するステップと、
ｃ）前記仮想曲線に関して最も高い位置に頂点がある障害物の一つを危険な障害物として定めるステップと、
ｄ）該危険な障害物の頂点の座標をパイロットに連絡するステップを行い、
考慮すべき多くの障害物を減少させてパイロットの監視作業をかなり軽減させるとともに、もし、前記危険な障害物が航空機の飛翔経路にある場合には、パイロットが直ちにその障害物を回避することができるところの航空機の操縦支援方法。
【請求項２】
前記ａ）ステップにおいて、障害物の位置がその方向と距離を測定することによって決定されるところの請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記航空機の前方における視域を幾つかの角度区域に分けると共に、これらの角度区域の各々において、前記ステップａ）、ｂ）、ｃ）及びｄ）を行い、
これらの角度区域の各々において、前記危険な障害物の頂点の上方で、その障害物を飛び越すために必要な最低高度に対して所定の距離を置いた基準点の座標を演算し、
前記基準点の全てを結ぶ滑らかな曲線に相当する操縦曲線を決定し、
前記操縦曲線又はその一部が、無限大に視準された航空機の速度ベクトルの位置を指示する特定記号とともに、外部景観の画像上に重ね合わされるところの請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記航空機の前方における視域を幾つかの角度区域に分けると共に、これらの角度区域の各々において、前記ステップａ）、ｂ）、ｃ）及びｄ）を行い、
これらの角度区域の各々において、前記危険な障害物の頂点の上方で、その障害物を飛び越すために必要な最低高度に対して所定の距離を置いた基準点の座標を演算し、
前記基準点の全てを結ぶ滑らかな曲線に相当する操縦曲線を決定し、
前記操縦曲線又はその一部が、無限大に視準された航空機の速度ベクトルの位置を指示する特定記号とともに、外部景観の画像上に重ね合わされるところの請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記パイロットに連絡された座標に対応する空間の各点に配置される特定記号が、外部景観の画像に重ね合わされるところの請求項１に記載の方法。
【請求項６】
所定の限界ローリングで航空機が到達できる空間の点を含む前記操縦曲線の中央部が、前記外部景観の画像上に重ね合わされるところの請求項３に記載の方法。
【請求項７】
偏差操縦曲線が、演算の際に前記座標の水平成分を減ずることによって得られる前記危険な障害物の変更座標を用いて、前記操縦曲線と同じ方法で演算し、決定されるところの請求項３に記載の方法。
【請求項８】
前記危険な障害物よりも航空機から遠い距離にある障害物を考慮して、補助操縦曲線が前記操縦曲線と同じ方法で演算して決定されるところの請求項３に記載の方法。
【請求項９】
障害物の上方の最適回避経路をとるために航空機が操舵されるべきである方向における、前記操縦曲線の基準点において最適回避点が決定されるところの請求項３に記載の方法。
【請求項１０】
前記最適回避点を決定するために、
前記操縦曲線の各基準点について、水平距離をｈ、前記基準点と前記速度ベクトルの位置との間の垂直距離をｄ、所定の係数をｋとする時、Ｄ＝ｈ＋ｋｄの関係を満たす補正された相対距離Ｄを演算し、
該演算された補正済みの相対距離を互いに比較して、
補正済みの相対距離が最も小さい基準点に、最適回避点が決定されるところの請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記最適回避点のところに配置される特定記号が外部景観の画像上に重ね合わされるところの請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
自動回避を行うために、前記最適回避点の座標が航空機の自動操縦装置に連絡されているところの請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記仮想曲線は、前記航空機の速度ベクトルに平行な長さＰの直線部分と、垂直面におけるピッチ・アップ及びピッチ・ダウンに対する前記航空機の運動能力に依存する、半径Ｒの円弧とからなるところの請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記直線部分の長さＰが前記航空機の速度に比例するところの請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
Ｒｃをピッチ・アップ制限荷重倍数に依存するピッチ・アップ限界半径、Ｒｐをピッチ・ダウン制限荷重倍数に依存するピッチ・ダウン限界半径とする時、前記円弧の半径Ｒは、Ｒ＝Ｒｃ＋Ｒｐの関係を満たしているところの請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
ピッチ・ダウン制限荷重倍数として、前記航空機が飛行可能領域全体にわたり有することができる固定値が取られているところの請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
ピッチ・アップ制限荷重倍数として、前記航空機の速度の関数として変化する所定値が用いられているところの請求項１５に記載の航空機の操縦支援方法。
【請求項１８】
前記ピッチ・アップ制限荷重倍数は、前記航空機の質量、速度、圧力及び温度に基づいて定められるところの請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
各角度区域において、前記サーチ区域が、Ｌ＝Ｐ＋Ｒの関係を満たす航空機からの距離Ｌにより制限されているところの請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
航空機が現在のローリングを保てば通過できる操縦曲線の点に配設される特定記号を、外部景観の画像上に重ね合わせるところの請求項３に記載の方法。
【請求項２１】
請求項１に記載された航空機の操縦支援方法を実行するための装置であって、
種々のサーチ区域にある全障害物の方向及び距離を測定するための測距センサと、
該測距センサに接続されて、記録されたデータに基づいて仮想曲線を演算し、この仮想曲線に対して最も高い位置に頂点がある一つの危険な障害物の位置を定めると共に、該危険な障害物の頂点の座標と、この頂点に対し所定の距離を置く基準点の座標及び各サーチ区域の基準点を結ぶ操縦曲線とを演算可能なコンピュータと、
該コンピュータに接続して、前記基準点の座標の特定記号、前記操縦曲線、そして速度ベクトルの位置を指示する特定記号を外部景観の画像上に重ね合わせて、航空機のパイロットに提供するために、目視ディスプレイ装置を備えるところの航空機の操縦支援のための装置。
【請求項２２】
時間ベースに関連した可聴アラームを含み、該可聴アラームは、前記目視ディスプレイ装置に接続すると共に、前記速度ベクトルが所定期間の間前記操縦曲線の下方にある時にトリガーされるところの請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記目視ディスプレイ装置が、操縦曲線の変動をフイルタリングしてパイロットに前記操縦曲線における変化を順次に提供するところの請求項２１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、航空機の操縦を支援するために、該航空機の飛行空間において該航空機にとって危険な障害物を特に定めることを可能にするための方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
低高度での飛行においては、航空機、特にヘリコプタのパイロットは、その前方に、捜している方向ではあるが、必ずしも捜している距離ではない所に多数の地上の箇所即ち障害物を小さな迎え角で見る。この不完全に捜された箇所を知的に処理することは、大変に難しい仕事であって、視程が悪く、障害物が遠方から区別するには余りにも細い場合には、益々そうである。
これらの欠点は、狭い視域において色又は凹凸のない画像を提供する暗視装置又はカメラをパイロットが使用している場合に、特に認められる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、これらの欠点を軽減することである。本発明は、低高度での航空機の操縦を支援するために、該航空機の前方の視域内にある、該航空機にとって危険な障害物を検出することを可能にするための方法に関するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この目的のため、本発明によれば、低高度での航空機の操縦を支援するために、該航空機の前方の視域内にある、該航空機にとって危険な障害物を検出することを可能にするための方法は、前記航空機の運動能力に基づいて、垂直面において障害物を越えるための最適な理論的飛翔経路に関する、前記航空機についての仮想曲線を演算し、前記航空機の前方の視域について、次のステップ、即ちａ）サーチ区域にある全障害物の位置を定めるステップと、ｂ）位置を定められた該障害物の頂点を前記仮想曲線と比較するステップと、ｃ）前記仮想曲線に関して最も高い位置に頂点がある障害物の一つを危険な障害物として定めるステップと、ｄ）該危険な障害物の頂点の座標をパイロットに連絡するステップを行い、考慮すべき多くの障害物を減少させてパイロットの監視作業をかなり軽減させるとともに、もし、前記危険な障害物が航空機の飛翔経路にある場合には、パイロットが直ちにその障害物を回避することができるところに特徴がある。
【０００５】
従って、本発明によれば、パイロットに目視しうるものも、目視しえないものも、全て可能性のある障害物のうち、切迫した危険をもたらす障害物を識別することが可能になり、また、その障害物が航空機の飛翔経路上にあれば、必ず、パイロット側で緊急の回避操縦のための上昇ができるものである。また、考慮しなければならない障害物の減少により、パイロットによる監視作業がかなり容易になる。
【０００６】
好ましいのは、航空機の前方における視域を幾つかの角度で分けた角度区域に分割すると共に、各角度区域の各々において、前記ステップａ）、ｂ）、ｃ）及びｄ）を行うことである。従って、パイロットは、角度区域の各々から得られる情報に基づいて、垂直方向の回避に対する支援だけでなく、定められた方向における横方向の回避についての支援をも受けられる。
【０００７】
更に、角度区域の各々において、障害物を飛び越えるための最低高度に相当する、危険な障害物の頂点よりも上方に所定の距離にある基準点の座標を演算することが有利である。
【０００８】
パイロットに基準点を提供することにより、パイロットには、危険な障害物を最も有利に飛び越える、即ちできるだけ低く且つ衝突の危険なしに飛び越えるために航空機が通過する空間中の点が示される。明らかに、最小飛び越し高度は、航空機の特性と行うべき任務の種類とに適応すべきである。例えば、ヘリコプタについては、２０ｍの高度を予定するとよい。
【０００９】
航空機のパイロットに対してできるだけ効果的に前述の結果を与えるために、上記座標に対応する空間中の諸点には特定記号を外部景観の画像に重ね合わせて配置する。
【００１０】
従って、これらの座標が基準点の座標である場合には、パイロットは、最適の飛び越しを行うために通過しなければならない空間中の点を直接見ることになる。これ等の座標が危険な障害物の頂点の座標である場合には、必ずしも直接はっきりと見ることはできない危険な障害物をパイロットに示すことを可能とし、また、気象条件によりしばしば変わる認知を容易にする。その結果、この外部景観の画像への重ね合わせは、とりわけ視程が悪い条件の場合でも、危険な障害物を容易に認知することによって、パイロットの監視作業を効果的に支援する。
【００１１】
各角度区域における基準点の全てを結ぶ滑らかな曲線を操縦曲線として決定することが有利であり、また、操縦曲線は、無限大に視準された航空機の速度ベクトルの位置を指示する特定記号と共に、外部景観の画像上に重ね合わされる。
【００１２】
この操縦曲線は、外部景観の画像を２つの部分、即ち、地上と操縦曲線との間にあり、しかも、危険な障害物が存在するために航空機がどうしても回避しなければならない下方部分と、操縦曲線の上方にあり、しかも、危険な障害物を含まない上方部分とに分ける。更に、できるだけ低く且つ航空機にとって危険のない飛行を行うために、パイロットにとっては、操縦曲線の点に向かって航空機を操舵すれば十分である。何故なら、定義によると、この操縦曲線は障害物を飛び越えるための最小高さを考慮に入れて前述のように定められた各基準点を接続したものだからである。
【００１３】
その結果、最適の飛び越えを行うために、パイロットは、航空機の飛行の方向を明らかに指示する速度ベクトルの特質を示す特定記号を前述の操縦曲線に重ね合わせるように、航空機を操舵すれば十分である。従って、本発明によれば、速度ベクトルの特定記号と操縦曲線を重ね合わせることにより、進路案内を行うことが可能である。
【００１４】
更に、障害物の頂点と操縦曲線との間の角度偏差はこの障害物と航空機との間の距離に比例しているので、操縦曲線は距離の表示を暗黙のうちに提供している。
【００１５】
パイロットに送られる外部景観の画像をオーバーロードにしないために、所定の限界ローリングで航空機に容易に受け入れられる空間中の点を含む、操縦曲線の中央部が、外部景観の画像上に重ね合わされる。これにより、現在のパイロットの位置から達することができる空間の部分をパイロットに明らかに指示することが可能になる。更に、操縦曲線のこの接近可能な部分全部の連続的な存在は、操縦曲線と視認した真の障害物との一致についてパイロットが検査を行うことを可能にする。限界ローリングの値は、特に、問題の航空機の種類に依存する。例えば、ヘリコプタについては、４５°の値を使用しうる。
【００１６】
速度ベクトルの特定記号及び操縦曲線の重ね合わせにより、操縦は、問題の障害物の上方を最小の飛び越し高度で正確に水平に通過することが必ずしも可能ではない。この欠点を解消するために、航空機が考えられている高度により早く到達するのを許容して飛び越え前に水平姿勢になるように、航空機が座標の水平成分を同一の割合（例えば１／４）の減少率で危険な障害物の頂点の座標の演算の際に使用することによって、前記操縦曲線と同じ方法で偏差操縦曲線を決定することができる。航空機はこの偏差操縦曲線の助けを借りて案内されることができる。
【００１７】
更に、危険な障害物よりも航空機から遠い距離にある障害物を考慮することによって、操縦曲線と同じ方法で補助操縦曲線を演算して定めることが好ましい。また、この補助操縦曲線は、上述した操縦曲線と区別するために、例えば破線により、外部景観の画像上に重ね合わせられる。この補助操縦曲線は、操縦曲線による危険な障害物よりも遠くにあり且つ危険な障害物がクリヤーされた後に考慮すべき障害物を明らかにすることを可能にする。特に、この情報は、パイロットが横方向に迂回する可能性を選択する際の助けになる。
【００１８】
また、補助操縦曲線を上記画像に重ね合わせずに、別の仕方で補助操縦曲線を用いることも可能である。例えば、パイロットに回避すべき方向、即ち補助操縦曲線が高いところにある方向を指示したり、パイロットに捜索すべき方向、即ち補助操縦曲線が低いところにある方向を指示したりすることによって、補助操縦曲線により与えられる情報を用いて操縦曲線のある部分を区別することが可能である。この区別化は、点線を使用したり、色を使用したりすることによって、異なる太さの線の操縦曲線を用いて提供される。
【００１９】
障害物の上方の最適回避の飛翔経路をとるために航空機が向かうように操舵しなければならない操縦曲線の点に対応する最適回避点を定めることが好ましい。本発明によると、この最適回避点を定めるために、操縦曲線の各基準点について、水平距離をｈ、基準点と速度ベクトルの位置との間の垂直距離をｄ、所定の係数をｋとする時、Ｄ＝ｈ＋ｋｄの関係を満たす補正された相対距離Ｄを演算し、該演算された補正済みの相対距離を互いに比較して、補正された相対距離が最も小さい基準点として、最適回避点を決定するものである。
【００２０】
最適回避点を決定するためには、３つの角度区域、即ち速度ベクトルがある、航空機の前方の中央の角度区域と、その右側及び左側にある２つの隣接角度区域の基準点の座標を使用するだけで屡々十分である。
【００２１】
該最適回避点は、２つの異なる態様で使用しうる。一つの態様では、最適回避点にある特定記号が外部景観の画像に重ね合わせられる。このようにして、最適の回避を行うために、速度ベクトルの特定記号を最適回避点の特定記号と対応させることで十分である。また、自動回避をするために、前記最適回避点の座標を航空機の自動操縦装置に連絡することが可能である。
【００２２】
更に、航空機がその現在のローリングを保ちながら通る前記操縦曲線の点のところに配設された特定記号が、外部景観の画像上に重ね合わせられる。
【００２３】
前述の仮想曲線は、航空機の速度ベクトルに平行な長さＰの直線部分と、垂直面におけるピッチ・アップ及びピッチ・ダウンのための航空機の運動能力に依存する、半径Ｒの円弧とからなるのが有利である。
【００２４】
好ましいのは、直線部分の長さＰが航空機の速度に比例していることである。これにより、航空機がどんな速度でも一定の、長さＰの距離を行くのに必要な期間（警告期間）を得ることが可能になる。ヘリコプタについては例えば３〜５秒であるこの一定の警告期間は、パイロットが、危険な障害物を回避すべき旨の指令に気付いた後、回避操作を始めるまでに利用可能に残されている最大期間に相当する。
【００２５】
また、Ｒｃをピッチ・アップ制限荷重倍数に依存するピッチ・アップ限界半径、Ｒｐをピッチ・ダウン制限荷重倍数に依存するピッチ・ダウン限界半径とする時、円弧の半径Ｒは、Ｒ＝Ｒｃ＋Ｒｐの関係を満たしている。
【００２６】
荷重倍数についての航空機の能力は、質量、温度又は大気圧の関数として大きく減少しないので、ピッチ・ダウン制限荷重倍数は、パイロットの快適感についての問題を考慮することにより一般的に決定される。パイロットによって一般的に認められる値は０．６ｇである（ｇは重力の加速度）。
【００２７】
対照的に、航空機が取ることができるピッチ・アップ制限荷重倍数は、前に引用したパラメータ、即ち質量、温度及び大気圧に加えて、航空機の速度及び姿勢に殆ど依存している。
【００２８】
更に、操縦曲線は、幾つかの基準点の演算によって得られるので、この操縦曲線の幾つかの基準点の各々で演算のために同じ値をとるか、或は、正確には航空機の前方ではない操縦曲線の基準点に到達するために航空機がローリング又は横転飛行しなければならないと言う事実及びこのローリングが航空機の取ることができる制限荷重倍数を減少させるという事実に関係がある異なる値をとることが可能である。
【００２９】
本発明においては、従って、ピッチ・アップ限界半径Ｒｃの演算のために用いた前述のピッチ・アップ制限荷重倍数を種々の異なる可能な方法で決定することができる。例えば、航空機が飛行可能領域全体にわたりとることができる固定値が取られるか、或は、航空機の速度の関数として変化する所定値が用いられる。別の異なる仕方によると、ピッチ・アップ制限荷重倍数は、航空機の質量、速度、圧力及び温度に直接基づいて決定しうる。
【００３０】
好適には、各角度区域において、前述のサーチ区域は、Ｌ＝Ｐ＋Ｒの関係を満たす航空機からの距離Ｌに限定されている。これにより、危険な障害物として明らかにされない障害物が航空機に関する前記仮想曲線の範囲外、即ち長さＬの範囲外にあるので、危険な障害物として明らかにされない前記障害物を考慮することから回避される。
【００３１】
本発明による航空機の操縦支援方法を実施するために設けられた装置は、種々のサーチ区域にある全障害物の方向及び距離を測定するための測距センサと、該測距センサに接続されて、記録されたデータに基づいて前記仮想曲線を演算し、危険な障害物を定めると共に、該危険な障害物の頂点の座標と、前記基準点の座標及び前記操縦曲線を演算可能なコンピュータと、該コンピュータに接続されて、航空機のパイロットに、外部景観に又はその画像上に重ね合わせる方法で、前記座標の特定記号、前記操縦曲線と、速度ベクトルの位置を指示する特定記号を提供することができる目視ディスプレイ装置を備えている。
【００３２】
この装置は、時間ベースに関連した可聴アラームを含み、該可聴アラームは、目視ディスプレイ装置に接続されると共に、速度ベクトルが所定期間の間操縦曲線の下方にある時にトリガーされることが好ましい。
【００３３】
更に、目視ディスプレイ装置は、操縦曲線の変動をフイルタリングしてパイロットに操縦曲線における変化を順次提供する。これにより、パイロットに言うまでもなく不快感又は疲労を与える操縦曲線における急なジャンプを回避することができる。添付図面によって、本発明がいかにして実施されるかを容易に理解しうるであろう。
【００３４】
【実施例】
本発明は、飛行空間中の航空機、特にヘリコプタにとって危険な障害物をパイロットに指示することにより、危険な環境において可能な最低高度、すなわち、最も低い軌道もしくは飛翔経路を維持するために、同航空機のパイロットを支援することを図るものである。
【００３５】
これ等の危険な障害物の位置を定めるために、航空機Ａに関する仮想曲線Ｆが用いられており、その導出については、図１の（Ａ）、図１の（Ｂ）、図１の（Ｃ）を参照して以下に説明する。
【００３６】
仮想曲線Ｆの演算は基準系（Ｏｘ，Ｏｙ）において行われ、その原点は、点に見立てられた航空機Ａを表している。軸Ｏｘは、図示の例においては水平方向の航空機Ａの速度ベクトルｖに平行であり、軸Ｏｙは、速度ベクトルｖに直交、即ち垂直であり、この例では上方を指向している。
【００３７】
略示した障害物１を越えるために、そして障害物の頂点２と並んで水平に、即ち、この頂点２の若干上方にある飛び越し点３のレベルで移動するために、航空機Ａは、原点Ｏの初期位置から点４までの曲率半径Ｒｃを有する円弧５と、点４から飛び越し点３までの曲率半径Ｒｐ（図示せず）を有する円弧６とを含む軌道Ｔ１をとる。
【００３８】
ピッチ・アップ及びピッチ・ダウン限界半径にそれぞれ相当する上述の曲率半径Ｒｃ及びＲｐは、航空機Ａの運動能力に依存しており、前述したピッチ・アップ及びピッチ・ダウン制限荷重倍数からそれぞれ算出される。
飛び越し点３と同様に、頂点２は円弧７上にあり、この円弧７は、原点Ｏにおいて速度ベクトルｖの接線であって、半径Ｒ＝Ｒｃ＋Ｒｐを有する。
【００３９】
飛び越し点３は障害物１の若干上方にあるだけなので、図１の（Ａ）に示した軌道Ｔ１は、余裕なしに障害物１を越えるための軌道である。障害物を飛び越すために予め定められた最低高度に例えば該当する垂直方向の余裕Ｈをもってこの障害物１を飛び越すために、円弧７を、余裕Ｈに対応する距離だけ航空機に関して下方に、即ち図１の（Ｂ）に示すように軸Ｏｙに沿って負の座標の方向に偏位させる。
【００４０】
更に、航空機のパイロットが障害物１を飛び越すための操縦を開始する前に利用可能なある反応時間ＤＲ（又は警告時間）をパイロットが持てるように、円弧７は、距離Ｐだけ前方に、即ち図１の（Ｃ）に示すように軸Ｏｘに沿って偏位される。航空機がどのような速度Ｖでも一定の警告時間（例えば３秒）を持てるように、この距離Ｐは、速度Ｖに比例するものとして定義され、Ｐ＝ＤＲ・Ｖの関係がある。
【００４１】
上述した条件下で、航空機Ａは、その運動能力に関係した、障害物を飛び越すための最適な理論軌道に相当する飛び越し軌道Ｔ２をとる。この軌道Ｔ２の傾斜は、図１の（Ｃ）に破線で示した限界軌道である前述の軌道Ｔ１よりも緩やかである。このようにして、問題の仮想曲線Ｆが得られる。この仮想曲線は、距離Ｐに対応する長さの直線部分８と、円弧７とからなる。
【００４２】
仮想曲線Ｆの算出を説明するために前述した種々のステップは、同仮想曲線の利点を明らかにすることを可能とし、また、最適な飛び越しのための理論軌道Ｔ２との関係を明らかにすることを可能とする。
【００４３】
飛び越すべき障害物１が前述の仮想曲線Ｆに接触するちょうどその時に飛び越しがトリガーされれば、障害物１の飛び越しのための軌道は最適、即ち前述の軌道Ｔ２と同一であることが分かる。
【００４４】
基準系（Ｏｘ，Ｏｙ）において、円弧７を含む円は次の式で表される。
（ｘ−Ｐ）２＋［ｙ−（Ｒ−Ｈ）］２＝Ｒ２
従って、前述の基準系（Ｏｘ，Ｏｙ）において、仮想曲線Ｆの式は、０＜ｘ＜Ｐについては、ｙ＝−Ｈであり、Ｐ＜ｘ＜Ｐ＋Ｒについては、
ｙ＝Ｒ−Ｈ−√（Ｒ2−（ｘ−Ｐ）2）
となる。従って、仮想曲線Ｆは原点Ｏからの距離Ｌ＝Ｐ＋Ｒに制限される。
この仮想曲線Ｆは、後述するように、航空機にとって危険な障害物を決定するために用いられる。
【００４５】
この目的のため、図２に示すように、航空機の前方にある視域１０のみが重要であり、同視域は、航空機がその動的性能に関係して、現位置から到達可能である空間の少なくとも一部を含んでいる。本発明によると、前方の視域１０は、同じ開口角αの角度区域１１〜１４に分割されている。
【００４６】
角度区域１１〜１４の各々において、
−  後述するサーチ区域にある全ての障害物１５〜２０が例えば測距センサに  より測定され、
−  測定された障害物１５〜２０の頂点が図２には示されていないが航空機に  関する前述の仮想曲線Ｆと比較され、
−  該仮想曲線Ｆに関して最も高いところに頂点２がある障害物１６，１８及  び２０が危険な障害物とされ、
−  この危険な障害物１６，１８及び２０の頂点２の位置が記録される。
【００４７】
明らかに、例えば角度区域１２のように、角度区域が明白な障害物を有していない場合には、地上の点もしくは箇所２１（図３参照）が危険な障害物として定められる。
【００４８】
一般に、例えばレーダーのような測距センサが、レーザービームと関連して用いられ、このレーザービームが該測距センサの前方にある空間を規則的且つ系統的に走査する。該測距センサは、各方向において、エコーを送り返す地面の距離を具体的に記録する。例えば、木、地面又はケーブルのような、検出された全ての点は、航空機に関する方向及び距離が知られ、本発明において対象となる障害物として認められる。
【００４９】
本発明によれば、例えば、航空機に関する基準系において、各障害物の高度（図１における軸ｙに沿った座標）が演算される。次に、各障害物ｙ（Ｏ）と仮想曲線Ｆの対応する点ｙ（Ｆ）との間の高度差が演算される。危険とされた障害物は、この障害物の種類（木、地面、ケーブル等）が何であれ、代数値で表した差ｙ（Ｏ）−ｙ（Ｆ）が最も大きい障害物である。
【００５０】
更に、仮想曲線Ｆは、定義によると、距離Ｌ＝Ｐ＋Ｒに限定されるので、種々の角度区域に関連した前述のサーチ区域は、航空機からの距離Ｌに同様に限定される。大きな距離のところにある障害物は仮想曲線Ｆの範囲外にあり、従って、危険な障害物とは認められない。
【００５１】
前述の結果は、例えば、クリヤ・バイザー又はヘルメット・バイザーによって直接に外部景観の画像２２上に重ね合わせることにより、或はカメラ画像（可視スペクトル又は赤外線スペクトル）と重ね合わせてスクリーン上に表示することにより、航空機のパイロットに与えられる。
【００５２】
種々の表示モードが可能である。
第１の可能性によると、危険な障害物１６，１８及び２０の頂点に配置された、レチクルもしくは鏡内目盛り２３の形の特定記号が、図３に示すように、外部景観の画像２２上に重ね合わせられる。
【００５３】
この解決策は２つの利点を有する。１つは、存在する全障害物１５〜２０のうちで、危険と認められ且つパイロットが全注意を集中しなければならない障害物を指示可能とすることであり、もう１つは、多分確認されていない障害物の存在をパイロットに指示することによって、良くない視程の際に特に有効な観測支援に貢献することである。
【００５４】
簡明にするため、危険な障害物が例えば点２１のような地上の箇所に関するものである時に、特定の鏡内目盛り即ちレチクル２４を使用する。
【００５５】
危険な障害物の頂点２より上方の測定された高度のところにある空間の点２６〜２９（基準点）に配列された鏡内目盛り即ちレチクル２５の形で、別の特定の記号を外部景観の画像上に重ね合わせる。高度として、障害物を飛び越えるための最小規定高度Ｈを用いることによって、パイロットには、最適な飛び越え、即ちできるだけ低く且つ衝突の危険がない飛び越えを行うために通過しなければならない空間中の点が明らかに示される。
【００５６】
このような操縦を容易にするために、外部景観の画像２２上にレチクル３０（図４）が追加的に重ね合わせられる。このレチクル３０は、照準線を無限大に合わせた航空機の速度ベクトルの位置、即ち航空機Ａの飛行の方向を指示している。従って、危険な障害物１６，１８又は２０の最適な排除を行うために、パイロットにとって、危険な障害物１６，１８又は２０と関連した基準点２６，２８又は２９のレチクル２５上に上述のレチクル３０を重ね合わせるような方法で航空機Ａを操舵すれば十分である。
【００５７】
第３の情報提示の可能性によると、図４に示すように、全基準点２６〜２９を結合するスムーズな曲線に対応する操縦曲線３１が外部景観の画像２２上に重ね合わせられる。この操縦曲線３１は、外部景観の画像２２を２つの部分に分けている。１つは、危険な障害物１６，１８及び２０の存在のために航空機が避けねばならない下側部分３２であり、もう１つは、危険な障害物を含まない上側部分３３である。従って、衝突の危険がない最も低い飛行を行うために、パイロットは、速度ベクトルのレチクル３０を操縦曲線３１上に重ね合わせるように航空機Ａを操縦すれば十分である。
【００５８】
パイロットに送った画像２２をオーバーロードにしないように、前述の操縦曲線３１の中央部分３４のみが、図５に示したように、所定の限界ローリングで航空機にアクセスできない空間中の点を含む横方向部分３５及び３６を消すことによって、表されている。この図５において、点３９に位置する航空機によって行うことができる左右への最大のローリングでの、仮想曲線にそれぞれ対応する痕跡もしくはスプール３７及び３８は破線で示されている。
【００５９】
前述の中央部分３４の種々の点は、航空機に多かれ少なかれ容易にアクセスできることは明らかである。パイロットによる選択を容易にするために、最適回避点が決定されるが、この最適回避点は、障害物の上方の最適回避軌道をとるために航空機Ａがそれに向かうように操舵しなければならない中央部分３４の点に対応している。
【００６０】
この目的のため、次の工程が行われる。
−  操縦曲線３１の中央部分３４の基準点２７〜２９の各々について、図４に基準点２８に関して示されているように、ｈを水平距離とし、ｄを速度ベクトルの位置３０と上記基準点２７〜２９との間の垂直距離とし、ｋを所定の係数とする時、Ｄ＝ｈ＋ｋｄを満足する補正された相対距離Ｄを演算する。
−  演算された補正相対距離を互いに比較する。
−  補正相対距離が最も小さい基準点を最適な回避点と決定する。
係数ｋは、垂直の飛び越えに関して障害物の横方向の回避を奨励するように、正であり且つ１より大きい。
【００６１】
パイロットが好ましい飛翔経路を選択する、例えば、２つの高い障害物の間を通過するのを支援するために、レチクル４８の形態の特定記号が操縦曲線３１の点４９（航空機が現在のローリングを維持するなら、それを通過する。）に重ね合わせられる。この現在のローリングは、図５に示したように、速度ベクトルのレチクル３０の位置によって指示される。
【００６２】
このように、例えば、２つの高い障害物の間を通過するためには、パイロットにとって、同パイロットが通過を望んでいる空間中の点と操縦曲線とにレチクル４８を重ね合わせるような仕方で航空機を操舵すると共に、この位置を維持すれば十分である。
【００６３】
図６において、上述した方法を実行するための本発明に従った装置４０が示されている。この装置４０は、
−  種々のサーチ区域にある全障害物１５〜２０の方向及び距離を測定するた  めの測距センサ４１と、
−  該測距センサ４１にライン４３により接続されて、記憶データに基づいて  前記仮想曲線Ｆを演算し、危険な障害物１６，１８及び２０を画定すると共  に、該危険な障害物の頂点２の座標と、基準点２６〜２９の座標と、前記操  縦曲線３１とを演算可能なコンピュータ４２と、
−  該コンピュータ４２にライン４５により接続されて、航空機のパイロット  に、外部景観に又はその画像上に重ね合わせる方法で、前記特定記号２３及  び２５と、前記操縦曲線３１と、速度ベクトルの位置を指示するレチクル３  ０とを与えることができる目視ディスプレイ装置４４と、
を含んでいる。
【００６４】
更に、時間ベース（図示せず）に関連した可聴アラーム４６は、ライン４７を介して前記目視ディスプレイ装置４４に接続されている。この可聴アラーム４６は、前記速度ベクトルのレチクル３０が所定期間の間、操縦曲線３１の下方にある時にトリガーされて、回避操作の緊急性を警告する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）は、障害物を飛び越すための最適な飛翔経路に関係した仮想曲線の誘導の仕方を説明する図である。
【図２】航空機の前方にある視域を複数の角度区域に分割する仕方を説明する図である。
【図３】外部景観の画像上への重ね合わせによる結果を与えるモードを示す図である。
【図４】外部景観の画像上への重ね合わせによる結果を与える別のモードを示す図である。
【図５】操縦曲線の有効な部分の決定を説明する図である。
【図６】本発明による装置のブロック図である。
【符号の説明】
１…障害物、２…障害物の頂点、７…円弧、８…直線部分、１０…航空機の前方の視域、１１〜１４…角度区域、１５〜２０…障害物（１６，１８及び２０は危険な障害物）、２２…外部景観の画像、２３〜２５…特定記号、２６〜２９…基準点、３０…レチクル、３１…操縦曲線、４０…操縦支援方法を実行する装置、４１…測距センサ、４２…コンピュータ、４４…目視ディスプレイ装置、４６…可聴アラーム、Ａ…航空機、Ｆ…仮想曲
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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