(57)【要約】      （修正有）【課題】航空機の測位に関し、特にＧＰＳ航法と慣性航法の待ち時間補償のためのシステム及び方法を提供する。【解決手段】動的システム１００はプロセッサ及びプロセッサに結合された有形のコンピュータ可読媒体に保存される論理命令を含み、該論理命令は、プロセッサによって実行される場合、少なくとも第１センサ１２０ａからの第１パラメータデータと第２センサ１２０ｂからの第２パラメータデータを受信するプロセッサを構成し、少なくとも第１パラメータデータと第２パラメータデータを合成フィルタ１４０に送信し、少なくとも１つの追加センサ１２２から動的システム１００に関する追加パラメータデータを受信し、第１パラメータデータと第２パラメータデータに基づく待ち時間効果のモデル１２６を構築し、且つ第１パラメータデータと第２パラメータデータでの待ち時間の差分を補償するため待ち時間効果のモデル１２６を使用する。【選択図】図１
2014002147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動的システム（１００）における待ち時間補償のための方法であって、
少なくとも第１センサ（１２０ａ）からの第１パラメータデータと第２センサ（１２０ｂ）からの第２パラメータデータを受信することと、
少なくとも前記第１パラメータデータと前記第２パラメータデータを合成フィルタに送信することと、
少なくとも１つの追加センサ（１２２）から前記動的システムに関する追加パラメータデータを受信することと、
前記第１パラメータデータ及び前記第２パラメータデータに基づいて待ち時間効果のモデル（１２６）を構築することと、
前記第１パラメータデータと前記第２パラメータデータで待ち時間の差分を補償するため前記待ち時間効果のモデル（１２６）を使用することと
を備える方法。
【請求項２】
前記第１パラメータデータと前記第２パラメータデータとの待ち時間の差分を補償するための前記待ち時間効果のモデル（１２６）を使用することは、
前記第１パラメータデータ又は前記第２パラメータデータのうちの少なくとも１つに対して待ち時間補償調整パラメータを計算することと、
前記第１パラメータデータ又は前記第２パラメータデータのうちの少なくとも１つに対して前記待ち時間補償調整パラメータを適用することとを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記合成フィルタ（１４０）内で、前記第１パラメータデータ及び前記第２パラメータデータから合成パラメータデータを決定することをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記合成フィルタ（１４０）内で、待ち時間補償調整パラメータの推定値を決定することと、
前記待ち時間補償調整パラメータの前記推定値を前記待ち時間効果のモデル（１２６）へのフィードバックとして提供することと
をさらに含む、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記合成フィルタ（１４０）内で、前記合成パラメータデータに対応する出力を生成することをさらに含む、請求項３又は４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１パラメータデータ及び前記第２パラメータデータに基づく待ち時間効果のモデル（１２６）を構築することは、前記第１センサ（１２０ａ）と前記第２センサ（１２０ｂ）との間の経時的な運動による位置の差分を補償することを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記第１センサ（１２０ａ）は慣性測定システムを備え、
前記第２センサ（１２０ｂ）は全地球測位システム（ＧＰＳ）ベースの測定システムを備え、且つ
前記第１パラメータデータ及び前記第２パラメータデータに基づく待ち時間効果のモデル（１２６）を構築することは、前記第１センサ（１２０ａ）と前記第２センサ（１２０ｂ）との間の経時的な運動による時間の差分を補償することを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
動的システム（１００）における待ち時間補償のためのコンピュータベースのシステム（２００）であって、
プロセッサ（２２２）と、
前記プロセッサ（２２２）に結合された有形のコンピュータ可読媒体に保存される論理命令とを含み、該論理命令は、前記プロセッサ（２２２）によって実行される場合、
少なくとも第１センサ（１２０ａ）からの第１パラメータデータと第２センサ（１２０ｂ）からの第２パラメータデータを受信し、
少なくとも前記第１パラメータデータと前記第２パラメータデータを合成フィルタ（１４０）に送信し、
少なくとも１つの追加センサ（１２２）から前記動的システム（１００）に関する追加パラメータデータを受信し、
前記第１パラメータデータ及び前記第２パラメータデータに基づいて待ち時間効果のモデル（１２６）を構築し、且つ
前記第１パラメータデータと前記第２パラメータデータとの待ち時間の差分を補償するため前記待ち時間効果のモデル（１２６）を使用する
ように前記プロセッサ（２２２）を構成するコンピュータベースのシステム（２００）。
【請求項９】
前記プロセッサ（２２２）に結合された有形のコンピュータ可読媒体に保存される論理命令をさらに含み、該論理命令は、前記プロセッサ（２２２）によって実行される場合、
前記第１パラメータデータ又は前記第２パラメータデータのうちの少なくとも１つに対して待ち時間補償調整パラメータを計算し、且つ
前記第１パラメータデータ又は前記第２パラメータデータのうちの少なくとも１つに対して待ち時間補償調整パラメータを適用するように前記プロセッサ（２２２）を構成する、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記プロセッサ（２２２）に結合された有形のコンピュータ可読媒体に保存される論理命令をさらに含み、該論理命令は、前記プロセッサ（２２２）によって実行される場合、前記合成フィルタ（１４０）内で、前記第１パラメータデータ及び前記第２パラメータデータから合成パラメータデータを決定するように前記プロセッサ（２２２）を構成する、請求項８又は９に記載のコンピュータベースのシステム。  
【請求項１１】
前記プロセッサ（２２２）に結合された有形のコンピュータ可読媒体に保存される論理命令をさらに含み、該論理命令は、前記プロセッサ（２２２）によって実行される場合、
前記合成フィルタ（１４０）内で、待ち時間補償調整パラメータの推定値を決定し、且つ
前記待ち時間補償調整パラメータの前記推定値を前記待ち時間効果のモデル（１２６）へのフィードバックとして提供するように前記プロセッサ（２２２）を構成する、請求項８に記載のコンピュータベースのシステム。
【請求項１２】
前記プロセッサ（２２２）に結合された有形のコンピュータ可読媒体に保存される論理命令をさらに含み、該論理命令は、前記プロセッサ（２２２）によって実行される場合、前記合成フィルタ（１４０）内で、合成パラメータデータに対応する出力を生成するように前記プロセッサ（２２２）を構成する、請求項１１に記載のコンピュータベースのシステム。
【請求項１３】
前記第１パラメータデータ及び第２パラメータデータに基づく待ち時間効果のモデル（１２６）を構築することは、前記第１センサ（１２０ａ）と前記第２センサ（１２０ｂ）との間の経時的な運動による位置の差分を補償することを含む、請求項８〜１２のいずれか一項に記載のコンピュータベースのシステム（２００）。
【請求項１４】
前記第１センサ（１２０ａ）は、慣性測定システムを備え、
前記第２センサ（１２０ｂ）は、全地球測位システム（ＧＰＳ）ベースの測定システムを備え、且つ
前記プロセッサ（２２２）に結合された有形のコンピュータ可読媒体に保存される論理命令をさらに備え、該論理命令は、前記プロセッサ（２２２）によって実行される場合、前記第１センサ（１２０ａ）と前記第２センサ（１２０ｂ）との間の経時的な運動による時間の差分を補償するように前記プロセッサ（２２２）を構成する、請求項８〜１３のいずれか一項に記載のコンピュータベースのシステム（２００）。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本明細書の記載の主題は電子コンピューティング及び実世界事象のコンピュータベースモデリングに関し、より具体的には実世界システムダイナミクスを計測するための複数のデータソースからの入力を使用するコンピュータベースシステムにおける待ち時間補償に関する。
【０００２】
システム全体にわたる複数のソースからの入力を利用して、複雑な動的システムがモデル化可能である。例として、航空機業界は、差分ＧＰＳ（全地球測位システム）を用いて、自動着陸機能を開発している。この機能は全地球航法衛星システム着陸システム（ＧＬＳ）として知られている。ＧＬＳは商用航空管制（ＣＡＴ）業務用に認定されている。幾つかの自動着陸システムは、航空機の位置及び方向の情報を確定するため、複数の種々のセンサからの出力を取り込むことができる。種々のセンサからの出力は、とりわけ操作時に待ち時間効果の影響を受けやすく、モデルの結果にバイアスをもたらすことがある。
【０００３】
したがって、待ち時間補償のためのシステム及び方法は実用性を有しうる。
【発明の概要】
【０００４】
待ち時間補償のためのシステム及び方法が開示される。一実施形態では、動的システムにおける待ち時間補償のためのコンピュータベースの方法は、少なくとも第１センサからの第１パラメータデータと第２センサからの第２パラメータデータを受信すること、少なくとも第１パラメータデータと第２パラメータデータを合成フィルタに送信すること、少なくとも１つの追加センサから動的システムに関する追加パラメータデータを受信すること、第１パラメータデータと第２パラメータデータに基づいて待ち時間効果のモデルを構築すること、及び第１パラメータデータと第２パラメータデータで待ち時間の差分を補償するため待ち時間効果のモデルを使用することを含む。
【０００５】
別の実施形態では、動的システムにおける待ち時間補償のためのコンピュータベースのシステムは、プロセッサと当該プロセッサに結合された有形のコンピュータ可読媒体に保存される論理命令を備え、当該プロセッサによって実行される場合、少なくとも第１センサからの第１パラメータデータと第２センサからの第２パラメータデータを受信するようにプロセッサを構成し、少なくとも第１パラメータデータと第２パラメータデータを合成フィルタに送信し、少なくとも１つの追加センサから動的システムに関する追加パラメータデータを受信し、第２パラメータデータに対する第１パラメータデータの待ち時間効果のモデルを構築し、さらに第１パラメータデータと第２パラメータデータでの待ち時間の差分を補償するため待ち時間効果のモデルを使用する。
【０００６】
別の実施形態では、動的システムにおける待ち時間補償のためのコンピュータプログラム製品は、プロセッサに結合された有形のコンピュータ可読媒体に保存される論理命令を備え、当該プロセッサによって実行される場合、少なくとも第１センサからの第１パラメータデータと第２センサからの第２パラメータデータを受信するようにプロセッサを構成し、少なくとも第１パラメータデータと第２パラメータデータを合成フィルタに送信し、少なくとも１つの追加センサから動的システムに関する追加パラメータデータを受信し、第１パラメータデータと第２パラメータデータの待ち時間効果のモデルを構築し、さらに第１パラメータデータと第２パラメータデータでの待ち時間の差分を補償するため待ち時間効果のモデルを使用する。
【０００７】
本文及び図面において、一態様では、少なくとも第１センサ１２０ａからの第１パラメータデータと第２センサ１２０ｂからの第２パラメータデータを受信すること、少なくとも第１パラメータデータと第２パラメータデータを合成フィルタに送信すること、少なくとも１つの追加センサ１２２から動的システムに関する追加パラメータデータを受信すること、第１パラメータデータと第２パラメータデータに基づいて待ち時間効果のモデル１２６を構築すること、及び第１パラメータデータと第２パラメータデータで待ち時間の差分を補償するため待ち時間効果のモデル１２６を使用することを含む、動的システム１００における待ち時間補償のための方法が開示されている。
【０００８】
代替的に、方法は、第１パラメータデータと第２パラメータデータとの待ち時間の差分を補償するための待ち時間効果のモデル１２６を使用すること、第１パラメータデータ又は第２パラメータデータのうちの少なくとも１つに対して待ち時間補償調整パラメータを計算すること、及び第１パラメータデータ又は第２パラメータデータのうちの少なくとも１つに対して待ち時間補償調整パラメータを適用することを、さらに含みうる。
【０００９】
代替的に、方法は、合成フィルタ１４０内で、第１パラメータデータ及び第２パラメータデータから合成されたパラメータデータを決定することを、さらに含みうる。
【００１０】
代替的に、方法は、合成フィルタ１４０内で、待ち時間補償調整パラメータの推定値を決定すること、及び待ち時間補償調整パラメータの推定値を待ち時間効果のモデル１２６へのフィードバックとして提供することを、さらに含みうる。
【００１１】
代替的に、方法は、合成フィルタ１４０内で、合成されたパラメータデータに対応する出力を生成することを、さらに含みうる。
【００１２】
代替的に、方法は、第１センサ１２０ａと第２センサ１２０ｂとの間の経時的な運動による位置の差分を補償することを含む、第１パラメータデータ及び第２パラメータデータに基づく待ち時間効果のモデル１２６を構築することを含みうる。
【００１３】
代替的に、方法は、慣性測定システムを備える第１センサ１２０ａ、全地球測位システム（ＧＰＳ）ベースの測定システムを備える第２センサ１２０ｂを含むことがあり、且つ第１パラメータデータ及び第２パラメータデータに基づく待ち時間効果のモデル１２６を構築することは、第１センサ１２０ａと第２センサ１２０ｂとの間の経時的な運動による位置の差分を補償することを含む。
【００１４】
一態様では、動的システム１００における待ち時間補償のためのコンピュータベースのシステム２００が開示されており、該システムはプロセッサ２２２とプロセッサ２２２に結合された有形のコンピュータ可読媒体に保存される論理命令を含み、該論理命令は、プロセッサ２２２によって実行される場合、少なくとも第１センサ１２０ａからの第１パラメータデータと第２センサ１２０ｂからの第２パラメータデータを受信するようにプロセッサ２２２を構成し、少なくとも第１パラメータデータと第２パラメータデータを合成フィルタ１４０に送信し、少なくとも１つの追加センサ１２２から動的システム１００に関する追加パラメータデータを受信し、第２パラメータデータに対する第１パラメータデータの待ち時間効果のモデル１２６を構築し、さらに第１パラメータデータと第２パラメータデータでの待ち時間の差分を補償するため待ち時間効果のモデル１２６を使用する。
【００１５】
代替的に、方法は、プロセッサ２２２に結合された有形のコンピュータ可読媒体に保存される論理命令をさらに含むことがあり、該論理命令は、プロセッサ２２２によって実行される場合、第１パラメータデータ又は第２パラメータデータのうちの少なくとも１つに対して待ち時間補償調整パラメータを計算し、且つ第１パラメータデータ又は第２パラメータデータのうちの少なくとも１つに対して待ち時間補償調整パラメータを適用するようにプロセッサ２２２を構成する。
【００１６】
代替的に、コンピュータベースのシステムは、プロセッサ２２２に結合された有形のコンピュータ可読媒体に保存される論理命令をさらに含むことがあり、該論理命令は、プロセッサ２２２によって実行される場合、合成フィルタ１４０内で、第１パラメータデータ及び第２パラメータデータから合成されたパラメータデータを決定するようにプロセッサ２２２を構成する。
【００１７】
代替的に、コンピュータベースのシステムは、プロセッサ２２２に結合された有形のコンピュータ可読媒体に保存される論理命令をさらに含み、該論理命令は、プロセッサ２２２によって実行される場合、合成フィルタ１４０内で、待ち時間補償調整パラメータの推定値を決定し、待ち時間補償調整パラメータの推定値を待ち時間効果のモデル１２６へのフィードバックとして提供するようにプロセッサ２２２を構成する。
【００１８】
代替的に、コンピュータベースのシステムは、プロセッサ２２２に結合された有形のコンピュータ可読媒体に保存される論理命令をさらに含み、該論理命令は、プロセッサ２２２によって実行される場合、合成フィルタ１４０内で、合成されたパラメータデータに対応する出力を生成するようにプロセッサ２２２を構成する。
【００１９】
代替的に、コンピュータベースのシステム２００は、第１センサ１２０ａと第２センサ１２０ｂとの間の経時的な運動による位置の差分を補償することを含む、第１パラメータデータ及び第２パラメータデータに基づく待ち時間効果のモデル１２６を構築することを含みうる。
【００２０】
代替的に、コンピュータベースのシステム２００は、慣性測定システムを備える第１センサ１２０ａ、全地球測位システム（ＧＰＳ）ベースの測定システムを備える第２センサ１２０ｂを含むことがあり、且つプロセッサ２２２に結合された有形のコンピュータ可読媒体に保存される論理命令をさらに備え、該論理命令は、プロセッサ２２２によって実行される場合、第１センサ１２０ａと第２センサ１２０ｂとの間の経時的な運動による位置の差分を補償するようにプロセッサ２２２を構成する。
【００２１】
一態様では、プロセッサ２２２に結合された有形のコンピュータ可読媒体に保存される論理命令を含む、動的システム１００における待ち時間補償のためのコンピュータプログラム製品が開示されており、該論理命令は、プロセッサ２２２によって実行される場合、少なくとも第１センサ１２０ａからの第１パラメータデータと第２センサ１２０ｂからの第２パラメータデータを受信するようにプロセッサ２２２を構成し、少なくとも第１パラメータデータと第２パラメータデータを合成フィルタ１４０に送信し、少なくとも１つの追加センサ１２２から動的システム１００に関する追加パラメータデータを受信し、第１パラメータデータ及び第２パラメータデータに基づく待ち時間効果のモデル１２６を構築し、さらに第１パラメータデータと第２パラメータデータでの待ち時間の差分を補償するため待ち時間効果のモデル１２６を使用する。
【００２２】
代替的に、コンピュータプログラム製品は、プロセッサ２２２に結合された有形のコンピュータ可読媒体に保存される論理命令をさらに含み、該論理命令は、プロセッサ２２２によって実行される場合、第１パラメータデータ又は第２パラメータデータのうちの少なくとも１つに対して待ち時間補償調整パラメータを計算し、且つ第１パラメータデータ又は第２パラメータデータのうちの少なくとも１つに対して待ち時間補償調整パラメータを適用するようにプロセッサ２２２を構成する。
【００２３】
代替的に、コンピュータプログラム製品は、コンテンツストリームを受信するレシーバ内のプロセッサ２２２に結合された有形のコンピュータ可読媒体に保存される論理命令をさらに含むことがあり、該論理命令は、プロセッサ２２２によって実行される場合、合成フィルタ１４０内で、第１パラメータデータ及び第２パラメータデータから合成されたパラメータデータを決定するようにプロセッサ２２２を構成する。
【００２４】
代替的に、コンピュータプログラム製品は、プロセッサ２２２に結合された有形のコンピュータ可読媒体に保存される論理命令をさらに含むことがあり、該論理命令は、プロセッサ２２２によって実行される場合、合成フィルタ１４０内で、待ち時間補償調整パラメータの推定値を決定し、待ち時間補償調整パラメータの推定値を待ち時間効果のモデル１２６へのフィードバックとして提供するようにプロセッサ２２２を構成する。
【００２５】
代替的に、コンピュータプログラム製品は、コンテンツストリームを受信するレシーバ内のプロセッサ２２２に結合された有形のコンピュータ可読媒体に保存される論理命令をさらに含むことがあり、該論理命令は、プロセッサ２２２によって実行される場合、合成フィルタ１４０内で、合成されたパラメータデータに対応する出力を生成するようにプロセッサ２２２を構成する。
【００２６】
代替的に、コンピュータプログラム製品は、第１センサ１２０ａと第２センサ１２０ｂとの間の経時的な運動による位置の差分を補償することを含む、第１パラメータデータ及び第２パラメータデータに基づく待ち時間効果のモデル１２６を構築することをさらに含みうる。
【００２７】
代替的に、コンピュータプログラム製品は、慣性測定システムを備える第１センサ１２０ａ、全地球測位システム（ＧＰＳ）ベースの測定システムを備える第２センサ１２０ｂを含み、且つプロセッサ２２２に結合された有形のコンピュータ可読媒体に保存される論理命令をさらに備え、該論理命令は、プロセッサ２２２によって実行される場合、第１センサ１２０ａと第２センサ１２０ｂとの間の経時的な運動による位置の差分を補償するようにプロセッサ２２２を構成する。
【００２８】
さらに、適用の範囲は、本明細書に記述される説明から明らかになるであろう。本明細書の説明及び具体例は例示のみを目的としたものであり、本発明の範囲を限定することを意図していないことを理解されたい。
【００２９】
本開示の教示による方法、システム、及びコンピュータプログラム製品の実施形態は、以下の図面を参照して以下に詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施形態による待ち時間補償を実装するシステムの概略図である。
【図２】幾つかの実施形態による待ち時間補償のためのシステム及び方法を実装するように適用されうる計算デバイスの概略図である。
【図３】実施形態による待ち時間補償のための方法における操作を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
待ち時間補償のためのシステム及び方法が本明細書に開示される。ある種の実施形態の具体的な詳細は、このような実施形態を完全に理解するため、以下の説明及び図面に記載されている。しかしながら、当業者であれば、代替的な実施形態が以下の説明に記載されている幾つかの詳細なしで実施されうることを理解するであろう。
【００３２】
概して、本明細書に記載の主題は、種々のパラメータを測定する複数のセンサからの合成入力によって実世界の事象をモデル化するシステムにおける待ち時間補償のための技術に関する。幾つかの実施形態では、センサパラメータは、例えば補完フィルタ又はカルマンフィルタなどのフィルタ内で合成されうる。多くの応用では、このようなフィルタは、相対バイアスが推定を行う測定誤差の推定値を形成するように設計されており、データソースの１つでのバイアスなど、測定誤差に対する補正として使用されることがある。様々な事象は、種々のセンサによって感知されるパラメータの間に待ち時間をもたらすことがある。このようなフィルタに対する入力データソースの待ち時間の差分は、フィルタ出力に好ましくない摂動を引き起こすことがあり、フィルタによって生成される相対バイアス推定値を改変することがある。
【００３３】
既に述べたように、待ち時間は、様々なセンサでの待ち時間効果のモデルを構築し、少なくとも１つのパラメータに対する待ち時間補償値を計算するモデルを使用することによって、補償されうる。待ち時間補償値は、複数のセンサ間の待ち時間の差分を補償するようにパラメータに適用しうる。幾つかの実施形態では、待ち時間補償システムは、実世界での使用により時間の経過とともにモデルが改善されるように、モデルの更新に使用可能な待ち時間推定値の形態でフィードバックを受け取ってもよい。
【００３４】
航空機の自動着陸システムとの関連で、様々な実施形態が実装されうる。例として、一部の航空機は、ＧＰＳベースのセンサ及び航空機全体に配置されるジャイロスコープセンサ（すなわち、慣性ベースのセンサ）からの位置入力を融合する補完フィルタを含む、自動操縦システムを含む。航空機が直線的に飛行している場合、これらのセンサからの出力は実質的にコヒーレントになりうる。しかしながら、航空機が飛行している場合、例えば、航空機上のセンサの位置の違いによって、あるいはサンプリングレートの時間差によって、一又は複数のセンサの出力に待ち時間が生じることがある。本明細書に記載されているシステム及び方法により、自動操縦システムはセンサの待ち時間によって生じる誤差に対する補償を行うことができる。他の実施形態では、本明細書に記載されているシステム及び方法は、慣性航法装置又はＧＰＳ位置データと慣性データを融合するマルチモードレシーバで実装されうる。
【００３５】
図１は実施形態による待ち時間補償のためのシステム１００の概略図である。図１を参照すると、一実施形態の概要では、観察下にあるシステム１１０は、同一の特性に関連する種々のパラメータを検出する第１センサ１２０ａ及び第２センサ１２０ｂを含む複数のセンサを含みうる。さらに、観察下にあるシステム１１０は、種々の特性に関連する種々のパラメータを検出する追加センサ１２２を含みうる。
【００３６】
例として、幾つかの実施形態では、観察下にあるシステム１１０は航空機であってもよい。この実施形態では、第１センサ１２０ａはＧＰＳベースのセンサであってもよく、また第２センサ１２０ｂは慣性ベースのセンサであってもよい。センサ１２０ａ及び１２０ｂは、参照することにより本明細書に全体が組み込まれる、Ｋｒｏｇｈらに対する米国特許第７、９６２、２５５号に記載されているように、慣性参照装置によって増強されているＧＰＳベースの着陸システムなどのような、自動操縦システムのコンポーネントであってもよい。追加センサ１２２は、例えば、対地速度、方向、滑走路横断速度などの航空機の他のパラメータを検出するセンサを含みうる。
【００３７】
システム１００は、待ち時間効果のモデル１２６、待ち時間補償計算器１２８、合成フィルタ１４０、及び待ち時間推定更新器１４２をさらに含む。合成フィルタ１４０は、補完フィルタ、カルマンフィルタ、ウィーナーフィルタ、最尤推定量、又は他のデータ融合或いは推定アルゴリズムとして実装されうる。合成フィルタはフィルタ処理されたパラメータ出力１５０及びセンサ誤差推定値１５２を生成する。幾つかの実施形態では、融合フィルタは、参照することにより本明細書に全体が組み込まれる、Ａｎｄｅｒｓｏｎらに対する米国特許第６、５４９、８２９号に記載されているように、個別の論理コンポーネントとして実装されうる。他の実施形態では、待ち時間補償計算器１２８及び加算器１３０は、カルマン状態として組み込まれた待ち時間の量と共に、カルマンフィルタの中へ組み込まれうる。
【００３８】
代替的な実施形態では、システム１００の一又は複数のコンポーネントは、有形のコンピュータ可読媒体に保存される論理命令として実装されることがあり、該論理命令はコンピュータシステム環境に実装されうる。図２は、幾つかの実施形態による待ち時間補償のためのシステム及び方法を実装するように適用されうる計算デバイスの概略図である。一実施形態では、システム２００は、スクリーン２０４を有するディスプレイ２０２、一又は複数のスピーカー２０６、キーボード２１０、一又は複数の他の■／Ｏデバイス２１２、及びマウス２１４を含む一又は複数の付属入出力デバイスを含みうる。他の■／Ｏデバイス２１２は、タッチ式スクリーン、音声入力デバイス、トラックボール、及びシステム２００がユーザーからの入力を受信することを可能にする任意の他のデバイスを含みうる。
【００３９】
コンピューティングシステム２００は、システムハードウェア２２０及び、メモリ２３０を含み、該メモリはランダムアクセスメモリ及び／又はリードオンリーメモリとして実装されうる。ファイルストア２８０はシステム２００と通信可能に結合されうる。ファイルストア２８０は、例えば、一又は複数のハードドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ、又は他の種類の記憶デバイスなど、コンピューティングシステム２００の内部にあってもよい。ファイルストア２８０はまた、例えば、一又は複数の外付けハードドライブ、ネットワーク接続ストレージ、又は分離型ストレージネットワークなど、コンピュータシステム２００の外部にあってもよい。
【００４０】
システムハードウェア２２０は、一又は複数のプロセッサ２２２、一又は複数のグラフィックプロセッサ２２４、ネットワークインターフェース２２６、及びバスストラクチャ２２８を含みうる。本明細書で使用しているように、「プロセッサ」という用語は、例えば、限定しないが、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、複合命令セット計算（ＣＩＳＣ）マイクロプロセッサ、縮小命令セット（ＲＩＳＣ）マイクロプロセッサ、超長命令語（ＶＬＩＷ）マイクロプロセッサなどの任意の形式の計算要素、又は任意の他の形式のプロセッサ又は処理回路を意味する。
【００４１】
グラフィックプロセッサ２２４は、グラフィックス及び／又はビデオ操作を管理する補助プロセッサとして機能することができる。グラフィックプロセッサ２２４は、コンピューティングシステム２００のマザーボード上に組み込むこと、又はマザーボード上の拡張スロットを介して連結することができる。
【００４２】
一実施形態では、ネットワークインターフェース２２６は、イーサネット（登録商標）インターフェース（例えば、電気電子技術者協会規格ＩＥＥＥ８０２．３−２００２を参照）、又はＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ準拠インターフェース（例えば、ＬＡＮ／ＭＡＮシステム間のＩＴ通信及び情報交換のためのＩＥＥＥ規格―第２部：無線ＬＡＮメディアアクセス制御（ＭＡＣ）及び物理層（ＰＨＹ）仕様―追補４：２．４ＧＨｚ帯における高速伝送のための拡張、８０２．１１Ｇ−２００３）であってもよい。無線インターフェースの他の実施例は、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）インターフェース（例えば、ＧＰＲＳハンドセット要件に関するガイドライン、モバイルコミュニケーションズ／ＧＳＭ（登録商標）協会用グローバルシステム、バージョン３．０．１、２００２年１２月）となることがある。
【００４３】
バスストラクチャ２２８はシステムハードウェア２２８の様々なコンポーネントを接続する。一実施形態では、バスストラクチャ２２８は、メモリバス、周辺機器用バス、又は外部バスを含む幾つかの種類のバスアーキテクチャ、及び／又は１１ビットバス、業界標準アーキテクチャ（ＩＳＡ）、マイクロチャネル・アーキテクチャ（ＭＳＡ）、拡張ＩＳＡ（ＥＩＳＡ）、インテリジェントドライブエレクトロニクス（ＩＤＥ）、ＶＥＳＡローカルバス（ＶＬＢ）、ペリフェラルコンポーネントインターコネクト（ＰＣＩ）、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、アドバンストグラフィックスポート（ＡＧＰ）、パーソナルコンピュータメモリカード国際協会（ＰＣＭＣＩＡ）バス、およびスモールコンピュータシステムズインターフェース（ＳＣＳＩ）を含むがこれに限定されない、入手可能な任意の種類のバスアーキテクチャを使用するローカルバス、のうちの一又は複数であってもよい。
【００４４】
メモリ２３０は、コンピューティングデバイス２０８の動作を管理するためのオペレーティングシステム２４０を含むことができる。一実施形態では、オペレーティングシステム２４０は、システムハードウェア２２０へのインターフェースを提供するハードウェアインターフェースモジュール２５４を含む。加えて、オペレーティングシステム２４０は、コンピューティングデバイス２０８の動作で使用されるファイルを管理するファイルシステム２５０、及びコンピューティングデバイス２０８上で実行されるプロセスを管理するプロセス制御サブシステム２５２を含むことができる。
【００４５】
オペレーティングシステム２４０は、システムハードウェア２２０と連動してリモートソースとの間でデータパケット及び／又はデータストリームを送受信するように動作する一又は複数の通信インターフェースを含む（又は管理する）ことができる。オペレーティングシステム２４０はさらに、メモリ２３０に常駐するオペレーティングシステム２４０と一又は複数のアプリケーションモジュールとの間のインターフェースを提供するシステムコールインターフェースモジュール２４２を含むことができる。オペレーティングシステム２４０は、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）ブランドのオペレーティングシステムとして、又はＵＮＩＸ（登録商標）オペレーティングシステムとして、又はこれらから派生したオペレーティングシステム（例えば、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）、Ｓｏｌａｒｉｓ、など）又は他のオペレーティングシステムとして具現化されてもよい。
【００４６】
一実施形態では、メモリ２３０は有形のコンピュータ可読媒体内にコード化される論理命令を含みうる推定モジュール２６０を含み、該論理命令はプロセッサ２２２によって実行される場合、プロセッサ２２２に推定操作を実行させることができる。同様に、待ち時間補償モジュール２６２は、有形のコンピュータ可読媒体内にコード化される論理命令を含むことがあり、該論理命令はプロセッサ２２２によって実行される場合、プロセッサ２２２に待ち時間補償操作を実行させることができる。ここで図１を参照すると、幾つかの実施形態では、推定モジュール２６０は推定モジュールとして示されている破線のボックス内のコンポーネントに対応し、一方待ち時間補償モジュール２６２は待ち時間補償モジュールとして示されている破線のボックス内のコンポーネントに対応してもよい。実際には、２つのモジュールは分離されたソフトウェアでもよく、或いは単一の統合されたソフトウェアに結合されてもよい。
【００４７】
図３は実施形態による待ち時間補償のための方法における操作を示すフロー図である。図３を参照すると、操作３１０で入力はセンサ１２０ａ、１２０ｂ及び追加のセンサ１２２から受信される。幾つかの実施形態では、センサ１２０ａからの入力はＧＰＳベースの位置信号に対応し、一方センサ１２０ｂからの入力は慣性基準ユニットからの入力に対応してもよい。操作３１５では、追加のシステムステータス入力が追加のセンサ１２２から受信される。上述のように、幾つかの実施形態では、追加の入力は、例えば、対地速度、方向、滑走路横断速度などの航空機の他のパラメータを含みうる。
【００４８】
操作３２０では、センサ１２０ａ又は１２０ｂからの出力のうちの少なくとも１つに対して、待ち時間補償を計算するため待ち時間モデルが適用される。ここで図１を参照すると、幾つかの実施形態では、追加センサ１２２からの出力は待ち時間効果のモデル１２６に入力され、次に待ち時間補償計算器１２８に与えられる。一実施形態では、待ち時間効果のモデル１２６及び時間補償計算器１２８は、滑走路横断速度に対する待ち時間補償ファクターを決定する操作を実装しうる。滑走路横断速度は式（１）によってモデル化されうる。
式（１）    Ｖｅｌ＿ｘｒｗｙ  ＝  Ｖｇｎｄ  ＊  ｓｉｎ（ｐｓｉ＿ｉｎｔ）
ここで、Ｖｅｌ＿ｘｒｗｙは滑走路横断速度を、Ｖｇｎｄは対地速度を表わし、またｐｓｉ＿ｉｎｔは進入角、すなわち、航空機地上追跡角と滑走路機首方位との差を表わす。
【００４９】
航空機が一定の対地速度で直線的に飛行している場合には、Ｖｅｌ＿ｘｒｗｙは時間とともに変化することはない。ＧＰＳの待ち時間と慣性情報との間にほんのわずかな差異しかない場合には、合成フィルタ１４０は意図した機能を実行することができる。Ｖｅｌ＿ｘｒｗｙの値は乱気流で変動するが、この変動は長い時間では平均化される。
【００５０】
しかしながら、滑走路のセンターラインの延長線上に追随するため、航空機が機首方位から旋回する捕捉動作時には、状況は変化する。旋回時には、滑走路横断速度は長い間にゼロに向かう傾向がある。例えば、ＧＰＳデータが慣性情報よりも大きな待ち時間を有する場合には、２つのソースに由来する滑走路横断速度の間には明らかな差異が生じる。合成フィルタ１４０はこの差異を速度バイアスとして解釈する。
【００５１】
この見かけ上のバイアスは旋回時には進入角が変わるとともに変化する。見かけ上のバイアスは旋回が完了しセンターラインが捕捉されると消失するが、旋回初期の見かけ上の速度バイアスの評価をフィルタ１４０が取り消すことが必要となる。
【００５２】
捕捉動作時の見かけ上の速度バイアスの大きさは、次の式（２）によって推定可能である。
式（２）  ｖｅｌ＿ｘｒｗｙ＿ｂｉａｓ  ＝  ｄｅｌａｙ＿ｋｔ  ＊  ｖｅｌ＿ｘｒｗｙ＿ｄｏｔ
ここでｄｅｌａｙ＿ｋｔは相対的な待ち時間の大きさを、ｖｅｌ＿ｘｒｗｙ＿ｄｏｔは滑走路横断速度の変化率を表わす。式（１）を微分することにより、次のように式（３）が得られる。
式（３）  ｖｅｌ＿ｘｒｗｙ＿ｄｏｔ  ＝  Ｖｇｎｄ＿ｄｏｔ  ＊  ｓｉｎ（ｐｓｉ＿ｉｎｔ）  ＋  Ｖｇｎｄ  ＊  ｐｓｉ＿ｉｎｔ＿ｄｏｔ  ＊  ｃｏｓ（ｐｓｉ＿ｉｎｔ）
式（２）に式（３）のｖｅｌ＿ｘｒｗｙ＿ｄｏｔを代入すると、次のように式（４）が得られる。
式（４）  ｖｅｌ＿ｘｒｗｙ＿ｂｉａｓ  ＝  ｄｅｌａｙ＿ｋｔ  ＊  ［Ｖｇｎｄ＿ｄｏｔ  ＊  ｓｉｎ（ｐｓｉ＿ｉｎｔ）  ＋  Ｖｇｎｄ  ＊  ｐｓｉ＿ｉｎｔ＿ｄｏｔ  ＊  ｃｏｓ（ｐｓｉ＿ｉｎｔ）］
【００５３】
幾つかの実施形態では、待ち時間補償計算器は式（４）の結果を計算し、加算器１３０によって合成フィルタ１４０の慣性滑走路横断速度上流の待ち時間補償としてこれを適用する（操作３２５）。操作３３０では、センサ１２０ａ、１２０ｂからの入力が合成フィルタ１４０に適用される。待ち時間補償ファクターによって、合成フィルタ１４０は出力に影響を与えることなく、或いは速度バイアス推定を障害することなく、航空機の旋回時に意図した機能を実行することができる。
【００５４】
操作３３５では、待ち時間推定は更新され、待ち時間効果のモデル１２６にフィードバックとして提供される。このように、待ち時間補償モジュールは、合成フィルタ１４０の現在の状態からモデル１２６へのフィードバックを取り込むという意味で適応力がある。
【００５５】
操作３４０では、合成フィルタ１４０は合成パラメータからの出力を生成する。この出力は、航空機の自動操縦システムなどの制御システムに提供可能であり、出力に基づいて一又は複数の制御ルーチンを実装しうる。操作３４５では、合成フィルタ１４０は一又は複数のセンサの誤差特性を生成する。
【００５６】
このように、図１〜２に描かれた構造及び図３に描かれた操作によって、入力形式が異なるセンサを結合する結合フィルタを使用する制御システム内で、待ち時間補償は実装可能となる。このような構造及び方法は、例えば航空機の自動操縦システムで用途を見出すことができる。
【００５７】
これまでの議論の中で、例示的なプロセスの具体的な実装については説明済みであるが、代替的な実装では、ある種の作業は必ずしも上述の順で実施される必要はないことを理解されたい。代替的な実施形態では、幾つかの作業は状況に応じて修正されること、異なる順で実施されること、或いは全体的に除外されることがありうる。さらに、様々な代替的な実装では、記載されている作業はコンピュータ、制御装置、プロセッサ、プログラム可能なデバイス、ファームウェア、又は他の好適なデバイスによって実装されることがあり、さらに一又は複数のコンピュータ可読媒体に保存される命令、或いはこのようなデバイスに保存又はプログラムされる命令に基づいていてもよい（例えば、コンピュータ可読命令をこのようなデバイスに転送することを含む）。ソフトウェアとの関連で、上述の作業は、一又は複数のプロセッサで実行した場合、列挙された操作を実行するコンピュータ命令を表わすことがある。コンピュータ可読媒体が使用される場合、コンピュータ可読媒体は、保存される命令を実装するデバイスでアクセスできる入手可能な任意の媒体であってもよい。
【００５８】
様々な実施形態が記載されているが、当業者であれば本開示の範囲を逸脱することなく修正や変更が行われうることを認識するであろう。実施例は様々な実施形態を説明するものであって、本開示を限定することを意図していない。したがって、説明文及び請求項は、必要に応じて適切な先行技術を考慮して、このような制限のみによって自由に解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００５９】
１１０    観察下にあるシステム
１２０ａ    センサ１
１２０ｂ    センサ２
１２２    追加センサ
１２６    待ち時間効果のモデル
１２８    待ち時間補償計算器
１４０    合成フィルタ
１４２    待ち時間推定更新器
１５０    フィルタ処理されたパラメータ
１５２    センサ誤差推定値
２１０    キーボード
２１２    他のデバイス
２１４    マウス
２２０    システムハードウェア
２２２    プロセッサ
２２４    グラフィックプロセッサ
２２６    ネットワークインターフェース
２２８    バス構造
２３０    メモリ
２４０    オペレーティングシステム
２４２    システムコールインターフェースモジュール
２４４    通信インターフェース
２５０    ファイルシステム
２５２    プロセス制御サブシステム
２５４    ハードウェアインターフェースモジュール
２６０    推定モジュール
２６２    待ち時間補償モジュール
２８０    ファイルストア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
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