(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビークル用地勢追跡装置であって、  前記装置がビークルと動作上関係するときにビークルによる自動地勢追跡を実行する自動地勢追跡手段と、
前記ビークルを動作する人によって前記自動地勢追跡手段と連動或いは非連動で動作可能な制御デバイスと、
航法データを前記ビークルに供給するように動作可能な地勢参照航法システムと、
前記航法データの完全性を確認する確認手段であって、航法データの完全性が確認されたときは、前記ビークルを動作する人が携わって動作している前記制御デバイスが前記自動地勢追跡手段を動作させる出力信号を供給し、前記航法データの完全性が確認されないときは、前記ビークルを動作する人が携わって動作している前記制御デバイスが前記自動地勢追跡手段を動作するのを妨げる出力信号を供給する確認手段と、
を有し、前記航法データが、与点より高いビークルの位置および高さの最良の推定値の出力を含み、前記確認手段が、当該位置および高さの最良の推定値が所望の動作範囲内であるか否かを判断し状態結果を出力するもので、当該状態結果を更新するように継続的に動作することができる状態手段を含むビークル用地勢追跡装置。
【請求項２】
前記制御デバイスが電気機械デバイスである請求項１記載のビークル用地勢追跡装置。
【請求項３】
前記制御デバイスがラッチのないデバイスである請求項１または２記載のビークル用地勢追跡装置。
【請求項４】
前記制御デバイスが、デバイスの故障の際にビークルの自動動作を無効にするように動作可能である請求項１ないし３の何れか1項記載のビークル用地勢追跡装置。
【請求項５】
前記装置がビークルと関係して動作するときに、前記自動地勢追跡手段と連動することが望ましいか否かを示す状態結果をビークルを動作する人に通信する通信手段を含む請求項１記載のビークル用地勢追跡装置。
【請求項６】
前記確認手段が、前記制御デバイスがビークルを作動する人によって作動されたか否かとは無関係に、否定的な状態結果を受け取った際に前記自動地勢追跡手段を自動的に非活性にするように動作可能である請求項５記載のビークル用地勢追跡装置。
【請求項７】
前記確認手段による前記自動地勢追跡手段の自動的な非活性化は、前記通信手段により否定的な状態結果をビークルを動作する人へ通知した後に行われる請求項６記載のビークル用地勢追跡装置。
【請求項８】
上記否定的な状態結果を受け取った後、所定の時間経過してもビークルを動作する人による動作がなされない場合には、前記自動地勢追跡手段による動作がなされ、前記通信手段によりビークルを動作する人に更なる状態結果が送られる請求項６または７に記載のビークル用地勢追跡装置。
【請求項９】
前記通信手段が、ビデオディスプレイまたは可聴警報ユニット、あるいはこの両者を含む請求項５記載のビークル用地勢追跡装置。
【請求項１０】
前記自動地勢追跡手段が、ビークルの動作制御システムへの制御可能な接続に適応している請求項１ないし９の何れか１項記載のビークル用地勢追跡装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０の何れか１項記載のビークル用地勢追跡装置をもつ航空機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の属する技術分野
本発明は、ビークル用地勢追跡装置（Ｔｅｒｒａｉｎ Ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ ａ Ｖｅｈｉｃｌｅ）、限定はしないが、とくに航空機のパイロットに対する補助追跡装置能力を提供することに関する。
【０００２】
発明が解決しようとする課題および手段
地勢参照航法（Ｔｅｒｒａｉｎ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｄ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ， ＴＲＮ）システムは現在、航空機のようなビークルに与えられ、ディジタル地勢マップデータベース内でビークルの位置を参照することによって地勢に関係する正確な位置登録を行うことができる。ディジタルマップによって、およびビークル位置を正確に知ることによって、ビークルドライバまたはパイロットに差し迫った障害の警報および回避行動の合図を与えることができる。航空機の場合は、これらの警報はＩｍｐｅｎｄｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｆｌｉｇｈｔ Ｉｎｔｏ Ｔｅｒｒａｉｎ（ＣＦＩＴ）のものとすることができ、また低レベルの地勢追跡飛行（地形追随飛行）に対する合図となることができる。航空機用の現在の地勢参照航法システムは一般的に、航空機の慣性航法システムデータと、記憶されたマップデータからの地上レベルの高さ、平均海面上の高度、および地勢高度の測定値とを組合せて、高精度のドリフトフリーの航法を行う。高精度のドリフトフリーの航法は一般的に、正確な地勢参照位置登録、地勢への切迫した制御飛行の警報、情況通告地勢表示、および地勢追跡の合図を含む。
【０００３】
しかしながら、このような地勢参照航法システムは、アドバイスとなる助言情報をビークルドライバ、例えば航空機パイロットへ与えるだけであり、過度に危険な航空機の飛行条件において、標準またはピークの効率よりも低く動作しているときは、ビークルドライバまたは航空機パイロットがビークルを操縦したり、または向上した安全性で航空機を航行するのに補助されることを保証する必要がある。
【０００４】
したがって、ビークルオペレータがビークルを操縦または航行するのを安全なやり方で効果的に補助することができるビークル用地勢追跡装置が必要となる。
【０００５】
このビークル用地勢追跡装置は動作上ビークルと関係するとき、自動地勢追跡手段と連動することが望ましいか否かを示す状態結果をビークルを動作する人に通信する通信手段を含むことが好都合である。
【０００６】
確認手段は、ビークルを動作（オペレート）する人が制御デバイスを作動したか否かとは無関係に、否定の状態結果を受け取った際に、自動地勢追跡手段を自動的に非活動化するように動作できることが好ましい。
【０００７】
自動地勢追跡手段の自動的な非活動化は、否定の状態結果をビークルを動作する人へ送った後で行なうことが好都合である。
【０００８】
通信手段には、ビデオディスプレイ、または可聴警報ユニット、あるいはこの両者を含むことが好都合である。
【０００９】
自動地勢追跡手段は、ビークルの動作制御システムを制御可能に接続するように適応されていることが好ましい。
【００１０】
ここで本発明よりよく理解し、本発明をどのように実行するかを示すために、例示的に添付の図面を参照することにする。
【００１１】
発明の実施の形態 本発明のビークル用地勢追跡装置は、陸、海、または空中で使用する手操作で制御可能なビークルでの動作に適しているが、明白かつ簡単にするために、手操作で操縦される航空機で使用する装置としてこれより記載することにする。添付の図面の図１を参照すると、本発明の地勢追跡装置は動作上ビークルと関係しているときに、ビークルによって効果的な自動地勢追跡をするための手段１を含む。制御デバイス２は、航空機のパイロットのようなビークルを動作する人によって、自動地勢追跡手段１に連動及び非連動で動作可能である。制御デバイス２は、パイロットによって使用され、補助地勢追跡機能と連動する電気機械スイッチである。制御デバイス２はラッチ式でなく、したがって手段１が連動されたときに、制御デバイス２はパイロットによっていつでも能動的に連動されることが好ましい。制御デバイス２が手段１に接続されるとき、制御デバイス２の状態は手段１によって読み取ることができる。したがって制御デバイス２の動作および位置の監視、すなわち制御デバイス２の状態は、高い完全性安全臨界機能（high integrity safety critical function）である。したがって航空機機能による自動地勢追跡はパイロットによって制御デバイス２を介していつでも無視され、航空機の制御を完全に手操作に戻すことができる。
【００１２】
本発明の装置はさらに、航空機に航法データを供給するように動作可能な地勢参照航法システム３を必要とする。このシステム３は既に記載したように動作し、システム３によって供給される航法データは航空機の位置および高さの最良の推定値の出力を含む。さらに加えてシステム３は、プルアップ、プルダウン命令を手段に１に供給して、航空機が地勢よりも高い所定の高さを維持できるようにする。
【００１３】
さらに本発明の装置の一部を形成しているのは確認手段４であり、確認手段４は地勢参照航法システム３によって供給される航法データの完全性を確認する。確認手段４は、航法データの完全性が確認されたときには航空機のパイロットが携わって動作している制御デバイス２が航空機による自動地勢追跡を行うように自動地勢追跡手段１を動作させる出力信号を供給し、航法データの完全性が確認されないときにはパイロットが携わって動作している制御デバイス２が自動地勢追跡手段１を動作するのを妨げる出力信号を供給するように動作することができる。
【００１４】
したがって確認手段４は、制御デバイス２および地勢参照航法システム３が航空機の動作エンベロープ内にあるか否か、およびそれらが正しく機能しているかを判断するのに使用される。確認手段４は状態手段（図示されていない）として、位置および高さの最良の推定値が所望の動作範囲内にあるか否かを設定し、そこから状態結果を出力し、連続的に状態結果を更新するように動作することができる状態手段を含む。したがって確認手段６は、地勢参照航法システム３内から慣性状態情報を監視し、この値を所定の閾値と比較する。航空機の状態は、航空機の慣性航法ユニットから得られ、同じく所定の閾値と比較される。言い換えると、確認手段４は地勢参照航法システムによって航空機の現在の状態および航法システムの現在の適合度について供給される情報をモニタする。確認手段４の動作および機能は航空機にとって重大な安全性であり、確認手段が故障モードのときは制御デバイス２および自動地勢追跡手段１の連動を解いて、航空機制御をパイロットへ戻さなければならない。
【００１５】
本発明の装置はさらに通信手段５を含み、通信手段５は状態結果をパイロットへ通信して、自動地勢追跡手段１と連結する望ましさまたはその逆を示す。通信手段５はビデオディスプレイまたは可聴警報ユニット、あるいはこの両者を含むことが好ましい。
【００１６】
確認手段４は、制御デバイス２がパイロットによって作動されたか否かとは無関係に、否定の状態結果の受領の際に自動地勢追跡手段１を自動的に非活動化するように動作することができる。確認手段４による自動地勢追跡手段１の自動的な非活動化は、否定の状態結果をパイロットへ送った後に行われる。
【００１７】
自動地勢追跡手段１は、ビークル、この場合は航空機用の飛行制御システムにおける動作制御システム６へ制御可能に接続するようにされている。自動地勢追跡手段１は、地勢参照航法システム３内に含まれている地勢追跡システムからの地勢追跡命令をフィルタ処理して、リフォーマットし、それらを動作制御システム６によって使用できるフォーマットへ変更する。手段１は確認手段４から情報を処理して、ビークル、例えば航空機、および地勢参照航法システム３が動作エンベロープ内であるか否かを判断する。手段１は制御デバイス２の位置を監視して、自動地勢追跡が選択されたか否かを判断し、自動地勢追跡機能が無効であるときはパイロットへの警報を生成する。好ましくは航空機用飛行制御システムである動作制御システム６は、選択されたときに自動地勢追跡手段１からの命令を、ビークルまたは航空機を動作する制御信号へ変換する手段を用意している。自動地勢追跡手段１は、パイロットが通信手段５へ与えられた警報を無視したときに航空機に対してプルアップまたは安全性を高めた操縦を行う。
【００１８】
添付の図面の図２は、パイロットに補助地勢追跡機能を与える手段１による自動地勢追跡のフローチャートを示している。したがって、図２のフローチャートは、とくに航空機の形態のビークルに適用される。このフローチャートでは、第１にパイロットは、飛行する航空機が最低に設定されたクリアランスの高さに従って地勢上の所望の高さ以上の高さに降下する。航空機がこの高さに到達し、地勢参照航法システム３が通信手段５のディスプレイ上に示したように有効な出力信号を与えると、パイロットは制御デバイス２および自動地勢追跡手段１に連結する。これは図２において参照符号７で示されている。次に確認手段４は、それが自動地勢追跡機能の動作エンベロープ内であるか否か、および自動地勢追跡手段１に連結し、自動地勢追跡を行って、パイロットを補助するか、否かを調べるために検査し、メッセージは通信手段５のディスプレイ上に表示され、航空機は地勢追跡コンピュータ軌道に沿って飛行する。これは参照符号８で示した。さもなければ、警報は通信手段５を介して参照符号９で示されたようにパイロットへ表示され、パイロットは航空機の手操作の制御を維持する。
【００１９】
次に航空機は、地上レベルより高い設定された高さで所望の飛行経路に沿って飛行し続けて、航空機のミッションコンピュータによって命令された中間地点において方向を変更し、一方でパイロットは、好ましくは航空機の制御コラム上に用意されている制御デバイス２と連動し続ける。制御デバイス２が連動されるとき、参照符号10で示したように制御はパイロットへ戻される。手段１によって与えられる自動地勢追跡機能が、連動されたときに動作エンベロープ外になると、参照符号11において、自動地勢追跡手段１の連動が解かれるという警報が通信手段５を介してパイロットに表示される。参照符号12でパイロットが警報に注意するとき、参照符号10では航空機はパイロットの完全な制御へ戻されることになる。参照符号11でパイロットが所定の時間に警報を無視するとき、参照符号13に示したように安全操作は地勢参照航法システム３および自動地勢追跡手段１を介して生成され、警報アラームが鳴らされる。この点で自動地勢追跡手段１は自動的に連動が解かれ、航空機はパイロット制御に戻される。図２において、ボックス14は自動地勢追跡手段１の連動を表わしている。
【００２０】
本発明の装置は、ビークルの操縦者（オペレータ）、好ましくは航空機のパイロットの仕事量を低減する長所をもつ。したがって航空機の場合は故障安全モードで自動的に低い高度で飛行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の地勢追跡装置の構成要素を示すブロック図。
【図２】図１の地勢追跡装置の動作機能を示すフローチャート。
【図１】
0003583756.tif 000002
【図２】
0003583756.tif 000003