(57)【要約】  ドッキング・サイト（１０３，１０５）に設置するよう構成された航空機ドッキングシステム（１１５，１１７）である。このシステムは、電磁放射線信号受信手段を用いてこのシステムと航空機（１１１，１１３）との間の少なくとも距離を決定するよう構成された距離決定手段を含む。距離決定手段は更に、前記信号受信手段が受信した受信機信号の、ドッキング・サイトの視界に関係する少なくとも１つの特性を測定し、前記少なくとも１つの受信機信号特性の前記測定値と或るしきい値とを比較し、この比較に基づいて、このシステムを用いた安全なドッキングが可能なほどドッキング・サイトでの視界が十分良好かどうかを表す信号を出すように構成される。
2009530181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドッキング・サイトに設置するよう構成された航空機ドッキングシステムであって、前記システムは電磁放射線の信号受信手段を用いて前記システムと航空機との間の少なくとも距離を決定するよう構成された距離決定手段を含み、前記距離決定手段は更に、
前記信号受信手段が受信した受信機信号の、前記ドッキング・サイトでの視界に関係する少なくとも１つの特性を測定し、
前記少なくとも１つの受信機信号特性の前記測定値としきい値とを比較し、
前記比較に基づいて、前記システムを用いた安全なドッキングが可能なほど前記ドッキング・サイトでの視界が十分良好かどうかを表す信号を出す、
よう構成された、航空機ドッキングシステム。
【請求項２】
前記電磁放射線の散乱に少なくとも関係する前記少なくとも１つの受信機信号特性を測定するよう構成される、請求項１記載の航空機ドッキングシステム。
【請求項３】
前記距離決定手段はレーザ距離測定手段を備え、また前記距離決定手段はレーザ放射線の散乱を測定するよう構成される、請求項２記載の航空機ドッキングシステム。
【請求項４】
前記距離決定手段はレーダ距離測定手段を備え、また前記距離決定手段はレーダ放射線の散乱を測定するよう構成される、請求項２記載の航空機ドッキングシステム。
【請求項５】
前記距離決定手段は後方散乱された電磁放射線を測定するよう構成される、請求項２−４のいずれか一項記載の航空機ドッキングシステム。
【請求項６】
前記距離決定手段は後方散乱された電磁放射線の受信信号のパワー分布を決定するよう構成される、請求項５記載の航空機ドッキングシステム。
【請求項７】
前記距離決定手段は前記ドッキング・サイトでの２次元画像を与えるよう構成された画像手段を有する信号受信手段を備え、また前記距離決定手段は画像内の少なくとも２つの領域の間のコントラスト差に少なくとも関係する受信機信号の少なくとも１つの特性を測定するよう構成される、請求項１記載の航空機ドッキングシステム。
【請求項８】
前記画像手段は前記ドッキング・サイトでの前記画像内の少なくとも２つの領域に対応する予め決められた位置の間の前記コントラスト差を決定するよう構成される、請求項７記載の航空機ドッキングシステム。
【請求項９】
前記予め決められた位置は前記装置から実質的に同じ距離にある、請求項８記載の航空機ドッキングシステム。
【請求項１０】
前記画像手段は少なくとも可視波長間隔内の電磁放射線を検出するよう構成される、請求項７−９のいずれか一項記載の航空機ドッキングシステム。
【請求項１１】
前記画像手段は少なくとも赤外線波長間隔内の電磁放射線を検出するよう構成される、請求項７−１０のいずれか一項記載の航空機ドッキングシステム。
【請求項１２】
ドッキング・サイトに設置された航空機ドッキングシステムを用いて航空機のドッキングを制御する方法であって、前記システムは電磁放射線の信号受信手段を用いて前記システムと航空機との間の少なくとも距離を決定するよう構成された距離決定手段を含み、前記距離決定手段は、
前記信号受信手段が受信した受信機信号の、前記ドッキング・サイトでの視界に関係する少なくとも１つの特性を測定するステップと、
前記少なくとも１つの受信機信号特性の前記測定値としきい値とを比較するステップと、
前記比較に基づいて、前記システムを用いた安全なドッキングが可能なほど前記ドッキング・サイトでの視界が十分良好かどうかを表す信号を出すステップと、
を実行する、航空機のドッキングを制御する方法。
【請求項１３】
少なくとも１つの受信機信号特性を測定することは前記電磁放射線の少なくとも散乱を測定することを含む、請求項１２記載の航空機ドッキングを制御する方法。
【請求項１４】
前記測定することは後方散乱された電磁放射線を測定することを含む、請求項１３記載の航空機ドッキングを制御する方法。
【請求項１５】
前記後方散乱された電磁放射線のパワー分布を決定することを含む、請求項１４記載の航空機ドッキングを制御する方法。
【請求項１６】
前記距離決定手段は前記ドッキング・サイトでの２次元画像を与えるよう構成された画像手段を備える信号受信手段を備え、また前記受信機信号の少なくとも１つの特性を測定するステップは画像内の少なくとも２つの領域の間の少なくともコントラスト差を測定することを含む、請求項１２記載の航空機ドッキングを制御する方法。
【請求項１７】
前記ドッキング・サイトでの前記予め決められた位置の間の前記コントラスト差の前記決定は前記画像内の前記少なくとも２つの領域に対応する予め決められた位置の間のコントラスト差の決定を含む、請求項１６記載の航空機ドッキングを制御する方法。
【請求項１８】
前記予め決められた位置は前記システムから実質的に同じ距離にある、請求項１７記載の航空機ドッキングを制御する方法。
【請求項１９】
コンピュータ内で実行すると請求項１２から１８のいずれか一項記載の方法を実行するソフトウエア命令を含むコンピュータ・プログラム。
【請求項２０】
空港での運営を制御するための、請求項１から１１のいずれか一項記載の航空機ドッキングシステムの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はドッキング・サイトに設置された航空機ドッキングシステムに関するものであって、このシステムはこのシステムと航空機との間の少なくとも距離を決定するよう構成された距離決定手段を含む。
【背景技術】
【０００２】
近年、空港で運営を効率化する必要性が高まり、これと共に、多くの空港で航空機をゲートに手動で先導する代わりに自動航空機ドッキングシステムを用いるニーズが生じている。
一般に自動ドッキングシステムが用いる技術は、例えば霧や降雨により視界が悪くなると多少なりとも影響を受ける。「視界」という表現は、適当な波長の電磁放射線の大気中の透過度と考えてよい。かかるシステムの一例は米国特許第６５６３４３２号に開示されている。この場合、航空機までの距離を検出して決定するシステムはレーザ・パルスでゲートでの領域を走査し、反射するレーザ・パルスを分析して固体物体を検出し、また固体物体と霧または降雨とを区別する。
視界の条件に影響される自動ドッキングシステムの別の例は米国特許第６５４２０８６号に開示されている。米国特許第６，５４２，０８６号のシステムはセンサとしてビデオ・カメラを用いる。
【特許文献１】米国特許第６５６３４３２号
【特許文献２】米国特許第６５４２０８６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
かかるシステムの欠点は、空港が開かれて使用できるときでも、全ての気候条件で必ずしもドッキングできないことである。航空機はドッキングシステムが設置されている最も近い場所（一般にゲート）から８０−１００メートル離れた距離で誘導する必要があり、他方で、空港は視界が８０−１００メートル以下でも開かれて使用できる。その結果、霧や降雨のために自動ドッキングが不可能な条件では、ドッキングは先導員が手動で行わなければならない。かかる状態での問題は、航空機がゲートに近付いて、霧や降雨が濃いためにドッキングシステムで誘導できないと分かるまでは、手動で先導を行う必要があるかどうかが明らかでないことである。大規模空港ではこれが複数のゲートで同時に起こることがあり、これは想定されていないので空港の運営に混乱が生じ、これに関連してコストがかかりまたは安全性が低下するなどの問題が起こることがある。
【０００４】
米国特許第６５６３４３２号に開示されているシステムは、航空機を検出し、識別し、ドッキングし、また検出した物体が固体か霧または降雨かを決定するが、自動ドッキングが不可能かどうかは決定しない。
【０００５】
一般に、空港での視界の測定は滑走路の近くに設置された視界メータを用いて行う。しかし、既存の視界メータの出力は一般にドッキングシステムでの条件をあまりよく表さない。なぜなら、これは通常はターミナル・ビルの近くのゲートに設置されているからであり、また霧の濃さは通常は空港全体でかなり変わるからである。また、かかる視界メータを各ゲートに設置することは最適な解決方法ではない。このメータの出力はやはりドッキングシステムの性能を支配する条件を表さない。なぜなら、霧は部分的に存在するし、またシステムの動作領域はシステムから約１００メートル先に広がる部分だからである。かかる解決方法の別の欠点は、複数の高価な視界メータを設置することによりコストが上昇することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
従来技術のシステムは上記の欠点を有するので、航空機ドッキングシステムの分野では、現在の視界条件でこのシステムを用いてドッキングが可能かどうかを決定することができるものが必要になった。
したがって本発明の目的は、ドッキングシステムであって、このシステムの動作領域内の視界条件を決定し、この条件ではこのシステムを用いたドッキングが不可能なときは信号を出す、ドッキングシステムを構成することである。
【０００７】
この目的を達成するため、本発明の第１の態様では、ドッキング・サイトに設置するよう構成された航空機ドッキングシステムを提供する。このシステムは、電磁放射線信号受信手段を用いてこのシステムと航空機との間の少なくとも距離を決定するよう構成された距離決定手段を含む。距離決定手段は更に、前記信号受信手段が受信した受信機信号の、ドッキング・サイトの視界に関係する少なくとも１つの特性を測定し、前記少なくとも１つの受信機信号特性の前記測定値と或るしきい値とを比較し、この比較に基づいて、このシステムを用いた安全なドッキングが可能なほどドッキング・サイトでの視界が十分良好かどうかを表す信号を出すように構成される。
【０００８】
第２の態様では、本発明はドッキング・サイトに設置された航空機ドッキングシステムを用いて航空機のドッキングを制御する方法を提供する。このシステムは電磁放射線信号受信手段を用いてこのシステムと航空機との間の少なくとも距離を決定するよう構成された距離決定手段を含み、この距離決定手段は、前記信号受信手段が受信した受信機信号の、ドッキング・サイトでの視界に関係する少なくとも１つの特性を測定するステップと、前記少なくとも１つの受信機信号特性の前記測定値と或るしきい値とを比較するステップと、この比較に基づいて、このシステムを用いた安全なドッキングが可能なほどドッキング・サイトでの視界が十分良好かどうかを表す信号を出すステップとを実行する。
【０００９】
第３の態様では、本発明は、コンピュータ内で実行すると上に述べた方法を実行するソフトウエア命令を含むコンピュータ・プログラムを提供する。
第４の態様では、本発明は空港での運営を制御する航空機ドッキングシステムの使用を提供する。
【００１０】
言い換えると、本発明に係るシステムは、航空機のドッキングの前および／または途中にドッキングシステムの作業領域の視界条件をチェックするよう構成される。このシステムはドッキング・サイトの視界に関係しまたシステムの性能を制限する特性を測定する。測定結果は、その視界条件で安全なドッキングが可能かどうかを決定する決定要因として用いられる。
【００１１】
したがって本発明の利点は、視界が悪くなって安全なドッキングが可能かどうかが不確かになったときに、ドッキング操作を行うことができるかどうかを決定する高い能力を空港の運営者に与えることである。例えば、従来技術のシステムは一般に濃い霧または降雨と、近付く航空機の一部とを区別することができない。言うまでもなく、このような区別する能力がないと危険な状態に陥る可能性がある。他方で、従来技術のシステムはこのような区別能力がないことを考えて、確信が持てないときはドッキングが不可能であるという信号を出すだけである。しかし、これは従来技術のシステムの可用性が本発明に係るシステムの可用性ほど高くないことを意味する。
【００１２】
別の利点は、霧または降雨の濃さにより自動ドッキングが不可能どうかを実時間で絶えず決定して、航空管制官に常にこの情報を絶えず与えることができることである。先導が必要であることを予見して航空機が到着したときに先導者を配置につけることができるので、ドッキング遅れによる混乱を防ぐことができる。これにより、例えば、航空機の待ち時間を減らし、到着する航空機を自動ドッキングが可能なゲートおよびターミナルに迅速にかつ効率的に割当てることにより、空港運営を効率的に行うことができる。
【００１３】
更に本発明の利点は、上に述べた問題の解決方法を与えることにより、既存のドッキングシステムがドッキング・サイトでの視界条件を表す信号も与えるように適応させることができることである。一般に、これを実現するにはシステム内の制御ソフトウエアのプログラミングを変更するだけでよい。これは、別個の視界システムを設置する場合に比べてコストが非常に下がることを意味する。既存のドッキングシステムのハードウエアを適応させる必要は全くない。なぜなら、ドッキングシステムが動作する波長間隔は視界条件を決定することに関する動作にも適しているからである。
【００１４】
本発明の実施の形態は、電磁放射線の散乱に関する受信機信号特性を測定するように距離決定手段を構成する態様を含む。例えば、距離決定手段はレーザ距離測定（ｒａｎｇｉｎｇ）手段を備えてよく、この場合は距離決定手段はレーザ放射線の散乱を測定するよう構成してよい。または、距離決定手段はレーダ距離測定手段を備えてよく、この場合は、距離決定手段はレーダ放射線の散乱を測定するよう構成してよい。別の実施の形態では、後方散乱された電磁放射線（より正確には後方散乱された放射線のパワー分布）が散乱を示す。
【００１５】
別の実施の形態は、距離決定手段がドッキング・サイトの２次元画像を与えるよう構成された画像手段を有する信号受信手段を備える態様と、距離決定手段が画像内の少なくとも２つの領域の間のコントラスト差に少なくとも関係する受信機信号の少なくとも１つの特性を測定するよう構成された態様とを含む。これらの画像領域はドッキング・サイトの、好ましくはシステムから同じ距離の予め決められた位置に対応してよい。
【００１６】
言い換えると、ドッキングシステムが２次元画像技術を用いるとき、視界条件の尺度は画像内のコントラストである。航空機の位置を決定するのに用いる画像信号を分析して霧または降雨により起こるこの信号の劣化を決定することにより、視界の劣化が、ドッキングが不安全なまたは不可能なレベルを超えたかどうかの良い指標を得ることができる。
画像手段は、可視波長間隔および赤外線波長間隔のどちらかの電磁放射線を検出し、またこれらの両方の波長間隔の電磁放射線を検出するよう構成されてよい。
【実施例】
【００１７】
図１は空港の或る状態を上から見た略図を示す。ターミナル１０１は旅客用ターミナルおよび／または貨物用ターミナルでよく、第１の航空機ドッキングシステム１１５および第２の航空機ドッキングシステム１１７を備えるよう構成される。第１のドッキング・サイト１０３および第２のドッキング・サイト１０５はそれぞれ各ドッキングシステム１１５，１１７のところにある。図１ではドッキング・サイトを点線で示しているが、これらの線は地上の実際の印を表す必要はなく、この説明を読む上での助けにすぎない。
【００１８】
また、図１は両方のドッキングシステム１１５，１１７がターミナル１０１に連結されているように示しているが、別の構成では、ドッキングシステムはターミナルに直接連結するのではなく、ドッキング・サイトの別の適当な手段に連結してよい。実際のところ、ドッキング・サイトは特定のターミナルに直接関連付けなくてよく、空港の運営上ドッキングが可能な、空港の任意の指定されたサイトに関連してよい。
【００１９】
図１に示す状態は、第１の航空機１１１が地上のガイド・ライン１０７に沿って第１のドッキング・サイト１０３に進入中という状態である。第２の航空機１１３は第２のドッキング・サイト１０５にあり、ドッキング操作が正常に行われた後、旅客ブリッジ１０９を介してターミナル１０１に接続されている。
第１のドッキング・サイト１０３の大部分は霧１１９に覆われている。霧１１９はドッキング・サイトの大気中、３次元空間に拡がって、第１の航空機１１１が第１のドッキングシステム１１５に近付くときの安全なドッキングを妨げる障害になり得るものと考える。
【００２０】
周知のように、霧または降雨が視界に影響するのは、主として入射する電磁放射線が大気中の水滴により散乱されるからである。散乱中に、照射された水滴は入射した電磁放射線の一部をあらゆる方向に再放射する。この場合、水滴は再放射エネルギーの点源として作用する。水滴の大きさと放射線波長との関係に従って、入射した電磁放射線の一部は放射線源に向かって逆向きに散乱する。視界と散乱された電磁放射線との関係は文献に広く記述されている。例えば、「視距離の地上での遠隔検知／視距離ライダ（Ｇｒｏｕｎｄ-ｂａｓｅｄ  ｒｅｍｏｔｅ  ｓｅｎｓｉｎｇ  ｏｆ  ｖｉｓｕａｌ  ｒａｎｇｅ／Ｖｉｓｕａｌ-ｒａｎｇｅ  ｌｉｄａｒ）」、ドイツ技術者協会  ＶＤＩ  ３７８６、または「弾性ライダの理論、実際、および分析方法（Ｅｌａｓｔｉｃ  Ｌｉｄａｒ：  Ｔｈｅｏｒｙ，  Ｐｒａｃｔｉｓｅ  ａｎｄ  ａｎａｌｙｓｉｓ  ｍｅｔｈｏｄｓ）」、Ｖ．Ａ．Ｋｏｖａｌｅｖ、Ｗ．Ｅ．Ｅｉｃｈｉｎｇｅｒ、Ｈｏｂｏｋｅｎ、Ｎ．Ｊ．、Ｗｉｌｅｙ、  ２００４、を参照していただきたい。
【００２１】
電磁放射手段（例えば、パルスの放射用の）を用いるドッキングシステムでは、散乱があると検出すべき物体から反射される受信エネルギーの量が減少する。画像手段を用いるドッキングシステムでは、散乱があると用いる画像のコントラストが減少する。
【００２２】
次に図２ａおよび図２ｂを参照してドッキングシステム２１５を説明する。これは電磁放射線を、パルスの放射とこれらのパルスの後方散乱（ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｅｄ）された放射線の受信という形で用いる。ドッキングシステム２１５は近付く航空機２４０までの距離を実時間で決定するよう構成され、またドッキングシステム２１５と近付く航空機２４０との間にあるドッキング・サイトの視界が、航空機２４０の安全なドッキングが可能なほど十分良好かどうかを示すよう構成される。
【００２３】
図２ａのドッキングシステム２１５は図１に関して上に述べたドッキングシステム１１５，１１７のどちらを表してもよく、制御ユニット２２１、送信機２２３、および受信機２２５を備える。送信機２２３は、制御ユニット２２１の制御の下に、レーザ放射線の形で電磁放射線パルスを放射するよう構成される（ただし、他の実施の形態は、レーダ・パルスで動作するよう構成された送信機／受信器対を備えてよい）。図２ａに略図で示すように、放射線は送信機から送信ビーム方向２３０の送信ビーム２２９で放射される。これに対応して、受信機は、これも制御ユニット２２１の制御の下に、後方散乱された放射線を受信ビーム方向２３２の受信ビーム２３１で受信して、後方散乱された放射線を表す信号を制御ユニット２２１に与えるよう構成される。
【００２４】
送信機２２３および受信機２２５は、制御ユニット２２１により制御されるビーム方向装置２２６を介して、任意の希望する空間方向に向けることができるように構成される。当業者が認識するように、ビーム方向装置２２６はミラー、ステッパー・モータなどの形で実現してよい。
図１に示すように、ドッキングシステム２１５は空港ターミナルに配置される更に大きなシステムの一部を形成してよく、また空港スタッフが操作する外部制御システム２２７にも接続してよい。
【００２５】
次に、図２のドッキングシステム２２１が安全なドッキングが可能かどうかの指示を与える動作について説明する。ここで、ドッキングシステム２２１の距離決定では、送信機２２３および受信機２２５を用いてレーザ・パルスまたはレーダ・パルスの形の電磁パルスを放射して受信する。図４の流れ図も参照していただきたい。
【００２６】
図２ｂのグラフは、放射ステップ４０１で、均質の霧に向かってパルスが放射され、受信ステップ４０３で、後方散乱された放射線を受信器２２５が受信したときの、システムの距離補正した（ｒａｎｇｅ−ｃｏｒｒｅｃｔｅｄ）受信機信号の代表的なパワー分布Ｚ（ｒ）を、パワー分布Ｐ（ｒ）を有する受信機信号の形で示す。次に、計算ステップ４０５で、視界Ｖの値を計算する。
計算ステップ４０５で、距離補正したパワー分布Ｚ（ｒ）を最初はＺ（ｒ）＝ｒ2＊Ｐ（ｒ）として計算し、受信信号が長い距離で１／ｒ2だけ低下することを補償する。ｒは送信機／受信器と反射／散乱する物体との間の距離である。
【００２７】
次に、距離補正した受信信号Ｚ（ｒ）から、例えば、ＤＥ１９６４２９６７に開示されているアルゴリズムを用いてまたはいわゆる漸近近似法を用いて、視界Ｖを計算する。この方法では、視界Ｖは次式
【数１】
2009530181.tif 000003
で計算することができる。ただし、
ｃ＝光速、
【数２】
2009530181.tif 000004
ｒ0は送信機と受信機の視野が完全に重なり始める距離、
ｒ1は信号が距離ｒ0での最大値の１０％まで落ちた距離、
ｒ2＝ｒ1−ｒ0
である。
Ｉr1の積分時間はｔ0からｔ1＝ｔ0＋Δｔまで、またＩr2の積分時間はｔ1からｔ2＝ｔ1＋Δｔまでであり、ｔ0、ｔ1、ｔ2およびΔｔは図２ｂに定義するようにｒ0、ｒ1、ｒ2およびΔｒに関係する。
【００２８】
次に比較ステップ４０７で、計算された視界Ｖと或る予め決められたしきい値とを比較して、ドッキングが可能かどうかの指示（すなわち、信号）を与える。しきい値の特定の値は、例えば経験的に決める。視界Ｖがこのしきい値より大きい場合は、指示ステップ４０９で、視界が良好なので安全なドッキングが可能であるという指示を与える。しかし視界Ｖがこのしきい値より小さい場合は、指示ステップ４１１で、視界が不良なので安全なドッキングが可能でないという指示を与える。
【００２９】
次に図３を参照して、カメラ３２４の形の画像手段を用いるドッキングシステム３１５を説明する。前の実施の形態と同様に、ドッキングシステム３１５は近付く航空機までの距離を実時間で決定するよう構成され、また航空機３４０の安全なドッキングが可能なほどドッキング・サイトの視界が十分良好かどうかを示すよう構成される。
図３のドッキングシステム３１５は図１に関して上に述べたドッキングシステム１１５，１１７のどちらを表してもよく、図２ａの実施の形態に関して上に説明した状態と同様に、カメラ３２４に接続しまた外部制御システム３２７に接続する制御ユニット３２１を備える。
【００３０】
カメラ３２４は、ドッキングシステム３１５から距離ｄのところにある暗い地点３０３および明るい地点３０４で示すコントラスト・テスト物体の画像を記録するよう制御される。当業者が認識するように、テスト物体３０４，３０５は任意の予め決められた物体、またはドッキングシステムの視野内のドッキング・サイトにある標識（例えば、描かれたガイド・ライン１０７の一部）でよい。図３に示す霧３０５はドッキングシステム３１５と近付く航空機３４０の間の大気内に広がっている。
【００３１】
次に、安全なドッキングが可能かどうかの指示を与えるための図３のドッキングシステム３１５の動作について説明する。ここで、制御ユニット３２１が距離を決定するにはカメラ３２４を用いて画像を記録する。記録された画像内で、ｉで表す第１の画素およびｊで表す第２の画素は、測定物体の各地点３０３，３０４に対応する各現場点ＰiおよびＰjの画像データを含む。図５の流れ図も参照していただきたい。
【００３２】
記録ステップ５０１で画像を記録した後、計算ステップ５０３で、カメラから同じ距離にある２つの現場点ＰiおよびＰjに対応するカメラ画像内の２つの画素ｉおよびｊの間のコントラストを計算する。次にこのコントラストを、後で説明するように、低下した視界による性能の劣化の尺度として用いる。
【００３３】
カメラ画像内のコントラストは、図３に示すように、大気の粒子による光の散乱により２通りの影響がある。直接送信３０７は、現場点３０３，３０４から見通し線に沿ってカメラ・センサが受ける減衰された放射照度である。大気散乱光（ａｉｒ  ｌｉｇｈｔ）３０９は、大気の粒子により見通し線内に反射された環境照射３１１（太陽光、天空光、地上光）の総量である。
【００３４】
以下の関係があることが分かっている。すなわち、
【数３】
2009530181.tif 000005
ただし、
Ｅ(i)およびＥ(j)は２つの画素ｉおよびｊでのそれぞれの輝度、
I∞は環境照射の強さ、
ρは現場点３０３，３０４の正規化された放射輝度であって、現場点の反射率、正規化された環境照射スペクトル、およびカメラ３２４のスペクトル応答の関数、
βはカメラ３２４の前の大気の後方散乱係数、
ｄはシステム３１５と現場点３０３，３０４との間の距離、
である。
【００３５】
ＰiとＰjとの間の観測されたコントラストは次のように定義してよい。
【数４】
2009530181.tif 000006
これは、散乱係数βおよび霧３０５が存在する状態での現場点の深さと共にコントラストが指数関数的に劣化することを示す。
２つの画素の輝度Ｅは測定により得られ、２つの点の間のコントラストＣ（ｉ，ｊ）は
【数５】
2009530181.tif 000007
として計算される。
【００３６】
次に比較ステップ５０５で、計算されたコントラストＣと或る予め決められたしきい値とを比較して、ドッキングが可能かどうかの指示（すなわち、信号）を与える。しきい値の特定の値は、例えば経験的に決める。コントラストＣがこのしきい値より大きい場合は、指示ステップ５０７で、視界が良好なので安全なドッキングが可能であるという指示を与える。しかしコントラストＣがこのしきい値より小さい場合は、指示ステップ５０９で、視界が不良なので安全なドッキングが可能でないという指示を与える。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
本発明について添付の図面を参照して詳細に説明する。
【図１】本発明に係るドッキングシステムを配置したドッキング・サイトの略図を示す。
【図２】図２ａは、本発明の第１の実施の形態に係るドッキングシステムの略図を示す。図２ｂは、霧の中で反射された電磁パルスに関係する応答曲線のグラフである。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るドッキングシステムの略図を示す。
【図４】本発明に係る方法の流れ図である。
【図５】本発明に係る方法の流れ図である。
【図１】
2009530181.tif 000008
【図２】
2009530181.tif 000009
【図３】
2009530181.tif 000010
【図４】
2009530181.tif 000011
【図５】
2009530181.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成21年3月17日(2009.3.17)
【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】
ドッキング・サイトに設置するよう構成された航空機ドッキングシステムであって、前記システムは電磁放射線の信号受信手段を用いて前記システムと航空機との間の少なくとも距離を決定するよう構成された距離決定手段を含み、前記距離決定手段は更に、
前記信号受信手段が受信した受信機信号の、前記ドッキング・サイトでの視界に関係する少なくとも１つの特性を測定し、
前記少なくとも１つの受信機信号特性の前記測定値としきい値とを比較し、
前記比較に基づいて、前記システムを用いた安全なドッキングが可能なほど前記ドッキング・サイトでの視界が十分良好かどうかを表す信号を出す、
よう構成された、航空機ドッキングシステム。
【請求項２】
前記距離決定手段は前記電磁放射線の散乱に少なくとも関係する前記少なくとも１つの受信機信号特性を測定するよう構成される、請求項１記載の航空機ドッキングシステム。
【請求項３】
前記距離決定手段はレーザ距離測定手段を備え、また前記距離決定手段はレーザ放射線の散乱を測定するよう構成される、請求項２記載の航空機ドッキングシステム。
【請求項４】
前記距離決定手段はレーダ距離測定手段を備え、また前記距離決定手段はレーダ放射線の散乱を測定するよう構成される、請求項２記載の航空機ドッキングシステム。
【請求項５】
前記距離決定手段は後方散乱された電磁放射線を測定するよう構成される、請求項２−４のいずれか一項記載の航空機ドッキングシステム。
【請求項６】
前記距離決定手段は後方散乱された電磁放射線の受信信号のパワー分布を決定するよう構成される、請求項５記載の航空機ドッキングシステム。
【請求項７】
前記距離決定手段は前記ドッキング・サイトでの２次元画像を与えるよう構成された画像手段を有する信号受信手段を備え、また前記距離決定手段は画像内の少なくとも２つの領域の間のコントラスト差に少なくとも関係する受信機信号の少なくとも１つの特性を測定するよう構成される、請求項１記載の航空機ドッキングシステム。
【請求項８】
前記画像手段は前記ドッキング・サイトでの前記画像内の少なくとも２つの領域に対応する予め決められた位置の間の前記コントラスト差を決定するよう構成される、請求項７記載の航空機ドッキングシステム。
【請求項９】
前記予め決められた位置は前記装置から実質的に同じ距離にある、請求項８記載の航空機ドッキングシステム。
【請求項１０】
前記画像手段は少なくとも可視波長間隔内の電磁放射線を検出するよう構成される、請求項７−９のいずれか一項記載の航空機ドッキングシステム。
【請求項１１】
前記画像手段は少なくとも赤外線波長間隔内の電磁放射線を検出するよう構成される、請求項７−１０のいずれか一項記載の航空機ドッキングシステム。
【請求項１２】
ドッキング・サイトに設置された航空機ドッキングシステムを用いて航空機のドッキングを制御する方法であって、前記システムは電磁放射線の信号受信手段を用いて前記システムと航空機との間の少なくとも距離を決定するよう構成された距離決定手段を含み、前記距離決定手段は、
前記信号受信手段が受信した受信機信号の、前記ドッキング・サイトでの視界に関係する少なくとも１つの特性を測定するステップと、
前記少なくとも１つの受信機信号特性の前記測定値としきい値とを比較するステップと、
前記比較に基づいて、前記システムを用いた安全なドッキングが可能なほど前記ドッキング・サイトでの視界が十分良好かどうかを表す信号を出すステップと、
を実行する、航空機のドッキングを制御する方法。
【請求項１３】
少なくとも１つの受信機信号特性を測定することは前記電磁放射線の少なくとも散乱を測定することを含む、請求項１２記載の航空機ドッキングを制御する方法。
【請求項１４】
前記測定することは後方散乱された電磁放射線を測定することを含む、請求項１３記載の航空機ドッキングを制御する方法。
【請求項１５】
前記後方散乱された電磁放射線のパワー分布を決定することを含む、請求項１４記載の航空機ドッキングを制御する方法。
【請求項１６】
前記距離決定手段は前記ドッキング・サイトでの２次元画像を与えるよう構成された画像手段を備える信号受信手段を備え、また前記受信機信号の少なくとも１つの特性を測定するステップは画像内の少なくとも２つの領域の間の少なくともコントラスト差を測定することを含む、請求項１２記載の航空機ドッキングを制御する方法。
【請求項１７】
前記ドッキング・サイトでの前記予め決められた位置の間の前記コントラスト差の前記決定は前記画像内の前記少なくとも２つの領域に対応する予め決められた位置の間のコントラスト差の決定を含む、請求項１６記載の航空機ドッキングを制御する方法。
【請求項１８】
前記予め決められた位置は前記システムから実質的に同じ距離にある、請求項１７記載の航空機ドッキングを制御する方法。
【請求項１９】
コンピュータ内で実行すると請求項１２から１８のいずれか一項記載の方法を実行するソフトウエア命令を含むコンピュータ・プログラム。
【請求項２０】
空港での運営を制御するための、請求項１から１１のいずれか一項記載の航空機ドッキングシステムの使用。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
次に、図２のドッキングシステム２１５が安全なドッキングが可能かどうかの指示を与える動作について説明する。ここで、ドッキングシステム２１５の距離決定では、送信機２２３および受信機２２５を用いてレーザ・パルスまたはレーダ・パルスの形の電磁パルスを放射して受信する。図４の流れ図も参照していただきたい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
カメラ３２４は、ドッキングシステム３１５から距離ｄのところにある暗い地点３０３および明るい地点３０４で示すコントラスト・テスト物体の画像を記録するよう制御される。当業者が認識するように、テスト物体３０３、３０４は任意の予め決められた物体、またはドッキングシステムの視野内のドッキング・サイトにある標識（例えば、描かれたガイド・ライン１０７の一部）でよい。図３に示す霧３０５はドッキングシステム３１５と近付く航空機３４０の間の大気内に広がっている。
【国際調査報告】
2009530181.tif 000013
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