(57)【要約】【課題】管制塔における航空管制において、複数の管制官の間で情報を共有させ、航空管制の適切化を実現する。【解決手段】本発明の一態様は、空港の管制塔１における管制官２ａ，２ｂの管制作業を支援する航空管制支援装置において、管制作業において参考とされる管制データを保持する管制データ保持手段１１と、管制官２ａ，２ｂが装着し、管制官２ａ，２ｂの音声による指示内容を示す音声データを作成する音声データ作成手段３ａ，３ｂと、管制塔１の窓１２の周辺部に設置されており、音声データの内容と管制データの内容とを表示する表示手段８ａ，８ｂとを具備する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空港の管制塔における管制官の管制作業を支援する航空管制支援装置において、
前記管制作業において参考とされる管制データを保持する管制データ保持手段と、
前記管制官が装着し、前記管制官の音声による指示内容を示す音声データを作成する音声データ作成手段と、
前記管制塔の窓の周辺部に設置されており、前記音声データの内容と前記管制データの内容とを表示する表示手段と
を具備することを特徴とする航空管制支援装置。
【請求項２】
請求項１記載の航空管制支援装置において、
前記表示手段は、前記窓の上部と下部とのうちの少なくとも一方に設置されることを特徴とする航空管制支援装置。
【請求項３】
空港の管制塔における管制官の管制作業を支援する航空管制支援装置において、
前記管制作業において参考とされる管制データを保持する管制データ保持手段と、
前記管制官が装着し、前記管制官の音声による指示内容を示す音声データを作成する音声データ作成手段と、
前記音声データの内容と前記管制データの内容とを前記窓に投影し表示する表示手段と
を具備することを特徴とする航空管制支援装置。
【請求項４】
空港の管制塔における管制官の管制作業を支援する航空管制支援装置において、
前記管制作業において参考とされる管制データを保持する管制データ保持手段、
前記管制官が装着し、前記管制官の音声による指示内容を示す音声データを作成する音声データ作成手段と、
前記管制官が装着し、前記音声データの内容と前記管制データの内容とを表示するヘッドマウントディスプレイと
を具備することを特徴とする航空管制支援装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の航空管制支援装置において、
前記管制官が装着し、前記管制官のジェスチャーによる操作内容を示すジェスチャーデータを作成するジェスチャー入力手段をさらに具備し、
前記表示手段は、前記ジェスチャーデータの示す操作内容にしたがって前記音声データの内容と前記管制データの内容とを表示する
ことを特徴とする航空管制支援装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の航空管制支援装置において、
前記管制官が操作し、前記管制官による操作内容を示す操作データを作成するポインティングデバイスをさらに具備し、
前記表示手段は、前記操作データの示す操作内容にしたがって前記音声データの内容と前記管制データの内容とを表示する
ことを特徴とする航空管制支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空港における航空機の離着陸を監視する管制官の管制作業を支援する航空管制支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な空港の管制塔における航空管制支援装置は、管制官に対して管制卓により気象及び視程などの状況情報を提示する。管制官は、空港面の灯火の輝度を制御し、目視及びレーダー画面により航空機及び車両を監視し、無線又は有線の電話により航空機の運行に関する報告を受けあるいは指示を行う（非特許文献１，２参照）。
【０００３】
将来的には、航空機及び車両を識別して管制官に提示し、さらにコンピュータが管制官を補助する航空管制支援装置が望まれる。
【０００４】
特許文献１（特開２０００−３４７５５８号公報）には、管制官からの音声を認識し、管制官への報告を音声合成する管制官訓練装置が開示されている。
【０００５】
特許文献２（特開２０００−２７５０５８号公報）には、オペレータが映像情報を表示可能なヘッドマウントディスプレイを装着し遠隔制御装置を操作して現実情景との比較照合結果を出力する管制制御システムが開示されている。
【０００６】
特許文献３（特開平９−１２１１８５号公報）には、管制官がヘッドセットと無線装置とを持って管制卓との通信を無線で行う無線方式が開示されている。
【非特許文献１】園山耕司「航空管制の科学」講談社
【非特許文献２】中野秀夫「航空管制のはなし」成山堂書店
【特許文献１】特開２０００−３４７５５８号公報
【特許文献２】特開２０００−２７５０５８号公報
【特許文献３】特開平９−１２１１８１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
航空管制において、運行は管制官に委ねられ、管制官は、空港の管制塔で空港面及び航空機を目視し、管制卓で状況を監視し、パイロットに指示を出す。
【０００８】
通常、複数の航空機が離着陸し、空港面を移動しているため、管制官は、状況を瞬時に判断し、パイロットに的確な指示を出さなければならない。
【０００９】
しかしながら、管制官は、指示を出すために、空港面と管制卓との間で視線を切り替えつつ、空港面の目視監視と管制卓から得られる情報の監視とを相互に行い、大量の情報を処理し、情報の錯綜による誘導ミスが発生しないよう注意する必要がある。したがって、管制官は、過度の緊張にさらされ、疲労が激しい。
【００１０】
パイロットへの指示は、管制官の個人の判断に任されており、この状況においてのみ適用され、管制官全員が同じ情報を共有してはいない。このため、状況に応じた正しい指示が行われているか確認・検証することは困難である。
【００１１】
本発明は、以上のような実情に鑑みてなされたもので、管制塔において空港面と管制卓との間での管制官の視線の切り替えを抑制しつつ監視可能とし、管制官の監視負担を軽減し、管制官が自然な動作で誘導等のための指示を行うことができ、複数の管制官の間で情報を共有可能とし、誘導ミスの発生を防止し、管制官の疲労を軽減し、状況に応じた指示の確認、検証を行うための航空管制支援装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明を実現するにあたって講じた具体的手段について以下に説明する。
【００１３】
上記課題は、空港の管制塔における管制官の管制作業を支援する航空管制支援装置において、管制作業において参考とされる管制データを保持する管制データ保持手段と、管制官が装着し、管制官の音声による指示内容を示す音声データを作成する音声データ作成手段と、管制塔の窓の周辺部に設置されており、管制官による音声データの内容と管制データの内容とを表示する表示手段とを具備する航空管制支援装置により、解決される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明において、空港面と管制卓との間での管制官の視線の切り替えを抑制しつつ管制可能とすることができ、管制官の作業負担を軽減でき、管制官が自然な動作で誘導等のための指示を出すことができ、複数の管制官の間で情報を共有させることができ、誘導ミスの発生を防止でき、管制官の疲労を軽減でき、状況に応じた指示の確認、検証を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の各図において同一の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００１６】
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態に係る航空管制支援装置の例を示すブロック図である。
【００１７】
航空管制支援装置は、管制塔１における複数の管制官２ａ，２ｂによる管制作業を支援し、音声入出力端末３ａ，３ｂ、音声入出力装置４、ジェスチャー入力端末５ａ，５ｂ、ジェスチャー入力装置６、表示生成装置７、表示装置８ａ，８ｂ、通信システム９、運行システム１０、管制卓１１を具備する。
【００１８】
音声入出力端末３ａ，３ｂは、それぞれ管制官２ａ，２ｂに装着される。音声入出力端末３ａ，３ｂは、管制官２ａ，２ｂの音声による指示を入力し、指示内容を示す音声データを作成し、音声データを無線通信により音声入出力装置４に送信する。すなわち、音声入出力端末３ａ，３ｂは、音声データ作成機能を持つ。
【００１９】
また、音声入出力端末３ａ，３ｂは、気象情報、例えばレーダー情報などの空港面の状態情報、警告などのような管制データに関する音声データを、音声入出力装置４から無線通信により受信し、管制データの内容を音声出力する。
【００２０】
音声入出力装置４は、音声入出力端末３ａ，３ｂから無線通信により受信した音声データを、テキストデータに変換し、表示生成装置７及び管制卓１１に出力する。また、音声入出力装置４は、管制卓１１から管制データを入力し、管制データを音声データに変換し、管制データに関する音声データを無線通信により音声入出力端末３ａ，３ｂに送信する。
【００２１】
ジェスチャー入力端末５ａ，５ｂは、管制官２ａ，２ｂによって装着され、管制官２ａ，２ｂのジェスチャー動作に関するジェスチャーデータを無線通信によりジェスチャー入力装置６に送信する。
【００２２】
ジェスチャー入力装置６は、ジェスチャー入力端末５ａ，５ｂから無線通信により受信したジェスチャーデータに基づいて、管制官２ａ，２ｂのジェスチャー動作の内容を認識し、このジェスチャー動作の内容を表すコードデータを作成し、表示生成装置７に出力する。
【００２３】
表示生成装置７は、音声入出力装置４から各管制官２ａ，２ｂからの音声による指示内容を示すテキストデータを入力し、またジェスチャー入力装置６からのジェスチャー動作による操作内容を表すコードデータを入力し、管制卓１１からの管制データを入力する。
【００２４】
そして、表示生成装置７は、コードデータの内容に応じて、テキストデータと管制データの内容を組み合わせた表示データを、表示装置８ａ，８ｂに出力する。
【００２５】
図２は、管制塔１内から空港面を見た場合の表示装置８ａ，８ｂの設置位置の例を示す図である。
【００２６】
表示装置８ａ，８ｂは、窓１２の上部及び下部に設置されており、表示生成装置７からの表示データの内容を表示する。本実施の形態においては、窓１２の上部に複数の表示装置８ａが設置されており、窓１２の下部に複数の表示装置８ｂが設置されている。各表示装置８ａ，８ｂの表示面の法線ベクトルと管制官２ａ，２ｂの視線方向とが略一致するように、表示装置８ａ，８ｂは傾きを持たせて設置されている。これにより、管制官２ａ，２ｂは、表示装置８ａ，８ｂの画面を容易に観察できる。
【００２７】
さらに、表示装置８ａ，８ｂは、表示データのうちの一部又は全部を窓１２に投影させて表示するとしてもよい。
【００２８】
通信システム９は、パイロット及び他の管制との間でデータ通信を行う。  
運行システム１０は、空港の運行制御のための情報処理を実行する。
【００２９】
管制卓１１は、パイロット及び他の管制から通信システム９経由で受信したデータ、運行システム１０による情報処理結果を示すデータに基づいて、管制補助のための情報処理を実行する。また、管制卓１１は、音声入出力装置４から各管制官２ａ、２ｂからの音声による指示内容を示すテキストデータを入力する。さらに、管制卓１１は、自己の扱う各種データを記憶する。
【００３０】
そして、管制卓１１は、表示生成装置７、通信システム９、運行システム１０に、管制データを出力する。
【００３１】
なお、この管制卓１１に代えて、管制データを保持する他の装置を用いるとしてもよい。この他の装置を用いる場合には、管制室内にこの他の装置が設置されている必要はない。
【００３２】
以上説明した本実施の形態に係る航空管制支援装置の作用について説明する。
【００３３】
本実施の形態に係る航空管制支援装置において、音声データ入出力端末３ａ，３ｂは、音声データを作成し、音声入出力装置４は、音声認識及び音声合成を行い、音声データとテキストデータとの相互変換を行う。なお、音声認識でエラーが発生した場合には、再度この認識エラーの発生した管制官が便名指定を行い、音声入出力装置４は、再認識を行う。
【００３４】
ジェスチャー入力装置６は、例えばモーションキャプチャー技術などを用いて管制官２ａ，２ｂのジェスチャーから得られる位置、移動方向、加速度などの情報に基づいてパターン認識を行い、特定のコードデータへの変換を行う。
【００３５】
例えば、表示されているウィンドウを指差した状態で移動し掌を出す動作をそのウィンドウの選択コードとする。
【００３６】
また、例えば、図３に示すように、ウィンドウＷ１を選択した状態で掌又は腕を使用して反時計回りに円を描く動作をこの選択されたウィンドウＷ１の拡大コードとし、逆にウィンドウＷ１を選択した状態で掌又は腕を使用して時計回りに円を描く動作をこの選択されたウィンドウＷ１の縮小コードとする。
【００３７】
また、例えば、ウィンドウを選択した状態で掌を移動する動作をウィンドウの移動コードとする。ウィンドウを選択した状態で掌を拳にしこの拳を下げる動作をウィンドウの削除コードとする。ジェスチャー入力でエラーが発生した場合には、この入力エラーの発生した管制官が手を左右に振る取消コードを入力する。ジェスチャー入力装置６は、取消コードを検出すると、ウィンドウの表示状態を元に戻す。
【００３８】
各便に対して、管制官の割り振りが行われる。管制官の割り振りは、例えば上席管制官による割り振り又は各管制官の選択により行われる。新規の便に対しては、この新規の便に対して管制官が通信をした時点で、この通信をした管制官が管制担当となる。
【００３９】
各便を管制している管制官２ａ，２ｂの装着機器（例えば音声入出力端末３ａ，３ｂ、ジェスチャー入力端末５ａ，５ｂなど）は、番号や色などにより区別され、この区別に応じた表示が行われる。
【００４０】
ある管制官の担当している便が他の管制官に引き継がれる場合、この引き継ぎ対象の便が選択され、引き継ぎ先の管制官に該当する番号や色が音声により指定され、音声認識され、引き継ぎ処理が行われる。
【００４１】
本実施の形態に係る航空管制支援装置では、管制塔１の窓１２の上部及び下部に設置された表示装置８ａ，８ｂに航空管制を支援する各種のデータが表示され、また、航空管制を支援する各種のデータが窓１２に投影されることで表示される。このため、管制官２ａ，２ｂが航空管制を支援する各種のデータを見ることができ、情報の共有化を実現できる。
【００４２】
ある管制官の指示に対して他の管制官が訂正などを行う場合、この訂正を行う管制官は、便名を音声又はジェスチャーにより指摘し、訂正する便に関する表示データをフリッカさせる。
【００４３】
また、上席管制官が訂正を行う場合、この上席審査官は、訂正を行う便名を音声又はジェスチャーにより指摘し、訂正する便に関する表示データをフリッカさせる。
【００４４】
以上説明した本実施の形態によれば、管制官２ａ，２ｂは、空港面と管制卓１１との間での視線の切り替えを抑制しつつ管制作業を行うことができ、容易に運行状況を把握することができる。
【００４５】
管制官２ａ，２ｂは、管制官２ａ，２ｂ間で同じ情報を共有でき、音声及びジェスチャーなどにより自然に指示を出すことができる。このため、管制官２ａ，２ｂの監視負担を軽減でき、状況に応じた指示の確認、管制官２ａ，２ｂによる指示内容の検証を行うことができる。
【００４６】
管制官２ａ，２ｂは、自然な動作で誘導等のための指示を出すことができるため、誘導ミスの発生を防止できる。
【００４７】
（第２の実施の形態）
本実施の形態では、上記第１の実施の形態における表示装置８ａ，８ｂによる表示状態の変形例について説明する。
【００４８】
図４は、本実施の形態に係る航空管制支援装置の表示装置８ａ，８ｂと管制塔の窓との配置関係の例を示す斜視図である。
【００４９】
本実施の形態において、表示装置８ａ，８ｂは、水平方向において窓１２と平行となるように管制塔１の窓１２の上部及び下部に設置されており、表示生成装置７からの表示データの内容を表示する。
【００５０】
本実施の形態においても、表示装置８ａ，８ｂは、表示データのうちの一部又は全部を窓１２に投影させて表示するとしてもよい。
【００５１】
図５は、本実施の形態に係る表示装置８ａ，８ｂの表示例を示す図である。
【００５２】
この例において、表示装置８ａには、管制官２ａの管制官識別データ、管制官２ａの交信記録（指示内容）、管制官２ａが誘導する航空機の便名などを含むデータ１３ａと、管制官２ｂの管制官識別データ、管制官２ｂの交信記録、管制官２ｂが誘導する航空機の便名などを含むデータ１３ｂとが表示されている。
【００５３】
表示装置８ｂには、管制データの一種である気象情報１３ｃが表示されている。  
表示装置８ａ，８ｂの表示内容は、水平方向にスクロールする。
【００５４】
さらに、表示装置８ａ，８ｂのうちの少なくとも一方は、管制情報の一種である警告を表示するウィンドウ１３ｄ、例えば空港面の状態情報などの管制データを表示するウィンドウ１３ｅを窓１２に投影表示する。
【００５５】
本実施の形態において、表示生成装置７は、各管制官２ａ，２ｂについて交信記録などを含むデータ１３ａ，１３ｂ、管制卓１１から入力した管制データを表示するウィンドウ１３ｅの表示制御を実行する。
【００５６】
また、表示生成装置７は、交信記録又は管制データに基づいて、管制官２ａ，２ｂの指示の食い違い又はミスを検出した場合に、警告を表示するウィンドウ１３ｄの表示制御を実行する。
【００５７】
表示生成装置７による表示制御においては、同一の便に対して複数の管制官２ａ，２ｂから入力が行われることを抑制するため、各便に対して、一画面又は１ウィンドウが使用される。新しい便が管制対象となると、新規の画面又はウィンドウが追加表示され、フリッカする。そして、このフリッカしている新規の画面又はウィンドウに相当する便を担当する管制官が決定される。
【００５８】
以上説明したように表示装置８ａ，８ｂを配置することにより、管制官２ａ，２ｂの視線の切り替えを抑制することができる。管制官２ａ，２ｂは、容易に運行状況を把握することができる。
【００５９】
（第３の実施の形態）
本実施の形態では、上記第２の実施の形態と表示装置の配置が異なる場合について説明する。
【００６０】
図６は、本実施の形態に係る航空管制支援装置の表示装置の表示例を示す図である。
【００６１】
また、図７は、本実施の形態に係る表示装置１４ａ，１４ｂと管制塔１の窓１２との配置関係の例を示す図である。
【００６２】
表示装置１４ａ，１４ｂは、管制塔１の窓１２の所定区間部分１２ａ〜１２ｄごとの両サイドに、垂直方向に設置されている。表示装置１４ａ，１４ｂには、上記第１および第２の実施の形態で説明した様々な表示内容が表示される。表示装置１４ａ，１４ｂの表示内容は、垂直方向にスクロールさせてもよい。これにより、上記第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６３】
（第４の実施の形態）
本実施の形態では、上記第１から第３までの実施の形態の表示装置８ａ，８ｂ，１４ａ，１４ｂをヘッドマウントディスプレイに変更した場合について説明する。
【００６４】
図８は、本実施の形態に係る航空管制支援装置の例を示すブロック図である。
【００６５】
本実施の形態においては、上記第１の実施の形態における表示装置８ａ，８ｂの代わりに、ヘッドマウントディスプレイ１５ａ，１５ｂが用いられる。
【００６６】
管制官２ａ，２ｂは、それぞれがヘッドマウントディスプレイ１５ａ，１５ｂを装着する。管制官２ａ，２ｂは、ヘッドマウントディスプレイ１５ａ，１５ｂ、窓１２を介して、空港面上の航空機及び車両を観察可能である。
【００６７】
表示生成装置７は、情報の共有化の図られた表示データを、ヘッドマウントディスプレイ１５ａ，１５ｂに出力する。
【００６８】
管制官２ａ，２ｂは、空港面を観察しつつ、表示データを見ることができる。これにより、上記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６９】
なお、上記各実施の形態において、ジェスチャー入力端末５ａ，５ｂに代えて、例えば空中マウスなどのポインティングデバイスを用いるとしてもよい。この場合、ポインティングデバイスで操作されるカーソルは、表示装置８ａ，８ｂ，１４ａ，１４ｂ、窓１２、ヘッドマウントディスプレイ１５ａ，１５ｂに表示される。
【００７０】
例えば、マウスのボタンをクリックして左スライドが行われた場合に表示を元に戻すとしてもよい。また、マウスのホイールを用いて表示されているウィンドウを拡大縮小させるとしてもよい。ドラッグとリリースにより、ウィンドウを移動させるとしてもよい。
【００７１】
上記各実施の形態において、各構成要素は同様の動作を実現可能であれば配置を変更させてもよく、また各構成要素を自由に組み合わせてもよく、各構成要素を自由に分割してもよく、いくつかの構成要素を削除してもよい。すなわち、上記各実施の形態については、上記の構成そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、空港における航空管制の分野に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る航空管制支援装置の例を示すブロック図。
【図２】管制塔内から空港面を見た場合の表示装置の設置位置の例を示す図。
【図３】ジェスチャーによるウィンドウの拡大縮小の例を示す図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る航空管制支援装置の表示装置と管制塔の窓との配置関係の例を示す斜視図。
【図５】同実施の形態に係る航空管制支援装置の表示装置の表示例を示す図。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る航空管制支援装置の表示装置の表示例を示す図。
【図７】同実施の形態に係る航空管制支援装置の表示装置と管制塔の窓との配置関係の例を示す斜視図。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係る航空管制支援装置の例を示すブロック図。
【符号の説明】
【００７４】
１…管制塔、２ａ，２ｂ…管制官、３ａ，３ｂ…音声入出力端末、４…音声入出力装置、５ａ，５ｂ…ジェスチャー入力端末、６…ジェスチャー入力装置、７…表示生成装置、８ａ，８ｂ，１４ａ，１４ｂ…表示装置、９…通信システム、１０…運行システム、１１…管制卓、１２…窓、１３ａ，１３ｂ…データ、１３ｃ…気象情報、１３ｄ，１３ｅ…ウィンドウ、１５ａ，１５ｂ…ヘッドマウントディスプレイ
【図１】
2006172214.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006172214.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006172214.tif 000007
【図６】
2006172214.tif 000008
【図７】
2006172214.tif 000009
【図８】
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