(57)【要約】      （修正有）【課題】カメラシステムを使用して検出された振動を用いて、航空機の運航中に航空機にかかる応力をモニタリングする、方法と装置を提供する。【解決手段】１つ以上の航空機構造物１０４が、航空機モニタリングシステム１０７内のモニタ１０６を用いてモニタリングされる。航空機構造物１０４は、翼、水平安定板、垂直安定板、補助翼、フラッペロン、フラップ、昇降舵、方向舵、スポイラー、スラット、エンジンハウジング、ナセル、フェアリング、または他の適切な種類の航空機構造物のうちの少なくとも１つを含む。例えば、モニタ１０６は、航空機構造物１０４内の航空機構造物１０８をモニタリングしてよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機（１０２）の翼（２００）に関連付けられたターゲット（１１２）と、
前記航空機（１０２）の運航中に前記翼（２００）上の前記ターゲット（１１２）の画像（１１６）を生成するように構成されたカメラシステム（１１４）と、
前記画像（１１６）を用いて前記ターゲット（１１２）の動き（１１８）を測定し、翼の動きの特定を可能にするように構成されたモニタ（１０６）
を備える、航空機モニタリングシステム（１０７）。
【請求項２】
前記モニタ（１０６）は、前記画像（１１６）を用いて前記翼（２００）上の箇所（１２４）における前記ターゲット（１１２）の前記動き（１１８）を測定する、請求項１に記載の航空機モニタリングシステム（１０７）。
【請求項３】
前記モニタ（１０６）は、航空機構造物（１０８）の動的な動きの中で検出された振動を用いて、前記箇所（１２４）における前記翼（２００）内の応力（１２２）をリアルタイムで特定するように構成される、請求項２に記載の航空機モニタリングシステム（１０７）。
【請求項４】
前記画像（１１６）を用いて前記ターゲット（１１２）の前記動き（１１８）を測定する際に、前記モニタ（１０６）が前記カメラシステム（１１４）からのさらなる動き（１２６）を補償する、請求項１から３のいずれか一項に記載の航空機モニタリングシステム（１０７）。
【請求項５】
前記航空機（１０２）の本体（２０２）内に光学窓（２１０）をさらに備え、前記カメラシステム（１１４）は、前記光学窓（２１０）を介した視界で前記航空機（１０２）内部から前記画像（１１６）を生成するように位置している、
請求項１から４のいずれか一項に記載の航空機モニタリングシステム（１０７）。
【請求項６】
前記カメラシステム（１１４）は、写真測量用カメラシステムまたはステレオ写真測量システムのうちの少なくとも１つから選択される、請求項１から５のいずれか一項に記載の航空機モニタリングシステム（１０７）。
【請求項７】
前記カメラシステム（１１４）は、
取付システム（２０４）及び、
複数のカメラ（２０６）であって、前記取付システム（２０４）に関連付けられ、前記複数のカメラ（２０６）の配向が独立して設定される複数のカメラ
を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の航空機モニタリングシステム（１０７）。
【請求項８】
前記ターゲット（１１２）は楕円形のターゲット（２１４）であり、前記カメラシステム（１１４）の前記楕円形のターゲット（２１４）との角度（２１６）によって、前記画像（１１６）内の前記楕円形のターゲット（２１４）が円形になっている、請求項１から７のいずれか一項に記載の航空機モニタリングシステム（１０７）。
【請求項９】
航空機（１０２）の翼（２００）に関連付けられた楕円形のターゲット（２１４）と、
前記航空機（１０２）の運航中に前記翼（２００）上の前記楕円形のターゲット（２１４）の画像（１１６）を生成するように構成されたカメラシステム（１１４）であって、前記カメラシステム（１１４）の前記楕円形のターゲット（２１４）との角度（２１６）によって、前記画像（１１６）中の前記楕円形のターゲット（２１４）が円形になっている、カメラシステム（１１４）と、
前記画像（１１６）を用いて前記楕円形のターゲット（２１４）の動き（１１８）を測定し、前記楕円形のターゲット（２１４）の前記動き（１１８）に基づいて前記翼（２００）内の応力（１２２）を特定するモニタ（１０６）
を備える、
リアルタイムの航空機応力モニタリングシステム（１０７）。
【請求項１０】
航空機（１０２）の運航中に、前記航空機（１０２）の内部に関連付けられたカメラシステム（１１４）を用いて航空機構造物（１０８）上のターゲット（１１２）の画像（１１６）を生成（８００）することと、
前記画像（１１６）を用いて前記ターゲット（１１２）の動き（１１８）を測定（８０２）し、前記航空機構造物（１０８）の前記動き（１１８）を特定可能にすること
を含む、航空機構造物（１０８）の動きをモニタリングする方法。
【請求項１１】
前記画像（１１６）を用いて前記ターゲット（１１２）の前記動き（１１８）を測定することは、
前記画像（１１６）を用いて翼（２００）上の箇所（１２４）における前記ターゲット（１１２）の前記動き（１１８）を測定することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記箇所（１２４）における前記翼（２００）内の応力（１２２）をリアルタイムで特定すること
をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記画像（１１６）を用いて前記ターゲット（１１２）の前記動き（１１８）を測定する際に、モニタ（１１６）が前記カメラシステム（１１４）からのさらなる動き（１２６）を補償する、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記航空機（１０２）の本体（２０２）内に光学窓（２１０）があり、前記カメラシステム（１１４）は、前記光学窓（２１０）を介した視界で前記航空機（１０２）内部から前記画像（１１６）を生成するように位置している、請求項１０から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記ターゲット（１１２）は楕円形のターゲット（２１４）であり、前記カメラシステム（１１４）の前記楕円形のターゲット（２１４）との角度（２１６）によって、前記画像（１１６）内の前記楕円形のターゲット（２１４）が円形になっている、請求項１０から１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は概して改良された航空機に関し、具体的には、航空機をモニタリングする方法と装置に関する。より具体的には、本開示は、カメラシステムを使用して検出された振動を用いて、航空機の運航中に航空機にかかる応力をモニタリングする、方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機の開発と試験において、航空機の飛行試験が実施される。飛行試験が実施されるのは、航空機の開発の一部としてであるが、航空機の認可のためでもある。飛行試験は、航空機の飛行中のデータを収集するために実施される。このデータは、航空機の設計を実証する目的で、航空機の空気力学的飛行特性と共に構造的特性を評価するために分析される。このデータは、航空機の安全に関する種々の側面を明らかにするためにも使用される。
【０００３】
飛行試験においては、飛行中に発生し得る、あらゆる望ましくない特性を発見して解決することが望ましい。望ましくない特性は、燃料効率、発生する音の大きさ、操縦性、または、航空機にとって望ましい仕様を満たさない他の特性を含み得る。
【０００４】
例えば、飛行中の航空機の種々の構造物の動きがモニタリングされる。この動きは、例えば、振動、曲げ、ねじれ、または、航空機翼といった航空機の構造に対して応力を生じさせる結果となる、他の種類の動きであってよい。
【０００５】
現在では、振動または他の動的な動きに関するデータは、加速度計を用いて収集されている。加速度計を用いて振動を測定するのは、望まれるよりも煩雑であることがよくある。加速度計の使用は、相当な量の配線を伴う、労働集約的な工程である。さらに、加速度計はまた較正も必要とするが、較正もまた労働集約的な工程である。結果として、加速度計の使用は、望まれるよりも高額で時間のかかるものであり得る。さらに、加速度計とその関連機器の使用によって、試験目的のために望まれる程度を超えて、航空機の重量が増加し得る。
【０００６】
したがって、上記の問題点の少なくともいくつかに加え、起こり得る他の問題点も考慮に入れた方法及び装置を手に入れることが望ましい。例えば、航空機構造物の静的な動きと動的な動きの両方を測定することによって技術的な問題を克服することができる、方法及び装置を手に入れることが望ましいであろう。
【発明の概要】
【０００７】
本開示の一実施例は、航空機モニタリングシステムを提供する。航空機モニタリングシステムは、航空機翼に関連付けられたターゲット、カメラシステム、及びモニタを含む。カメラシステムは、航空機の運航中に翼上のターゲットの画像を生成するように構成されている。モニタは、画像を用いてターゲットの動きを測定し、翼の動きを特定可能にするように構成されている。
【０００８】
本開示の別の実施例は、リアルタイムの航空機応力モニタリングシステムを提供する。リアルタイムの航空機モニタリングシステムは、航空機翼に関連付けられた楕円形のターゲット、カメラシステム、及びモニタを含む。カメラシステムは、航空機の運航中に翼上の楕円形のターゲットの画像を生成するように構成されている。モニタは、この画像を用いて楕円形のターゲットの動きを測定し、楕円形のターゲットの動きに基づいて翼内の応力を特定する。
【０００９】
本開示のさらに別の実施形態は、航空機構造物の動きをモニタリングする方法を提供する。航空機構造物上にあるターゲットの画像は、航空機の運航中に、航空機の内部に関連付けられたカメラシステムを用いて生成される。画像を用いてターゲットの動きを測定することによって、航空機構造物の動きを特定することが可能になる。
【００１０】
これらの特徴及び機能は、本開示の様々な実施例で独立して実現することもできるし、さらに別の実施例において組み合わせることもできる。さらに別の実施例のさらなる詳細は、以下の説明及び図面を参照して理解することが可能である。
【００１１】
例示的な実施例の特徴と考えられる新規の特性は、添付の特許請求の範囲に明記される。しかし、実施例並びに好ましい使用モード、さらなる目的、及びそれらの特徴は、添付図面を参照して、本開示の実施例についての以下の詳細な説明を読むことにより、最もよく理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】例示的な一実施例による、航空機モニタリング環境のブロック図である。
【図２】例示的な一実施例による、航空機モニタリングシステムのより詳細な実施例のブロック図である。
【図３】例示的な一実施例による、ターゲットを有する翼の図である。
【図４】例示的な一実施形態による、楕円形のターゲットを有する翼の図である。
【図５】例示的な一実施例による、翼のたわみの図である。
【図６】例示的な一実施例による、翼の断面図である。
【図７】例示的な一実施例による、ロール軸に沿って長手方向に延びるステーションに沿った、水位線（ｗａｔｅｒｌｉｎｅ）のたわみの図である。
【図８】例示的な一実施例による、航空機構造物の動きをモニタリングするプロセスのフロー図である。
【図９】例示的な一実施例による、航空機構造物内の応力の特定に応じて運航を実施するプロセスのフロー図である。
【図１０】例示的な一実施例による、画像内のターゲットの動きを特定するプロセスのフロー図である。
【図１１】例示的な一実施例による、データ処理システムのブロック図である。
【図１２】例示的な一実施例による、航空機の製造及び保守方法を示すブロック図である。
【図１３】例示的な一実施例が実装され得る航空機のブロック図である。
【図１４】例示的な一実施例による、製品管理システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
例示的な実施形態においては、１つ以上の異なる検討事項が認識され、考慮に入れられる。例えば、例示的な実施例では、航空機構造物の動きの測定が加速度計以外の技法を用いて実施され得ることが、認識され考慮に入れられる。例えば、例示的な実施形態では、ターゲットの画像を生成するためにあるシステムが用いられ得ることが、認識され考慮に入れられる。画像間のターゲットの動きが、航空機構造物の動きを特定するために用いられ得る。このように、構造物内の振動と応力が、加速度計を用いるのに比べてより簡便に特定され得る。
【００１４】
こうして、例示的な実施形態によって、航空機構造物の動きをモニタリングするための方法と装置が提供される。例示的な一実施例では、航空機モニタリングシステムは、ターゲット、カメラシステム、及びモニタを含む。ターゲットは、航空機翼といった航空機構造物に関連付けられている。カメラシステムは、航空機の運航中に翼上のターゲットの画像を生成するように構成されている。モニタは、画像を用いてターゲットのあらゆる動きを測定し、翼の動きを特定可能にする。
【００１５】
ここで図面、特に図１に関連して、例示的な一実施形態による航空機モニタリング環境のブロック図が示される。この例示的な実施例では、航空機モニタリング環境１００は、航空機１０２を含む。航空機１０２は、数々の異なる形態を採り得る。例えば、航空機１０２は、航空機、回転翼機、民間航空機、軍用機、または他の適切な種類の航空機を含むグループから選択されてよい。
【００１６】
１つ以上の航空機構造物１０４が、航空機モニタリングシステム１０７内のモニタ１０６を用いてモニタリングされる。航空機構造物１０４は、翼、水平安定板、垂直安定板、補助翼、フラッペロン、フラップ、昇降舵、方向舵、スポイラー、スラット、エンジンハウジング、ナセル、フェアリング、または他の適切な種類の航空機構造物のうちの少なくとも１つを含む。例えば、モニタ１０６は、航空機構造物１０４内の航空機構造物１０８をモニタリングしてよい。
【００１７】
本書で使用される場合、列挙されたアイテムと共に使用される「〜のうちの少なくとも１つ」という表現は、列挙されたアイテムのうちの１つ以上の種々の組み合わせが使用されてもよく、また列挙された各アイテムのうちの一つだけが必要とされてもよいということを意味する。言い換えると、「〜のうちの少なくとも１つ」とは、アイテムの任意の組み合わせ、またはいくつかのアイテムが、列挙された中から使用されてよいことを意味するが、列挙されたアイテムの全てが必要とされる訳ではないことを意味する。アイテムとは、特定の対象物、物品、またはカテゴリであってよい。
【００１８】
例えば、限定するものではないが、「アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣのうちの少なくとも１つ」は、「アイテムＡ」、「アイテムＡとアイテムＢ」、または「アイテムＢ」を含んでいてよい。この例はまた、「アイテムＡとアイテムＢとアイテムＣ」、または「アイテムＢとアイテムＣ」も含むことができる。これらのアイテムのいずれかの組み合わせも、もちろん存在してよい。ある例示的な実施例では、「〜のうちの少なくとも１つ」は、限定しないが例として、「２個のアイテムＡと１個のアイテムＢと１０個のアイテムＣ」、「４個のアイテムＢと７個のアイテムＣ」、または他の適切な組み合わせであってよい。
【００１９】
示されるように、ターゲット１１２もまた航空機モニタリングシステム１０７の一部であり、航空機構造物１０８に関連付けられている。１つの構成要素が別の構成要素と「関連付けられる」ときに、関連付けは物理的な関連付けである。例えば、第１の構成要素である複数のターゲット１１２のうちの１つのターゲットは、ターゲットが第２の構成要素に固定されるか、第２の構成要素に接着されるか、第２の構成要素に装着されるか、第２の構成要素に溶接されるか、第２の構成要素に締結されるか、または他の何らかの適切な方式で第２の構成要素に接続されるか、のうちの少なくとも１つによって、第２の構成要素である航空機構造物１０８に物理的に関連付けられていると見なされてよい。第１の構成要素はまた、第３の構成要素を用いて第２の構成要素に接続されてもよい。第１の構成要素はまた、第２の構成要素の一部として形成されるか、第２の構成要素の延長部として形成されるか、またはその両方として形成されることによっても、第２の構成要素に物理的に関連づけられていると見なされてよい。
【００２０】
ターゲット１１２は、数々の異なる形態を採り得る。例えば、ターゲット１１２は、デカール、塗装されたターゲット、または他の適切な形態のうちの少なくとも１つから選択されてよい。複数のターゲット１１２のうちの１つの形態は、航空機構造物１０８上の箇所によって異なっていてよい。例えば、複数のターゲット１１２は、航空機構造物１０８上の箇所によって、異なる形状か、異なる色か、または他の特徴のうちの少なくとも１つを有していてよい。
【００２１】
この例示的な実施例では、航空機モニタリングシステム１０７は、航空機１０２の運航１２８中にターゲット１１２の画像１１６を生成するように構成されたカメラシステム１１４も、また含む。示されるように、航空機１０２の運航１２８は、タキシング、巡航、上昇、下降、離陸、着陸、または他の適切な種類の航空機１０２の運航１２８のうちの１つから選択される。
【００２２】
航空機構造物１０８をモニタリングするため、モニタ１０６によって画像１１６が用いられる。画像１１６は、航空機構造物１０８に関連付けられたターゲット１１２の画像である。
【００２３】
示されるように、モニタ１０６は、画像１１６を用いてターゲット１１２の動き１１８を測定するように構成されている。こうして、航空機構造物の動き１２０を特定することが可能になっている。この例示的な実施例では、航空機構造物の動き１２０は、航空機構造物１０８の振動である。航空機構造物の動き１２０は、曲げ、たわみ、ねじれ、または、航空機１０２の飛行中に力または荷重が航空機構造物１０８に加えられる前の航空機構造物１０８の元の形状からの他の動きのうちの、少なくとも１つの中から選択されてよい。さらに、航空機構造物の動き１２０は、航空機構造物１０８の意図された動きであってよい。例えば、航空機構造物の動き１２０は、航空機構造物１０８がフラップ、スラット、またはスポイラーといった操縦翼面という形態を採っているときの、航空機構造物１０８の配備であってよい。航空機構造物の動き１２０によって、航空機構造物１０８にかかる応力１２２が特定されてよい。
【００２４】
この例示的な実施例では、モニタ１０６は、画像１１６を用いて航空機構造物１０８上の箇所１２４におけるターゲット１１２の動き１１８を測定してよい。箇所１２４におけるターゲット１１２の動き１１８を測定することによって、モニタ１０６は箇所１２４における応力１２２を特定する。応力１２２は、荷重または力が加えられたときに、１つの位置から別の位置への航空機構造物の動き１２０をもたらしてよい。応力１２２はまた、航空機構造物１０８の振動といった、継続して発生する航空機構造物の動き１２０に起因していてもよい。リアルタイムの航空機応力モニタリングシステム１０７は、翼または航空機１０２の他の構造物に関連付けられた（楕円形のターゲット２１４であってよい）これらのターゲット１１２と、カメラシステム１１４と、モニタ１０６を利用する。カメラシステム１１４は、航空機の１０２の運航中に翼上のターゲット１１２、２１４の画像を生成するように構成されている。モニタ１０６は、この画像を用いてターゲット１１２の動きを測定し、ターゲット１１２の動きに基づいて翼内の応力１２２を特定する。
【００２５】
応力１２２の特定は、例示的な実施例の中でリアルタイムで実施される。言い換えれば、応力１２２は、航空機１０２の運航中に何らの意図的な遅延なしに、可能な限り迅速に、特定される。この例示的な実施例では、モニタ１０６は、箇所１２４においてリアルタイムで航空機構造物１０８内の応力１２２を特定するように構成されている。応力１２２は、航空機構造物１０８の動的な動きの中で検出された振動を用いて特定されてよい。
【００２６】
さらに、モニタ１０６は、ターゲット１１２の動き１１８の一部ではない動きを考慮にいれてもよい。例えば、画像１１６を用いてターゲット１１２の動き１１８を測定する際、モニタ１０６は、カメラシステム１１４からのまたは航空機１０２内の他の情報源からの追加の動き１２６を補償するように構成されていてよい。この例示的な実施例では、カメラシステム１１４は、航空機１０２内のある箇所に置かれている。
【００２７】
示されるように、応力１２２の特定に伴って、モニタ１０６はアクション１３０を実施してよい。アクション１３０は、数々の異なる形態を採り得る。例えば、アクション１３０は、整備要求の開始、操縦の開始、操縦の中止、飛行パラメータの変更、整備の必要性を示す警報の生成、応力１２２に関する報告の送信、乗務員向け内部警報の生成、応力１２２の記録、または他の適切なアクションのうちの１つから選択されてよい。
【００２８】
モニタ１０６は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせで実装されてよい。ソフトウェアが用いられる場合、モニタ１０６によって実行される操作は、プロセッサユニットといったハードウェア上で実行されるように構成されたプログラムコードの中に実装されてよい。ファームウェアが用いられる場合、モニタ１０６によって実行される動作は、永続メモリに保存されてプロセッサユニット上で実行される、プログラムコード及びデータの中に実装されてよい。ハードウェアが採用される場合、ハードウェアはモニタ１０６内で動作を実施するために動作する回路を含んでいてよい。
【００２９】
実施例において、ハードウェアは、回路システム、集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス、または、いくつかの工程を実施するよう構成された他の何らかの適切な種類のハードウェアのうちの、少なくとも１つから選択された形態を採り得る。プログラマブル論理装置を用いる場合、装置は、いくつかの工程を実施するように構成されていてよい。デバイスは後で再構成されてもよく、いくつかの工程を実施するように恒久的に構成されていてもよい。プログラマブル論理デバイスは、例えば、プログラマブル論理アレイ、プログラマブルアレイ論理、フィールドプログラマブル論理アレイ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、及び、他の適切なハードウェア装置を含む。加えて、これらのプロセスは、無機構成要素に組み込まれた有機構成要素に実装されていてもよいし、全てが人間以外の有機構成要素でからなっていてもよい。例えば、これらのプロセスは、有機半導体の回路として実装されていてよい。
【００３０】
コンピュータシステム１３２は、物理的なハードウェアシステムであり、１つ以上のデータ処理システムを含む。図示されるように、コンピュータシステム１３２は航空機１０２内に置かれている。コンピュータシステム１３２は、フライト管理システム、エンジン表示・乗員警報システム、ナビゲーションシステム、自動操縦、または航空機１０２内の他の適切な構成要素といった構成要素用の、データ処理システムを含んでいてよい。
【００３１】
２つ以上のデータ処理システムが存在する場合、これらのデータ処理システムは、通信媒体を使用して互いに通信可能になっている。通信媒体は、ネットワークであってよい。データ処理システムは、コンピュータ、サーバコンピュータ、タブレット、またはその他何らかの適切なデータ処理システムのうちの、少なくとも１つから選択されてよい。
【００３２】
例示的な一実施例では、航空機構造物の動きの測定に関する技術的な問題を克服するための、１つ以上の技術的解決法が存在する。例えば例示の実施形態は、加速度計といった現行の技法を用いることに伴う、複雑性、時間、または重量を含む問題を克服するものである。示されるように、モニタ１０６は、写真測量法を用いて、ターゲット１１２の動き１１８の検出を通じて航空機構造物１０８の動き１２０内の動的な動きを測定する。モニタ１０６は、航空機構造物１０８の動き１２０内の静的な動きを検出するためにも用いられ得る。こうして、モニタ１０６は、静的な動きに加えて現在は加速度計を用いて実施されている動的な動きもモニタリングしてよい。結果として、モニタ１０６は、航空機構造物１０８の動的な動きの中で発生する振動を用いて特定された応力１２２を計算するために使用されてよい。
【００３３】
さらに、振動は航空機１０２の運航１２８中に検出されてよい。結果として、航空機１０２の運航の種々のフェーズの最中に生じ得る種々の振動特性に対して、応力１２２が計算されてよい。言い換えれば、応力１２２の特定は、航空機１０２の飛行中にリアルタイムで、カメラシステム１１４とターゲット１１２によって生成された同じデータを用いて検出され得る。
【００３４】
結果として、１つ以上の技術的解決法によって、航空機構造物の動きのモニタリングに関する費用、時間、または重量のうちの、少なくとも１つを削減する技術的効果が提供されてよい。例えば、圧力センサまたは加速度計といったハードウェアのコストと重量は、控えられ得る。さらに、これらの種類の装置用の計装の配線のコスト及び重量もまた、控えられ得る。こうして、現行システムの時間、費用、及び重量が控えられ得る。この結果、航空機の開発と認可にかかる時間と費用が削減され得る。
【００３５】
別の例示的な実施例では、航空機１０２の運航中に整備作業が特定され、計画され得る。別の例示的な実施例では、航空機１０２の運航１２８中にいつ操縦を変更すべきか、またはキャンセルすべきかを特定するために、モニタ１０６が用いられ得る。
【００３６】
さらに、コンピュータシステム１３２は、コンピュータシステム１３２のモニタ１０６が航空機構造物１０４をモニタリングして、航空機構造物内の応力１２２を特定できるようにする、専用コンピュータシステムとして動作する。コンピュータシステム１３２は、ターゲット１１２の動き１１８を特定して、アクション１３０を実施できるようにするために動作する。例えば、動き１１８から応力１２２が特定された場合、整備や、航空機１０２の飛行の変更や、他の適切なアクションといった、アクション１３０が実施されてよい。
【００３７】
次に、図２に関連して、航空機モニタリングシステムのより詳細な実施例のブロック図が、例示的な実施例によって示される。実施例においては、複数の図中で同一の参照番号が使用され得る。こうして種々の図中で参照番号が繰り返して使用される場合には、種々の図中の同一の要素を表している。
【００３８】
このより詳細な実施例では、航空機構造物１０８は、翼２００の形態を採っている。翼２００は、本体２０２、操縦翼面２０３、及び翼２００の一部と見なされ得る他の構造物を含む。本体２０２は、この実施例では翼型である。操縦翼面２０３は、翼２００上の気流を制御するために用いられ得る構造物である。
【００３９】
図示されるように、カメラシステム１１４は、航空機１０２の本体２０２内部に置かれている。画像１１６間の比較を行い得るのに十分な迅速さで図１の画像１１６を生成し、ターゲット１１２の図１の動き１１８を特定して図１の応力１２２を特定可能にするようにして、カメラシステム１１４が選択される。例えば、カメラシステム１１４は、写真測量用カメラシステム、ステレオ写真測量システム、または他の適切な種類のカメラシステムのうちの少なくとも１つから選択され得る。
【００４０】
カメラシステム１１４が写真測量用カメラシステムである場合、ターゲット１１２といった表面地点の位置を特定するために、写真から採った測定値が用いられる。さらに、写真測量カメラシステムは、翼２００上、その構成要素上、及び直接隣接する環境に置かれた１つ以上のターゲット１１２の動作経路をリカバーするために用いられてよい。複素２次元の動き場及び３次元の動き場を検出し、測定し、記録して、ターゲット１１２の動き１１８を特定するため、１つの写真に対して写真測量分析が適用されてよいか、または高速写真及びリモートセンシングが用いられてよい。
【００４１】
例えば、翼、フラップ、スラット、または水平尾翼といった航空機構造物１０８上の対象となる揺動的振動は、約５Ｈｚから約４００Ｈｚの範囲である。ターゲット１１２の動きの速度に対しては、ターゲット１１２の動き１１８に起因するこれらの表面の振動特性を測定するのに、ナイキスト基準を含む８００フレーム毎秒（ｆｐｓ）のカメラが用いられ得る。
【００４２】
この例示的な一実施例では、カメラシステム１１４は取付システム２０４及び複数のカメラ２０６を備える。取付システム２０４は、任意のプラットフォーム、フレーム、または複数のカメラ２０６が装着され得るかもしくは他の方法で取り付けられ得る、他の構造であってよい。
【００４３】
示されるように、複数のカメラ２０６は、取付システム２０４に関連付けられている。この関連付けは、複数のカメラ２０６の配向２０８がそれぞれ独立して設定されるようになっている。複数のカメラ２０６におけるカメラの数は、具体的な実装に応じて変動してよい。例えば、複数のカメラは、２つのカメラ、１１個のカメラ、３１個のカメラ、または他の適切な個数のカメラであってよい。
【００４４】
この例では、航空機の本体２０２内に光学窓２１０が存在している。光学窓は、ターゲット１１２の動き１１８を特定する目的で画像１１６を分析するための、所望のレベルの透明度、精度、天候の設計パラメータを可能にする、任意の窓である。この例示的な実施例では、図１のカメラシステム１１４は、航空機１０２の内側から光学窓２１０を介した視界で画像を生成するように位置している。複数のカメラ２０６のうちの１つ以上が、光学窓２１０を介した視界で画像１１６を生成するように位置していてよい。
【００４５】
他の例示的な実施例では、光学窓２１０は、複数の光学窓２１２内の１つの窓である。複数のカメラ２０６のうちの１つ以上が、画像１１６を生成するために光学窓２１２のところに位置していてよい。
【００４６】
さらに、この例示的な実施例では、ターゲット１１２は、太陽光中でカメラシステム１１４に可視であるように選択される。また、ターゲット１１２は楕円形のターゲット２１４であってもよい。例えば、楕円形のターゲット２１４は、カメラシステム１１４の楕円形のターゲット２１４との角度２１６によって、カメラシステム１１４が生成した画像１１６内の楕円形のターゲット２１４が円形になるようにして選択された、形状を有していてよい。
【００４７】
航空機モニタリング環境１００の図解及び図１〜図２に示す種々の構成要素は、例示的な実施例が実装され得る方法に対する、物理的制限または構造的制限を示唆することを意図していない。図示した構成要素に加えてまたは代えて、他の構成要素が使用されてもよい。いくつかの構成要素は不要であってよい。さらに、いくつかの機能的構成要素を図示するために、ブロックが提示されている。例示的な実施形態で実行される場合、これらのブロックのうちの１つ以上が、結合されるか、分割されるか、または結合かつ分割されて異なるブロックになるかしてよい。
【００４８】
例えば、ターゲット１１２は、航空機構造物１０８に加えてまたは代えて、複数の航空機構造物１０４内の他の航空機構造物上に存在していてもよい。ターゲット１１２の動きは、他の位置への動きであってもよく、または振動が生じたときのような動的な動きであってもよい。この動きは、航空機構造物１０８の非搭載状態から搭載状態への動きであってもよい。ターゲット１１２の位置の変更は、航空機構造物１０８にかかる応力の特定に用いられ得る。この応力は、ターゲット１１２が種々の位置へ動き続ける際の振動で生じるものといった、ターゲット１１２の動的な動きに関して特定されてよい。
【００４９】
ここで図３を参照すると、例示的な実施例による、ターゲットを有する翼が図示されている。この例示的な実施例では、翼３００は、翼３００に関連付けられた楕円形のターゲット３０２を有する。この実施例では、翼３００は、図１のブロックで示した航空機構造物１０８の物理的実装の一例である。楕円形のターゲット３０２は、図１のブロックで示したターゲット１１２、及び図２のブロックで示した楕円形のターゲット２１４の物理的実装の一例である。
【００５０】
この例示的な実施例では、楕円形のターゲット３０２は、翼３００上の複数の箇所にある。箇所の選択は、いくつかの異なる方法で実行され得る。箇所は、応力を特定すべき翼の種々の部位を基にして、選択されてよい。
【００５１】
示されるように、翼３００は、翼３００の本体または主要構造物として翼型３０４を備える。翼３００は、アウトボードスラット３０６、アウトボードスラット３０８、アウトボードスラット３１０、アウトボードスラット３１２、アウトボードスラット３１４、インボードスラット３１６、補助翼３１８、スポイラー３２０、スポイラー３２２、スポイラー３２４、スポイラー３２６、ヒンジパネル３２８、スポイラー３３０、スポイラー３３２、フラップ３３４、フラッペロン３３６、及びフラップ３３８の形態で、操縦翼面もまた備えている。
【００５２】
示されるように、翼３００のこれらの種々の部品上の箇所には、楕円形のターゲット３０２がある。こうして、翼３００の種々の部品上にある楕円形のターゲット３０２の動きは、航空機の運航中に特定される。この例示的な実施例では、楕円形のターゲット３０２の動きは、曲げ、ねじれ、または他の適切な動きといった動きを特定するために用いられてよい。さらに、楕円形のターゲット３０２のこの動きは、種々の部品内の応力を特定するために用いられてよい。
【００５３】
次に図４〜図６を見ると、例示的な実施例による、航空機翼の動きを特定する図が示されている。図４を参照すると、例示的な実施例による、楕円形のターゲットを有する翼が図示されている。この例示的な実施例では、動きのモニタリングは、図１のモニタ１０６といったモニタを用いて実施され得る。
【００５４】
この特定の実施例では、翼４００は、図１のブロックで示した航空機構造物１０８、及び具体的には、図２のブロックで示した翼２００の物理的実装の一例である。翼４００上の楕円形のターゲット４０２は、図１のブロックで示したターゲット１１２、及び図２のブロックで示した楕円形のターゲット２１４の物理的実装の例である。
【００５５】
この例示的な実施例では、楕円形のターゲット４０２は、翼４００の表面４０３に貼り付けられたデカールである。示されているように、楕円形のターゲット４０２は、翼４００上に列４０４で配列されている。複数の列４０４は、列４０６、列４０８、列４１０、列４１２、及び列４１４を含む。複数の列は、突き合せ線（ｂｕｔｔ  ｌｉｎｅ）４１６、突き合せ線４１８、突き合せ線４２０、突き合せ線４２２、及び突き合せ線４２４に沿って整列して示されている。
【００５６】
楕円形のターゲット４０２がこのように配列された状態で、基準データセットが特定される。示される例では、基準データセットは、ピッチ軸４２６、ロール軸４２８、及びヨー軸４３０に対して特定される。
【００５７】
ステーション基準点、突き合せ線基準点、及び水位線基準点は、ピッチ軸４２６、ロール軸４２８、及びヨー軸４３０に基づいた座標を用いて表される。この例示的な実施例では、突き合せ線基準点はピッチ軸４２６に沿って設定され、ステーション基準点はロール軸４２８に沿って設定され、水位線基準点はヨー軸４３０に沿って設定される。水位線基準点は、航空機の上部及び下部の高さに対する位置を設定する。突き合せ線基準点は、航空機の中央線に対する、航空機の左側部分及び右側部分を表す。ステーション基準点は、航空機の中央線に沿った、航空機の前方部分及び機尾部分を表す。この実施例では、中央線はロール軸４２８である。これらの基準点は、種々の軸と共に、航空機用の三次元座標系において航空機の種々の部分を表すのに用いられる。
【００５８】
他の例示的な実施例では、他の座標系が用いられてもよいし、別の原点が選択されてもよいし、それらが組み合わせられてもよい。例えば、原点は、航空機の重心ではなく、むしろコックピット内で選択されてよい。この例示的な実施例では、たわみのベクトルは、主に水位線の方向である。
【００５９】
次に図５を参照すると、例示的な実施例による、翼のたわみが図示されている。この例では、翼４００のたわみが示される。この例では、楕円形のターゲット５００、楕円形のターゲット５０２、楕円形のターゲット５０４、楕円形のターゲット５０６、及び楕円形のターゲット５０８は、もはや全てが突き合せ線４１８に沿って整列してはいない。例えば、楕円形のターゲット５０２は元の位置５１２から移動しており、楕円形のターゲット５０６は元の位置５１４から移動している。楕円形のターゲット５０２及び楕円形のターゲット５０６のこの動きは、突き合せ線４１８に対するものである。
【００６０】
元の位置５１２、元の位置５１４、並びに、楕円形のターゲット５００、楕円形のターゲット５０４、及び楕円形のターゲット５０８の現在の位置を用いることで、突き合せ線４１８に沿った翼４００のたわみが特定され得る。例えば、局所的な水位線のたわみ部分を有するステーション及び突き合せ線の位置が、特定され得る。たわみは、翼４００の曲げという形態の動き、または翼４００の振動といった翼４００の揺動に起因する動きであってよい。
【００６１】
ここで図６を参照すると、例示的な一実施例による翼の断面図が示されている。この例示的な実施例では、翼４００の、図５の線６−６に沿った断面図が見られる。この図では、楕円形のターゲット５００、楕円形のターゲット５０２、楕円形のターゲット５０４、楕円形のターゲット５０６、及び楕円形のターゲット５０８は、現在の位置で示されている。翼４００の元の位置と形状は、点線６００で示されている。
【００６２】
この例示的な実施例では、各列の水位線基準点を通じて最良適合線が計算されてよい。線の傾斜は、特定の突き合せ線におけるねじれであり得る。
【００６３】
この特定によって、図４の突き合せ線４１８に沿った翼４００の曲げまたはねじれのうちの少なくとも１つが特定されてよい。この種類の動きは、翼４００にかかる応力を特定するのに用いられ得る。
【００６４】
ここで図７を参照すると、例示的な一実施例による、ロール軸に沿って長手方向に延びるステーションにそった水位線のたわみが示されている。この例示的な実施例では、ライン７００は、図４のロール軸４２８に沿って延びるステーションを表す。ライン７０２は、図５の楕円形のターゲット５００、楕円形のターゲット５０２、楕円形のターゲット５０４、楕円形のターゲット５０６、楕円形のターゲット５０８の、水位線のたわみを示す。
【００６５】
次に図８を見ると、例示的な一実施例による、航空機構造物の動きをモニタリングするためのプロセスのフロー図が示されている。本図に示すプロセスは、図１にブロック形態で示すコンピュータシステム１３２のモニタ１０６において実装され得る。
【００６６】
プロセスは、航空機構造物上にあるターゲットの画像を、航空機の運航中に、航空機の内部に関連付けられたカメラシステムを用いて生成する（工程８００）ことによって開始する。プロセスは、画像を用いてターゲットの動きを測定する（工程８０２）。プロセスは、その後終了する。これらの工程によって、航空機構造物の動きを特定することが可能になる。結果として、この動きは、この動きが航空機構造物の所望の動きよりも大きいかどうかを特定するのに用いられ得る。さらに、この動きは、振動、応力、または航空機構造物に生じ得る他の影響を特定するためにも使用され得る。
【００６７】
ここで図９を参照すると、例示的な一実施例による、航空機構造物内の応力の特定に応じて運航を実施するプロセスのフロー図が示されている。本図に示すプロセスは、図１にブロック形態で示すコンピュータシステム１３２のモニタ１０６を用いて実施され得る。
【００６８】
プロセスは、航空機構造物のある箇所における応力を特定する（工程９００）ことによって開始される。この箇所は、工程９００における航空機構造物の一部または全部であってよい。航空機構造物は、例えば、翼、操縦翼面、または他の適切な航空機構造物であってよい。
【００６９】
次いで、本プロセスは、応力に対してあるポリシーを適用することによって、採るべきアクションの一群を特定する（工程９０２）。ポリシーとは、ルールの一群である。これらのルールによって、仕様、規制、業界のルール、または航空機構造物に関する他の要件のうちの少なくとも１つが実装されてよい。また、これらのルールによって、採るべきアクションが特定されてもよい。
【００７０】
本書で使用される場合、アイテムに関連して「の一群」を用いた場合には、１つ以上のアイテムを意味する。例えば、「アクションの一群」は、１つ以上のアクションを意味する。
【００７１】
次いでプロセスは一群のアクションを開始し（工程９０４）、プロセスはその後終了する。例えば、プロセスは警報を開始して、操縦を変更させ整備要求を送信してよい。別の例では、アクションは航空機の運航パラメータを変更してもよい。これらのアクション及び他のアクションは、具体的な実装を待って、行われてよい。
【００７２】
ここで図１０を参照すると、例示的な一実施例による、画像内のターゲットの動きを特定するプロセスのフロー図が示されている。このプロセスは、ターゲットの動きを測定するために、図８の工程８０２で用いられてよい。
【００７３】
このプロセスは、複数のカメラからの画像の中のターゲットのおよその位置を特定すること（工程１０００）によって開始される。工程１０００では、複数の画像は同時に撮影される。
【００７４】
次にプロセスは、最適化アルゴリズムを用いて、画像内のターゲットの中心の正確な位置を決定する（工程１００２）。ターゲットの中心は重心であり、画像用の座標系において特定される。結果として、ターゲットは各画像内で座標を持つことになる。重心の座標は、各画像ごとに異なるであろう。
【００７５】
プロセスは、複数のカメラのそれぞれの位置と配向の知識を持った上で、重心を用いてターゲットの中心の位置を決定する（工程１００４）。本プロセスは、その後終了する。
【００７６】
工程１００４では、ターゲットの位置は航空機の座標の中にある。この種の三角測量プロセスによって、ターゲットの三次元位置が特定される。その後に得られた他の画像から計算されたターゲットの位置の変更が、ターゲットの動きの特定に用いられる。
【００７７】
種々の実施例で図示されているフロー図及びブロック図は、例示的な一実施例の装置及び方法の、いくつかの可能な実装形態の構造、機能、及び動作を示している。これに関して、フロー図またはブロック図内の各ブロックは、モジュール、セグメント、機能または、工程もしくはステップの一部のうちの、少なくとも１つを表わしていてよい。例えば、１つ以上のブロックは、プログラムコード、ハードウェアまたはプログラムコードとハードウェアの組合せとして実装されてよい。ハードウェア内に実装された場合、ハードウェアは、例えば、フロー図またはブロック図の１つ以上の工程を実施するように製造または構成された、集積回路の形態を採り得る。プログラムコードとハードウェアの組み合わせとして実装された場合、この実装態様は、ファームウェアの形態を採り得る。フロー図またはブロック図の各ブロックは、専用ハードウェアと、専用ハードウェアによって実行されるプログラムコードの種々の工程またはその組み合わせを実施する、専用ハードウェアシステムを用いて実装され得る。
【００７８】
例示的な実施例のいくつかの代替的な実装形態では、ブロックに記載された１つ以上の機能が、図中に記載の順序を逸脱して起こることがある。例えば、場合によっては、連続して示される２つのブロックがほぼ同時に実施されること、または時には含まれる機能に応じて、ブロックが逆順に実施されることもあり得る。また、フロー図またはブロック図に示されているブロックに加えて、他のブロックが追加されることもある。
【００７９】
ここで、例示的な一実施例によるデータ処理システムのブロック図を示す、図１１を参照する。図１のコンピュータシステム１３２を実装するために、データ処理システム１１００が使用されてよい。この例示的な実施例では、データ処理システム１１００は通信フレームワーク１１０２を含み、これによりプロセッサユニット１１０４、メモリ１１０６、固定記憶域１１０８、通信ユニット１１１０、入出力ユニット１１１２、及びディスプレイ１１１４間の通信が行われる。この実施例では、通信フレームワークはバスシステムの形態を採ることができる。
【００８０】
プロセッサユニット１１０４は、メモリ１１０６に読み込まれてよいソフトウェアに対する命令を、実行する役割を果たす。プロセッサユニット１１０４は、具体的な実装態様に応じて、任意の数のプロセッサであるか、マルチプロセッサコアであるか、または他の何らかの種類のプロセッサであってよい。
【００８１】
メモリ１１０６及び固定記憶域１１０８は、記憶デバイス１１１６の実施例である。記憶デバイスは、限定しないが例として、データ、機能的な形態のプログラムコード、または他の適切な情報のうちの少なくとも１つといった情報を、一時的に及び／または永続的に記憶することができる、任意のハードウェアである。記憶デバイス１１１６は、これらの例示的な実施例では、コンピュータ可読記憶デバイスと呼ばれてもよい。メモリ１１０６は、例えば、ランダムアクセスメモリまたは任意の他の適切な、揮発性または不揮発性の記憶デバイスであってよい。固定記憶域１１０８は、具体的な実装態様に応じて、様々な形態を採ってよい。
【００８２】
例えば、固定記憶域１１０８は、１つ以上の構成要素または装置を含んでいてよい。例えば、固定記憶域１１０８は、ハードドライブ、ソリッドステートハードドライブ、フラッシュメモリドライブ、書換え型光学ディスク、書換え可能磁気テープ、または適切な記憶装置の他の何らかの組み合わせであってよい。固定記憶域１１０８によって使用される媒体は、着脱式のものであってもよい。例えば、固定記憶域１１０８には、着脱式ハードドライブを使用してもよい。
【００８３】
これらの例示的な実施例では、通信ユニット１１１０が、他のデータ処理システムまたは装置との通信を提供する。これらの例示的な実施例では、通信ユニット１１１０はネットワークインタフェースカードである。
【００８４】
入出力ユニット１１１２は、データ処理システム１１００に接続され得る他の装置との間のデータの入出力を可能にする。例えば、入出力ユニット１１１２は、キーボード、マウス、または他の何らかの適切な入力装置のうちの少なくとも１つを通じて、ユーザ入力のための接続を提供し得る。さらに、入出力ユニット１１１２は、プリンタに出力を送信し得る。ディスプレイ１１１４は、ユーザに情報を表示する機構を提供する。
【００８５】
オペレーティングシステム、アプリケーション、またはプログラムのうちの少なくとも１つに対する命令が、通信フレームワーク１１０２を介してプロセッサユニット１１０４と通信可能な記憶デバイス１１１６内にあってよい。種々の実施例のプロセスは、メモリ１１０６といったメモリの中にあってよいコンピュータ実装命令を使用して、プロセッサユニット１１０４によって実行されてよい。
【００８６】
これらの命令は、プロセッサユニット１１０４内のプロセッサによって読み取られ実行され得る、プログラムコード、コンピュータ使用可能プログラムコード、またはコンピュータ可読プログラムコードと呼ばれる。種々の実施例におけるプログラムコードは、メモリ１１０６または固定記憶域１１０８といった、種々の物理的記憶媒体またはコンピュータ可読記憶媒体上に具現化され得る。
【００８７】
プログラムコード１１１８は、選択的に着脱可能なコンピュータ可読媒体１１２０上に機能的な形態で置かれ、プロセッサユニット１１０４によって実行されるために、データ処理システム１１００に読込みまたは転送され得る。プログラムコード１１１８及びコンピュータ可読媒体１１２０は、この例示的な実施例では、コンピュータプログラム製品１１２２を形成する。一実施例では、コンピュータ可読媒体１１２０は、コンピュータ可読記憶媒体１１２４またはコンピュータ可読信号媒体１１２６であってよい。
【００８８】
これらの例示的な実施例では、コンピュータ可読記憶媒体１１２４は、プログラムコード１１１８を伝搬または伝送する媒体というよりは、むしろプログラムコード１１１８を記憶するために使用される、物理的記憶装置または有形記憶装置である。
【００８９】
代わりに、プログラムコード１１１８は、コンピュータ可読信号媒体１１２６を用いてデータ処理システム１１００に転送されてもよい。コンピュータ可読信号媒体１１２６は、例えば、プログラムコード１１１８を含む、伝播されたデータ信号であってよい。例えば、コンピュータ可読信号媒体１１２６は、電磁信号、光信号、または他の任意の適切な種類の信号のうちの少なくとも１つであってもよい。これらの信号は、無線通信リンク、光ファイバケーブル、同軸ケーブル、電線、または他の任意の好適な種類の通信リンクといった、少なくとも１つの通信リンクを介して伝送され得る。
【００９０】
データ処理システム１１００に関して図示されている種々の構成要素は、種々の実施例が実装され得る方法に対して構造的限定を設けることを意図していない。種々の例示的実施例は、データ処理システム１１００に関して示されている構成要素に対する追加的または代替的な構成要素を含む、データ処理システム内に実装されていてよい。図１１に示した他の構成要素は、示されている例示的な実施例と異なることがある。プログラムコード１１１８を実行し得る任意のハードウェア装置またはシステムを使用して、種々の実施例が実装されてよい。
【００９１】
本開示の例示的な実施例は、図１２に示した航空機の製造及び保守方法１２００、並びに図１３に示した航空機１３００に照らして説明されてよい。まず図１２を参照すると、例示的な一実施形態による航空機の製造及び保守方法のブロック図が示されている。製造前段階では、航空機の製造及び保守方法１２００は、図１３の航空機１３００の仕様及び設計１２０２、並びに材料の調達１２０４を含み得る。
【００９２】
製造段階では、図１３の航空機１３００の、構成要素及びサブアセンブリの製造１２０６とシステムインテグレーション１２０８とが行われる。その後、図１３の航空機１３００は、運航１２１２に供されるために、認可及び納品１２１０を経てよい。顧客による運航１２１２中、図１３の航空機１３００には、定期的な整備及び保守１２１４（改造、再構成、改修、またはその他の整備及び保守を含み得る）が予定される。
【００９３】
航空機の製造及び保守方法１２００の各プロセスは、システムインテグレータ、第三者、事業者、またはこれらのいくつかの組み合わせによって、実施または実行され得る。これらの実施例では、事業者は顧客であってよい。本書において、システムインテグレータは、任意の数の航空機製造業者及び主要システム下請業者を含み得るが、それらに限定される訳ではなく、第三者は、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含み得るが、それらに限定される訳ではなく、事業者は、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関などであり得る。
【００９４】
ここで図１３を参照すると、例示的な実施例が実装され得る航空機のブロック図が示されている。この例では、航空機１３００は、図１２の航空機の製造及び保守方法１２００によって製造され、複数のシステム１３０４及び内装１３０６を有する、機体１３０２を含んでいてよい。システム１３０４の例は、推進システム１３０８、電気システム１３１０、油圧システム１３１２、及び環境システム１３１４のうちの１つ以上を含む。任意の数の他のシステムが含まれていてもよい。航空宇宙産業の例が示されているが、種々の例示的な実施例は、自動車産業といった他の産業にも応用可能である。
【００９５】
本書で実施される装置及び方法は、図１２の航空機の製造及び保守方法１２００の各段階のうちの少なくとも１つで採用され得る。
【００９６】
例示的な一実施例では、図１２の構成要素及びサブアセンブリの製造１２０６で製造される構成要素またはサブアセンブリは、図１２で航空機１３００の運航１２１２中に製造される構成要素またはサブアセンブリと同様の方法で、作製または製造され得る。さらに別の例では、１つ以上の装置の実施例、方法の実施例、またはこれらの組み合わせが、図１２の構成要素及びサブアセンブリの製造１２０６、並びにシステムインテグレーション１２０８などの製造段階で利用されてよい。１つ以上の装置の実施例、方法の実施例、またはこれらの組み合わせは、航空機１３００の図１２における運航１２１２中、整備及び保守１２１４中、またはその両方の最中に利用されてよい。いくつかの異なる例示的な実施例を利用することによって、航空機１３００の組み立ての大幅な効率化、航空機１３００のコスト削減、または航空機１３００の組み立ての大幅な効率化と航空機１３００のコスト削減の両方、が可能になる。
【００９７】
ここで、例示的な実施例による製品管理システムのブロック図を示す図１４を参照する。製品管理システム１４００は、物理的なハードウェアシステムである。この例示的な実施例では、製品管理システム１４００は、製造システム１４０２、または整備システム１４０４のうちの少なくとも１つを含み得る。
【００９８】
製造システム１４０２は、図１３の航空機１３００などの製品を製造するように構成される。図示したように、製造システム１４０２は製造設備１４０６を含む。製造設備１４０６は、加工設備１４０８または組立設備１４１０のうちの少なくとも１つを含む。
【００９９】
加工設備１４０８は、航空機１３００を形成するのに使用される部品用の構成要素を加工するために使用され得る設備である。例えば、加工設備１４０８は機械及びツールを含み得る。これらの機械及びツールは、ドリル、油圧プレス、加熱炉、金型、複合材テープレーヤー、真空システム、旋盤、または他の適切な種類の設備のうちの少なくとも１つであってよい。加工設備１４０８を使用して、金属部品、複合材部品、半導体、回路、ファスナ、リブ、外板、スパー、アンテナ、または他の適切な種類の部品のうちの少なくとも１つが加工され得る。
【０１００】
組立設備１４１０は、航空機１３００を形成する部品を組み立てるために使用される設備である。具体的には、組立設備１４１０を使用して、航空機１３００を形成する構成要素及び部品が組み立てられてよい。組立設備１４１０は、機械及びツールもまた含み得る。このような機械及びツールは、ロボットアーム、クローラ、ファスナ設置システム、レールベースのドリルシステム、またはロボットのうちの少なくとも１つであってよい。例えば、座席、水平安定板、翼、エンジン、エンジンハウジング、着陸ギアシステム、または航空機１３００の他の部品といった部品の組み立てに、組立設備１４１０が使用され得る。
【０１０１】
この例示的な実施例では、整備システム１４０４は整備設備１４１２を含み得る。整備設備１４１２は、航空機１３００の整備を実施するのに必要なあらゆる設備を含み得る。整備設備１４１２は、航空機１３００の部品に種々の工程を実施するためのツールを含み得る。これらの工程は、部品の分解、部品の改修、部品の検査、部品の再加工、交換部品の製造、または航空機１３００の整備を実施するための他の工程のうちの、少なくとも１つを含み得る。これらの工程は、定期的整備、検査、アップグレード、改修、または他の種類の整備工程であってよい。
【０１０２】
この例示的な実施例では、整備設備１４１２は、超音波検査装置、Ｘ線撮像システム、ビジョンシステム、ドリル、クローラ、及び他の適切な装置を含んでいてよい。ある場合には、整備設備１４１２は、整備に必要であり得る部品を生産し組み立てるための、加工設備１４０８、組立設備１４１０、またはこれらの両方を含み得る。
【０１０３】
製品管理システム１４００は、制御システム１４１４もまた含む。制御システム１４１４はハードウェアシステムであり、ソフトウェア、または他の種類の構成要素も含み得る。制御システム１４１４は、製造システム１４０２または整備システム１４０４のうちの少なくとも１つの工程を制御するように構成される。具体的には、制御システム１４１４は、加工設備１４０８、組立設備１４１０、または整備設備１４１２のうちの少なくとも１つの工程を制御し得る。
【０１０４】
制御システム１４１４のハードウェアは、コンピュータ、回路、ネットワーク、または他の種類の設備を含み得るハードウェアを使用し得る。制御は、製造設備１４０６の直接制御の形態を採り得る。例えば、ロボット、コンピュータ制御機械、及び他の設備は、制御システム１４１４によって制御され得る。他の例示的な実施例では、制御システム１４１４は、航空機１３００の製造または整備の実施において、作業人員１４１６によって実施される工程を管理し得る。例えば、制御システム１４１４は、任務を割り当てる、指示を与える、モデルを表示する、または作業人員１４１６が実施する工程を管理するための他の工程を実施してよい。これらの例示的な実施例では、図１のモニタ１０６は、図１３の航空機１３００の製造または整備のうちの少なくとも１つを管理するため、制御システム１４１４と通信を行う。
【０１０５】
例えば、図１のモニタ１０６は、図１３の航空機１３００内の航空機構造物にかかる応力に関する情報を送信し得る。応力に関する情報は、航空機１３００の運航中、航空機１３００の着陸後、航空機１３００の整備中、または他の時期に送信され得る。この情報は、航空機１３００の設計の変更、航空機１３００の整備の計画、または製品管理システム１４００を用いて実施され得る他の適切な工程、のうちの少なくとも１つの中から選択された工程を実施するのに用いられてよい。
【０１０６】
航空機１３００の設計の変更は、部品、交換部品、または製造システム１４０２を制御する制御システム１４１４による航空機１３００の他の構成要素の製造中に実施されてよい。制御システム１４１４は、航空機１３００に関して特定された応力を用いて、航空機１３００の整備の計画または整備の実施のうちの少なくとも１つを制御する。
【０１０７】
種々の例示的な実施例において、作業人員１４１６は、製造設備１４０６、整備設備１４１２、または制御システム１４１４のうちの少なくとも１つを操作し得るか、または少なくとも１つと相互作用し得る。航空機１３００を製造するために、この相互作用が実施されてよい。
【０１０８】
もちろん、製品管理システム１４００は、航空機１３００以外の他の製品を管理するようにも構成されていてよい。製品管理システム１４００は、航空宇宙産業における製造に関連して記載されているが、製品管理システム１４００は、他の産業の製品を管理するようにも構成されていてよい。例えば、製品管理システム１４００は、自動車産業、及び任意の他の適切な産業の製品を製造するように構成されていてよい。
【０１０９】
さらに、本開示は以下の条項による実施例を含む。
【０１１０】
条項１．航空機（１０２）の翼（２００）に関連付けられたターゲット（１１２）と、
航空機（１０２）の運航中に翼（２００）上のターゲット（１１２）の画像を生成するように構成されたカメラシステム（１１４）と、
画像（１１６）を用いてターゲット（１１２）の動き（１１８）を測定し、翼の動きの特定を可能にするように構成されたモニタ（１０６）
を備える、航空機モニタリングシステム（１０７）。
【０１１１】
条項２．モニタ（１０６）は、画像（１１６）を用いて翼（２００）上の箇所（１２４）におけるターゲット（１１２）の動き（１１８）を測定する、条項１に記載の航空機モニタリングシステム（１０７）。
【０１１２】
条項３．モニタ（１０６）は、航空機構造物（１０８）の動的な動きの中で検出された振動を用いて、箇所（１２４）における翼（２００）内の応力（１２２）をリアルタイムで特定するように構成される、条項２に記載の航空機モニタリングシステム（１０７）。
【０１１３】
条項４．モニタ（１０６）は、箇所（１２４）における翼（２００）内の応力（１２２）に基づいて、航空機（１０２）の整備作業を特定するように構成される、条項３に記載の航空機モニタリングシステム（１０７）。
【０１１４】
条項５．画像（１１６）を用いてターゲット（１１２）の動き（１１８）を測定する際に、モニタ（１０６）がカメラシステム（１１４）からのさらなる動き（１２６）を補償する、条項１に記載の航空機モニタリングシステム（１０７）。
【０１１５】
条項６．航空機（１０２）の本体（２０２）内に光学窓（２１０）をさらに備え、カメラシステム（１１４）は、光学窓（２１０）を介した視界で航空機（１０２）内部から画像（１１６）を生成するように位置している、条項１に記載の航空機モニタリングシステム（１０７）。
【０１１６】
条項７．カメラシステム（１１４）は、写真測量用カメラシステムまたはステレオ写真測量システムのうちの少なくとも１つから選択される、条項１に記載の航空機モニタリングシステム（１０７）。
【０１１７】
条項８．カメラシステム（１１４）は、
取付システム（２０４）及び、
複数のカメラ（２０６）であって、取付システム（２０４）に関連付けられており、複数のカメラ（２０６）の配向が独立して設定される複数のカメラ
を含む、条項１に記載の航空機モニタリングシステム（１０７）。
【０１１８】
条項９．ターゲット（１１２）は楕円形のターゲット（２１４）であり、カメラシステム（１１４）の楕円形のターゲット（２１４）との角度（２１６）によって、画像（１１６）内の楕円形のターゲット（２１４）が円形になっている、条項１に記載の航空機モニタリングシステム（１０７）。
【０１１９】
条項１０．ターゲット（１１２）は、太陽光中でカメラシステム（１１４）に可視であるように選択される、条項１に記載の航空機モニタリングシステム（１０７）。
【０１２０】
条項１１．翼の動きは、曲げ、たわみ、またはねじれのうちの少なくとも１つから選択される、条項１に記載の航空機モニタリングシステム（１０７）。
【０１２１】
条項１２．航空機（１０２）の運航は、タキシング、巡航、上昇、下降、離陸、または着陸のうちの１つから選択される、条項１に記載の航空機モニタリングシステム（１０７）。
【０１２２】
条項１３．航空機（１０２）の翼（２００）に関連付けられた楕円形のターゲット（２１４）と、
航空機（１０２）の運航中に翼（２００）上の楕円形のターゲット（２１４）の画像（１１６）を生成するように構成されたカメラシステム（１１４）であって、カメラシステム（１１４）の楕円形のターゲット（２１４）との角度（２１６）によって、画像（１１６）中の楕円形のターゲット（２１４）が円形になっている、カメラシステム（１１４）と、
画像（１１６）を用いて楕円形のターゲット（２１４）の動き（１１８）を測定し、楕円形のターゲット（２１４）の動き（１１８）に基づいて翼（２００）内の応力（１２２）を特定するモニタ（１０６）
を備える、リアルタイムの航空機応力モニタリングシステム。
【０１２３】
条項１４．モニタ（１０６）は、翼（２００）内で特定された応力（１２２）を用いて、整備のための警報を生成する、条項１３に記載のリアルタイムの航空機応力モニタリングシステム（１０７）。
【０１２４】
条項１５．航空機（１０２）の運航中に、航空機（１０２）の内部に関連付けられたカメラシステム（１１４）を用いて航空機構造物（１０８）上のターゲット（１１２）の画像（１１６）を生成することと、
画像（１１６）を用いてターゲット（１１２）の動き（１１８）を測定し、航空機構造物（１０８）の動き（１１８）を特定可能にすること
を含む、航空機構造物（１０８）の動きをモニタリングする方法。
【０１２５】
条項１６．画像（１１６）を用いてターゲット（１１２）の動き（１１８）を測定することは、
画像（１１６）を用いて翼（２００）上の箇所（１２４）におけるターゲット（１１２）の動き（１１８）を測定することを含む、条項１５に記載の方法。
【０１２６】
条項１７．箇所（１２４）における翼（２００）内の応力（１２２）をリアルタイムで特定すること
をさらに含む、条項１６に記載の方法。
【０１２７】
条項１８．モニタ（１０６）は、箇所（１２４）における翼（２００）内の応力（１２２）に基づいて、航空機（１０２）の整備作業を特定するように構成される、条項１７に記載の方法。
【０１２８】
条項１９．画像（１１６）を用いてターゲット（１１２）の動き（１１８）を測定する際に、モニタ（１０６）がカメラシステム（１１４）からのさらなる動き（１２６）を補償する、条項１５に記載の方法。
【０１２９】
条項２０．航空機（１０２）の本体（２０２）内に光学窓（２１０）があり、カメラシステム（１１４）は、光学窓（２１０）を介した視界で航空機（１０２）内部から画像（１１６）を生成するように位置している、条項１５に記載の方法。
【０１３０】
条項２１．カメラシステム（１１４）は、写真測量用カメラシステムまたはステレオ写真測量システムのうちの少なくとも１つから選択される、条項１５に記載の方法。
【０１３１】
条項２２．ターゲット（１１２）は楕円形のターゲット（２１４）であり、カメラシステム（１１４）の楕円形のターゲット（２１４）との角度（２１６）によって、画像（１１６）内の楕円形のターゲット（２１４）が円形になっている、条項１５に記載の方法。
【０１３２】
条項２３．航空機構造物（１０８）の動きは、曲げ、たわみまたはねじれのうちの少なくとも１つから選択される、条項１５に記載の方法。
【０１３３】
条項２４．航空機（１０２）の運航は、タキシング、巡航、上昇、下降、離陸、及び着陸のうちの１つから選択される、条項１５に記載の方法。
【０１３４】
このように、例示的な実施例によって、航空機構造物の動きの測定に関する技術的な問題を克服するための、１つ以上の技術的解決法が提供される。例えば、例示的な実施例は、加速度計といった現行の技法を用いることに伴う、複雑性、時間、または重量を含む問題を克服するものである。
【０１３５】
さらに、例示的な実施例は、航空機構造物の動的な動きの最中に生じる振動を特定するために用いられ得る。これらの振動は、生じ得る応力を特定するために用いられ得る。さらに、これらの振動は、航空機の飛行の種々の時点及びフェーズ中に特定され得る。この結果、振動の周期が特定され得、航空機の航空機構造物にかかる応力の変化もまた、カメラシステムと航空機構造物上のターゲットを用いて生成された同じデータを用いて、動的且つリアルタイムに特定され得る。もちろん、これらの種類の特定は、他の例示的な実施例では航空機の飛行後になされてもよい。
【０１３６】
結果として、１つ以上の技術的解決法によって、航空機構造物の動きをモニタリングするための費用、時間、または重量のうちの少なくとも１つを削減する技術的効果が提供され得る。こうして、現行システムの時間、費用、及び重量が控えられ得る。結果として、航空機の開発及び認可は、より迅速且つより安価に実施され得る。さらに、１つ以上の例示的な実施例、航空機をモニタリングして航空機の整備をいつ計画すべきかを特定するために用いられてよい。別の例示的な実施例では、モニタは、航空機の運航中にいつ操縦を変更すべきか、またはキャンセルすべきかを特定するために用いられ得る。
【０１３７】
種々の例示的な実施例の説明は、例示及び説明を目的として提示されているものであって、網羅的な説明であることまたは開示された形態の実施例に限定することが意図されているわけではない。アクションまたは工程を実施する構成要素が、種々の実施例によって説明される。例示的な一実施例においては、構成要素は、記載されたアクションや工程を実施するように構成され得る。例えば、この構成要素は、実施例においてこの構成要素が実施すると記載されているアクションまたは工程を実施する能力を、この構成要素に提供する構造のための、構成または設計を有していてよい。
【０１３８】
当業者には、多くの修正例及び変形例が明らかになるであろう。さらに、異なる実施例によって、他の実施例とは異なる特徴が提供されてよい。選択された１つ以上の実施例は、実施例の原理、実際の用途を最もよく説明するため、及び他の当業者に対し、様々な実施例の開示内容と、考慮される特定の用途に適した様々な修正例との理解を促すために、選択及び記述されている。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【外国語明細書】
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