(57)【要約】【課題】航空機の異常飛行を迅速に検出し、異常飛行の警報を発した航空機のコックピット内の状況を地上施設側において速やかに把握できる異常飛行通報システムを得る。【解決手段】飛行中の航空機自身があらかじめ記憶された飛行予定経路からの逸脱や飛行禁止空域への進入を継続的にモニタし、異常を検出した場合には警報信号を発して地上施設に自動通報するとともに、この警報信号をトリガとして地上施設との間の通信回線を確保しコックピット内の音声及び画像を地上施設に対してリアルタイムに連続送信する。【選択図】  図１
2004212238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自機の飛行予定経路を記憶する記憶手段と、
前記自機の現在位置を算出する自機位置算出手段と、
この自機位置算出手段により算出された自機位置と前記記憶手段に記憶された飛行予定経路との偏差に基づき、飛行経路からの逸脱を検出する経路逸脱検出手段と、
この経路逸脱検出手段の検出結果に基づき警報を発する警報手段と、
コックピット内の、音声を取得する音声取得手段及び画像を取得する画像取得手段と、
前記警報手段により発せられた警報、前記音声取得手段により取得したコックピット内の音声、及び前記画像取得手段により取得したコックピット内の画像を地上に送信する送信手段とを備え、
前記警報手段による警報発生時この警報を前記送信手段により地上に通報すると共に、前記警報の発生以降、前記音声取得手段で取得したコックピット内の音声及び前記画像取得手段で取得したコックピット内の画像を前記送信手段により連続送信することを特徴とする異常飛行通報システム。
【請求項２】
飛行禁止空域を記憶する記憶手段と、
自機の現在位置を算出する自機位置算出手段と、
この自機位置算出手段により算出された自機位置と前記記憶手段に記憶された飛行禁止空域との距離に基づき、飛行禁止空域への進入を検出する進入検出手段と、
この進入検出手段による検出結果に基づき警報を発する警報手段と、
コックピット内の、音声を取得する音声取得手段及び画像を取得する画像取得手段と、
前記警報手段により発せられた警報、前記音声取得手段により取得したコックピット内の音声、及び前記画像取得手段により取得したコックピット内の画像を地上に送信する送信手段とを備え、
前記警報手段による警報発生時この警報を前記送信手段により地上に通報すると共に、前記警報の発生以降、前記音声取得手段で取得したコックピット内の音声及び前記画像取得手段で取得したコックピット内の画像を前記送信手段により連続送信することを特徴とする異常飛行通報システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自機の飛行中における異常飛行を検出し、地上施設に通報する異常飛行通報システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、航空機位置の監視は、地上に設置されたレーダの覆域内にある航空機については、レーダから得られた位置情報を表示装置上に表示する方法によって行なわれている。また、例えば洋上を飛行中でレーダ覆域外にある航空機については、航空機のパイロットが被搭載航法装置等によって知り得た位置情報を音声通信系を介して地上局に通報し、地上局の航空管制官がこれを聞き取り記録することにより、各航空機位置の監視が行なわれている。
【０００３】
航空機は飛行中に事前の飛行計画から逸脱して飛行する場合があるが、この際には必ず地上の管制機関の承認を必要とする。例えば、航路上の気象条件による迂回など、意図的に事前の飛行計画と異なる経路を飛行する場合は、パイロットは地上局の航空管制官に通報し経路変更の承認を得ている。また、航空機の機材の異常など、航空機側で不慮の事態が発生した場合にも、パイロットから地上局の航空管制官にその旨通報され、パイロットと地上施設の双方で協力して対処を図る。
【０００４】
ところで、飛行中の航空機が管制機関に何の通報をすることなく飛行計画から逸脱することがある。この場合には、機上において何らかの緊急異常事態が発生していると考えられる。即ち、パイロットの故意または急病等により正常な操縦が続けられない場合、あるいはハイジャックにより操縦がパイロットの支配下にない場合等が挙げられる。特にハイジャックの場合には、航空機側から管制機関に対してハイジャック信号を送信することにより通報することができるが、有効に機能しなかった事例もある。このような状況下では、地上施設側において航空機側の状況をいち早く知る必要があるにもかかわらず、地上施設側からはその状況を能動的に知る手段がない。
【０００５】
そして、地上施設側におけるそれら異常事態の発生及び状況把握が遅れると、航空機に対する適切な運航回復の支援ができないばかりか、事故を回避するためのあらゆる緊急措置を講じることができず、大惨事に繋がりかねない。
【０００６】
このため、航空機側及び地上施設側のそれぞれについて、このような飛行計画からの逸脱を自動検出し警報を出力する技術が開示されている。まず、航空機側では、航空機に搭載されたデジタルマップ上にあらかじめ危険エリアを設定しておき、自機が危険エリアに接近していることを検出すると警報を発し、パイロットに注意を促す事例である（例えば、特許文献１参照。）。しかし、この特許文献１においては、警報は航空機側においてパイロットに対して発せられるのみで、地上施設へは通報していない。
【０００７】
また、地上施設側では、航空機監視システム内に設けた航跡予測処理からの飛行位置情報に基づき、飛行禁止空域に進入するおそれがあるときには警報を出力する事例もある（例えば、特許文献２参照。）。しかし、地上施設側は航跡の異常を検出して航空機側での異常発生を判断するため、その異常発生を必ずしも迅速に捕えられず、特許文献２に開示されている装置においても異常事態の発生から警報の出力までに時間的な遅れを伴うことは否めない。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−２６６２９７号公報（第５頁、図１）
【０００９】
【特許文献２】
特開２０００−２８４０５０号公報（第１０頁、図１）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
航空機の異常飛行に対しては、地上施設との緊密な連携のもとで航空機の運航を回復していくことが必須である。しかし、特に緊急を要する異常飛行状況を地上管制による監視のみでタイムリーに検知するには、上述のように困難を伴う場合が多い上、地上の航空管制官の負荷も増大する。このため、航空機側で検出した異常飛行に対する警報を確実に地上施設側へ自動通報すると共に、異常時における航空機内の具体的な状況、特にコックピット内の状況も地上施設側にて把握できる手段が望まれていた。
【００１１】
本発明は上述の事情を考慮してなされたものであり、異常飛行の警報を発した航空機のコックピット内の状況を地上施設側において速やかに把握できる異常飛行通報システムを得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の発明の異常飛行通報システムは、自機の飛行予定経路を記憶する記憶手段と、前記自機の現在位置を算出する自機位置算出手段と、この自機位置算出手段により算出された自機位置と前記記憶手段に記憶された飛行予定経路との偏差に基づき、飛行経路からの逸脱を検出する経路逸脱検出手段と、この経路逸脱検出手段の検出結果に基づき警報を発する警報手段と、コックピット内の、音声を取得する音声取得手段及び画像を取得する画像取得手段と、前記警報手段により発せられた警報、前記音声取得手段により取得したコックピット内の音声、及び前記画像取得手段により取得したコックピット内の画像を地上に送信する送信手段とを備え、前記警報手段による警報発生時この警報を前記送信手段により地上に通報すると共に、前記警報の発生以降、前記音声取得手段で取得したコックピット内の音声及び前記画像取得手段で取得したコックピット内の画像を前記送信手段により連続送信することを特徴とする。
【００１３】
また、第２の発明の異常飛行通報システムは、飛行禁止空域を記憶する記憶手段と、自機の現在位置を算出する自機位置算出手段と、この自機位置算出手段により算出された自機位置と前記記憶手段に記憶された飛行禁止空域との距離に基づき、飛行禁止空域への進入を検出する進入検出手段と、この進入検出手段による検出結果に基づき警報を発する警報手段と、コックピット内の、音声を取得する音声取得手段及び画像を取得する画像取得手段と、前記警報手段により発せられた警報、前記音声取得手段により取得したコックピット内の音声、及び前記画像取得手段により取得したコックピット内の画像を地上に送信する送信手段とを備え、前記警報手段による警報発生時この警報を前記送信手段により地上に通報すると共に、前記警報の発生以降、前記音声取得手段で取得したコックピット内の音声及び前記画像取得手段で取得したコックピット内の画像を前記送信手段により連続送信することを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、飛行中の航空機自身があらかじめ記憶された飛行予定経路からの逸脱やあらかじめ記憶された飛行禁止空域への進入をモニタし、異常を検知した場合には警報を発して地上施設側に自動通報すると共に、この警報をトリガとしてコックピット内の音声及び画像を地上施設側に対して連続的に伝送することにより、異常飛行の警報を発した航空機のコックピット内の状況を地上施設側において速やかに把握することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下に、本発明による異常飛行通報システムの第１の実施の形態を、図１乃至図３を参照して説明する。
【００１６】
図１は、本発明に係る異常飛行通報システムの第１の実施の形態を示すブロック図である。この異常飛行通報システム１は、あらかじめ記憶された飛行予定経路からの逸脱を検出して通報するものであり、図１に示すように、操作部１１、飛行予定経路記憶部１２、航法計算部１３、制御部１４、警報部１５、コックピット音声取得部１６、コックピット画像取得部１７、及び送信部１８を備えている。
【００１７】
操作部１１は、パイロット等が飛行予定経路及びシステムの初期設定値等を入力するための操作パネルで、操作部１１から入力された飛行予定経路を飛行予定経路記憶部１２で記憶する。航法計算部１３は、搭載している各種航法機器からのデータに基づき自機の現在位置及び航法誤差を連続的に算出し、これらを制御部１４に送出する。
【００１８】
制御部１４は、自機位置の飛行予定経路からの距離偏差を求め、飛行予定経路からの逸脱を検出した場合には警報信号を発生し、警報部１５及び送信部１８に送出する。警報部１５は、制御部１４からの警報信号を音声及び表示によりパイロットに通知する。
【００１９】
コックピット内に配置されたコックピット音声取得部１６は、コックピット内の音声を取得し送信部１８に送出する。コックピット画像取得部１７も同じくコックピット内に配置され、コックピット内を撮像してその画像を送信部１８に送出する。送信部１８は、制御部１４からの警報信号を地上施設に自動送信するとともに、警報信号の送信以降、コックピット音声取得部１６からのコックピット内の音声、及びコックピット画像取得部１７からのコックピット内画像を地上施設に連続送信する。
【００２０】
次に、前述した図１、並びに図２のフローチャート及び図３の説明図を参照して、上述した本発明の第１の実施の形態による異常飛行通報システムの動作を説明する。
【００２１】
まず、図２のフローチャートにおいて、飛行前に飛行予定経路を設定する。本実施の形態においては、飛行予定経路は飛行航路の中心を示す直線Ｙとその航路幅±Ｒ１の集合体としている。そして、飛行予定経路は操作部１１から入力され、制御部１４を経由して飛行予定経路記憶部１２に記憶される（ＳＴ１０１）。
次に、飛行経路からの逸脱を判定する際の距離偏差に対するマージンΔＲ１を操作部１１からあらかじめ設定する。設定されたマージンΔＲ１は制御部１４内に記憶される（ＳＴ１０２）。
【００２２】
航空機が飛行を開始すると、搭載している各種航法機器からのデータに基づき航法計算部１３において自機の現在位置Ｐ１及び航法誤差ΔＰ１（ＡＮＰ値：Ａｃｔｕａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）が連続的に算出され、制御部１４に送出される（ＳＴ１０３）。制御部１４は、この自機の現在位置Ｐ１を受け取り、飛行予定経路記憶部１２に記憶されている飛行予定航路との距離偏差に基づき飛行予定航路からの逸脱を判定する。
【００２３】
この判定を行なう際の飛行予定経路、自機の現在位置Ｐ１、及び自機の飛行予定経路からの距離偏差Ｄ１との関係を図３の説明図に示す。すなわち、制御部１４は航法計算部１３からの自機の現在位置Ｐ１を受け取ると、飛行予定経路記憶部１２に記憶されている飛行航路の中心線Ｙからの距離偏差Ｄ１を算出する（ＳＴ１０４）。この距離偏差Ｄ１は自機の航法誤差ΔＰ１を含んでおり、真値はＤ１±ΔＰ１の範囲にあると考えられる。本実施の形態では判定の正確さを高めるために、この航法誤差ΔＰ１を用いて距離偏差Ｄ１の補正を行ない、Ｄ１−ΔＰ１を算出して補正後の距離偏差ＤＤ１としている（ＳＴ１０５）。そして、この補正後の距離偏差ＤＤ１とマージンΔＲ１を含む航路幅、すなわちＲ１＋ΔＲ１とを比較する（ＳＴ１０６）。
【００２４】
この比較において、補正後の距離偏差ＤＤ１がマージンを含む航路幅（Ｒ１＋ΔＲ１）を超えていない場合は（ＳＴ１０６のＮＯ）、飛行予定経路を逸脱していないと判定され、自機の現在位置の監視が継続される。しかし、補正後の距離偏差ＤＤ１がマージンを含む航路幅（Ｒ１＋ΔＲ１）を超えている場合は（ＳＴ１０６のＹＥＳ）、飛行予定経路を逸脱していると判定され、制御部１４は警報部１５及び送信部１８に対して警報信号を送出する（ＳＴ１０７）。そして、警報部１５に対して送出された警報信号は、警報部１５において飛行予定経路の逸脱の警報として音声及び表示によりパイロットに通知される。
【００２５】
一方、送信部１８は、制御器１４からの警報信号を受け取ると、まず、警報を地上施設に通報するために、地上施設との通信回線を確保する（ＳＴ１０８）。
そして、確保した通信回線を経由して、警報信号を地上施設に自動送信し、機上において飛行予定経路からの逸脱を検出した旨通報する（ＳＴ１０９）。
【００２６】
更に、異常飛行を通報した後に送信部１８は、航空機内の具体的な状況、すなわちコックピット音声取得部１６で取得したコックピット内の音声、及びコックピット画像取得部１７で取得したコックピット内の画像を、確保した通信回線を経由して地上施設に対してリアルタイムに連続送信する（ＳＴ１１０）。
【００２７】
上述した本発明の第１の実施の形態においては、飛行中の航空機自身があらかじめ記憶された飛行予定経路と自機の現在位置との距離偏差を継続的にモニタし、飛行予定経路からの逸脱を検出した場合には、その警報信号を地上施設に自動通報することにより、航空機側で検出した異常飛行を地上施設に迅速に通報することができる。また、警報の自動通報と併せ、コックピット内の状況を音声及び画像を用いて地上施設に対してリアルタイムに連続送信することにより、地上施設側においては異常飛行の警報を発した航空機の機内の状況を具体的に把握することができる。
【００２８】
なお、本実施の形態においては、自機の現在位置に対する逸脱を判定しているが、自機の飛行方向と速度から推定した一定時間後の自機の推定位置に対する逸脱の判定であっても良い。
【００２９】
（第２の実施の形態）
以下に、本発明による異常飛行通報システムの第２の実施の形態を、図４乃至図６を参照して説明する。
【００３０】
図４は、本発明に係る異常飛行通報システムの第２の実施の形態を示すブロック図である。この異常飛行通報システム２は、あらかじめ記憶された飛行禁止空域への進入を検出して通報するものであり、図４に示すように、飛行禁止空域記憶部２１、航法計算部２２、制御部２３、警報部２４、コックピット音声取得部２５、コックピット画像取得部２６、及び送信部２７を備えている。
【００３１】
飛行禁止空域記憶部２１は、特定の中心座標及び半径を有する円形の空域として定義された飛行禁止空域をあらかじめデータベースとして記憶する。航法計算部２２は、搭載している各種航法機器からのデータに基づき自機の現在位置及び航法誤差を連続的に算出し、これらを制御部２３に送出する。
【００３２】
制御部２３は、自機位置と飛行禁止空域との最短距離を求め、飛行禁止空域への進入を検出した場合には警報信号を発生し、警報部２４及び送信部２７に送出する。警報部２４は、制御部２３からの警報信号を音声及び表示によりパイロットに通知する。
【００３３】
コックピット内に配置されたコックピット音声取得部２５は、コックピット内の音声を取得し送信部２７に送出する。コックピット画像取得部２６も同じくコックピット内に配置され、コックピット内を撮像してその画像を送信部２７に送出する。送信部２７は、制御部２３からの警報信号を地上施設に自動送信するとともに、警報信号の送信以降、コックピット音声取得部２５からのコックピット内の音声、及びコックピット画像取得部２６からのコックピット内の画像を地上施設に連続送信する。
【００３４】
次に、前述した図４、並びに図５のフローチャート及び図６の説明図を参照して、上述した本発明の第２の実施の形態による異常飛行通報システムの動作を説明する。
【００３５】
まず、図５のフローチャートにおいて、航空機が飛行を開始すると、搭載している各種航法機器からのデータに基づき航法計算部２２において自機の現在位置Ｐ２及び航法誤差ΔＰ２（ＡＮＰ値：Ａｃｔｕａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）が連続的に算出され、制御部２３に送出される（ＳＴ２０１）。制御部２３は、この自機の現在位置Ｐ２を受け取り、飛行禁止空域記憶部２１に記憶されている飛行禁止空域との距離に基づき飛行禁止空域への進入を判定する。
【００３６】
この判定を行なう際の動作を、更に図６の説明図を参照して説明する。図６は、飛行禁止空域、自機の現在位置Ｐ２、及び自機と飛行禁止空域との距離Ｄ２の関係を示す説明図である。本実施の形態においては、飛行禁止空域記憶部２１にあらかじめ設定されている飛行禁止空域は、中心位置Ｃ、半径Ｒ２の円で定義されている。
【００３７】
制御部２３は、航法計算部２２からの自機の現在位置Ｐ２を受け取ると、飛行禁止空域記憶部２１に記憶されている飛行禁止空域の中心Ｃと自機との距離Ｄ２を算出する（ＳＴ２０２）。この距離Ｄ２は自機の航法誤差ΔＰ２を含んでおり、真値はＤ２±ΔＰ２の範囲にあると考えられる。本実施の形態では判定の正確さを高めるために、この航法誤差ΔＰ２を用いて距離Ｄ２の補正を行ない、Ｄ２−ΔＰ２を算出して補正後の距離ＤＤ２としている（ＳＴ２０３）。そして、この補正後の距離ＤＤ２と飛行禁止空域の半径Ｒ２とを比較する（ＳＴ２０４）。
【００３８】
この比較において、補正後の距離ＤＤ２が飛行禁止空域の半径Ｒ２より大きい場合は（ＳＴ２０４のＮＯ）、飛行禁止空域に進入していないと判定され、自機の現在位置の監視が継続される。しかし、補正後の距離ＤＤ２が飛行禁止空域に半径Ｒ２以下の場合は（ＳＴ２０４のＹＥＳ）、飛行禁止空域に進入していると判定され、制御部２３は警報部２４及び送信部２７に対して警報信号を送出する（ＳＴ２０５）。そして、警報部２４に対して送出された警報信号は、警報部２４において飛行禁止空域への進入の警報として、音声及び表示によりパイロットに通知される。
【００３９】
一方、送信部２７は、制御器２３からの警報信号を受け取ると、まず、警報を地上施設に通報するために、地上施設との通信回線を確保する（ＳＴ２０６）。
そして、確保した通信回線を経由して、警報信号を地上施設に自動送信し、機上において飛行禁止空域への進入を検出した旨通報する（ＳＴ２０７）。
【００４０】
更に、異常飛行を通報した後に送信部２７は、航空機内の具体的な状況、すなわちコックピット音声取得部２５で取得したコックピット内の音声、及びコックピット画像取得部２６で取得したコックピット内の画像を、確保した通信回線を経由して地上施設にリアルタイムで連続送信する（ＳＴ２０８）。
【００４１】
上述した本発明の第２の実施の形態においては、飛行中の航空機自身があらかじめ記憶された飛行禁止空域と自機の現在位置との距離を継続的にモニタし、飛行禁止空域への進入を検出した場合には、その警報信号を地上施設に自動通報することにより、航空機側で検出した異常飛行を地上施設に迅速に通報することができる。また、警報の自動通報と併せ、コックピット内の状況を音声及び画像を用いて地上施設にリアルタイムで連続送信することにより、地上施設側においては異常飛行の警報を発した航空機の機内の状況を具体的に把握することができる。
【００４２】
なお、本実施の形態においては、飛行禁止空域を特定の中心座標及び半径を持つ円形の空域として定義したが、任意の形状の空域として定義しても良い。
【００４３】
また、上述した本発明の第１の実施の形態及び第２の実施の形態においては、地上施設との通信手段は、ＶＤＬ（ＶＨＦ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｌｉｎｋ）やＡＴＣトランスポンダで使用されるモードＳ等のデジタル通信回線でもよい。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、飛行中の航空機自身が検出した異常飛行を地上施設側に自動通報すると共に、この通報後はコックピット内の音声及び画像を地上施設側に対して継続的にリアルタイムで伝送することにより、地上施設側は、異常飛行中の航空機を迅速に認識することができ、またコックピット内の状況も具体的に把握することができる。従って、地上施設側は、発生している異常飛行状況に対する必要な対応策を速やかに講ずることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る異常飛行通報システムの第１の実施の形態を示すブロック図。
【図２】図１の異常飛行通報システムの動作を説明するためのフローチャート。
【図３】図１の異常飛行通報システムにおける飛行予定経路、自機の現在位置、及び自機の飛行予定経路からの距離偏差との関係を示す説明図。
【図４】本発明に係る異常飛行通報システムの第２の実施の形態を示すブロック図。
【図５】図４の異常飛行通報システムの動作を説明するためのフローチャート。
【図６】図４の異常飛行通報システムにおける飛行禁止空域、自機の現在位置、及び自機と飛行禁止空域との距離の関係を示す説明図。
【符号の説明】
１、２  異常飛行通報システム
１１  操作部
１２  飛行予定経路記憶部
１３、２２  航法計算部
１４、２３  制御部
１５、２４  警報部
１６、２５  コックピット音声取得部
１７、２６  コックピット画像取得部
１８、２７  送信部
２１  飛行禁止空域記憶部
【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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