【手続補正書】
【提出日】令和1年5月14日(2019.5.14)
【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】
航空力学的構造における風力事象の到着を予測するための方法であって、
前記航空力学的構造に向かって移動する大気体積中の３次元幾何学的表面をライダを用いて繰り返し走査することにより、前記３次元幾何学的表面における空間的分散型風速測定値の時系列を測定することであって、前記３次元幾何学的表面は、前記航空力学的構造に対して固定された位置を有する、ことと、
前記測定された空間的分散型風速測定値と、時空間的に伝搬された空間的分散型風速測定値との間の前記時系列にわたる一致を最適化させながら、前記時系列の前記空間的分散型風速測定値の各々を時空間的に伝搬することにより、前記大気体積の体積風力場の時間発展を判定することと、
前記風力事象を検出するために前記時間発展の少なくとも１つの時点を評価することと、
前記航空力学的構造における前記風力事象の到着前に、前記時間発展の少なくとも一部を通して前記風力事象を追跡することにより、前記航空力学的構造における前記風力事象の到着時間を推定することと、
前記風力事象を予測して前記航空力学的構造の調節を可能にするフィードフォワード制御データを通信することであって、前記フィードフォワード制御データは、少なくとも前記到着時間を含む、ことと
を含む、方法。
【請求項２】
前記追跡するステップは、前記時間発展から、前記風力事象のパケット速度を判定することと、
前記パケット速度に基づいて、前記到着時間を推定することと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記時空間的に伝搬するステップは、前記時系列の最後の時点を除いて前記時系列の各時点に対して、（ａ）前記時点と関連付けられ、前記時系列の次の時点に伝搬された前記空間的分散型風速測定値と、（ｂ）前記次の時点と関連付けられ、前記測定された空間的分散型風速測定値との間の一致を最適化することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記時間発展から、（ａ）前記航空力学的構造に位置する第２の幾何学的表面における前記体積風力場の現在の値の風力場マップ、および（ｂ）前記航空力学的構造の前記第２の幾何学的表面における前記風力事象と関連付けられる前記体積風力場の将来の値の少なくとも１つの風力場マップを抽出することにより、前記フィードフォワード制御データの少なくとも一部を提供することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記空間的に伝搬するステップにおいて、風力パラメータ表面マップの対応する時系列として、空間的分散型風速の時系列を要約することであって、前記風力パラメータ表面マップはそれぞれ、複数のセクタのための少なくとも１つの風力場パラメータを示し、前記セクタはそれぞれ、いくつかの個々の風速測定値と関連付けられる、ことと、
前記評価するステップにおいて、前記風力パラメータ表面マップのうちの少なくとも１つを評価することにより、前記風力事象を検出し、前記風力事象のタイプを判定することと、
前記追跡するステップにおいて、前記風力パラメータ表面マップの時系列の少なくとも一部を通して前記風力事象の伝搬を追跡することにより、前記到着時間を推定することと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記風力パラメータ表面マップの時系列から、（ａ）前記航空力学的構造に位置する第２の幾何学的表面における前記少なくとも１つの風力場パラメータの現在の値の風力パラメータマップ、および（ｂ）前記第２の幾何学的表面における前記風力事象と関連付けられる前記少なくとも１つの風力場パラメータの将来の値の少なくとも１つの風力場マップを判定することにより、前記風力事象を予想して前記航空力学的構造の調節を可能にする、フィードフォワード制御データを提供することをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記航空力学的構造は、風力タービンであり、前記追跡するステップはさらに、前記風力タービンの回転子面の直径の３分の１以下の粗さの空間分解能で、前記回転子面上の前記風力事象の衝突場所を推定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記追跡するステップは、前記回転子面における前記風力事象の到着の少なくとも３秒前に前記到着時間を推定することを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記航空力学的構造は、航空機であり、前記大気体積は、前記航空機の基準枠から見ると前記航空機に向かって移動する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記評価するステップにおいて、前記時間発展の少なくとも１つの時点から、前記風力事象のタイプを判定することと、
前記追跡するステップにおいて、前記風力事象の風速を追跡することにより、前記航空力学的構造における到着に応じて前記風力事象の推定風速を判定することと、
事前定義された正常風速からの前記推定風速の偏差を計算することと、
前記偏差および前記航空力学的構造上の前記風力事象の前記タイプの衝突の影響に基づいて、前記航空力学的構造上の前記風力事象の衝突の重大性を定量化することと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記通信するステップにおいて、前記到着時間、前記タイプ、および前記重大性を示す重大性メトリックを前記航空力学的構造に通信することと、
前記到着時間、前記タイプ、および前記重大性メトリックに従って、前記航空力学的構造の動作を調節することと
をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記感知するステップは、前記航空力学的構造に配置された前記ライダを用いて、前記３次元幾何学的表面を繰り返し走査することにより、ライダビームの見通し線に沿った風速の測定値として前記空間的分散型風速測定値の時系列を取得することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記繰り返し走査するステップは、前記ライダにおいて頂点を有する円錐表面を繰り返し走査することにより、前記空間的分散型風速測定値の時系列を取得することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記航空力学的構造は、風力タービンであり、前記風力事象は、主に前記風力タービンの回転子面と平行な水平方向に沿って、前記風力タービンに衝突する水平風力事象である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記繰り返し走査するステップは、主に垂直に配向された表面および主に水平に配向された表面の両方を繰り返し走査することにより、前記空間的分散型風速測定値の時系列を取得することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記航空力学的構造は、航空機であり、前記風力事象は、前記航空機の進行方向と主に直交する速度成分を有する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
航空力学的構造における風力事象の到着を予測するためのシステムであって、
前記航空力学的構造に対して固定された位置を有する３次元幾何学的表面上の空間的分散型風速測定値の時系列を測定するために、前記航空力学的構造に向かって移動する大気体積中の前記３次元幾何学的表面を繰り返し走査するためのライダと、
（ａ）前記測定された空間的分散型風速測定値と、時空間的に伝搬された空間的分散型風速測定値との間の前記時系列にわたる一致を最適化させながら、前記時系列の前記空間的分散型風速測定値の各々を時空間的に伝搬することにより、前記大気体積の体積風力場の時間発展を判定することと、（ｂ）前記風力事象を検出するために前記時間発展の少なくとも１つの時点を評価することとのための風力事象識別モジュールと、
前記航空力学的構造における前記風力事象の到着時間を推定するために、前記航空力学的構造における前記風力事象の到着前に、前記時間発展の少なくとも一部を通して前記風力事象を追跡するための追跡モジュールと、
前記風力事象を予測して前記航空力学的構造の調節を可能にするフィードフォワード制御データを通信するためのインターフェースであって、前記フィードフォワード制御データは、少なくとも前記到着時間を含む、インターフェースと
を備える、システム。
【請求項１８】
前記ライダは、円錐表面上の風力測定値から前記空間的分散型風速測定値の時系列を取得するために、前記大気体積中で前記円錐表面を繰り返し走査するように構成され、前記円錐表面は、前記ライダにおいて頂点を有する、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記ライダは、半径方向に拡張するロゼット表面上の風力測定値から前記空間的分散型風速測定値の時系列を取得するために、前記半径方向に拡張するロゼット表面を繰り返し走査し、ように構成され、前記半径方向に拡張するロゼット表面は、前記ライダにおいて頂点を有する、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２０】
前記風力事象識別モジュールは、前記時間発展の前記少なくとも１つの時点から前記風力事象のタイプを判定するように構成され、前記追跡モジュールは、前記航空力学的構造における到着に応じて前記風力事象の推定風速を判定するように構成され、前記システムはさらに、少なくとも前記タイプおよび前記風速に基づいて、前記航空力学的構造への前記風力事象の影響の重大性を示す重大性メトリックを生成するための重大性判定モジュールを備え、前記フィードフォワード制御データは、前記到着時間、前記タイプ、および前記重大性メトリックを含む、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２１】
（ａ）前記航空力学的構造の少なくとも１つのそれぞれの性質を特徴付ける、少なくとも１つの第１のパラメータと、（ｂ）正常な風況を特徴付ける、少なくとも１つの第２のパラメータとをさらに含み、前記重大性判定モジュールは、前記重大性メトリックを生成するために前記少なくとも１つの第１のパラメータおよび前記少なくとも１つの第２のパラメータを利用するように構成される、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
風力事象への応答の予測ベースの制御を伴う航空力学的装置であって、
航空力学的構造と、
前記航空力学的構造に搭載されたライダであって、前記航空力学的構造に対して固定された位置を有する３次元幾何学的表面上の空間的分散型風速測定値の時系列を測定するために、前記航空力学的装置に向かって移動する大気体積中の前記３次元幾何学的表面を繰り返し走査するためのライダと、
（ａ）前記測定された空間的分散型風速測定値と、時空間的に伝搬された空間的分散型風速測定値との間の前記時系列にわたる一致を最適化させながら、前記時系列の前記空間的分散型風速測定値の各々を時空間的に伝搬することにより、前記大気体積の体積風力場の時間発展を判定することと、（ｂ）前記風力事象を検出するために前記時間発展の少なくとも１つの時点を評価することとのための風力事象識別モジュールと、
前記風力事象の１つ以上の性質を推定するために、前記航空力学的構造における前記風力事象の到着前に、前記時間発展の少なくとも一部を通して前記風力事象を追跡するための追跡モジュールであって、前記１つ以上の性質は、前記航空力学的構造への前記風力事象の到着時間を含む、追跡モジュールと、
前記大気体積に対して前記航空力学的構造の少なくとも一部を移動させるための少なくとも１つのアクチュエータと、
前記１つ以上の性質を含むフィードフォワード制御データに基づいて、前記アクチュエータを制御するための制御モジュールと
を備える、航空力学的装置。
【請求項２３】
前記風力事象識別モジュールは、前記風力事象を検出するために、前記時間発展の前記少なくとも１つの時点から前記風力事象の存在およびタイプを判定するように構成され、
前記１つ以上の性質は、前記タイプをさらに含む、請求項２２に記載の航空力学的装置。
【請求項２４】
前記追跡モジュールは、前記航空力学的構造における到着に応じて前記風力事象の推定風速を判定するように構成され、
前記航空力学的装置は、少なくとも前記タイプ、前記風速、および前記航空力学的構造の空気力学的性質に基づいて、前記航空力学的構造への前記風力事象の影響の重大性を示す重大性メトリックを生成するための重大性判定モジュールをさらに備え、
前記１つ以上の性質は、前記到着時間、前記タイプ、および前記重大性メトリックを含む、請求項２３に記載の航空力学的装置。
【請求項２５】
前記航空力学的構造は、風力タービンを含み、前記ライダは、前記風力タービンのナセルの上に搭載され、前記少なくとも１つの機械的要素は、回転子ブレードである、請求項２２に記載の航空力学的装置。
【請求項２６】
前記風力事象識別モジュールおよび前記追跡モジュールは、集合的に、前記回転子ブレードの調節のための少なくとも３秒を可能にするために前記風力タービンへの前記風力事象の到着の少なくとも３秒前に前記１つ以上の性質を推定するように構成される、請求項２５に記載の航空力学的装置。
【請求項２７】
前記風力事象識別モジュールおよび前記追跡モジュールは、集合的に、前記回転子ブレードの回転子面の直径の３分の１以下の粗さの空間分解能で前記風力タービンにおける前記風力事象の空間的構造を推定するように構成される、請求項２５に記載の航空力学的装置。
【請求項２８】
前記航空力学的構造は、航空機であり、前記ライダは、前記航空機の進行方向に対面して前記航空機の上に搭載される、請求項２２に記載の航空力学的装置。
【請求項２９】
前記風力事象識別モジュールおよび前記追跡モジュールは、集合的に、前記航空機の長さの半分以下の粗さの空間分解能で前記航空機における前記風力事象の空間的構造を推定するように構成される、請求項２８に記載の航空力学的装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
付加的実施形態および特徴が、以下に続く説明に記載され、なおも他の実施形態が、本明細書の検討に応じて当業者に明白となるであろう、または本発明の実践によって習得され得る。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
航空力学的構造における風力事象の到着を予測するための方法であって、
前記航空力学的構造に向かって移動する大気体積中の風速を感知して、空間的分散型風速測定の時系列を取得するステップと、
前記分散型風速測定のうちの少なくとも１つから前記風力事象の存在を判定するステップと、
前記空間的分散型風速測定の時系列に基づいて前記風力事象を追跡し、前記航空力学的構造における前記風力事象の到着時間を推定するステップと、
を含む、方法。
（項目２）
前記追跡するステップは、前記空間的分散型風速測定の時系列から、前記風力事象のパケット速度を判定して、前記到着時間を推定するステップを含む、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記空間的分散型風速測定の時系列は、前記航空力学的構造に対する所定の場所における第１の幾何学的表面にわたる風速の表面測定の時系列を含み、
前記判定するステップにおいて、
（ａ）相互に一貫した様式で時間的および空間的に前記表面測定を伝搬し、前記大気体積の体積風力場の時間発展を判定するステップと、
（ｂ）前記時間発展の少なくとも１つの時点を評価して、前記風力事象を検出し、前記風力事象のタイプを判定するステップと、
前記追跡するステップにおいて、前記時間発展の少なくとも一部を通して前記風力事象の伝搬を追跡し、前記到着時間を推定するステップと、
をさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目４）
前記時間発展から、（ａ）前記航空力学的構造と関連付けられる第２の幾何学的表面における前記体積風力場の現在の値の風力場マップ、および（ｂ）前記航空力学的構造の前記第２の幾何学的表面における前記風力事象と関連付けられる前記体積風力場の将来の値の少なくとも１つの風力場マップを抽出して、前記風力事象を予想して前記航空力学的構造の調節を可能にする、フィードフォワード制御データを提供するステップをさらに含む、項目３に記載の方法。
（項目５）
前記空間的分散型風速測定の時系列は、前記航空力学的構造に対する所定の場所における第１の幾何学的表面にわたる風速の表面測定の時系列を含み、
前記判定するステップにおいて、
（ａ）風力パラメータ表面マップの対応する時系列として、前記表面測定の時系列を要約するステップであって、前記風力パラメータ表面マップはそれぞれ、複数のセクタのための少なくとも１つの風力場パラメータを示し、前記セクタはそれぞれ、いくつかの個々の風速測定と関連付けられる、ステップと、
（ｂ）前記風力パラメータ表面マップのうちの少なくとも１つを評価して、前記風力事象を検出し、前記風力事象のタイプを判定するステップと、
前記追跡するステップにおいて、前記風力パラメータ表面マップの時系列の少なくとも一部を通して前記風力事象の伝搬を追跡し、前記到着時間を推定するステップと、
さらに含む、項目１に記載の方法。
（項目６）
前記風力パラメータ表面マップの時系列から、（ａ）前記航空力学的構造と関連付けられる第２の幾何学的表面における前記少なくとも１つの風力場パラメータの現在の値の風力パラメータマップ、および（ｂ）前記第２の幾何学的表面における前記風力事象と関連付けられる前記少なくとも１つの風力場パラメータの将来の値の少なくとも１つの風力場マップを判定して、前記風力事象を予想して前記航空力学的構造の調節を可能にする、フィードフォワード制御データを提供するステップをさらに含む、項目５に記載の方法。
（項目７）
前記航空力学的構造は、風力タービンであり、前記追跡するステップはさらに、前記風力タービンの回転子直径の３分の１以下の粗さの空間分解能で、前記風力タービンの回転子面上の前記風力事象の衝突場所を推定するステップを含む、項目１に記載の方法。
（項目８）
前記追跡するステップはさらに、前記回転子面における前記風力事象の到着の少なくとも３秒前に前記到着時間を推定するステップを含む、項目７に記載の方法。
（項目９）
前記航空力学的構造は、航空機であり、前記大気体積は、前記航空機の基準枠から視認されるように前記航空機に向かって移動する、項目１に記載の方法。
（項目１０）
前記判定するステップにおいて、前記分散型風速測定のうちの少なくとも１つから、前記風力事象のタイプを判定するステップと、
前記追跡するステップにおいて、前記風力事象の風速を追跡して、前記航空力学的構造における到着に応じて前記風力事象の推定風速を判定するステップと、
事前定義された正常風速からの前記推定風速の偏差を計算するステップと、
前記偏差および前記航空力学的構造上の前記風力事象の前記タイプの衝突の影響に基づいて、前記航空力学的構造上の前記風力事象の衝突の重大性を定量化するステップと、
をさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目１１）
前記到着時間、前記タイプ、および前記重大性を示す重大性メトリックを前記航空力学的構造に通信するステップと、
前記到着時間、前記タイプ、および前記重大性メトリックに従って、前記航空力学的構造の動作を調節するステップと、
をさらに含む、項目１０に記載の方法。
（項目１２）
前記感知するステップは、前記航空力学的構造に配置されたライダを使用して、前記大気体積のサブセットを繰り返し走査し、ライダビームの見通し線に沿った風速の測定として前記空間的分散型風速測定の時系列を取得するステップを含む、項目１に記載の方法。
（項目１３）
前記繰り返し走査するステップは、前記ライダにおいて頂点を有する円錐表面を繰り返し走査し、前記空間的分散型風速測定の時系列を取得するステップを含む、項目１２に記載の方法。
（項目１４）
前記航空力学的構造は、風力タービンであり、前記風力事象は、主に前記風力タービンの回転子面と平行な水平方向に沿って、前記風力タービンに衝突する水平風力事象である、項目１３に記載の方法。
（項目１５）
前記繰り返し走査するステップは、主に垂直に配向された表面および主に水平に配向された表面の両方を繰り返し走査し、前記空間的分散型風速測定の時系列を取得するステップを含む、項目１２に記載の方法。
（項目１６）
前記航空力学的構造は、航空機であり、前記風力事象は、前記航空機の進行方向と主に直交する速度成分を有する、項目１５に記載の方法。
（項目１７）
航空力学的構造における風力事象の到着を予測するためのシステムであって、
前記航空力学的構造に向かって移動する大気体積中の風速を感知して、空間的分散型風速測定の時系列を取得するためのライダと、
前記空間的分散型風速測定のうちの少なくとも１つから前記風力事象の存在を判定するための風力事象識別モジュールと、
前記空間的分散型風速測定の時系列に基づいて前記風力事象を追跡し、前記航空力学的構造における前記風力事象の到着時間を推定するための追跡モジュールと、
を備える、システム。
（項目１８）
前記ライダは、前記大気体積中で円錐表面を繰り返し走査し、前記円錐表面上の風力測定から前記空間的分散型風速測定の時系列を取得するように構成され、前記円錐表面は、前記ライダにおいて頂点を有する、項目１７に記載のシステム。
（項目１９）
前記ライダは、半径方向に拡張するロゼット表面を繰り返し走査し、前記半径方向に拡張するロゼット表面上の風力測定から前記空間的分散型風速測定の時系列を取得するように構成され、前記半径方向に拡張するロゼット表面は、前記ライダにおいて頂点を有する、項目１７に記載のシステム。
（項目２０）
前記風力事象識別モジュールは、前記空間的分散型風速測定のうちの少なくとも１つから前記風力事象のタイプを判定するように構成され、前記システムはさらに、少なくとも前記タイプに基づいて、前記航空力学的構造への前記風力事象の影響の重大性を示す重大性メトリックを生成するための重大性判定モジュールを備える、項目１７に記載のシステム。
（項目２１）
（ａ）前記航空力学的構造の少なくとも１つの個別の性質を特徴付ける、少なくとも１つの第１のパラメータと、（ｂ）正常な風況を特徴付ける、少なくとも１つの第２のパラメータとをさらに含み、前記重大性判定モジュールは、前記重大性メトリックを生成するために前記少なくとも１つの第１のパラメータおよび前記少なくとも１つの第２のパラメータを利用するように構成される、項目２０に記載のシステム。
（項目２２）
前記到着時間、前記タイプ、および前記重大性メトリックを前記航空力学的構造に通信するためのインターフェースをさらに備える、項目２０に記載のシステム。
（項目２３）
風力事象への応答の予測ベースの制御を伴う航空力学的装置であって、
前記航空力学的装置に向かって移動する大気体積中の風速を感知して、空間的分散型風速測定の時系列を取得するためのライダと、
前記空間的分散型風速測定の時系列に基づいて、前記航空力学的装置における前記風力事象の到着を予測するための風力予測ユニットと、
前記大気体積に対して前記航空力学的装置の少なくとも一部を移動させるための少なくとも１つのアクチュエータと、
前記風力事象の到着の前記予測に基づいて、前記アクチュエータを制御するための制御モジュールと、
を備える、装置。
（項目２４）
前記風力予測ユニットは、
空間的分散型風速測定のうちの少なくとも１つから前記風力事象の存在およびタイプを判定するための風力事象識別モジュールと、
前記空間的分散型風速測定の時系列に基づいて前記風力事象を追跡し、前記航空力学的装置における前記風力事象の到着時間を推定するための追跡モジュールと、
を含み、
前記制御モジュールは、前記到着時間および前記タイプに従って前記アクチュエータを制御するように構成される、
項目２３に記載の航空力学的装置。
（項目２５）
前記風力予測ユニットは、
前記空間的分散型風速測定の時系列および前記航空力学的装置の空気力学的性質に基づいて、前記航空力学的装置への前記風力事象の影響の重大性を示す重大性メトリックを生成するための重大性判定モジュールを備え、
前記制御モジュールは、前記到着時間、前記タイプ、および前記重大性メトリックに従って、前記アクチュエータを調節するように構成される、
項目２４に記載の航空力学的装置。
（項目２６）
前記航空力学的装置は、風力タービンを含み、前記ライダは、前記風力タービンのナセルの上に搭載され、前記少なくとも１つの機械的要素は、回転子ブレードである、項目２３に記載の航空力学的装置。
（項目２７）
前記風力予測ユニットは、前記到着の少なくとも３秒前に前記到着を予測して、前記回転子ブレードの調節のための少なくとも３秒を可能にするために構成される、項目２６に記載の航空力学的装置。
（項目２８）
前記風力予測ユニットは、前記風力タービンの回転子直径の３分の１以下の粗さの空間分解能で前記到着を予測するために構成される、項目２６に記載の航空力学的装置。
（項目２９）
前記航空力学的装置は、航空機を含み、前記ライダは、前記航空機の進行方向に対面して前記航空機の上に搭載される、項目２３に記載の航空力学的装置。
（項目３０）
前記風力予測ユニットは、前記航空機の長さの半分以下の粗さの空間分解能で前記到着を予測するために構成される、項目２９に記載の航空力学的装置。