(57)【要約】本発明は、幾つかのセンサによって、特に赤外線及び／または可視の波長範囲での撮像センサ（Ｌ、Ｗ、Ｖ）と合成開口の生成に基づいているレーダー装置（Ｒ）とを用いて、物体を認識して識別する方法に関する。本発明によれば、合成開口の生成がＲＯＳＡＲ原理に従って生じ、レーダー装置（Ｒ）が有する複数のアンテナ要素（Ａ）が、航空機（Ｆ）上にそのカーブした輪郭（Ｋ）に沿って配置され、連続に制御されて走査され、レーダー装置（Ｒ）及び撮像センサ（Ｌ、Ｗ、Ｖ）によって得られる情報が、航空機（Ｆ）の周辺の最適な撮像が各視野方向において可能とされるように、連続的に処理される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
幾つかのセンサによって、特に赤外線及び／または可視の波長範囲での撮像センサ（Ｌ、Ｗ、Ｖ）と合成開口の生成に基づいているレーダー装置（Ｒ）とを用いて、物体を認識して識別する方法であって、
合成開口の生成が、ＲＯＳＡＲ原理に従って生じ、
レーダー装置（Ｒ）が有する複数のアンテナ要素（Ａ）が、航空機（Ｆ）上にそのカーブした輪郭（Ｋ）に沿って配置され、連続に制御されて走査され、
レーダー装置（Ｒ）及び撮像センサ（Ｌ、Ｗ、Ｖ）によって得られる情報が、航空機（Ｆ）の周辺の最適な撮像が各視野方向において可能とされるように、連続的に処理される
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
撮像センサ（Ｌ、Ｗ、Ｖ）は、航空機のノーズに一体化されており、特には、レーザーレーダー装置、熱撮像装置またはビデオカメラである
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
個別のレーダー装置（Ｒ）及び／またはセンサ（Ｌ、Ｗ、Ｖ）によって得られるデータは、第１データ処理装置（Ｄ１）によって集められ、共通の像を生成すべく処理される
ことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
第１データ処理装置（Ｄ１）にて生成された像は、更に、第２データ処理装置（Ｄ２）にて、データベース（ＤＢ）からの対応する地形像と共に、更なる像を生成すべく処理される
ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
地形像上に記号で配置された通過点が、第２データ処理装置（Ｄ２）において２次元像信号に変換され、当該像信号は、第１データ処理装置（Ｄ１）にて生成される像と相関される
ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
第２データ処理装置（Ｄ２）にて生成される像は、ディスプレイ装置（ＡＧ）、特にはディスプレイまたは仮想コックピット、にて可視化される
ことを特徴とする請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
データ処理及び／または像表示に関連するデータが、通信ネットワーク（Ｋ）、特にはＧＳＭ移動式ラジオ、衛星を介した移動式通信、または、ＨＦ／ＶＨＦネットワーク、によって伝送される
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
関連するデータは、衛星ナビゲーションシステム（ＳＮ）、特にはＧＰＳまたは差分ＧＰＳ、及び／または、他の通信参加者（ＫＴ）、特には外部受信ステーション、外部評価ステーション及び／または他の航空機、から来る
ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段部による、物体を認識して識別するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＳ５，９６３，６５３は、物体を認識して識別するための方法を開示している。そこでは、幾つかのセンサからのデータが処理されて、共に評価される。特に、ＳＡＲ（合成開口レーダー）及びＩＲ（赤外線）センサが、これに関連して利用される。しかしながら、ＳＡＲレーダー装置を用いると、飛行方向に横向きのみで撮像が可能であるという不利がある。ＩＲセンサを伴うＳＡＲレーダー装置からのデータの共通の評価は、従って、限られた視野範囲でのみ可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、本発明の課題は、飛行方向においてもＳＡＲレーダー装置及びＩＲセンサを用いて物体を認識して識別することが可能な方法を示すことである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、請求項１による方法を用いて達成される。本発明による方法の有利な実施の形態が、従属請求項の対象である。
【０００５】
本発明によれば、合成開口の生成がＲＯＳＡＲ原理によって生じて、レーダー装置が有する複数のアンテナ装置が、航空機上にそのカーブした輪郭に沿って配置され、連続に制御されて走査される。レーダー装置及び撮像センサによって得られる情報は、本発明によって、航空機の周辺の最適な撮像が各視野方向において可能とされるように、連続的に処理される。
【０００６】
本発明により配置される、ＲＯＳＡＲ原理に従って機能するレーダー装置のアンテナ要素を用いると、航空機の飛行方向に横向きの領域のみならず、航空機の飛行方向内の領域をも撮像することが可能である。公知のＳＡＲレーダー装置に対して、本発明による方法で用いられるＲＯＳＡＲレーダー装置の視野範囲は、特別な視野角度に限定されない。
【０００７】
従来のＳＡＲ方法のために知られた合成開口は、提案されるレーダーシステムでは、例えば航空機が対象物体に対して移動することによって生成されないで、むしろ、互いに隣接して配置された個々のアンテナ要素が電子的に連続に制御されて走査される。ＲＯＳＡＲ方法による評価でも、同様に、回転するアンテナ運動が、隣接するアンテナ要素の連続の制御と走査とによって、シミュレーションされる。
【０００８】
本発明による方法を用いると、航空機の方向決めとナビゲーションとが、障害物の能動的警告と存在する地球表面の撮像とによって、顕著に改良される。しかしながら、特に離陸時及び着陸時の航空機の場合において、例えば技術的に不十分な空港の場合でも、方向決めが顕著に改良される。
【０００９】
当該目的のために、飛行経路及び着陸場の撮像及び認知が、障害物の時期を得た認識、正確なナビゲーション可能性、及び、音声／データの通信ネットワークを介しての効率的な伝送と同様に、要求される。
【００１０】
技術的に不十分な飛行場または全く装備されていない飛行場での航空機の安全な着陸は、全天候で可能な、滑走路への航空機自律飛行制御を要求する。それは、ＲＯＳＡＲ原理に従って機能するレーダー装置（ＲＯＳＡＲセンサ）を用いて可能である。また、前記安全な着陸は、例えば滑走路上の、離陸及び着陸手続にとって危険なより小さい部品を認識する付加的な能力をも要求する。
【００１１】
以下に記載される方法は、航空機、例えば異なるセンサシステムを有する飛行機、無人飛行物体またはヘリコプター、の着陸の概念の包括的な範囲を提供する。軍事的な面さえ考慮に入れられ、前記範囲は、インテリジェントな信号処理及び通信を含む。
【００１２】
センサにより得られるデータは、それらセンサが航空機ノーズ内に一体化されたレーザーレーダー装置、熱撮像装置またはビデオカメラであるなら有利であるが、第１データ処理装置によって集められて、共通の像を生成するために処理されるならば、有利である。光電子センサとＲＯＳＡＲセンサの組み合わせのマルチスペクトル効果のために、物体の特性が、より良好かつより精度良い態様で評価され撮像され得る。レーザーレーダー装置が例えば光電子センサとして利用されるなら、周辺のより詳細な像が、改良された距離分解能及び横方向分解能のために、共通の像のために達成されるであろう。
【００１３】
本発明による方法を用いれば、ＲＯＳＡＲセンサを用いて、地形及び障害物の準３次元のレーダー像が生成される。正確な解像が、光電子センサを用いて行われるが、これらが、レーザーレーダー装置、熱撮像装置またはビデオカメラであるなら有利である。通常はｃｍまたはｍｍの波長範囲でＲＯＳＡＲ原理に従って機能するレーダー装置（ＲＯＳＡＲセンサ）の、通常は赤外線または可視の範囲で機能する光電子センサとの結合によって、ＲＯＳＡＲセンサの全天候の適応性は、近傍範囲で光電子センサの高分解能性能を補足する。従って、例えば、航空機の着陸の場合、ここではほんの短い範囲が障害物の認識のために要求されるので、悪天候での光電子センサの限定的な利用可能性は、下位の重要度である。
【００１４】
別の利点は、異なる能動的及び受動的な光電子センサのＲＯＳＡＲセンサとの組み合わせを用いることで、累進的な不良天候適応性が達成されることである。従って、本発明による方法は、不良天候範囲への突入時でさえ周辺の撮像が可能であることを保証する。
【００１５】
不良天候での光電子センサの範囲は、受動的な赤外線センサ（大気窓８−１２μｍ及び３−５μｍ）にとって、より大きな波長及び撮像されるべき物体の照射依存の熱放射（熱視界）のために、（約１．５μｍの波長範囲の）レーザーレーダーのそれよりも大きく、ビデオカメラに続かれる。
【００１６】
本発明による方法を用いれば、異なる次元のデータが、互いにリンクされ得る。ＲＯＳＡＲ原理に従って機能するレーダー装置、または、レーザーレーダー装置が、撮像されるべき地形の空間的な平面図を生成する。熱撮像カメラまたはビデオカメラのような光電子センサは、撮像されるべき地形の斜視図を提供する。本発明による方法を用いれば、これらデータは互いにリンクされて、可視化され得て、さらに処理され得る。従って、例えば、滑走路上に位置する平坦な部品は、滑走路の製図像内に平坦な部品として表され得る。
【００１７】
ＲＯＳＡＲセンサを光電子センサと結合することの利点は、天候に依存しない物体位置の測定に加えて、天候に依存しない物体特性の測定をも可能であることである。従って、ＲＯＳＡＲセンサを用いると、不良天候であっても、例えば撮像されるべき物体の材料に関する情報を得ることが可能である。
【００１８】
本発明による方法の有利な実施の形態では、第１データ処理装置で生成された像が、更に第２データ処理装置にてデータベースからの対応地形像と共に処理されて、更なる像を生成する。対応する地形像と共になされるデータの更なるこの処理は、公知の通過点方法によって、付加的には通過領域方法によって、行われる。通過領域は、目立つ線配置またはテクスチャによって特徴付けられて地図上に示される地形領域である。データ結合のために要求される像補正が、公知の通過点方法及び通過領域に類似して実施される。
【００１９】
第１データ処理装置にて生成される像を地形の像と結合することは、シンボリック（記号）画像処理によって及び／またはアイコニック画像処理によって行われる。アイコニック画像処理の場合、地図上の記号で配置された通過点は、２次元像信号としての通過領域に変換される。それらは、特に、道路交差及びテクスチャ特性のために典型的であり、それらが第１データ処理装置からの像データと結合されるなら有利である。データ融合の枠組みで得られるこれらのデータ、例えば障害物データは、ディスプレイに表示されるか、公知の仮想コックピットに表されるなら、有利である。
【００２０】
特には、データベースとしてのＣＤ−ＲＯＭの形態での、加えられたインフラストラクチャデータ（空港、滑走路、誘導路など）を含むデジタル地形図に基づいて、ナビゲーションが行われる。ある仮想コックピットの場合、デジタル地形モデルと衛星支援ナビゲーションシステムとの組み合わせを用いて、飛行制御が行われる。ここで、これがＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）であるなら有利である。航空機が単に上空を飛行する領域が、パイロットの視界位置から、リアルタイムに合成図の形態で示される。より良好な位置決め精度のために、より好適な差分ＧＰＳが提案される。
【００２１】
得られるデータが、評価ステーションまたは他の通信参加者、例えば他の航空機、へと伝送されるなら、有利である。これは、例えば、移動式のラジオネットワーク（ＧＳＭネットワーク）によって及び／または衛星を介しての移動式の通信によって、なされ得る。移動式の通信の利用は、双方向通信、すなわち、完全二重動作及びグループ通信を許容する。代替として、高周波技術（ＨＦ／ＶＨＦネットワーク）による伝送も可能であるが、要求される大アンテナが航空機の機体に一体化されなければならない。しかし、代わりに、ＨＦ／ＶＨＦ伝送は、それが利用可能なインフラストラクチャから独立している、という利点を有する。
【００２２】
伝送は、全体的にまたは部分的に自動化された態様で行われ、フォーメーションや隊列の管理を確立するようにも機能する。更に、データベース（例えば、空港のデータベース）に対しての、自動の、準自動の、あるいは、手動制御の通信が、一方で飛行の安全性に関するデータを呼び出すために、他方で着陸中の航空機の周辺からの現在データ（障害物、天候状況データ等）を外部データベースに伝送するために、行われる。これは、特に、未知の飛行場地形での軍事作業において、必要かつ有用である。
【００２３】
本発明は、添付の図面を用いて、より詳細に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は、飛行場Ｌと航空機Ｆとの概略平面図を示している。ＲＯＳＡＲセンサのアンテナ要素Ａが、例として、航空機Ｆの輪郭Ｋに沿って配置されている。更に、撮像センサＳ、例えばレーザーレーダー装置、熱撮像装置またはビデオカメラ、も航空機Ｆのノーズに固定されている。このセンサＳを用いることにより、最大視野範囲ＳＢが飛行方向において撮像される。ＲＯＳＡＲセンサのアンテナ要素Ａを用いることにより、かなり大きい視野範囲を撮像することが可能である。図１に示される視野範囲ＳＲは、一例として機能するのみである。アンテナ要素Ａが航空機Ｆの輪郭Ｋに沿って好適に配置されるなら、全方位の視野も可能である。
【００２５】
視野範囲ＳＲ、ＳＢの制限は、それぞれ破線で示されている。本発明による方法は、図２のブロック図に一例として示されている。個別のセンサ、例えばＲＯＳＡＲセンサＲ、レーザーセンサＬ、熱撮像装置Ｗ及びビデオカメラＶ、のデータは、第１データ処理装置Ｄ１に集められる。第１データ処理装置Ｄ１のデータは、第２データ処理装置Ｄ２に送られる。衛星ナビゲーションシステムＳＮからのデータは、この第２データ処理装置Ｄ２に送られる。加えて、デジタル地形像が、データベースＤＢからデータ処理装置Ｄ２に送られる。更に、データ処理装置Ｄ２と通信システムＫ、例えばＧＳＭネットワーク、衛星通信ネットワークまたはＨＦ／ＶＨＦネットワーク、との間でデータが交換され得る。更に、空港や他の航空機のような付加的な通信参加者ＫＴが、通信ネットワークＫと接続される。従って、データ処理装置Ｄ２からのデータが他の通信参加者ＫＴに伝送され得る、あるいは、他の通信参加者ＫＴからのデータがデータ処理装置Ｄ２に伝送され得る、ということも可能である。
【００２６】
データ処理装置Ｄ２にて生成されるデータは、自動操縦装置ＡＰに、及び、ディスプレイ装置ＡＧ、例えばディスプレイまたは仮想コックピット、に送られる。
【００２７】
また、衛星ナビゲーションシステムＳＮからのデータが、ディスプレイ装置ＡＧに送られて、パイロットＰに可視とされる。パイロットＰは、これらのデータを自動操縦装置ＡＰに提供することができる。全体の航空機制御が、パイロットＰによってまたは自動操縦装置ＡＰによって実施される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】飛行場とセンサが配置された航空機との概略平面図である。
【図２】本発明による方法の典型例のブロック図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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