解釈型航空機搭載型レーダ・マップの生成の方法およびシステム
【課題】飛行機レーダシステムから陰になっている地上特徴（地形／障害物）を識別して一意に表示するシステムおよび方法を提供する。
【解決手段】例示的なシステムは、１又は複数の航空機情報源と、３次元地形／障害物データを格納するデータベースと、表示装置と、１又は複数の航空機情報源およびデータベースとデータ通信するプロセッサとを含む。プロセッサは、１又は複数の航空機情報源から、航空機位置、飛行方位及び高度情報を受信する。プロセッサは、受信された航空機位置、飛行方位及び高度情報に基づいて、３次元デジタル空間のベクトルを、データベースに格納された３次元地形／障害物データに投影して、その投影されたベクトルが１より多い地形特徴と交差するかを判断する。その特徴がそのベクトルと交差するものであり、且つそのベクトルと交差する別の特徴よりも更に航空機から離れている場合に、表示装置に一意に表示される。
【解決手段】例示的なシステムは、１又は複数の航空機情報源と、３次元地形／障害物データを格納するデータベースと、表示装置と、１又は複数の航空機情報源およびデータベースとデータ通信するプロセッサとを含む。プロセッサは、１又は複数の航空機情報源から、航空機位置、飛行方位及び高度情報を受信する。プロセッサは、受信された航空機位置、飛行方位及び高度情報に基づいて、３次元デジタル空間のベクトルを、データベースに格納された３次元地形／障害物データに投影して、その投影されたベクトルが１より多い地形特徴と交差するかを判断する。その特徴がそのベクトルと交差するものであり、且つそのベクトルと交差する別の特徴よりも更に航空機から離れている場合に、表示装置に一意に表示される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示システムに関する。より具体的には、本発明は、航空機用の表示装置に提示される情報を向上させるためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の航空機搭載レーダ・システムは、航空機搭乗員への有用な情報を生成する。レーダが地球をマッピングするとき、航空機搭乗員は、レーダ・システムが描くすべての地形および人工の障害物をはっきり見ることができる。しかしながら、レーダは、見通し線によって制限され、従って、地形または他の特徴によって陰になっている区域の情報を生成しない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、レーダ・ディスプレイに提示される情報を向上させることが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、航空機レーダ・システムから陰になっている地上の特徴（地形／障害物）を識別し、一意に表示するためのシステムおよび方法を提供する。
【０００５】
例示的な一システムは、１または複数の航空機情報源と、３次元地形／障害物データを格納するデータベースと、表示装置と、１または複数の航空機情報源およびデータベースとデータ通信するプロセッサとを含む。プロセッサは、１または複数の航空機情報源から航空機位置、飛行方位および高度情報を受信する。プロセッサは、受信された航空機位置、飛行方位および高度情報に基づいて、３次元デジタル空間のベクトルを、データベースに格納された３次元地形／障害物データに投影して、投影されたベクトルが１つより多い地形特徴と交差するかを判断する。１つの特徴は、ベクトルと交差しており、且つ該ベクトルとやはり交差する別の特徴よりも更に航空機から離れている場合には、陰になっているものとして示される。次いで、陰になっている特徴が、表示装置に一意に表示される。プロセッサは、後続のベクトルについて、この解析を繰り返す。
【０００６】
本発明の一態様では、表示装置は、レーダ画像と、一意に表示される示される特徴とを、同時に表示する。
【０００７】
本発明の好ましい実施形態および代替の実施形態について、図面を参照して以下に詳細に述べる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、レーダ表示画像の表示された情報を向上させるための例示的なシステム２０のブロック図を示す。例示的なシステム２０は、プロセッサ２２と、地形／障害物３次元データベース２８と、レーダ・システム３２と、ディスプレイ３４と、エア・データ・コンピュータ（ＡＤＣ：ａｉｒ ｄａｔａ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）２６、飛行管理システム（ＦＭＳ：ｆｌｉｇｈｔ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ）２４、全地球測位システム（ＧＰＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）のような測位システム３０などのような１または複数の航空機情報源とを含む。
【０００９】
プロセッサ２２は、地形データベース２８、レーダ・システム３２、ディスプレイ３４および航空機情報源とデータ通信する。プロセッサ２２は、ＦＭＳ ２４、ＡＤＣ ２６および測位システム３０のうちの１または複数のものから、位置、飛行方位および高度などの航空機情報を受信する。受信された航空機情報を使用して、プロセッサ２２は、受信された航空機情報に基づいて、航空機の位置からデータベース２８の地形へ投影されたベクトルに基づいて、地形データベース２８からの何れかの地形データが他の地形データの陰になっていないかを判断する。次いで、プロセッサ２２は、ディスプレイ３４に表示するレーダ画像を生成する。レーダ画像は、レーダ・システム３２から受信されたレーダ情報を含み、このレーダ情報は、プロセッサ２２によってレーダ・シャドウ（レーダの陰）の中にあると判断された地形の領域を識別する画像特徴を伴わせることにより、改善される。
【００１０】
図２は、図１のプロセッサ２２によって実施される例示的なプロセス１００のフローチャートを示す。まずブロック１０４で、プロセッサ２２は、航空機情報源のうちの１または複数のものから、航空機位置、飛行方位および高度情報を受信する。次いで、ブロック１０６で、ベクトルが、デジタル／仮想３次元（３Ｄ）環境で、受信された航空機位置、飛行方位および高度から、地形データベース２８に格納された３Ｄ地形データへ、投影される（即ち、仮想的／数学的に）。ベクトルは、レーダ・システム３２によって生成されるレーダ信号をシミュレートする。判断ブロック１１０で、例示的なプロセス１００は、ベクトルが、地形データベースの１つより多い特徴と交差するかどうかを判断する。ベクトルが１つのみの地形特徴と交差する場合、シャドーイング（陰を作る状態）が生じていないと判断される（ブロック１１２を参照）。ベクトルが１つより多い地形特徴と交差する場合は、例示的なプロセス１００は判断ブロック１１４へ進み、このブロックは、航空機に最も近い交差した地形特徴が建物または他の何らかの人工構造物であるかを判断する。交差した最も近い地形特徴が建物ではない場合は、ベクトルの交差する他の地形特徴（１または複数）が、交差した最も近い地形特徴のレーダ・シャドウ（レーダの陰）の中にあるものとして示される（ブロック１１６参照）。次いで、陰になっているものとして示される特徴は、レーダ・ディスプレイ３４に、レーダ画像と共に一意に表示される（ブロック１１８参照）。判断ブロック１１４で、交差した最も近い地形特徴が建物である場合は、交差した後続の地形特徴のシャドーイングは示されない（ブロック１２２参照）。ブロック１２２および１１８で実施されたステップの後に、例示的なプロセス１００は、ブロック１２４で、次のベクトルを投影し、判断ブロック１１０へ戻る。例示的なプロセス１００は、レーダ・システムが駆動されているかぎり、また、地形シャドーイング特徴が活性化されるかぎり、また、航空機搭乗員やシステム設計者に要望されると、繰り返される。ベクトルの投影および解析が実施され得る。
【００１１】
図３は、地形シャドーイングの状況で陰になっているものと実際に識別される地形の図的例示の側面図を示す。この例では、航空機２００は、山２０４を含む地形の上を飛行している。山２０４の後ろには地形領域２０６があり、航空機２００のレーダ・システムはこの地形領域２０６を描くことができない。従って、この例では、プロセッサ２２は、地形領域２０６を、陰になっている地形として一意に識別し、この地形領域２０６を、対応するレーダ画像と共に表示する。地形領域を陰になっているものとして示すことを、他の地上タイプの表示に含めることもできる。
【００１２】
図４は、図１のシステム２０によって実施される図２のプロセス１００に従って実施されるレーダ画像２２０の一例を示す。レーダ画像２２０は、レーダ・システム３２によって生成されるレーダ反射特徴２２４および２２６を含む。この例では、レーダ特徴２２４は、地形データベース２８において、建物や町と識別される。この実施形態では、特徴２２４の後ろの地形は、陰になっているものと識別されない。しかしながら、他の実施形態では、人工の障害物や建物の後ろの地形を、陰になっているものとして識別することができ、従って、そのように表示されることができる。特徴２２６は、地形と識別される。地形２２６の後ろに位置する領域２２８は、特徴２２６によって陰になっているものと識別され、従って、ディスプレイ２２０で異なって示される。航空機搭乗員は、レーダから見える地形（２２６）と、見えない地形（２２８）とを容易に区別することができる。
【００１３】
プロセッサ２２は、地形や障害物が、或る障害物の後ろに位置すると判断される場合は、陰になっていると識別することができ、従って、ディスプレイ３４にそれを一意に示すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に従って形成された例示的なシステムの概略図を示す。
【図２】図２は、図１に示されたシステムの１または複数の構成要素によって実施されるフローチャートを示す。
【図３】図３は、地形のセクションをマッピングする航空機レーダの側面図を示す。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に従って形成されたレーダ・マップ表示の例示的なスクリーン・ショットを示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示システムに関する。より具体的には、本発明は、航空機用の表示装置に提示される情報を向上させるためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の航空機搭載レーダ・システムは、航空機搭乗員への有用な情報を生成する。レーダが地球をマッピングするとき、航空機搭乗員は、レーダ・システムが描くすべての地形および人工の障害物をはっきり見ることができる。しかしながら、レーダは、見通し線によって制限され、従って、地形または他の特徴によって陰になっている区域の情報を生成しない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、レーダ・ディスプレイに提示される情報を向上させることが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、航空機レーダ・システムから陰になっている地上の特徴（地形／障害物）を識別し、一意に表示するためのシステムおよび方法を提供する。
【０００５】
例示的な一システムは、１または複数の航空機情報源と、３次元地形／障害物データを格納するデータベースと、表示装置と、１または複数の航空機情報源およびデータベースとデータ通信するプロセッサとを含む。プロセッサは、１または複数の航空機情報源から航空機位置、飛行方位および高度情報を受信する。プロセッサは、受信された航空機位置、飛行方位および高度情報に基づいて、３次元デジタル空間のベクトルを、データベースに格納された３次元地形／障害物データに投影して、投影されたベクトルが１つより多い地形特徴と交差するかを判断する。１つの特徴は、ベクトルと交差しており、且つ該ベクトルとやはり交差する別の特徴よりも更に航空機から離れている場合には、陰になっているものとして示される。次いで、陰になっている特徴が、表示装置に一意に表示される。プロセッサは、後続のベクトルについて、この解析を繰り返す。
【０００６】
本発明の一態様では、表示装置は、レーダ画像と、一意に表示される示される特徴とを、同時に表示する。
【０００７】
本発明の好ましい実施形態および代替の実施形態について、図面を参照して以下に詳細に述べる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、レーダ表示画像の表示された情報を向上させるための例示的なシステム２０のブロック図を示す。例示的なシステム２０は、プロセッサ２２と、地形／障害物３次元データベース２８と、レーダ・システム３２と、ディスプレイ３４と、エア・データ・コンピュータ（ＡＤＣ：ａｉｒ ｄａｔａ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）２６、飛行管理システム（ＦＭＳ：ｆｌｉｇｈｔ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ）２４、全地球測位システム（ＧＰＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）のような測位システム３０などのような１または複数の航空機情報源とを含む。
【０００９】
プロセッサ２２は、地形データベース２８、レーダ・システム３２、ディスプレイ３４および航空機情報源とデータ通信する。プロセッサ２２は、ＦＭＳ ２４、ＡＤＣ ２６および測位システム３０のうちの１または複数のものから、位置、飛行方位および高度などの航空機情報を受信する。受信された航空機情報を使用して、プロセッサ２２は、受信された航空機情報に基づいて、航空機の位置からデータベース２８の地形へ投影されたベクトルに基づいて、地形データベース２８からの何れかの地形データが他の地形データの陰になっていないかを判断する。次いで、プロセッサ２２は、ディスプレイ３４に表示するレーダ画像を生成する。レーダ画像は、レーダ・システム３２から受信されたレーダ情報を含み、このレーダ情報は、プロセッサ２２によってレーダ・シャドウ（レーダの陰）の中にあると判断された地形の領域を識別する画像特徴を伴わせることにより、改善される。
【００１０】
図２は、図１のプロセッサ２２によって実施される例示的なプロセス１００のフローチャートを示す。まずブロック１０４で、プロセッサ２２は、航空機情報源のうちの１または複数のものから、航空機位置、飛行方位および高度情報を受信する。次いで、ブロック１０６で、ベクトルが、デジタル／仮想３次元（３Ｄ）環境で、受信された航空機位置、飛行方位および高度から、地形データベース２８に格納された３Ｄ地形データへ、投影される（即ち、仮想的／数学的に）。ベクトルは、レーダ・システム３２によって生成されるレーダ信号をシミュレートする。判断ブロック１１０で、例示的なプロセス１００は、ベクトルが、地形データベースの１つより多い特徴と交差するかどうかを判断する。ベクトルが１つのみの地形特徴と交差する場合、シャドーイング（陰を作る状態）が生じていないと判断される（ブロック１１２を参照）。ベクトルが１つより多い地形特徴と交差する場合は、例示的なプロセス１００は判断ブロック１１４へ進み、このブロックは、航空機に最も近い交差した地形特徴が建物または他の何らかの人工構造物であるかを判断する。交差した最も近い地形特徴が建物ではない場合は、ベクトルの交差する他の地形特徴（１または複数）が、交差した最も近い地形特徴のレーダ・シャドウ（レーダの陰）の中にあるものとして示される（ブロック１１６参照）。次いで、陰になっているものとして示される特徴は、レーダ・ディスプレイ３４に、レーダ画像と共に一意に表示される（ブロック１１８参照）。判断ブロック１１４で、交差した最も近い地形特徴が建物である場合は、交差した後続の地形特徴のシャドーイングは示されない（ブロック１２２参照）。ブロック１２２および１１８で実施されたステップの後に、例示的なプロセス１００は、ブロック１２４で、次のベクトルを投影し、判断ブロック１１０へ戻る。例示的なプロセス１００は、レーダ・システムが駆動されているかぎり、また、地形シャドーイング特徴が活性化されるかぎり、また、航空機搭乗員やシステム設計者に要望されると、繰り返される。ベクトルの投影および解析が実施され得る。
【００１１】
図３は、地形シャドーイングの状況で陰になっているものと実際に識別される地形の図的例示の側面図を示す。この例では、航空機２００は、山２０４を含む地形の上を飛行している。山２０４の後ろには地形領域２０６があり、航空機２００のレーダ・システムはこの地形領域２０６を描くことができない。従って、この例では、プロセッサ２２は、地形領域２０６を、陰になっている地形として一意に識別し、この地形領域２０６を、対応するレーダ画像と共に表示する。地形領域を陰になっているものとして示すことを、他の地上タイプの表示に含めることもできる。
【００１２】
図４は、図１のシステム２０によって実施される図２のプロセス１００に従って実施されるレーダ画像２２０の一例を示す。レーダ画像２２０は、レーダ・システム３２によって生成されるレーダ反射特徴２２４および２２６を含む。この例では、レーダ特徴２２４は、地形データベース２８において、建物や町と識別される。この実施形態では、特徴２２４の後ろの地形は、陰になっているものと識別されない。しかしながら、他の実施形態では、人工の障害物や建物の後ろの地形を、陰になっているものとして識別することができ、従って、そのように表示されることができる。特徴２２６は、地形と識別される。地形２２６の後ろに位置する領域２２８は、特徴２２６によって陰になっているものと識別され、従って、ディスプレイ２２０で異なって示される。航空機搭乗員は、レーダから見える地形（２２６）と、見えない地形（２２８）とを容易に区別することができる。
【００１３】
プロセッサ２２は、地形や障害物が、或る障害物の後ろに位置すると判断される場合は、陰になっていると識別することができ、従って、ディスプレイ３４にそれを一意に示すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に従って形成された例示的なシステムの概略図を示す。
【図２】図２は、図１に示されたシステムの１または複数の構成要素によって実施されるフローチャートを示す。
【図３】図３は、地形のセクションをマッピングする航空機レーダの側面図を示す。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に従って形成されたレーダ・マップ表示の例示的なスクリーン・ショットを示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．航空機位置、飛行方位および高度の情報を受信するステップと、
ｂ．受信した前記航空機位置、飛行方位および高度の情報に基づいて３次元デジタル空間のベクトルを、格納された３次元地形／障害物データへ投影するステップと、
ｃ．投影された前記ベクトルが１つより多くの地形特徴と交差するかを判断するステップと、
ｄ．或る特徴が、前記ベクトルによって交差されるものであり、かつ、前記或る特徴が、前記ベクトルにより交差される別の特徴よりも前記航空機から離れているものである場合、前記或る特徴が陰になっていることを示すステップと、
ｅ．示された前記特徴を一意に表示するステップと、
ｆ．後続のベクトルについて上記ａ〜ｄを繰り返すステップと
を備える方法であって、
前記ベクトルによって交差された、前記航空機に最も近い前記特徴が、地形特徴からなり、かつ、前記航空機位置、飛行方位および高度の情報が、全地球測位システム、飛行管理システムおよびエア・データ・コンピュータのうちの１または複数のものから受信される、
方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、レーダ画像と、一意に表示される示された前記特徴とを、同時に表示するステップを更に備える方法。
【請求項３】
１または複数の航空機情報源と、
３次元地形／障害物データを格納するようにコンフィギュレーションされたデータベースと、
表示装置と、
前記１または複数の航空機情報源、前記表示装置および前記データベースとデータ通信するプロセッサと
を備えるシステムであって、
前記プロセッサは、
前記１または複数の航空機情報源から航空機位置、飛行方位および高度の情報を受信するようにコンフィギュレーションされたコンポーネントと、
前記受信した航空機位置、飛行方位および高度の情報に基づいて、３次元デジタル空間のベクトルを、前記データベースに格納された前記３次元地形／障害物データに投影するようにコンフィギュレーションされたコンポーネントと、
投影された前記ベクトルが１つより多い地形特徴と交差するかを判断するようにコンフィギュレーションされたコンポーネントと、
或る特徴が、前記ベクトルによって交差されるものであり、且つ前記或る特徴が、前記ベクトルによってやはり交差される別の特徴よりも前記航空機から離れている場合に、前記或る特徴が陰になっていることを示すようにコンフィギュレーションされたコンポーネントと
を備え、
前記表示装置は、示された前記或る特徴を一意に表示し、
前記プロセッサは、後続のベクトルについて繰り返し動作し、
前記表示装置は、レーダ画像と、一意に表示される示された前記特徴とを、同時に表示し、
前記ベクトルと交差した、前記航空機に最も近い前記特徴は、地形特徴からなり、
前記１または複数の航空機情報源は、全地球測位システム、飛行管理システムおよびエア・データ・コンピュータのうちの少なくとも１つのものを含む、
システム。
【請求項１】
ａ．航空機位置、飛行方位および高度の情報を受信するステップと、
ｂ．受信した前記航空機位置、飛行方位および高度の情報に基づいて３次元デジタル空間のベクトルを、格納された３次元地形／障害物データへ投影するステップと、
ｃ．投影された前記ベクトルが１つより多くの地形特徴と交差するかを判断するステップと、
ｄ．或る特徴が、前記ベクトルによって交差されるものであり、かつ、前記或る特徴が、前記ベクトルにより交差される別の特徴よりも前記航空機から離れているものである場合、前記或る特徴が陰になっていることを示すステップと、
ｅ．示された前記特徴を一意に表示するステップと、
ｆ．後続のベクトルについて上記ａ〜ｄを繰り返すステップと
を備える方法であって、
前記ベクトルによって交差された、前記航空機に最も近い前記特徴が、地形特徴からなり、かつ、前記航空機位置、飛行方位および高度の情報が、全地球測位システム、飛行管理システムおよびエア・データ・コンピュータのうちの１または複数のものから受信される、
方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、レーダ画像と、一意に表示される示された前記特徴とを、同時に表示するステップを更に備える方法。
【請求項３】
１または複数の航空機情報源と、
３次元地形／障害物データを格納するようにコンフィギュレーションされたデータベースと、
表示装置と、
前記１または複数の航空機情報源、前記表示装置および前記データベースとデータ通信するプロセッサと
を備えるシステムであって、
前記プロセッサは、
前記１または複数の航空機情報源から航空機位置、飛行方位および高度の情報を受信するようにコンフィギュレーションされたコンポーネントと、
前記受信した航空機位置、飛行方位および高度の情報に基づいて、３次元デジタル空間のベクトルを、前記データベースに格納された前記３次元地形／障害物データに投影するようにコンフィギュレーションされたコンポーネントと、
投影された前記ベクトルが１つより多い地形特徴と交差するかを判断するようにコンフィギュレーションされたコンポーネントと、
或る特徴が、前記ベクトルによって交差されるものであり、且つ前記或る特徴が、前記ベクトルによってやはり交差される別の特徴よりも前記航空機から離れている場合に、前記或る特徴が陰になっていることを示すようにコンフィギュレーションされたコンポーネントと
を備え、
前記表示装置は、示された前記或る特徴を一意に表示し、
前記プロセッサは、後続のベクトルについて繰り返し動作し、
前記表示装置は、レーダ画像と、一意に表示される示された前記特徴とを、同時に表示し、
前記ベクトルと交差した、前記航空機に最も近い前記特徴は、地形特徴からなり、
前記１または複数の航空機情報源は、全地球測位システム、飛行管理システムおよびエア・データ・コンピュータのうちの少なくとも１つのものを含む、
システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−２３０５９２（Ｐ２００８−２３０５９２Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００８−１１６２（Ｐ２００８−１１６２）
【出願日】平成２０年１月８日（２００８．１．８）
【出願人】（５００５７５８２４）ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド (1,504)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１６２（Ｐ２００８−１１６２）
【出願日】平成２０年１月８日（２００８．１．８）
【出願人】（５００５７５８２４）ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド (1,504)
【Ｆターム（参考）】
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