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技術 探索システム

出願人 川崎重工業株式会社
発明者 須賀貴裕森豊彦和島洋田中隆良木田雅人
出願日 2014年3月28日 (6年8ヶ月経過) 出願番号 2014-070301
公開日 2015年11月2日 (5年1ヶ月経過) 公開番号 2015-191600
状態 特許登録済
技術分野 データ収集 レーダ方式及びその細部 音波、超音波を用いた位置、速度等の測定
主要キーワード 動作定義ファイル 重複定義 簡易音 沈没船 再開指令 送信データ格納領域 送信アクション 検出目標
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (7)

課題

様々の用途の機体共用することができ、モジュール付け替え拡張をより容易に実現し得る探索システムを提供する。

解決手段

探索システム100は、複数のセンサモジュール20A〜20Nと、該センサモジュールからデータを受信する探索指揮モジュール30と、これらを通信可能に接続するローカルエリアネットワーク40とを備える。センサモジュール及び探索指揮モジュールは、全てのセンサモジュールが出力する検出信号を定義した信号定義ファイルと、各センサモジュールの動作態様を個別に定義した動作定義ファイルと、をパッケージ化したデータベース定義ファイル110を、ネットワークを介して取得する。

概要

背景

従来、様々の種類のセンサを備えた探索システムが実現されている。この探索システムは、航空機などに搭載され、例えば海中または海上の物体調査するのに用いられる。具体的に言えば、音響センサソーナー)を用いて魚群または沈没船を調査したり、レーダを用いて海上浮遊物または船舶を探索したりするのに用いられる。このような探索システムは、一般的に、複数種類センサモジュールデータ収集モジュールとが機内のネットワークで接続され、運行時には、探索対象に応じた一又は複数のセンサモジュールを稼働する。そして、各センサモジュールにて検出されたデータは、ネットワークを介してデータ収集モジュールに収集され、分析される。

ところで、複数の装置をネットワークで接続し、これらの装置を協働させるシステムとしては、分散シミュレーション装置が知られている。例えば特許文献1には、複数台戦車シミュレータをネットワークで接続して共同訓練を行うような分散シミュレーション装置が開示されている。このような分散シミュレーション装置は、プラットフォームインタフェース仕様が予め定められており、各シミュレーションはこのインタフェース仕様に適合するように製作される。そのため、新規開発によってプラットフォームに新たな仕様が採用されると、旧式のシミュレータが使えなくなるという課題がある。

これに対して特許文献1では、旧式のシミュレータについては、新たな仕様に適合するデータフォーマットに変換するコンバータを介してプラットフォームに接続することを提案している。これにより、インタフェース仕様が適合しないシミュレータを有効に再利用できる。従って、インタフェース仕様の適合だけを理由とするシミュレータ本体の開発にかかる手間やコストを省くことができる。

概要

様々の用途の機体共用することができ、モジュール付け替え拡張をより容易に実現し得る探索システムを提供する。 探索システム100は、複数のセンサモジュール20A〜20Nと、該センサモジュールからデータを受信する探索指揮モジュール30と、これらを通信可能に接続するローカルエリアネットワーク40とを備える。センサモジュール及び探索指揮モジュールは、全てのセンサモジュールが出力する検出信号を定義した信号定義ファイルと、各センサモジュールの動作態様を個別に定義した動作定義ファイルと、をパッケージ化したデータベース定義ファイル110を、ネットワークを介して取得する。

目的

本発明は、様々の用途の機体に共用することができ、モジュールの付け替えや拡張をより容易に実現し得る探索システムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

複数のセンサモジュールと、該センサモジュールからデータを受信するデータ収集モジュールと、前記センサモジュール及び前記データ収集モジュールの間を通信可能に接続するローカルエリアネットワークと、を備える探索システムであって、前記センサモジュールは、実体的な対象を検出して検出信号を出力する実体センサユニット、または、模擬的な検出信号を出力する模擬センサユニット、を有し、前記センサモジュール及び前記データ収集モジュールは、全ての前記センサモジュールが出力する検出信号を定義した信号定義ファイルと、各センサモジュールの動作態様を個別に定義した動作定義ファイルと、をパッケージ化したデータベース定義ファイルを、前記ネットワークを介して取得するよう構成され、前記センサモジュールは、前記データベース定義ファイル中の前記信号定義ファイルと自局に対応する前記動作定義ファイルとに基づいて生成した、送信する検出信号を格納するための送信データ格納領域を有し、前記データ収集モジュールは、前記データベース定義ファイル中の前記信号定義ファイルと各センサモジュールに対応する前記動作定義ファイルとに基づいて生成した、受信した検出信号を格納するための受信データ格納領域を有する、探索システム。

請求項2

前記センサモジュールは、前記センサユニットから出力された検出信号を、信号形式を変換することなく前記送信データ格納領域に格納し、前記送信データ格納領域に格納された前記検出信号を、前記動作定義ファイルで規定されたタイミングで、前記ネットワークを介した通信に適合した信号形式に変換し、前記データ収集モジュールへ送信する、請求項1に記載の探索システム。

請求項3

前記センサモジュールは、音波を用いて対象を検出する音響センサに関するセンサユニットを少なくとも含み、前記データ収集モジュールは、水中または水上の対象に関するデータを収集する、請求項1又は2に記載の探索システム。

技術分野

0001

本発明は、複数のセンサ検出信号収集して対象を探索するシステムに関し、特に、要求される性能が異なる様々の実機および模擬訓練機において共用することができる探索システムに関する。

背景技術

0002

従来、様々の種類のセンサを備えた探索システムが実現されている。この探索システムは、航空機などに搭載され、例えば海中または海上の物体調査するのに用いられる。具体的に言えば、音響センサソーナー)を用いて魚群または沈没船を調査したり、レーダを用いて海上浮遊物または船舶を探索したりするのに用いられる。このような探索システムは、一般的に、複数種類センサモジュールデータ収集モジュールとが機内のネットワークで接続され、運行時には、探索対象に応じた一又は複数のセンサモジュールを稼働する。そして、各センサモジュールにて検出されたデータは、ネットワークを介してデータ収集モジュールに収集され、分析される。

0003

ところで、複数の装置をネットワークで接続し、これらの装置を協働させるシステムとしては、分散シミュレーション装置が知られている。例えば特許文献1には、複数台戦車シミュレータをネットワークで接続して共同訓練を行うような分散シミュレーション装置が開示されている。このような分散シミュレーション装置は、プラットフォームインタフェース仕様が予め定められており、各シミュレーションはこのインタフェース仕様に適合するように製作される。そのため、新規開発によってプラットフォームに新たな仕様が採用されると、旧式のシミュレータが使えなくなるという課題がある。

0004

これに対して特許文献1では、旧式のシミュレータについては、新たな仕様に適合するデータフォーマットに変換するコンバータを介してプラットフォームに接続することを提案している。これにより、インタフェース仕様が適合しないシミュレータを有効に再利用できる。従って、インタフェース仕様の適合だけを理由とするシミュレータ本体の開発にかかる手間やコストを省くことができる。

先行技術

0005

特開2000−215195号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、探索システムの場合、ハードウェア又はソフトウェアの開発に伴って常にセンサモジュールの高性能化が図られる。また、センサモジュールの開発は、全て同一メーカーが行うわけではなく、種類ごとに専門メーカーによって手掛けられる。このような場合に、ネットワークのインタフェース仕様への適合性を、新規のセンサモジュールの開発条件にすると、大きな制約となってしまいかねない。その結果、技術的に実現可能なパフォーマンスであるにも関わらず、探索システムのセンサモジュールとしては実現できなかったり、実現できても時間およびコストが余分にかかったり、といった不都合が生じ得る。

0007

また、仮に探索システムに対して特許文献1の技術を適用したとする。この場合、インタフェース仕様が予め定められているため、接続済みのセンサモジュールに対して一部機能を追加したり省略したりといった機能の拡張を容易に行うことができない。すなわち、機能の拡張を行うには、拡張後の全機能を備えるセンサモジュール本体を一から作り直すか、全てのコンバータを作り直す必要がある。

0008

また、探索システムは分散シミュレーション装置とは違って、様々の機体への搭載が予定されるものである。具体的には、実際に探索活動を行う航空機(実機)や、オペレータ訓練用に実機を模して作られた訓練機などがある。更に、一部の機能を追加した高性能機や、特定用途のために一部の機能に限定した限定機など、いくつかの派生機もある。そして、このような実機、訓練機、派生機に探索システムを搭載するに際して、個別に専用システムを開発しようとすると、膨大な時間およびコストを要してしまう。このように、探索システムでは、分散シミュレーション装置とは全く異なる特有の課題が存在する。

0009

そこで本発明は、様々の用途の機体に共用することができ、モジュール付け替えや拡張をより容易に実現し得る探索システムを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0010

本発明に係る飛行体の探索システムは、複数のセンサモジュールと、該センサモジュールからデータを受信するデータ収集モジュールと、前記センサモジュール及び前記データ収集モジュールの間を通信可能に接続するローカルエリアネットワークと、を備える探索システムであって、前記センサモジュールは、実体的な対象を検出して検出信号を出力する実体センサユニット、または、模擬的な検出信号を出力する模擬センサユニット、を有し、前記センサモジュール及び前記データ収集モジュールは、全ての前記センサモジュールが出力する検出信号を定義した信号定義ファイルと、各センサモジュールの動作態様を個別に定義した動作定義ファイルと、をパッケージ化したデータベース定義ファイルを、前記ネットワークを介して取得するよう構成され、前記センサモジュールは、前記データベース定義ファイル中の前記信号定義ファイルと自局に対応する前記動作定義ファイルとに基づいて生成した、送信する検出信号を格納するための送信データ格納領域を有し、前記データ収集モジュールは、前記データベース定義ファイル中の前記信号定義ファイルと各センサモジュールに対応する前記動作定義ファイルとに基づいて生成した、受信した検出信号を格納するための受信データ格納領域を有する。

0011

このように、各モジュールが、データベース定義ファイルから自局のデータ格納領域を生成することにより、各モジュール間のインタフェース構築することができる。従って、予め決まったインタフェース仕様を規定しなくてもよく、センサモジュール変更や拡張に対して容易に対応することができる。その結果、実機、模擬訓練機、それらの派生機に対して、共通の探索システムを適用することができる。

0012

また、前記センサモジュールは、前記センサユニットから出力された検出信号を、信号形式を変換することなく前記送信データ格納領域に格納し、前記送信データ格納領域に格納された前記検出信号を、前記動作定義ファイルで規定されたタイミングで、前記ネットワークを介した通信に適合した信号形式に変換し、前記データ収集モジュールへ送信することとしてもよい。

0013

また、前記センサモジュールは、対象に関するデータを収集するものであればよく、特に限定されない。

発明の効果

0014

本発明によれば、様々の用途の機体に共用することができ、モジュールの付け替えや拡張をより容易に実現し得る探索システムを提供することができる。

図面の簡単な説明

0015

本発明の実施の形態に係る探索システムの構成例を示すブロック図である。
データベース定義ファイルの内容の一例を示す模式図である。
各モジュールに構築されたデータベースの内容の一例を示す模式図である。
探索システムを構成するモジュールのソフトウェア構成を示す模式図である。
センサモジュールが有する信号通信パッケージの動作を説明するための模式図である。
探索システムの具体的な適用例を示す図面である。

実施例

0016

[探索システムの構成]
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

0017

図1は、本実施の形態に係る探索システムの構成の一例を示すブロック図である。図1に示すように、探索システム100は、少なくとも1つの統合管理装置10と、複数のセンサモジュール20(20A〜20N)と、少なくとも1つの探索指揮モジュール(データ収集モジュール)30とを備えており、これらはネットワーク40を介して通信可能に接続されている。この探索システム100は、一または複数のセンサモジュール20が検出した対象に関する信号を、探索指揮モジュール30に収集する機能を有する。収集された信号は、適宜、探索指揮モジュール30または他のデバイスにより分析され、所定の目標が探索される。

0018

統合管理装置10は、データベース定義ファイル110を保有し、管理している。このデータベース定義ファイル110は、各モジュール20,30が自局内にデータベースを構築する際に参酌されるファイルである。そして、各データベースには、センサモジュール20が検出した信号が一時的に記憶され、記憶された信号は所定のタイミングで送信されて探索指揮モジュール30に収集される。なお、データベース定義ファイル110の詳細、および検出信号を収集するときのシステム100の動作の詳細は、後述する。

0019

統合管理装置10は、制御部11、記憶部12、通信部13、および入出力部14を備えている。このうち制御部11は、MPU等の演算器で構成され、記憶部12に記憶されたコンピュータプログラムに従って動作することにより、統合管理装置10の各種機能を実現する。記憶部12は、演算器が有する内部メモリハードディスクドライブ等の記憶装置等によって構成されている。この記憶部12は、上記コンピュータプログラムおよびデータベース定義ファイル110を記憶し、更に、統合管理装置10が動作するのに必要な他の各種データも記憶している。

0020

通信部13は、ネットワーク40の種類に応じた構成を備える通信手段である。本実施の形態では、ネットワーク40としてLAN(ローカルエリアネットワーク)を採用しており、通信部13にはLANアダプタが用いられる。統合管理装置10は、この通信部13を介して、ネットワーク40に接続されたモジュール20,30との間で通信可能である。入出力部14は、オペレータが操作可能な入出力手段であって、キーボードタッチパネル、および液晶ディスプレイ等で構成される。オペレータは、この入出力部14を操作することにより、記憶部12内のデータベース定義ファイル110の内容を変更(修正追記等)することができる。

0021

センサモジュール20は、典型的には、実体的な対象(目標)を検出してその検出信号(実体検出信号)を出力するセンサユニット(実体センサユニット)200Aを備えている。例えば、このセンサユニット200Aとしては、海中、海上、または空中の物体等の目標について、その物理的な特徴量を検出するセンサを採用できる。より具体的には、音響センサ、レーダセンサ光波センサなどを採用できる。なお、センサモジュール20A〜20Nは、互いに異なる種類のセンサであってもよいし、同種のセンサであってもよい。

0022

また、探索システム100は、訓練機に搭載する場合も想定されている。この場合、センサモジュール20は、模擬的な検出信号(模擬検出信号)を出力するセンサユニット(模擬センサユニット)200Aを備えた構成とすればよい。このような模擬センサユニットとしては、実体センサユニットの出力する信号を模した模擬検出信号を出力するシミュレータを用いることができる。

0023

このように、探索システム100を実機や派生機に搭載する場合には、センサモジュール20A〜20Nの全てに、実体センサユニットが採用される。一方、探索システム100を訓練機(シミュレーション装置)に搭載する場合には、センサモジュール20A〜20Nの全てに、模擬センサユニットが採用される。以下では、区別する必要がある場合には、実体センサユニットを備える場合のセンサモジュールを「実体センサモジュール」、模擬センサユニットを備える場合のセンサモジュールを「模擬センサモジュール」と、適宜称する。

0024

図1では、このようなセンサモジュール20について、Aセンサモジュール20A、Bセンサモジュール20B、およびCセンサモジュール20Cの3台と、任意の台数目のNセンサモジュール20Nとを示している。ここでは、センサモジュール20の構成を、Aセンサモジュール20Aを例に挙げて説明する。

0025

Aセンサモジュール20Aは、制御部21、記憶部22、および通信部23を備えている。このうち制御部21は、MPU等の演算器で構成され、記憶部22に記憶されたアプリケーションプログラム221Aに従って動作することにより、Aセンサモジュール20Aの各種機能を実現する。

0026

なお、Aセンサモジュール20Aが実体センサモジュールである場合、そのセンサユニット200Aは、アプリケーションプログラム221Aに従って動作する制御部21と、センサの種類(音響、レーダ、光波、など)に応じて必要な動作部(図示せず)とによって構成される。Aセンサモジュール20Aが模擬センサモジュールである場合、そのセンサユニット200Aは、アプリケーションプログラム221Aに従って動作する制御部21によって構成される。

0027

記憶部22は、内部メモリまたはハードディスクドライブ等の記憶装置によって構成されている。記憶部22には、Aセンサモジュール20Aに固有のアプリケーションプログラム221Aと、他のセンサモジュール20と共通の信号通信パッケージ222とが記憶されている。このうち固有のアプリケーションプログラム221Aは、センサユニット200Aを駆動して、海中等の対象に関する検出信号(実体検出信号または模擬検出信号)を取得し、更にこの信号をネットワーク40へ出力する。

0028

もう一方の信号通信パッケージ222は、センサユニット200Aが取得した検出信号を一時的に保持するための専用のデータベース(送信データ格納領域)223Aを有する。このデータベース223Aは、信号通信パッケージ222が、例えばAセンサモジュール20Aの起動時などに、データベース定義ファイル110を参照して自局専用のものを作成する。また、データベース223Aには、センサユニット200Aが取得した検出信号が、センサユニット200Aが出力したままの形式(換言すれば、アプリケーションプログラム221Aが規定する形式(信号値VsA)のまま)で保持されるようになっている。

0029

また、信号通信パッケージ222は、Aセンサモジュール20Aが他のモジュール20,30との間で共通様式および共通手順によって信号の送受信を行う機能を備えている。従って、データベース223Aに一旦保持された検出信号は、適宜のタイミングで、信号通信パッケージ222によって送受信に適した形式(信号値Vs)に変換されてから、ネットワーク40へ出力されるようになっている。

0030

通信部23は、統合管理装置10の通信部13と同様に、ネットワーク40の種類に応じた構成を備える通信手段である。前述の通り、本実施の形態ではネットワーク40としてLANを採用しており、通信部23にはLANアダプタが用いられる。Aセンサモジュール20Aは、この通信部23を介して、ネットワーク40に接続された他のモジュール20,30との間で通信可能である。

0031

Aセンサモジュール20Aの構成は上述した通りであるが、他のセンサモジュール20B〜20Nも同様の構成を備えている。即ち、各センサモジュール20は、何れも同様の構成からなる制御部21、記憶部22、および通信部23を備えている。但し、上記説明から理解されるように、記憶部22内のアプリケーションプログラム221は各センサモジュール20に固有の内容である。また、信号通信パッケージ222内のデータベース223も、各センサモジュール20に固有の構成になっている。

0032

他方、探索指揮モジュール30は、各センサモジュール20A〜20Nが検出した信号を収集し、分析時に参照できるようにデータベース化して記憶する。そのために、制御部31、記憶部32、および通信部33を備えている。このうち制御部31は、MPU等の演算器で構成され、記憶部32に記憶されたアプリケーションプログラム321に従って動作することにより、探索指揮モジュール30の各種機能を実現する。

0033

記憶部32は、内部メモリまたはハードディスクドライブ等の記憶装置によって構成されている。記憶部32には、探索指揮モジュール30に固有のアプリケーションプログラム321と、信号通信パッケージ322とが記憶されている。この信号通信パッケージ322は、センサモジュール20が有する信号通信パッケージ222と同様の構成を備えている。

0034

このうち固有のアプリケーションプログラム321は、探索指揮モジュール30に、各センサモジュール20から出力された検出信号を受信させ、記憶部32内のデータベース(受信データ格納領域)323に記憶させる。また、データベース323に記憶された検出信号を適宜分析し、探索対象を特定する。更には、分析結果あるいはオペレータによって入力された命令に応じて、各センサモジュール20A〜20Nのセンサユニット200A〜200Nを再設定する。例えば、音響センサにおける使用周波数を変更したり、受信信号感度調整を行ったりする。従って、探索指揮モジュール30は、オペレータに検出信号を示したり、オペレータが各センサの動作を再設定したりするための、入出力部34(図1参照)を備えていてもよい。

0035

このように、制御部31がアプリケーションプログラム321に従って動作することにより、探索指揮モジュール30は、センサモジュール20から検出信号を収集するだけでなく、検出信号の分析や、各センサモジュール20の動作の指揮も行う。なお、探索指揮モジュール30は、分析機能および指揮機能を省いて、検出信号を収集するデータ収集モジュールとしてのみ機能する構成としてもよい。

0036

信号通信パッケージ322は、センサモジュール20から受信した検出信号を記憶するための専用のデータベース323を有する。このデータベース323は、信号通信パッケージ322が、例えば探索指揮モジュール30の起動時などに、データベース定義ファイル110を参照して自局専用のものを作成する。また、このデータベース323には、各センサモジュール20A〜20Nから受信した検出信号をモジュールごとに区別可能なように、各センサモジュール20A〜20Nに対応する領域323A〜323Nが作成される。また、信号通信パッケージ322は、探索指揮モジュール30がセンサモジュール20との間で共通様式および共通手順によって信号の送受信を行う機能を備えている。

0037

通信部33は、統合管理装置10の通信部13と同様に、ネットワーク40の種類に応じた構成を備える通信手段である。前述の通り、本実施の形態ではネットワーク40としてLANを採用しており、通信部33にはLANアダプタが用いられる。探索指揮モジュール30は、この通信部33を介して、ネットワーク40に接続された他のセンサモジュール20との間で通信可能である。

0038

なお、図1では、統合管理装置10と探索指揮モジュール30とを互いに独立した構成のものを例示したが、統合管理装置10の構成を探索指揮モジュール30に備えさせてもよい。即ち、探索指揮モジュール30を、上述した統合管理装置10の一部又は全部の機能を実行できるように構成してもよい。

0039

[データベース定義ファイル]
ここで、データベース定義ファイル110について説明する。図2は、データベース定義ファイル110の内容の一例を示す模式図である。図3は、各モジュール20,30に構築されたデータベース223,323の内容の一例を示す模式図である。なお、図3では、センサモジュール20に構築されたデータベース223として、Aセンサモジュール20Aの記憶部22に構築されたデータベース(送信データ格納領域)223Aの内容のみを例示している。また、探索指揮モジュール30に構築されたデータベース(受信データ格納領域)323のうち、Aセンサモジュール20Aに対応する領域323Aの内容のみを例示している。

0040

データベース定義ファイル110は、全てのセンサモジュール20A〜20Nが出力する検出信号を定義した信号定義ファイル111と、各センサモジュール20A〜20Nの動作態様を個別に定義した動作定義ファイル112A〜112Nと、を1つにパッケージ化したものである。換言すれば、データベース定義ファイル110は、各センサモジュール20A〜20Nに対応する定義ファイル110A〜110Nを有している。そして、各定義ファイル110A〜110Nは、共通の信号定義ファイル111と、動作定義ファイル112A〜112Nのうち対応するものとを含んでいる。例えば、Aセンサ用定義ファイル110Aは、共通の信号定義ファイル111と、個別の動作定義ファイル112Aとを有している。

0041

このようなデータベース定義ファイル110は、全てのセンサモジュール20A〜20Nの動作について、どのような内容のメッセージをどのようなタイミングで誰宛に送信するかを定義している。Aセンサ用定義ファイル110Aを例に挙げて具体的に説明する。図2に示すように、Aセンサ用定義ファイル110Aを構成する信号定義ファイル111は信号情報テーブルを含み、動作定義ファイル112Aはメッセージ一覧テーブルおよびメッセージ構成テーブルを含んでいる。

0042

図2に示すように、メッセージ一覧テーブルは、「メッセージID」、「メッセージ名」、「送信周期」、および「送信先」の項目を有している。このうち「メッセージID」は、Aセンサモジュール20Aが探索指揮モジュール30へ所定のメッセージを送信するアクションに付与された識別子である。送信するメッセージ内容送信タイミングが異なるアクションには、別々のメッセージIDが付与される。「メッセージ名」は、このアクションの具体的内容をオペレータが理解しやすいように表した名称である。「送信周期」は、送信アクションを実行するタイミングを規定している。そして「送信先」は、当該アクションによりメッセージを送信する宛先を規定している。

0043

なお、図2のメッセージ一覧テーブルでは、「検出目標情報」(メッセージID:10001)および「追跡目標情報」(メッセージID:10002)の2つのアクションを例示している。そして、「検出目標情報」については、イベント発生時のタイミングで、探索指揮モジュール30へ所定のメッセージを送信することが規定されている。ここで「イベント発生時」とは、Aセンサによって何らかの目標を検出したとき、を意味する。また、もう1つのアクションである「追跡目標情報」については、XHzという一定の周期で、探索指揮モジュール30へ所定のメッセージを送信することが規定されている。このように、探索システム100は、各センサモジュール20から見た場合、探索指揮モジュール30との間でだけでデータを送受信する1対1の通信が主となっている。

0044

メッセージ構成テーブルは、メッセージ一覧テーブルで規定された各アクションについて、送信すべきメッセージの内容(メッセージを構成する信号の種類および個数)を具体的に規定している。例えば、「検出目標情報」については、信号IDが20002,20003,20004である各信号を1個ずつ含むメッセージ、と規定されている。また「追跡目標情報」については、信号IDが20001,20002,20003,20004である各信号をY個ずつ含むメッセージ、と規定されている。

0045

一方、信号情報テーブルは、各信号IDで特定される信号の具体的内容として、「信号名」、「信号サイズ」、「信号タイプ」などを定義している。例えば、ID:20001の信号は、名称が「目標ID」、サイズは「1byte」、タイプは「整数」と定義されている。ID:20002の信号は、名称が「検出時刻」、サイズは「2byte」、タイプは「実数」と定義されている。ID:20003の信号は、名称が「緯度」、サイズは「2byte」、タイプは「実数」と定義されている。ID:20004の信号は、名称が「経度」、サイズは「2byte」、タイプは「実数」と定義されている。なお、上記「目標ID」とは、新たに検出した対象や追跡中の対象を互いに区別するために、各対象に付与される識別子のことである。

0046

従って、各アクションは、メッセージ一覧テーブル、メッセージ構成テーブル、および信号情報テーブルを参照することにより、その内容が具体的に特定される。例えば、「検出目標情報」は、メッセージ一覧テーブルにより、イベント発生時(例えば、新たな対象を検出したとき)に探索指揮システム30へ所定のメッセージを送信することが規定されている。また、メッセージ構成テーブルおよび信号情報テーブルにより、そのメッセージには、対象を検出した時刻(信号ID:20002)、その対象の存在位置の緯度(信号ID:20003)、および経度(信号ID:20004)を含めるべきことが規定されている。

0047

また、「追跡目標情報」については、既に検出済みの対象に関して、XHzの周期で所定のメッセージを送信することが特定される。また、そのメッセージには、既に付与されている目標ID(信号ID:20001)、検出時刻(信号ID:20002)、検出位置の緯度(信号ID:20003)、および経度(信号ID:20004)を含めるべきことが特定される。また、追跡目標情報は、XHz周期で送信するメッセージがY個と規定されている。従って、Aセンサモジュール20Aは、センサユニット200Aが検出した最大Y個の対象について、上記情報を含むメッセージを送信できる。

0048

このように、Aセンサ用定義ファイル110Aは、Aセンサモジュール20Aの動作と送信メッセージの内容とが定義されている。他のセンサモジュール20B〜20N用の定義ファイルについても同様である。なお、各センサ用定義ファイルにおいて、メッセージ一覧テーブルおよびメッセージ構成テーブル(動作定義ファイル112)は、各センサモジュール20A〜20Nに関して個別内容のものが用意され、信号情報テーブル(信号定義ファイル111)は、全てのセンサモジュール20A〜20Nに対して共通内容のものが用意されている。但し、信号情報テーブル(信号定義ファイル111)についても、全てのセンサモジュール20A〜20Nに対して個別内容のものを用意してもよい。

0049

Aセンサモジュール20Aは、このようなデータベース定義ファイル110を、ネットワーク40を介して統合管理装置10から取得する。そして、このデータベース定義ファイル110を読み解いて自局専用のデータベース223Aを作成する。即ち、データベース定義ファイル110の中のAセンサ用定義ファイル110Aを参照して、データベース223Aを作成する。

0050

図3は、Aセンサモジュール20Aが自局の記憶部22に作成したデータベース223Aの構成例を示している。なお、図3に示す構成は一例であり、データベースの構造はこれに限られない。但し、本実施の形態では、センサユニット200Aからの検出信号を、そのままの仕様で格納できるデータベース構造としている。

0051

一方、探索指揮モジュール30も、上記データベース定義ファイル110を、ネットワーク40を介して統合管理装置10から取得する。そして、このデータベース定義ファイル110を読み解いて自局専用のデータベース323を作成する。この際、探索指揮モジュール30は、Aセンサ用定義ファイルを参照して、データベース323内にAセンサモジュール20A用の領域323Aを作成する。同様に、各センサ用定義ファイルを参照し、データベース323内に各センサモジュール20B〜20N用の領域323B〜323Nを作成する。

0052

図3に示すように、データベース323内の領域323Aは、対応するAセンサモジュール20Aが作成したデータベース223Aと同様の構成とすることができる。但し、両者は同一構成である必要はなく、互いに異なる構成としてもよい。その他のセンサモジュール20B〜20Nに関しても同様である。

0053

[モジュール間での通信形態
次に、センサモジュール20と探索指揮モジュール30との間での通信形態について、図4および図5も参照して具体的に説明する。図4は、探索システム100を構成するモジュール20,30のソフトウェア構成を示す模式図である。図5は、センサモジュール20が有する信号通信パッケージ222の動作を説明する模式図である。Aセンサモジュール20Aを例に挙げて、信号通信パッケージ222によるデータベース223Aの生成と信号の送受信とについて具体的に説明する。

0054

まず、Aセンサモジュール20Aの制御部21は、記憶部22に記憶されているアプリケーションプログラム221Aを起動する(図5の操作S01)。続いて、アプリケーションプログラム221Aは、信号通信パッケージ222を起動させるために、信号通信パッケージ222に対してデータベース生成指令を出力する(矢印S02)。この指令を受けた信号通信パッケージ222は、統合管理装置10にアクセスしてその記憶部12を参照し(矢印S03)、データベース定義ファイル110を取得する。信号通信パッケージ222は、このデータベース定義ファイル110を解釈して信号定義ファイル111および動作定義ファイル112Aを生成し(矢印S04)、更にこれらを解釈して自局専用のデータベース223Aを生成し(矢印S05)、記憶部22に記憶する。

0055

次に、アプリケーションプログラム221Aは、起動時の固有パラメータを設定する操作指令を信号通信パッケージ222に出力する(矢印S06)とともに、この固有パラメータを信号通信パッケージ222に出力する(矢印PMT)。続いて、アプリケーションプログラム221Aは、信号通信パッケージ222を初期化する操作指令を出力し(矢印S07)、その後、信号通信パッケージ222の実行開始の操作指令を出力する(矢印S08)。

0056

この状態で信号通信パッケージ222は、ネットワーク40を介して信号を送受信可能な状態となっている。従って、Aセンサモジュール20Aは、データベース223A内の信号を探索指揮モジュール30へ送信したり、ネットワーク40を介してメッセージを受信したりすることができる。次に、アプリケーションプログラム221Aがデータベース223A内の信号を参照および設定する動作、並びに、探索指揮モジュール30との間で信号を送受信する動作について説明する。

0057

まず、アプリケーションプログラム221Aが、データベース223Aの信号を参照および設定するときの動作について説明する。信号を参照する場合は、図5に示すように、アプリケーションプログラム221Aから信号通信パッケージ222へ信号データの取得指令が出力される(矢印S09)。信号通信パッケージ222は、これを受けて所定の信号値VsAをアプリケーションプログラム221Aへ出力する(矢印S09下の点線矢印)。信号を設定する場合は、アプリケーションプログラム221Aから信号通信パッケージ222へ信号データの設定指令が出力され(矢印S10)、これと共に設定内容を示す信号値VsAが出力される(矢印S10下の点線矢印)。信号通信パッケージ222は、これらを受けてデータベース223Aに信号値VsAを入力する。

0058

ここで、信号値VsAは、プログラム221Aが使用する形式の信号データである。従って、アプリケーションプログラム221A(換言すれば、センサユニット200A(図1参照))が取得した対象(目標)の検出信号は、当該アプリケーションプログラム221Aで扱う信号値VsAという形式のまま、データベース223Aに一旦記憶される。そのため、センサユニット200Aが同時に大量の信号を検出した場合であっても、その信号を速やかにデータベース223Aに格納することができる。なお、他のセンサモジュール20B〜20Nでも、アプリケーションプログラム221B〜221Nはそれぞれ個別形式の信号値VsA〜VsNを用いており、探索指揮モジュール30も同様である。

0059

次に、Aセンサモジュール20Aが、ネットワーク40を介して信号を送受信するときの動作について説明する。信号を送信する場合、信号通信パッケージ222は、データベース223Aに記憶された送信メッセージの信号値VsAを信号値Vsに変換する。そして、この信号値Vsを、Smで表されたメッセージに含めて、ネットワーク40を介して送信する(矢印Sm)。即ち、探索システム100のセンサモジュール20は、探索指揮モジュール30との1対1の通信が主であって、通信頻度は特に高くはない。従って、送信時に送信メッセージの信号値をまとめて変換することとしている。また、探索指揮モジュール30からRmで表されたメッセージを受信した場合(矢印Rm)、信号通信パッケージ222は、受信したメッセージに含まれる信号値Vsを信号値VsAに変換して、データベース223Aに記憶する。

0060

このように、Aセンサモジュール20Aでは、目標の特徴量を検出する際には、センサユニット200Aによって検出された信号(信号値VsA)が、そのままの形式で、順次データベース223Aに格納される。そして、検出信号を含むメッセージを探索指揮システム30へ送信する際には、その信号形式を通信用(信号値Vs)に変換した上で送信される。なお、送信メッセージの内容や送信タイミングは、上述したように信号定義ファイル111および動作定義ファイル112Aによって規定されている。

0061

その後、アプリケーションプログラム221Aは、必要に応じて、実行されている信号通信パッケージ222を一次停止することができる。この場合、図5に示すように、アプリケーションプログラム221Aは一次停止指令を出力し(矢印S11)、信号通信パッケージ222はこれを受けて再開可能に一次停止する。また、信号通信パッケージ222の実行を再開したい場合には、アプリケーションプログラム221Aは再開指令を出力し(矢印S12)、信号通信パッケージ222はこれを受けて再開する。

0062

なお、統合管理装置10は、探索システム100の動作中にネットワーク40に常時接続されている必要はない。センサモジュール20または探索指揮モジュール30がデータベース定義ファイル110を参照する必要があるときに(例えば、各モジュール20,30がデータベースを作成するとき、あるいは、データベースの修正(更新)が必要になったときに)、ネットワーク40に接続されていればよい。

0063

また、例えばアプリケーションプログラム221Aがバージョンアップされたり、センサユニット200Aの動作部が高機能を有するものに置換されたりした場合、データベース223Aおよびデータベース323の領域323Aを更新する必要が生じる。この場合には、データベース定義ファイル110中のAセンサ用定義ファイル110Aの該当箇所を修正する。そして、修正後のデータベース定義ファイル110を、Aセンサモジュール20Aおよび探索指揮モジュール30が読み込んで、各データベース223A,323Aを更新すればよい。

0064

[作用および効果]
以上に説明したように、本実施の形態に係る探索システム100は、各センサモジュール20が、探索指揮モジュール30との間で1対1の通信を行う。そのため、各センサモジュール20では通信の発生頻度が高くないので、送信メッセージに含まれる各信号を通信用の信号形式(Vs)に変換する作業は通信時にまとめて行う。従って、センサユニット200が検出した信号は、検出したままの信号値(VsA等)で、各センサモジュール20のデータベース223に速やかに格納することができる。

0065

また、センサモジュール20が送信したメッセージは、基本的に全て探索指揮モジュール30宛となっている。即ち、各センサモジュール20は、他のセンサモジュール20に対してメッセージを送信する必要がないため、無駄なトラフィックの発生を抑制することができる。また、探索指揮モジュール30は、受信メッセージ中の必要データを選別する必要がなく、受信メッセージの全てをデータベース323に格納すればよい。従って、探索指揮モジュール30においては、データの選別に要する計算リソースの浪費を抑制することができる。また、トラフィックや計算リソースの抑制により、ハブ(HUB)やハーネスなどのハードウェアをスリム化することができる。

0066

本実施の形態に係るデータベース定義ファイル110は、全てのセンサモジュール20に共通の信号定義ファイル111と、全てのセンサモジュール20に固有の動作定義ファイル112A〜112Nとを、1つにパッケージ化したものとなっている。これにより、あるセンサモジュール20のセンサユニット200が変更された場合であっても、1つのファイル(データベース定義ファイル110)の内容を修正するだけで、これに対応することができる。

0067

しかも、探索指揮モジュール30は、送信側の定義ファイル(例えば、Aセンサ用定義ファイル110A)に基づいてデータベース323の各センサモジュール20に対応する領域を生成する。従って、センサユニット200が変更された場合に、当該センサモジュール20用の定義ファイルと探索指揮モジュール30用の定義ファイルとを別々に修正する必要がなく、当該センサモジュール20用の定義ファイルのみを修正するだけで足りる。

0068

また、送信メッセージが異なっていても、それらに含まれる信号のうち同一の信号については、その定義を統一している。例えば、図2に示すように、メッセージID:10001およびメッセージID:10002は異なるメッセージであるが、共に「検出時刻」に関する信号を含んでいる。そして、この「検出時刻」に関する信号は、メッセージごとに別々に定義せず、信号ID:20002として統一して定義している。これにより、同一信号の重複定義の発生を抑制し、同一信号について重複して定義する作業の負荷を低減している。

0069

なお、データベース定義ファイル110は、暗号化して用いてもよい。これにより、各センサモジュール20の性能など、秘匿性の高い情報の漏洩を防止することができる。

0070

また、上述したように、探索指揮モジュール30は、設定信号を各センサモジュール20A〜20Nへ送信する場合がある。従って、データベース定義ファイル110に、探索指揮モジュール用定義ファイルを含めてもよい。この場合、探索指揮モジュール30は、データベース定義ファイル110中の探索指揮モジュール用定義ファイルを参照し、設定信号を扱う自局専用のデータベース(送信データ格納領域)324を生成することができる(図1参照)。また、各センサモジュール20A〜20Nも、探索指揮モジュール用定義ファイルを参照し、送られてくる設定信号を扱うためのデータベース(受信データ格納領域)224A〜224Nを生成することができる(図1参照)。

0071

[具体的適用例]
次に、上述した探索システム100の具体的な適用例について説明する。探索システム100は、実機、派生機、および、それぞれに対応する訓練機などに搭載することができる。しかも、いずれかの機に搭載した探索システム100と同じものを、他機転用することができる。本実施の形態に係る探索システム100は、このような他機への転用を容易に実現できるため、搭載機ごとに専用の探索システムを開発する必要がなく、そのような開発コストおよび時間を大幅に節約することができる。

0072

図6は、探索システム100の具体的な転用形態を示す図面である。「例1」は、ある実機に採用したのと同じ探索システム100を訓練機にも採用した場合を示している。ここでは、実機のセンサモジュール(実体センサモジュール)20として、音響センサを含む音響システム、レーダを含むレーダシステム、および、光波センサを含む光波システムの3つを例示している。これらは、訓練機に適用する際、模擬センサモジュールである簡易音響シミュレータ、簡易レーダシミュレータ、および簡易光波シミュレータに置き換えられる。

0073

図6の「例2」は、訓練機に搭載された簡易機能を有する模擬センサモジュールを高機能化した場合を示している。この場合、簡易音響シミュレータ、簡易レーダシミュレータ、および簡易光波シミュレータは、高機能化された音響シミュレータ、レーダシミュレータ、および光波シミュレータに置き換えられる。

0074

図6の「例3」は、ある実機を派生機へ応用した場合を示している。この場合、応用元の実機は、実体センサモジュールとして、音響システム、レーダシステム、および光波システムを搭載している。一方、これから応用された派生機は、音響システムおよび光波システムが省かれ、レーダシステムは残され、更に、航空管制用レーダシステムが新たに追加されている。このように、レーダを用いた探索システムに特化した派生機が構成されている。

0075

図6の「例4」は、ある派生機を訓練機へ応用した場合を示している。この場合、派生機は、上記「例3」で説明した派生機と同様の構成(レーダシステムおよび航空管制用レーダシステム)を備えている。一方、これが応用された訓練機は、各システムに替えて、レーダシミュレータおよび航空管制用レーダシミュレータが搭載されている。

0076

図6の「例5」は、あるセンサモジュールの機能を特化した場合を示している。図6に示す例の場合、当初の音響シミュレータは、システム管理自己診断、および信号処理の各機能を備えている。一方、機能が特化された音響シミュレータは、システム管理および信号処理の各機能を備えるのみで、自己診断の機能は省かれている。

0077

本実施の形態に係る探索システム100は、上述したようなデータベース定義ファイル110を用いて各モジュール20,30のデータベースを構築するため、図6に例示したような様々の応用形態に対応することができる。即ち、この探索システム100は、様々の用途の機体(実機、派生機、訓練機など)にて共用することができ、センサモジュール20の付け替えや拡張をより容易に実現することが可能である。

0078

本発明は、複数のセンサの検出信号を収集して対象を探索するシステムに適用すると有益である。

0079

10統合管理装置
20センサモジュール
30 探索指揮モジュール(データ収集モジュール)
40ネットワーク
100探索システム
110データベース定義ファイル
111信号定義ファイル
112動作定義ファイル
200センサユニット
223データベース(送信データ格納領域)
323 データベース(受信データ格納領域)

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