特表2024-522486ラダー積分器フィードバックによるロールバイアススキッドトゥターン終端誘導
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-06-21
(54)【発明の名称】ラダー積分器フィードバックによるロールバイアススキッドトゥターン終端誘導
(51)【国際特許分類】
B64C 13/18 20060101AFI20240614BHJP
G05B 11/36 20060101ALI20240614BHJP
F42B 15/01 20060101ALI20240614BHJP
【ＦＩ】
B64C13/18 E
G05B11/36 G
F42B15/01
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023572559
(86)(22)【出願日】2022-05-27
(85)【翻訳文提出日】2024-01-17
(86)【国際出願番号】 US2022031294
(87)【国際公開番号】W WO2022251598
(87)【国際公開日】2022-12-01
(31)【優先権主張番号】63/314,597
(32)【優先日】2022-02-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】63/194,762
(32)【優先日】2021-05-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】517211229
【氏名又は名称】エアロバイロメント，インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＡｅｒｏＶｉｒｏｎｍｅｎｔ，Ｉｎｃ．
(74)【代理人】
【識別番号】110001302
【氏名又は名称】弁理士法人北青山インターナショナル
(72)【発明者】
【氏名】ミッチナー，ドリュー，デビッド
(72)【発明者】
【氏名】デイビス，スコット，デイビッド
【テーマコード（参考）】
5H004
【Ｆターム（参考）】
5H004GB13
5H004HA07
5H004HB07
5H004KB01
5H004KC31
5H004LA12
5H004MA11
(57)【要約】
機体を有する航空機を誘導するための航空機自動操縦誘導制御システム（１００、３００）のためのシステム、デバイス及び方法であって、当該システムは：ヨー角差及びピッチ角差が対応の角度閾値を満たすかどうかを決定するように構成されたプロセッサ（１０１）と；対応の角度閾値が満たされた場合にスキッドトゥターン信号を生成するように構成されたスキッドトゥターンモジュール（１０５）と；生成されたスキッドトゥターン信号よりも低い帯域幅を有するバンクトゥターン信号を生成するように構成されたバンクトゥターンモジュール（１０２）と；バンクトゥターン信号にラダー積分器フィードバック信号を追加するように構成されたラダー積分器モジュール（１０４）であって、ラダー積分器フィードバック信号はラダー積分器に比例する、ラダー積分器モジュール（１０４）と；生成されたバンクトゥターン信号をフィルタリングするように構成されたフィルタモジュール（１０３）であって、機体に作用する横力が横力閾値（１１１）を満たす場合にバンクトゥターン信号を通過させるためのゲインのセットによって構成されたローパスフィルタを備えるフィルタモジュール（１０３）と、を備える。
【選択図】図３
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
機体を有する航空機を誘導するための航空機自動操縦誘導制御システム（１００、３００）であって、前記システムは、ヨー角差及びピッチ角差が対応の角度閾値を満たすかどうかを決定するように構成されたプロセッサ（１０１）と、
前記対応の角度閾値が満たされた場合にスキッドトゥターン信号を生成するように構成されたスキッドトゥターンモジュール（１０５）と、
生成された前記スキッドトゥターン信号よりも低い帯域幅を有するバンクトゥターン信号を生成するように構成されたバンクトゥターンモジュール（１０２）と、
前記バンクトゥターン信号にラダー積分器フィードバック信号を追加するように構成されたラダー積分器モジュール（１０４）であって、前記ラダー積分器フィードバック信号はラダー積分器に比例する、ラダー積分器モジュール（１０４）と、
生成された前記バンクトゥターン信号をフィルタリングするように構成されたフィルタモジュール（１０３）であって、前記機体に作用する横力が横力閾値（１１１）を満たす場合に前記バンクトゥターン信号を通過させるためのゲインのセットによって構成されたローパスフィルタを備えるフィルタモジュール（１０３）と、を備える、機体を有する航空機を誘導するための航空機自動操縦誘導制御システム（１００、３００）。
【請求項2】
前記プロセッサ（１０１）は、機体から目標までの見通し線信号を受信し、見通し線速度信号を受信し、かつ、前記機体から目標までの見通し線信号及び前記見通し線速度信号に基づいて前記ヨー角差及び前記ピッチ角差を決定するようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
前記スキッドトゥターンモジュール（１０５）は、前記スキッドトゥターン信号を実施するためのループ（３１０）をさらに備え、前記ラダー積分器モジュール（１０４）は、前記スキッドトゥターン信号を実施するための前記ループ（３１０）からの出力を受信するように構成されたラダー積分器フィードバックゲイン（３３５）をさらに備え、
前記バンクトゥターンモジュール（１０２）は、前記ラダー積分器フィードバックゲイン（３３５）からの出力を受信するように構成された、前記バンクトゥターン信号を実施するためのループ（３４０）をさらに備える、請求項２に記載のシステム。
【請求項4】
前記スキッドトゥターン信号を実施するための前記ループ（３１０）が、機体横比力コマンドモジュール（３２０）と、
前記機体横比力コマンドモジュール（３２０）から信号を受信するように構成されたスキッドトゥターン定常ゲイン（３１１）と、
前記スキッドトゥターン定常ゲイン（３１１）から信号を受信するように構成されたスキッドトゥターン加速度誤差総計ジャンクション（３１２）と、
前記スキッドトゥターン加速度誤差総計ジャンクション（３１２）から信号を受信するように構成されたスキッドトゥターン加速度誤差ゲイン（３１３）と、
前記スキッドトゥターン加速度誤差ゲイン（３１３）から信号を受信するように構成されたスキッドトゥターン速度誤差コマンド総計ジャンクション（３１４）と、
前記スキッドトゥターン速度誤差コマンド総計ジャンクション（３１４）から信号を受信するように構成されたスキッドトゥターン速度誤差積分器ゲイン（３１５）と、
前記スキッドトゥターン速度誤差積分器ゲイン（３１５）から信号を受信するように構成されたラダー積分器モジュール（３３０）と、
前記ラダー積分器モジュール（３３０）から信号を受信するように構成されたスキッドトゥターン速度誤差総計ブロック（３１６）と、
前記スキッドトゥターン速度誤差総計ブロック（３１６）から信号を受信するように構成されたスキッドトゥターンラダーコマンド制御ゲイン（３１７）と、
前記スキッドトゥターンラダーコマンド制御ゲイン（３１７）から信号を受信するように構成されたスキッドトゥターンラダーコマンド動圧スケーリングゲイン（３１８）と、をさらに備える、請求項３に記載のシステム。
【請求項5】
前記ラダー積分器フィードバックゲイン（３３５）は、前記ラダー積分器モジュール（３３０）から前記信号を受信するように構成され、かつ、前記ラダー積分器フィードバックゲイン（３３５）は、ラダー積分器信号（３５１）を生成するように構成される、請求項４に記載のシステム。
【請求項6】
前記バンクトゥターン信号を実施するための前記ループ（３４０）が、ロール角コマンドモジュール（３５０）と、
前記ロール角コマンドモジュール（３５０）からの信号と、生成された前記ラダー積分器信号（３５１）と、に基づいて生成された拡張バンクトゥターン信号（３５２）と、
前記拡張バンクトゥターン信号（３５２）を受信するように構成されたメインフィルタモジュール（３６０）と、
前記メインフィルタモジュール（３６０）から信号を受信するように構成されたロール角誤差総計ジャンクション（３４１）と、
前記ロール角誤差総計ジャンクション（３４１）から信号を受信するように構成されたロール角誤差比例ゲイン（３４２）と、
前記ロール角誤差比例ゲイン（３４２）から信号を受信するように構成されたロール速度コマンド比例積分総計ジャンクション（３４３）と、
前記ロール角誤差総計ジャンクション（３４１）から信号を受信するように構成されたロール角誤差積分ゲイン（３４４）と、
前記ロール角誤差積分ゲイン（３４４）から信号を受信するように構成されたロール角誤差積分器（３４５）と、
前記ロール角誤差積分器（３４５）からの信号と、前記ロール速度コマンド比例積分総計ジャンクション（３４３）からの信号と、前記ロール速度フィードバックゲイン（３４７）からの信号と、を受信するように構成されたロール速度誤差総計ジャンクション（３４６）と、
前記ロール速度誤差総計ジャンクション（３４６）から信号を受信するように構成されたロール補助翼コマンド動圧スケーリングゲイン（３４８）と、をさらに備える、請求項５に記載のシステム。
【請求項7】
前記ロール角コマンドモジュール（３５０）が前記ローパスフィルタをさらに備える、請求項６に記載のシステム。
【請求項8】
前記ロール角コマンドモジュール（３５０）は、前記機体横比力コマンドモジュール（３２０）によって生成された前記スキッドトゥターン信号よりも低い帯域幅で前記バンクトゥターン信号を生成するために非ゼロ値に設定するように構成される、請求項６に記載のシステム。
【請求項9】
前記メインフィルタモジュール（３６０）は、前記バンクトゥターン信号を実施するためのループ（３４０）と、前記スキッドトゥターン信号を実施するためのループ（３１０）と、を切り離すように構成される、請求項６に記載のシステム。
【請求項10】
前記メインフィルタモジュール（３６０）のローパスフィルタは、前記バンクトゥターン信号が前記スキッドトゥターン信号よりも低い帯域幅を有することを保証するように構成される、請求項６に記載のシステム。
【請求項11】
前記プロセッサ（１０１）が、１以上のアクチュエータコマンドを生成し、
車両プラントダイナミクス（１１２）に前記１以上のアクチュエータコマンドを出力するようにさらに構成される、請求項６に記載のシステム。
【請求項12】
前記車両プラントダイナミクス（１１２）が、前記スキッドトゥターンラダーコマンド動圧スケーリングゲイン（３１８）から信号を受信するように構成されたスキッドトゥターンラダーアクチュエータ伝達関数モデル（３１９）と、
前記ロール補助翼コマンド動圧スケーリングゲイン（３４８）から信号を受信するように構成されたロール補助翼アクチュエータ伝達関数モデル（３４９）と、
前記スキッドトゥターンラダーアクチュエータ伝達関数モデル（３１９）からの信号と、前記ロール補助翼アクチュエータ伝達関数モデル（３４９）からの信号と、を受信するように構成された車両横ダイナミクス状態空間モデル（３８０）と、を備える、請求項１１に記載のシステム。
【請求項13】
前記システムは、前記機体から目標までの見通し線を生成するように構成された１以上の光学センサ（３９０）をさらに備える、請求項１２に記載のシステム。
【請求項14】
前記システムは、前記見通し線速度を生成するように構成された１以上の微分器（３９２）をさらに備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項15】
生成された前記見通し線速度は、慣性系で表される見通し線ベクトルの微分を含む、請求項１４に記載のシステム。
【請求項16】
前記システムは、前記プロセッサ（１０１）に前記横力閾値を提供するように構成された１以上の横力オプティマイザをさらに備える、請求項１５に記載のシステム。
【請求項17】
前記横力閾値は、最適化を通じて選択され、かつ、飛行前に設定される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項18】
前記システムは、前記プロセッサ（１０１）に前記角度閾値を提供するように構成された１以上の角度閾値オプティマイザ（１０９）をさらに備える、請求項１７に記載のシステム。
【請求項19】
前記角度閾値は、最適化を通じて選択され、かつ、飛行前に設定される、請求項１７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願への相互参照
[0001] 本願は、２０２１年５月２８日に出願された米国仮特許出願第６３／１９４，７６２号の優先権の利益を主張し、かつ、２０２２年２月２８日に出願された米国仮特許出願第６３／３１４，５９７号の優先権の利益を主張し、当該出願のすべての全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
[0001] 本願は、２０２１年５月２８日に出願された米国仮特許出願第６３／１９４，７６２号の優先権の利益を主張し、かつ、２０２２年２月２８日に出願された米国仮特許出願第６３／３１４，５９７号の優先権の利益を主張し、当該出願のすべての全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
【0002】
[0002] 本発明は、自動操縦制御システムに関し、より具体的には、終端誘導兵器用の自動操縦制御システムに関する。
【背景技術】
【0003】
[0003] 航空機自動操縦誘導の１つのタイプには、航空機が一連の操縦と旋回とを行って目標に接近して交戦することを可能にする制御システムが含まれる。制御システムは、補助翼、昇降舵及びラダーなどの航空機の操縦翼面で動作して所望の方向に航空機を誘導する。
【発明の概要】
【0004】
[0004] 航空機自動操縦誘導制御システムは、アドレス可能メモリを有するプロセッサを含んでもよく、前記プロセッサは、機体から目標までの見通し線角度及び見通し線速度を計算し；ヨー角差及びピッチ角差が対応の角度閾値を満たすかどうかを決定し；前記対応の角度閾値が満たされた場合、スキッドトゥターン信号を生成し；前記対応の角度閾値が満たされた場合、前記スキッドトゥターン信号よりも低い帯域幅を有するバンクトゥターン信号を生成し；前記バンクトゥターン信号に、前記スキッドトゥターン信号で使用されるラダー積分器に比例するラダー積分器フィードバックを追加し；前記機体の横力が横力閾値を満たしている場合に前記バンクトゥターン信号を通過させる一連のゲインによって構成されたローパスフィルタを使用して前記バンクトゥターン信号をフィルタリングするように構成される。
【0005】
[0005] 機体を有する航空機を誘導するための航空機自動操縦誘導制御システムの一実施形態は、ヨー角差及びピッチ角差が対応の角度閾値を満たすかどうかを決定するように構成されたプロセッサと；前記対応の角度閾値が満たされた場合、スキッドトゥターン信号を生成するように構成されたスキッドトゥターンモジュールと；生成された前記スキッドトゥターン信号よりも低い帯域幅を有するバンクトゥターン信号を生成するように構成されたバンクトゥターンモジュールと；前記バンクトゥターン信号にラダー積分器フィードバック信号を追加するように構成されたラダー積分器モジュールであって、前記ラダー積分器フィードバック信号はラダー積分器に比例してもよい、ラダー積分器モジュールと；生成された前記バンクトゥターン信号をフィルタリングするように構成されたフィルタモジュールであって、前記機体に作用する横力が横力閾値を満たす場合に前記バンクトゥターン信号を通過させるゲインのセットによって構成されたローパスフィルタを備えるフィルタモジュールと、を含んでもよい。
【0006】
[0006] 追加のシステム実施形態では、前記プロセッサは、機体から目標までの見通し線信号を受信し、見通し線速度信号を受信し、かつ、前記機体から目標までの見通し線信号及び前記見通し線速度信号に基づいて前記ヨー角差及び前記ピッチ角差を決定するようにさらに構成されてもよい。追加のシステム実施形態では、前記スキッドトゥターンモジュールは、前記スキッドトゥターン信号を実施するためのループをさらに備え；前記ラダー積分器モジュールは、前記スキッドトゥターン信号を実施するための前記ループからの出力を受信するように構成されたラダー積分器フィードバックゲインをさらに備え；前記バンクトゥターンモジュールは、前記ラダー積分器フィードバックゲインからの出力を受信するように構成された、前記バンクトゥターン信号を実施するためのループをさらに備えている。
【0007】
[0007] 追加のシステム実施形態では、前記スキッドトゥターン信号を実施するための前記ループは：機体横比力コマンドモジュールと；前記機体横比力コマンドモジュールから信号を受信するように構成されたスキッドトゥターン定常ゲインと；前記スキッドトゥターン定常ゲインから信号を受信するように構成されたスキッドトゥターン加速度誤差総計ジャンクション（junction）と；前記スキッドトゥターン加速度誤差ジャンクションから信号を受信するように構成された前記スキッドトゥターン加速度誤差ゲインと；前記スキッドトゥターン加速度誤差ゲインから信号を受信するように構成されたスキッドトゥターン速度誤差コマンド総計ジャンクションと；前記スキッドトゥターン速度誤差コマンド総計ジャンクションから信号を受信するように構成されたスキッドトゥターン速度誤差積分器ゲインと；前記スキッドトゥターン速度誤差積分器ゲインから信号を受信するように構成されたラダー積分器モジュールと；前記ラダー積分器モジュールから信号を受信するように構成されたスキッドトゥターン速度誤差総計ブロックと；前記スキッドトゥターン速度誤差総計ブロックから信号を受信するように構成されたスキッドトゥターンラダーコマンド制御ゲインと；前記スキッドトゥターンラダーコマンド制御ゲインから信号を受信するように構成されたスキッドトゥターンラダーコマンド動圧スケーリングゲインと、をさらに備えている。
【0008】
[0008] 追加のシステム実施形態では、前記ラダー積分器フィードバックゲインは、前記ラダー積分器モジュールから信号を受信するように構成されてもよく、かつ、前記ラダー積分器フィードバックゲインは、ラダー積分器信号を生成するように構成されてもよい。追加のシステム実施形態では、前記バンクトゥターン信号を実施するための前記ループはさらに：ロール角コマンドモジュールと；前記ロール角コマンドモジュールからの信号及び生成された前記ラダー積分器信号に基づいて生成された拡張バンクトゥターン信号と；前記拡張バンクトゥターン信号を受信するように構成されたメインフィルタモジュールと；前記メインフィルタモジュールから信号を受信するように構成されたロール角誤差総計ジャンクションと；前記ロール角誤差総計ジャンクションから信号を受信するように構成されたロール角誤差比例ゲインと；前記ロール角誤差比例ゲインから信号を受信するように構成されたロール速度コマンド比例積分総計ジャンクションと；前記ロール角誤差総計ジャンクションから信号を受信するように構成されたロール角誤差積分ゲインと；前記ロール角誤差積分ゲインから信号を受信するように構成されたロール角誤差積分器と；前記ロール角誤差積分器からの信号、前記ロール速度コマンド比例積分総計ジャンクションからの信号、及び、ロール速度フィードバックゲインからの信号を受信するように構成されたロール速度誤差総計ジャンクションと；前記ロール速度誤差総計ジャンクションから信号を受信するように構成されたロール補助翼コマンド動圧スケーリングゲインと、をさらに備えている。
【0009】
[0009] 追加のシステム実施形態では、前記ロール角コマンドモジュールは前記ローパスフィルタをさらに備えている。追加のシステム実施形態では、前記ロール角コマンドモジュールは、前記機体横比力コマンドモジュールによって生成される前記スキッドトゥターン信号よりも低い帯域幅で前記バンクトゥターン信号を生成するために非ゼロ値に設定するように構成されてもよい。追加のシステム実施形態では、前記メインフィルタモジュールは、前記バンクトゥターン信号を実施するための前記ループと、前記スキッドトゥターン信号を実施するための前記ループとを切り離すように構成されてもよい。追加のシステム実施形態では、前記メインフィルタモジュールのローパスフィルタは、前記バンクトゥターン信号が前記スキッドトゥターン信号よりも低い帯域幅を有することを保証するように構成されてもよい。
【0010】
[0010] 追加のシステム実施形態では、前記プロセッサは：１以上のアクチュエータコマンドを生成し；かつ、車両プラントダイナミクスに前記１以上のアクチュエータコマンドを出力するようにさらに構成されてもよい。追加のシステム実施形態では、前記車両プラントダイナミクスは：前記スキッドトゥターンラダーコマンド動圧スケーリングゲインから信号を受信するように構成されたスキッドトゥターンラダーアクチュエータ伝達関数モデルと；前記ロール補助翼コマンド動圧スケーリングゲインから信号を受信するように構成されたロール補助翼アクチュエータ伝達関数モデルと；前記スキッドトゥターンラダーアクチュエータ伝達関数モデルからの信号及び前記ロール補助翼アクチュエータ伝達関数モデルからの信号を受信するように構成された車両横ダイナミクス状態空間モデルと、を備えている。
【0011】
[0011] 追加のシステム実施形態では、前記システムは、１以上の光学センサをさらに備え、前記１以上の光学センサは、前記機体から目標までの見通し線を生成するように構成されてもよい。追加のシステム実施形態では、前記システムは、１以上の微分器をさらに備え、前記１以上の微分器は、前記見通し線速度を生成するように構成されてもよい。追加のシステム実施形態では、生成された前記見通し線速度は、慣性系で表される見通し線ベクトルの微分を含む。
【0012】
[0012] 追加のシステム実施形態では、前記システムは、１以上の横力オプティマイザをさらに備え、前記１以上の横力オプティマイザは、前記プロセッサに前記横力閾値を提供するように構成されてもよい。追加のシステム実施形態では、前記横力閾値は、最適化を通じて選択され、かつ、飛行前に設定されてもよい。
【0013】
[0013] 追加のシステム実施形態では、前記システムは、１以上の角度閾値オプティマイザをさらに備え、前記１以上の角度閾値オプティマイザは、前記プロセッサに前記角度閾値を提供するように構成されてもよい。追加のシステム実施形態では、前記角度閾値は、最適化を通じて選択され、かつ、前記飛行前に設定されてもよい。
【0014】
[0014] 図面中の構成要素は必ずしも縮尺通りではなく、代わりに本発明の原理を説明することに重点が置かれている。同様の参照符号が、異なる図全体を通じて対応の部分を示している。実施形態は、添付図面の図において限定ではなく例として示されている。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】[0015] 本開示の一実施形態に係る、ミサイルなどの操縦翼面を有する航空機に作用するピッチ平面内の垂直抗力を示している。
【図2A】[0016] 本開示の一実施形態に係る、スキッド（skidding）ターンを実行する例示的なミサイルを示している。
【図2B】[0017] 本開示の一実施形態に係る、バンク（banking）ターンを実行する例示的なミサイルを示している。
【図3】[0018] 本開示の一実施形態に係る、航空機自動操縦誘導制御システムの一実施形態の高レベルブロック図を示している。
【図4A】[0019] 本開示の一実施形態に係る、結合されたバンクトゥターン／スキッドトゥターン誘導システムのブロック図を示している。
【図4B】[0020] 本開示の一実施形態に係る、誘導制御方法及びシステムの一実施形態のブロック図を示している。
【図4C】[0021] 本開示の一実施形態に係る、誘導制御方法及びシステムの一実施形態のブロック図を示している。
【図4D】[0022] 本開示の一実施形態に係る、誘導制御方法及びシステムの一実施形態のブロック図を示している。
【図5】[0023] 本開示の一実施形態に係る、メインフィルタモジュールの一実施のブロック図を示している。
【図6】[0024] 本発明の一実施形態に係る、メインフィルタモジュールの全体構成を示している。
【図7】[0025] 本開示の一実施形態に係る、経時的に変化するスキッドトゥターン誘導及びバンクトゥターン誘導からの寄与を示している。
【図8】[0026] 本開示の一実施形態に係る、シミュレーション及びテストにおける例示的な機体モデルを示している。
【図9A】[0027] 本開示の一実施形態に係る、典型的なスキッドトゥターン誘導システムからのステップ応答を示している。
【図9B】[0028] 本開示の一実施形態に係る、ロールバイアススキッドトゥターン誘導に基づくステップ応答を示している。
【図10A】[0029] 時間領域応答データを含む表を示している。
【図10B】[0030] 平均誤差半径の結果を含む表を示している。
【図11A】[0031] 本開示の一実施形態に係る、静止目標の終端誘導ミス距離を示している。
【図11B】[0032] 本開示の一実施形態に係る、移動目標の終端誘導ミス距離を示している。
【図12】[0033] 本開示の一実施形態に係る、移動目標を図示している。
【図13】[0034] バンクトゥターン信号及びスキッドトゥターン信号を使用してミサイルを誘導するための方法実施形態を示している。
【図14】[0035] 本システム及びプロセスの一実施形態を実施するためのコンピューティングシステムの高レベルブロック図及びプロセスを示している。
【図15】[0036] 一実施形態が実施され得る例示的なシステムのブロック図及びプロセスを示している。
【図16】[0037] 本明細書に開示されるシステム及びプロセスの一実施形態を実施するためのクラウドコンピューティング環境を示している。
【発明を実施するための形態】
【0016】
[0038] 以下の説明は、本明細書に開示される実施形態の一般原理を説明することを目的として行われ、かつ、本明細書に開示される概念を限定することを意図していない。さらに、本明細書に記載される特定の特徴は、さまざまに可能な組み合わせ及び順列の各々において、他の記載される特徴と組み合わせて使用されてもよい。本明細書で特に別途定義されない限り、すべての用語には、説明から示唆される意味、並びに、当業者によって理解される意味、及び／又は、辞書、論文等で定義される意味を含む、可能な限り最も広範な解釈が与えられるものとする。
【0017】
[0039] 航空機誘導のための方法及びシステムの実施形態が本明細書に開示される。一実施形態は、航空機自動操縦誘導のための方法及びシステムを提供する。一実施形態では、バンクトゥターン航空機誘導制御は、航空機がバンクターンを実行して、それによって、航空機がそのロール旋回軸を中心に回転するように航空機の操縦翼面を操作する方法を実施する制御システムを備えている。バンクターン中、航空機が受ける向心力が垂直揚力の水平成分に等しくなるように航空機が制御される。これは、航空機の補助翼を調整して所望のロール角まで航空機を回転させることによって実現されてもよい。一例では、バンクトゥターン誘導は、大きな横力を必要とするターンに適している。バンクトゥターン（ＢＴＴ）には、スキッドトゥターン（ＳＴＴ）よりも大きな横力を生成するという利点があり、これは、比較的大きなロール角（＞３０度）を指令することで実現されてもよい。これらの角度では、大きなピッチ垂直抗力が必要とされるが、それには大きな横力が必要とされる。
【0018】
[0040] 目標に航空機を誘導するための誘導方法を実施する航空機誘導システムが本明細書に開示される。一実施形態では、前記誘導は、航空機の機体から目標までの見通し線角度及び見通し線速度を計算するステップを含む。目標見通し線角度及び見通し線速度は、車載カメラベースの目標トラッカを使用して決定される。車両が目標を追跡している場合、カメラトラッカは常にアクティブであってもよい。ある実施形態では、ヨー角及びピッチ角の閾値は、カメラトラッカには関連せず、かつ、目標との交戦の時間になったときにロールバイアスＳＴＴアルゴリズムをオンにするためにのみ使用されてもよい。
【0019】
[0041] ヨー角差及びピッチ角差を決定するために使用されるパラメータは、Ｐｓｉ、Ｐｓｉ＿ｔｇｔ及びＰｓｉ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｆｏｒ＿ａｒｃｏｖｅｒであってもよい。Ｐｓｉは航空機のヨー角である。Ｐｓｉ＿ｔｇｔは、航空機のヨー角と目標見通し線角度との間のヨー角、すなわち、ヨー指示誤差又はヨー角差である。Ｐｓｉ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｆｏｒ＿ａｒｃｏｖｅｒは、ｐｓｉ＿ｔｇｔの絶対値がこの閾値より小さいかどうかであり、その後、融合ＳＴＴ／ＢＴＴ誘導が開始される。
【0020】
[0042] シータは航空機のピッチ角である。ｔｈｅｔａ＿ｔｇｔは、航空機のピッチ角と目標見通し線ピッチ角との間のピッチ角である。ｔｈｅｔａ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｆｏｒ＿ａｒｃｏｖｅｒは、ｔｈｅｔａ＿ｔｇｔが、ｔｈｅｔａ＿ｔｇｔより小さい（より負である）かどうかであり、その後、融合ＳＴＴ／ＢＴＴ誘導が開始される。
【0021】
[0043] 選択された角度閾値は、比較よりも大きい又は小さい場合がある。（ａｂｓ（ｐｓｉ＿ｔｇｔ）＜ｐｓｉ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｆｏｒ＿ａｒｃｏｖｅｒ）の場合。（ｔｈｅｔａ＿ｔｇｔ＜ｔｈｅｔａ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｆｏｒ＿ａｒｃｏｖｅｒ）の場合。両方の閾値は最適化を通じて選択されてもよい。
【0022】
[0044] 選択された角度閾値が満たされた場合、スキッドトゥターン信号が生成され、かつ、スキッドトゥターン信号よりも低い帯域幅を有するバンクトゥターン信号が生成される。バンクトゥターン信号及びスキッドトゥターン信号の両方が生成された後、ラダー積分器フィードバック信号がバンクトゥターン信号に追加され、ラダー積分器フィードバック信号はラダー積分器に比例する。
【0023】
[0045] 一実施形態では、バンクトゥターン信号は、横力コマンドが横力閾値を満たす場合にバンクトゥターン信号を通過させるためのゲインのセットによって構成されたローパスフィルタを使用してフィルタリングされる。横力閾値によりＢＴＴセグメントがアクティブにされる。ＳＴＴ単独で処理可能な低い横力コマンドの場合、指令されたロール角を変更することによってＢＴＴを従事させる必要はない。指令された横力が横力閾値を下回る場合、バンクトゥターン信号は一定のままである。これは、ＢＴＴセグメントをアクティブにする閾値である。ＳＴＴ単独で処理可能な低い横力コマンドの場合、指令されたロール角を変更することによってＢＴＴを従事させる必要はなくてもよい。ある実施形態では、横力閾値は最適化を通じて決定されてもよい。
【0024】
[0046] ある実施形態では、ローパスフィルタが使用されて結果を最適化してもよい。最適な結果を得るには、ＢＴＴ信号とＳＴＴ信号とをローパスフィルタでデカップリングすることが非常に重要である。ある実施形態では、開示された誘導アルゴリズムは、フィルタなしで機能してもよい。
【0025】
[0047] ゲインには、ｔａｕ＿ｐｈｉ＿ｒｏｌｌ＿ｂｉａｓ、ｐｈｉ＿ｓｔｔ＿ｉｎｔ、ｐｈｉ＿ｌｉｍ＿ｒｏｌｌ＿ｂｉａｓ及びｐｈｉ＿ｃｍｄ＿ｒａｔｅ＿ｌｉｍｉｔが含まれてもよい。ｔａｕ＿ｐｈｉ＿ｒｏｌｌ＿ｂｉａｓはローパスフィルタの時定数である。ｔａｕ＿ｐｈｉ＿ｒｏｌｌ＿ｂｉａｓはローパスフィルタの唯一のゲインであってもよい。ｐｈｉ＿ｓｔｔ＿ｉｎｔは、追加のロールバイアスを追加するためにラダー積分器で乗算されるゲインである。ｐｈｉ＿ｌｉｍ＿ｒｏｌｌ＿ｂｉａｓは、ＢＴＴから指令可能な最大ロール角である。ｐｈｉ＿ｃｍｄ＿ｒａｔｅ＿ｌｉｍｉｔは、ＢＴＴから指令されたロール角のスルー速度制限である。
【0026】
[0048] 横力閾値を満たす航空機の機体上の横力の閾値は、ｆｙｐ＿ｓｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｆｏｒ＿ｒｏｌｌ＿ｂｉａｓであってもよい。ｆｙｐ＿ｓｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｆｏｒ＿ｒｏｌｌ＿ｂｉａｓは、それを超えるとＢＴＴが追加される横力指令の閾値である。（ａｂｓ（ｓｉｄｅｆｏｒｃｅ ｃｏｍｍａｎｄ）＞ｆｙｂ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｒｏｌｌ＿ｂｉａｓ）の場合。
【0027】
[0049] 一実施形態では、スキッドトゥターン航空機誘導制御は、航空機がスキッドターンを実行し、それによって、航空機がそのヨー旋回軸を中心に回転するように航空機の制御翼面を操作する方法を実施する制御システムを備えている。スキッドターン中、航空機が受ける向心力が水平揚力に相当するように制御される。これは、航空機ラダーを調整して所望のヨー角に航空機を回転させることによって達成されてもよい。一例では、スキッドトゥターン誘導は、迅速かつ正確なヨー補正と小さなロール補正のみとを必要とするターンに適している。
【0028】
[0050] 航空機の１つのタイプの構成は、航空機の重心の近くに取り付けられた大きな水平翼と、その意図した目標に車両を誘導するためのステアリングと、を備えている。この構成では、車両の総重力を相殺する大きな垂直抗力がロールで回転して、目標に向かう横力の水平加速度を生成する一方で、垂直尾翼のラダーがヨーダンパーを採用してヨー速度を最小限に抑え、かつ、ターンの調整を支援する。この構成は、長距離巡航ミッションに適しており、かつ、バンクトゥターンステアリングによりエンジンの失火の原因となる横滑りを最小限に抑えるので、空気呼吸燃焼エンジンにとってさらなる利点を有している。
【0029】
[0051] 急勾配の終末目標との交戦では、重力を相殺するために必要な垂直抗力は最小限で済む。この条件でバンクトゥターンを使用して横力を生成するためには、システムはまず、ピッチ垂直抗力が生成されることを必要とする。これにより、最初は意図した垂直方向トラックを乱す可能性があるが、適切にロールすると、最終的には所望の横力を提供し得る。現在利用可能な垂直抗力も小さい場合、横力の調整を小さくするには、ロール角の逸脱を大きくする必要がある場合がある。この条件は、目標トラッキングノイズの存在下でさらに悪化し、かつ、ロール角コマンドの特異点を引き起こす可能性がある。
【0030】
[0052] 十分な横力の根拠（authority）がある場合、スキッドトゥターンの横力制御を採用すると、ピッチとヨーとの動作が切り離され、応答速度が向上し、横方向のミス距離が減少する。垂直方向の翼を追加して十字型の構成を作成すると、必要な横方向の根拠が得られる。ただし、結果として生じる抗力の寄与により、長距離性能を大幅に低下させる。
【0031】
[0053] 本明細書で開示される一実施形態では、航空機自動操縦誘導制御はスキッドトゥターン誘導及びバンクトゥターン誘導を含み、横加速度制御を提供するためにスキッドトゥターン誘導がバンクトゥターン誘導で拡張される。好ましい実施形態では、システムはＳＴＴのみを使用する。ある実施形態では、大きなヨー補正、例えば、したがって、大きな横力が必要とされる場合、ＳＴＴは不十分である。ＢＴＴの利点は大きな横力能力であるので、ＳＴＴがＢＴＴで拡張されると、このギャップは埋められる。
【0032】
[0054] 本明細書に開示される誘導方法の一実施形態は、航空機の機体から目標までの見通し線角度及び見通し線速度を計算するステップを含む。目標見通し線角度及び見通し線速度は、航空機のヨー角差及びピッチ角差が、対応の選択された角度閾値を満たすかどうかを決定するために使用される。選択された角度閾値が満たされた場合、その後、スキッドトゥターン信号が生成され、かつ、スキッドトゥターン信号よりも低い帯域幅を有するバンクトゥターン信号が生成される。バンクトゥターン信号及びスキッドトゥターン信号の両方が生成された後、ラダー積分器フィードバック信号がバンクトゥターン信号及びスキッドトゥターン信号に追加され、ラダー積分器フィードバック信号はラダー積分器に比例する。一実施形態では、バンクトゥターン信号は、航空機の機体に作用する横力が横力閾値を満たす場合にバンクトゥターン信号を通過させるためのゲインのセットによって構成されたローパスフィルタを使用してフィルタリングされる。
【0033】
[0055] 本明細書に開示されるシステム及び方法の一実施形態は、ラダー積分器フィードバックによるロールバイアススキッドトゥターン誘導を提供する。制御システム及び方法の一例は、スキッドトゥターンの３ループ積分器に比例するバンクトゥターンステアリングで拡張されたスキッドトゥターンの３ループ横加速度制御自動操縦を備えている。この融合された自動操縦は、スキッドトゥターンの高帯域幅を維持しながら、大きな永続的な横力コマンドをバンクトゥターン制御ループに徐々にオフロードする。関連のゲインの最適化は、所望の応答を提供し、かつ、ミス距離を減らすために採用される。
【0034】
[0056] 図面を参照して、開示された方法及びシステムの例示的な実施形態を本明細書でさらに説明する。
【0035】
[0057] 図１は、ミサイル３０などの、操縦翼面を有する航空機に作用するピッチ平面内の垂直抗力の図示１０を示している。この場合、ミサイル３０は、ピッチ角θに等しい迎角α、バンク角Φ及びゼロ横滑り角で飛行している。ピッチ平面内の垂直抗力は、バンク角Φを制御することによって回転させられて、目標に向かってミサイル３０を誘導する。
【0036】
[0058] 図２Ａは、ヨー平面内でスキッドターン４１を実行する例示的なミサイル４０を示している。ミサイル４０は、ミサイル４０のロール軸をその元の向きから約９０度回転させてスキッドターンを終了する。
【0037】
[0059] 図２Ｂは、ロール平面内でバンクターン５１を実行する例示的なミサイル５０を示している。ミサイル５０は、ミサイル５０のヨー軸及びピッチ軸を元の向きから約３０度回転させてバンクターンを終了する。
【0038】
[0060] 図３は、航空機自動操縦誘導制御システム１００の一実施形態の高レベルブロック図を示している。航空機自動操縦誘導制御システム１００は、アドレス可能メモリ１０６を有するプロセッサ１０１を含んでもよい。プロセッサ１０１は、１以上の光学センサ測定値を提供する１以上の光学センサ１０７からの機体から目標までの見通し線を計算するように構成されてもよい。プロセッサ１０１はまた、１以上の微分器１０８から見通し線速度を計算するように構成されてもよい。１以上の微分器１０８は、慣性系で表される見通し線ベクトルの微分を提供してもよい。１以上の角度閾値オプティマイザ１０９は、プロセッサ１０１に１以上の角度閾値を提供してもよい。角度閾値は、最適化を通じて選択されてもよく、かつ、飛行前に設定されてもよい。１以上の横力オプティマイザ１１１が、プロセッサ１０１に１以上の横力閾値を提供してもよい。横力閾値は、最適化を通じて選択されてもよく、かつ、飛行前に設定されてもよい。プロセッサ１０１は、ヨー角差及びピッチ角差が、１以上の角度閾値オプティマイザ１０９によって提供された対応の角度閾値を満たすかどうかを決定するようにさらに構成されてもよい。ある実施形態では、１以上の角度閾値オプティマイザ１０９は、最良の精度の結果を与えるパラメータを見つけるために、オフライン最適化を通じて角度閾値を決定してもよい。ある実施形態では、角度閾値が決定されると、角度閾値は、設定されてもよく、かつ、飛行中に変化しなくてもよい。プロセッサ１０１は、１以上のオプティマイザ１０９からの対応の角度閾値が満たされる場合、スキッドトゥターンモジュール１０５を介してスキッドトゥターン信号を生成するようにさらに構成されてもよい。プロセッサ１０１は、１以上のオプティマイザ１０９からの対応の閾値が満たされる場合、スキッドトゥターンモジュール１０５からのスキッドトゥターン信号よりも低い帯域幅を有するバンクトゥターンモジュール１０２を介してバンクトゥターン信号を生成するようにさらに構成されてもよい。プロセッサ１０１は、スキッドトゥターンモジュール１０５からのスキッドトゥターン信号で使用されるラダー積分器に比例するラダー積分器モジュール１０４を介してラダー積分器フィードバックを、バンクトゥターンモジュール１０２に追加するようにさらに構成されてもよい。プロセッサ１０１は、機体の横力が１以上の横力オプティマイザ１１１からの横力閾値を満たす場合、バンクトゥターンモジュール１０２からのバンクトゥターン信号を通過させるためのゲインのセットによって構成されたローパスフィルタ１０３を使用して、バンクトゥターンモジュール１０２からのバンクトゥターン信号をフィルタリングするようにさらに構成されてもよい。ある実施形態では、１以上の角度横力オプティマイザ１１１は、最良の精度の結果を与えるパラメータを見つけるためにオフライン最適化を通じて横力閾値を決定してもよい。ある実施形態では、横力閾値が決定されると、横力閾値は、設定されてもよく、かつ、飛行中に変化しなくてもよい。プロセッサ１０１は、車両プラントダイナミクスモジュール１１２にアクチュエータコマンドを送信するようにさらに構成されてもよい。アクチュエータコマンド及び車両プラントダイナミクス１１２モジュールは、アクチュエータ、補助翼、昇降舵、ラダーなどを制御して、ＢＴＴ及び／又はＳＴＴ操縦において航空機及び／又はミサイルを制御してもよい。
【0039】
[0061] 図４Ａは、線形プラントダイナミクスを使用したバンクトゥターン及びスキッドトゥターン融合誘導システム６０を示している。システム６０は、バンクトゥターン誘導を実施するループ６２と、スキッドトゥターン誘導を実施するループ６１と、を含んでもよい。ある実施形態では、両方のループ６１、６２が同時に実行されてもよい。機体横比力コマンドモジュール３２０は、スキッドトゥターン信号を生成するように構成される。ロール角コマンドモジュール３５０は、機体横比力コマンドモジュール３２０によって生成されたスキッドトゥターン信号よりも低い帯域幅を有するバンクトゥターン信号を生成するために非ゼロ値に設定されるように構成されてもよい。
【0040】
[0062] ループ６２は、バンクトゥターン内部制御誘導処理を実施するように構成され、一実施形態では、ループ６２は、プロセッサモジュール３４１、３４２、３４３、３４４、３４５、３４６及び３４７を備えている。これらには、ロール角誤差総計ジャンクション３４１、ロール角誤差比例ゲイン３４２、ロール速度コマンド比例積分総計ジャンクション３４３、ロール角誤差積分ゲイン３４４、ロール角誤差積分器３４５、ロール速度誤差総計ジャンクション３４６及びロール速度フィードバックゲイン３４７が含まれている。
【0041】
[0063] ループ６１は、スキッドトゥターン誘導処理を実施するように構成され、一実施形態では、ループ６１は、プロセッサモジュール３１１、３１２、３１３、３１４、３１５、３３０、３１６及び３１７を備えている。これらには、スキッドトゥターン定常ゲイン３１１、スキッドトゥターン加速度誤差総計ジャンクション３１２、スキッドトゥターン加速度誤差ゲイン３１３、スキッドトゥターン速度誤差コマンド総計ジャンクション３１４、スキッドトゥターン速度誤差積分器ゲイン３１５、ラダー積分器モジュール３３０、スキッドトゥターン速度誤差総計ブロック３１６及びスキッドトゥターンラダーコマンド制御ゲイン３１７が含まれる。
【0042】
[0064] 図４Ｂは、本明細書に開示される誘導制御方法及びシステム３００の一実施形態のブロック図を示している。システム３００は、スキッドトゥターン（ＳＴＴ）誘導を実施するためのループ３１０と、線形プラントダイナミクス及びラダー積分器フィードバックによってＳＴＴループ３１０に結合されたバンクトゥターン（ＢＴＴ）誘導を実施するためのループ３４０と、を含む。
【0043】
[0065] 一実施形態では、ＳＴＴループ３１０は、スキッドトゥターン信号を生成するための機体横比力コマンドモジュール３２０と、ラダー積分器モジュール３３０と、を備えている。一実施形態では、ＢＴＴループ３４０は、機体横比力コマンドモジュール３２０によって生成されたスキッドトゥターン信号よりも低い帯域幅を有するバンクトゥターン信号を生成するために非ゼロ値に設定されたロール角コマンドモジュール３５０を含んでもよい。
【0044】
[0066] ロール角コマンドモジュール３５０からのバンクトゥターン信号は、ラダー積分器モジュール３３０からのラダー積分器フィードバックゲイン３３５を含めること、例えば追加することによって、コマンドジャンクションモジュールで拡張される。ラダー積分器信号３５１は、ラダー積分器３３０に対するラダー積分器フィードバック信号である。ラダー積分器３３０は、ラダー積分器フィードバックゲイン３３５を乗じて、ラダー積分器信号３５１を生成する。拡張バンクトゥターン信号３５２はメインフィルタモジュール３６０に入力されてもよい。メインフィルタ３６０は、外側ループ３４０と内側ループ３１０とを切り離すことができる。
【0045】
[0067] 「ラダー積分器フィードバック」部分には、ラダー積分器３３０、ラダー積分器フィードバックゲイン３３５及びラダー積分器フィードバックによるバンクトゥターン成分３５１が含まれる。メインフィルタモジュール３６０のローパスフィルタは、バンクトゥターン信号がスキッドトゥターンコントローラよりも低い帯域幅を有することを保証する。一実施形態では、バンクトゥターン内部制御ループは、プロセッサモジュール３４１、３４２、３４３、３４４、３４５、３４６及び３４７を備えている。これらには、ロール角誤差総計ジャンクション３４１、ロール角誤差比例ゲイン３４２、ロール速度コマンド比例積分総計ジャンクション３４３、ロール角誤差積分ゲイン３４４、ロール角誤差積分器３４５、ロール速度誤差総計ジャンクション３４６及びロール速度フィードバックゲイン３４７が含まれる。
【0046】
[0068] 図４Ｂに示されるものは、比例－積分－微分（ＰＩＤ）フィードバック制御ループである。ある実施形態では、この「内部制御ループ」は、開示されたシステム及び方法のように、ロールバイアススキッドトゥターンを維持しながら、他のアーキテクチャを使用してもよい。一実施形態では、スキッドトゥターン内部ループコントローラは、プロセッサモジュール３１１、３１２、３１３、３１４、３１５、３３０、３１６及び３１７を備えている。これらには、スキッドトゥターン定常ゲイン３１１、スキッドトゥターン加速度誤差総計ジャンクション３１２、スキッドトゥターン加速度誤差ゲイン３１３、スキッドトゥターン速度誤差コマンド総計ジャンクション３１４、スキッドトゥターン速度誤差積分器ゲイン３１５、ラダー積分器モジュール３３０、スキッドトゥターン速度誤差総計ブロック３１６及びスキッドトゥターンラダーコマンド制御ゲイン３１７が含まれる。
【0047】
[0069] 図４Ｂは、３ループの内部ループ制御アーキテクチャを示している。ある実施形態では、開示されたロールバイアススキッドトゥターンアルゴリズムを維持しながら、異なる内部ループ制御アーキテクチャが代用されてもよい。図４Ｂはまた、ロール補助翼コマンド動圧スケーリングゲイン３４８、ロール補助翼アクチュエータ伝達関数モデル３４９、ロール信号スコープ３８１、スキッドトゥターンラダーコマンド動圧スケーリングゲイン３１８、スキッドトゥターンラダーアクチュエータ伝達関数モデル３１９、車両横ダイナミクス状態空間モデル３８０及びスキッドトゥターン信号スコープ３８２を示している。スコープ３８１、３８２は、信号の時刻歴を表示するために使用されてもよい。スコープ３８１、３８２は、シミュレーションにおける視覚化及び／又は分析のために使用されてもよい。スコープ３８１、３８２は、アルゴリズムの一部でなくてもよく、及び／又は、プロセッサ（１０１、図３）上で実行されてもよい。１以上の光学センサ３９０が、機体から目標までの見通し線を提供する。１以上の微分器３９２が見通し線速度を提供する。
【0048】
[0070] 図４Ｃは、本開示の一実施形態に係る誘導制御方法及びシステム３０１の一実施形態のブロック図を示している。図４Ｃは図３の一実施例である。図３の要素は、図４Ｃの実施形態の要素にマッピングされる。図３及び図４Ｃを参照すると、プロセッサ１０１は、要素：スキッドトゥターン（ＳＴＴ）誘導を実施するためのループ３１０、スキッドトゥターン定常ゲイン３１１、スキッドトゥターン加速度誤差総計ジャンクション３１２、スキッドトゥターン加速度誤差ゲイン３１３、スキッドトゥターン速度誤差コマンド総計ジャンクション３１４、スキッドトゥターン速度誤差積分器ゲイン３１５、スキッドトゥターン速度誤差総計ブロック３１６、スキッドトゥターンラダーコマンド制御ゲイン３１７、スキッドトゥターンラダーコマンド動圧スケーリングゲイン３１８、機体横比力コマンドモジュール３２０、ラダー積分器フィードバックゲイン３３５、バンクトゥターン（ＢＴＴ）誘導を実施するためのループ３４０、ロール角誤差総計ジャンクション３４１、ロール角誤差比例ゲイン３４２、ロール速度コマンド比例積分総計ジャンクション３４３、ロール角誤差積分ゲイン３４４、ロール角誤差積分器３４５、ロール速度誤差総計ジャンクション３４６、ロール速度フィードバックゲイン３４７、ロール補助翼コマンド動圧スケーリングゲイン３４８、ロール角コマンドモジュール３５０、ラダー積分器信号３５１、拡張バンクトゥターン信号３５２及びメインフィルタモジュール３６０を含んでもよい。バンクトゥターンモジュール１０２は：バンクトゥターン（ＢＴＴ）誘導を実施するためのループ３４０、ロール角誤差総計ジャンクション３４１、ロール角誤差比例ゲイン３４２、ロール速度コマンド比例ゲイン３４２、ロール速度コマンド比例積分総計ジャンクション３４３、ロール角誤差積分ゲイン３４４、ロール角誤差積分器３４５、ロール速度誤差総計ジャンクション３４６、ロール速度フィードバックゲイン３４７、ロール補助翼コマンド動圧スケーリングゲイン３４８、ロール角コマンドモジュール３５０、ラダー積分器信号３５１、拡張バンクトゥターン信号３５２及びメインフィルタモジュール３６０を含んでもよい。ローパスフィルタ１０３は、要素：ロール角コマンドモジュール３５０を含んでもよい。ラダー積分器モジュール１０４は、要素：ラダー積分器フィードバックゲイン３３５を含んでもよい。スキッドトゥターンモジュール１０５は、要素：スキッドトゥターン（ＳＴＴ）誘導を実施するためのループ３１０、スキッドトゥターン定常ゲイン３１１、スキッドトゥターン加速度誤差総計ジャンクション３１２、スキッドトゥターン加速度誤差ゲイン３１３、スキッドトゥターン速度誤差コマンド総計ジャンクション３１４、スキッドトゥターン速度誤差積分器ゲイン３１５、スキッドトゥターン速度誤差総計ブロック３１６、スキッドトゥターンラダーコマンド制御ゲイン３１７、スキッドトゥターンラダーコマンド動圧スケーリングゲイン３１８、機体横比力コマンドモジュール３２０を含んでもよい。光学センサ１０７は、要素：光学センサ３９０を含んでもよい。微分器１０８は、要素：微分器３９２を含んでもよい。車両プラントダイナミクス１１２は、要素：スキッドトゥターンラダーアクチュエータ伝達関数モデル３１９、ロール補助翼アクチュエータ伝達関数モデル３４９及び機体横ダイナミクス状態空間モデル３８０を含んでもよい。
【0049】
[0071] 光学センサ３９０は、微分器３９２、機体横比力コマンドモジュール３２０及びロール角コマンドモジュール３５０に、機体から目標までの見通し線を提供してもよい。微分器３９２は、光学センサ３９０から、機体から目標までの見通し線を受信してもよい。微分器３９２は、機体横比力コマンドモジュール３２０及びロール角コマンドモジュール３５０に見通し線速度を提供してもよい。
【0050】
[0072] 機体横比力コマンドモジュール３２０は、光学センサ３９０から、機体から目標までの見通し線を受信し、微分器３９２から見通し線速度を受信してもよい。機体横比力コマンドモジュール３２０は、受信した機体から目標までの見通し線及び見通し線速度に基づく信号をスキッドトゥターン定常ゲイン３１１に出力してもよい。
【0051】
[0073] スキッドトゥターン定常ゲイン３１１は機体横比力コマンドモジュール３２０から信号を受信してもよい。スキッドトゥターン定常ゲイン３１１はスキッドトゥターン加速度誤差総計ジャンクション３１２に信号を出力してもよい。スキッドトゥターン加速度誤差総計ジャンクション３１２はスキッドトゥターン加速度誤差ゲイン３１３に信号を出力してもよい。スキッドトゥターン加速度誤差ゲイン３１３はスキッドトゥターン速度誤差コマンド総計ジャンクション３１４に信号を出力してもよい。スキッドトゥターン速度誤差コマンド総計ジャンクション３１４はスキッドトゥターン速度誤差積分器ゲイン３１５に信号を出力してもよい。スキッドトゥターン速度誤差積分器ゲイン３１５はラダー積分器モジュール３３０に信号を出力してもよい。ラダー積分器モジュール３３０は、スキッドトゥターン速度誤差総計ブロック３１６及びラダー積分器フィードバックゲイン３３５に信号を出力してもよい。ラダー積分器３３０は、ラダー積分器フィードバックゲイン３３５を乗算されて、ラダー積分器信号３５１を生成する。スキッドトゥターン速度誤差総計ブロック３１６は、スキッドトゥターンラダーコマンド制御ゲイン３１７に信号を出力してもよい。スキッドトゥターンラダーコマンド制御ゲイン３１７は、スキッドトゥターンラダーコマンド動圧スケーリングゲイン３１８に信号を出力してもよい。
【0052】
[0074] ロール角コマンドモジュール３５０は、光学センサ３９０から、機体から目標までの見通し線を受信し、かつ、微分器３９２から見通し線速度を受信してもよい。ロール角コマンドモジュール３５０は、受信した機体から目標までの見通し線及び生成されたラダー積分器信号３５１に合計される見通し線速度に基づいて信号を出力して、拡張バンクトゥターン信号３５２を出力してもよい。
【0053】
[0075] 拡張バンクトゥターン信号３５２はメインフィルタモジュール３６０に入力されてもよい。メインフィルタモジュール３６０は、外側ループ３４０と内側ループ３１０とを切り離してもよい。メインフィルタモジュール３６０は、ロール角誤差総計ジャンクション３４１に信号を出力してもよい。ロール角誤差総計ジャンクション３４１は、ロール角誤差比例ゲイン３４２及びロール角誤差積分ゲイン３４４に信号を出力してもよい。ロール角誤差積分ゲイン３４４はロール角誤差積分器３４５に信号を出力してもよい。ロール角誤差積分器３４５は、ロール速度コマンド比例積分総計ジャンクション３４３に信号を出力してもよい。ロール角誤差比例ゲイン３４２はロール速度コマンド比例積分総計ジャンクション３４３に信号を出力してもよい。ロール速度コマンド比例積分総計ジャンクション３４３は、ロール角誤差積分器３４５及びロール角誤差比例ゲイン３４２からの信号を総計してもよい。ロール速度コマンド比例積分総計ジャンクション３４３はロール速度誤差総計ジャンクション３４６に信号を出力してもよい。ロール速度誤差総計ジャンクション３４６は、ロール速度コマンド比例積分総計ジャンクション３４３及びロール速度フィードバックゲイン３４７から信号を受信してもよい。ロール速度誤差総計ジャンクション３４６は、ロール補助翼コマンド動圧スケーリングゲイン３４８に信号を出力してもよい。
【0054】
[0076] スキッドトゥターンラダーアクチュエータ伝達関数モデル３１９は、スキッドトゥターンラダーコマンド動圧スケーリングゲイン３１８から信号を受信してもよい。スキッドトゥターンラダーアクチュエータ伝達関数モデル３１９は、車両横ダイナミクス状態空間モデル３８０に信号を出力してもよい。ロール補助翼アクチュエータ伝達関数モデル３４９は、ロール補助翼コマンド動圧スケーリングゲイン３４８から信号を受信してもよい。ロール補助翼アクチュエータ伝達関数モデル３４９は、車両横ダイナミクス状態空間モデル３８０に信号を出力してもよい。
【0055】
[0077] 図４Ｄは、本開示の一実施形態に係る誘導制御方法及びシステム３０２の一実施形態のブロック図を示している。図４Ｄは図３の一実施例である。アドレス可能メモリ１０６を有するプロセッサ１０１は１以上のモジュールと通信してもよい。１以上のモジュールは、プロセッサ１０１と通信する論理回路及び／又はアナログ回路としての実施形態であってもよい。これらの論理回路及び／又はアナログ回路は、スキッドトゥターン（ＳＴＴ）誘導を実施するためのループ３１０、スキッドトゥターン定常ゲイン３１１、スキッドトゥターン加速度誤差総計ジャンクション３１２、スキッドトゥターン加速度誤差ゲイン３１３、スキッドトゥターン速度誤差コマンド総計ジャンクション３１４、スキッドゥターン速度誤差積分器ゲイン３１５、スキッドトゥターン速度誤差総計ブロック３１６、スキッドトゥターンラダーコマンド制御ゲイン３１７、スキッドトゥターンラダーコマンド動圧スケーリングゲイン３１８、機体横比力コマンドモジュール３２０、ラダー積分器フィードバックゲイン３３５、バンクトゥターン（ＢＴＴ）誘導を実施するためのループ３４０、ロール角誤差総計ジャンクション３４１、ロール角誤差比例ゲイン３４２、ロール速度コマンド比例積分総計ジャンクション３４３、ロール角誤差積分ゲイン３４４、ロール角誤差積分器３４５、ロール速度誤差総計ジャンクション３４６、ロール速度フィードバックゲイン３４７、ロール補助翼コマンド動圧スケーリングゲイン３４８、ロール角コマンドモジュール３５０、ラダー積分器信号３５１、拡張バンクトゥターン信号３５２、メインフィルタモジュール３６０、スキッドトゥターンラダーアクチュエータ伝達関数モデル３１９、ロール補助翼アクチュエータ伝達関数モデル３４９、車両横ダイナミクス状態空間モデル３８０、光学センサ３９０及び／又は微分器３９２を含んでもよい。
【0056】
[0078] 図５は、一実施形態に係るメインフィルタモジュール３６０の一実施のブロック図を示している。一実施形態では、バンクトゥターン信号を変更するための閾値チェックはプロセッサモジュール３７０、３６１、３５０ａ、３５０ｂ及び３６２を備えている。一実施形態では、バンクトゥターンフィルタは、バンクトゥターン信号がスキッドトゥターン信号よりも低い帯域幅を有することを保証するプロセッサモジュール３６３、３６４及び３６５を備えている。メインフィルタモジュール３６０は、ロール角コマンドモジュール３５０からの現在のロール角コマンド入力３５０ａ及び以前のロール角コマンド入力３５０ｂをデータ入力として受信し、かつ、ロール角コマンドフィルタ出力３５０ｃを生成する。スイッチ３６２、飽和制限３６１、ローパスフィルタ３６４及びスルー速度制限３６５は、バンクトゥターン信号３５０ｃを生成する際のステップである。一実施形態では、ロール角コマンドモジュール３５０はスキッドトゥターン方法及びプロセスを実施する。メインフィルタモジュール３６０は、絶対値モジュール３６１を利用して、機体横比力コマンドモジュール３２０からの機体横比力入力３７０の絶対値を制御入力として決定する。
【0057】
[0079] 一実施形態では、メインフィルタモジュール３６０は、現在のロール角コマンドモジュール３５０ａからの信号と以前のロール角コマンドモジュール３５０ｂからの信号とを切り替えるためのスイッチモジュール３６２を備えている。一例では、スイッチモジュール３６２は、機体横比力入力３７０の絶対値が横力閾値を満たすかどうかを決定することによって切り替えを実施する。横力閾値が満たされる場合、スイッチモジュール３６２は現在のロール角コマンドモジュール３５０ａからの信号を出力する。側方閾値が満たされない場合、スイッチモジュール３６２は、以前のロール角コマンドモジュール３５０ｂからの信号を出力してもよい。その後、スイッチモジュール３６２の出力は、ロール角コマンド出力信号３５０ｃとして出力される前に、飽和制限モジュール３６３、一次ローパスフィルタモジュール３６４及び速度制限モジュール３６５を通じてフィルタリングされる。
【0058】
[0080] 図６は、本発明の一実施形態に係るメインフィルタモジュール４００の全体構成を示している。メインフィルタモジュール４００は、バンクトゥターンダイナミクスを調整４１１するためにゲイン４１０のセットを調整することによって構成されてもよい。一実施形態では、これらすべてのゲインは、所望の応答を達成するように調整されてもよい。
【0059】
[0081] 図７は、本開示の一実施形態に係る、横力閾値が満たされた場合、経時的に変化するスキッドトゥターン誘導及びバンクトゥターン誘導からの寄与７００を示している。本開示の一実施形態によれば、時間が経過し、かつ、航空機が目標に近づくと、寄与７００は、スキッドトゥターン（ＳＴＴ）信号からバンクトゥターン（ＢＴＴ）信号にシフトする。Ｆｙｂ＿ｃｍｄは横力コマンドである。ＳＴＴによるＦｙｂ＿ｃｍｄはスキッドトゥターンによる横力コマンドである。ＢＴＴによるＦｙｂ＿ｃｍｄはバンクトゥターンによる横力コマンドである。
【0060】
[0082] 図８は、本開示の一実施形態に係る、シミュレーション及びテストにおける例示的な機体モデル８００を示している。図８の結果に使用した機体は、縮尺変更されたＣｉｔａｔｉｏｎ ＩＩモデル５５０航空機である。質量は３３．１０５ポンドであり得る。基準面積は７０１．６６２３インチ２であり得る。基準弦は１０．１２５０インチであり得る。基準翼幅は６９．３０００インチであり得る。基準重心は機首から－３２．８５００インチであり得る。他の機体及び機体パラメータも可能であり考慮される。
【0061】
[0083] 図９Ａは、典型的なスキッドトゥターン誘導システムからのＦｙｂ＿ｃｍｄ（横力コマンド）におけるステップ入力に応答するステップ応答９００を示している。
【0062】
[0084] 図９Ｂは、本開示の一実施形態に係る、バンクトゥターン誘導と、誘導に基づくラダー積分器フィードバックとによって拡張されたスキッドトゥターン誘導からのステップ応答９０２を示している。
【0063】
[0085] 図１０Ａは、時間領域応答データを含む表１０００を示している。基本的なスキッドトゥターンの場合、立ち上がり時間は約２．１３７秒で、整定時間は約３．０３０秒であってもよい。ラダー積分器フィードバックによるロールバイアススキッドトゥターンの場合、立ち上がり時間は約１．１７０秒、整定時間は約２．１５９秒であってもよい。ラダー積分器フィードバック制御アーキテクチャを有するロールバイアススキッドトゥターンの立ち上がり時間及び整定時間は、基本的なスキッドトゥターン制御アーキテクチャの立ち上がり時間及び整定時間よりも短い。
【0064】
[0086] 図１０Ｂは、本開示の実施形態に係る、平均誤差半径の結果を含む表１００２を示している。平均誤差半径（ＣＥＰ）は、命中確率が５０％である照準点を中心とする円の半径として定義される。Ｐ９０は、推定値の９０％がＰ９０推定値を上回っていることを意味する。バンクトゥターン制御アーキテクチャは、静止目標については約０．１８８のＣＥＰ及び約０．６８１のＰ９０を有し、かつ、移動目標については約０．２７２のＣＥＰ及び約１．０６５のＰ９０を有し得る。スキッドトゥターン制御アーキテクチャは、静止目標については約０．１５９のＣＥＰ及び約０．７１１のＰ９０を有し、かつ、移動目標については約０．２５９のＣＥＰ及び約１．２７１のＰ９０を有し得る。ラダー積分フィードバック制御アーキテクチャを有するロールバイアススキッドトゥターンは、静止目標については約０．１１５のＣＥＰ及び約０．３１５のＰ９０を有し、かつ、移動目標については約０．２３６のＣＥＰ及び約０．６５６のＰ９０を有し得る。
【0065】
[0087] 図１１Ａは、本明細書に開示される一実施形態に係る、ＢＴＴ１１００、ＳＴＴ１１０２、及び、ラダー積分器フィードバックによるロールバイアススキッドトゥターン誘導１１０４に基づく、静止目標の終端誘導ミス距離を示している。
【0066】
[0088] 図１１Ｂは、本明細書に開示される一実施形態に係る、ＢＴＴ１１０６、ＳＴＴ１１０８、及び、ラダー積分器フィードバックによるロールバイアススキッドトゥターン誘導１１１０に基づく、移動目標の終端誘導ミス距離を示している。したがって、図１１Ａ及び図１１Ｂは、本明細書に開示されるシステム及び方法を、ＳＴＴ誘導単独及びＢＴＴ誘導単独に対してラダー積分器フィードバックを用いてロールバイアススキッドトゥターン誘導に使用する場合に改善が示されることを示している。
【0067】
[0089] 図１２は、本開示の一実施形態に係る、移動目標のグラフィック図１２００である。移動目標は、例えば時速約１８マイルで移動している。ラダー積分器フィードバックを用いたロールバイアススキッドトゥターン誘導のための本明細書に開示されるシステム及び方法は、ＳＴＴ誘導単独及びＢＴＴ誘導単独と比較して、この目標により正確に激突するために使用されてもよい。
【0068】
[0090] 図１３は、本開示の一実施形態に係る、誘導方法実施形態１３００のフローチャートを図示している。方法１３００は、機体から目標までの見通し線角度及び見通し線速度を計算するステップを開始してもよい（ステップ１３０２）。目標見通し線角度及び見通し線速度が計算された後、方法１３００は、その後、ヨー角差及びピッチ角差が対応の角度閾値を満たすかどうかを決定するステップ（ステップ１３０４）を含んでもよい。角度閾値が満たされた場合、方法１３００は、その後、スキッドトゥターン信号を生成し（ステップ１３０６）、かつ、スキッドトゥターン信号よりも低い帯域幅を有するバンクトゥターン信号を生成してもよい（ステップ１３０８）。バンクトゥターン信号及びスキッドトゥターン信号の両方が生成された後、ラダー積分器フィードバック信号がバンクトゥターン信号に追加され、ラダー積分器フィードバック信号はラダー積分器に比例する（ステップ１３１０）。一実施では、バンクトゥターン信号及びスキッドトゥターン信号の両方が生成された後、方法は、その後、スキッドトゥターン信号及びバンクトゥターン信号にラダー積分器フィードバック信号を追加してもよい。方法１３００は、その後、機体の横力が横力閾値を満たす場合にバンクトゥターン信号を通過させるためのゲインのセットによって構成されたローパスフィルタを使用してバンクトゥターン信号をフィルタリングしてもよい（ステップ１３１２）。
【0069】
[0091] 図１４は、本明細書に開示されるシステム及びプロセスの一実施形態を実施するのに有用なコンピュータシステムを備えるコンピューティングシステムを示す高レベルブロック図１４００である。当該システムの実施形態は、異なるコンピューティング環境で実施されてもよい。コンピュータシステムは、１以上のプロセッサ１４０２を含み、かつ、さらに電子ディスプレイ装置１４０４（例えば、グラフィック、テキスト及び他のデータを表示するため）、メインメモリ１４０６（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ））、記憶装置１４０８、リムーバブル記憶装置１４１０（例えば、リムーバブル記憶ドライブ、リムーバブルメモリモジュール、磁気テープドライブ、光ディスクドライブ、コンピュータソフトウェア及び／又はデータが格納されているコンピュータ可読媒体）、ユーザインタフェースデバイス１４１１（例えば、キーボード、タッチスクリーン、キーパッド、ポインティングデバイス）、及び、通信インタフェース１４１２（例えば、モデム、ネットワークインタフェース（例えば、イーサネットカード）、通信ポート又はＰＣＭＣＩＡスロット及びカード）を含む。通信インタフェース１４１２は、コンピュータシステムと外部装置との間でソフトウェア及びデータを転送することを可能にする。このシステムはさらに、図示のように前述の装置／モジュールが接続される通信インフラストラクチャ１４１４（例えば、通信バス、クロスオーバーバー又はネットワーク）を含む。
【0070】
[0092] 通信インタフェース１４１４を介して転送される情報は、信号を搬送する通信リンク１４１６を介して、通信インタフェース１４１４によって受信可能な電子信号、電磁信号、光学信号又は他の信号などの信号の形態であってもよく、かつ、ワイヤ又はケーブル、光ファイバ、電話回線、セルラー／携帯電話リンク、無線周波数（ＲＦ）リンク及び／又は他の通信チャネルを使用して実施されてもよい。本明細書のブロック図及び／又はフローチャートを表すコンピュータプログラム命令は、コンピュータ、プログラマブルデータ処理装置又は処理装置にロードされて、そこで実行される一連の操作によってコンピュータ実施プロセスを生成してもよい。
【0071】
[0093] 実施形態に係る方法、装置（システム）及びコンピュータプログラム製品のフローチャート図及び／又はブロック図を参照して実施形態を説明した。このような図／略図の各ブロック又はそれらの組み合わせはコンピュータプログラム命令によって実施可能である。コンピュータプログラム命令は、プロセッサに提供されると、プロセッサを介して実行する命令がフローチャート及び／又はブロック図で特定された機能／動作を実施するための手段を作成するように機械を生成する。フローチャート／ブロック図の各ブロックは、実施形態を実施するハードウェア及び／又はソフトウェアのモジュール又はロジックを表してもよい。代替の実施では、ブロックに示されている機能は、図面に示されている順序以外で又は同時になどで発生してもよい。
【0072】
[0094] コンピュータプログラム（すなわち、コンピュータ制御ロジック）はメインメモリ及び／又は二次メモリに格納される。コンピュータプログラムは通信インタフェース１４１２を介して受信されてもよい。このようなコンピュータプログラムは、実行されると、本明細書で説明される実施形態の特徴をコンピュータシステムが実行することを可能にする。特に、コンピュータプログラムは、実行されると、プロセッサ及び／又はマルチコアプロセッサがコンピュータシステムの機能を実行することを可能にする。このようなコンピュータプログラムはコンピュータシステムのコントローラを表す。
【0073】
[0095] 図１５は、一実施形態が実施され得る例示的なシステム１５００のブロック図を示している。システム１５００は、１以上のサーバコンピューティングシステム１５３０に接続された家電機器などの１以上のクライアントデバイス１５０１を含む。サーバ１５３０は、情報を通信するためのバス１５０２又は他の通信機構と、情報を処理するためにバス１５０２に結合されたプロセッサ（ＣＰＵ）１５０４と、を含む。サーバ１５３０は、情報及びプロセッサ１５０４によって実行されるべき命令を記憶するためにバス１５０２に結合されたランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）又は他の動的記憶装置などのメインメモリ１５０６も含む。メインメモリ１５０６はまた、実行中に一時変数又は他の中間情報若しくはプロセッサ１５０４によって実行されるべき命令を格納するために使用されてもよい。サーバコンピュータシステム１５３０は、プロセッサ１５０４のための静的情報及び命令を記憶するために、バス１５０２に結合された読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）１５０８又は他の静的記憶装置をさらに含む。磁気ディスク又は光ディスクなどの記憶装置１５１０が、提供され、かつ、情報及び命令を記憶するためにバス１５０２に結合される。バス１５０２は、例えば、ビデオメモリ又はメインメモリ１５０６をアドレスするための３２本のアドレス線を含んでもよい。バス１５０２は、例えば、ＣＰＵ１５０４、メインメモリ１５０６、ビデオメモリ及びストレージ１５１０などのコンポーネント間でデータを転送するための３２ビットデータバスを含んでもよい。代替として、個別のデータ線及びアドレス線に代えて、多重データ／アドレス線が使用されてもよい。
【0074】
[0096] サーバ１５３０は、バス１５０２を介して、コンピュータユーザに情報を表示するためのディスプレイ１５１２に結合されてもよい。英数字キー及び他のキーを含む入力装置１５１４が、プロセッサ１５０４に情報及びコマンド選択を伝達するためにバス１５０２に結合される。別のタイプ又はユーザ入力装置が、プロセッサ１５０４に方向情報及びコマンド選択を伝達し、かつ、ディスプレイ１５１２上のカーソルの動きを制御するための、マウス、トラックボール又はカーソル方向キーなどのカーソル制御１５１６を備えている。
【0075】
[0097] 一実施形態によれば、機能は、メインメモリ１５０６に含まれた１以上の命令の１以上のシーケンスを実行するプロセッサ１５０４によって実行される。このような命令は、記憶装置１５１０などの別のコンピュータ可読媒体からメインメモリ１５０６に読み出されてもよい。メインメモリ１５０６に含まれた一連の命令を実行すると、プロセッサ１５０４は、本明細書で説明されるプロセスステップを実行する。マルチプロセッシング構成内の１以上のプロセッサは、メインメモリ１５０６に含まれた一連の命令を実行するために採用されてもよい。代替の実施形態では、実施形態を実施するために、ソフトウェア命令に代えて又はソフトウェア命令と組み合わせて、配線回路が使用されてもよい。したがって、実施形態は、ハードウェア回路とソフトウェアとの任意の特定の組み合わせに限定されない。
【0076】
[0098] 「コンピュータプログラム媒体」、「コンピュータ使用可能媒体」、「コンピュータ可読媒体」及び「コンピュータプログラム製品」という用語は、一般に、メインメモリ、二次メモリ、リムーバブルストレージドライブ、ハードディスクドライブに取り付けられたハードディスクなどの媒体及び信号を指すために使用される。これらのコンピュータプログラム製品は、コンピュータシステムにソフトウェアを提供するための手段である。コンピュータ可読媒体は、コンピュータシステムが、データ、命令、メッセージ又はメッセージパケット及びコンピュータ可読媒体からの他のコンピュータ可読情報を読み取ることを可能にする。コンピュータ可読媒体には、例えば、フロッピーディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ディスクドライブメモリ、ＣＤ－ＲＯＭ及び他の永久記憶装置などの不揮発性メモリが含まれてもよい。それらは、例えば、データ及びコンピュータ命令などの情報をコンピュータシステム間で転送する場合に有用である。さらに、コンピュータ可読媒体は、コンピュータがそのようなコンピュータ可読情報を読み取ることを可能にする有線ネットワーク又は無線ネットワークを含む、ネットワークリンク及び／又はネットワークインタフェースなどの一時的なステート媒体内のコンピュータ可読情報を含んでもよい。コンピュータプログラム（コンピュータ制御ロジックともいう。）は、メインメモリ及び／又は二次メモリに格納される。コンピュータプログラムは通信インタフェースを介して受信されてもよい。このようなコンピュータプログラムは、実行されると、コンピュータシステムが本明細書で説明する実施形態の機能を実行することを可能にする。特に、コンピュータプログラムは、実行されると、マルチコアプロセッサがコンピュータシステムの機能を実行することを可能にする。したがって、そのようなコンピュータプログラムはコンピュータシステムのコントローラを表す。
【0077】
[0099] 一般に、本明細書で使用される場合の「コンピュータ可読媒体」という用語は、実行のためにプロセッサ１５０４に命令を提供することに関与する任意の媒体を指している。このような媒体は、限定されないものの、不揮発性媒体、揮発性媒体及び伝送媒体を含む多くの形式をとり得る。不揮発性媒体には、例えば、記憶装置１５１０などの光ディスク又は磁気ディスクが含まれる。揮発性媒体には、メインメモリ１５０６などの動的メモリが含まれる。伝送媒体には、バス１５０２を構成するワイヤを含む、同軸ケーブル、銅線及び光ファイバが含まれる。伝送媒体は、電波及び赤外線データ通信中に生成される音響波又は光波の形をとることができる。
【0078】
[00100] コンピュータ可読媒体の一般的な種類には、例えば、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ又は任意のその他の磁気媒体、ＣＤ－ＲＯＭ、任意のその他の光学媒体、パンチカード、紙テープ、孔のパターンを有する任意のその他の物理媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ－ＥＰＲＯＭ、任意のその他のメモリチップ又はカートリッジ、以下に説明される搬送波、若しくは、コンピュータが読み取ることができる任意のその他の媒体が含まれる。
【0079】
[00101] コンピュータ可読媒体のさまざまな種類は、実行のためにプロセッサ１５０４に１以上の命令の１以上のシーケンスを搬送することに関与し得る。例えば、命令は最初にリモートコンピュータの磁気ディスクに保存されてもよい。リモートコンピュータは、その動的メモリに命令をロードし、かつ、モデムを使用して電話回線経由で命令を送信することができる。サーバ１５３０にローカルなモデムは、電話回線上のデータを受信し、かつ、赤外線送信機を使用してデータを赤外線信号に変換することができる。バス１５０２に結合された赤外線検出器は、赤外線信号で搬送されたデータを受信し、かつ、バス１５０２上にそのデータを配置することができる。バス１５０２は、メインメモリ１５０６にデータを搬送し、そこからプロセッサ１５０４が命令を取り出して実行する。メインメモリ１５０６から受信された命令は、プロセッサ１５０４による実行の前又は後のいずれかに、任意選択的に記憶装置１５１０に記憶されてもよい。
【0080】
[00102] サーバ１５３０は、バス１５０２に結合された通信インタフェース１５１８も含む。通信インタフェース１５１８は、現在一般的にインターネット１５２８と呼ばれている世界規模のパケットデータ通信ネットワークに接続されたネットワークリンク１５２０に結合する双方向データ通信を提供する。インターネット１５２８は、デジタルデータストリームを搬送する電気信号、電磁信号又は光信号を使用する。サーバ１５３０との間でデジタルデータを搬送する、さまざまなネットワークを通じた信号、及び、ネットワークリンク１５２０上の及び通信インタフェース１５１８を通じた信号は、情報を伝送する例示的な形式又は搬送波である。
【0081】
[00103] サーバ１５３０の別の実施形態では、インタフェース１５１８は、通信リンク１５２０を介してネットワーク１５２２に接続される。例えば、通信インタフェース１５１８は、ネットワークリンク１５２０の一部を構成することができる、対応の種類の電話回線へのデータ通信接続を提供する総合デジタル通信網（ＩＳＤＮ）カード又はモデムであってもよい。別の例として、通信インタフェース１５１８は、互換性のあるＬＡＮへのデータ通信接続を提供するためのローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）カードであってもよい。無線リンクが実施されてもよい。このような任意の実施では、通信インタフェース１５１８は、さまざまな種類の情報を表すデジタルデータストリームを搬送する電気電磁信号又は光信号を送受信する。
【0082】
[00104] ネットワークリンク１５２０は、通常、１以上のネットワークを通じて他のデータデバイスにデータ通信を提供する。例えば、ネットワークリンク１５２０は、ローカルネットワーク１５２２を通じて、ホストコンピュータ１５２４又はインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）によって運営されるデータ機器への接続を提供してもよい。ＩＳＰは、今度は、インターネット１５２８を通じてデータ通信サービスを提供する。ローカルネットワーク１５２２及びインターネット１５２８は両方とも、デジタルデータストリームを搬送する電気信号、電磁信号又は光信号を使用する。サーバ１５３０との間でデジタルデータを搬送する、さまざまなネットワークを通じた信号、並びに、ネットワークリンク１５２０及び通信インタフェース１５１８を通じた信号は、情報を伝送する例示的な形式又は搬送波である。
【0083】
[00105] サーバ１５３０は、ネットワーク、ネットワークリンク１５２０及び通信インタフェース１５１８を介して、電子メール、プログラムコードを含むメッセージ及びデータを送受信することができる。さらに、通信インタフェース１５１８は、ＵＳＢ／チューナを備えることができ、かつ、ネットワークリンク１５２０は、別のソースからメッセージ、データ及びプログラムコードを受信するためのケーブルプロバイダ、衛星プロバイダ又は他の地上波伝送システムにサーバ１５３０を接続するためのアンテナ又はケーブルであってもよい。
【0084】
[00106] 本明細書で説明される実施形態の例示的なバージョンは、サーバ１５３０を含むシステム１５００などの分散処理システムにおける論理演算として実施されてもよい。実施形態の論理演算は、サーバ１５３０で実行される一連のステップとして、かつ、システム１５００内の相互接続されたマシンモジュールとして、実施されてもよい。実施は、選択の問題であり、かつ、実施形態を実施するシステム１５００の性能に依存し得る。したがって、実施形態の前記バージョン例を構成する論理演算は、例えば、演算、ステップ又はモジュールという。
【0085】
[00107] 上述のサーバ１５３０と同様に、クライアントデバイス１５０１は、サーバ１５３０との通信用のインターネット１５２８、ＩＳＰ又はＬＡＮ１５２２にクライアントデバイスを接続するため、プロセッサ、メモリ、記憶装置、ディスプレイ、入力装置及び通信インタフェース（例えば、電子メールインタフェース）を含んでもよい。
【0086】
[00108] システム１５００は、クライアントデバイス１５０１と同様に動作するコンピュータ（例えば、パーソナルコンピュータ、コンピューティングノード）１５０５をさらに含んでもよく、ユーザは、１以上のコンピュータ１５０５を利用してサーバ１５３０のデータを管理することができる。
【0087】
[00109] ここで図１６を参照すると、例示的なクラウドコンピューティング環境５０が示されている。図示するように、クラウドコンピューティング環境５０は、１以上のクラウドコンピューティングノード１６１０を備え、それによって、クラウドコンシューマによって使用されるローカルコンピューティングデバイス、例えば、携帯情報端末（ＰＤＡ）、スマートフォン、スマートウォッチ、セットトップボックス、ビデオゲームシステム、タブレット、モバイルコンピューティングデバイス又は携帯電話５４Ａ、デスクトップコンピュータ５４Ｂ、ラップトップコンピュータ５４Ｃ、及び／又は、自動車コンピュータシステム５４Ｎなどが互いに通信してもよい。ノード１６１０は互いに通信してもよい。それらは、前述のプライベート、コミュニティ、パブリック又はハイブリッドクラウド若しくはそれらの組み合わせなどの１以上のネットワーク内で、物理的又は仮想的にグループ化されてもよい（図示せず）。これにより、クラウドコンピューティング環境１６５０は、クラウドコンシューマがローカルコンピューティングデバイス上にリソースを維持する必要がないサービスとしてインフラストラクチャ、プラットフォーム及び／又はソフトウェアを提供することを可能にする。図１６に示されるコンピューティングデバイス５４Ａ～Ｎのタイプは例示のみを目的としていること、かつ、コンピューティングノード１６１０及びクラウドコンピューティング環境１６５０は、任意のタイプのネットワーク及び／又はネットワークアドレス可能な接続（例えば、ウェブブラウザを使用して）を介して任意のタイプのコンピュータ化デバイスと通信することができることが理解される。
【0088】
[00110] 上記実施形態の特定の特徴及び態様のさまざまな組み合わせ及び／又はサブ組み合わせが、なされてもよく、かつ、本発明の範囲内に含まれることが考慮される。したがって、開示された発明のさまざまなモードを形成するために、開示された実施形態のさまざまな特徴及び態様が互いに結合又は置換されてもよいことを理解されたい。さらに、例として本明細書に開示された本発明の範囲は、上述した特定の開示された実施形態によって限定されるべきではないことが意図される。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10A】
【図10B】
【図11A】
【図11B】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【国際調査報告】