本发明专利技术公开了一种基于激光扫描的入坞飞机跟踪定位系统及方法，该方法包括：步骤1，飞机进入泊位飞机跟踪与定位区后，在一垂直扫描角度对该飞机的机头进行水平方向的激光扫描；步骤2，获取激光扫描的回波数据，利用该回波数据，计算飞机的机鼻位置以及飞机相对机位的引导线的偏移数据；步骤3，根据该机鼻位置以及该偏移数据，实时显示该飞机与该引导线的相对位置；步骤4，根据该机鼻位置，判断扫描得到的机鼻高度是否处于一有效区间，并据以对垂直扫描角度进行调整。本发明专利技术可实现准确的激光扫描得到飞机的实时位置并进行显示，以给予飞行员泊位提示，另外，在跟踪定位过程中可对入坞飞机的机型进行验证。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及飞机定位识别和泊位引导系统，特别是涉及一种基于激光扫描的飞机 入玛跟踪定位系统及方法。
技术介绍
近年来，随着客运飞机、货运飞机起降架次不断增多。相应的，需要配备更多地资 源和更好的控制去满足日益繁多的机场接机任务，提高机场资源流通速率。 飞机泊位引导是指将到港飞机从滑行道末端导引至机坪的停机位置并准确停泊 的过程。飞机泊位引导的目的是保障入玛飞机安全准确停泊，能方便飞机与各种地勤接口 的准确对接，并使登机桥能有效靠接飞机舱口，提高机场运行效率和安全。自动飞机泊位引 导系统按使用传感器的类型不同主要分为；（1)地埋线圈类；（2)激光扫描测距类；（3)视 觉感知类。 地埋感应线圈类自动引导系统通过探测是否有金属物体经过或停留来确定入玛 飞机的位置。地埋感应线圈的优点是响应速度快、成本低，对天气和照度无要求，但误差较 大、抗干扰能力低。同时，埋在地下的引线和电子元件容易被压坏、可靠性不高，测量精度不 高，不能识别机型，可调试可维修性差。 激光扫描测距类自动引导系统通过激光测距和激光扫描来确定飞机位置、速度和 机型等信息，不受环境照度的影响、且受天气影响较小，精度较高，可调试可维修性好。 视觉感知类自动引导系统通过光学成像方式获取飞机入玛过程的图像信息，进而 通过智能化信息处理技术确定入玛飞机的位置、速度和机型等信息，系统架构简单、成本 低，具有高的智能化水平，可调性可维护性较好，但对天气和照度有要求、适应性较差。 目前，用于机场站坪引导飞机快速正确泊位的系统现在已经达到规模化，其中包 括中国专利申请00815802W及PCT申请W093/13104等申请公开的系统。 但上述系统中还存在一些缺陷，即需要保证设备非常正对引导线，且在开关机后 需要重新做好零点标定和调试。现有方案不能完全做到安装调试方便，引导飞机入玛泊位 快速安全准确。 同时，对于机型识别和身份验证，还难W有满意的表现。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于，利用激光快速准确的对飞机进行跟踪定位，随时的 准确的跟踪到飞机机鼻的位置。 另外，还可检测飞机的机型，避免泊位错误。 本专利技术公开了一种基于激光扫描的入玛飞机跟踪定位方法，包括： 步骤1，飞机进入泊位飞机跟踪与定位区后，在一垂直扫描角度对该飞机的机头进 行水平方向的激光扫描； 步骤2,获取激光扫描的回波数据，利用该回波数据，计算飞机的机鼻位置W及飞 机相对机位的引导线的偏移数据； 步骤3,根据该机鼻位置W及该偏移数据，实时显示该飞机与该引导线的相对位 置； 步骤4,根据该机鼻位置，判断扫描得到的机鼻高度是否处于一有效区间，并据W 对垂直扫描角度进行调整。 步骤2进一步包括：[001引步骤21，对该回波数据进行滤波； 步骤22,从滤波后的回波数据中，截取落在机头的目标点； 步骤23,将该目标点从极坐标数据转换为H维空间数据；[002。 步骤24,利用该目标点进行曲线拟合，W曲线的顶点作为该机鼻位置，W曲线的对 称轴作为该飞机的对称轴，通过该机鼻位置计算机轮位置； 步骤25,将该机轮位置的水平坐标与引导线的水平坐标之差作为该偏移数据。 该步骤22选择同时满足如下规则的回波数据作为该目标点： 距离值与理论距离值的差别小于预定阔值； 在多个连续的距离值中，选取拥有最小值者作为该目标点。 步骤4进一步包括： 步骤41，将该机鼻位置的Z轴数据作为机鼻高度； 步骤42,当该机鼻高度与一预定机鼻高度之间的差值大于一高度阔值时，将该垂 直扫描角度偏转一个预设角度，重复执行步骤1。 所述方法还包括垂直方向的激光扫描的步骤，包括： 步骤51，在该机鼻位置的X轴点进行垂直方向的激光扫描； 步骤52,找出垂直方向的激光扫描的回波数据中距离值最小的点Pmi。； 步骤53,将所找出的点及与其相邻且连续的点，形成一集合；[003引步骤54,判断该集合中的点的总数是否大于等于一数量阔值，如果是，W该所找出 的点作为机鼻位置，如果否，放弃该所找出的点，寻找除该所找出的点之外，回波数据中距 离值最小的点Pmm'，执行步骤53 ; 步骤55,W步骤54所找到的机鼻位置的Z轴数据作为机鼻高度； 步骤56,当该扫描得到的机鼻高度与一预定机鼻高度之间的差值大于一高度阔值 时，将该垂直扫描角度偏转一个预设角度。 飞机距离机位的停止线越近，执行该垂直方向的激光扫描的步骤的频率越高。 所述方法还包括机型识别的步骤，包括；机鼻高度验证、机舱宽度验证、机头俯视 轮廓验证、机头侧视轮廓验证和飞机引擎验证中的一种或几种； 该机鼻高度验证包括：如果该机鼻高度与预设机鼻高度之差在一预设范围内，视 为通过机鼻高度验证； 该机舱宽度验证包括：寻找该回波数据中X坐标相差最大的两个点，将送两个点 的直线距离作为机舱宽度，如果该机舱宽度大于理论机舱宽度与一宽度系数的乘积，视为 通过机舱宽度验证； 该机头俯视轮廓验证包括；将水平方向的激光扫描获得的回波数据（Xi，yi，Zi)代 入预设的俯视轮廓方程y=f" (X)，水平拟合点误差为A《=|/"(韦）-.V,.I，水平拟合最大误 差，若町<A町，则可认为机头的俯视轮廓验证通过，ADh为俯视验证阔值，i为回波数据的目标点的序号，n为俯视方程的拟合次数； 该机头侧视轮廓验证包括；将垂直方向的激光扫描获得的回波数据（Xi，yi，Zi)代 入预设的俯视轮廓方程Z=gm(y)，垂直拟合点误差为A式'= |g'"(.V,〇-2,|，垂直拟合最大误 差A=max 若Dv<ADv,则可认为机头的侧视轮廓验证通过，ADv为侧视验证阔值， i为回波数据的目标点的序号，m为侧视方程的拟合次数； 该飞机引擎验证包括： 根据该机鼻位置计算引擎位置，对该引擎位置进行水平方向的激光扫描W及垂直 方向的激光扫描； 将水平方向的激光扫描得到的回波数据转换到x-y-zH维坐标，寻找距离理论引 擎中必最近的坐标点，并寻找与该最近的坐标点连续的点，得到一点集，点集中最左端和最 右端的两个点的距离作为引擎宽度，该两个点的中点为引擎中必的水平坐标； 将垂直方向的激光扫描得到的回波数据转换到x-y-zH维坐标，寻找距离理论引 擎中必最近的坐标点，并寻找与该最近的坐标点连续的点，得到一点集，点集中最上端和最 下端的两个点的距离作为引擎高度，该两个点的中点为引擎中必的离地高度； 判断引擎的个数与预定个数是否一致，如不一致，视为飞机引擎验证失败； 判断该引擎中必的水平坐标或该引擎中必的离地高度与标准值的差距是否超过 阔值，如果是，视为飞机引擎验证失败； 判断该引擎宽度或该引擎高度与标准值的差距是否超过阔值，如果是，视为引擎 验证失败。 本专利技术还公开了一种基于激光扫描的入玛飞机跟踪定位系统，包括： 激光测距装置； 水平激光扫描装置，用于在一垂直扫描角度，进行水平方向的激光扫描； 垂直激光扫描装置，用于在垂直方向进行激光扫描； 扫描控制装置，该激光测距装置、该水平激光扫描装置和该垂直激光扫描装置均 分别与扫描控制装置连接，该扫描控制装置用于接收激光扫描的回波数据； 信息处理单元，与该扫描控制装置连接，利用该回波数据，计算飞机的机鼻位置W 及飞机相对机位的引导线的偏移数据；信息显示单元，该信息显示单元与该信息处理单元连接本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于激光扫描的入坞飞机跟踪定位方法，其特征在于，包括：步骤1，飞机进入泊位飞机跟踪与定位区后，在一垂直扫描角度对该飞机的机头进行水平方向的激光扫描；步骤2，获取激光扫描的回波数据，利用该回波数据，计算飞机的机鼻位置以及飞机相对引导线的偏移数据；步骤3，根据该机鼻位置以及该偏移数据，实时显示该飞机与该引导线的相对位置；步骤4，根据该机鼻位置，判断扫描得到的机鼻高度是否处于一有效区间，并据以对垂直扫描角度进行调整。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邓览，王海彬，习友宝，刘强，刘海秋，
申请(专利权)人：深圳中集天达空港设备有限公司，中国国际海运集装箱集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。