入坞导航系统中的中心线识别技术方案

本发明专利技术实现了入坞导航系统中的精确且快速的中心线识别，以及进一步实现了中心线配置的验证。迄今为止，提出了使用测距仪来扫描入坞位之前的停机坪，和记录每个扫描点的反射亮度和位置。然后，使用中心线（１４）和围绕中心线（１４）的停机坪表面之间的反射亮度中的差值，来识别入坞位之前的中心线（１４）。此外，根据中心线轮廓，定义至少两个中心线定义点（３８、４０）。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

The center line identification in a docking guidance system

The invention realizes accurate and quick centreline identification in a docking guidance system, and further realize the verification center line configuration. So far, it is proposed to scan up an apron in front with a range finder reflection intensity and position and record each scanning point. Then, using the center line (14) and around the center line (14) the difference between the apron surface reflection brightness in the center line to identify a dock before (14). In addition, at least two centerline definition points (38, 40) are defined according to the centerline profile.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种入坞导航系统中的中心线识别，并且特别涉及一种入坞导航系统(docking guidance system)中的中心线识别(centerline identification)，所述入坞导航系统考虑到了对中心线配置(centerline configuration)的快速恰当的处理。
技术介绍
近来，可以注意到包括起飞、降落的空中交通和其它飞机地面交通(aircraft ground traffic)的数量上的急剧增长。此外，还需要增长数量的地面维修车辆(ground support vehicle)来处理货物、乘客，以及提供饮食服务和航空港的飞机的维护和维修。随着地面交通的大幅度增长，出现了对飞机场的飞机的入坞和识别中的更高控制和安全性的需求。迄今为止，可视入坞导航系统(也被称为VDGS系统)用于实现在飞机入坞到相关的停机位(aircraft stand)的过程中的安全和精确导航。注意到飞机领航员从可视入坞导航系统接收的信息必须足够精确，以便以与停机坪(apron)上的障碍物碰撞的最小可能风险将飞机导航到正确的停泊位置(stop position)，是很重要的。图1示出了这类入坞导航系统的应用的典型环境。典型地，飞机10靠近与飞机场(airfield)相邻的停机楼12。为了将飞机10精确导航到飞机停机位16(其在使用巴士来运送乘客时也可位于停机坪之外)，提供了中心线14。该中心线14包括用于不同飞机类型的描画的停泊位置18，有时和描画的停机位ID，停机位16供不同飞机类型使用。或者，停机位ID可以在置于候机楼的墙上的符号上给出。在飞机停机位的附近，提供了跟踪系统22，其用于在显示器24上将导航信息显示给飞机10的领航员。更详细地，图1中示出的跟踪系统22将飞机10的位置、对飞机身份的验证和对飞机的跟踪提供给停机位16。飞机10一降落到飞机场，就由控制塔28通知跟踪系统飞机正在靠近停机位16，并且也通知预料的是哪种类型的飞机(例如，B747)。然后，跟踪系统22连续扫描停机位16之前的停机坪，直到它定位了飞机10且验证了该类型是正确的类型。随后，跟踪系统22跟踪飞机10到停泊位置18，并且也将相对于中心线14的侧面位置提供给飞机10的领航员。在显示器24上显示距离和侧面位置，以允许飞机的领航员在靠近停机位16的同时，校正飞机的位置。一旦飞机10到达了其停泊位置18，这也在显示器24上指示出来，以便领航员可以停住飞机。一旦飞机停止移动，由地勤人员以相对于飞机调整架设备(stand facility)的最低要求，将飞机与停泊位16精确对准。典型地，图1中示出的中心线14是画在通向停机位16的停机坪上的黄色线。中心线14被设计成使在飞机10的操纵期间碰撞的风险最小化。由于飞机10的领航员具有有限的视野，他在飞机10靠近停泊位置18期间，可能看不到中心线14。因此，他可能完全依赖于由可视入坞导航系统给出的导航。为此，可视入坞导航系统沿着中心线14导航飞机10的精确度是安全性关键。当可视入坞导航系统22、24被安装在停机位16时，对于该特定停机位16，必须调整，或者换言之，配置和/或校正定义中心线14相对于可视入坞导航系统22、24的位置的参数。中心线14的位置是通过中心线14上的所谓的中心线定义点(centerlinedefinition point)相对于跟踪系统的位置的角度和距离来定义的。这些中心线定义点是由可视入坞导航系统的操作员来定义的，以便实现对中心线的设计、路线(course)和拓扑的正确模拟。当中心线是直的时，定义两个中心线定义点，即中心线14上充分分开的(well-separated)的点，就足够了。相反，当中心线14是曲线时，必须水平地和/或垂直地定义多个中心线定义点。图2更详细地示出了一种方法，其通过具有距离指示的校准图(calibrationpicture)，来实现该功能，该距离指示对距停机位的增长的距离使用不同等级的不同颜色。图2中示出的例子涉及一种基于，例如激光测距仪的可视入坞导航系统，该激光测距仪通过可视入坞导航系统中的扫描机制，来产生指向不同方向的激光束。这里，在可视入坞导航系统前面的每个点的位置通过两个角α，β来定义，第一个角α表征相对于水平直面(horizontal straight plane)的垂直倾斜(verticalinclination)，相对于垂直面来定义第二个角β，例如穿过跟踪系统直到停机坪。此外，第三个值d表征了跟踪系统22和点之间的距离。由上述可知如果存在扫描机制的参考方向受到影响的可能性，则在新安装之后或在维护之后必须配制可视入坞导航系统。此外，由于可视入坞导航系统22、24的功能是安全性的关键，实现具有足够精确性的中心线配置是很重要的。如图2的下面部分所示，使用停机坪上的每个扫描点相对于可视导航系统的跟踪系统22的这样一种表示法，可以得到回波图(echo picture)(下文中，同样被称为中心线标识图或校准图)，其反映了每个扫描点相对于跟踪系统22的位置。例如使用不同颜色，该图可以被显示在计算机屏幕上。特别地，终点的停机位16前面的不同距离范围28、30、32通过，例如在可视导航系统22、24的配置期间使用的显示器上的不同颜色或阴影来说明。因此，通过扫描停机位16前面的区域来创建三维回波图。如上所概述的，在该回波图中，第三维，即到可视入坞导航系统前面的物体或扫描点的距离，通过不同灰度阴影或不同颜色来表示。图3示出了当反射参考物体(reflecting reference object)34位于停机坪上的停机位之前时，根据图2的校准图。如图3所示，反射物体34，一般是一大平板，被置于用于定义相应中心线定义点的中心线14上的不同点上。在如图3所示的中心线标识图中可视地识别反射物体34的每次放置，并且参照固定在反射物体34的下边缘的中点36，以便定义中心线定义点。为后来的参照可以存储到该中心线参考点的测量角度和距离。然而，现有技术中已知的该方法的问题在于例如当在恶劣的天气条件下停机坪是湿的时，可能难以识别参考物体，即该平板，和停机坪之间的边界线。此外，由于典型的情况是参考物体(大约为1m×1m)大到在校准图中可以被清楚地看到，所以存在如下风险所确定的中心线定义点，即参考物体的下边缘的中点36，不位于参考物体和中心线14之间的实际边界线上，而是位于参考物体上较高处。因此，在刚刚开始配置时将误差引入到用于每个中心线定义点的、到该可视入坞导航系统的所存储的角度和距离中。无疑，这直接影响了通过可视入坞导航系统实现的导航的精确度。该已知方法的另一个困难在于在大风条件下使用大的参考物体，在可视入坞导航系统的配置期间，需要特别的装置和额外的维护人员来将参考物体保持在位置上。
技术实现思路
考虑到上述问题，本专利技术的目的是实现一种入坞导航系统中的快速、恰当的中心线识别。本专利技术的另一目的是实现一种对所识别的中心线的快速且精确的配置检验(configuration check)。根据本专利技术的第一方面，该目的通过一种入坞导航系统中的中心线识别方法来实现，该方法包括步骤使用测距仪来扫描飞机或入坞位(docking stand)之前的停机坪，和记录(regis本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种入坞导航系统中的中心线识别方法，包括步骤：ａ）使用测距仪（２２）来扫描入坞位（１６）之前的停机坪（Ｓ１），和记录每个扫描点的反射亮度和位置；和ｂ）使用反射亮度之间的差值，来识别入坞位（１６）之前的中心线（１４）（Ｓ２）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：詹韦斯特伦德，
申请(专利权)人：塞弗盖特国际公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]