[发明专利]具有自动检查临近区域以及雪、雾检测功能的飞机进站系统和方法

说明书

本申请是申请号为01822656.6、申请日为2001年12月11日、发明名称为“具有自动检查临近区域以及雪、雾检测功能的飞机进站系统和方法”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种飞机进站系统(aircraft docking system)，尤其是对飞机进站系统进行改进使其能够在进站之前和进站时自动检查飞机附近的障碍物，同时还能够检测进站系统前面的雾和雪。本发明进一步涉及这类系统的实现。

背景技术

近年来，旅客、货物和其他航空交通的数量大大增加，包括起飞、着陆以及其他地面交通。并且，地勤车辆的数量也显著增加，这些车辆主要用于卸货和提供给养服务和正常维护，并对飞机提供支持。随着地勤交通的大幅度增多则要求进站飞机和辨识停机坪上的飞机的技术更加的可控和安全。

为此，2000年2月8日提出的6023665号美国专利中提出了一种使用激光脉冲取得某距离内的物体形貌，从而实现飞机检测、辨识和进站的系统，该专利的发明人与本发明的相同。该系统首先扫描大门前的区域直至其定位并辨识出一个物体。当这个物体被识别为一架飞机时，系统就跟踪该物体。系统可以实时地根据外形提供的信息显示飞机的类型、飞机与进站点之间距离以及飞机的横向位置。该系统的操作模式包括“捕捉模式”和“跟踪模式”。“捕捉模式”负责检测到物体并辨别是否是飞机；“跟踪模式”负责确认飞机的类型并且检测飞机向大门的运动。

如图1A所示，上面的专利中的进站跟踪系统(用10泛指)为物体的计算机化的位置提供辨识，确认物体的类型并且跟踪物体，这里的“物体”一般应当是一架飞机12。在操作中，当控制塔台降落了一架飞机12之后，它通知该系统飞机正在接近门16和期待中该飞机的型号(如747，L-1011等)。系统10于是扫描门16前面的区域19直至其定位该物体并识别出这是飞机12。系统10于是将飞机12的外形与期待中的飞机的参考外形进行比较，同时还评估期待中的飞机型号的其他几何特征。如果被定位的飞机在进站点前的一个最小距离上(如12米)被发现与期望的外形和其他标准不符合的话，该系统就给塔台14发信号通知，并且显示一个“停止”标志，然后关机。

如果物体就是期待中的飞机12，系统10实时地向飞行员显示飞机12与进站点间的距离和飞机的横向位置将其跟踪至门16。飞机12的横向距离由显示器18提供，这样飞行员可以修正飞机的位置从而以正确的角度靠近门16。当飞机12到达了进站点时，这个结果被显示在显示器18上，此时飞行员停下飞机。

根据图1B，系统10包括一个激光测距仪(LRF)20，两个镜子21、22，一个显示单元18，两个步进电机24、25，一个微处理器26。Laser Atlanta公司有合适的激光测距仪产品出售，该产品能够发射激光脉冲、接收远处物体反射的激光脉冲并且测量出与那些物体的距离。

系统10在设计时使得在LRF20的串行端口和微处理器26之间有一个连接28。通过这个连接，LRF20大约每400分之一秒向微处理器26发送测量数据。系统20中由23标记的硬件组件由微处理26中的程序进行控制。除此之外，微处理26将数据传给显示单元18。作为与飞行员之间的接口，显示单元18被放置在门16的上面向飞行员显示飞机与进站点29还有多远、系统期望到来的飞机型号30和飞机的横向位置。使用这个显示器，飞行员可以根据门16调整飞机12从而保证飞机在处于进入门的正确角度上。如果显示器18显示的飞机型号30有误，飞行员可以在发生损伤之前停止前进。这个双保险的措施确保了旅客、飞机和飞行设施的安全，因为如果系统在一个等待停止737客机的位置上试图进站一架更大型的747客机，很可能会造成严重的损害。

除了显示单元18，微处理器26还将从LRF20来的数据通过连接32转发给步进电机24、25来控制激光20的位置。步进电机24、25与镜子21、22相连，根据处理器26指令控制镜子21、22。因此，通过控制步进电机24、25，微处理器26可以改变镜子的角度从而改变LRF20的激光脉冲的方向。

镜子21、22通过将激光脉冲从停机坪上反射出去来定向激光。在一个优选的实现中，LRF20并不移动，激光的扫描是由镜子实现的。一个镜子22控制激光的水平角度，另一个镜子21控制激光的竖直角度。通过激励步进电机24、25，微处理器26控制镜子的角度因此就能控制激光脉冲的方向。