CN105336221B - 一种入坞飞机实时捕获方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种入坞飞机实时捕获方法及系统，该方法包括场景设置，根据入坞飞机的引导线及停止线将站坪划分为捕获区、引导跟踪区和精确定位区；站坪障碍物判断，通过激光扫描系统对所述引导线附近的障碍物进行扫描以确保飞机的入坞安全并避免在引导过程中将该障碍物误判为飞机；运动物体捕获，通过所述激光扫描系统对所述捕获区进行连续扫描，比对当前扫描行和前帧扫描参数判断是否有运动物体存在，若前后两帧相同位置处扫描参数大于一阈值，则判断有运动物体出现在该捕获区；飞机状态检测，检测捕获的所述运动物体是否为飞机，对所述飞机入坞姿态进行判断，以确定是否开始对所述飞机进行跟踪和引导操作。本发明还提供了对应的入坞飞机实时捕获系统。

Description

一种入坞飞机实时捕获方法及系统

技术领域

本发明涉及飞机定位识别和泊位引导技术，特别是一种用于检测和判别机场入坞飞机的地面交通控制以便安全而有效地使飞机入坞的基于激光三维扫描的入坞飞机实时捕获方法及系统。

背景技术

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坞飞机安全准确停泊，能方便飞机与各种地勤接口的准确对接，并使得登机桥(PBB)能准确靠接机舱门，提高机场运行效率和安全。泊位引导系统的捕获方法是指在到港飞机滑行至站坪后，泊位引导系统自动捕捉到飞机并判断飞机的状态，以对后续的处理提供数据。

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坞飞机的位置。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，可调试可维修性差等缺陷。激光扫描泊位引导系统通过激光扫描测距来确定飞机的位置、实时位置和实时速度，不受环境照度的影响、且受天气影响较小，精度较高，维护简单，但现有技术中的激光扫描泊位引导系统均成本较高，且激光扫描频率有限，限制了引导的实时性和稳定性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺陷，提供一种能安全而有效地使飞机入坞的基于激光三维扫描的入坞飞机实时捕获方法及系统。

为了实现上述目的，本发明提供了一种入坞飞机实时捕获方法，其中，包括如下步骤：

S1、场景设置，根据入坞飞机的引导线及停止线将站坪划分为捕获区、引导跟踪区和精确定位区；

S2、运动物体捕获，通过所述激光扫描系统对所述捕获区进行连续扫描，比对当前扫描行和前帧扫描参数判断是否有运动物体存在，若前后两帧相同位置处扫描参数大于一阈值，则判断有运动物体出现在该捕获区；

S3、飞机状态检测，检测步骤S2捕获的所述运动物体是否为飞机，对所述飞机入坞姿态进行判断，以确定是否开始对所述飞机进行跟踪和引导操作。

上述的入坞飞机实时捕获方法，其中，在步骤S1之后及步骤S2之前，还包括：

S10、站坪障碍物判断，通过激光扫描系统对所述引导线附近的障碍物进行扫描以确保飞机的入坞安全并避免在引导过程中将该障碍物误判为飞机。

上述的入坞飞机实时捕获方法，其中，所述步骤S10进一步包括：

S101、设定所述激光扫描系统的参数；

S102、计算所述激光扫描系统激光扫描站坪的垂直角度范围并进行扫描；

S103、通过分析所述激光扫描系统扫描的回波数据，得到飞机站坪的场景和所述障碍物状态。

上述的入坞飞机实时捕获方法，其中，

所述步S101包括：

设定所述激光扫描系统的安装高度为h_s，所述激光扫描系统距离所述停止线的距离为d_s，所述精确定位区的长度为d_p，所述引导跟踪区的长度为d_g，所述捕获区的长度为d_c；

所述步骤S102包括：

对所述捕获区的最远边界处扫描，所述激光扫描系统激光扫描站坪的第一垂直角度为

对所述精确定位区最近边界处扫描，所述激光扫描系统激光扫描站坪的第二垂直角度为

对所述第一垂直角度和所述第二垂直角度之间的所有角度进行水平扫描。

上述的入坞飞机实时捕获方法，其中，所述步骤S103包括：

将步骤S102得到的数据点p_i(ρ,α,β)转换成笛卡尔坐标系下坐标值，得到p_i(x_i,y_i,z_i)，其中z_i为高度信息，若小于一设定阈值，则所述引导线附近无障碍物，若大于所述设定阈值，则所述引导线附近存在障碍物。

上述的入坞飞机实时捕获方法，其中，步骤S10还包括对障碍物运动情况的判断，对极坐标为(l',α',β')的障碍物，对该坐标进行多次扫描并将每次扫描结果和原始坐标(l',α',β')对比以判断该障碍物是否运动。

上述的入坞飞机实时捕获方法，其中，所述步骤S2包括：

设定待捕获飞机机头的高度为h_a，所述激光扫描系统距离所述捕获区边缘的纵向距离为ds+dp+dg+dc，因此激光扫描垂直方向的初始角度为分别将激光扫描的垂直方向固定在β,β-δ,β-2δ三个角度，进行幅度为-5°至+5°的水平扫描，其中δ为所述激光扫描系统的步进电机的最小分辨率；

若无运动物体经过所述捕获区，则无返回回波；

若有运动物体经过，选取落在区间为(d_s+d_p+d_g+d_c-10m,d_s+d_p+d_g+d_c+10m)的距离值为目标点进行处理，并统计所述区间内所述目标点个数为n；

每次扫描均获得三帧扫描数据，对每一帧数据选择其中非零的最近值的参数p(l_c1,α_c1,β_c1)并作为飞机的特征点，统计所述区间中与所述特征点连续的所述目标点的个数记为m；

定义比例值r＝m/n，若r>0.5，则判断飞机已经出现；

若r<0.5，则丢弃本帧扫描数据。

上述的入坞飞机实时捕获方法，其中，所述步骤S2还包括，通过设定宽度阈值和捕获高度阈值区分引导车和飞机。

上述的入坞飞机实时捕获方法，其中，所述步进电机的最小分辨率δ为0.225°。

上述的入坞飞机实时捕获方法，其中，所述步骤S3包括：

激光在垂直方向以β的偏转角对飞机进行扫描，设定最靠近所述激光扫描系统的回波点为p1，最远的落在所述飞机机头上的回波点为p2，对于落在所述机头上的两个点p_i(x_i,y_i,z_i)和p_j(x_j,y_j,z_j)，有z_i≈z_j,i≠j，对各个所述回波点在x-y坐标上作最小二乘二次曲线拟合，拟合出的曲线方程标准式为y(x)＝a₂x²+a₁x+a₀，

同时设定最大拟合误差为取Δy＝max(y_i-y(x_i))并比较Δy和若则所述飞机机头没有摆正，重新进入捕获飞机状态检测；

若则所述飞机机头已经摆正，可对所述飞机进行引导入坞。

为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种用于上述的入坞飞机实时捕获方法的入坞飞机实时捕获系统。

本发明的技术效果在于：

本发明具有有效的智能化信息处理能力，能有效实现飞机入坞过程的飞机捕获功能，能有效提高民航机场自动化、智能化和运营管理的水平。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明一实施例入坞飞机实时捕获系统示意图；

图2为本发明一实施例入坞飞机实时捕获方法流程图；

图3为本发明一实施例到港飞机进入站坪时飞机机头运动方向示意图；

图4为笛卡尔坐标系和引导线/停止线的方向关系图；

图5为本发明一实施例障碍物扫描场景示意图；

图6为本发明一实施例捕获区域示意图；

图7为本发明一实施例激光扫描机头示意图；

图8为本发明一实施例激光扫描飞机机头高度差示意图；

图9为本发明一实施例激光扫描垂直偏转角偏高示意图。

其中，附图标记

1 激光扫描系统

11 垂直电机

12 垂直激光反射镜

13 水平电机

14 水平激光反射镜

2 激光扫描泊位引导系统控制板卡

3 激光测距装置

4 飞机泊位站坪

41 停止线

42 引导线

5 飞机

6 捕获区

7 引导跟踪区

8 精确定位区

9 信息处理单元

10 信息显示单元

S1-S3 步骤

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

参见图1，图1为本发明一实施例入坞飞机实时捕获系统示意图。本发明基于激光扫描的入坞飞机实时捕获系统，采用双振镜结构，通过水平和垂直扫描电机的转动角度α，β和激光测距数据l，从而得到空间某个点的三维信息。即通过激光测距装置3实现飞机泊位过程的距离信息获取、通过高性能水平和垂直步进电机实现水平和垂直扫描角的信息获取，从而得到激光扫描三维点云数据，即每个点云数据均包含三维坐标位置信息，考虑到具体应用，点云数据信息可以不包含色彩信息、物体反射面强度信息等。激光扫描泊位引导系统控制板卡2、激光测距装置3、水平电机13(优选扫描步进电机)及水平激光反射镜14和垂直电机11(优选扫描步进电机)及垂直激光反射镜12组成本发明的信息采集系统。激光扫描泊位引导系统控制板卡2接受信息处理单元9的命令对信息采集系统分别配置和发送控制命令，且将信息采集系统采集到的飞机5入坞数据传输至信息处理单元9。信息处理单元9将处理后信息显示在信息显示单元10上。为实时反映入坞飞机5的位置信息，信息采集系统和信息处理单元需要做到快速和精确。

激光扫描系统1包括激光测距装置3、水平电机13附带水平激光反射镜14、垂直电机11附带垂直激光反射镜12、激光扫描泊位引导系统控制板卡2、信息处理单元9和信息显示单元10组成。激光测距装置3、水平电机13及水平激光反射镜14、垂直电机11及垂直激光反射镜12分别和激光扫描泊位引导系统控制板卡2连接，激光扫描泊位引导系统控制板卡2和信息显示单元10分别和信息处理单元9连接。激光扫描泊位引导系统控制板卡2将激光测距装置3测得距离信息和水平步进电机13及垂直步进电机11的角度数据传输至信息处理单元9，信息处理单元9将处理结果信息传输至信息显示单元10并显示。在整个系统命令执行过程中，激光扫描泊位引导系统控制板卡2充当命令的翻译者和执行者。即信息处理单元9发送不同的指令(通常包括距离测量、步进电机定位、系统进行水平或垂直方向的扫描等指令)至激光扫描泊位引导系统控制板卡2，激光扫描泊位引导系统控制板卡2通过指令信息做出相应的动作(测距、电机定位或者扫描)并将返回的数据信息传送给信息处理单元9。

参见图2，图2为本发明一实施例入坞飞机实时捕获方法流程图。本发明的入坞飞机实时捕获方法，包括如下步骤：

步骤S1、场景设置，根据入坞飞机的引导线42及停止线41将飞机泊位站坪4划分为捕获区6、引导跟踪区7和精确定位区8；假设引导线42直线方向的长度为100m，设定捕获区6的长度为30m，紧接着引导跟踪区7为50m，最后精确定位区8长度为20m。激光扫描系统1距离停止线41的长度为30m。飞机高度为4.5m，激光扫描系统1安装高度为6m。参见图6，图6为本发明一实施例捕获区域示意图。

步骤S10、站坪障碍物判断，通过激光扫描系统1对所述引导线42附近的障碍物进行扫描以确保飞机的入坞安全并避免在引导过程中将该障碍物误判为飞机；在实际站坪中，我们需要利用场景定义带来的先验信息。对于飞机泊位站坪4特定的场景划分。在飞机5入坞过程中引导线42附近需要确保没有障碍物存在，确保飞机5在入坞泊位情况下不会与障碍物相碰引起事故。因此在入坞之前需要对站坪引导线42附近的障碍物进行扫描以确保飞机5的入坞安全，同时避免在引导过程中将该障碍物误判为飞机5。激光扫描系统1仅仅需要在各场景末端进行障碍物检测即可检测站坪上引导线42附近是否存在障碍物。参见图5，图5为本发明一实施例障碍物扫描场景示意图。

所述步骤S10进一步包括：

步骤S101、设定所述激光扫描系统1的参数；

所述步S101具体包括：

设定所述激光扫描系统1的安装高度为h_s，所述激光扫描系统1距离所述停止线41的距离为d_s，对于特定的场景，捕获区6、引导跟踪区7和精确定位区8依次划分。所述精确定位区8的长度为d_p，所述引导跟踪区7的长度为d_g，所述捕获区6的长度为d_c；

步骤S102、计算激光扫描站坪的垂直角度范围并进行扫描；

需要扫描所述捕获区6、引导跟踪区7和精确定位区8之内的所有区域，计算对捕获区6的最远边界处扫描，第一垂直角度为

计算对精确定位区8最近边界处扫描，第二垂直角度为

将上述场景定义中各参数带入公式，h_s＝6m,d_s＝30m,d_p＝20m,d_g＝50m,d_c＝30m则分别算得

β_first＝2.64°,β_last＝11.31°

需要在第一垂直角度和第二垂直角度这两个垂直角度之间的所有角度(角度个数取决于步进电机的最小分辨率)，进行水平扫描。

激光扫描泊位引导系统控制板卡2核心芯片内部定时器产生精确的脉冲，通过光耦隔离到达步进电机驱动器端，一个脉冲对应电机运动一步。通过以一定频率重复以上步骤，便可驱动电机进行扫描，系统控制板卡2将信息数据传输至信息处理单元9。对机场站坪进行一次扫描大约需要时间为20s。

步骤S103、通过分析回波数据，得到飞机站坪4的场景和所述障碍物状态；

所述步骤S103包括：

对激光扫描泊位引导系统控制板卡2上传来的数据点值S10p_i(l_i,α_i,β_i)转换成笛卡尔坐标系下坐标值，其中l为激光测距返回的距离值，α为激光的水平偏转角，β为激光的垂直偏转角，得到p_i(x_i,y_i,z_i)，其中z_i为高度信息，若小于一设定阈值，即z_i≤threZ，则该位置(x_i,y_i)附近无障碍物，若大于所述设定阈值，即z_i>threZ，则该位置(x_i,y_i)附近存在障碍物，其中threZ是一允许的高度误差阈值，可取优选值0.2m，z_i的值可根据障碍物大小设置，优选值为300mm。

步骤S10还可包括对障碍物运动情况的判断，因此对极坐标为(l',α',β')的障碍物，在扫描整个站坪后对该坐标进行多次扫描。对该坐标进行多次扫描并将每次扫描结果和原始坐标(l',α',β')对比以判断该障碍物是否运动。对于固定障碍物，在障碍物扫描结束后总可以获得障碍物的坐标(l,α,β)。若该障碍物不会影响飞机5正常入坞，则可对其滤除。否则，需要给出警告信息。

步骤S2、运动物体捕获，对机场站坪扫描结束后，便开始对运动飞机捕获。通过所述激光扫描系统1对所述捕获区6进行连续扫描，比对当前扫描行和前帧扫描参数判断是否有运动物体存在，若前后两帧相同位置处扫描参数大于一阈值，如优选值0.3m，则判断有运动物体出现在该捕获区6；

所述步骤S2具体包括：

对于安装高度为h_s的激光扫描系统1，设定待捕获飞机机头的高度为h_a，所述激光扫描系统1距离所述捕获区6边缘的水平距离为d_s+d_p+d_g+d_c，因此激光扫描垂直方向的初始偏转角度为将垂直方向的初始角度设定为分别将激光扫描的垂直方向固定在β,β-δ,β-2δ三个角度，进行幅度为-5°至+5°的水平扫描，其中δ为步进电机的最小分辨率，所述步进电机的最小分辨率δ优选为0.225°。参见图3和图7，图3为本发明一实施例到港飞机进入站坪时飞机机头运动方向示意图，图7为本发明一实施例激光扫描机头示意图。

一般而言，β<2°，若无运动大物体经过所述捕获区6，则无返回回波；

若有运动物体经过，选取落在区间为(d_s+d_p+d_g+d_c-10m,d_s+d_p+d_g+d_c+10m)的距离值为目标点进行处理，并统计所述区间内所述目标点个数为n；

根据上述的扫描方式，每次扫描均可获得三帧扫描数据，对每一帧数据选择其中非零的最近值的参数p(l_c1,α_c1,β_c1)并作为飞机5的特征点，统计所述区间中与所述特征点连续的所述目标点的个数记为m；

定义比例值r＝m/n，根据实际测量得到经验数据，在捕获到飞机5时r值会大于0.8，再未捕获到飞机5时，r值会小于0.3,因此取r的阈值为0.5。则可以做出以下定义：若r>0.5，则判断飞机5已经出现；

若r<0.5，可判断扫描点的噪声干扰太大，则丢弃本帧扫描数据。

运动物体点的距离值属于(d_s+d_p+d_g+d_c-10m,d_s+d_p+d_g+d_c+10m)区间，假定其中距离值差异最大为20m，对该距离值进行三维解算方程如下：

其中β<3°，α≤5°。所以cosα≈1。即在求纵向距离y时，可认为y≈l。高度值z随β的值波动很大(l＝100m,β₁＝2°,β₂＝1.8°，则Δz≈35mm)。故在捕获阶段，用l的值代替y的值用以判断纵向距离。

所述步骤S2还包括通过设定宽度阈值和捕获高度阈值区分引导车和飞机。由于机场中常有引导车存在，因此需要区分引导车和飞机。对于机场引导车辆，由于其高度一般小于1.5m，宽度一般小于1.8m(以桑塔纳2000为例)。而飞机机头高度一般高于2.3m，且飞机机舱宽度一般大于4.5m。由所述三维解算计算得到的三维坐标(x,y,z)，可以得到运动物体的高度和宽度。因此设定高度阈值为2.3m和宽度阈值2m，若检测到物体且高度高于2.3m且宽度阈值为2m，则可认为入坞物体为飞机5，而非机场引导车辆。且引导车的宽度小于飞机宽度。因此可以通过设定捕获高度和待捕获物体宽度来明确区分飞机5和引导车辆。

而对于过路飞机5和车辆，其运动区域位于在捕获区6之外，且运动弧度几乎和引导线42垂直，因此可以很轻易的区分出来。此处需要判断的内容包括：1.是否有运动的物体出现；2.出现的物体的运动方向，是否和入坞飞机的运动方向一致。即判断当前物体运动方向是否为到港飞机5的运动方向或者是路过的飞机5或车辆。运动的物体出现判断通过比对当前扫描数据和前几帧扫描数据距离值差异以进行区分。对于前后两帧数据，设定距离变化阈值为threD，如优选值0.5m，若前后两帧的相同位置距离差超过阈值threD，则可判定有运动的物体出现在捕获区6域中。通过激光快速扫描捕捉到运动物体出现后，需要判断其运动方向。通常情况下，若该物体为到港飞机，且回波落在飞机表面，其测得的有效距离总比测得地面的距离值小。故此捕获模式下，总是考虑落在运动物体上距离最近的点为参考点。因此可以仅需要跟踪距离最近点的运动方向即可判断物体运动方向。以上数据处理仅仅考虑极坐标中距离差和阈值的大小关系。因此仅涉及减法运算。不对距离值进行坐标变换以达到快速的扫描。

步骤S3、飞机状态检测，检测步骤S2捕获的所述运动物体是否为飞机5，对所述飞机入坞姿态进行判断，以确定是否开始对所述飞机5进行跟踪和引导操作。捕获并且识别入坞物体为飞机5后，需要对飞机5进行状态检测，包括检测运动物体是否为飞机5，计算飞机5的机头偏转角等内容。由于捕获阶段为引导线42最外层，此时引导线42为弯曲的弧形。飞机沿弧形引导线42入坞，必然使得飞机5不能正对激光扫描系统1。在此阶段，仅仅能判断飞机5是否到来，待飞机机头摆正后即可进入跟踪和引导阶段。因此，飞机的状态检测主要是对飞机入坞姿态进行判断，是否能开始对飞机5进行跟踪和引导操作。

所述步骤S3具体包括：

参见图4，图4为笛卡尔坐标系和引导线42/停止线41的方向关系图。定义笛卡尔坐标系为：垂直机场地面的方向为z轴方向，表征飞机高度；以机场地面方向为x-y平面，以平行引导线42方向为y轴方向，表征飞机5距离停止线41的纵向距离；以停止线41延伸方向为x轴方向，表征飞机5偏离引导线42的距离。在判断该物体的运动方向和引导线42方向一致，因此需要对该物体进行身份判断。截取落在物体上的回波数据，对回波数据进行极坐标-笛卡尔坐标系转换，对x方向和y方向的对应距离点进行最小二乘二次曲线拟合并考虑最大偏移距离值。若二次曲线和最近点距离值偏差小于某一阈值y，如优选值0.6m，则认为该物体为飞机5的飞机机头。可以进行引导和跟踪模式。

具体地，对于一帧扫描数据，分别计算出各个激光回波点的三维坐标为(x_i,y_i,z_i)，排除地面上的点(即z_i≤threZ)，其它的点为运动目标的点。由于机头的长度S_a都不超过5m。参见图8，图8为本发明一实施例激光扫描飞机机头高度差示意图。激光在垂直方向以β的偏转角对飞机进行扫描，设定最靠近所述激光扫描系统1的回波点，即距离值最小的回波点为p1，最远的落在所述飞机机头上的回波点为p2，p1与p2之间的水平距离不会超过5m。若飞机机鼻高度为2.5m，系统安装高度为6m。系统距离飞机机头的最短距离为30m。则β最大值β_max＝6.6°。此时Δh＝s_a*tanβ_max＝5*tan6.6＝57cm。

因此对于不相同的落在所述机头上的两个点p_i(x_i,y_i,z_i)和p_j(x_j,y_j,z_j)，有z_i≈z_j,i≠j，即所有激光回波点的高度都基本相同。因此对各个所述回波点在x-y坐标上作最小二乘二次曲线拟合，拟合出的曲线方程标准式为y(x)＝a₂x²+a₁x+a₀，同时设定最大拟合误差为如优选值0.6m，计算Δy＝max(y_i-y(x_i))并比较Δy和的大小。若则所述飞机机头没有摆正，重新进入捕获飞机状态检测；若则所述飞机机头已经摆正，可对所述飞机5进行引导入坞。

由于在捕获区6域内，飞机5入坞速度较快。因此很有可能飞机5已经超过预定捕获区6。参见图9，图9为本发明一实施例激光扫描垂直偏转角偏高示意图。此时，由于激光投在飞机顶部，入射角较大，很可能没有回波返回。因此，所获得的数据距离值很大部分为0。因此在捕获模式下，控制板解析上位机发送过来的指令，得出信息处理单元(005)需要的步进电机运行步数，与控制板存储器内已存储的电机位置参数相比较之后，发出相应的脉冲个数，使电机进行某个角度的旋转，从而设置垂直定位角度分别为β,β-δ,β-2δ以降低未成功捕获的几率。其中δ为步进电机的最小分别率0.225°。在捕获到飞机后，并且判断飞机的机头已经摆正，即可结束捕获操作，开始后续的飞机跟踪和引导操作。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种入坞飞机实时捕获方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、场景设置，根据入坞飞机的引导线及停止线将站坪划分为捕获区、引导跟踪区和精确定位区；

S2、运动物体捕获，通过一激光扫描系统对所述捕获区进行连续扫描，比对当前扫描行和前帧扫描参数判断是否有运动物体存在，若前后两帧相同位置处扫描参数大于一阈值，则判断有运动物体出现在该捕获区；

S3、飞机状态检测，检测步骤S2捕获的所述运动物体是否为飞机，对所述飞机入坞姿态进行判断，以确定是否开始对所述飞机进行跟踪和引导操作；

所述步骤S3包括：

激光在垂直方向以β的偏转角对飞机进行扫描，设定最靠近所述激光扫描系统的回波点为p1，最远的落在所述飞机机头上的回波点为p2，对于落在所述机头上的两个点p_i(x_i,y_i,z_i)和p_j(x_j,y_j,z_j)，有z_i≈z_j，i≠j，对各个所述回波点在x-y坐标上作最小二乘二次曲线拟合，拟合出的曲线方程标准式为y(x)＝a₂x²+a₁x+a₀，

同时设定最大拟合误差为取Δy＝max(y_i-y(x_i))并比较Δy和若则所述飞机机头没有摆正，重新进入捕获飞机状态检测；

若则所述飞机机头已经摆正，可对所述飞机进行引导入坞。

2.如权利要求1所述的入坞飞机实时捕获方法，其特征在于，在步骤S1之后及步骤S2之前，还包括：

S10、站坪障碍物判断，通过激光扫描系统对所述引导线附近的障碍物进行扫描以确保飞机的入坞安全并避免在引导过程中将该障碍物误判为飞机。

3.如权利要求2所述的入坞飞机实时捕获方法，其特征在于，所述步骤S10进一步包括：

S101、设定所述激光扫描系统的参数；

S102、计算所述激光扫描系统激光扫描站坪的垂直角度范围并进行扫描；

S103、通过分析所述激光扫描系统扫描的回波数据，得到飞机站坪的场景和所述障碍物状态。

4.如权利要求3所述的入坞飞机实时捕获方法，其特征在于，

所述步骤S101包括：

设定所述激光扫描系统的安装高度为h_s，所述激光扫描系统距离所述停止线的距离为d_s，所述精确定位区的长度为d_p，所述引导跟踪区的长度为d_g，所述捕获区的长度为d_c；

所述步骤S102包括：

对所述捕获区的最远边界处扫描，所述激光扫描系统激光扫描站坪的第一垂直角度为

<mrow> <msub> <mi>&amp;beta;</mi> <mrow> <mi>f</mi> <mi>i</mi> <mi>r</mi> <mi>s</mi> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mi>a</mi> <mi>r</mi> <mi>c</mi> <mi>t</mi> <mi>a</mi> <mi>n</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <msub> <mi>h</mi> <mi>s</mi> </msub> <mrow> <msub> <mi>d</mi> <mi>s</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>d</mi> <mi>p</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>d</mi> <mi>g</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>d</mi> <mi>c</mi> </msub> </mrow> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

对所述精确定位区最近边界处扫描，所述激光扫描系统激光扫描站坪的第二垂直角度为

<mrow> <msub> <mi>&amp;beta;</mi> <mrow> <mi>l</mi> <mi>a</mi> <mi>s</mi> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mi>a</mi> <mi>r</mi> <mi>c</mi> <mi>t</mi> <mi>a</mi> <mi>n</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <msub> <mi>h</mi> <mi>s</mi> </msub> <msub> <mi>d</mi> <mi>s</mi> </msub> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> 1

对所述第一垂直角度和所述第二垂直角度之间的所有角度进行水平扫描。

5.如权利要求4所述的入坞飞机实时捕获方法，其特征在于，所述步骤S103包括：

将步骤S102得到的数据点p_i(l_i,α_i,β_i)转换成笛卡尔坐标系下坐标值，得到p_i(x_i,y_i,z_i)，其中z_i为高度信息，若小于一设定阈值，则所述引导线附近无障碍物，若大于所述设定阈值，则所述引导线附近存在障碍物。

6.如权利要求5所述的入坞飞机实时捕获方法，其特征在于，步骤S10还包括对障碍物运动情况的判断，对极坐标为(l',α',β')的障碍物，对该坐标进行多次扫描并将每次扫描结果和原始坐标(l',α',β')对比以判断该障碍物是否运动。

7.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的入坞飞机实时捕获方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

设定待捕获飞机机头的高度为h_a，所述激光扫描系统距离所述捕获区边缘的纵向距离为ds+dp+dg+dc，因此激光扫描垂直方向的初始角度为其中h_s为激光扫描系统的安装高度为，d_s为激光扫描系统距离所述停止线的距离，d_p为精确定位区的长度，d_g为引导跟踪区的长度为，d_c为捕获区的长度，分别将激光扫描的垂直方向固定在β,β-δ,β-2δ三个角度，进行幅度为-5°至+5°的水平扫描，其中δ为所述激光扫描系统的步进电机的最小分辨率；

若无运动物体经过所述捕获区，则无返回回波；

若有运动物体经过，选取落在区间为(d_s+d_p+d_g+d_c-10m,d_s+d_p+d_g+d_c+10m)的距离值为目标点进行处理，并统计所述区间内所述目标点个数为n；

每次扫描均获得三帧扫描数据，对每一帧数据选择其中非零的最近值的参数p(l_c1,α_c1,β_c1)并作为飞机的特征点，统计所述区间中与所述特征点连续的所述目标点的个数记为m；

定义比例值r＝m/n，若r＞0.5，则判断飞机已经出现；

若r＜0.5，则丢弃本帧扫描数据。

8.如权利要求7所述的入坞飞机实时捕获方法，其特征在于，所述步骤S2还包括，通过设定宽度阈值和捕获高度阈值区分引导车和飞机。

9.如权利要求7所述的入坞飞机实时捕获方法，其特征在于，所述步进电机的最小分辨率δ为0.225°。

10.一种用于上述权利要求1-9中任意一项所述的入坞飞机实时捕获方法的入坞飞机实时捕获系统。