CN108137168A - 自动乘客登机桥对接系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于自动对准和连接乘客登机桥(PBB)与飞行器或其他交通工具的乘客门的改进的方法和设备。感测套件模块包括摄像头和传感器，用于扫描停机坪以寻找障碍物并根据外部特征识别飞机。感测套件模块还包括一个或多个高精度主动激光线轮廓仪以检测飞行器门的竖直边缘和下边缘。控制器模块提供PBB远端的精确控制和移动，并将PBB的远端引导至乘客门。所述系统可以通过远程触发面板模块被启动。

Description

自动乘客登机桥对接系统

技术领域

本发明涉及一种乘客登机桥对接系统，尤其涉及一种全自动登机桥对接系统，其使用高精度主动激光线轮廓仪来确定飞行器门的位置，从而检测其竖直边缘和下边缘。

背景技术

过去，使用可移动的楼梯来允许乘客上下飞机。乘客从机场航站楼出发，沿着并且有时穿过航道或跑道的一部分行走。这将乘客暴露于户外元素和机场交通，并要求他们带着随身行李爬上陡峭的楼梯。尽管有些机场仍在使用可移动的楼梯，但它们基本上已被乘客登机桥取代。

乘客登机桥(PBB)是封闭的可移动连接器，其从机场航站楼的门延伸到飞机，并且在一些情况下从港口延伸至船只或船舶。它允许乘客登机/登船和下机/登船，而不必走到外面或暴露于户外元素。PBB改善了乘客对飞机的登入，并且加强了航站楼操作的安全。PBB也可以被称为喷气式飞机桥、喷气式飞机跑道、舷梯、空中桥、空中码头、入口或天桥。

取决于建筑设计、门槛高度、加油位置和操作要求，PBB可以是固定的或可移动的。可移动的PBB通常在枢纽(或圆形大厅)的一端连接到航站楼建筑，并且可以向左或向右摆动。在装载桥的远端处的机舱可以升起或降低，伸出或缩回，并且可以枢转以适应不同尺寸的飞机。这些动作由驾驶室内的操作员站控制。驾驶室通常有一个类似手风琴的天篷，它允许桥梁与不同形状的飞行器对接，并提供户外元素的密封。虽然PBB的设计有所改进，但其操作和安全存在固有问题。

PBB必须由训练有素的员工或机场地勤人员操作，因此需要可用于其他功能的人力。通常情况下，地勤人员只有少数成员接受过操作PBB的训练。一名地勤人员必须将其他工作搁置一旁以操作对接或收回过程。如果训练有素的地勤人员不是直接现有的，那么乘客和航空公司人员必须等待一个地勤人员。当多架飞行器抵达或打算在短时间内出发或人员配备不足时，这可能导致登机和下机延误。即使是相对较短的延误也要花费航空公司数千美元的劳力和燃油。这还可能导致失去联系和使乘客不满。

PBB的操作也容易出现人为错误，这可能对飞行器造成危险和风险。有几个记录在案的案例，其中地勤人员的失误造成飞行器和PBB的损坏。即使有一系列的安全检查和操作规程，工作人员也不可避免地会因疲劳、仓促和分心而出错。如果被驱入飞行器部件或航道上的异物，则PBB可能造成数百万美元的损失。此外，传统的PBB可能难以操作。

由于来自驾驶室的能见度有限，PBB可能被无意地驱入结构或物体中。安全对接需要从驾驶室到飞行器门的清晰视线。降雨、雾、雾霾、灰尘或恶劣天气可能会阻挡操作员的视线。在许多机场，特别是在大型城市环境中，雾霾已司空见惯。此外，如果一座桥在出发前没有完全收回，它可能会接触移动的飞行器的部件并造成损坏。可能无法在黑暗中或在较差的能见度下通过视觉确定PBB是否完全收回。

已经尝试改进PBB及其操作。例如，US 5,226,204描述了包括传感器和用于将PBB的端部与飞行器的门对齐的遥控机器人控制装置的PBB。但是，这个系统在恶劣天气和能见度差的情况下可能效果不佳。此外，这需要训练有素的地勤人员的时间和注意。US 8,645,004描述了一种自动化的PBB，其可以被编程以连接特定品牌和型号的飞机。但是，这个系统很容易出错，并且需要关于到达航站楼的飞机的每个品牌和型号的准确数据。此外，飞机必须精确定位，以便PBB连接而不会错位。

其他设计需要飞行器上的视觉标记以识别乘客门的位置。在US7,137,162中描述了这种方法，其中“目标”被固定到飞机机身上以用于引导乘客桥与乘客门接触。该系统也是有问题的，因为标记易受光照条件的影响，并且可能在雾、雾霾或雨中变得模糊不清。此外，机场管理部门将不得不为所有飞行器配备这些“目标”。这样做将要求所有飞行器公司和相关监管机构接受该系统。此外，机场将不得不针对没有视觉标记的飞行器保留传统的PPP。

由于这些限制，需要一种改进的PBB对接系统。具体而言，需要全自动电脑化的飞行器PBB对接系统，该系统安全高效，消除了人为错误，并且无论能见度如何都是可靠的。

发明内容

本发明认识到长期以来对这样一种PBB的需要：其是可靠的，高效的，不需要操作员，不容易出现人为错误，并且即使在能见度差、雾霾或恶劣天气的情况下都是可靠的。

提供以下概述以便于理解对于所公开的实施例独特的一些创新特征，并且不打算作为完整的描述。通过综合考虑整个说明书、权利要求书、附图和摘要，可以获得对本文公开的实施例的各个方面的全面了解。

描述了一种用于将乘客登机桥的远端与飞行器乘客门连接的系统。该系统包括感测套件模块、控制器模块和触发模块。

感测套件模块可以包括飞行器扫描和识别装置、检测登机点或停机坪附近的障碍物的装置以及检测飞行器门的位置的装置。控制器模块可以包括马达驱动器、位置传感器和编码器。触发模块可以包括远程对接触发器和LCD面板。

感测套件模块还可以包括一个或多个三维扫描仪，以通过检测其外部特征来识别飞行器。其可以包括一个或多个成像系统，以检测停机坪或其他限定区域内的障碍物和危险。其还可以包括一个或多个激光器来检测飞行器机身和飞行器门之间的间隙并测量乘客登机桥和飞行器门之间的距离。感测套件模块还可以包括一个或多个成像系统以检测停机坪或其他限定区域内的障碍物和危险。

触发模块可以包括启动感测套件模块和控制器模块的一个或多个远程开关。触发模块可以启动感测套件模块和控制器模块。控制器模块可以操作一个或多个致动器以驱动远端(入口)与飞行器的门接触或基本接触。

还描述了包括感测模块、控制器模块和触发模块的飞行器乘客门检测系统。触发模块可以通过识别飞行器机身和飞行器门之间的间隙来启动感测模块以扫描和定位飞行器门。控制器模块可以启动并驱动乘客登机桥的远端与门接触。

还描述了一种将乘客登机桥与飞行器门连接的方法，包括以下步骤：(1)在飞行器到达之前扫描停机坪或其他限定区域以寻找障碍物和危险物，(2)扫描飞行器的物理特性以识别类型和型号，(3)将飞行器的身份与机场时刻表数据进行比较，(4)确定飞行器是否正确停放，(5)扫描飞行器机身以检测飞行乘客门与飞行器本体之间的物理间隙，(6)计算将乘客登机桥的附接端移动到飞行器的乘客门的最短路径，(7)将乘客登机桥的附接端驱动至飞行器的乘客门，以及(8)使乘客登机桥与飞行器机身接触或基本上接触。

近距离接近传感器可以在乘客登机桥处于距乘客门大约0.5米的范围内时操作乘客登机桥。一个或多个激光线扫描仪可用于检测飞行器乘客门与飞行器机身之间的物理间隙。

还描述了一种定位飞行器的乘客门的方法，其包括检测飞行器乘客门与飞行器本体之间的物理间隙并执行数据过滤以消除由干扰造成的噪声。包括多回波处理和多扫描平均在内的软件处理技术可应用于激光扫描，以增强对门间隙的检测。

此外，描述了一种定位飞行器的乘客门的方法，其包括扫描机身以检测飞行器乘客门和飞行器本体之间的物理间隙。可以执行数据过滤来消除干扰造成的噪声。包括多回波处理和多扫描平均在内的软件处理技术可用于增强对门间隙的检测。

引言

本发明的第一方面是一种感测套件模块，其可以包括：(1)飞行器扫描和识别部件，(2)门位置传感器部件，(3)接近传感器部件，(4)障碍物检测组件，(5)视频监视组件，以及(6)工业嵌入式计算机。

本发明的第二方面是一种门位置传感器组件，其可以包括一个或多个基于激光的线扫描仪、基于激光的三维(3D)扫描仪以及基于激光的接近传感器和摄像机。

本发明的第三方面是一种PBB控制器模块，其可以包括：(1)闭环控制器部件，(2)马达驱动器，(3)位置传感器和编码器，(4)安全监控部件，(5)内置测试部件和嵌入式计算机。

本发明的第四方面是一种远程触发面板模块，其可以包括远程对接触发器、马达驱动器、LCD面板和紧急停止按钮。

本发明的第五方面是一种PBB，其可以通过以下方式进行操作：(1)扫描区域以确保不存在障碍物或人员；(2)确认飞行器的身份并且确认其适当地定位/停放；(3)确定移动PBB前驾驶室的最短路径，以及(4)使用检查/确认系统以将驾驶室送至飞行器乘客门的10mm范围内。

本发明的第六方面是一种允许机场地勤人员的成员启动PBB的对接和收回过程的远程触发面板模块。

本发明的第七方面是一种将PBB的端部连接到不依赖于被动成像系统(例如CCD、CMOS、UV或IR)且不易受到黑暗、降雨、雾霾或空气中的颗粒或恶劣天气影响的飞行器门的方法。

本发明的第八方面是一种将PBB的端部连接到飞行器门的方法，当乘客登机桥位于距乘客门大约0.5米内时，该飞行器门使用近距离接近传感器来操作该乘客登机桥。

从以下详细描述中，本发明的其他方面将变得显而易见，所述详细描述结合附图以示例的方式示出了本发明的一些方面。

附图说明

本文描述的附图仅用于针对选定实施例而不是所有可能的实现的说明目的，并不旨在限制本公开的范围。

当结合附图阅读时，上面的概述以及说明性实施例的以下详细描述将被更好地理解。为了说明本公开，在附图中示出了本公开的示例性构造。然而，本公开不限于本文公开的具体方法和手段。而且，附图没有按比例绘制。只要有可能，相同的元件将由相同的数字表示。

图1描绘了包括全自动PBB对接系统的常规PBB的透视图；

图2描绘了本发明的飞行器的乘客门和门位置传感器部件；

图3A描述了全自动PBB对接系统的三个模块；

图3B描绘了飞行器和PBB，其中PBB装备有全自动PBB对接系统并且被远程控制；

图4A描绘了感测套件模块的部件；

图4B描绘了PBB控制器模块的部件；

图4C描绘了远程触发面板模块的部件；

图5是展示在对接PBB之前进行的系统启动和一系列步骤的流程图；

图6是展示系统在将PBB与飞行器对接时进行的一系列步骤的流程图。

具体实施方式

虽然本发明主要描述为用于飞行器和机场应用，但应该理解，本发明不限于此，而是可以用于机场以外的其他设置。它也可以放大或缩小以适应不同交通工具和部件的尺寸。其他应用包括例如但不限于系统与船舶、船只、公共汽车、航天器和/或军用车辆的使用。此外，该系统还可用于地面处理操作，包括将食物或餐饮卡车与交通工具的服务门对接，将货物装卸车辆与交通工具的货舱门对接和/或将楼梯与交通工具的乘客门对接。

在本说明书中对“一个实施例/方面”或“实施例/方面”的引述意味着结合该实施例/方面描述的特定特征、结构或特性被包括在本公开的至少一个实施例/方面中。在说明书中的各个地方使用短语“在一个实施例/方面中”或“在另一个实施例/方面中”不一定都指代相同的实施例/方面，也不是与其他实施例/方面相互排斥的单独或替代的实施例/方面。此外，描述了可以由一些实施例/方面而不是其他实施例/方面来展示的各种特征。类似地，描述了可能是对于一些实施例/方面的要求而不是对于其他实施例/方面的要求。在某些情况下，实施例和方面可以互换地使用。

本说明书中使用的术语在本公开的上下文中以及在使用每个术语的具体上下文中通常具有其本领域中的普通含义。在以下或在说明书的其他地方讨论用于描述本公开的某些术语，以向专业人员提供关于本公开的描述的额外指导。为了方便起见，可能会突出显示某些术语，例如使用斜体和/或引号：突出显示的使用不会影响术语的范围和含义；在同一个上下文中，术语的范围和含义是相同的，不管它是否被突出显示。可以理解的是，同样的事情可以用多种方式来说。

因此，替代语言和同义词可以用于本文讨论的任何一个或多个术语。无论是否在此对术语进行了详细说明或讨论，都没有任何特别的重要性。提供了某些术语的同义词。叙述一个或多个同义词并不排除使用其他同义词。包括本文讨论的任何术语的示例的本说明书中任何地方的示例的使用仅是说明性的，并不旨在进一步限制本公开或任何示例性术语的范围和含义。同样地，本公开不限于本说明书中给出的各种实施例。

不意图进一步限制本公开的范围，下面给出根据本公开的实施例的仪器、设备、方法及其相关结果的示例。注意，为了读者的方便，可以在示例中使用标题或子标题，其决不应当限制本公开的范围。除非另有定义，否则本文使用的所有技术和科学术语都具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。如果发生冲突，则将由本文包括其定义在内来解释。

术语“致动器”是指用于移动或控制某物的机械装置。致动器需要控制信号和能量源。

术语“飞行器信号编集”是指地面人员与机场、航空母舰或直升机停机坪上的飞行员之间的视觉信号传递。

术语“空中交通管制”或“ATF”是指与控制和监测特定区域内的空中交通有关的地面人员和设备。

术语“停机坪”是指飞行器停放、卸载或装载、加油或登载乘客的机场区域。虽然停机坪的使用受到诸如车辆照明等法规的覆盖，但其通常比跑道或滑行道更容易对用户接近。

术语“驾驶室”是指容纳操作员和操作控件的交通工具的一部分(在这种情况下是乘客登机桥或喷气式飞机桥)。

术语“闭环控制系统”是指这样的系统，其中系统的实际行为被感测，然后被反馈回控制器并与系统的参考或期望状态混合以将系统调整到其期望状态。

术语“远端”是指远离物体、本体或附接点的中心。在PBB的上下文下，远端是指附接到飞行器门的端部。它也可以被称为PBB的机舱。

术语“异物碎屑”或“FOD”是指特别是在机场或航空航天环境中会潜在地造成损害的车辆或系统外来的物质、碎片或物品。

术语“近端”是指靠近或朝向物体、本体或附接点的中心。在PBB的上下文下，近端是指最接近或邻近机场的基部或部分。

术语“可视对接引导系统”、“VDGS”或“A-VDGS”是指通常经由视觉方法向尝试将飞行器停放在机场泊机位的飞行员提供信息的泊机位引导系统。

应该理解，诸如在此使用的“前”、“后”、“顶部”、“底部”、“侧”、“短”、“长”、“上”、“下”和“下方”的术语仅仅是为了便于描述，并且指的是如附图中所示的部件的取向。应该理解的是，在此描述的部件的任何取向都在本发明的范围内。本文使用的其他技术术语具有它们在本领域中的普通含义，如各种技术字典所例示的。

优选实施例的描述

本发明提供了一种用于自动对准和连接乘客登机桥(PBB)与飞行器或其他交通工具的乘客门或舱门的系统和方法。在优选实施例中，远程触发面板模块启动控制器模块，该控制器模块将PBB的远端引导至飞行器的舱门。

本发明利用了大多数商用飞行器普遍常见的特性。飞行器上的乘客门道必须向外滑出，然后才能滑向侧面或向上滑入机身。由于制造公差并且为了允许门正确地打开和关闭，在门面板和机身之间存在间隙。感测套件模块使用激光技术来检测这个狭窄的间隙。它使用一个或多个高精度主动激光线轮廓仪来检测飞行器门的竖直边缘和下边缘。这种技术比依赖于二维被动成像的传统方法更可靠，因为它不易受背景照明变化的影响，也不易受到飞行器上复杂或喷涂方案所造成的混乱。

图1是包括全自动PBB对接系统及其若干部件的常规PBB的图示。PBB的近端连接到乘客航站楼102。PBB可以包括圆形大厅(未示出)以允许PBB在与乘客航站楼的一定角度范围内延伸。PBB 101的主体在从乘客航站楼延伸时形成走廊或通道。它可以由PBB运动控制部110驱动。

障碍物检测部件103优选地位于PBB的远端的基部附近。它可以包括一个或多个主动或被动成像系统和物体检测软件，以检测停机坪中的物体或危险。在优选的操作模式中，障碍物检测部件103在飞行器到达之前开始扫描停机坪。如果检测到异物或危险，则系统发出警报并阻止PBB的进一步移动。

当飞行器到达时，地勤人员的成员可以使用远程触发面板模块104处的控制装置来启动对接过程。这里，远程触发面板模块在乘客航站楼中安装在PBB的近端附近。飞行器扫描和识别部件(ASIC)105可以使用三维(3D)主动扫描传感器来检测飞行器的外部特征。根据扫描的信息，它可以识别飞行器并确认其与机场运行的预定抵达时间。

视频监视部件109可以提供PBB内部的现场或“实时”图像以及PBB前驾驶室周围的外部图像。这可以显示在地勤人员或空中交通管制的一个或多个监视器上。工业嵌入式计算机107可以处理从感测套件模块中的传感器编译的感测数据以及要被发送到PBB控制器模块的飞行器门位置的计算。

接近传感器部件106能够使用一维主动激光传感器来测量PBB与飞行器机身之间的距离。这些传感器可以安装在保险杠远端的PBB驾驶室下方，以检测PBB对接部件与飞行器机身之间的距离。门位置传感器部件108可以使用一个或多个激光器来检测门和机身之间的间隙(竖直边缘和水平边缘)。该系统可以在对接过程的最后阶段将PBB的远端移动到间隙的10毫米内。之后，PBB的端部可以降低，直到它接触机身。

图2描绘了飞行器机身的包括乘客门的部分。箭头描绘了门打开的方向。阴影线表示门打开时的位置。还描绘了门位置传感器部件108。使用激光轮廓仪(未示出)来指示门和机身之间的间隙的位置。系统确定间隙的精确位置。之后，它可以将PBB的远端驱动至该位置。

图3A描绘了全自动PBB对接系统，其包括三个主要模块：感测套件模块、PBB控制器模块和远程触发面板模块。每个模块可以通过详细描述其相应部件和功能而进一步描述。

感测套件模块可以包括基于激光的线扫描仪、基于激光的三维(3D)扫描仪、基于激光的接近传感器和摄像机。它们可以安装在乘客登机桥(PBB)的机舱内，并且面向外部，以提供飞行器的紧邻感测、飞行器乘客门位置的检测、PBB下方的障碍物的检测、飞行器特征的检测和识别以及PBB内外周边区域的视频监视。

PBB控制器模块可以包括运动控制系统，该运动控制系统由嵌入式计算机、开关、继电器、马达和伺服控制器的布置组成，这些元件提供对PBB的移动的精确控制。远程触发面板模块可以在外部安装在PBB上，用于启动PBB自动对接过程。

图3B描绘了飞行器和PBB。其显示了系统部件之间的互联性。操作员被描绘位于远处。远程触发面板模块可由靠近停机坪或飞行器的期望泊机位附近的地勤人员的乘员操作。可替代地，模块可以放置在远离控制中心或空中交通管制中心处。

图中还描绘了0.5米(500毫米)的相互间隙。在一个实施例中，PBB对接过程包括两个阶段。在第一阶段，感测套件模块识别飞行器并确认其被正确停放。PBB控制器计算直达飞行器乘客门的路线，并将PBB的端部移动到此点的0.5米范围内。

在第二阶段，感测套件模块启动门位置传感器部件中的近距离接近传感器。它使用一个或多个激光来检测门和机身之间的间隙(竖直边缘和水平边缘)。它将PBB的端部移动到间隙的10毫米以内。此时，PBB的端部被降低，直到它接触机身。

在近距离接近传感器没有检测到间隙的情况下，PBB可以继续移动到(0.3米)300毫米远并进行另一次尝试。如果它没有在300毫米处检测到间隙，则系统可以向PBB处的地面操作员或远程中央控制器发出警报。此时，地面操作员可以选择手动控制PBB。

感测套件模块

图4A描绘了感测套件模块的几个部件和功能。它可以包括使用三维(3D)主动扫描传感器来检测飞行器或飞行器的一部分的外部特征的飞行器扫描和识别部件(ASIC)。此后，它可以将扫描出的轮廓与存储在数据库中的多个模板进行匹配，以解译飞行器的型号。当识别出飞行器的型号时，可以将这些信息与机场信息系统提供的信息相关联，以确保正确的飞行器根据机场时刻表或飞行计划到达登机口。为了在恶劣天气下有效运行，3D主动扫描传感器可配备多回波处理技术。这使得能够在包括雾霾、雾、雨和雪的情况下实现正确的飞机识别。

感测套件模块还可以包括门位置传感器部件(DPSC)，门位置传感器部件可以使用高精度的主动激光线轮廓仪来检测飞行器门的竖直边缘和下边缘。如所讨论的，当PBB的端部位于飞行器机身的0.5米范围内时，该模块在对接过程的第二阶段处于活动状态。传感器提供足够的分辨率来检测飞行器门和周围本体之间的物理间隙。

通过使用门-本体间隙的机械特性来检测飞行器门的这种方法是需要飞行器机身上的视觉标记的常规对接操作的替代方案。它更可靠，因为它不易受外部条件和飞行器颜色方案和外部设计的变化影响。

类似于ASIC，DPSC可以使用软件滤波器来改善其功效和灵敏度。它可以使用多回波处理和多次扫描的均化来增强对恶劣天气条件下的间隙的检测。这些软件过滤器可以构成使传感器套件在雾中、雨中或雪中运行的基本功能。

在影响激光扫描仪操作的大雨的情况下，系统可以执行数据过滤以消除由雨滴引起的“嘈杂”或难懂的数据。这种噪声过滤可以采用多次扫描的分布平均、多回波处理和基于距离选通的异常排除方法的形式。

接近传感器部件可以使用一维主动激光传感器来测量PBB和飞行器机身之间的距离。这些传感器可以安装在保险杠远端的PBB驾驶室下方，并且可以检测PBB和飞行器在移动过程中可能的接触或碰撞。

障碍物检测部件可以包括一个或多个主动或被动成像系统和物体检测软件以确定紧邻PBB的物体的存在、位置和大小。当异物或人员在PBB的路径附近时，这防止了PBB的启动和移动。

视频监视部件可以提供PBB内部的实时图像以及PBB前部驾驶室周围的外部图像。该部件主要用于确保PBB在操作和使用过程中的安全。视频可以被中继到空中交通中心的一个或多个屏幕。

工业嵌入式计算机可以处理从感测套件模块中的传感器编译的感测数据以及要被发送到PBB控制器模块的飞行器门位置的计算。

PBB控制器模块

图4B示出了PBB控制器模块的一些部件。PBB控制器模块可以基于感测套件模块的输出提供精确的运动引导和PBB运动控制。该模块可以接收和处理与飞行器门位置有关的数据，并生成用于PBB的远端的命令以朝向飞行器门位置移动以进行对接。

闭环控制器可用于处理和计算飞行器门的位置，向运动控制模块发送关于位置的反馈，并控制PBB的运动。

马达驱动器可以接收来自闭环控制器的信号并产生致动电流以移动PBB轮。位于PBB的接头和轴上的位置传感器和编码器可用于测量整个PBB的运动学特性。安全监控部件能够针对安全性连续地评估PBB的运动。它可以在感测到有潜在危险的物体或状况时阻止系统继续移动。内置的测试部件可以连续监测系统中关键部件的正常工作，并在检测到任何潜在的故障、失效或即将发生的故障时阻止移动。嵌入式计算机可以运行闭环控制器软件，生成控制信号，测量PBB位置并监视PBB功能的安全性。

远程触发面板模块

图4C示出了远程触发面板模块的一些部件。远程触发面板模块设计用于操作员通过外部开关触发PBB自动对接和收回(分离)功能。在一个实施例中，它可以使用“一次触摸”操作来启动PBB自动对接和分离过程。

一个或多个LCD面板可以提供视觉反馈并且尤其指示PBB的操作状态。该面板还可以包括一个紧急停止按钮(急停)，以便在紧急或无法预见的情况下，机场员工或地勤人员立即停止PBB的操作。

工作示例-乘客登机桥与飞行器的对接

图5是描绘启动系统的过程中的步骤的流程图。在这个示例中，系统首先扫描停机坪和PBB周围的区域以寻找障碍物或危险。在优选的操作方法中，这在飞行器预计到达前约十五分钟时开始。

异物损坏(FOD)扫描

系统可以使用外部安装的摄像头扫描停机坪区域。一个或多个摄像头扫描停机坪以寻找特定尺寸以上的异物(FOD)和物体。这对于安全和防止损坏飞行器、尤其是涡轮喷气发动机是重要的。如果没有发现任何东西，系统会一直“等待”，直到飞行器到达登机口。

该系统可以被编程为基于检测到具有最小尺寸的异物来触发警报。例如，如果它检测到一个大于300毫米×300毫米的物体，则系统可以向地面操作员或其他机场员工发出潜在危险的警报。该警报可以是安装在PBB附近的视觉指示器或发给中央控制站的信号的形式。

当系统确定停机坪安全时或者在异物被移除之后，系统可以恢复其正常操作。如果有异物留在停机坪内，系统可以向中央控制站或空中交通管制(ATC)发出警报，通知到达的飞行器延迟进入停机坪或将其转移到另一个登机口。

如果停机坪是安全的并且到达的飞行器正在接近登机口，则可以通过飞行器对接引导系统(ADGS)引导或由地面指挥者手动引导飞行器到达其最终停靠位置。

阶段I-飞行器型号识别和飞行器停放位置的确定

在飞行器停在停机坪区域之后，系统可以开始PBB对接过程的阶段I。阶段I开始于扫描飞行器的外部机身以识别具体的飞行器型号。该信息与机场航班信息服务(AFIS)提供的数据进行比较，以确保正确的飞行器停在停机坪上。如果两种信息源之间存在差异，则系统可以向中央控制器或ATC发送警报以解决差异和/或确认并输入正确的飞行器型号。

在飞行器型号被确认之后，系统可以继续进行剩下的检查。这些检查可以包括确认飞行器停放在距特定类型飞行器的指定停放位置的特定距离内。在这个示例中，飞行器必须停在指定区域的10厘米以内。

一旦飞行器被确认处于指定停放位置的容差内，PBB就可以被启动以待机并等待进一步的指示。这种准确性对于尤其确保PBB在对接于飞行器时不会阻碍乘客门的打开是重要的。飞行员可以被通知关闭飞行器发动机。

图6是展示在将PBB与飞行器对接时本发明所做出的一系列步骤的流程图。在识别并妥善停放好了飞行器之后，地面操作员可以向飞行员确认飞行器已准备好与PBB对接。

PBB最终对接的远程启动

地面操作员可以在启动远程对接触发器以启动自动对接过程之前使用远程面板来确认PBB已准备就绪。一旦接收到启动触发，系统的PBB控制器便可以启动其运动控制，以将PBB的远端朝飞行器乘客门驱动以进行对接。

PBB运动控制、门检测、PBB接近度和方位感测

在系统定位并计算了飞行器乘客门的位置之后，系统可以计算PBB偏移位置以驱动PBB的移动。PBB闭环控制器可以驱动致动器(即将PBB朝向飞行器门移动的马达和轮子)。PBB控制器可以确定将PBB前驾驶室移动到离飞行器门大约(0.5米)500毫米的最短路径。它还可以保持机舱底面与飞行器舱门齐平并平行。在第一阶段，PBB前驾驶室被驱动到离飞行器(0.5米)500毫米以内。

如果在500毫米处没有检测到间隙，则PBB可以继续移动到300毫米远，直至检测到间隙。如果它没有在300毫米处检测到间隙，它可以停止进一步的移动并向PBB基部的地面操作员或远程中央控制器触发警报。在这种情况下，地面操作员可以选择手动控制PBB。他或她可以以半自动模式操作PBB，并将其引导到位，然后允许系统接管对接。另外，地面操作员可以将PBB收回到收起位置。

当PBB正在移动时，接近感测部件可以监测PBB前驾驶室的方位和距离，以确保其保持与飞行器门齐平并平行。

阶段II-完成对接

第二阶段可以在PBB的远端在飞行器门的500毫米以内时开始。在这个阶段，近距离接近传感器和门传感器套件开始工作。用于门检测的激光轮廓仪可以在飞行器机身上铺设覆盖飞行器乘客门的边缘的高分辨率激光线。激光轮廓仪执行连续扫描以检测表示乘客门边缘的机身间隙。

如果PBB前驾驶室在移动期间向一侧倾斜或与飞行器门不齐平，则系统可以停止进一步的移动，直至提供辅助。如果飞行器没有妥善停放，可能会出现这种情况。否则，系统可以移动PBB，直至保险杠离飞行器机身大约10毫米远。

在PBB前驾驶室完成对接之后，可折叠的掩体可被降低，直到其接触飞行器机身。此时，机组成员可以安全地打开乘客门。PBB的边缘可以包括一个闩锁或密封装置，以允许来自飞机的乘务员或乘客在允许乘客上下机之前确保PBB被固定到机身上。

分离操作

在出发之前或者在飞行器已经被维修并且地面操作员希望收回PBB时，可以遵循以下收回顺序。FOD激光扫描仪可以检查PBB沿其收回路径的后部没有障碍物。此外，安装在PBB内部的传感器可以扫描并确认机舱内或沿隧道没有乘员。当两个条件都满足时，可以在远程面板上显示信号以指示PBB是清空的以备收回。

地面操作员可以通过启动远程面板上的远程分离触发器来启动分离。在收到此信号后，PBB控制器可以将PBB移至其收起位置，同时继续扫描任何障碍物。此后，PBB将保持在其收起或收回位置，直到其被编程或启动以再次开始对接过程。

尽管已经试图全面地详细描述实施例以涵盖所有可能的方面，但是本领域技术人员将认识到，本公开的其他版本也是可能的。例如，本发明也可以与诸如用于装载乘客或货物的船或火车的另一交通工具(未示出)一起使用。此外，门检测方法也可以应用于其他飞行器地面处理操作，包括食品餐饮卡车与飞行器服务门的对接、货物装卸车辆与飞行器货舱门的对接或手动楼梯与飞行器乘客门的对接。

应该理解，上面公开的自动乘客登机桥对接系统和其他特征和功能或其替代方案的变型可以被理想地组合到许多其他不同的系统或应用中。此外，本领域技术人员随后可以进行各种目前无法预料的或未预料到的替代、修改、变化或改进，所有这些也意图被所附权利要求所涵盖。

尽管已经以相当详细到覆盖可能的方面的方式全面地描述了本公开的实施例，但是本领域技术人员将认识到，本公开的其他版本也是可能的。

在这些非限制性示例中讨论的特定值和配置可以变化，并且仅被引用以举例说明至少一个实施例，而不旨在限制其范围。

Claims (19)

1.一种用于将乘客登机桥的远端与飞行器乘客门连接的系统，包括：

a)感测套件模块，所述感觉套件模块包括：

用于飞行器扫描和识别的装置；

用于检测登机点或停机坪附近的障碍物的装置；以及

用于检测飞行器门的位置的装置；

b)控制器模块，所述控制器模块包括：

马达驱动器、位置传感器和编码器；

c)触发模块，所述触发模块包括：

远程对接触发器和LCD面板；

其中所述触发模块启动所述感测套件模块，并且

其中所述控制器模块操作一个或多个致动器以将所述乘客登机桥的远端驱动至所述飞行器乘客门。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述感测套件模块包括一个或多个三维扫描仪，以通过检测飞行器的外部特征来识别飞行器。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述感测套件模块包括一个或多个激光器以检测飞行器机身与飞行器门之间的间隙。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述感测套件模块包括一个或多个激光器以测量所述乘客登机桥的远端与飞行器的乘客门之间的距离。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述感测套件模块包括一个或多个成像系统以检测停机坪或其他限定区域内的障碍物和危险。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器模块操作一个或多个致动器以驱动所述乘客登机桥的远端与飞行器的门接触或基本上接触。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述触发模块包括启动所述感测套件模块和所述控制器模块的一个或多个远程开关。

8.一种飞行器乘客门检测系统，包括：

a)由一个或多个激光检测器组成的感测套件模块，

b)控制器模块，以及

c)触发模块，

其中所述触发模块启动所述感测模块以通过识别飞行器机身和飞行器门之间的间隙来扫描和定位飞行器乘客门，并且

其中所述控制器模块启动并驱动乘客登机桥的远端与飞行器乘客门接触或基本上接触。

9.根据权利要求8所述的飞行器乘客门检测系统，其中，所述感测套件模块包括一个或多个三维扫描仪，以通过检测飞行器的外部特征来识别飞行器。

10.根据权利要求8所述的飞行器乘客门检测系统，其中，所述感测套件模块包括一个或多个成像系统以检测停机坪或其他限定区域内的障碍物和危险。

11.根据权利要求8所述的飞行器乘客门检测系统，其中，所述控制器模块操作一个或多个致动器以驱动所述乘客登机桥的远端。

12.一种将乘客登机桥与飞行器的门连接的方法，包括以下步骤：

a)在飞行器到达之前扫描停机坪或其他限定区域以寻找障碍物和危险，

b)扫描飞行器的物理特性以识别类型或型号，

c)将飞行器的身份与机场时刻表数据进行比较，

d)确定飞行器是否并正确停放，

e)扫描飞行器机身以检测飞行器乘客门与飞行器机身之间的物理间隙，

f)计算将乘客登机桥的附接端移动到飞行器乘客门的最短路径，

g)将乘客登机桥的附接端驱动到飞行器的乘客门，

h)使乘客登机桥与飞行器机身接触或基本上接触。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，近距离接近传感器在所述乘客登机桥位于距所述乘客门0.5米内时操作所述乘客登机桥。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，使用一个或多个激光线扫描仪来检测所述飞行器乘客门与飞行器的本体之间的物理间隙。

15.根据权利要求12所述的方法，其中，执行数据过滤以消除由干扰导致的噪声。

16.根据权利要求12所述的方法，其中，包括多回波处理和多扫描平均在内的软件处理技术被应用于激光扫描以增强对门间隙的检测。

17.一种定位飞行器的乘客门的方法，包括用一个或多个激光器扫描机身以检测飞行器乘客门与飞行器机身之间的物理间隙。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，执行数据过滤以消除由干扰导致的噪声。

19.根据权利要求17所述的方法，其中，包括多回波处理和多扫描平均在内的软件处理技术被应用于激光扫描以增强对门间隙的检测。