CN108860650B - 基于机器视觉的飞机舱门保护方法、系统及登机桥 - Google Patents

Abstract

本发明涉及航空设备，尤其是一种基于机器视觉的飞机舱门保护方法、系统及登机桥。基于机器视觉的飞机舱门保护系统包括影像获取装置、存储器与视觉处理器；影像获取装置设置于登机桥接机口面向飞机一侧，以此获取包含飞机舱门的连续影像数据；视觉处理器以登机桥接机口与飞机完成对接为采集点获得基准图像；以基准图像为基准，从连续影像数据中识别出该飞机的飞机舱门的图形，并通过视觉定位方法计算出接机口在当前位置与飞机舱门的相对位置信息；视觉处理器根据接机口与飞机舱门的相对位置信息，向自动调平控制器发出安全警示信息，或中止自动调平控制器的自动调平操作。

Description

基于机器视觉的飞机舱门保护方法、系统及登机桥

技术领域

本发明涉及航空设备，尤其是一种在登机桥接机时对飞机舱门进行保护的基于机器视觉的飞机舱门保护方法、系统及登机桥。

背景技术

登机桥是机场用以连接候机厅与飞机之间的可移动升降的通道，登机桥的一端连接候机楼的某个接机口，一端可由操作人驾驶，接靠到相应的飞机舱门，方便旅客由候机楼经登机桥上下飞机。

按照现有技术的登机桥技术，登机桥配备有安全靴，作为登机桥避免活动地板与飞机碰撞的冗余保护(主要保护为自动调平)。但却没有登机桥避免遮篷与飞机碰撞的冗余保护(主要保护为自动调平)。而飞机机门与遮篷碰撞的问题却时有发生。

在登机桥遮篷上安装传感器非常困难，由于飞机的机门型式不同，而且飞机机门开启的方式也不同，因此，即使安装上了传感器，让传感器可靠动作也很困难。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于机器视觉的飞机舱门保护方法或系统及登机桥，在登机桥接机时对飞机舱门进行有效保护。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：提供一种基于机器视觉的飞机舱门保护系统，配置于登机桥，所述登机桥包括对位飞机舱门的接机口，所述保护系统包括影像获取装置、存储器与视觉处理器；所述影像获取装置设置于登机桥接机口面向飞机一侧，以此获取包含飞机舱门的连续影像数据；所述存储器信号连接于所述影像获取装置，存储所述影像获取装置获取的连续影像数据，所述连续影像数据中包括基准图像；所述视觉处理器信号连接于所述存储器，所述视觉处理器以所述登机桥接机口与飞机完成对接为采集点获得所述基准图像；以所述基准图像为基准，从所述连续影像数据中识别出该飞机的飞机舱门的图形，并通过视觉定位方法计算出所述接机口在当前位置与所述飞机舱门的相对位置信息；所述视觉处理器连接于所述登机桥的自动调平控制器；所述视觉处理器根据所述接机口与所述飞机舱门的相对位置信息，向所述自动调平控制器发出安全警示信息，或中止所述自动调平控制器的自动调平操作。

根据本发明的一实施方式，所述基准图像为所述登机桥的接机口第一次与飞机舱门对接后，获取的包含飞机舱门的图像。

根据本发明的一实施方式，所述存储器存储有安全阈值，所述视觉处理器调取该安全阈值，在所述接机口在与所述飞机舱门的相对偏移超出该安全阈值时，向所述自动调平控制器发出安全警示信息。

根据本发明的一实施方式，该安全阈值还包括危险偏移值，在所述接机口在与所述飞机舱门的相对偏移超出该危险偏移值时，中止所述自动调平控制器的自动调平操作。

根据本发明的一实施方式，具有多组安全阈值，多组所述安全阈值分别对应不同的飞机型号；根据输入装置输入的指令适配飞机型号，或者，通过所述视觉处理器识别飞机型号，以适配相应的安全阈值。

根据本发明的一实施方式，在飞机舱门设置有定位标识，所述定位标识包括飞机舱门边界或标识涂料。

根据本发明的一实施方式，还包括上位机系统，信号连接于所述视觉处理器与所述自动调平控制器，接受所述安全警示信息以及中止指令并执行。

本发明实施例的另一方面，提供一种登机桥，包括如前所述的基于机器视觉的飞机舱门保护系统。

本发明实施例的另一方面，提供一种基于机器视觉的飞机舱门保护方法，应用于登机桥的自动调平作业中，所述登机桥包括对位飞机舱门的接机口，包括步骤：

在所述登机桥接机口面向飞机一侧配置影像获取装置，以此获取包含飞机舱门的连续影像数据；

所述登机桥面向飞机舱门进行靠接，所述登机桥的接机口初始对接于所述飞机舱门；

接机口初始对接于所述飞机舱门后，启动自动调平状态，同时影像获取装置启动获取包含飞机舱门的连续影像数据，并存储该状态获取的包含飞机舱门的图像为基准图像；

自动调平作业中，以所述基准图像为基准，从所述连续影像数据中识别出该飞机的飞机舱门的图形，并通过视觉定位方法计算出所述接机口在当前位置与所述飞机舱门的相对位置信息；

根据所述接机口与所述飞机舱门的相对位置信息，向所述自动调平作业发出安全警示信息，或中止所述自动调平作业。

根据本发明的一实施方式，其中所述影像获取装置包括摄像头、存储器与处理器，借此执行影像获取、基准图像存储、视觉定位以及控制信号输出步骤。

本发明实施例提供的基于机器视觉的飞机舱门保护方法或系统及登机桥，相比现有技术有益技术效果在于，

针对登机桥自动调平作业，提供一种保护方法，可以保证自动调平作业在安全范围内进行，若自动调平作业超出安全范围，可以发出警示信息；若自动调平作业进入危险范围，可以中止自动调平作业；可以确实地避免飞机机门与遮篷发生碰撞。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施例的详细说明，本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1为本发明实施例的基于机器视觉的飞机舱门保护系统应用于登机桥的结构示意图；

图2为沿图1中A-A线的剖视结构示意图；

图3为本发明实施例的基于机器视觉的飞机舱门保护系统组成简图；

图4为本发明实施例的基于机器视觉的飞机舱门保护系统的逻辑判断运行简图；

图5为本发明实施例的基于机器视觉的飞机舱门保护系统中在登机桥接靠飞机时的初始位置状态示意图；

图6为本发明实施例中目标位置向下移动报警提示示意图；

图7为本发明实施例中目标位置向上移动报警提示示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

图1为本发明实施例的基于机器视觉的飞机舱门保护系统应用于登机桥的结构示意图；图2为沿图1中A-A线的剖视结构示意图。

如图所示，本发明实施例涉及一种基于机器视觉的飞机舱门保护系统，主要配置于登机桥，登机桥是机场用以连接候机厅与飞机之间的可移动升降的通道，登机桥的一端可连接于候机楼，另一端可对位飞机舱门的接机口1可由操作人驾驶，接靠到相应的飞机舱门，方便旅客由候机楼经登机桥上下飞机。

本发明实施例中保护系统主要包括影像获取装置、存储器与视觉处理器；影像获取装置选择设置于登机桥接机口1面向飞机一侧，以此获取包含飞机舱门的连续影像数据。

一个具体实施例中，基于机器视觉的飞机舱门保护系统具体可选择由工业相机2来实现，工业相机2选择集成有摄像头、存储器与处理器，以此可与上位系统或登机桥控制器信号连接，以传输警示信息或控制指令。如此，可将前述的存储器与视觉处理器集成于工业相机2中来实现，在工业相机2中配置形成。当然，本领域技术人员应该理解的是，存储器与视觉处理器也可以选择为外置，相对设置在工业相机2外，通过数据接口与工业相机2相连，并不以此为限。

具体示例中，工业相机2可以设置在接机口1一侧，当然也可以两侧或四周各设置一个工业相机2，并且，工业相机2选择更接近接机口1中线。若选择配置多个工业相机2，可以共同连接同一处理器，可利用分处于不同位置的多相机共同成像，可以消除成像畸变与数据误差。还可以选择不同位置配置不同类型的可以互补的工业相机组，比如，一位置的相机为线阵相机，另一位置的相机可选择为面阵相机；一位置的相机为单色(黑白)相机，另一位置的相机可选择为彩色相机；一位置的相机为普通速度相机，另一位置的相机可选择为高速相机；一位置的相机为可见光相机，另一位置的相机可选择为红外相机；或者以上一组或两组以上的组合实施。

一个具体实施例中，所述存储器信号连接于所述影像获取装置(前述所称的工业相机的影像功能部分)，存储器存储所述影像获取装置获取的连续影像数据，其中的所述连续影像数据中可包括一定义的基准图像；所述视觉处理器信号连接于所述存储器，所述视觉处理器以所述登机桥接机口1与飞机完成对接的状态为采集点，在这个采集点上获得所述基准图像并进行存储。如此可选择以所述基准图像为基准，从所述连续影像数据中识别出该飞机的飞机舱门的图形，并通过视觉定位方法计算出所述接机口1在当前位置与所述飞机舱门的相对位置信息。所述视觉处理器还可选择连接于所述登机桥的自动调平控制器。所述视觉处理器根据所述接机口1与所述飞机舱门的相对位置信息，向所述自动调平控制器发出安全警示信息，或中止所述自动调平控制器的自动调平操作。如此，对自动调平控制器的控制动作提供安全警示与紧急中止的保护作用。

所述登机桥的自动调平控制器可以选择集成于登机桥的控制器，如图3中所示意的登机桥PLC(可编程逻辑控制器)，当然，本领域技术人员应该理解的是，自动调平控制器也可以是单独配置的一个专用智能控制器。如图3中所示，工业相机2具体可以是一种工业智能相机，集成摄像头、存储器与视觉处理器，而登机桥LCD可作为保护系统的输入/输出设备。

根据本发明一具体实施方式，所述基准图像选择为所述登机桥的接机口1第一次与飞机舱门对接后，获取的包含飞机舱门的图像。这是因为，初始对接时，登机桥的接机口1与飞机舱门是对接在最适合的相对位置上。在之后，随着飞机上载货或载客情况的变化，飞机高度发生变化后，接机口1会在自动调平控制器控制下，进行自动跟随调平作业。所以，本发明实施例的保护系统主要在自动跟随调平作业中，以机器视觉为基础提供偏移感测、偏移量判别、保护指令生成与保护指令发出的作业，可以保证自动调平作业在安全范围内进行。

根据一具体实施方式，所述存储器存储有一组安全阈值，所述视觉处理器可以调取该安全阈值，在所述接机口1在与所述飞机舱门的相对偏移超出该安全阈值时，向所述自动调平控制器发出安全警示信息。比如：一组安全阈值中，可包括安全范围值与危险范围值，接机口1与飞机舱门的相对偏移向上或向下偏移50mm以内设定为安全范围值；若超出该安全范围值则提示相应的上偏移或下偏移安全警示。接机口1与飞机舱门的相对偏移向上偏移200或向下偏移80mm以内设定为危险范围值；若超出该危险范围值，则向自动调平控制器发出中止作业指令，以停止自动调平作业。

根据一具体实施方式，所述存储器存储有多组安全阈值，多组所述安全阈值可分别对应不同的飞机型号；可选择根据输入装置输入的指令适配飞机型号，或者，通过所述视觉处理器识别飞机型号，以适配相应的安全阈值，这主要是因为不同的飞机弧度不同，所以可接受的偏移量会有很大不同，以此匹配不同的飞机型号精确适配相适应的安全阈值，以达到更合理的安全保护。

根据一具体实施方式，还包括上位机系统，信号连接于所述视觉处理器与所述自动调平控制器，接受所述安全警示信息以及中止指令并执行。上位机系统可以是远程监控控制系统，操作人员可在远程通过电脑进行集中监视控制。

本发明实施例还可以认为提供一种基于机器视觉的飞机舱门保护方法，应用于登机桥的自动调平作业中，图4为本发明实施例的基于机器视觉的飞机舱门保护系统的逻辑判断运行简图；图5为本发明实施例的基于机器视觉的飞机舱门保护系统中在登机桥接靠飞机时的初始位置状态示意图；图6为本发明实施例中目标位置向下移动报警提示示意图，以及图7为本发明实施例中目标位置向上移动报警提示示意图。如图所示，本发明实施例的基于机器视觉的飞机舱门保护方法主要包括步骤：

在所述登机桥接机口1面向飞机4一侧配置工业相机2，飞机4的飞机舱门位于工业相机2的视野21，以此获取包含飞机舱门的连续影像数据；

所述登机桥面向飞机舱门进行靠接，所述登机桥的接机口1初始对接于所述飞机舱门；

接机口1初始对接于所述飞机舱门后，启动自动调平状态，同时工业相机2启动获取包含飞机舱门的连续影像数据，并存储该状态获取的包含飞机舱门的图像为基准图像；

自动调平作业中，以所述基准图像为基准，从工业相机2的视野21图像中识别出该飞机4的飞机舱门的图形，并通过视觉定位方法计算出所述接机口1在当前位置与所述飞机舱门的相对位置信息；

根据所述接机口1与所述飞机舱门的相对位置信息，向所述自动调平作业发出安全警示信息，或中止所述自动调平作业。

所述影像获取装置包括摄像头、存储器与处理器，借此执行影像获取、基准图像存储、视觉定位以及控制信号输出步骤。

根据一具体实施方式，见图5至图7所示，可选择在飞机舱门设置有定位标识5，所述定位标识5可选择为标识性涂料形成的标记，比如反光材料。当然，一种实施方式中也可选择以飞机舱门边界作为定位标识5。

一个具体操作实例：以下参照图3至图7，以一实例说明如下：

1.登机桥靠接好飞机后，以现有机舱门的边界为定位标识。当钥匙开关打向自动调平状态，同时当自动调平轮靠上飞机后，登机桥PLC发信号给工业相机，工业相机拍摄本次接机的第一帧照片，同时工业相机将第一帧照片存为基准帧照片(基准图像)。

2.整个接机过程中，工业相机将拍摄的照片都与基准帧照片进行比较，若向上偏移或向下偏移超过规定的距离(设定在工业相机内的标准值，暂定标准值为向上偏移200mm，向下偏移80mm)，工业相机将向登机桥PLC发出超标信号，登机桥蜂鸣器、报警喇叭、LCD显示屏将发出报警信号，提醒操桥员存在的潜在风险，同时可向上位机发出报警信息。另外，偏移量标准，还可由LCD设定，并向工业相机传送设定信息。

控制流程：

1.工业相机拍摄画面相较于初始画面，飞机舱门升高超过标准值，与遮蓬距离在200mm以内，处理器接受到超限信号，控制登机桥蜂鸣器、报警喇叭发出报警信号，并在触摸屏上显示“机舱门高位报警”，并限制自动调平下降功能，将此信号传送到上位系统(如有上位系统)。

2.工业相机拍摄画面相较于基准帧照片，飞机舱门降低超过标准值，与活动地板距离在80mm以内，处理器接受到超限信号，控制登机桥蜂鸣器、报警喇叭发出报警信号，并在触摸屏上显示“机舱门低位报警”，并限制自动调平上升功能，将此信号传送到上位系统(如有上位系统)。

当介绍本发明或其优选实施例的元件时，术语“一”、“一个”、“该”和“所述”等意图表示存在一个或多个元件。术语“包括”、“包含”和“具有”等被定义为包含性的并且表示可能具有除了列出元件之外的其他元件。

因为可在上述构造和方法中作出各种变化而不脱离本发明的范围，上述说明和附图所示的所有内容应被解释为示例性的而非限制性的。

Claims (10)

1.一种基于机器视觉的飞机舱门保护系统，配置于登机桥，所述登机桥包括对位飞机舱门的接机口，其特征在于，所述保护系统包括影像获取装置、存储器与视觉处理器；

所述影像获取装置设置于登机桥接机口面向飞机一侧，以此获取包含飞机舱门的连续影像数据；

所述存储器信号连接于所述影像获取装置，存储所述影像获取装置获取的连续影像数据，所述连续影像数据中包括基准图像；

所述视觉处理器信号连接于所述存储器，所述视觉处理器以所述登机桥接机口与飞机完成对接为采集点获得所述基准图像；以所述基准图像为基准，从所述连续影像数据中识别出该飞机的飞机舱门的图形，并通过视觉定位方法计算出所述接机口在当前位置与所述飞机舱门的相对位置信息；

所述视觉处理器连接于所述登机桥的自动调平控制器；所述视觉处理器根据所述接机口与所述飞机舱门的相对位置信息，向所述自动调平控制器发出安全警示信息，或中止所述自动调平控制器的自动调平操作。

2.如权利要求1所述的基于机器视觉的飞机舱门保护系统，其特征在于，所述基准图像为所述登机桥的接机口第一次与飞机舱门对接后，获取的包含飞机舱门的图像。

3.如权利要求1所述的基于机器视觉的飞机舱门保护系统，其特征在于，所述存储器存储有安全阈值，所述视觉处理器调取该安全阈值，在所述接机口在与所述飞机舱门的相对偏移超出该安全阈值时，向所述自动调平控制器发出安全警示信息。

4.如权利要求3所述的基于机器视觉的飞机舱门保护系统，其特征在于，该安全阈值还包括危险偏移值，在所述接机口在与所述飞机舱门的相对偏移超出该危险偏移值时，中止所述自动调平控制器的自动调平操作。

5.如权利要求3所述的基于机器视觉的飞机舱门保护系统，其特征在于，具有多组安全阈值，多组所述安全阈值分别对应不同的飞机型号；根据输入装置输入的指令适配飞机型号，或者，通过所述视觉处理器识别飞机型号，以适配相应的安全阈值。

6.如权利要求1至5任一项所述的基于机器视觉的飞机舱门保护系统，其特征在于，在飞机舱门设置有定位标识，所述定位标识包括飞机舱门边界或标识涂料。

7.如权利要求1至5任一项所述的基于机器视觉的飞机舱门保护系统，其特征在于，还包括上位机系统，信号连接于所述视觉处理器与所述自动调平控制器，接受所述安全警示信息以及中止指令并执行。

8.一种登机桥，包括如权利要求1至7任一项所述的基于机器视觉的飞机舱门保护系统。

9.一种基于机器视觉的飞机舱门保护方法，应用于登机桥的自动调平作业中，所述登机桥包括对位飞机舱门的接机口，其特征在于，包括步骤：

在所述登机桥接机口面向飞机一侧配置影像获取装置，以此获取包含飞机舱门的连续影像数据；

所述登机桥面向飞机舱门进行靠接，所述登机桥的接机口初始对接于所述飞机舱门；

接机口初始对接于所述飞机舱门后，启动自动调平状态，同时影像获取装置启动获取包含飞机舱门的连续影像数据，并存储该状态获取的包含飞机舱门的图像为基准图像；

自动调平作业中，以所述基准图像为基准，从所述连续影像数据中识别出该飞机的飞机舱门的图形，并通过视觉定位方法计算出所述接机口在当前位置与所述飞机舱门的相对位置信息；

根据所述接机口与所述飞机舱门的相对位置信息，向所述自动调平作业发出安全警示信息，或中止所述自动调平作业。

10.如权利要求9所述的基于机器视觉的飞机舱门保护方法，其特征在于，所述影像获取装置包括摄像头、存储器与处理器，借此执行影像获取、基准图像存储、视觉定位以及控制信号输出步骤。

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