CN109218449A - 一种基于物联网的机场车辆辅助管理系统及管理方法 - Google Patents

一种基于物联网的机场车辆辅助管理系统及管理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于物联网的机场车辆辅助管理系统及管理方法，包括：车载定位感知终端，车载定位感知终端用于感知车辆位置信息、转向信息及周围环境信息；车辆管理云平台，车辆管理云平台用于确定车辆位置信息、调度及监控车辆与飞机之间、不同车辆之间的位置及距离；连接层，连接层用于传递车载定位感知终端与车辆管理云平台之间的数据。本发明的基于物联网的机场车辆辅助管理系统及管理方法通过车辆管理云平台确定车辆位置信息、调度及监控车辆与飞机之间、不同车辆之间的位置及距离，实现了智能判断机场车辆安全与防撞预警，提高实际运行中安全性与可靠性，节省了人力资源，提高了工作效率。

Description

一种基于物联网的机场车辆辅助管理系统及管理方法
技术领域
本发明属于机场管理系统技术领域，更具体地，涉及一种基于物联网的机场车辆辅助管理系统及管理方法。
背景技术
现代机场中，除了飞机之外，主要是作为保障的各种各样的车辆，包括运餐车、运油车、巡检车辆、行李运送车、摆渡车等，车辆数量较多且地面道路复杂，加之飞机也需要在机场地面滑行，车辆与飞机时常有交叉穿行的情况，尤其大型国际机场里，车辆、飞机等流量较大，极容易发生刮蹭，磕碰甚至相撞，因此，机场内行车安全比一般道路有较高的要求，车辆的安全管理与防撞预警就十分重要了。目前，机场内的车辆驾驶及控制主要依靠人工操作，防撞及防刮蹭也是以操作人员的个人经验判断为主，且车辆运输环境主要在室外，室外环境的光线、气候环境等不确定性都会影响操作人员的判断，在实际运行中安全性与可靠性都难以保证。因此，特别需要一种方法能够智能判断车辆安全与防撞预警，实现调度及监控车辆，提高实际运行中安全性与可靠性。
发明内容
本发明的目的是提出一种能够智能判断机场车辆安全与防撞预警的基于物联网的机场车辆辅助管理系统及管理方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种基于物联网的机场车辆辅助管理系统，包括：车载定位感知终端，所述车载定位感知终端用于感知车辆位置信息、转向信息及周围环境信息；车辆管理云平台，所述车辆管理云平台用于确定车辆位置信息、调度及监控所述车辆与飞机之间、不同车辆之间的位置及距离；连接层，所述连接层用于传递所述车载定位感知终端与所述车辆管理云平台之间的数据。
优选的，所述车载定位感知终端包括定位模块、无线通讯模块、图像采集模块及车载显示模块，所述定位模块获取车辆的位置信息，并通过无线通讯模块将所述位置信息、车辆编号及时间发送至所述车辆管理云平台，所述无线通讯模块与所述车辆管理云平台、图像采集模块及车载显示模块通信相连，用于传输数据。
优选的，所述图像采集模块用于采集所述车辆的实时周围环境信息，并将所述实时周围环境信息发送至所述车辆管理云平台；所述车载显示模块接收所述车辆管理云平台发送的车辆的定位信息及距离信息，并显示所述定位信息及距离信息。
优选的，所述车辆管理云平台通过与车载同样的定位模块获取定位信息，基于预先存储的精确位置信息，获得差分改正数据。
优选的，所述车辆管理云平台接收来自于所述定位模块的车辆位置信息，结合所述差分改正数据获取所述车辆的校正后位置信息，并将所述校正后位置信息发送至所述车载显示模块。
优选的，所述车辆平行安装两个定位模块，用于确定所述车辆的转向信息。
为了实现上述目的，本发明还提供一种基于物联网的机场车辆辅助管理方法，包括：获取车辆的实时位置信息；基于所述实时位置信息，获取车辆的校正后位置信息；根据所述校正后位置信息，生成运动轨迹；根据所述运动轨迹，判断所述车辆是否为行驶车辆；若所述车辆为行驶车辆，计算所述车辆与其临近的行驶车辆的距离信息；发送所述距离信息至所述车辆的车载显示模块；结合图像采集模块的图像信息，发送预警提示至所述车辆的车载显示模块。
优选的，若所述车辆为行驶车辆，计算所述车辆与其临近的静止车辆的距离信息，发送所述距离信息和静止车辆标识至所述车辆的车载显示模块；若所述车辆为静止车辆，计算所述车辆与其临近车辆的距离信息，发送所述距离信息至所述车辆的车载显示模块。
优选的，根据飞机的滑行路线，生成标记地图；根据所述车辆的校正后位置信息和运动轨迹，判断所述车辆是否要行驶经过所述滑行路线；若所述车辆要行驶经过所述滑行路线，则调取空管数据，判断预设时段内所述滑行路线是否存在飞机滑行；若预设时段内所述滑行路线存在飞机滑行，则发送提示信息至所述车辆的车载显示模块。
优选的，实时调取空管数据，获取停靠飞机的三维图像建模；计算所述车辆与停靠飞机的距离信息；发送所述飞机的三维图像建模和距离信息至所述车辆的车载显示模块。
优选的，根据所述距离信息设置预警提示的级别。
本发明的有益效果在于：本发明的基于物联网的机场车辆辅助管理系统及管理方法通过车辆管理云平台确定车辆位置信息、调度及监控车辆与飞机之间、不同车辆之间的位置及距离，实现了智能判断机场车辆安全与防撞预警，提高实际运行中安全性与可靠性，节省了人力资源，提高了工作效率。
本发明的系统具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的一个实施例的基于物联网的机场车辆辅助管理系统的结构框图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的基于物联网的机场车辆辅助管理方法的流程图。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
根据本发明的基于物联网的机场车辆辅助管理系统，包括：车载定位感知终端，车载定位感知终端用于感知车辆位置信息、转向信息及周围环境信息；车辆管理云平台，车辆管理云平台用于确定车辆位置信息、调度及监控车辆与飞机之间、不同车辆之间的位置及距离；连接层，连接层用于传递车载定位感知终端与车辆管理云平台之间的数据。
在一个示例中，连接层可以根据机场具体设备情况，选用GPRS、4G移动通讯网络或广域物联网LoRa、NB-IOT等。
具体地，系统分为感知层、连接层和应用层。其中，车载感知终端即为感知层，车辆管理云平台即为应用层，车载感知终端将感知的车辆位置信息、车辆转向信息及周围环境信息通过连接层上传到车辆管理云平台，以便车辆管理云平台确定车辆位置信息、调度及监控车辆与飞机之间、不同车辆之间的位置及距离。
根据示例性的实施方式，基于物联网的机场车辆辅助管理系统通过车辆管理云平台确定车辆位置信息、调度及监控车辆与飞机之间、不同车辆之间的位置及距离，实现了智能判断机场车辆安全与防撞预警，提高实际运行中安全性与可靠性，节省了人力资源，提高了工作效率。
作为优选方案，车载定位感知终端包括定位模块、无线通讯模块、图像采集模块及车载显示模块，定位模块获取车辆的位置信息，并通过无线通讯模块将位置信息、车辆编号及时间发送至车辆管理云平台，无线通讯模块与车辆管理云平台、图像采集模块及车载显示模块通信相连，用于传输数据。
在一个示例中，定位模块为GPS定位模块。
在一个示例中，定位模块为北斗定位模块。
在一个示例中，定位模块的定位信息经连接层的移动通讯网络(GPRS或4G)上传至车辆管理云平台。
具体的，车载定位感知终端包括定位模块、无线通讯模块、图像采集模块及车载显示模块，无线通讯模块与车辆管理云平台、图像采集模块及车载显示模块通信相连，将定位模块获取的车辆位置信息、车辆编号及时间发送至车辆管理云平台。
作为优选方案，图像采集模块用于采集车辆的实时周围环境信息，并将实时周围环境信息发送至车辆管理云平台；车载显示模块接收车辆管理云平台发送的车辆的定位信息及距离信息，并显示定位信息及距离信息。
在一个示例中，根据图像采集模块采集的周围环境信息，辅助车辆倒车。
具体的，图像采集模块采集车辆的实时周围环境信息，通过无线通讯模块或连接层将实时周围环境信息发送至车辆管理云平台，车载显示模块通过无线通讯模块或连接层接收车辆管理云平台发送的车辆的定位信息及距离信息，并显示出来。
作为优选方案，车辆管理云平台通过与车载同样的定位模块获取定位信息，基于预先存储的精确位置信息，获得差分改正数据。
具体的，车辆管理云平台所在处设置一个与车载同样的定位模块，通过定位模块获取车辆管理云平台所在处的定位信息，对照预先存储的的精确位置信息，计算两者之间的差值，获得差分改正数据。
作为优选方案，车辆管理云平台接收来自于定位模块的车辆位置信息，结合差分改正数据获取车辆的校正后位置信息，并将校正后位置信息发送至车载显示模块。
具体的，采用的差分定位方法获得车辆的精确定位信息，差分定位方法精度可以达到cm级。车辆管理云平台将来自于车辆定位模块的定位信息加上差分改正数据获得车辆校正后的位置信息，从而计算出精确定位信息，提高了定位精度。
作为优选方案，车辆平行安装两个定位模块，用于确定车辆的转向信息。
具体的，在车辆上平行安装两个定位模块，除了可以获取车辆位置信息外，两个定位模块的位置连线则可以确定车辆的转向信息，为调度及防撞管理提供更精确的车辆信息。
根据本发明的基于物联网的机场车辆辅助管理方法，包括：获取车辆的实时位置信息；基于实时位置信息，获取车辆的校正后位置信息；根据校正后位置信息，生成运动轨迹；根据运动轨迹，判断车辆是否为行驶车辆；若车辆为行驶车辆，计算车辆与其临近的行驶车辆的距离信息；发送距离信息至车辆的车载显示模块；结合图像采集模块的图像信息，发送预警提示至车辆的车载显示模块。
在一个示例中，发送邻近车辆的车型信息，以便车辆的车载显示模块显示预先建模的三维车辆图形，配合地图显示，实现智能自行避让。
在一个示例中，邻近的车辆也可为根据轨迹推算路线可能交错的车辆。
具体的，机场车辆安全防撞分为行驶车辆之间、行驶车辆和静止车辆之间、行驶车辆和飞机之间。车辆管理云平台获取车辆的实时位置信息，将实时位置信息加上差分改正数据获得车辆的校正后位置信息，根据校正后位置信息生成车辆运动轨迹，从而判断车辆的行驶状态，当车辆为行驶车辆时，计算该车辆与其临近的行驶车辆的距离信息，并将距离信息发送至车辆的车载显示模块，结合图像采集模块的图像信息及运动轨迹，判断邻近车辆的行驶方向，比较行驶车辆与邻近车辆之间的距离与阈值，若行驶车辆与邻近车辆之间的距离小于或等于阈值，发送预警提示至车辆的车载显示模块。
根据示例性的实施方式，基于物联网的机场车辆辅助管理方法通过车辆管理云平台确定车辆位置信息、调度及监控车辆与飞机之间、不同车辆之间的位置及距离，实现了智能判断机场车辆安全与防撞预警，提高实际运行中安全性与可靠性，节省了人力资源，提高了工作效率。
作为优选方案，若车辆为行驶车辆，计算车辆与其临近的静止车辆的距离信息，发送距离信息和静止车辆标识至车辆的车载显示模块；若车辆为静止车辆，计算车辆与其临近车辆的距离信息，发送距离信息至车辆的车载显示模块。
具体的，当车辆为行驶车辆时，车辆管理云平台计算该车辆与其其临近的静止车辆的距离信息，发送距离信息和静止车辆标识至车辆的车载显示模块，提醒行驶车辆避让静止车辆；当车辆为静止车辆时，计算车辆与其临近车辆的距离信息，发送距离信息至车辆的车载显示模块，以便车辆启动时根据车辆行驶方向或状态避让邻近车辆。
作为优选方案，根据飞机的滑行路线，生成标记地图；根据车辆的校正后位置信息和运动轨迹，判断车辆是否要行驶经过滑行路线；若车辆要行驶经过滑行路线，则调取空管数据，判断预设时段内滑行路线是否存在飞机滑行；若预设时段内滑行路线存在飞机滑行，则发送提示信息至车辆的车载显示模块。
具体的，车辆管理云平台根据飞机的滑行路线生成标记地图，根据车辆的校正后位置信息和运动轨迹，判断车辆是否要行驶经过滑行路线，当行驶车辆要穿过飞机的滑行路线时，调取空管数据，判断未来预设一段时间内滑行路线是否存在飞机滑行，若滑行路线存在飞机滑行，发送提示信息至车辆的车载显示模块。
作为优选方案，实时调取空管数据，获取停靠飞机的三维图像建模；计算车辆与停靠飞机的距离信息；发送飞机的三维图像建模和距离信息至车辆的车载显示模块。
在一个示例中，根据飞机的三维图像建模，判断飞机机翼高度是否低于车辆高度，根据判断结果，确定车辆是否可以行驶。
在一个示例中，根据车辆校正后的位置信息，结合飞机的三维图像模型，在车辆与飞机机翼或机身相对距离小于安全距离时发送报警信息至车辆的车载显示模块。
具体的，车辆管理云平台建立停靠飞机三维图像建模，根据飞机三维图像建模，计算行驶车辆与停靠飞机的距离信息，发送飞机的三维图像建模和距离信息至车辆的车载显示模块，进一步，判断飞机机翼高度是否低于车辆高度，根据判断结果，确定车辆是否可以行驶。
作为优选方案，根据距离信息设置预警提示的级别。
具体的，根据距离信息设置预警提示的级别，例如进入一定距离内车辆图形闪烁提示，在近一些发出提示音。
作为优选方案，根据目的地位置，结合机场地内路况信息，对工作车辆的运动路径进行合理规划。
具体的，根据调度任务及目的地位置，结合机场地内三维路况信息，例如机场内各场地分区的车辆运行限高、临时施工等信息，对工作车辆的运动路径进行合理规划，避免在场地内与建筑物碰撞及刮蹭，为车辆提供路线引导、道路交通状况预报等相关信息服务，为车辆的安全行驶与高效运行提供技术支持与保障。
实施例
图1示出了根据本发明的一个实施例的基于物联网的机场车辆辅助管理系统的结构框图。
如图1所示，基于物联网的机场车辆辅助管理系统，包括：车载定位感知终端102，车载定位感知终端用于感知车辆位置信息、转向信息及周围环境信息；车辆管理云平台104，车辆管理云平台用于确定车辆位置信息、调度及监控车辆与飞机之间、不同车辆之间的位置及距离；连接层106，连接层用于传递车载定位感知终端与车辆管理云平台之间的数据。
其中，车载定位感知终端102包括定位模块、无线通讯模块、图像采集模块及车载显示模块，定位模块获取车辆的位置信息，并通过无线通讯模块将位置信息、车辆编号及时间发送至车辆管理云平台，无线通讯模块与车辆管理云平台、图像采集模块及车载显示模块通信相连，用于传输数据。
其中，图像采集模块用于采集车辆的实时周围环境信息，并将实时周围环境信息发送至车辆管理云平台104；车载显示模块接收车辆管理云平台104发送的车辆的定位信息及距离信息，并显示定位信息及距离信息。
其中，车辆管理云平台104通过与车载同样的定位模块获取定位信息，基于预先存储的精确位置信息，获得差分改正数据。
其中，车辆管理云平台104接收来自于定位模块的车辆位置信息，结合差分改正数据获取车辆的校正后位置信息，并将校正后位置信息发送至车载显示模块。
其中，车辆平行安装两个定位模块，用于确定车辆的转向信息。
实施例二
图2示出了根据本发明的一个实施例的基于物联网的机场车辆辅助管理方法的流程图。
如图2所示，基于物联网的机场车辆辅助管理方法，包括：S102：获取车辆的实时位置信息；S104：基于实时位置信息，获取车辆的校正后位置信息；S106：根据校正后位置信息，生成运动轨迹；S108：根据运动轨迹，判断车辆是否为行驶车辆；S110：若车辆为行驶车辆，计算车辆与其临近的行驶车辆的距离信息；S112：发送距离信息至车辆的车载显示模块；S114：结合图像采集模块的图像信息，发送预警提示至车辆的车载显示模块。
其中，若车辆为行驶车辆，计算车辆与其临近的静止车辆的距离信息，发送距离信息和静止车辆标识至车辆的车载显示模块；若车辆为静止车辆，计算车辆与其临近车辆的距离信息，发送距离信息至车辆的车载显示模块。
其中，根据飞机的滑行路线，生成标记地图；根据车辆的校正后位置信息和运动轨迹，判断车辆是否要行驶经过滑行路线；若车辆要行驶经过滑行路线，则调取空管数据，判断预设时段内滑行路线是否存在飞机滑行；若预设时段内滑行路线存在飞机滑行，则发送提示信息至车辆的车载显示模块。
其中，实时调取空管数据，获取停靠飞机的三维图像建模；计算车辆与停靠飞机的距离信息；发送飞机的三维图像建模和距离信息至车辆的车载显示模块。
其中，根据距离信息设置预警提示的级别。
该基于物联网的机场车辆辅助管理方法工作过程为：车辆管理云平台获取车辆的实时位置信息，将实时位置信息加上差分改正数据获得车辆的矫正后位置信息，根据校正后位置信息生成车辆运动轨迹，从而判断车辆的行驶状态，当车辆为行驶车辆时，计算该车辆与其临近的行驶车辆的距离信息，并将距离信息发送至车辆的车载显示模块，结合图像采集模块的图像信息及运动轨迹，判断邻近车辆的行驶方向，比较行驶车辆与邻近车辆之间的距离与阈值，若行驶车辆与邻近车辆之间的距离小于或等于阈值，发送预警提示至车辆的车载显示模块；当车辆为行驶车辆时，车辆管理云平台计算该车辆与其临近的静止车辆的距离信息，发送距离信息和静止车辆标识至车辆的车载显示模块，提醒行驶车辆避让静止车辆；当车辆为静止车辆时，计算车辆与其临近车辆的距离信息，发送距离信息至车辆的车载显示模块，以便车辆启动时根据车辆行驶方向或状态避让邻近车辆。
根据飞机的滑行路线生成标记地图，根据车辆的校正后位置信息和运动轨迹，判断车辆是否要行驶经过滑行路线，当行驶车辆要穿过飞机的滑行路线时，调取空管数据，判断未来预设一段时间内滑行路线是否存在飞机滑行，若滑行路线存在飞机滑行，发送提示信息至车辆的车载显示模块；建立停靠飞机三维图像建模，根据飞机三维图像建模，计算行驶车辆与停靠飞机的距离信息，发送飞机的三维图像建模和距离信息至车辆的车载显示模块，进一步，判断飞机机翼高度是否低于车辆高度，根据判断结果，确定车辆是否可以行驶。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种基于物联网的机场车辆辅助管理系统，其特征在于，包括：
车载定位感知终端，所述车载定位感知终端用于感知车辆位置信息、转向信息及周围环境信息；
车辆管理云平台，所述车辆管理云平台用于确定车辆位置信息、调度及监控所述车辆与飞机之间、不同车辆之间的位置及距离；
连接层，所述连接层用于传递所述车载定位感知终端与所述车辆管理云平台之间的数据。
2.根据权利要求1所述的机场车辆辅助管理系统，其特征在于，所述车载定位感知终端包括定位模块、无线通讯模块、图像采集模块及车载显示模块，所述定位模块获取车辆的位置信息，并通过无线通讯模块将所述位置信息、车辆编号及时间发送至所述车辆管理云平台，所述无线通讯模块与所述车辆管理云平台、图像采集模块及车载显示模块通信相连，用于传输数据。
3.根据权利要求2所述的机场车辆辅助管理系统，其特征在于，所述图像采集模块用于采集所述车辆的实时周围环境信息，并将所述实时周围环境信息发送至所述车辆管理云平台；所述车载显示模块接收所述车辆管理云平台发送的车辆的定位信息及距离信息，并显示所述定位信息及距离信息。
4.根据权利要求1所述的机场车辆辅助管理系统，其特征在于，所述车辆管理云平台通过与车载同样的定位模块获取定位信息，基于预先存储的精确位置信息，获得差分改正数据。
5.根据权利要求4所述的机场车辆辅助管理系统，其特征在于，所述车辆管理云平台接收来自于所述定位模块的车辆位置信息，结合所述差分改正数据获取所述车辆的校正后位置信息，并将所述校正后位置信息发送至所述车载显示模块。
6.根据权利要求1所述的机场车辆辅助管理系统，其特征在于，所述车辆平行安装两个定位模块，用于确定所述车辆的转向信息。
7.一种基于物联网的机场车辆辅助管理方法，其特征在于，包括：
获取车辆的实时位置信息；
基于所述实时位置信息，获取车辆的校正后位置信息；
根据所述校正后位置信息，生成运动轨迹；
根据所述运动轨迹，判断所述车辆是否为行驶车辆；
若所述车辆为行驶车辆，计算所述车辆与其临近的行驶车辆的距离信息；
发送所述距离信息至所述车辆的车载显示模块；
结合图像采集模块的图像信息，发送预警提示至所述车辆的车载显示模块。
8.根据权利要求7所述的机场车辆辅助管理方法，其特征在于，
若所述车辆为行驶车辆，计算所述车辆与其临近的静止车辆的距离信息，发送所述距离信息和静止车辆标识至所述车辆的车载显示模块；
若所述车辆为静止车辆，计算所述车辆与其临近车辆的距离信息，发送所述距离信息至所述车辆的车载显示模块。
9.根据权利要求7所述的机场车辆辅助管理方法，其特征在于，
根据飞机的滑行路线，生成标记地图；
根据所述车辆的校正后位置信息和运动轨迹，判断所述车辆是否要行驶经过所述滑行路线；
若所述车辆要行驶经过所述滑行路线，则调取空管数据，判断预设时段内所述滑行路线是否存在飞机滑行；
若预设时段内所述滑行路线存在飞机滑行，则发送提示信息至所述车辆的车载显示模块。
10.根据权利要求7所述的机场车辆辅助管理方法，其特征在于，
实时调取空管数据，获取停靠飞机的三维图像建模；
计算所述车辆与停靠飞机的距离信息；
发送所述飞机的三维图像建模和距离信息至所述车辆的车载显示模块。
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