CN110795787A - 一种机场飞行区内设备巡查的可视化方法 - Google Patents

一种机场飞行区内设备巡查的可视化方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种机场飞行区内设备巡查的可视化方法；其包括根据机场真实场景进行精确建模并生成环境模型数据；对飞行区中需要进行辅助展示维护的运行系统对象进行建模并生成运行系统对象模型数据；对飞行区场面上运行的基本移动目标对象进行建模并生成场面目标模型数据；根据场面实际的运行状态，将多个模型数据接入可视化平台并进行融合、叠加；可视化平台实时获取飞机场辅助系统的运行数据并对多种数据进行更新，获得实时运行状态的模型数据，可视化平台展示出虚拟场景；通过可视化平台进行人机交互实现飞行区域内设备巡查；本发明可对机场飞行区内设备实现快速高效的巡查，有效解决现有机场飞行区设备巡查困难、维护效率低的问题。

Description

一种机场飞行区内设备巡查的可视化方法
技术领域
本发明属于机场设备巡查技术领域，具体涉及一种机场飞行区内设备巡查的可视化方法。
背景技术
机场飞行区是机场内进行航空器起飞降落的区域，在机场正常运行期间禁止任何人员进入飞行区域，甚至飞行区域内各种辅助系统的巡检与维修工作均需等待停航间隙才能利用很短的时间上场开展，由于飞行区面积大，有时利用一次间隙都不能进行问题准确定位，需要多次上场才能进行问题定位、确认及做好维修工作的前期准备，维护效率低下。
发明内容
本发明的目的是针对现有机场飞行区设备巡查困难、维护效率低的问题，提供一种机场飞行区内设备巡查的可视化方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种机场飞行区内设备巡查的可视化方法，包括如下步骤：
（1）、根据机场真实场景进行精确建模并生成环境模型数据；
（2）、对飞行区中需要进行辅助展示维护的运行系统对象进行建模并生成运行系统对象模型数据；
（3）、对飞行区场面上运行的基本移动目标对象进行建模并生成场面目标模型数据；
（4）、根据场面实际的运行状态，将环境模型数据、运行系统对象模型数据和场面目标模型数据接入可视化平台并进行融合、叠加；
（5）、可视化平台实时获取飞机场辅助系统的运行数据并对运行系统对象模型数据和场面目标模型数据进行更新，获得实时运行状态的模型数据，可视化平台经过全息投影展示出与真实场景同步运行状态的虚拟场景；
（6）、通过可视化平台进行人机交互实现飞行区域内设备巡查。
进一步，所述步骤（1），中环境模型数据通过如下步骤获取：
a、利用航空影像或者卫星影像测绘飞行区地形图；
b、结合场面设计图探测地下管线图；
c、利用三维软件建设机场飞行区及周边建筑物模型；
d、利用地理信息软件建设二维/三维场景图；
e、实际场区内的部分物体利用物理沙盘技术制作成实体模型；
f、进行数据化处理获取相应环境模型数据。
进一步，所述步骤（2），中运行系统对象的建模包括运行系统对象进行个体2D/3D建模、状态2D/3D建模、现场安装位置标定、供电线缆铺设路径及方式建模、供电接线方式2D/3D建模、通信线缆铺设路径及方式建模、通信接线方式2D/3D建模、其他与对象本身属性有关的数据建模。
进一步，所述步骤（3）中，基本移动目标对象的建模包括各种航空器建模、各种场面活动的特种车辆建模、各种施工用特殊车辆建模、机场场面工作车辆建模、人物模型建模、通用鸟类建模、无人机建模、其他需要展现的目标体建模。
进一步，所述步骤（5）中，飞机场辅助系统的运行数据通过以太网数据、无线通信方式、或工业通信总线与可视化平台进行数据通信。
进一步，所述可视化平台包括数据层、2D/3D服务层和成像显示层；
所述数据层用于接收环境模型数据、运行系统对象模型数据、场面目标模型数据和飞机场辅助系统的运行数据；数据层包括虚拟场景模型数据输入单元和辅助系统运行数据输入单元；
所述2D/3D服务层用于数据分析、处理和实现人机交互，2D/3D服务层包括数据接口总线单元、数据融合处理单元、数据存储单元、大数据分析单元、虚拟场景成像单元、业务逻辑编辑单元、平台管理单元、人机交互单元、全息影像展现单元和物理沙盘单元；
所述成像显示层用于虚拟环境成像显示，成像显示层包括成像显示单元。
进一步，所述步骤（6）中，人机交互可通过工作人员对平台的功能选择、应用定制、参数设定环节开展，最后通过工作人员在基于2D/3D显示的触控屏中交互实现或者在基于3D显示的沉浸式视觉融入场景中交互实现。
本发明的有益效果是 ：
1、利用该方法可以对飞行区中一些隐蔽区域（如地下）、人员无法直接巡视的区域、有毒有害危险环境等中的目标单元进行直观、360度、状态巡查与问题分析；
2、利用该方法可以对飞行区场面全局的态势进行了解，方便进行全局应急指挥与调度部署；
3、利用该方法可以对场面航空器的滑行、起飞、降落、排队等行为状态进行直观动态呈现，并可自动将航空器信息显示在航空器旁，方便进行管理与监视；
4、利用该方法可以直观对场面的辅助运行系统进行功能监视，结合航空器的运行情况，可直观的对系统运行现有的不足进行发现，对未来系统发展的方向进行模拟演示，为机场在建设方面起到模拟仿真的作用，降低建设内容的方向性失误概率，节约建设费用与建设周期；
5、利用该方法可以辅助对飞行区中的车辆运行路径管理与规划（可视化全局、路由规划效果可视化），降低车辆与航空器之间的事故概率；
6、利用该方法可以辅助合理安排旅客的远机位接送路径管理与规划（可视化全局、路由规划效果可视化），提高旅客出行效率与机场运行效率。
附图说明
图1为本发明方法的流程示意框图；
图2为本发明方法的控制原理框图；
图3为本发明中可视化平台的架构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明优选实施例进行说明：
如图1至3所示，一种机场飞行区内设备巡查的可视化方法，包括如下步骤：
（1）、根据机场真实场景进行精确建模并生成环境模型数据；
环境模型数据通过如下步骤获取：
a、利用航空影像或者卫星影像测绘飞行区地形图；
b、结合场面设计图探测地下管线图；
c、利用三维软件建设机场飞行区及周边建筑物模型；
d、利用地理信息软件建设二维/三维场景图；
e、实际场区内的部分物体利用物理沙盘技术制作成实体模型；实际场区内的部分物体是指航站楼、灯光站、消防车库、廊桥等固定建筑体，
f、进行数据化处理获取相应环境模型数据。
（2）、对飞行区中需要进行辅助展示维护的运行系统对象进行建模并生成运行系统对象模型数据；其中，运行系统对象的建模包括运行系统对象进行个体2D/3D建模、状态2D/3D建模、现场安装位置标定、供电线缆铺设路径及方式建模、供电接线方式2D/3D建模、通信线缆铺设路径及方式建模、通信接线方式2D/3D建模、其他与对象本身属性有关的数据建模。
（3）、对飞行区场面上运行的基本移动目标对象进行建模并生成场面目标模型数据；其中，基本移动目标对象的建模包括各种航空器建模、各种场面活动的特种车辆建模、各种施工用特殊车辆建模、机场场面工作车辆建模、人物模型建模、通用鸟类建模、无人机建模、其他需要展现的目标体建模。
（4）、根据场面实际的运行状态，将环境模型数据、运行系统对象模型数据和场面目标模型数据接入可视化平台并进行融合、叠加。
（5）、可视化平台实时获取飞机场辅助系统的运行数据并对运行系统对象模型数据和场面目标模型数据进行更新，获得实时运行状态的模型数据，可视化平台经过全息投影展示出与真实场景同步运行状态的虚拟场景；飞机场辅助系统的运行数据通过以太网数据、无线通信方式、或工业通信总线与可视化平台进行数据通信；飞机场辅助系统具有多个，并具有各自的数据库，可视化平台在获取多个飞机场辅助系统的实时数据时，通过以太网数据、无线通信方式、或工业通信总线单独的与各自数据库连接，这样不会影响多个飞机场辅助系统的独立运行，可增加飞机场辅助系统运行的安全性；飞机场辅助系统具体可包括助航灯光系统、FOD系统、围界报警系统等。
（6）、通过可视化平台进行人机交互实现飞行区域内设备巡查；人机交互可通过工作人员基于2D/3D显示的触控屏交互实现或者在基于3D显示的沉浸式视觉融入场景中交互实现。
本发明中，可视化平台包括数据层、2D/3D服务层和成像显示层；
数据层用于接收环境模型数据、运行系统对象模型数据、场面目标模型数据和飞机场辅助系统的运行数据；数据层包括虚拟场景模型数据输入单元和辅助系统运行数据输入单元；虚拟场景模型数据输入单元用于采集环境模型数据、运行系统对象模型数据、场面目标模型数据，辅助系统运行数据输入单元用于采集飞机场辅助系统的实时运行数据；
2D/3D服务层用于数据分析、处理和实现人机交互，2D/3D服务层包括数据接口总线单元、数据融合处理单元、数据存储单元、大数据分析单元、虚拟场景成像单元、业务逻辑编辑单元、平台管理单元、人机交互单元、全息影像展现单元和物理沙盘单元；数据接口总线单元将虚拟场景模型数据输入单元和辅助系统运行数据输入单元接收的数据发送给数据融合处理单元；数据融合处理单元对不同属性的数据进行融合叠加；数据存储单元将融合处理好的数据进行集中存储；大数据分析单元将存储中的各种数据进行大数据分析与挖掘计算，为平台服务功能提供数据决策性支持；虚拟场景成像单元是构建飞行区虚拟场景的数据处理单元，为全息影像提供视频流数据支持；业务逻辑编辑单元可以结合飞行区中多种应用场景的需要进行业务逻辑展示及应用，该单元负责对业务逻辑进行处理与编辑；平台管理单元是可视化平台的功能模块管理单元，可对所有功能单元进行设置及管理；人机交互单元在平台管理单元的支持下，为工作人员提供一个良好平台使用方式；全息影像展现单元用于将虚拟影响进行输出；物理沙盘单元用于物理沙盘的呈现。
成像显示层用于虚拟环境成像显示，成像显示层包括成像显示单元，成像显示单元结合全息投影与物理沙盘生成虚拟影像的呈现单元。

Claims (7)

1.一种机场飞行区内设备巡查的可视化方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）、根据机场真实场景进行精确建模并生成环境模型数据；
（2）、对飞行区中需要进行辅助展示维护的运行系统对象进行建模并生成运行系统对象模型数据；
（3）、对飞行区场面上运行的基本移动目标对象进行建模并生成场面目标模型数据；
（4）、根据场面实际的运行状态，将环境模型数据、运行系统对象模型数据和场面目标模型数据接入可视化平台并进行融合、叠加；
（5）、可视化平台实时获取飞机场辅助系统的运行数据并对运行系统对象模型数据和场面目标模型数据进行更新，获得实时运行状态的模型数据，可视化平台经过全息投影展示出与真实场景同步运行状态的虚拟场景；
（6）、通过可视化平台进行人机交互实现飞行区域内设备巡查。
2.如权利要求1所述的一种机场飞行区内设备巡查的可视化方法，其特征在于，所述步骤（1）中，环境模型数据通过如下方式获取：
a、利用航空影像或者卫星影像测绘飞行区地形图；
b、结合场面设计图探测地下管线图；
c、利用三维软件建设机场飞行区及周边建筑物模型；
d、利用地理信息软件建设二维/三维场景图；
e、实际场区内的部分物体利用物理沙盘技术制作成实体模型；
f、进行数据化处理获取相应环境模型数据。
3.如权利要求1所述的一种机场飞行区内设备巡查的可视化方法，其特征在于，所述步骤（2）中，运行系统对象的建模包括：运行系统对象进行个体2D/3D建模、状态2D/3D建模、现场安装位置标定、供电线缆铺设路径及方式建模、供电接线方式2D/3D建模、通信线缆铺设路径及方式建模、通信接线方式2D/3D建模、其他与对象本身属性有关的数据建模。
4.如权利要求1所述的一种机场飞行区内设备巡查的可视化方法，其特征在于，所述步骤（3）中，基本移动目标对象的建模包括各种航空器建模、各种场面活动的特种车辆建模、各种施工用特殊车辆建模、机场场面工作车辆建模、人物模型建模、通用鸟类建模、无人机建模、其他需要展现的目标体建模。
5.如权利要求1所述的一种机场飞行区内设备巡查的可视化方法，其特征在于，所述步骤（5）中，飞机场辅助系统的运行数据通过以太网数据、无线通信方式、或工业通信总线与可视化平台进行数据通信。
6.如权利要求1或5所述的一种机场飞行区内设备巡查的可视化方法，其特征在于，所述可视化平台包括数据层、2D/3D服务层和成像显示层；
所述数据层用于接收环境模型数据、运行系统对象模型数据、场面目标模型数据和飞机场辅助系统的运行数据；数据层包括虚拟场景模型数据输入单元和辅助系统运行数据输入单元；
所述2D/3D服务层用于数据分析、处理和实现人机交互，2D/3D服务层包括数据接口总线单元、数据融合处理单元、数据存储单元、大数据分析单元、虚拟场景成像单元、业务逻辑编辑单元、平台管理单元、人机交互单元、全息影像展现单元和物理沙盘单元；
所述成像显示层用于虚拟环境成像显示，成像显示层包括成像显示单元。
7.如权利要求1所述的一种机场飞行区内设备巡查的可视化方法，其特征在于，所述步骤（6）中，人机交互可通过工作人员对平台的功能选择、应用定制、参数设定环节开展，最后通过工作人员在基于2D/3D显示的触控屏中交互实现或者在基于3D显示的沉浸式视觉融入场景中交互实现。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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