CN113748065A - 跑道维护装置 - Google Patents

跑道维护装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113748065A
CN113748065A CN201980079425.7A CN201980079425A CN113748065A CN 113748065 A CN113748065 A CN 113748065A CN 201980079425 A CN201980079425 A CN 201980079425A CN 113748065 A CN113748065 A CN 113748065A
Authority
CN
China
Prior art keywords
runway
detection unit
unit
operable
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201980079425.7A
Other languages
English (en)
Inventor
肯·埃里克·斯泰纳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robosi Co
Original Assignee
Robosi Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robosi Co filed Critical Robosi Co
Publication of CN113748065A publication Critical patent/CN113748065A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F1/00—Ground or aircraft-carrier-deck installations
    • B64F1/36—Other airport installations
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
    • E01H1/00—Removing undesirable matter from roads or like surfaces, with or without moistening of the surface
    • E01H1/10—Hydraulically loosening or dislodging undesirable matter; Raking or scraping apparatus ; Removing liquids or semi-liquids e.g., absorbing water, sliding-off mud
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
    • E01H1/00—Removing undesirable matter from roads or like surfaces, with or without moistening of the surface
    • E01H1/14—Removing by magnetic effect
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
    • E01H3/00—Applying liquids to roads or like surfaces, e.g. for dust control; Stationary flushing devices
    • E01H3/02—Mobile apparatus, e.g. watering-vehicles
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/60—Intended control result
    • G05D1/648—Performing a task within a working area or space, e.g. cleaning
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/60—Intended control result
    • G05D1/648—Performing a task within a working area or space, e.g. cleaning
    • G05D1/6484—Performing a task within a working area or space, e.g. cleaning by taking into account parameters or characteristics of the working area or space, e.g. size or shape
    • G05D1/6486—Performing a task within a working area or space, e.g. cleaning by taking into account parameters or characteristics of the working area or space, e.g. size or shape by taking into account surface condition, e.g. soiled
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
    • A47L2201/06—Control of the cleaning action for autonomous devices; Automatic detection of the surface condition before, during or after cleaning
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C27/00—Fire-fighting land vehicles
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C23/00—Auxiliary devices or arrangements for constructing, repairing, reconditioning, or taking-up road or like surfaces
    • E01C23/01—Devices or auxiliary means for setting-out or checking the configuration of new surfacing, e.g. templates, screed or reference line supports; Applications of apparatus for measuring, indicating, or recording the surface configuration of existing surfacing, e.g. profilographs
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
    • E01H1/00—Removing undesirable matter from roads or like surfaces, with or without moistening of the surface
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
    • E01H1/00—Removing undesirable matter from roads or like surfaces, with or without moistening of the surface
    • E01H1/001—Treatment of dispersed oil or similar pollution on roads, for instance devices for applying treating agents
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
    • E01H1/00—Removing undesirable matter from roads or like surfaces, with or without moistening of the surface
    • E01H1/08—Pneumatically dislodging or taking-up undesirable matter or small objects; Drying by heat only or by streams of gas; Cleaning by projecting abrasive particles
    • E01H1/0827—Dislodging by suction; Mechanical dislodging-cleaning apparatus with independent or dependent exhaust, e.g. dislodging-sweeping machines with independent suction nozzles ; Mechanical loosening devices working under vacuum
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D2105/00—Specific applications of the controlled vehicles
    • G05D2105/10—Specific applications of the controlled vehicles for cleaning, vacuuming or polishing
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D2105/00—Specific applications of the controlled vehicles
    • G05D2105/12—Specific applications of the controlled vehicles for removing ice or snow
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D2105/00—Specific applications of the controlled vehicles
    • G05D2105/14—Specific applications of the controlled vehicles for collecting waste or trash
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D2105/00—Specific applications of the controlled vehicles
    • G05D2105/50—Specific applications of the controlled vehicles for animal husbandry or control, e.g. catching, trapping or scaring of animals
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D2105/00—Specific applications of the controlled vehicles
    • G05D2105/55—Specific applications of the controlled vehicles for emergency activities, e.g. search and rescue, traffic accidents or fire fighting
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D2107/00—Specific environments of the controlled vehicles
    • G05D2107/80—Transportation hubs
    • G05D2107/85—Airports

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Image Analysis (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Catching Or Destruction (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Emergency Management (AREA)

Abstract

机场维护装置(1)用于监视跑道和滑行道状况，并远程报告跑道或滑行道的状态。该装置包括驱动单元(10)、检测单元(20)和通信单元，驱动单元能够操作成提供该装置沿着机场的跑道或滑行道的表面的自控式滚动运动，检测单元包括一个或多个传感器(21、22)，该一个或多个传感器配置成检测表面的一个或多个参数，通信单元包括收发器，收发器布置成将从检测单元(20)得到的数据从该装置传送至远程服务器。该装置(1)布置成在使用中沿着表面移动，并将表示表面的一个或多个参数的数据传送至远程服务器。

Description

跑道维护装置
技术领域
本发明涉及一种用于监视机场跑道和滑行道和对机场跑道和滑行道执行维护的自动化装置。
背景技术
机场跑道和滑行道的维护是机场运行中的主要安全问题。必须密切地监视跑道的状况，以确保保持飞行员和空中交通控制得知当前的跑道状况，并且能够做出安全飞行操作所必需的决定和调整。
例如，当不利的气象条件导致跑道表面潮湿或结冰时，通常必须进行跑道摩擦测量，以向飞行员和空中交通控制通知跑道表面上的降低的控制和制动功率。还必须测量其它跑道状况，诸如跑道可见度(RVR)和风速。这种测量可为缓慢和劳动密集型的。
影响机场的另一主要问题是在跑道上的橡胶积累。当飞机着陆到跑道上时，起落架受到来自地面的相当大的摩擦力，这导致轮胎上的橡胶聚合并粘附至跑道表面上。随着时间的推移，来自着陆飞机的橡胶累积，跑道表面的摩擦系数减小，从而导致制动和地面操纵性能的临界损失。机场跑道和滑行道必须定期维护，以使表面上积聚的橡胶量最小化。实际上，这种维护昂贵且耗时。
另一安全问题是在跑道和滑行道的表面上的异物碎屑(FOD)。地面上的物体，包括来自车辆、破碎设备以及在一些情况下诸如鸟类和啮齿类动物的动物碎屑，可能对快速移动的飞机带来不利影响。滑行道和跑道FOD会引发许多严重问题，诸如轮胎穿刺、人员伤害和路径阻塞。例如，当被摄入喷气发动机中时，FOD会引起严重和实质性的损坏，经常导致发动机的致命故障。通常通过由机场工作人员对机场进行定期和频繁的检查来减轻异物损害。在这种检查操作中，必须扫过跑道和滑行道上的广大区域，并密切检查FOD，这通常是一个冗长和费力的过程，因为必须物理地穿过机场。
部署机场工作人员来监视跑道和滑行道状况、手动进行测量并向空中交通控制报告并不可靠、昂贵且耗时。当发现跑道或滑行道上的不利状况并且必须部署维护人员以及专家维护设备置时，该问题会加剧。
因此，需要一种允许有效地监视和维护跑道和滑行道上的状况的解决方案。
发明内容
根据第一方面，提供了一种机场维护装置，用于监视跑道和滑行道状况，并远程报告跑道或滑行道的状态，该装置包括：驱动单元，可操作为提供该装置沿着机场的跑道或滑行道的表面的自控滚动运动；检测单元，包括配置为检测表面的一个或多个参数的一个或多个传感器；以及通信单元，包括收发器，收发器布置成将从检测单元得到的数据从所述装置传送至远程服务器，其中，所述装置布置成在使用中沿着所述表面移动，以及将表示所述表面的一个或多个参数的数据传送至远程服务器。
根据第一方面的装置能够导航和漫游机场地面，以经由检测单元收集与跑道和滑行道状况有关的数据。数据可经由通信单元传送至例如远程服务器，在远程服务器，数据可进行处理或解释，并且传送至例如空中交通控制。通过具有漫游和收集机场数据的能力的远程装置，能够可靠地保持对飞行员和空中交通控制更新跑道和滑行道的状态。这种方法消除了对正在展开的载人车辆的费力处理、手动地进行测量并手动地传达跑道的状态的需要。由该装置收集的数据可包括位置信息或与位置信息相关联。特别地，由该装置收集的每个数据点均可与表示收集数据点的地理位置的位置数据相链接。由所述装置收集的与跑道有关的数据可用于生成或更新所述信息相对于所述跑道周围的位置的映射。优选地，可将预先生成的地图存储在该装置上的存储器中，并且可使用与该数据点相关联的位置数据将由装置收集的每个数据点映射到预先生成的地图上。
虽然驱动单元可包括任何合适的用于提供该装置沿着机场表面的运动的器件，但是通常驱动单元可包括由一个或多个电机提供动力的多个独立驱动轮。
通过驱动单元的操作，可手动地控制装置的运动。例如，该装置可由遥控器遥控。遥控器可由具有环境知识和该装置的计划动作的人或机器来操作。可替代地，该装置可具有车载传感器。检测单元可包括地形传感器，地形传感器可操作为扫描和检测该装置周围的地形。
地形传感器可包括激光雷达模块，该激光雷达模块具有旋转激光束，该旋转激光束布置成照射周围地形，并提供该装置与周围障碍物之间的距离的测量。激光雷达模块允许该装置自主地计算其周围环境的实时3-D表示，使得该装置可安全地导航通过周围环境。地形传感器可包括光学光照相机。光学光照相机可布置和定向为捕获围绕装置的地形的静止或运动图像。来自照相机的图像可在该装置上进行处理，或者发送至远程服务器，在远程服务器，可对图像进行处理或分析。
这种地形传感器可用于远程地收集关于该装置周围的状况的信息，该信息可发送回远程服务器。另外，该传感器允许该装置自足地感测其环境，并相应地导航周围的地形。例如，在使用中，驱动单元可布置成使用从地形传感器得到的数据来导航和自主地实现该装置在表面上的移动。通过使该装置布置成感测其周围环境并相应地移动，可提供一种高效的机场维护装置，该机场维护装置可简单地打开和离开以漫游机场以执行其功能，而不需要控制器参与该装置。地形传感器可包括LIDAR模块，该LIDAR模块布置为扫描和检测该装置的环境，并且输出表示该装置的环境的数据
该装置可配备有雷达发射和接收模块，以允许该装置与空中交通控制和附近飞机的飞行员通信。雷达发射和接收模块可利用通信单元的收发器。雷达模块可布置成允许该装置检测附近的飞机，并且自主地操纵以避开飞机。
在一些情况下，提供用于手动控制该装置的器件可能特别有利。通信单元的收发器可操作为从远程服务器接收指令信息。通信单元可布置成在使用中将指令信息传送至驱动单元和检测单元中的一个或多个。这允许从远程服务器远程操作驱动单元和检测单元，以提供对该装置的显式控制。
该装置可有利地包括用于收集与跑道状况有关的数据的一个或多个测量仪器。
例如，检测单元的一个或多个传感器可包括摩擦计，该摩擦计布置成测量和输出表示表面摩擦水平的数据。利用加载的摩擦计，该装置能够测量跑道或滑行道表面，并为飞行员和空中交通控制器提供表面滑动性的精确表示，这允许飞行员和空中交通控制器评估跑道和滑行道表面上的制动功率和设备可控性。
尽管摩擦计可采用任何合适的测量摩擦的方法，但是通常摩擦计可包括摩擦测量轮，摩擦测量轮在使用中布置成与机场的跑道或滑行道的表面接触。摩擦测量轮通常可在该装置运动时展开，并与地面接触以产生轮的旋转运动。摩擦测量轮的旋转运动可用于计算表面的摩擦水平。表面的摩擦水平可由摩擦系数μ表示。驱动单元的一个或多个驱动轮可用作检测单元的摩擦测量轮。这种布置提供了具有减少的部件数量的有效设计，同时确保在跑道上的安全航空器操作。该摩擦计可包括光学模块，该光学模块布置成提供对跑道表面摩擦的测量。优选地，光学模块可包括红外源。该光源可配置成透射指向跑道表面的辐射，以反射回该装置并由该装置上的传感器或检测器检测。光源可为激光源。
检测单元的一个或多个传感器可包括FOD传感器，该FOD传感器布置成在使用中检测表面上异物碎屑FOD的存在。通过给该装置配备FOD传感器，可提供一种有效的方式来监视FOD在跑道和滑行道上的存在。当该装置检测到FOD时，可将表示FOD的数据发送至远程服务器，从而可使飞行员和空中交通控制知道该危险。具有FOD感测能力的远程操作装置确保在机场上的安全操作，而不需要部署有人驾驶的清扫器。FOD传感器可包括从包括x射线传感器、可见光传感器和金属检测传感器的组中选择的任何一个或多个传感器。FOD传感器可配置成测量跑道或滑行道的地面。这可例如通过使FOD传感器朝向该表面来实现。该表面上的异常可由该装置自动地检测，或由调查来自FOD传感器的数据的观察者检测。
该装置可布置成提供机场的视觉范围的测量。通常，该装置可配置为测量跑道视觉范围(RVR)。也就是说，在跑道的中心线上的飞机的飞行员可看到跑道表面标记或描绘跑道或识别中心线的灯的距离。该检测单元可包括透射计，该透射计可操作地测量光的环境衰减和表示跑道可见度的输出数据。可替代地，检测单元可包括散射仪，散射仪可操作为测量RVR。在其它示例中，可使用车载光学照相机来允许观察者测量RVR。通过装备有用于测量可见度的器件，该装置可提供远程测量机场上的可见度的有效方式。透射计可通过陀螺仪或万向节安装在该装置上，以便即使在该装置运动时也能稳定透射计的定向。
该装置可包括一个或多个火灾探测器。跑道和滑行道上的火灾在机场安全中存在另一主要的危险。探测单元可包括具有红外传感器的火灾探测器，所述红外传感器布置成在使用中监视环境热辐射，并探测火灾。可替代地，火灾探测器可包括烟雾探测器、火焰探测器、或探测机场中火灾存在的任何其它器件。
在从检测单元检测到异常状况的存在或不存在之后，通常可响应于该检测操作该装置。优选地，驱动单元布置成在使用中基于从检测单元得到的数据自主地实现该装置的运动。该装置能够自主地漫游机场的跑道和滑行道，找到和报告潜在的危险或异常状况，以及如果需要，朝向这些状况的源头移动。这显著提高了跑道监视和维护操作的效率。
检测单元可包括跑道灯检测器，其被布置为检测跑道灯的存在并检查跑道上的光的正确功能。可通过测量期望和/或检测跑道灯的区域的亮度来实现对光的适当功能的检测和检查。基于所测量的发光度，可例如通过检查发光度是否超过阈值或通过与历史数据进行比较来检查跑道灯的适当功能。
该装置还可包括维护单元，该维护单元布置成在使用中在机场的跑道或滑行道的表面上执行维护操作。除了能够检测机场跑道和滑行道上的危险并将其报告给远程服务器之外，该装置本身还能够执行维护操作。
维护单元可包括橡胶去除模块，该橡胶去除模块布置成在使用中从表面去除橡胶。橡胶去除模块允许该装置处理来自飞机起落架的跑道和滑行道上的橡胶积聚问题，从而提供远程操作的解决方案。
虽然橡胶去除模块可采用任何合适的方法来去除积聚的橡胶，但是通常，橡胶去除模块可包括以下中的一个或多个：高压水模块，包括储水箱和高压喷嘴，高压喷嘴可操作为向表面输出高压水射流；化学制品去除模块，包括化学制品储存罐和化学制品施加器，化学制品施加器可操作为将去除化学制品施加至所述表面中；冲击器，其在使用中布置成在表面处喷射高速磨粒；以及机械去除器，包括切割器，所述切割器布置成在使用中从所述表面研磨层。
当橡胶去除模块可手动操作时，橡胶去除模块可布置成在该装置检测到跑道或滑行道上存在橡胶时也操作。通常，橡胶去除模块可布置成根据来自检测单元的测量的表面摩擦水平执行从表面去除橡胶。
一旦将橡胶从表面去除，则该装置可将橡胶扫到一侧，或收集用于临时存储在该装置内。因此，维护单元可包括清扫器。清扫器可包括刷子或用于有效地沿表面或远离表面清扫碎屑的任何其它器件。可替代地，或组合地，维护单元可包括存储存罐。储存罐可容纳在该装置的容积的内部，或容纳在该装置的容积的外部。维护单元还可包括高功率抽吸模块，高功率抽吸模块可操作为提供抽吸，从而将碎屑从表面收集到储存罐中。储存罐可用于储存由该装置收集的碎屑。储存罐的封闭壁中的一个或多个可包括检查窗。检查窗可包括透明或半透明窗口，以允许从外部检查罐的内容物。储存罐可包括传感器，该传感器布置成检测且在罐满时发出通知。
与从表面去除橡胶类似，碎屑的收集可通过该装置手动或自主操作。优选地，维护单元可布置成根据从检测单元中的FOD传感器得到的数据进行去除橡胶或碎屑收集。维护单元可包括碎屑收集模块，其可操作为从跑道或滑行道表面收集碎屑。碎屑收集模块可利用高功率抽吸模块从表面收集碎屑。可替代地，碎屑收集模块可包括磁性收集器，其可操作为从表面收集碎屑。在一些情况下，螺栓或其它机械部件可从飞机或其它装置松脱，并在跑道上变成FOD。当装置1横穿跑道并找到这样的松脱部件时，磁体可操作为在该装置在螺栓或部件上驱动时收集螺栓或部件。可替代地，磁体可为永磁体或恒定的电磁体，使得当装置1在金属FOD上驱动时，即使在未检测到时也可收集金属FOD。
维护单元还可包括野生动物驱除器，野生动物驱除器布置成在使用中驱除接近表面的野生动物。野生动物驱除器可包括以下中的一个或多个：激光源，可操作成发射激光；扬声器，用于发射高频声音；以及喷嘴，其可操作为输出驱除野生生物化学制品的喷雾。如上所述，机场安全中的另一主要问题是诸如鸟的野生动物对跑道和滑行道的飞行操作的干扰。通过设置驱除野生动物的器件，该装置可降低干扰飞行操作的风险，诸如喷气发动机中的鸟-被称为鸟撞击。通过在移动装置上提供这种设施，与静态驱除器相比，驱除器件可朝向野生动物移动以更好地实现驱散。安装在该装置上的任何激光单元均可通过陀螺仪或万向节安装在该装置上，以便即使该装置在粗糙或光滑的地形上运动时，也能稳定激光的方向和输出光束。
维护单元的激光源还可作为透射计的激光源操作，该透射计可操作为测量光的环境衰减和输出表示跑道可见度的数据。
维护单元还可包括灭火器，该灭火器包括灭火剂罐和灭火器喷嘴，该灭火器喷嘴可操作为可控制地从灭火剂罐释放灭火剂。灭火器可布置成根据从检测单元中的红外传感器得到的数据，启动从灭火剂罐释放灭火剂。这种布置允许该装置自主地检测火情，接近火情并通过从灭火剂罐释放灭火剂来熄灭火情。
尽管该装置可由任何合适的器件供电，但是通常该装置包括具有可再充电电源的动力单元。可再充电电源可通过电缆连接、感应充电或任何其它合适的器件进行充电。优选地，该装置可包括太阳能电池板模块，该太阳能电池板模块布置成收集太阳能，并在使用中向电源提供充电。
根据第二方面，提供了一种用于监视和维护跑道和滑行到状况的系统，包括：根据第一方面所述的装置；以及远程服务器，布置成在使用中经由有线或无线连接，向所述装置的通信模块传送数据以及从所述装置的通信模块传送数据。
另外，所述系统还可包括对接站，所述对接站布置成在使用中在其体积内接收所述装置。对接站可位于机场跑道或滑行道的表面上。通常，对接站可位于机场的跑道或滑行道附近。对接站可作为该装置的“家庭基座”，从而为该装置提供一个安全的遮蔽物，以便退回和储存。
通常，对接站可操作为向该装置提供电力。该装置可布置成一旦操作完成就自动返回到对接站。该装置还可布置成当电源电量低时自动返回到对接站。
根据第三方面，提供了一种监视机场跑道和滑行道状况的方法，包括以下步骤：将根据第一方面所述的装置部署到跑道或滑行道；通过该装置的检测单元采集跑道状态数据；以及将从检测单元得到的数据传送至远程服务器，在所述远程服务器处，可处理和显示数据。
部署所述装置的步骤可包括：通过从远程服务器向所述装置的通信单元发送指令来远程控制所述装置。部署该装置的步骤可包括该装置自主地巡航表面。
通过利用具有检测、通信和维护能力的自主或远程控制的装置，本发明的各方面能够有效地监视和维护机场跑道和滑行道。
附图说明
现在将参考附图通过示例来描述示例性机场维护装置，在附图中：
图1示意性地示出了示例性机场维护装置。
图2示意性地示出了在机场跑道上使用的示例性机场维护装置。
图3示意性地示出了在机场跑道上使用的示例性机场维护装置。
图4示意性地示出了在机场跑道上使用的示例性机场维护装置。
图5示意性地示出了在机场跑道上使用的示例性机场维护装置。
图6示意性地示出了在机场跑道上使用的示例性机场维护装置。
具体实施方式
以下示例示出了具有跑道和滑行道监视和维护能力的装置的典型实现。
在图1中示意性地示出了机场维护装置1的示例。装置1包括驱动单元10、检测单元20、通信单元30和维护单元40。
驱动单元10包括装置1运动所需的部件。在该示例中，驱动单元10包括连接至一个或多个电机12的多个独立轮子11。轮子通常放置在装置1的下侧，并与机场跑道或滑行道的地面(下文简称为“表面”或“地面”)接触。
轮子11和驱动电机12布置成在地面平面内为装置1提供全范围运动。“全范围运动”是指装置1通过使用可独立驱动和转向的轮子11，能够在地面平面上旋转，并转向跨越三百六十度旋转的任何方向。
在一些示例中，驱动单元10还可包括驱动处理器13，驱动处理器13配置为向电机12和轮子11输出信号。在一些示例中，驱动处理器13连接至通信单元30，以接收和发送驱动数据，诸如路线信息和位置信息。驱动单元10还可包括稳定机构，诸如可变悬架，以便在装置1运动时为装置1上的其它部件提供稳定性。
驱动单元10可从远程服务器(图1中未示出)手动操作，以提供对装置1的位置和运动的手动远程控制。可替代地，驱动单元10可配置成自主操作。当自主操作时，由驱动单元10引起的装置1的运动取决于检测到的周围地理。这样，驱动单元10的处理器13通常连接至检测单元20。
检测单元20包括配置为检测地面的一个或多个参数的一个或多个传感器。在一方面，检测单元20包括地形传感器21，地形传感器21可操作为扫描和检测装置1周围的地形。在该示例中，地形传感器21包括激光雷达模块，激光雷达模块具有布置成输出旋转激光束的激光源。在使用中，激光源发射激光束，该激光束由周围地形和障碍物反射回装置1。激光雷达模块测量接收反射光束所花费的时间，并计算在该方向上至最近物体或地形的距离。通过对所有方位角进行这种计算，激光雷达模块能够输出其周围的2-D或3-D表示。这允许该装置检测并避免障碍物，以安全地通过机场。可在装置1上或由远程服务器处理由激光雷达模块生成的数据，以构建其环境的实时地图。该数据还可用于更新和维护现有的地图。由该装置生成和/或维护的地图可包括周围的地形以及地形上的检测到的任何障碍物或车辆。该地图可进行更新，以包括由该装置上的其它部件(诸如FOD检测器或摩擦计)收集的信息，这将在后面进行解释。装置1还可离地收集关于其周围环境的信息，这意味着装置1能够生成装置1附近的空域的地图。来自激光雷达模块的信息可从检测单元20传送至其它单元，诸如驱动单元10或通信单元30。
在一些示例中，检测单元20包括可见光照相机，该可见光照相机包括布置成捕获环境的静止或运动图像的光学传感器。因此，可见光照相机提供装置1的周围环境的可见性。照相机可布置成检测诸如周围的地形，并且来自照相机的数据可发送至驱动单元10，驱动单元10可根据感测到的地形在一个方向上引导和移动装置1。另外，来自照相机的图像可传送至通信单元30，以发送至远程服务器，如下面将描述的。照相机可利用可见光传感器、红外传感器等、或其组合。
装置1上的照相机的一个有利用途是用于检测跑道上的灯的存在和适当的功能。故障灯可检测为总的(或周期性的)照明缺失或来自跑道灯的照明强度的降低(或不足)。可使装置1漫游到跑道或将装置1引导到机场上的特定区域，在该特定区域，照相机可检测在跑道上的光的存在(或预期的存在)。然后，照相机可用于检查跑道上的灯的适当功能，并且当检测到故障灯时，可报告这一点。在一个示例装置1中，记录和映射所检测到的故障灯的位置，以便跟踪这些故障的确切位置。然后，装置1可诸如经由通信单元30警告空中交通管制存在故障(该警告包括故障灯的确切位置)，从而可适时地修理灯。当在装置1内保持灯的映射时，该装置可周期性地返回到故障灯的记录位置，以检查灯是否已经被修好、以及修复的效果(通过测量光的强度，例如，在修复之前和之后)。该数据可由处理器使用，或在装置1上或者远程地，从而比较历史数据来识别变化。因此，可使用相对简单的系统跟踪跑道灯随时间的适当功能。虽然已经使用可见光照相机描述了上述示例，但是可使用其它光检测装置，例如通过红外照相机来应用相同的原理。
在照相机(或检测单元20的类似传感部件)的另一有利用途中，装置1可扫描跑道表面中的裂纹。当装置1行进通过跑道时，照相机可用于监视跑道表面的不规则。当检测到跑道表面中的裂纹时，检测单元20可向车载处理器或远程服务器发送信号，以警告已经检测到表面中的故障。装置1可通过将数据点记录在位置信息上来映射故障的确切位置。
尽管上面提到了可使用任何传感装置来生成跑道表面图，但是在优选实施方式中，可使用热成像传感器来生成跑道表面的热图。类似地，可使用距离传感器来识别表面和车辆上的代表跑道表面中的异常的固定点之间的距离。
当已知跑道表面上的特定位置具有故障(例如，结构弱点、裂纹或其它不规则)时，装置1可编程为周期性地移动至该位置，用照相机拍摄图片，并记录所获得的视觉信息。装置1可返回到相同的位置，并拍摄图片以记录和观察故障随时间的进展。类似地，可在识别的故障区域中周期性地或更频繁地更新上面识别的跑道表面图。这可允许例如装置1(或控制装置1的人)随时间观察故障的发展，并监视潜在危险的出现。通过随时间映射故障，可具有在跑道表面上所有潜在故障或危险的实时映射。由从装置1的测量结果得到的数据生成的映射可用于与先前的映射进行比较，以解决状况中的任何差异或变化。可通过通信单元30向用户或远程服务器警告这些改变。除了跑道表面中的故障之外，还可映射跑道的其它特性，例如跑道摩擦，如下所述，跑道摩擦可由装置1测量。
检测单元20还包括FOD传感器22。在使用中，FOD传感器22布置成检测地面上的FOD的存在。在该示例中，FOD传感器22包括x射线照相机。x射线照相机包括x射线传感器，x射线传感器布置成使用x射线辐射来捕获周围环境的静止图像或运动图像。
除了各种光学检测器和辐射检测器之外，检测单元20还可包括测量仪器以执行各种跑道参数的物理测量。在该示例中，检测单元20包括摩擦计23。摩擦计23包括轮23a，轮23a布置成在使用中与地面接触。摩擦计23测量轮23a的反作用，以直接测量和计算摩擦水平。通常，摩擦计23输出地面与轮子之间测量的摩擦系数(μ)。在一些实例中，用于摩擦计23的轮与驱动单元10中的一个或多个轮11相同。在其它实例中，摩擦计23包括用于测量表面摩擦的其它器件，在一些情况下使用非接触式温度测量技术。在使用简单粗糙度测量的示例中，可布置激光器和传感器对来测量例如表面粗糙度(经由反射射线的距离-时间测量)，并且可使用粗糙度来得到表面粗糙度。在其它实例中，可采用更复杂的技术来提供跑道表面摩擦的非接触测量。例如，摩擦计23可包括布置成提供表面摩擦测量的红外传感器。这可例如利用由于摩擦引起的大部分能量损失作为热能释放的事实来实现。因此，红外传感器可用于测量从表面损失的热能，并且例如使用校准模型来得到表面摩擦水平。红外传感器可包括红外激光器，其通过万向节在装置1上进行稳定，以便当装置1运动时，允许激光器在不损失对准的情况下使用。在使用中，激光器可提供红外(或其它)辐射源以反射回该装置。红外传感器可测量与反射的辐射相关的参数(例如强度)，以生成红外传感器数据。来自红外传感器的数据可馈送到车载处理器，或发送至远程服务器，在远程服务器可处理数据，以得到表面摩擦水平。在一些实例中，装置1可包括用于测量跑道表面摩擦的多种技术，例如测量轮23a和红外激光源两者。装置1可同时记录来自轮23a和激光器的测量。
当在跑道上检测到危险(低)水平的摩擦时，诸如由于跑道表面上存在冰或结霜，通常将化学制品施加至跑道表面上，以减轻或抵消跑道表面上缺乏牵引力。在跑道上结冰的情况下，通常通过跑道化学制品施加车辆施加除冰化学制品。现有技术中存在的问题是，不能始终知道是否已经施加了足够或过量的化学制品来适当地处理危险。在一个示例装置中，检测单元设置有一个或多个化学示踪剂，用于监视施加至跑道表面的化学剂量。通常，化学示踪剂包括红外照相机(或利用该装置的另一部件的红外照相机)。从化学示踪剂得到的数据连同从检测单元的例如摩擦计23的其它部件得到的数据可由车载处理器(或远程服务器)处理，从而确定是否已向跑道表面施加了适量的化学制品。可将所测量的摩擦水平和施加至表面上的化学制品水平与预先记录的历史数据进行比较，该历史数据指示对于给定量的施加的化学制品的预期摩擦水平。如果已经确定施加的化学制品量不足(即，在施加化学制品之后跑道仍然太滑)，则该装置可通过通信单元标记警报，以例如警告空中交通管制。装置1可编程为跟随机场跑道化学制品施加车辆，以便在施加车辆施加之后立即利用化学示踪剂进行测量。在一些实例中，装置1本身布置成可通过维护单元40将化学制品施加至跑道上。
除了上述涉及摩擦测量的功能之外，或作为替代，该装置上的红外传感器可布置成检测周围环境中的热量水平，例如检测机场中的火灾。例如，可在车载处理器(或远程服务器)上存储设定的阈值温度。如果由红外传感器收集的数据超过设定的阈值温度值，则装置1可产生警告以发出潜在火灾的信号。在一些示例中，当装置1检测到潜在火灾时，装置1执行动作，例如通过驱动单元10移动至火灾，并通过维护单元40(稍后描述)中的车载灭火功能来熄灭火灾。
除了上述功能之外，检测单元20还可包括用于检测跑道上的化学参数的功能。例如，可采用接触和/或非接触技术对跑道表面进行化学分析。检测单元20可扫描跑道表面，例如使用非侵入式技术，诸如通过车载照相机，以提供与表面上某种化学制品的水平有关的数据。所产生的数据可与复杂化合物的水平或诸如水的简单结构有关。由检测单元20中的化学分析模块生成的数据可发送至车载处理器(或远程服务器)，以及装置1可根据处理的化学分析数据来采取动作。例如，在对跑道表面的部分上的检测到的低水平的添加剂或化学制品的反应中，装置1可将所需的添加剂/化学制品的新层施加至跑道表面的该部分上。
来自检测单元20的数据可用于映射装置1布置在其上的跑道的各方面。例如，地形传感器21可用于扫描装置1的环境，以生成地图(或者可替代地，可将预先生成的地图提供给装置1)，以及FOD传感器22可用于扫描装置1的环境，以将任何碎屑或障碍物的位置映射到生成的(或以其它方式存储的)地图上。映射可由车载处理器完成，或者可替代地，由装置1收集的数据可发送至远程服务器，在远程服务器，映射可远离装置1进行。上述扫描可在特定的基础上进行，或可替代地，可对装置1进行编程或指示，以注意跑道上的特定位置(或者简单地“漫游”或“巡逻”跑道的所有可用区域)，从而对本地环境进行定期或计划的扫描。
在一个特别有利的示例中，检测单元20的至少部分设置为可拆卸地安装至装置1的表面上的模块。该模块例如可安装在装置1的表面上设置的可滑动导轨上。该模块可设置为例如其中可放置检测单元的所有或一些部件的杆。然后可将杆安装在装置1上，使得杆悬于装置1的边缘，该边缘通常为装置1的前边缘。杆中的传感器可向下指向跑道表面，并布置成使得具有围绕装置1的360度视线。
在一个示例性装置中，两个或多个检测单元20可安装在装置1上。例如，可将一个检测单元20放置在该装置的前端，以检查装置1前方的跑道的状态，以及可将第二检测单元20放置在该装置的后端。在该装置后端的检测单元20可设置以后检查跑道状态的器件。例如，第二检测单元20可布置成一旦该装置经过检测到的故障，则检查该装置1及其功能如何已改变跑道的状态。
检测单元20连接至通信单元30和驱动单元10，使得来自检测单元20内的一个或多个传感器的数据可传送至通信单元30或驱动单元10。
通信单元30布置成处理往返于装置1的信息交换。通信单元30包括布置成与远程服务器通信的收发器31。收发器31通常布置成将从检测单元20得到的数据从装置1传送至远程服务器。收发器31还布置成接收信息，诸如与驱动单元10的操作相关的移动指令、与检测单元20的操作相关的数据收集指令以及与维护单元40的操作相关的维护信息。在收发器31处接收到的来自远程服务器的数据通常传送至驱动器单元10、检测单元20或维护单元40中的一个，用于特定动作。通常，该装置包括存储器单元50，存储器单元50布置成允许临时或永久存储由装置1本身收集的数据、或者由远程服务器传送至该装置的数据。由测量单元20测量的数据可连续地记录到存储器单元50，并且由测量单元20进行的每一个新测量均可与历史数据进行比较。该装置可基于比较的结果采取几个动作中的一个，诸如发出警报、改变检测的频率、或者改变该装置围绕跑道的运动计划。在一个实例中，当在跑道上的特定位置进行摩擦测量时，可将测量的摩擦水平与在相同位置进行的先前的摩擦测量进行比较。在另一实例中，当评估跑道表面的质量(例如检查表面中的裂纹或缺陷)时，每次在给定位置拍摄跑道质量的测量或照片时，测量或照片可与在相同位置拍摄的先前的测量或照片进行比较。如果该比较显示跑道表面中裂纹或故障的发展，则该装置可通过通信单元30向空中交通控制发送警报。可相对于存储在装置1上的存储单元50上的数据进行历史比较，或者可相对于存储在远程服务器中的数据进行比较。
收发器31可布置成在装置1与远程服务器之间提供长距离或短距离通信。例如，收发器31可布置成提供远程无线电通信。在其它示例中，收发器31布置为使用诸如Wi-Fi或蓝牙的局域技术来提供短距离通信。
在该示例中，通信单元30还包括雷达模块32，雷达模块32布置成允许装置1与诸如空中交通控制塔的外部雷达操作员之间的雷达通信。通常，雷达模块32包括射频发射机和接收机。雷达模块32允许该装置通过无线电波与外部装置或实体通信。这在其中雷达发射通常是移动车辆与空中交通控制之间通信的主要模式的机场中特别有用。尽管该示例示出雷达模块32是收发器31的单独模块，但是在一些示例中，收发器31本身可布置成提供雷达通信。
在一些示例中，通信单元30包括屏幕，以允许附近的用户看到由装置1提供的信息。
维护单元40布置成允许装置1执行各种维护操作，通常响应于检测单元20观察到的参数，或响应于来自通信单元30的指令。
在该示例中，维护单元40包括橡胶去除模块41，橡胶去除模块41布置成在使用中从接近装置1的地面区域去除橡胶。在本文中，“接近”当然是指在装置1的下侧下方或附近的地面。
从机场表面去除橡胶可以以多种方式中的一种或多种进行：高压水力清洁、化学去除、高速冲击去除或机械去除。在该实施方式中的装置1配备有采用上述方法中的任何一种来去除橡胶的器件。
在该示例中，橡胶去除模块41包括高压水模块41a。水模块41a包括储水箱和高压喷嘴，该高压喷嘴用作射流施加器，布置成产生高压或超高压水的射流。在使用中，高压(通常是高温)水通过水模块41a的喷嘴喷到地面上，以便在地面上的橡胶层上施加相当大的力。通常，水模块41a产生压力在15,000kPa至300,000kPa之间的水射流。橡胶层由于高压水而承受大冲击力，并变得加速远离表面，从而通过水的冲击而被去除。一旦从地面松脱，橡胶就可由装置1扫过或收集。通过高功率抽吸模块42可方便地收集松脱的橡胶。收集的橡胶块可暂时储存在储存罐43上，直到装置1移动至储存的橡胶可从储存罐43中排出的位置，以处理去除的橡胶。
橡胶去除模块41还包括化学去除模块41b。化学制品去除模块包括化学制品储存罐和化学制品施加器，该化学制品施加器可操作地将去除化学制品施加至地面中。在使用中，化学制品储存罐将去除化学制品供给到化学制品施加器，该化学制品施加器又将化学制品施加至地面上积聚的橡胶上。一旦施加，去除化学制品与积聚在机场表面上的橡胶反应并分解橡胶。橡胶变得松散并且可用低压水洗掉，或者通过抽吸模块42收集到罐43中。
橡胶去除模块41还包括冲击器41c。冲击器41c布置成在接近的地面处高速喷射磨粒。在使用中，由冲击器41c喷射的磨粒与接近地面上的橡胶碰撞。磨粒对橡胶的高速冲击导致橡胶从地面松动，然后可以以上述方式清扫或收集橡胶。
橡胶去除模块41还包括机械去除器41d。机械去除器41d包括在使用中布置成铣削接近的地面的上层的切割器。机械去除器41d的切割器通常布置成从接近的地面去除厚度为约3mm至5mm的层。通过完全去除地面的一层，可从机场中强有力地去除积聚的橡胶。可以以上述方式清扫或收集由切割器研磨的地层。
所描述方法中的任何一种或方法的组合可由橡胶去除模块41使用。例如，水模块41a可单独使用，或者与化学制品施加器41b结合使用。
维护单元40还可包括为装置1提供获得用于分析的物理或化学样品的功能的部件。例如，橡胶去除模块41可配置成允许装置1从跑道表面提取一定量的橡胶，以执行对橡胶的化学分析。该分析可在装置1上进行，或者可替换地，样品可在车载储存并运送到实验室，以便在以后进行分析。
维护单元40还可将化学制品施加至跑道表面，以协助检测单元20进行分析。例如，维护单元40的化学制品储存罐可包括包括指示器的检查流体。检查流体可由装置1喷射到要检查的跑道的部分。流体将进入存在于跑道表面上的任何裂纹，并且在某些条件下将可见。然后，检测单元20可例如通过在红外条件下观察跑道表面的部分来执行对待检查部分的扫描。该指示器可例如布置成在红外条件下观察时发光或提供照明。在一些实例中，指示器可包括磁性粒子。通过使用红外传感器(或照相机)，可看到检查流体集中的区域，并且因此该装置可检测在跑道表面上存在裂纹的位置。
除了驱动单元10、检测单元20、通信单元30和维护单元40之外，该装置还包括动力单元60。动力单元60包括连接至充电端口62的可再充电电源61。在该示例中，可再充电电源61连接至太阳能电池板63的阵列，使得可通过由电池板63收集太阳能来对电源进行再充电。在其它实例中，再生能量的其它器件(诸如动能收割机；‘发电机’)连接至电源61，以提供车载再充电能力。
在实践中，当装置1不处于操作配置时，装置1通常容纳在位于机场的跑道或滑行道上或附近的对接站2中。对接站2通常布置成在其容积内容纳装置1，并提供遮蔽物，以保护装置1免受天气条件和落下的碎屑的影响。对接站2还提供充电端口，以向装置1的动力单元60提供充电。另外，对接站2还可设置有对接站通信单元，该对接站通信单元可操作为提供向装置1传送数据和从装置1传送数据的有线或无线装置。对接站通信单元可布置成将数据从装置1传送至远程服务器，该远程服务器可设置在对接站内或进一步远离对接站。
装置1编程为在使用之后返回或“进入”到对接站2。换言之，装置1知道对接站2的位置，并且在操作之后将自主地返回到对接站2。在单个机场包括多个对接站2的情况下，装置1通常编程为返回到最近的对接站2或所分配的对接站2。
这里的单元中的每个均可包括处理器，该处理器适于执行存储在适当编程的存储器中的指令，以便执行所述功能。类似地，每个单元均可与控制单元通信，该控制单元可操作为指示或以其它方式控制该单元的操作。每个单元的功能均可互换或模块化。单元中的每个均可整体或部分地布置成与单元中的另一个或装置本身模块化地组装。例如，检测单元可包括具有连接构件的部分。连接构件可具有与该装置的表面上的连接构件互补的形状，连接构件可装配到该装置的表面上的连接构件中。这种类型的典型连接包括设置在该装置的表面上的一个或多个导轨。检测单元20上的一个或多个突起可提供连接构件，该连接构件允许将检测单元20像用于照相机闪光的马蹄形连接一样开槽到设置在装置上的导轨中。
在此描述的方法和过程可实现为代码(例如，软件代码)和/或数据。这种代码和数据可存储在一个或多个计算机可读介质上，所述计算机可读介质可包括可存储由计算机系统使用的代码和/或数据的任何装置或介质。当计算机系统读取并执行存储在计算机可读介质上的代码和/或数据时，计算机系统执行实现为存储在计算机可读存储介质内的数据结构和代码的方法和过程。在某些实施方式中，本文描述的方法和过程的步骤中的一个或多个可由处理器(例如，计算机系统或数据存储系统的处理器)来执行。本领域技术人员应当理解的是，计算机可读介质包括可用于存储信息的可移动结构/装置和不可移动结构/装置，诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块和计算系统/环境所使用的其它数据。计算机可读介质包括但不限于易失性存储器，诸如随机存取存储器(RAM、DRAM、SRAM)；以及非易失性存储器，诸如闪存、各种只读存储器(ROM、PROM、EPROM、EEPROM)、磁和铁磁/铁电体存储器(MRAM、FeRAM)、以及磁和光存储装置(硬盘驱动器、磁带、CD、DVD)；网络装置；或者现在已知或以后开发的能够存储计算机可读信息/数据的其它介质。计算机可读介质不应被理解或解释为包括任何传播信号。
在装置中可使用处理器的方式之一是用于扫描和映射功能。如上所述，装置1的各种组件，特别是检测单元20的各种组件，可用于收集数据，以产生跑道的危险和特性的图。
现在将参考图2至图6来描述机场中的示例性装置的典型操作，图2至图6中的每一个都示出了由装置1提供的功能的示例性实现。
装置1通常以非操作配置存储在机场的跑道或滑行道上或其附近的对接站2中。装置1可从远程服务器手动激活。可替代地，根据预定的时间表启动装置1。
当激活时，装置1离开其对接站2，以使其进入机场的跑道或滑行道。如上所述，装置1的运动可进行远程控制或自主实现。在该示例中，装置1操作其检测单元20和驱动单元10，以实现自主运动。
检测单元20的地形传感器21检测周围的地形以计算运动范围。然后，驱动单元10操作一个或多个电机12和轮子11，以将装置1移出对接单元2。图2示出了从对接单元2出来的装置1，该对接单元直接邻近机场的跑道定位。
在跑道上，装置1上的FOD传感器22在地面上搜索FOD。FOD传感器22布置成扫描跑道表面，并检测来自飞机起落架的碎屑和橡胶的积聚。当在跑道上检测到碎屑时，装置1可通过操作驱动单元10移动至碎屑，并收集或扫过碎屑的一侧。装置1装备有用于收集FOD的器件。在该示例中，磁体可操作地将碎屑收集到储存罐43中。
例如，假设机场中的跑道由于飞机着陆而经历了橡胶积聚，可通过空中交通控制器将装置1导向跑道，以扫过跑道并监视摩擦水平。当装置1横穿跑道时，FOD传感器22测量跑道表面的橡胶积聚和跑道上的碎屑。摩擦计23还执行测量以测量跑道表面的摩擦水平。当检测单元20确定跑道上存在过多的橡胶积聚时(例如，通过将测量值与一组阈值进行比较)，装置1通过通信单元30将该信息报告给远程服务器，远程服务器又可警告交通控制。然后，装置1自主地操作驱动单元10，以使装置1朝向橡胶积聚区域前进，并开始维护以从表面去除橡胶。
当装置1接近跑道上的橡胶积聚区域时，橡胶去除模块41接合跑道表面，如图3所示。橡胶去除模块41使用上述方法中的任一种来操作，以从跑道表面去除橡胶。从图3中可看出，摩擦计23可同时部署，以允许装置1确认橡胶去除模块41的操作结果。摩擦计23的摩擦测量轮23a与装置1附近的地面接触，并布置成产生表面摩擦水平的测量。当橡胶去除模块41操作为减少或消除跑道上积聚的橡胶时，驱动单元10将装置1推进到多个区域或更大的积聚处。从表面去除的橡胶或被该装置清扫，或被车载高功率抽吸模块42收集到存储存罐中。在该过程中，如图4所示，装置1去除跑道表面上积聚的大部分橡胶，有效地从跑道表面‘清扫’橡胶。装置1继续穿过跑道，从而检测碎屑和橡胶积聚，除去橡胶并收集松散的橡胶。
如上所述，诸如鸟和鹿的野生动物会经常在跑道和滑行道上穿过，从而带来安全隐患，并引起不希望的延迟。通过检测单元20，装置1监视跑道和滑行道，以监视野生动物。这可通过利用例如FOD传感器22或可见光照相机来扫描滑行道和跑道以寻找潜在的物体来实现。来自FOD传感器或照相机的数据可由装置本身通过车载处理器分析，或者经由通信单元30发送至远程服务器，在远程服务器，数据可由例如交通控制分析。
当检测单元20检测到在跑道上存在野生动物时，装置1部署野生动物驱除装置，以从跑道驱除野生动物。装置1可配置成由驱动单元10基于来自检测单元20的数据朝向任何(或选择的一个或多个)鸟类驱动装置1。例如，检测单元20中的照相机可检测多个鸟类的存在。可将一个或多个鸟类选择为高优先级(或者通过装置1上的决策算法，或者经由通信单元30通过远程服务器)，使得装置1首先接近所选择的鸟类。图5示出了利用车载激光源将激光束引导到跑道上的鸟类的装置1。已经发现，激光有效地驱赶鸟类，并使鸟类远离跑道表面，从而降低了由于鸟类攻击等野生动物所引起的飞行问题的风险。装置1装配有激光罩，以确保不会无意中将激光引导至飞机的驾驶舱中。激光器可配备有陀螺仪装置，或者通过万向节安装在装置1上，以便稳定输出光束和/或相应的成像装置。这种方法允许当该装置在跑道上运动时使用激光器，使得即使当装置1在粗糙或不平坦的地形上运动时，激光器装置也可产生一致和稳定的光束。
例如，假设装置1检测到在航空器轮处已发生火灾，或者航空器轮处于异常高的温度。例如，这种情况可能由于着陆故障而发生。该装置将监视发生这种情况，并且在检测到发生这种情况之后会，会自动地将其自身派遣至火源或高温。可替代地，可将装置1远程地引导到火源，并远程地触发以部署其灭火化学制品，从而降低了机场人员的风险，并显著改善了火灾反应时间。如图6所示，该装置能够被引导到接近火灾而不会对人类生命造成危险。在有利的示例中，飞机可报告火灾，以自动地准备好或以其它方式将该装置部署到危险位置，从而减轻潜在的危险。

Claims (39)

1.一种机场维护装置，用于监视跑道和滑行道状况并远程报告所述跑道或所述滑行道的状态，所述装置包括：
驱动单元，能够操作为提供所述装置沿着所述机场的所述跑道或所述滑行道的表面的自控滚动运动；
检测单元，包括配置为检测所述表面的一个或多个参数的一个或多个传感器；以及
通信单元，包括收发器，所述收发器布置成将从所述检测单元得到的数据从所述装置传送至远程服务器，
其中，所述装置布置成在使用中沿着所述表面移动，并将表示所述表面的一个或多个参数的数据传送至远程服务器。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述驱动单元包括由一个或多个电机驱动的多个能够独立转向的驱动轮。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的装置，其中，所述检测单元还包括地形传感器，所述地形传感器能够操作为扫描和检测所述装置周围的地形。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述地形传感器包括LIDAR模块，所述LIDAR模块布置为扫描和检测所述装置的环境，并输出表示所述装置的所述环境的数据。
5.根据权利要求3和4中任一项所述的装置，其中，所述驱动单元布置成使用从所述地形传感器得到的数据来导航，并且自主地实现所述装置在所述表面上的移动。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，所述通信单元的所述收发器能够操作为从远程服务器接收指令信息，以及所述通信单元布置成在使用中将所述指令信息传送至所述驱动单元和所述检测单元中的一个或多个。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，所述检测单元的所述一个或多个传感器包括摩擦计，所述摩擦计布置成测量和输出表示所述表面的摩擦水平的数据。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述摩擦计包括摩擦测量轮，所述摩擦测量轮布置成在使用中与所述表面接触。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述驱动单元的所述驱动轮中的一个或多个用作所述检测单元的摩擦测量轮。
10.根据权利要求7至9中的任一项所述的装置，其中，所述摩擦计包括光学模块，所述光学模块布置成提供对所述跑道表面摩擦的测量，优选地，其中，所述光学模块包括红外源。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，所述检测单元的所述一个或多个传感器包括FOD传感器，所述FOD传感器布置成在使用中检测所述表面上的异物碎屑FOD的存在。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述FOD传感器包括从包括x射线传感器、可见光传感器和金属检测传感器的组中选择的一个或多个传感器。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，所述检测单元包括透射计，所述透射计能够操作为测量光的环境衰减并输出表示跑道可见度的数据。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，所述检测单元包括具有红外传感器的火灾检测器，所述红外传感器布置成在使用中监视环境热辐射并检测火灾。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，所述检测单元包括跑道灯检测器，所述跑道灯检测器布置成检测跑道灯的存在，并检查所述跑道上的光的正常运行。
16.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，所述检测单元包括用于检测所述跑道表面的表面温度的红外热传感器。
17.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，所述驱动单元布置成在使用中基于从所述检测单元得到的数据自主地实现所述装置的移动。
18.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，还包括：
维护单元，布置成在使用中在所述表面上执行维护操作。
19.根据权利要求18所述的装置，其中，所述维护单元包括橡胶去除模块，所述橡胶去除模块布置成在使用中从所述表面去除橡胶。
20.根据权利要求19所述的装置，其中，所述橡胶去除模块包括以下中的一个或多个：
高压水模块，包括储水箱和高压喷嘴，所述高压喷嘴能够操作成向所述表面输出高压水射流；
化学制品去除模块，包括化学制品储存罐和化学制品施加器，所述化学制品施加器能够操作成将去除化学制品施加至所述表面中；
冲击器，布置成在使用中在所述表面处喷射高速磨粒；以及
机械去除器，包括布置成在使用中从所述表面研磨层的切割器。
21.根据权利要求19和20中的任一项所述的装置，其中，所述橡胶去除模块布置成根据来自所述检测单元的测量的表面摩擦水平，从所述表面去除橡胶。
22.根据权利要求18至21中的任一项所述的装置，其中，所述维护单元还包括：
储存罐；以及
高功率抽吸模块，能够操作成提供抽吸以将碎屑从所述表面收集到所述储存罐内。
23.根据权利要求18至22中的任一项所述的装置，其中，所述维护单元布置成根据从所述检测单元中的FOD传感器得到的数据进行从所述表面去除橡胶或收集碎屑。
24.根据权利要求18至23中的任一项所述的装置，其中，所述维护单元还包括野生动物驱除器，所述野生动物驱除器布置成在使用中驱除接近所述表面的野生动物，所述野生动物驱除器包括以下中的一个或多个：
激光源，能够操作为发射激光；
扬声器，能够操作为发射高频声音；以及
喷嘴，能够操作为输出野生生物驱除化学制品的喷雾。
25.根据权利要求24所述的装置，其中，所述维护单元的所述激光源还能够作为透射计的激光源来操作，所述透射计能够操作成测量光的环境衰减和输出表示跑道可见度的数据。
26.根据权利要求18至25中的任一项所述的装置，其中，所述维护单元还包括灭火器，所述灭火器包括灭火剂罐和灭火器喷嘴，所述灭火器能够操作成能够控制地从所述灭火剂罐释放灭火剂。
27.根据权利要求26所述的装置，其中，所述灭火器布置成根据从所述检测单元中的红外传感器得到的数据来启动从所述灭火剂罐释放灭火剂。
28.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，还包括：
动力单元，具有可再充电电源；
太阳能电池板模块，布置成收集太阳能，并在使用中向所述电源提供充电。
29.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，所述装置的表面设置有用于将部件安装到所述装置上的一个或多个接口部件。
30.根据权利要求29所述的装置，其中，所述检测单元的至少部分经由所述一个或多个接口部件能够去除地附接至所述装置。
31.根据权利要求29和30中的任一项所述的装置，其中，所述接口部件包括一个或多个导轨，所述导轨允许通过滑动动作将部件安装到所述装置。
32.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，所述检测单元布置成使得每次由所述传感器进行测量时，记录位置数据，以将每次测量与所述装置的所述位置相关联。
33.根据权利要求32所述的装置，其中，车载处理器布置成从所述检测单元接收数据，并将每个测量结果映射到所述跑道的地图。
34.一种用于监视和维护跑道和滑行道状况的系统，包括：
根据前述权利要求中任一项所述的装置；以及
远程服务器，布置成在使用中经由有线或无线连接，向所述装置的通信模块传送数据和从所述装置的通信模块传送数据。
35.根据权利要求34所述的系统，还包括对接站，所述对接站布置成在使用中在其体积内接收所述装置。
36.根据权利要求35所述的系统，其中，所述对接站能够操作成向所述装置提供电力。
37.一种监视机场跑道和滑行道状况的方法，包括以下步骤：
将根据权利要求1至33中任一项所述的装置部署到跑道或滑行道；
通过所述装置的检测单元采集跑道状况数据；以及
将从所述检测单元得到的数据传送至远程服务器，在所述远程服务器处能够处理和显示所述数据。
38.根据权利要求37所述的方法，其中，部署所述装置的步骤包括：通过从远程服务器向所述装置的通信单元发送指令来远程控制所述装置。
39.根据权利要求37和38中的任一项所述的方法，其中，部署所述装置的步骤包括：所述装置自主地导航所述表面。
CN201980079425.7A 2018-11-29 2019-11-29 跑道维护装置 Pending CN113748065A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1819471.2 2018-11-29
GBGB1819471.2A GB201819471D0 (en) 2018-11-29 2018-11-29 Runway maintenance apparatus
PCT/EP2019/083181 WO2020109603A1 (en) 2018-11-29 2019-11-29 Runway maintenance apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113748065A true CN113748065A (zh) 2021-12-03

Family

ID=65024805

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980079425.7A Pending CN113748065A (zh) 2018-11-29 2019-11-29 跑道维护装置

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20220101271A1 (zh)
EP (2) EP4299834A3 (zh)
JP (1) JP2022510345A (zh)
CN (1) CN113748065A (zh)
AU (1) AU2019387017A1 (zh)
CA (1) CA3121292A1 (zh)
GB (1) GB201819471D0 (zh)
WO (1) WO2020109603A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210304040A1 (en) * 2020-03-27 2021-09-30 United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy FOD Mitigation System and Method
GB2598909A (en) * 2020-09-17 2022-03-23 Roboxi As Runway maintenance apparatus
CN113391632B (zh) * 2021-06-08 2021-12-07 威海广泰特种车辆有限公司 基于红外热成像技术的机场跑道自动除胶控制系统及方法
WO2024023556A1 (en) * 2022-07-28 2024-02-01 Clearview Intelligence Ltd. Method and system for monitoring performance and state of active road studs installed in roadway
CN116065461A (zh) * 2023-02-10 2023-05-05 青岛公路工程试验检测有限公司 一种道路缺陷深度测量装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE407856B (sv) * 1976-03-31 1979-04-23 Saab Scania Ab Sett att vid ett motorfordon med minst ett intregrerat methjul meta och indikera grensverden for drivning och bromsning av fordon pa radande underlag och metanordning for genomforande av settet
US5947636A (en) * 1995-06-28 1999-09-07 Sandia Corporation Rapid road repair vehicle
JP2000126324A (ja) * 1998-10-22 2000-05-09 Nippon Signal Co Ltd:The 消火ロボット及び消火システム
GB2382708B (en) * 2001-11-21 2006-03-15 Roke Manor Research Detection of foreign objects on surfaces
JP4230395B2 (ja) * 2004-03-24 2009-02-25 三菱電機株式会社 監視移動体
US7782251B2 (en) * 2007-10-06 2010-08-24 Trex Enterprises Corp. Mobile millimeter wave imaging radar system
CN102217587A (zh) * 2010-04-15 2011-10-19 施泽勇 多功能机场驱鸟无线遥控车
CN104552237B (zh) * 2015-01-29 2016-06-22 重庆交通大学 机场跑道异物处理机器人
CN105911983B (zh) * 2016-04-12 2019-07-12 长春奥普光电技术股份有限公司 机场道面异物远程控制智能清理车
CN107390285B (zh) * 2017-04-10 2019-04-30 南京航空航天大学 一种基于结构光的机场跑道异物检测系统
CN107263511A (zh) * 2017-05-26 2017-10-20 哈尔滨工程大学 一种全向机场跑道检测机器人系统及其控制方法
CN107422390B (zh) * 2017-06-27 2019-05-24 中国人民解放军空军勤务学院 一种机场道面异物智能探测与清扫系统

Also Published As

Publication number Publication date
EP4299834A2 (en) 2024-01-03
EP3887256A1 (en) 2021-10-06
CA3121292A1 (en) 2020-06-04
US20220101271A1 (en) 2022-03-31
WO2020109603A1 (en) 2020-06-04
EP3887256B1 (en) 2023-09-06
EP3887256C0 (en) 2023-09-06
JP2022510345A (ja) 2022-01-26
EP4299834A3 (en) 2024-03-06
GB201819471D0 (en) 2019-01-16
AU2019387017A1 (en) 2021-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3887256B1 (en) Runway maintenance apparatus
US20210255643A1 (en) Unmanned aerial vehicles
US10597054B2 (en) Real-time drone infrared inspection of moving train
CA2813831C (en) Wildfire arrest and prevention system
EP2511888B1 (en) Fire management system
EP3738892B1 (en) In-service maintenance process using unmanned aerial vehicles
US8547530B2 (en) System and method to detect foreign objects on a surface
JP6059134B2 (ja) 滑走路の状態監視方法及び滑走路の状態監視装置
EP2678835B1 (en) A surveillance system and a method for detecting a foreign object, debris, or damage in an airfield
JP4230395B2 (ja) 監視移動体
CN110271582B (zh) 跨路桥区域安全监测系统及方法
US20230368155A1 (en) Runway Maintenance Apparatus
WO2002101411A2 (en) Inspection system
KR20110031305A (ko) 공항 내 이물질 및 포장균열 점검 시스템 및 방법
CN220947814U (zh) 一种机场跑道巡检无人车
US20230249351A1 (en) Fastener system and method
CN212637960U (zh) 一种跑道污染情况下的飞机引导装置
JPWO2020109603A5 (zh)
EP3359927B1 (fr) Dispositif mobile pour le contrôle et/ou la maintenance d'au moins un équipement d'une zone aéroportuaire, système et procédé correspondants
CN112027112A (zh) 一种跑道污染情况下的飞机引导装置
JP2023019215A (ja) 飛行場業務の運用システム、プログラムおよび飛行場業務の運用ロボット
UA148093U (uk) Спосіб профілактики лісових та степових пожеж

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination