CN115223400A - 航空器泊位引导系统及使用其的航空器泊位控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的航空器泊位引导系统可包括：激光扫描部，用于获取与航空器的泊位引导及泊位控制相关的数据；数据库部，用于存储与成为使用上述激光扫描部进行航空器泊位引导及泊位控制的对象的航空器各机型规格及特征相关的信息；通信部，在上述激光扫描部与数据库部之间收发信息；以及数据分析判断算法处理部，通过比较通过上述激光扫描部获取的影像信息与在上述数据库部中所存储的信息，来判断对象物的信息。

Description

航空器泊位引导系统及使用其的航空器泊位控制方法
技术领域
本发明涉及航空器泊位引导系统及使用其的航空器泊位控制方法，更详细地，涉及如下的使用三维激光扫描仪的航空器泊位引导系统及使用其的航空器泊位控制方法：通过已构建的航空器数据库(DB)的数字信息处理技术分析使用三维激光扫描仪扫描的航空器的形态(总长、总高、机身大小、对中心的角度等)、位置、距离信息、机型等信息，从而能够引导航空器泊位。
背景技术
以往，为了引导进入机场跑道的航空器使其在准确的位置停机，停机位调度员(marshaller)通过手信号手动向飞行员指示航空器前进方向和停止位置等，从而引导到停机场所。
但是，这种手动的泊位引导方法具有如下的问题，即，在登机口多的大型机场，在航空器起降的情况下，在特定的停机坪出现问题或障碍时，机场指挥本部很难对此进行通告或迅速掌握问题或障碍并采取行动，并且由于大量的泊位引导人力，存在确保人力的问题。
作为考虑到这种情况开发的现有的航空器机型识别技术，韩国专利10-0246556(发明名称：航空器泊位位置指示系统)是由电荷耦合器件(CCD，Charge Coupled Device)摄像机、显示部、处理部及显示部组成，在航空器停机坪，利用电荷耦合器件摄像机获取进入停机坪的航空器的三维影像，并处理影像来仅保留航空器的轮廓线，之后显示航空器的种类、距离、横向偏差等计算结果的航空器目视泊位引导系统。
上述航空器泊位位置指示系统为如下的航空器泊位位置指示系统：通过使用电荷耦合器件摄像机获取航空器的图像文件后通过图片处理过程识别航空器的外轮廓，利用事先构建的航空器数据库并根据基于距离及角度变化的模拟的结果与获取的实际图像进行比较，之后在匹配的数据中找出航空器并辨别机型，由三角法计算航空器的当前距离及角度等，从而显示结果。
因此，现有的图片处理方式无法实时获取由于阳光、雾、雨天、冰雹等天气等的环境影响导致的航空器形态(总长、总高、机身大小、对中心的角度等)、位置、距离信息、机型等信息，并难以提供以准确判断机型为前提的用于航空器泊位引导的信息。
发明内容
技术问题
本发明为了解决如上所述的问题而提出，其目的在于，提供一种可使用三维激光扫描仪实时获取航空器的形态(总长、总高、机身大小、对中心的角度、中心线等)、位置、距离信息、机型等信息来进行泊位引导的系统及使用其的航空器泊位控制方法。
解决问题的手段
本发明的使用三维激光扫描仪的航空器泊位引导系统可包括：激光扫描部，用于获取与航空器的泊位引导及泊位控制相关的数据；数据库部，用于存储与成为使用上述激光扫描部进行航空器泊位引导及泊位控制的对象的航空器各机型规格及特征相关的信息；通信部，在上述激光扫描部与数据库部之间收发信息；以及数据分析判断算法处理部，通过比较通过上述激光扫描部获取的影像信息与在上述数据库部中所存储的信息，来判断对象物的信息。
根据实施例，上述航空器泊位引导系统可包括：显示部，在飞行员引导显示器上显示从上述数据分析判断算法处理部生成的信息；以及航空器控制部，基于发送给上述显示部的信息，实现航空器自动控制。
根据实施例，上述激光扫描部可包括：激光收发装置，用于发射激光并接收被上述对象物反射的激光；距离测量装置，能够测量从上述激光的发送时间及接收时间至上述对象物为止的距离；以及影像数据扫描装置，通过扫描上述航空器的中心线、上述航空器要停靠的停机位来生成影像数据。
根据实施例，上述激光扫描部可以利用三维扫描仪在上述航空器预计进入的区域内扫描对象的特征点群(point group)，上述数据分析判断算法处理部从所扫描的上述点群判断上述点群之间的距离来生成对象，当所生成的上述对象被判断为预计为上述航空器的规定大小以上的对象时，将被判断为上述航空器的对象与航空器轮廓进行比较。上述航空器轮廓是由航空器的长度、高度、宽度、发动机之间距离、发动机尺寸组成的有关航空器规格的信息。
根据实施例，在上述数据分析判断算法处理部中，能够以上述航空器进入时预测为发动机的对象为基准，判断上述发动机的倾斜度，确认以预计为上述航空器的机头的点为基准在两侧发动机位置形成的点群的数量，如果超出规定数量，则可判断上述航空器的相应型号。
根据实施例，上述航空器控制部可执行如下的步骤：初始化步骤，通过使用设置在飞行员显示组件(PDU，Pilot Display Unit)的内部的三轴传感器获取与各轴相应的俯仰角(Pitch)、翻滚角(Roll)、偏航角(Yaw)倾斜度信息，以所获取的上述倾斜度信息为初始值存储在上述数据库部；以及使用人员校正步骤，通过使用上述飞行员显示组件的三轴传感器获取上述各轴的倾斜度信息，将所获取的上述倾斜度信息与上述初始值进行比较，如果超出允许值，则通过上述飞行员显示组件通告给使用人员，使用维护工具(MTT)校正三维扫描仪的三轴。
根据实施例，上述航空器控制部可执行如下的步骤：初始化步骤，通过使用设置在飞行员显示组件的内部的三轴传感器，来获取与各轴相应的俯仰角、翻滚角、偏航角倾斜度信息，以所获取的上述倾斜度信息为初始值存储在上述数据库部；以及自动校正步骤，通过使用上述飞行员显示组件的三轴传感器，获取上述各轴的倾斜度信息，将所获取的上述倾斜度信息与上述初始值进行比较，如果超出允许值，则自动校正三维扫描仪的三轴倾斜度值，将所校正的上述值存储为初始值。
根据实施例，在上述航空器控制部中，以能够在上述航空器要停靠的停机位扫描的物体的三点为中心线配置起点和终点，利用三维扫描仪扫描上述停机位，在由所扫描的上述数据生成的画面中，以点击上述中心线的起点物体的方式显示上述中心线的起点物体，在上述画面点击物体时，将所点击的上述物体指定为上述中心线的第一点(FP，FirstPoint)，在由所扫描的上述数据生成的画面中，以点击上述中心线的终点物体的方式显示上述中心线的终点物体，在上述画面点击物体，并将所点击的上述物体作为中心线指定为第二点(SP，Second Point)，通过使用上述第一点和上述第二点设定上述中心线。
根据实施例，在上述航空器控制部中，在飞行员显示组件的初始设置时，可以使用三轴传感器存储设置初始值，每隔规定时间比较上述初始值与测定值，在上述初始值与上述测定值之差超出允许值的情况下，通过上述飞行员显示组件及手动控制板通告已超过上述允许值，通过校正上述飞行员显示组件的三轴倾斜度值，使得上述初始值与上述测定值之差不超过上述允许值。
根据实施例，在上述航空器控制部中，可以由大数据学习从识别停止引导上述航空器时演示的停止信号到停止为止的时间差所引起的停止误差。
根据实施例，在上述航空器控制部中，能够以存储第一类型数据的方式进行控制，上述第一类型数据包括在停止引导上述航空器时显示停止信号的距离、上述航空器停止的距离、停止误差、航空器机型，能够以存储与环境因素相关的第二类型数据的方式进行控制，上述第二类型数据包括与雨、雪、雾相关的天气、飞行员显示组件设置高度、角度，将上述第一类型数据及上述第二类型数据以航空器机型、停止距离、环境因素为各变量来执行统计化及学习，通过使用所学习的上述第一类型数据及第二类型数据，自动调整停止引导上述航空器时演示的停止信号的显示时间点。
发明效果
本发明实施例的使用三维激光扫描仪的航空器泊位引导系统及使用其的航空器泊位控制方法具有如下的效果：可以使用激光实时扫描移动中的航空器，从而以三维影像图片获取航空器的形态(总长、总高、机身大小、对中心的角度、中心线等)、位置、距离信息、机型等信息。
而且，本发明实施例的使用三维激光扫描仪的航空器泊位引导系统及使用其的航空器泊位控制方法具有如下的效果：降低阳光、雾、雨天、冰雹等天气环境影响造成的测定误差，这是现有的以影像摄像机方式或部分特征点辨别航空器的机型的方式的问题，从而在白天/夜间均可以进行工作。
并且，本发明实施例的使用三维激光扫描仪的航空器泊位引导系统及使用其的航空器泊位控制方法具有如下的效果：可以在飞行员引导显示器显示实时情况，不仅可以为航空器的手动控制提供信息，还可以通过装置实现中央控制、远程控制、自动控制来进行稳定的航空器泊位控制。
附图说明
图1为本发明的使用三维激光扫描仪的航空器泊位引导系统的结构图。
图2为示出与本发明的三维激光扫描仪相对应的激光扫描部100的详细结构。
图3为根据本发明实施例的本发明的航空器泊位控制方法中的航空器及航空器型号识别方法的流程图。
图4为关于本发明实施例的航空器泊位控制方法的对扫描的影像进行比较的方法的流程图。
图5为实施例的三轴数据初始化及校正方法的流程图。
图6为航空器控制部600为了实现用于航空器泊位引导的中央控制、远程控制、自动控制而设定中心线的方法的流程图。
图7为确认飞行员显示组件舰体的物理变形并进行校正的方法的流程图。
图8A及图8B为示出本发明的扫描仪结构的组装图及剖视图。
图9为示出关于本发明的航空器泊位控制方法的用于防止电缆损坏的扫描仪组装方法的流程图。
图10为由大数据学习本发明的停止引导航空器时的停止误差的方法的流程图。
具体实施方式
上述本发明的特征及效果通过与附图相关的下列详细说明变得更加明确，由此，本发明所属技术领域的普通技术人员能够轻松实施本发明的技术思想。
本发明能够施加多种变更，并且具有多种实施例，因此在附图例示特定实施例并进行详细说明。应理解的是，这并不将本发明限定于特定实施方式，包含本发明的思想及技术范围的所有变更、等同技术方案或代替技术方案。
“第一”、“第二”等术语可以用于说明多种结构要素，但是上述结构要素并不受上述术语的限定。上述术语仅用于区分一结构要素与另一结构要素。
除非另行定义，否则包括技术术语或科学术语在内的在此使用的所有术语的含义与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的含义相同。
通常使用的词典中定义的术语等常用术语应解释成与相关技术的文脉上的含义一致，除非在本申请中明确定义，否则不应解释成理想化或过于形式化的含义。
以下，参照附图详细说明本发明的优选实施例，使得本发明所属技术领域的普通技术人员容易实施。在下述的对本发明的实施列进行说明的过程中，在判断为相关的公知结构或功能的具体说明不必要地混淆发明的主旨的情况下，将省略对其的详细说明。
以下，参照附图详细说明本发明的使用三维激光扫描仪的航空器泊位引导系统及使用其的航空器泊位控制方法。图1为本发明的使用三维激光扫描仪的航空器泊位引导系统的结构图。
参照图1，航空器泊位引导系统可被配置为包括激光扫描部100、数据库部200、通信部300及数据分析判断算法处理部400。数据分析判断算法处理部400也可以被称为算法处理部400或数据处理部400。并且，航空器泊位引导系统可被配置为还包括显示部500及航空器控制部600。
激光扫描部100可被配置为获取与航空器的泊位引导及泊位控制相关的数据。数据库部200可被配置为存储与成为使用激光扫描部100的航空器泊位引导及泊位控制的对象的航空器各机型规格及与特征相关的信息。通信部300可被配置为在激光扫描部100与数据库部200之间收发信息。
数据分析判断算法处理部400可被配置为比较通过激光扫描部100获取的信息与存储在数据库部200的信息。数据分析判断算法处理部400可被配置为通过比较所获取的影像信息与所存储的信息，来判断对象物的信息。显示部500可被配置为在飞行员引导显示器显示从数据分析判断算法处理部400中生成的信息。航空器控制部600可被配置为基于发送给显示部500的信息来实现航空器自动控制。
另一方面，图2为示出与本发明的三维激光扫描仪相应的激光扫描部100的详细结构。参照图2，激光扫描部100可被配置为包括激光收发装置110、距离测量装置120及影像数据扫描装置130。
激光收发装置110可被配置为发射激光并接收被对象物反射的激光。距离测量装置能够以可工作的方式与激光收发装置110结合。距离测量装置可被配置为能够测量从激光的发送时间及接收时间至对象物为止的距离。影像数据扫描装置130能够以可工作的方式与激光收发装置110结合。影像数据扫描装置130可被配置为通过扫描航空器的中心线、航空器要停靠的停机位来生成影像数据。影像数据扫描装置130可以由影像摄像机装置实现，但并不限定于此。
与此相关地，下面对航空器目视泊位引导系统的引导信息和影像摄像机的影像数据的同步方法进行说明。
目视泊位引导系统包括影像摄像机，影像摄像机通过拍摄停机位影像来实时提供给操作员并存储在服务器，通过与目视泊位引导系统的引导信息同步，适用于事故发生或事故发生后的事故调查。
目视泊位引导系统的引导信息基于中心引导线和停止引导线，具有正确的距离、位置、速度等的航空器进入信息，该信息与从航空器进入到停止为止与机场时间服务器同步的时间信息一同存储在系统中。
无论航空器是否进入，影像摄像机都会拍摄停机位并存储在服务器中，从预计航空器进入的时间到航空器进入完毕为止单独拍摄并存储在系统中。该影像信息包括与机场时间服务器同步的时间信息。
影像信息可以直观地轻松理解进入的航空器的状态，但是，很难判断正确的距离、位置、速度，因此与目视泊位引导系统的引导信息同步，将所进入的航空器距离、位置、速度同时呈现在画面上，便于直观了解。
影像数据和引导信息同时具有同步机场时间服务器的时间，并利用其进行同步。
同步数据的再生程序可以选择影像数据或引导信息进行再生，各个数据利用读取的时间信息将同一时间段的信息呈现在画面上。
若不能提供机场时间服务器的时间，则以引导信息的开始时间点和影像数据的开始时间点为基准，以单位信息为单位分析引导信息，以影像关键帧为单位分析影像数据，从而进行同步最优化。
另一方面，本发明的激光扫描部100扫描对象的特征点群(point group)，数据分析判断算法处理部400可对被判断为航空器的对象与航空器轮廓进行比较。与此相关地，激光扫描部100可被配置为利用三维扫描仪在上述航空器预计进入的区域内扫描对象的特征点群。
另一方面，数据分析判断算法处理部400可被配置为从所扫描的点群判断上述点群之间的距离来生成对象。当所生成的对象被判断为预计为航空器的规定大小以上的对象时，数据分析判断算法处理部400可以将被判断为航空器的对象与航空器轮廓进行比较。与此相关地，航空器轮廓可通过由航空器的长度、高度、宽度、发动机之间距离、发动机尺寸组成的有关航空器规格的信息构成。
与此相关地，下面对使用航空器目视泊位引导系统的三维扫描仪的航空器规格信息构建方法进行说明。
目视泊位引导系统以引导的航空器的规格信息为基准生成轮廓，并通过比较所生成的轮廓和进入的航空器的三维数据信息来判断航空器机型，并以引导中心线和引导停止线为基准引导航空器。
航空器轮廓是以航空器制作商提供的机身大小、发动机大小、叶片大小、机头的高度、机头与发动机之间的距离、发动机与发动机之间的距离等为基准生成。如果没有航空器制作商的资料这是不可能的，因此，当没有提供这种信息时，使用通过使用目视泊位引导系统的三维扫描仪提取航空器规格信息的方法。
实施航空器规格信息构建的方法如下。等待航空器进入停机位后完全停止为止。难以推算航空器的大小，因此开始扫描到三维扫描仪的极限角度和距离，来推算航空器的大致大小。如果推算出航空器的大致大小，则仅对其范围进行精密扫描，以便系统找到航空器的机身、发动机、叶片等特征。
航空器的机身、机头、发动机、叶片的位置和大小虽然不同，但是形状总是相似，因此可以通过扫描的数据确定位置，并利用该数据生成航空器的规格信息。
当从正面扫描航空器时，航空器机头的位置距离扫描的位置最近，发动机以机头为中心，以圆形的对象形状位于左、右两侧。该圆形的对象中心与机头的位置之间的距离成为机头与发动机之间的距离，位于左、右两侧的圆形的对象中心成为发动机之间的距离。
另一方面，本发明的数据分析判断算法处理部400可以判断航空器的相应型号。与此相关地，当航空器进入时，数据分析判断算法处理部400能够以预测为发动机的对象为基准，判断发动机的倾斜度。并且，数据分析判断算法处理部400能够以预计为航空器的机头的点为基准确认在两侧发动机位置形成的点群的数量，若所确认的点群的数量在规定数量以上时，则可判断航空器的相应型号。
另一方面，本发明的航空器控制部600可通过使用设置在飞行员显示组件的内部的三轴传感器所获取的倾斜度信息，来执行初始化步骤、使用人员校正步骤及自动校正步骤。与此相关地，当在航空器的激光扫描部100中对扫描的影像进行比较时，校正飞行员显示组件的三轴的是(可测定俯仰角、翻滚角、偏航角)三轴传感器。另一方面，三轴传感器可设置在飞行员显示组件的内部，被配置为以串口(Serial)通信与主计算机根据通信收发数据的状态。
与此相关地，下面对使用航空器目视泊位引导系统的三轴传感器的位移产生检测及校正方法进行说明。
目视泊位引导系统包括三轴传感器(俯仰角、翻滚角、偏航角)，三轴传感器每隔规定时间测定舰体的位移，并与初始设定的位置信息进行比较，从而监视舰体的位移，并自动或手动对其进行校正。
目视泊位引导系统的初始设置时，如果舰体在墙面或杆(柱)固定完毕，则将三轴传感器的三轴信息(俯仰角、翻滚角、偏航角)存储在系统中，并将该值设定为初始值。系统每隔规定时间在当前三轴传感器中获取三轴信息，并将该值与初始值进行比较，来检测位移产生。在此情况下，通过设置允许误差来考虑传感器的误差和位移允许误差。
如果测定出超过允许误差的位移差，系统将该位移误差应用于扫描仪的三轴校正数值，从而变更初始设置时设定的扫描仪的三轴信息。扫描仪的三轴信息是相对于舰体的扫描仪的三轴信息。
即使产生位移差，若由于稳定性的原因扫描仪三轴没有自动校正，或者位移超过校正允许误差，则操作员需要手动对其重新进行校正。这需要进行与初始设置相同的扫描仪、舰体三轴标定。
另一方面，三维激光扫描仪的控制方法可以使用二维激光扫描仪和步进马达来实现。与此相关地，下面对使用二维激光扫描仪和步进马达的三维激光扫描仪的控制方法进行说明。
可通过机械结合二维激光扫描仪与步进马达来制作三维激光扫描仪。机械以二维激光扫描仪的激光光源原点为基准与步进马达的旋转部结合，当步进马达的旋转时，使二维激光上下移动，从而实现三维扫描。
为了提取三维数据，通过通信从各装置获取步进马达的角度、激光扫描仪的各点的距离、角度，并转换为三维数据。当通过通信获取各装置的信息时，由于各装置的通信速度及通信延迟现象而产生误差，为了消除误差，可以利用各装置的实时时钟(RTC)进行同步。
即使是完美的实时时钟同步，获取信息的时间点也不同，因此基准为扫描仪的实时时钟，由于步进马达信息在规定时间后到达，因此通过电机的移动速度与扫描仪电机的实时时钟差来预测扫描仪信息获取时间的电机角度。
二维扫描数据是根据电机角度得到的三维坐标的对角线距离，将针对该三维对角线距离、扫描角度、电机角度，根据各坐标的计算式算出以扫描仪为基准的三维绝对坐标。
三维坐标计算进程通过不断请求来收集二维扫描仪和电机的信息，并通过计算实时生成三维数据。父进程根据需要向三维坐标计算进程请求当前三维数据，三维坐标计算进程响应父进程的请求。
针对三轴传感器的三维数据，航空器控制部600可被配置为通过使用设置在飞行员显示组件的内部的三轴传感器，获取与各轴相应的俯仰角、翻滚角、偏航角倾斜度信息。航空器控制部600可被配置为执行初始化步骤，以所获取的倾斜度信息为初始值存储在上述数据库部200中。
航空器控制部600可被配置为通过使用飞行员显示组件的三轴传感器获取上述各轴的倾斜度信息，对所获取的倾斜度信息与初始值进行比较来判断是否超出允许值。当与初始值进行比较并超出允许值时，航空器控制部600可通过飞行员显示组件通告给使用人员，并执行通过使用维护工具校正三维扫描仪的三轴的使用人员校正步骤。
当与初始值进行比较并超出允许值时，航空器控制部600可执行自动校正步骤。与此相关地，航空器控制部600可被配置为通过使用飞行员显示组件的三轴传感器来获取上述各轴的倾斜度信息，对所获取的倾斜度信息与初始值进行比较来判断是否超出允许值。当与初始值进行比较并超出允许值时，航空器控制部600可自动校正三维扫描仪的三轴倾斜度值，并执行将所校正的值存储为初始值的自动校正步骤。
另一方面，本发明的航空器控制部600可被配置为设定用于引导航空器的中心线。为此，航空器控制部600可被配置为以能够在航空器要停靠的停机位扫描的物体的三点为中心线配置起点和终点，由三维扫描仪扫描上述停机位。航空器控制部600在由所扫描的数据生成的画面中，以点击中心线的起点物体的方式显示中心线的起点物体，在画面点击物体时，将所点击的物体指定为中心线的第一点。
并且，航空器控制部600在由所扫描的数据生成的画面中，以点击中心线的终点物体的方式显示中心线的终点物体，在画面点击物体，并将被点击的物体作为中心线指定为第二点。为此，航空器控制部600可被配置为使用第一点和第二点设定用于引导航空器的中心线。
另一方面，在飞行员显示组件的初始设置时，本发明的航空器泊位引导系统可根据设置初始值与之后测定值之差，校正飞行员显示组件的三轴倾斜度值。与此相关地，航空器控制部600可被配置为在飞行员显示组件的初始设置时使用三轴传感器来存储设置初始值，每隔规定时间比较初始值与测定值。在初始值与测定值之差超出允许值的情况下，航空器控制部600可通过上述飞行员显示组件及微型断路器(MCB)通告超出上述允许值。航空器控制部600可被配置为校正飞行员显示组件的三轴倾斜度值，使得初始值与测定值之差不超出允许值。
另一方面，本发明的航空器泊位引导系统可被实现为学习引导航空器停止时因时间差而引起的停止误差。为此，航空器控制部600可被配置为由大数据学习从识别引导航空器停止时演示的停止信号到停止为止的时间差所引起的停止误差。
与此相关地，下面对操作系统服务器的飞行员演示装置控制方法进行说明。
操作系统服务器从上位联系机场系统接收具有每个航班固有标识符的地面航空移动信息，并使用地面航空移动信息的到达时间优选最近时间的航空器，从而远程控制停机坪的飞行员演示装置。
与此相关地，下面对操作系统服务器的飞行员演示装置控制方法中的序列管理方法进行说明。
继操作系统服务器的飞行员演示装置控制方法，通过地面航空移动信息的标识符、出发及到达时间的错误数据检查、判断出发时间是否已过当前时间来生成控制序列。所生成的序列通过区分判断由车辆牵引的航空器和由飞行员泊位的航空器，来决定是否提供飞行员演示装置的目视引导信息。判断飞行员演示装置是否已工作，防止设置多飞行员演示装置的一个停机坪的相邻中心引导线之间的碰撞，并在使用人员规定的时间之前激活飞行员演示装置，为操作者和飞行员提供安全又平稳的停靠信息及引导信息。将通过这种过程执行的控制序列的地面航空移动信息标识符、航空器机型、激活时间以文件形式记录到操作系统服务器中并进行管理。
另一方面，下面对根据控制序列的变更的飞行员演示装置的控制方法进行说明。
系统对从上位联系机场系统实时产生的地面航空移动信息与记录在系统的文件进行比较，捕捉地面航空移动信息标识符的主要信息的变更，从而判断飞行员演示装置的控制，并执行下一个操作。当地面航空移动信息的变更导致飞行员演示装置间停机坪发生改变时，通过控制飞行员演示装置来控制停机坪的变更。通过地面航空移动信息的变更判断到达时间，并在到达时间变更时控制飞行员演示装置的工作时间。当由于地面航空移动信息的变更而变更航空器的机型时，则变更飞行员演示装置的航空器机型。
另一方面，下面对控制序列的手动输入方法进行说明。在所有控制序列中，使用人员可以在操作系统管制程序中输入所有信息。
另一方面，可通过学习不同类型的数据来自动调整引导航空器停止时演示的停止信号的显示时间点。
与此相关地，航空器控制部600能够以存储第一类型数据的方式进行控制，上述第一类型数据包括引导航空器停止时显示停止信号的距离、上述航空器停止的距离、停止误差、航空器机型。航空器控制部600能够以存储与环境因素相关的第二类型数据的方式进行控制，上述与环境因素相关的第二类型数据包括与雨、雪、雾相关的天气、飞行员显示组件设置高度、角度。航空器控制部600可以将第一类型数据及第二类型数据以航空器机型、停止距离、环境因素为各变量来执行统计化及学习。因此，航空器控制部600可被配置为通过使用所学习的第一类型数据及第二类型数据，自动调整引导航空器停止时演示的停止信号的显示时间点。
在上文中，对根据本发明一方式的本发明的使用三维激光扫描仪的航空器泊位引导系统进行了说明。在下文中，对本发明再一方式的使用三维激光扫描仪的航空器泊位引导系统的航空器泊位控制方法进行说明。
首先，激光扫描部100的航空器及航空器型号识别方法可被配置为如下。与此相关地，图3为根据本发明实施例的本发明的航空器泊位控制方法中的航空器及航空器型号识别方法的流程图。参照图3，航空器及航空器型号识别方法可被配置为包括以下的第一步骤S110至第四步骤S140。
第一步骤S110：由三维扫描仪扫描航空器预计进入的区域。
第二步骤S120：通过判断所扫描的点群间距离来生成对象。
第三步骤S130：若具有(预计为航空器)规定大小以上的对象，则判断为航空器。
第四步骤S140：将被判断为航空器的对象与航空器轮廓进行比较。其中，航空器轮廓是由航空器的长度、高度、宽度、发动机之间距离、发动机尺寸等组成的关于航空器规格的信息。
接着，将在激光扫描部100扫描的影像进行比较的方法可被配置为如下。与此相关地，图4为关于本发明实施例的航空器泊位控制方法的对扫描的影像进行比较的方法的流程图。参照图4，比较扫描的影像的方法可被配置为包括以下的第一步骤S210及第二步骤S220。
第一步骤S210：航空器进入时并不是正面，因此以预测为发动机的对象为基准判断倾斜度。
第一步骤S220：以预计为航空器机头的点为基准确认在两侧发动机位置形成的点群的数量，如果超出规定数量，则判断为相应型号。
并且，在比较航空器的扫描部中扫描的影像中，校正飞行员显示组件的三轴指的是(可测定出俯仰角、翻滚角、偏航角的)三轴传感器被配置于飞行员显示组件的内部。另一方面，设置在飞行员显示组件内部的三轴传感器被配置为以串口(Serial)通信与主计算机根据通信收发数据的状态。由此，通过三轴传感器可以执行如下初始化步骤、使用人员校正步骤、自动校正步骤。与此相关地，在执行初始化步骤之后，可以执行使用人员校正步骤、自动校正步骤中的至少一个。与此相关地，图5为实施例的三轴数据初始化及校正方法的流程图。图5依次显示初始化步骤S310、使用人员校正步骤S320、自动校正步骤S330，但是使用人员校正步骤S320及自动校正步骤S330并不限定于此顺序。
初始化步骤S310可被配置为包括第一步骤S311及第二步骤S312。
第一步骤S311：获取所设置的飞行员显示组件的三轴传感器的各轴(俯仰角、翻滚角、偏航角)倾斜度信息。
第二步骤S312：将所获取的信息存储为初始值并保存。
使用人员校正步骤S320可被配置为包括第一步骤S321至第四步骤S324。
第一步骤S321：获取所设置的飞行员显示组件的三轴传感器的各轴(俯仰角、翻滚角、偏航角)倾斜度信息。
第二步骤S322：当与初始值进行比较并超出允许值时通知使用人员。
第三步骤S323：使用人员使用维护工具校正三维扫描仪的三轴。
与此相关地，可通过分别比较三轴传感器的各轴，即俯仰角、翻滚角、偏航角三轴的初始值和测定值，以判断是否超出允许值范围。与此相关地，表1为示出三轴各自的初始值、测定值及允许值的例示。
表1
Figure BDA0003595580240000141
Figure BDA0003595580240000151
参照表1，俯仰角和翻滚角值超出允许值，因此校正相应的三维扫描仪的轴。飞行员显示组件是通过在三维扫描仪收集的偏航角数据应用校正值来计算。
第四步骤S324：将所校正的值存储为初始值。
自动校正步骤S330可被配置为包括第一步骤S331至第三步骤S323。
第一步骤S331：获取所设置的飞行员显示组件的三轴传感器的各轴(俯仰角、翻滚角、偏航角)倾斜度信息。
第二步骤S332：当与初始值进行比较并超出允许值时，飞行员显示组件自动校正三维扫描仪。
第三步骤S333：将所校正的值存储为初始值。
与此相关地，参照图1，数据库部200可被配置为存储航空器规格及特征，并对新的机型进行额外存储。另一方面，通信部300可被配置为包括收发装置，与数据库部200收发从激光扫描部100接收的数据。数据分析判断算法处理部400可被配置为包括通过激光扫描部100获取的影像信息以及对上述数据库部200存储的航空器规格及特征进行比较的分析算法。
显示部500可被配置为包括飞行员引导显示器，以便目视化从数据分析判断算法处理部400分析的数据。
航空器控制部600可被配置为基于在显示部500目视化的数据包括用于航空器泊位引导的中央控制、远程控制、自动控制装置。
另一方面，在使用本发明的使用三维激光扫描仪的航空器泊位引导系统的航空器泊位控制方法中，航空器控制部600设定用于引导航空器的中心线。
与此相关地，为了使航空器在停机位停靠，需要基准线，该线被命名为中心线。另一方面，图6为航空器控制部600为了实现用于航空器泊位引导的中央控制、远程控制、自动控制而设定中心线的方法的流程图。参照图6，为了实现用于航空器泊位引导的中央控制、远程控制、自动控制而设定中心线的方法可被配置为包括第一步骤S410至第七步骤S470。
第一步骤S410：以能够在航空器要停靠的停机位扫描的物体三点为中心线配置起点和终点。
第二步骤S420：由三维扫描仪扫描停机位。
第三步骤S430：在由所扫描的数据生成的画面中，用肉眼探索中心线的起点物体。
第四步骤S440：在画面上点击物体并将其指定为中心线的第一点。
第五步骤S450：在由所扫描的数据生成的画面中，用肉眼探索中心线的终点物体。
第六步骤S460：在画面上点击物体并将其作为中心线指定为第二点。
第七步骤S470：通过使用第一点和第二点来设定中心线。
另一方面，在使用本发明的使用三维激光扫描仪的航空器泊位引导系统的航空器泊位控制方法中，可以实现确认飞行员显示组件舰体的物理变形的方法及校正的方法。与此相关地，图7为确认飞行员显示组件舰体的物理变形并进行校正的方法的流程图。参照图7，为了实现用于航空器泊位引导的中央控制、远程控制、自动控制而设定中心线的方法可被配置为包括第一步骤S510至第四步骤S540。具体地，确认使用可以测定垂直轴(偏航角)、横轴(俯仰角)、纵轴(翻滚角)的传感器的飞行员显示组件舰体的物理变形的方法及校正的方法可被配置为包括第一步骤S510至第四步骤S540。
第一步骤S510：在飞行员显示组件舰体内部中央设置三轴传感器，确认是否进行用于驱动三轴传感器的工作。
第二步骤S520：在飞行员显示组件初始设置时，通过测定三轴传感器来存储设置初始值，并且每隔规定时间比较初始值和测定值。
第三步骤S530：通过计算初始值与测定值之差来判断是否超出所设定的允许值，并显示在画面上。因此，当超出所设定的允许值时，可显示在飞行员显示组件、微型断路器(MCB，Miniature Circuit breaker)、手动控制板(Manual control panel)及操作系统等，以便使用人员确认。
第四步骤S540：使用人员通过参考测定值来校正飞行员显示组件的三轴，并保持飞行员显示组件的准确度及可靠性。与此相关地，可根据测定值校正飞行员显示组件的三轴。
另一方面，在本发明的使用航空器泊位引导系统的航空器泊位控制方法中，组装在旋转的部件(SCANNER)的电缆在旋转动作中也不损坏且防止水渗透的方法可被配置为如下。与此相关地，图8A及图8B为示出本发明的扫描仪结构的组装图及剖视图。扫描仪可以由三维扫描仪组成，为此可被配置为激光扫描部100，但并不限定于此。
参照图8A及图8B，在扫描仪100配置在内部的外箱150的一侧可形成有贯通孔，并通过贯通孔配置电缆160。可以在外箱150的一侧形成的贯通孔的周边区域固定配置轴810、轴承820及轴承支架830。防水用电缆接头840可被配置为密封电缆160与轴810之间的空间。
另一方面，图9为示出关于本发明的航空器泊位控制方法的用于防止电缆损坏的扫描仪组装方法的流程图。参照图9，扫描仪组装方法可被配置为包括第一步骤S610至第三步骤S630。
第一步骤S610：使组装在旋转的部件(SCANNER)的电缆(CABLE)组装到轴(SHAFT)的贯通孔(HOLE)内部，以免在旋转动作中被损坏。即，第一步骤S610是配置电缆的步骤，以使扫描仪的内部的电缆贯通轴的贯通孔。与此相关地，配置及组装电缆时，考虑到电缆的旋转的长度变化确保规定长度的自由度。
第二步骤S620：当在扫描仪的外箱的任意部分挖孔并组装电缆时，1)难以限制电缆的运动范围，2)旋转的部件进行旋转运动时，由于重复载荷与外箱的持续摩擦，电缆被损坏的可能性很大。由此，在以通过轴的贯通孔的方式配置电缆后，第二步骤S620是轴被组装为固定到在扫描仪的外箱形成的贯通孔的步骤。
第三步骤S630：通过在轴未端附着防水用电缆接头(CABLE GLAND)，防止水从外部进入。即，第三步骤S630是在轴的未端附着防水用电缆粘结剂的步骤。
另一方面，关于本发明的航空器泊位控制方法，在停止引导航空器时，可以由大数据学习停止误差。与此相关地，图10为在本发明的停止引导航空器时，由大数据学习停止误差的方法的流程图。参照图10，通过大数据学习减少飞行员识别航空器的停止引导时演示的停止信号并停止为止的时间差导致的停止误差的方法可被配置为包括第一步骤S710至第四步骤S740。
第一步骤S710：存储航空器引导时显示停止信号的距离、航空器实际停止的距离、停止误差、航空器机型的第一类型数据。
第二步骤S720：存储环境因素的雨、雪、雾等的天气、飞行员显示组件设置高度、角度等的第二类型数据。
第三步骤S730：根据与(航空器机型、停止距离、环境因素)相关的各变量，对第一步骤S710及第二步骤S720中的第一类型数据及第二类型数据执行统计及学习。
第四步骤S740：利用所学习的数据自动调整航空器停止引导时演示的停止信号的显示时间点。由此，使飞行员在停止线上准确停止航空器。
在上文中，对本发明的使用三维激光扫描仪的航空器泊位引导系统及使用其的航空器泊位控制方法进行了说明。本发明的使用三维激光扫描仪的航空器泊位引导系统及使用其的航空器泊位控制方法的技术效果如下。
本发明实施例的使用三维激光扫描仪的航空器泊位引导系统及使用其的航空器泊位控制方法具有如下的效果，即，通过使用激光能够实时扫描移动中的航空器，从而以三维影像图片获取航空器的形状(总长、总高、机身大小、对中心的角度、中心线等)、位置、距离信息、机型等的信息。
而且，本发明实施例的使用三维激光扫描仪的航空器泊位引导系统及使用其的航空器泊位控制方法具有如下效果，即，通过降低成为基于现有的影像摄像机方式或仅由部分特征辨别航空器的机型的方式的问题阳光、雾、雨天、冰雹等的天气环境影响的测定误差，白天/夜间均可以工作。
并且，本发明实施例的使用三维激光扫描仪的航空器泊位引导系统及使用其的航空器泊位控制方法具有如下的效果，即，在飞行员引导显示器可以显示实时情况，不仅可以为航空器的手动控制提供信息，也可以通过装置实现中央控制、远程控制、自动控制的稳定的航空器泊位控制。
通过与附图相关的上述的详细说明，上述本发明的特征及效果变得更加明确，相应地，本发明所属技术领域的普通技术人员能够轻松实施本发明的技术思想。
本发明能够施加多种变更，并且能够具有多种实施例，因此在附图例示特定实施例并进行详细说明。但是，本发明并不限定于特定实施方式，应理解的是包含本发明的思想及技术范围所包含的所有变更、等同技术方案或代替技术方案。
根据软件上的实现，除了本说明书中所描述的程序及功能之外，对各个结构要素的设计及参数最优化都可以由单独的软件模块来实现。软件代码可以由适当的程序语言编写的软件应用程序来实现。上述软件代码可存储在存储器中，并由控制部(controller)或处理器(processor)执行。

Claims (10)

1.一种航空器泊位引导系统，使用三维激光扫描仪，其特征在于，包括：
激光扫描部，用于获取与航空器的泊位引导及泊位控制相关的数据；
数据库部，用于存储与成为使用上述激光扫描部进行航空器泊位引导及泊位控制的对象的航空器各机型规格及特征相关的信息；
通信部，在上述激光扫描部与数据库部之间收发信息；
数据分析判断算法处理部，通过比较通过上述激光扫描部获取的影像信息与在上述数据库部中所存储的信息，来判断对象物的信息；
显示部，在飞行员引导显示器上显示从上述数据分析判断算法处理部生成的信息；以及
航空器控制部，基于发送给上述显示部的信息，实现航空器自动控制。
2.根据权利要求1所述的航空器泊位引导系统，其特征在于，上述激光扫描部包括：
激光收发装置，用于发射激光并接收被上述对象物反射的激光；
距离测量装置，能够测量从上述激光的发送时间及接收时间至上述对象物为止的距离；以及
影像数据扫描装置，通过扫描上述航空器的中心线、上述航空器要停靠的停机位来生成影像数据。
3.根据权利要求1所述的航空器泊位引导系统，其特征在于，
上述激光扫描部利用三维扫描仪在上述航空器预计进入的区域内扫描对象的特征点群，
在上述数据分析判断算法处理部中，
从所扫描的上述点群判断上述点群之间的距离来生成对象，
当所生成的上述对象被判断为预计为上述航空器的规定大小以上的对象时，将被判断为上述航空器的对象与航空器轮廓进行比较，
上述航空器轮廓是由航空器的长度、高度、宽度、发动机之间距离、发动机尺寸组成的有关航空器规格的信息。
4.根据权利要求3所述的航空器泊位引导系统，其特征在于，
在上述数据分析判断算法处理部中，
以上述航空器进入时预测为发动机的对象为基准，判断上述发动机的倾斜度，
确认以预计为上述航空器的机头的点为基准在两侧发动机位置形成的点群的数量，如果超出规定数量，则判断上述航空器的相应型号。
5.根据权利要求1所述的航空器泊位引导系统，其特征在于，上述航空器控制部执行如下步骤：
初始化步骤，通过使用设置在飞行员显示组件的内部的三轴传感器获取与各轴相应的俯仰角、翻滚角、偏航角倾斜度信息，以所获取的上述倾斜度信息为初始值存储在上述数据库部；以及
使用人员校正步骤，通过使用上述飞行员显示组件的三轴传感器获取上述各轴的倾斜度信息，将所获取的上述倾斜度信息与上述初始值进行比较，如果超出允许值，则通过上述飞行员显示组件通告给使用人员，使用维护工具校正三维扫描仪的三轴。
6.根据权利要求1所述的航空器泊位引导系统，其特征在于，上述航空器控制部执行如下步骤：
初始化步骤，通过使用设置在飞行员显示组件的内部的三轴传感器，来获取与各轴相应的俯仰角、翻滚角、偏航角倾斜度信息，以所获取的上述倾斜度信息为初始值存储在上述数据库部；以及
自动校正步骤，通过使用上述飞行员显示组件的三轴传感器，获取上述各轴的倾斜度信息，将所获取的上述倾斜度信息与上述初始值进行比较，如果超出允许值，则自动校正三维扫描仪的三轴倾斜度值，将所校正的上述值存储为初始值。
7.根据权利要求1所述的航空器泊位引导系统，其特征在于，
在上述航空器控制部中，
以能够在上述航空器要停靠的停机位扫描的物体的三点为中心线配置起点和终点，
利用三维扫描仪扫描上述停机位，
在由所扫描的上述数据生成的画面中，以点击上述中心线的起点物体的方式显示上述中心线的起点物体，
在上述画面点击物体时，将所点击的上述物体指定为上述中心线的第一点，
在由所扫描的上述数据生成的画面中，以点击上述中心线的终点物体的方式显示上述中心线的终点物体，
在上述画面点击物体，并将所点击的上述物体作为中心线指定为第二点，
通过使用上述第一点和上述第二点设定上述中心线。
8.根据权利要求1所述的航空器泊位引导系统，其特征在于，
在上述航空器控制部中，
在飞行员显示组件的初始设置时，使用三轴传感器存储设置初始值，每隔规定时间比较上述初始值与测定值，
在上述初始值与上述测定值之差超出允许值的情况下，通过上述飞行员显示组件及手动控制板通告已超过上述允许值，
通过校正上述飞行员显示组件的三轴倾斜度值，使得上述初始值与上述测定值之差不超过上述允许值。
9.根据权利要求1所述的航空器泊位引导系统，其特征在于，在上述航空器控制部中，由大数据学习从识别停止引导上述航空器时显示的停止信号到停止为止的时间差所引起的停止误差。
10.根据权利要求9所述的航空器泊位引导系统，其特征在于，
在上述航空器控制部中，
以存储第一类型数据的方式进行控制，上述第一类型数据包括在停止引导上述航空器时显示停止信号的距离、上述航空器停止的距离、停止误差、航空器机型，
以存储与环境因素相关的第二类型数据的方式进行控制，上述第二类型数据包括与雨、雪、雾相关的天气、飞行员显示组件设置高度、角度，
将上述第一类型数据及上述第二类型数据以航空器机型、停止距离、环境因素为各变量来执行统计化及学习，
通过使用所学习的上述第一类型数据及第二类型数据，自动调整停止引导上述航空器时显示的停止信号的显示时间点。
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