CN115556958A - 一种飞机无杆牵引车自动对接抱轮系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及飞机牵引车技术领域，尤其涉及一种飞机无杆牵引车自动对接抱轮系统。其主要针对现有的飞机无杆牵引车的抱轮对接人工操控参与作业量大，掌控比较困难，容易出现抱轮对接不精准，对接效率和准确率有待提高的问题，提出如下技术方案：包括图采系统、驱动系统、调对系统以及实时处理系统，实时处理系统用于全程监控以及控制图采系统、调对系统和实时处理系统的作业；驱动系统包括抱轮模块和对接模块。本发明牵引车与飞机对接效率高，且自动化操控减少人工作业量，从而避免由于操作生疏造成的轮胎不能精准对接的问题，保证对接的准确性和对接速度，减少对轮胎的损伤，延长轮胎使用寿命，主要应用于飞机无杆牵引车自动对接抱轮系统。
Description
技术领域
本发明涉及飞机牵引车技术领域，尤其涉及一种飞机无杆牵引车自动对接抱轮系统。
背景技术
飞机牵引车是一种在机场地面牵引飞机的保障设备，在飞机制造过程中也可以同于移动飞机大部件或飞机。无杆式飞机牵引车取消了与飞机相连接的牵引杆，直接抱夹飞机前轮并托起飞机前起落架，是实施对飞机牵引作业的特种车辆。无杆牵引车在对接飞机时，牵引车驾驶员没有把车身调整到完全对正飞机前轮的位置，车身中线相对飞机轮胎中线存在角度偏差或距离偏差。夹持-提升装置将飞机轮胎压紧后，左右两后滚轮受力大小不均，致使牵引转向过程中飞机轮胎受扭转力矩作用，发生突发性偏转，这种情况极易损伤飞机前起落架。同时，由驾驶技术不娴熟的驾驶员，调整车身中线对正飞机前轮过程缓慢，致使无杆牵引车工作效率不高，没有充分发挥无杆牵引方式自身的优势。为了降低牵引车对接飞机过程中人为因素的影响，保证对接的准确性和对接速度，我们特提出一种飞机无杆牵引车自动对接抱轮系统。
发明内容
本发明的目的是针对背景技术中存在的现有的飞机无杆牵引车的抱轮对接人工操控参与作业量大，掌控比较困难，容易出现抱轮对接不精准，对接效率和准确率有待提高的问题，提出一种飞机无杆牵引车自动对接抱轮系统。
本发明的技术方案：一种飞机无杆牵引车自动对接抱轮系统，包括图采系统、驱动系统、调对系统以及实时处理系统，所述实时处理系统用于全程监控以及控制图采系统、调对系统和实时处理系统的作业；
所述图采系统包括摄像组件模块和雷达组件模块；所述图采系统用于采集飞机轮胎位置状态；
所述驱动系统包括抱轮模块和对接模块；所述抱轮模块用于调整牵引车的抱轮对接位置，所述对接模块用于运行抱轮对接装置；
所述调对系统包括计算单元模块、模拟轨迹模块和打包传输模块。
优选的，所述摄像组件模块用于拍摄飞机前轮的移动位置，包括拍摄单元、背景过滤单元、光亮调整单元和目标定点单元。
优选的，所述拍摄单元包括多组拍摄镜头，拍摄镜头结合不同角度位置的拍摄提高飞机前轮在拍摄坐标中的空间坐标位置，所述拍摄单元用于控制拍摄镜头的拍摄作业；所述背景过滤单元用于接收拍摄单元反馈的多组图像数据，并将每组图像中的背景图像抠除，用于提高拍摄图像的精准度，所述光亮调整单元用于接收背景过滤单元处理后的图像，并将图像中的光亮自动调整校对，使得拍摄目标与背景之间的敏感度分别加深，使得目标物与背景直接的差异化增加，使得拍摄图像的目标物更为京珠，所述目标定点单元用于将多组拍摄单元拍摄的图像结合，在三维空间内生成坐标系，确定目标飞机前轮的三维坐标。
优选的，所述雷达组件模块包括雷达发射单元、光学接收单元以及转台单元，所述雷达组件模块用于发射激光将电脉冲变成光脉冲发射出去，在接收从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，送到显示器进行显示，用于将目标飞机前轮的距离实时反馈。
优选的，所述目标定点单元将目标飞机前轮的坐标输送，所述雷达组件模块将测得的目标飞机前轮的距离测定，两者将各自采集的目标数据同时发送至调对系统，所述调对系统用于将接收的目标数据进行整合，并与牵引车的运动轨迹进行对比模拟计算。
优选的，所述计算单元模块还包括角度偏移量计算单元和距离移动量计算单元，所述角度偏移量计算单元用于接收目标飞机前轮的空间位置坐标并结合牵引车的位置坐标进行牵引车角度所需偏移量的计算，所述距离移动量计算单元用于接收雷达组件模块发出的目标飞机前轮的位置以及实时状态下牵引车的位置，壁结合角度偏移量计算出牵引车所需移动量。
优选的，所述角度偏移量计算单元用于模拟目标飞机前轮模型，通过带圆角半径为R0的圆柱体模型来模拟单个轮胎，即用半径为R0的圆弧来拟合轮胎圆角；令牵引车中轴线与目标飞机轮胎存在α偏角，结合目标飞机前轮模型的俯视图得到轮胎宽度即是轮胎圆角部分在图像平面的投影，并建立数学计算模型，计算出实时轮胎偏角。
优选的，所述模拟轨迹模块用于在空间坐标系中生成牵引车的模拟运动路径，用于为牵引车的移动提供位置轨迹的导航，所述打包传输模块用于将计算单元模块和模拟轨迹模块的生成数据打包传输至接收模块，所述接收模块将接收的打包数据上传至驱动系统，所述驱动系统还用于结合打包数据调整牵引车的位置和距离，并控制抱轮模块调整抱轮装置的位置，以及驱动对接模块实现抱轮对接作业。
与现有技术相比，本发明具有如下有益的技术效果：
本发明通过图采系统、驱动系统、调对系统和实时处理系统的结合，将牵引车的抱轮位置精准度提高，通过图采系统将目标飞机前轮的位置数据采集，并对采集的图像数据多次处理，提高数据采集的精准度，从而从源头上即可提高数采的精确度，通过雷达组件模块将目标飞机前轮的位置数据采集，用于为调对系统提供数据基础，调对系统将采集的目标飞机前轮数据以及牵引车的本身位置数据进行校对计算，从而测算出牵引车实际应该根据目标飞机前轮位置调整的参数，并生成运动轨迹，按照实施处理系统不断更新的数据调整时对准位置后，通过驱动系统控制抱轮装置抱轮、对接、夹持举升目标飞机的前轮，从而实现飞机的精准抱轮对接；
本发明牵引车与飞机对接效率高，且自动化操控参与作业，减少人工作业量，从而避免由于操作生疏造成的轮胎不能精准对接的问题，保证对接的准确性和对接速度，减少对轮胎的损伤，延长轮胎使用寿命。
附图说明
图1是本发明自动对接抱轮系统的原理框图；
图2是图1中调对系统的细化原理框图。
具体实施方式
下文结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
实施例
如图1-2所示，本发明提出的一种飞机无杆牵引车自动对接抱轮系统，包括图采系统、驱动系统、调对系统以及实时处理系统，实时处理系统用于全程监控以及控制图采系统、调对系统和实时处理系统的作业；
图采系统包括摄像组件模块和雷达组件模块；图采系统用于采集飞机轮胎位置状态；摄像组件模块用于拍摄飞机前轮的移动位置，包括拍摄单元、背景过滤单元、光亮调整单元和目标定点单元；拍摄单元包括多组拍摄镜头，拍摄镜头结合不同角度位置的拍摄提高飞机前轮在拍摄坐标中的空间坐标位置，拍摄单元用于控制拍摄镜头的拍摄作业；背景过滤单元用于接收拍摄单元反馈的多组图像数据，并将每组图像中的背景图像抠除，用于提高拍摄图像的精准度，光亮调整单元用于接收背景过滤单元处理后的图像，并将图像中的光亮自动调整校对，使得拍摄目标与背景之间的敏感度分别加深，使得目标物与背景直接的差异化增加，使得拍摄图像的目标物更为京珠，目标定点单元用于将多组拍摄单元拍摄的图像结合，在三维空间内生成坐标系，确定目标飞机前轮的三维坐标。雷达组件模块包括雷达发射单元、光学接收单元以及转台单元，雷达组件模块用于发射激光将电脉冲变成光脉冲发射出去，在接收从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，送到显示器进行显示，用于将目标飞机前轮的距离实时反馈；目标定点单元将目标飞机前轮的坐标输送，雷达组件模块将测得的目标飞机前轮的距离测定，两者将各自采集的目标数据同时发送至调对系统，调对系统用于将接收的目标数据进行整合，并与牵引车的运动轨迹进行对比模拟计算。
驱动系统包括抱轮模块和对接模块；抱轮模块用于调整牵引车的抱轮对接位置，对接模块用于运行抱轮对接装置；
如图2所示，调对系统包括计算单元模块、模拟轨迹模块和打包传输模块；计算单元模块还包括角度偏移量计算单元和距离移动量计算单元，角度偏移量计算单元用于接收目标飞机前轮的空间位置坐标并结合牵引车的位置坐标进行牵引车角度所需偏移量的计算，距离移动量计算单元用于接收雷达组件模块发出的目标飞机前轮的位置以及实时状态下牵引车的位置，壁结合角度偏移量计算出牵引车所需移动量。角度偏移量计算单元用于模拟目标飞机前轮模型，通过带圆角半径为R0的圆柱体模型来模拟单个轮胎，即用半径为R0的圆弧来拟合轮胎圆角；令牵引车中轴线与目标飞机轮胎存在α偏角，结合目标飞机前轮模型的俯视图得到轮胎宽度即是轮胎圆角部分在图像平面的投影，并建立数学计算模型，计算出实时轮胎偏角
本实施例中模拟轨迹模块用于在空间坐标系中生成牵引车的模拟运动路径，用于为牵引车的移动提供位置轨迹的导航，打包传输模块用于将计算单元模块和模拟轨迹模块的生成数据打包传输至接收模块，接收模块将接收的打包数据上传至驱动系统，驱动系统还用于结合打包数据调整牵引车的位置和距离，并控制抱轮模块调整抱轮装置的位置，以及驱动对接模块实现抱轮对接作。
本实施例中通过图采系统、驱动系统、调对系统和实时处理系统的结合，将牵引车的抱轮位置精准度提高，通过图采系统将目标飞机前轮的位置数据采集，并对采集的图像数据多次处理，提高数据采集的精准度，从而从源头上即可提高数采的精确度，通过雷达组件模块将目标飞机前轮的位置数据采集，用于为调对系统提供数据基础，调对系统将采集的目标飞机前轮数据以及牵引车的本身位置数据进行校对计算，从而测算出牵引车实际应该根据目标飞机前轮位置调整的参数，并生成运动轨迹，按照实施处理系统不断更新的数据调整时对准位置后，通过驱动系统控制抱轮装置抱轮、对接、夹持举升目标飞机的前轮，从而实现飞机的精准抱轮对接。需要说明的是本方案中的牵引车时具备GPS定位装置用于实时采集牵引车的位置。
上述具体实施例仅仅是本发明的一种优选的实施例，基于本发明的技术方案和上述实施例的相关启示，本领域技术人员可以对上述具体实施例做出多种替代性的改进和组合。
Claims (8)
1.一种飞机无杆牵引车自动对接抱轮系统，包括图采系统、驱动系统、调对系统以及实时处理系统，其特征在于：所述实时处理系统用于全程监控以及控制图采系统、调对系统和实时处理系统的作业；
所述图采系统包括摄像组件模块和雷达组件模块；所述图采系统用于采集飞机轮胎位置状态；
所述驱动系统包括抱轮模块和对接模块；所述抱轮模块用于调整牵引车的抱轮对接位置，所述对接模块用于运行抱轮对接装置；
所述调对系统包括计算单元模块、模拟轨迹模块和打包传输模块。
2.根据权利要求1所述的一种飞机无杆牵引车自动对接抱轮系统，其特征在于，所述摄像组件模块用于拍摄飞机前轮的移动位置，包括拍摄单元、背景过滤单元、光亮调整单元和目标定点单元。
3.根据权利要求2所述的一种飞机无杆牵引车自动对接抱轮系统，其特征在于，所述拍摄单元包括多组拍摄镜头，拍摄镜头结合不同角度位置的拍摄提高飞机前轮在拍摄坐标中的空间坐标位置，所述拍摄单元用于控制拍摄镜头的拍摄作业；所述背景过滤单元用于接收拍摄单元反馈的多组图像数据，并将每组图像中的背景图像抠除，用于提高拍摄图像的精准度，所述光亮调整单元用于接收背景过滤单元处理后的图像，并将图像中的光亮自动调整校对，使得拍摄目标与背景之间的敏感度分别加深，使得目标物与背景直接的差异化增加，使得拍摄图像的目标物更为京珠，所述目标定点单元用于将多组拍摄单元拍摄的图像结合，在三维空间内生成坐标系，确定目标飞机前轮的三维坐标。
4.根据权利要求3所述的一种飞机无杆牵引车自动对接抱轮系统，其特征在于，所述雷达组件模块包括雷达发射单元、光学接收单元以及转台单元，所述雷达组件模块用于发射激光将电脉冲变成光脉冲发射出去，在接收从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，送到显示器进行显示，用于将目标飞机前轮的距离实时反馈。
5.根据权利要求3或4所述的一种飞机无杆牵引车自动对接抱轮系统，其特征在于，所述目标定点单元将目标飞机前轮的坐标输送，所述雷达组件模块将测得的目标飞机前轮的距离测定，两者将各自采集的目标数据同时发送至调对系统，所述调对系统用于将接收的目标数据进行整合，并与牵引车的运动轨迹进行对比模拟计算。
6.根据权利要求1所述的一种飞机无杆牵引车自动对接抱轮系统，其特征在于，所述计算单元模块还包括角度偏移量计算单元和距离移动量计算单元，所述角度偏移量计算单元用于接收目标飞机前轮的空间位置坐标并结合牵引车的位置坐标进行牵引车角度所需偏移量的计算，所述距离移动量计算单元用于接收雷达组件模块发出的目标飞机前轮的位置以及实时状态下牵引车的位置，壁结合角度偏移量计算出牵引车所需移动量。
7.根据权利要求6所述的一种飞机无杆牵引车自动对接抱轮系统，其特征在于，所述角度偏移量计算单元用于模拟目标飞机前轮模型，通过带圆角半径为R0的圆柱体模型来模拟单个轮胎，即用半径为R0的圆弧来拟合轮胎圆角；令牵引车中轴线与目标飞机轮胎存在α偏角，结合目标飞机前轮模型的俯视图得到轮胎宽度即是轮胎圆角部分在图像平面的投影，并建立数学计算模型，计算出实时轮胎偏角。
8.根据权利要求1所述的一种飞机无杆牵引车自动对接抱轮系统，其特征在于，所述模拟轨迹模块用于在空间坐标系中生成牵引车的模拟运动路径，用于为牵引车的移动提供位置轨迹的导航，所述打包传输模块用于将计算单元模块和模拟轨迹模块的生成数据打包传输至接收模块，所述接收模块将接收的打包数据上传至驱动系统，所述驱动系统还用于结合打包数据调整牵引车的位置和距离，并控制抱轮模块调整抱轮装置的位置，以及驱动对接模块实现抱轮对接作业。
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