DE4009668A1 - Verfahren und vorrichtung zum positionsgenauen abstellen von flugzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum positionsgenauen Ab­ stellen von Flugzeugen, mit dem der Steuerung eines Flugzeugs automatisch Anweisungen zur Positionskorrektur übermittelt wer­ den, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind beispielsweise aus der DE-AS 27 43 281 oder EP 01 34 135 A2 bekannt.

Diese Verfahren und Anordnungen haben mehrere Nachteile.

Zum einen müssen die Sensoren, z. B. Druckmelder oder Indukti­ onsschleifen, die in diesen Verfahren zur Positionserkennung des Flugzeugs verwendet werden, in der Rollstrecke des Flugzeugs eingebaut werden, was einen großen baulichen Aufwand bei Installierung der Anlage und bei einer evtl. später nötigen Änderung der Anordnung zur Folge hat.

Ferner müssen viele derartige Sensoren, die auf ein Flugzeugrad ansprechen, installiert werden, was beträchtliche Kosten verursacht.

Schließlich erweist sich die Signalauswertung noch als problema­ tisch: Zum einen ist die Signalauslösung z. B. bei vereistem Rollfeld nicht gewährleistet, zum andern sprechen die Sensoren unabhängig vom Verursacher an, der z. B. das Bugrad eines Flug­ zeugs, aber auch ein Hauptfahrwerk des Flugzeugs oder aber ein Flughafenfahrzeug sein kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren anzuge­ ben, das die oben genannten Probleme vermeidet.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ständig die aktuelle Posi.­ tion des Flugzeugs durch die Auswertung mindestens eines vom Flugzeug hervorgerufenen und von einem Detektor durch die Luft gemessenen mindestens eindimensionalen Signalfeld ermittelt wird. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfaßt einen Detektor zum Erfassen des Signalfeldes, Mittel zum Ver­ arbeiten des gemessenen Signalfeldes, Mittel zum Speichern vor­ gebbarer Referenzfelder, Mittel zum Vergleichen des gemessenen Signalfeldes mit den vorgegebenen Referenzfeldern sowie ein Ausgabegerät zur Ausgabe von Anweisungen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das de­ tektierte Signal zweidimensional, z. B. das Signal einer Video- Kamera.

Weiterhin ist vorteilhaft aus dem detektierten Signalfeld der Flugzeugtyp bestimmbar, so daß eine Halte-Sollposition typab­ hängig vorgebbar ist.

Des weiteren ist mit Vorteil aus der Änderung der Istposition die Geschwindigkeit des Flugzeugs ableitbar, die nötigenfalls korrigierbar ist.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfol­ genden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, anhand der Zeichnungen und in Verbindung mit den weiteren Einzelansprüchen. Dabei zeigen die

Fig. 1 eine Blockschaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 das Prinzip der Positions- und Typerkennung,

Fig. 3 eine Anzeigeeinrichtung zur Übermittlung von Anwei­ sungen an die Steuerung des Flugzeugs.

Ein gelandetes Flugzeug 1 soll möglichst schnell, automatisch und genau in eine vorbestimmte Halteposition, in der Regel ein Flughafenterminal, eingewiesen werden. Beim Zurollen auf diese Halteposition wird von einem Detektor die momentane Ist-Position des Flugzeugs 1 erfaßt. Der Detektor kann z. B. eine Radaranten­ ne, eine Ultraschalldetektorzeile oder eine Videokamera sein. In den ersten beiden Fällen ist ein entsprechender Sender unabding­ lich. Im letzten Fall ist eine spezielle Signalquelle nicht er­ forderlich. Das detektierte Signalfeld kann eindimensional (z. B. geschwenkte Radarantenne, Ultraschalldetektorzeile) oder zwei­ dimensional (z. B. Bild einer Kamera) sein. Im folgenden wird die Verwendung einer Videokamera geschildert.

Eine Videokamera 2 leitet einer Auswerteeinheit 4 ein Signal zu, aus dem diese in einer Vergleichseinheit 6 das detektierte und evtl. vorverarbeitete Signal mit in einer Speichereinheit 7 ab­ gespeicherten Referenzsignalen vergleicht und aus diesem Ver­ gleich dann den Typ des Flugzeugs 1 bestimmt. Entsprechend dem Flugzeugtyp werden von der Auswerteeinheit 4 Rollweg und genaue Halteposition bestimmt.

Die Auswerteeinheit 4 ermittelt ständig die Ist-Position des Flugzeugs 1 und übermittelt Korrekturanweisungen (GO, GO LEFT, STOP...) an die Steuerung des Flugzeugs 1, z. B. dem Piloten, bis das Flugzeug 1 die, gegebenenfalls typabhängige, Soll-Position erreicht hat.

Vorteilhaft geschieht die Übermittlung durch Anzeige der Befehle auf Leuchttafeln, die vor dem Soll-Haltepunkt des Flugzeugs an­ geordnet sind. Die Helligkeit der Leuchttafeln ist dabei den Licht-und Sichtverhältnissen auf dem Flughafen und der Entfer­ nung des Flugzeugs von den Leuchttafeln entsprechend anpaßbar.

Die Lichtverhältnisse (z. B. hell, dunkel) sind z. B. mit einem Photodetektor, ähnlich dem Belichtungsmesser einer Photokamera, meßbar. Analog sind die Sichtverhältnisse (z. B. klar, Nebel, Schneetreiben) mittels einer Lichtschranke bestimmbar.

Die Auswertung kann ferner dahingehend erweitert werden, daß aus der Positionsänderung des Flugzeugs 1 die Geschwindigkeit des Flugzeugs 1 ermittelt wird und entsprechende Anweisungen zur Geschwindigkeitskorrektur (z. B. SLOW, FAST) an die Steuerung des Flugzeugs 1 übermittelt werden.

Beim Zurollen auf die Soll-Position wird von einer zweiten Video­ kamera 3 das Leitwerk des Flugzeugs 1 erfaßt und das so erhalte­ ne Videosignal ebenfalls der Auswerteeinheit 4 zugeleitet. Da­ durch ist es möglich, in einer zweiten Verarbeitungseinheit 5′ die Fluggesellschaft zu ermitteln und diese Information zusammen mit der Andockzeit zur Berechnung der Standgebühren und anderer verwaltungstechnischer Daten an die Flughafenverwaltung weiter­ zuleiten. Die Zeit selbst wird von einem Zeitgeber 13 abgefragt.

Auch nach dem Andocken wird laufend die Position des Flugzeugs 1 überwacht und ein Verlassen der Standposition an die Flug­ hafenüberwachung und an die Flughafenverwaltung gemeldet.

Fig. 2 zeigt das Prinzip der Positionserfassung und -ermittlung. Die Videokamera 2 zur Positionserfassung ist vor dem Soll-Halte­ punkt des Flugzeugs 1 angebracht. Das von der Videokamera 2 an die Auswerteeinheit 4 gesendete Signal wird dort in einer Verar­ beitungseinheit 5 vorverarbeitet (z. B. binarisiert, transfor­ miert, eine Kantendetektion durchgeführt) und aus dem so gewon­ nenen Signal Flugzeugtyp, Entfernung des Flugzeugs 1 und seit­ liche Abweichung von der Soll-Position durch Vergleich mit ab­ gespeicherten Referenzsignalen in einer Vergleichseinheit er­ mittelt. Anschließend werden entsprechende Korrekturanweisungen an die Steuerung des Flugzeugs 1 übermittelt.

Der Flugzeugtyp wird durch Vergleich der detektierten Umrisse des Flugzeugs 1 mit abgespeicherten charakteristischen Umrissen verschiedener Flugzeugtypen ermittelt. Die Seitenabweichung wird beispielsweise aus der Abweichung des Schwerpunktes des detek­ tierten Bildes von der in Fig. 2 dargestellten strichpunktierten Mittellinie ermittelt. Die Entfernung des Flugzeugs 1 von der Sollposition kann aus der Bildgröße eines Objekts, dessen Größe bekannt ist, ermittelt werden, z. B. aus der Größe des Bildes des Bugfahrwerkes 12 des Flugzeugs 1.

Fig. 3 zeigt beispielhaft ein Ausgabegerät 9 zur Befehlsübermitt­ lung. Sie besteht aus einer zweizeiligen alphanumerischen An­ zeige 10, wobei die obere Zeile den Flugzeugtyp (Kontrollinfor­ mation!) und die untere Zeile die Anweisung an den Piloten über­ mittelt. Darunter ist eine Matrix von Lampen 11 angeordnet, die den Piloten die jeweilige Position des Flugzeugs 1 anzeigt.

Wenn das Flugzeug noch relativ weit von der Soll-Position ent­ fernt ist, leuchtet zunächst eine Lampe in der untersten Reihe auf. Wenn das Flugzeug näher rollt wird nacheinander je eine Lampe in der jeweils darüberliegenden Lampenreihe zugeschaltet. In allen Reihen leuchtet jeweils die mittlere (linke, rechte) Lampe auf, wenn sich das Flugzeug in der richtigen Rollposition (zu weit links, zu weit rechts) befindet. Zur besseren Unter­ scheidung können z. B. die linken Lampen rot, die mittleren weiß und die rechten grün sein. Entsprechend werden in der unteren Zeile der alphanumerischen Anzeige 10 die Kommandos GO, GO RIGHT, GO LEFT... angezeigt. Wenn das Flugzeug die Soll-Halte­ position erreicht hat, leuchtet die oberste Lampenreihe auf und es wird das Kommando STOP angezeigt.

Claims (15)

1. Verfahren zum positionsgenauen Abstellen von Flugzeugen, mit dem der Steuerung eines Flugzeugs automatisch Anweisungen zur Positionskorrektur übermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß ständig die aktuelle Position des Flugzeugs durch die Auswertung mindestens eines vom Flugzeug hervorgerufenen und von einem Detektor durch die Luft gemessenen mindestens eindimensionalen Signalfeldes ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Signalfeld zweidimensional ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Signalfald ein optisches Signalfeld, z. B. ein Bild, ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß aus dem Signalfeld durch Ver­ gleich mit abgespeicherten Referenzfeldern der Flugzeugtyp ermit­ telt wird und daß die Anweisungen zur Positionskorrektur, ins­ besondere die Stop-Anweisung, von Flugzeugtyp und -position ab­ hängen.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anwei­ sungen dem Flugzeugführer durch Anzeige auf Leuchttafeln, die vor den Sollhaltepunkt des Flugzeugs angebracht sind, über­ mittelt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Licht- und Sichtverhältnisse auf dem Flughafen detektiert werden und daß die Helligkeit der Leuchttafeln in Abhängigkeit von der Entfernung des Flugzeugs von den Leuchttafeln sowie der Licht und Sichtverhältnisse eingestellt wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwin­ digkeit des Flugzeugs ermittelt wird und dem Flugzeugführer An­ weisungen zur Geschwindigkeitskorrektur übermittelt werden.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Fluggesell­ schaft und Standzeit des Flugzeugs ermittelt werden und diese Daten zur Weiterverarbeitung an die Flughafenverwaltung über­ mittelt werden.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Able­ gen des Flugzeugs von der Standposition detektiert wird und an die Flughafenüberwachung gemeldet wird.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vorrichtung einen Detektor (2) zum Erfassen des Signalfeldes, Mittel (5) zum Verarbeiten des ge­ messenen Signalfeldes, Mittel (7) zum Speichern vorgebbarer Referenzfelder, Mittel (6) zum Vergleichen des gemessenen Signalfeldes mit den vorgegebenen Referenzfeldern sowie ein Ausgabegerät (9) zur Ausgabe von Anweisungen aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Detektor (2) aus einer Vielzahl von Detektorelementen besteht, die linear angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Detektor (2) aus einer Vielzahl von Detektorelementen besteht, die matrixförmig angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (2) eine Video­ kamera ist.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vor­ richtung einen Sender aufweist, dessen vom Flugzeug (1) re­ flektiertes Sendesignal als Meßsignal detektiert wird.

15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vor­ richtung eine optische Leuchtanzeige (9) aufweist, die vor dem Soll-Haltepunkt des Flugzeugs (1) angeordnet ist.