DE4009668C2 - 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 werden, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Entsprechende Sensor-Verfahren und Vorrichtungen sind bei­ spielsweise aus der DE-AS 27 43 281 oder EP 0 134 135 A2 be­ kannt.

Diese bekannten Verfahren und Anordnungen haben mehrere Nach­ teile.

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 Flug­ zeugs eingebaut werden, was einen großen baulichen Aufwand bei Installierung der Anlage und bei einer evtl. später nöti­ gen Änderung der Anordnung zur Folge hat.

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

Schließlich erweist sich die Signalauswertung noch als pro­ blematisch: Zum einen ist die Signalauslösung z. B. bei verei­ stem Rollfeld nicht gewährleistet, zum anderen sprechen die Sensoren unabhängig vom Verursacher an, der z. B. das Bugrad eines Flugzeugs, aber auch ein Hauptfahrwerk des Flugzeugs oder aber ein Flughafenfahrzeug sein kann.

Es ist aus der US-PS 3 662 332 weiterhin bekannt, zum positi­ onsgenauen Abstellen von Flugzeugen ein eindimensionales Si­ gnalfeld unter Benutzung eines Quadrantendetektors zu verwen­ den, der auf den Flugzeugbug gerichtet ist. Diese Anordnung arbeitet ungenau und erlaubt keine genaue Positionsanzeige.

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

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ständig die aktuelle Po­ sition des Flugzeugs durch die Auswertung mindestens eines von Flugzeugkanten hervorgerufenen und von einem Detektor durch die Luft gemessenen mindestens zweidimensionalen Si­ gnalfeld ermittelt wird, wobei das Signalfeld ein optisches Signalfeld, z. B. ein Bild ist.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfaßt einen Detektor zum Erfassen des Signalfeldes, Mittel zum Verarbei­ ten des gemessenen Signalfeldes, Mittel zum Speichern vorgeb­ barer 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 detektierte Signal, 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 nach­ folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, anhand der Zeichnungen und in Verbindung mit den weiteren Einzelansprü­ chen. Dabei zeigen die

Fig. 1 eine Blockschaltung einer erfindungsgemäßen Vorrich­ tung,

Fig. 2 das Prinzip der Positions- und Typerkennung und

Fig. 3 eine Anzeigeeinrichtung zur Übermittlung von Anweisun­ gen 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 Radarantenne, eine Ultraschalldetektorzeile oder eine Videokamera sein. In den ersten beiden Fällen ist ein ent­ sprechender Sender unabdinglich. Im letzten Fall ist eine spezielle Signalquelle nicht erforderlich. Das detektierte Signalfeld kann eindimensional (z. B. geschwenkte Radaranten­ ne, Ultraschalldetektorzeile) oder zweidimensional (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 detektier­ te und evtl. vorverarbeitete Signal mit in einer Speicherein­ heit 7 abgespeicherten Referenzsignalen vergleicht und aus diesem Vergleich dann den Typ des Flugzeugs 1 bestimmt. Ent­ sprechend 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 (FO, GO LEFT, STOP...) an die Steuerung des Flugzeugs 1, z. B. dem Pi­ loten, bis das Flugzeug 1 die, gegebenenfalls typabhängige, Soll-Position erreicht hat.

Vorteilhaft geschieht die Übermittlung durch Anzeige der Be­ fehle auf Leuchttafeln, die vor dem Soll-Haltepunkt des Flug­ zeugs angeordnet sind. Die Helligkeit der Leuchttafeln ist dabei den Licht- und Sichtverhältnissen auf dem Flughafen und der Entfernung des Flugzeugs von den Leuchttafeln entspre­ chend anpaßbar.

Die Lichtverhältnisse (z. B. hell, dunkel) sind z. B. mit einem Photodetektor, ähnlich dem Belichtungsmesser einer Photokame­ ra, meßbar. Analog sind die Sichtverhältnisse (z. B. klar, Ne­ bel, 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 Steue­ rung des Flugzeugs 1 übermittelt werden.

Beim Zurollen auf die Soll-Position wird von einer zweiten Videokamera 3 das Leitwerk des Flugzeugs 1 erfaßt und das so erhaltene Videosignal ebenfalls der Auswerteeinheit 4 zuge­ leitet. Dadurch ist es möglich, in einer zweiten Verarbei­ tungseinheit 5' die Fluggesellschaft zu ermitteln und diese Information zusammen mit der Andockzeit zur Berechnung der Standgebühren und anderer verwaltungstechnischer Daten an die Flughafenverwaltung weiterzuleiten. Die Zeit selbst wird von einem Zeitgeber 13 abgefragt.

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

Fig. 2 zeigt das Prinzip der Positionserfassung und -ermitt­ lung. Die Videokamera 2 zur Positionserfassung ist vor dem Soll-Haltepunkt des Flugzeugs 1 angebracht. Das von der Vi­ deokamera 2 an die Auswerteeinheit 4 gesendete Signal wird dort in einer Verarbeitungseinheit 5 vorverarbeitet (z. B. bi­ narisiert, transformiert, eine Kantendetektion durchgeführt) und aus dem so gewonnenen Signal Flugzeugtyp, Entfernung des Flugzeugs 1 und seitliche Abweichung von der Soll-Position durch Vergleich mit abgespeicherten Referenzsignalen in einer Vergleichseinheit ermittelt. Anschließend werden entsprechen­ de Korrekturanweisungen an die Steuerung des Flugzeugs 1 übermittelt.

Der Flugzeugtyp wird durch Vergleich der detektierten Umrisse des Flugzeugs 1 mit abgespeicherten charakteristischen Umris­ sen verschiedener Flugzeugtypen ermittelt. Die Seitenabwei­ chung wird beispielsweise aus der Abweichung des Schwerpunk­ tes des detektierten 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 Befehlsüber­ mittlung. Sie besteht aus einer zweizeiligen alphanumerischen Anzeige 10, wobei die obere Zeile den Flugzeugtyp (Kontroll­ information!) und die untere Zeile die Anweisung an den Pilo­ ten übermittelt. Darunter ist eine Matrix von Lampen 11 ange­ ordnet, die den Piloten die jeweilige Position des Flugzeugs 1 anzeigt.

Wenn das Flugzeug noch relativ weit von der Soll-Position entfernt 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 zuge­ schaltet. In allen Reihen leuchtet jeweils die mittlere (links, rechte) Lampe auf, wenn sich das Flugzeug in der richtigen Rollposition (zu weit links, zu weit rechts) befin­ det. Zur besseren Unterscheidung können z. B. die linken Lam­ pen rot, die mittleren weiß und die rechten grün sein. Ent­ sprechend werden in der unteren Zeile der alphanumerischen Anzeige 10 die Kommandos GO, GO RIGHT, GO LEFT... angezeigt. Wenn das Flugzeug die Soll-Halteposition erreicht hat, leuch­ tet die oberste Lampenreihe auf und es wird das Kommando STOP angezeigt.

Claims (13)

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 Po­ sition des Flugzeugs durch die Auswertung mindestens eines von Flugzeugkanten hervorgerufenen und von einem Detektor durch die Luft gemessenen mindestens zweidimensionalen Si­ gnalfeldes ermittelt wird, wobei das Signalfeld ein optisches Signalfeld, z. B. ein Bild, ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß aus dem Signalfeld durch Vergleich mit abgespeicherten Referenzfeldern der Flugzeugtyp ermittelt wird und daß die Anweisungen zur Positionskorrektur, insbe­ sondere die Stop-Anweisung, von Flugzeugtyp und -position ab­ hängen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Anweisungen dem Flugzeug­ führer durch Anzeige auf Leuchttafeln, die vor den Sollhalte­ punkt des Flugzeugs angebracht sind, übermittelt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, 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.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ge­ schwindigkeit des Flugzeugs ermittelt wird und dem Flugzeug­ führer Anweisungen zur Geschwindigkeitskorrektur übermittelt werden.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Flugge­ sellschaft und Standzeit des Flugzeugs ermittelt werden und diese Daten zur Weiterverarbeitung an die Flughafenverwaltung übermittelt werden.

7. 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.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Detek­ tor (2) zum Erfassen des zweidimensionalen Signalfeldes, Mit­ tel (5) zum Verarbeiten des gemessenen 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.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Detektor (2) aus einer Vielzahl von Detektorelementen besteht, die linear angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Detektor (2) aus einer Vielzahl von Detektorelementen besteht, die matrixförmig an­ geordnet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (2) eine Vi­ deokamera ist.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Sender aufweist, dessen vom Flugzeug (1) reflektiertes Sendesignal als Meßsignal detektiert wird.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine optische Leuchtanzeige (9) aufweist, die vor dem Soll-Haltepunkt des Flugzeugs (1) angeordnet ist.