JP4491464B2 - Aircraft identification and docking guidance system - Google Patents

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Description

本発明は、対象物(目標)の位置を探知し、識別し且つ誘導(トラッキング)するためのシステムに関する。特に、本発明は航空機の位置の探知、識別およびドッキング(ドック入れ)誘導システム、ならびに飛行場にある対象物(目標)の位置を探知し、識別し、さらにこのような飛行場において航空機を安全且つ効率的にドッキングするための地上トラフィック管制方法に関する。   The present invention relates to a system for detecting, identifying and guiding (tracking) the position of an object (target). In particular, the present invention detects and identifies aircraft position detection, identification and docking guidance systems, as well as the location of objects (targets) at an airfield, and makes the aircraft safe and efficient at such an airfield. The present invention relates to a ground traffic control method for docking.

近年、旅客、貨物共に著しく増え、また離着陸および他の航空機の地上におけるトラフィックを含む航空機の他のトラフィックが増えてきた。また、貨物の荷降ろし、配送サービスおよびすべての航空機の運行中のメンテナンスおよび支援に必要な地上支援車両も著しく増えてきた。このように地上トラフィックが大幅に増加したことにより、また飛行場にある航空機の識別ならびにドッキングに関してより多くの管制が必要になり、またより多くの安全性の確保が必要になってきた。   In recent years, both passenger and cargo have increased significantly, and other aircraft traffic has increased, including takeoff and landing and other aircraft ground traffic. There has also been a marked increase in the number of ground support vehicles required for cargo unloading, delivery services and maintenance and support during the operation of all aircraft. As a result of such a significant increase in ground traffic, more control over the identification and docking of aircraft at the airfield is required, and more safety is required.

飛行場における航空機の存在ならびに他のトラフィック状況を検出するために提案された従来技術によるシステムの例として、米国特許第4995102号、欧州特許第188757 号、およびPCT公開出願WO93/13104号およびWO93/145416号の各明細書に開示されたシステムがある。
米国特許US4,995,102 欧州特許EP188,757 WO93/13104 WO93/15416
Examples of prior art systems proposed for detecting aircraft presence and other traffic conditions at an airfield include US Pat. No. 4,995,102, European Patent 188757, and PCT Published Applications WO 93/13104 and WO 93/145416 There are systems disclosed in each specification.
US Patent US4,995,102 European patent EP188,757 WO93 / 13104 WO93 / 15416

しかし、これらの従来のシステムは、特に、例えば霧や雪、あるいはひょう、あられ、みぞれ等が降る状況で遭遇するような視界を悪くする悪天候の下では、飛行場上にある航空機の存在を検知するのに満足できるものではなかった。さらに、従来の刊行物に開示されたシステムはいずれも接近しつつある航空機の特定の形状(configuration) を識別することも確認することもできなかった。さらにまた、従来のシステムでは、航空機を空港のローディング・ゲートのような指定された停止点または停止位置まで追跡・誘導し、ドッキングするための充分な技術を提供することができなかった。また、従来のシステムは、ローディング・ゲートにおける計測装置を充分に較正・調整(calibrate) することができる技術を提供することができなかった。   However, these conventional systems detect the presence of aircraft on the airfield, especially under bad weather conditions such as fog, snow, or hail, hail, sleet, etc. It was not satisfactory. Furthermore, none of the systems disclosed in prior publications has been able to identify or confirm the specific configuration of the approaching aircraft. Furthermore, conventional systems have failed to provide sufficient technology to track and guide an aircraft to a designated stop point or stop location, such as an airport loading gate, and dock. In addition, the conventional system cannot provide a technique that can sufficiently calibrate the measuring device at the loading gate.

従って、広い範囲の大気の状況にわたって飛行場にある航空機や他の地上移動体を安全に且つ信頼性をもって検出することができるシステムを提供することは長年にわたる問題であった。   Accordingly, it has been a long-standing problem to provide a system that can safely and reliably detect aircraft and other ground vehicles at an airfield over a wide range of atmospheric conditions.

さらに、航空機のような対象物を検出するだけでなく、例えば、そのときの支配的な気象状況や地上のトラフィック(移動体)の量には関係なく必要な程度の確実性をもって検出された航空機等の検出対象物の有効な識別、およびそのような対象物の識別確認を行うためのシステムが長年にわたって必要であると考えられてきた。   In addition to detecting an object such as an aircraft, for example, an aircraft detected with a certain degree of certainty regardless of the dominant weather conditions at that time and the amount of traffic on the ground (mobile body). It has been considered for many years that effective identification of detected objects such as, and systems for identifying and confirming such objects are necessary.

また、到来する航空機等の対象物を空港のローディング・ゲートのような適当な停止点まで正確且つ能率的に追跡且つ誘導することができるシステムの必要性も長年にわたって考えられてきたが、未だ実現されていない。さらに、このようなシステムに対する正確で効率的な較正・調整技術を提供することも長年にわたって解決を必要とする問題点となっていた。   The need for a system that can accurately and efficiently track and guide incoming aircraft and other objects to an appropriate stopping point, such as an airport loading gate, has been considered for many years. It has not been. Furthermore, providing accurate and efficient calibration and adjustment techniques for such systems has also been a problem that needs to be solved for many years.

発明の概要
前述した諸問題を解消するために、飛行場内で、航空機のような対象物を、正確に、安全に、効果的に無駄なく位置決めし、かつそのような対象物(のアイデンティティ・・・機種、所属、便名など)を適正に識別し確認することができるシステムと方法が要望されている。更に、航空機のような対象物の追跡(トラッキング)とドッキングの誘導を、特にリアルタイム動作モードで、行うためのシステムと方法とが要望されている。また更に、そのような動作システムの較正を行うシステムと方法が要望されている。
SUMMARY OF THE INVENTION To solve the above-mentioned problems, an object such as an aircraft is positioned accurately, safely, effectively and without waste in an airfield, and the identity of such object (・ A system and method that can properly identify and confirm the model, affiliation, flight number, etc.) are required. There is a further need for a system and method for tracking an object such as an aircraft and guiding docking, particularly in a real-time mode of operation. There is a further need for a system and method for calibrating such operating systems.

従って、上記のようなシステムと方法とを提供することが、この発明の主たる目的である。これに関連して、飛行場内における航空機のアイデンティティを確認するのみならず、その正確な位置を精密に検出できるドッキング誘導システムを提供することがこの発明の特別の目的である。この発明の上記とは別の目的は、飛行場内における航空機のドッキングや駐機(パーキング)を管制する1人または複数の人間に対して、このシステムと、パーソナル・コンピュータ間の通信手段およびその他の方法を利用して、表示ユニットを介して、情報を供給して、全体的な動作をモニタすることである。   Accordingly, it is a main object of the present invention to provide such a system and method. In this context, it is a special object of the present invention to provide a docking guidance system that not only confirms the identity of the aircraft in the airfield, but can also accurately detect its exact location. Another object of the present invention is to provide communication means between the system and a personal computer and other devices for one or more persons who control the docking and parking of an aircraft in an airfield. The method is to supply information via the display unit and monitor the overall operation.

また別の目的は、デジタル的に高精度のドッキング管制システムの安全性を確保し、かつそのような管制システムをコスト的に極めて効率的な形で構築することである。   Another object is to ensure the safety of a digitally accurate docking control system and to construct such a control system in a very cost effective manner.

更にまた別の目的は、操縦士、副操縦士または航空機のドッキングを行う他の人々が利用できるように、接近しつつある航空機停止点までの距離に関する情報を含めて、航空機のドッキング情報の表示を行うようにすることである。上記以外の重要な目的は、ドッキングさせようとしている当該形式の航空機の位置決めや進入方向が所要の適正な径路(ライン)から外れないようにする、自動比較および測定を行うことであり、特に、航空機の前方に在って、その形式の航空機のドッキングと形式判別のために、適切な中心線からどれだけ左方にまたは右方にずれているかの距離情報を表示しているディスプレイ(表示器)からカウントダウン形式で、ドッキング位置までの距離に関する情報を肉視できる形でフィードバックすることである。   Yet another object is to display aircraft docking information, including information about the distance to the approaching aircraft stop point for use by pilots, copilots or other people docking the aircraft. Is to do. An important purpose other than the above is to perform automatic comparisons and measurements to ensure that the positioning and approach direction of the aircraft of the type being docked does not deviate from the required proper path (line). A display (indicator) that is located in front of the aircraft and displays distance information about how far to the left or right from the appropriate centerline for docking and type identification of that type of aircraft ) To countdown, and feed back the information about the distance to the docking position in a form that can be seen with the naked eye.

更に、別の目的は、操縦士または副操縦士に方向の指示を与えるだけでなく、航空機が適切にかつ安全にドッキングできるように、エプロンの走査を行うシステムを提供することである。他の目的は、正確な駐機位置を極めて小さな許容範囲をもって設定できるように、特に高感度のシステムを提供することである。   Yet another object is to provide a system for scanning the apron that not only provides direction to the pilot or copilot, but also allows the aircraft to be docked properly and safely. Another object is to provide a particularly sensitive system so that an accurate parking position can be set with very little tolerance.

更なる目的は、非常に融通性が高く、かつ新しい航空機の形式や代替または2次の駐機停止位置および飛行場内の航空機の識別、誘導およびドッキングに関する上記以外の情報などの追加というような、新しい動作パラメータを組込むことのできる、システムを提供することである。   Further objectives are very flexible and the addition of new aircraft types and alternative or secondary parking stop locations and other information regarding the identification, guidance and docking of aircraft in the airfield, etc. It is to provide a system that can incorporate new operating parameters.

この発明の、上記のおよびその他の目的は、飛行場の捕捉域内に位置している到来対象物の方向に向けて、例えばミラーから、レーザ・パルスのような光パルスを投射し、その対象物から反射する、その対象物の存在を表わす光パルスを集めることによって、対象物の存在を検出するシステムと方法を用いることによって、達成される。同様に、この技術によれば、上記捕捉域内における航空機の検出と、その航空機の位置を知ることができる。   The above and other objectives of the present invention are to project a light pulse, such as a laser pulse, from a mirror, for example, from a mirror, toward an incoming object located within the capture area of the airfield. This is accomplished by using a system and method that detects the presence of an object by collecting light pulses that reflect the presence of that object. Similarly, according to this technique, it is possible to detect an aircraft within the above-mentioned capture area and know the position of the aircraft.

この発明は、また、検出した対象物のアイデンティティ即ち、例えば、適正な形式の航空機がドッキング設備に近接しつつありその航空機はそこにドッキングすべきであると判定できるような情報、を確認するシステムおよび方法を提供するものである。このような確認のシステムおよび方法は、レーザ・パルスのような光パルスを角座標形式で対象物に投射し、この対象物からの反射パルスを検出装置に収集する装置および方法を含むものであって、この検出装置は、検出された形状が或る既知の対象物の形状と一致するかどうかを決めるために、この反射パルスを上記既知の対象物の形状に相当する輪郭または外形の特徴(プロファイル)と比較することができるものである。   The present invention also provides a system for verifying the identity of a detected object, for example, information that can determine that a properly formed aircraft is approaching a docking facility and that the aircraft should be docked there. And a method. Such a verification system and method includes an apparatus and method for projecting a light pulse, such as a laser pulse, in an angular coordinate format onto an object and collecting the reflected pulses from the object on a detection device. In order to determine whether or not the detected shape matches the shape of a certain known object, the detection apparatus uses this reflected pulse as a contour or contour feature (corresponding to the known object shape). Profile).

更に、この発明は到来する対象物を追跡するシステムと方法を提供するもので、それは、レーザ・パルスのような光パルスを到来対象物に投射し、その対象物から反射した光を収集して、所定のドッキング地点から投射される仮想軸線に対するこの対象物の位置を確かめかつその対象物の位置を決めるためこの対象物と上記所定の地点との間の距離を求めるために、使用する方法である。   In addition, the present invention provides a system and method for tracking an incoming object, which projects a light pulse, such as a laser pulse, onto the incoming object and collects the light reflected from that object. In a method used to determine the position of the object relative to the virtual axis projected from the predetermined docking point and to determine the distance between the object and the predetermined point in order to determine the position of the object. is there.

このように、本発明は、接近しつつある航空機を探知または捕捉し、指定された捕捉域または管制域内でその航空機の識別または確認をするもので、これは航空機のドッキング手順を開始するに当たって基本的なことである。   Thus, the present invention detects or captures an approaching aircraft and identifies or confirms the aircraft within a designated capture or control area, which is the basis for initiating an aircraft docking procedure. That's right.

その後、この発明に従って、表示が行われ、この表示により、乗客が降り貨物などの荷降ろしをする適切なドッキング域に、この識別済みの航空機をドッキングすることができるようになる。   Thereafter, in accordance with the present invention, a display is provided that allows the identified aircraft to be docked into an appropriate docking area where passengers can unload cargo, etc.

この発明は、これまで一般に必要とされていた、ドッキング域のエプロンに埋込まねばならないセンサを、使用せずに、上記の諸機能を果たすものである。これによって、設置に要する時間と関連コストだけでなく設置後の維持費用を大幅に低減し得ることになる。その上、この発明は、エプロンの工事を必要とせずに、またこれまでドッキング誘導システムに使用されていた従来装置の場合には上記工事に付帯して必要であった空港ドッキング域の使用中断の事態を招くことなしに、既存のシステムに、この新しいシステムを取付けることを可能とするものである。   The present invention fulfills the above-mentioned functions without using a sensor that has been generally required so far and must be embedded in the apron of the docking area. This can greatly reduce the maintenance costs after installation as well as the time and associated costs required for installation. In addition, the present invention does not require the apron work, and in the case of the conventional device that has been used in the docking guidance system so far, the use of the airport docking area that was necessary in connection with the work is interrupted. It is possible to install this new system on an existing system without causing a situation.

この発明のシステムの好ましい実施形態では、航空機を空港のゲートに移動させる操縦士は、例えばそのゲートの上に取付けられていて、彼がブレーキ作動を開始せねばならぬ地点に対するその航空機の位置を表示する、リアルタイム・ディスプレイを利用することができる。また、このディスプレイには、その航空機を最も迅速にゲートに到着させるためにその形式の航空機が採るべき所定の径路(ライン)に対するその航空機の横方向位置も、表示される。   In a preferred embodiment of the system of the present invention, the pilot who moves the aircraft to the airport gate, for example, is mounted on the gate and determines the position of the aircraft relative to the point where he must start braking. A real-time display can be used. The display also displays the lateral position of the aircraft relative to a predetermined path (line) that the aircraft of that type should take in order to get the aircraft to the gate most quickly.

この発明のシステムに採用されるソフトウェアは、好ましくは、このシステムの主たる計算作業を行いまたハードウェアを制御する、4個のモジュールからなっている。これらのモジュールは、捕捉用のもの、識別用のもの、追跡用のものおよびシステムの較正用のものを含んでいる。   The software employed in the system of the present invention preferably consists of four modules that perform the main computational work of the system and control the hardware. These modules include acquisition, identification, tracking and system calibration.

この発明の好ましい実施形態では、ドッキング・ゲートの前面の区域を走査するために光パルスを投射するよう装置に指示するために、捕捉モジュールが使用される。即ち、レーザ・パルスのようなパルスを反射させ投射するのにミラーを使用するときは、この捕捉モジュールは、レーザ・パルスがその区域に侵入する対象物を検出するまで、この区域を走査するようにレーザを指向させ続ける。レーザ・パルスが一旦対象物を検出すると、捕捉モジュールはその対象物の距離と角度位置を計算して、追跡モジュールに制御信号を送る。   In a preferred embodiment of the invention, a capture module is used to instruct the apparatus to project a light pulse to scan the area in front of the docking gate. That is, when using a mirror to reflect and project a pulse, such as a laser pulse, the acquisition module scans the area until the laser pulse detects an object entering the area. Continue to point the laser at. Once the laser pulse detects the object, the acquisition module calculates the distance and angular position of the object and sends a control signal to the tracking module.

この追跡モジュールは、一旦活動状態にされると、到来航空機をゲートまで追跡して、その間予定の停止点に対する当該航空機の横方向位置と距離に関する情報を生成する。この情報を使って、操縦士は、航空機のコースを修正しかつゲートに位置的に整合した予定ドッキング位置で航空機が停止することになるように正確な地点でブレーキをかけることができる。この追跡期間に、識別モジュールは、先ず検出された対象物を走査して、その輪郭が予期していた形式の航空機の基準輪郭と整合するかどうかを判定する。その輪郭が整合しなければ、システムはそれを管制塔(エアポート・タワー)に連絡し、信号を送ってドッキング作用を停止させる。   Once activated, the tracking module tracks incoming aircraft to the gate and generates information regarding the aircraft's lateral position and distance relative to a scheduled stopping point. With this information, the pilot can correct the course of the aircraft and brake at an accurate point so that the aircraft will stop at a scheduled docking position that is aligned with the gate. During this tracking period, the identification module first scans the detected object to determine whether its contour matches the expected type of aircraft reference contour. If the contours do not match, the system communicates it to the control tower and sends a signal to stop the docking action.

最後に、較正モジュールは、その距離と角度の測定値を較正して、レーザ・レンジ・ファインダのような検出装置の読みが航空機の位置と角度に正しく対応するようにする。このモジュールは、捕捉モジュールと追跡モジュールの動作期間中周期的に働いて、システムが正確な動作を持続するようにする。   Finally, the calibration module calibrates the distance and angle measurements so that the reading of a detection device such as a laser range finder correctly corresponds to the position and angle of the aircraft. This module works periodically during the operation of the acquisition module and the tracking module to ensure that the system continues to operate correctly.

以下、図面を参照しつつ本発明を詳細に説明することにより本発明の特徴ならびに効果を明らかにする。   Hereinafter, the features and effects of the present invention will be clarified by describing the present invention in detail with reference to the drawings.

テーブルIは、本発明のシステムにおける航空機の識別を行うために採用された水平方向の基準輪郭(外形)を表わすテーブルの好ましい実施形態である。   Table I is a preferred embodiment of a table representing the horizontal reference contour (outline) employed to perform aircraft identification in the system of the present invention.

テーブルIIは、航空機を有効且つ効率的にドッキングするための本発明のシステムで採用される比較テーブルの好ましい実施形態である。   Table II is a preferred embodiment of the comparison table employed in the system of the present invention for docking an aircraft effectively and efficiently.

まず、図1乃至図10およびテーブル(表)I、IIを参照する。各図面およびテーブルを通じて同じ参照番号は同じ要素を示すものとする。以下の詳細な説明を通じて、図示されたフローチャート中で示されている番号の付された各ステップは、それに関連する説明の後に括弧書きした要素番号によって概略的に示されている。   First, FIG. 1 to FIG. 10 and tables I and II will be referred to. The same reference numerals denote the same elements throughout the drawings and tables. Throughout the following detailed description, each numbered step shown in the illustrated flowchart is schematically indicated by an element number in parentheses after the associated description.

図1を参照して説明すると、図1および他の図面中の参照番号10によって全体的に示された本発明のシステムは、対象物の計算による位置探知、その対象物の識別の確認、およびその対象物の追跡を行う。対象物は航空機12であることが望ましい。動作について説明すると、管制塔14は、航空機(飛行機)12を着陸させた後で、上記システムに対して航空機がゲート16に接近しつつあること、予期される(予定された)航空機の型、種類またはタイプ(例えば、ボーイング747機、ロッキードL1011機等)の情報を通知する。次いで、システム10は、航空機12として識別する対象物の位置を決定するまでゲート16の前の領域を走査する。次いで、システム10は航空機12の輪郭(外形の特徴、プロファイル)を予期される航空機の型に対する基準となる輪郭と比較する。位置が決定された航空機が予期される輪郭と一致または整合しなければ、システム10は管制塔14に情報あるいは信号を送り、ドッキング機能を遮断する。   Referring to FIG. 1, the system of the present invention, indicated generally by the reference numeral 10 in FIG. 1 and other drawings, detects a position by calculating an object, confirms the identification of the object, and Track the object. The object is preferably an aircraft 12. In operation, the control tower 14 determines that the aircraft is approaching the gate 16 for the system after landing the aircraft (airplane) 12, the expected (scheduled) aircraft type, Information on the type or type (for example, Boeing 747, Lockheed L1011) is notified. The system 10 then scans the area in front of the gate 16 until the position of the object identified as the aircraft 12 is determined. The system 10 then compares the contour (outline features, profile) of the aircraft 12 with a reference contour for the expected aircraft type. If the aircraft whose position has been determined does not match or match the expected contour, the system 10 sends information or signals to the control tower 14 and interrupts the docking function.

対象物が予期される航空機12であれば、システム10はパイロットに対して適正な停止点までの残りの距離およびその航空機の横方向位置をリアルタイムで表示することにより、その航空機をゲート16まで追跡・誘導する。航空機12の横方向位置31はディスプレイ(表示器)18上に表示され、それによってパイロットは正しい角度からゲート16に接近するように航空機12の位置を修正することができる。航空機12が一旦停止点53に到達すると、このことはディスプレイ18上に表示され、パイロットは航空機を停止させる。本発明のシステム10を採用すると、航空機12が一旦停止したときには、その航空機はゲート16と正確に整列しており、地上作業員がゲート16の位置調整を行う必要のないことに注目する必要がある。   If the object is an anticipated aircraft 12, the system 10 tracks the aircraft to the gate 16 by displaying the remaining distance to the proper stopping point and the lateral position of the aircraft in real time for the pilot. ·Induce. The lateral position 31 of the aircraft 12 is displayed on the display 18 so that the pilot can modify the position of the aircraft 12 to approach the gate 16 from the correct angle. Once the aircraft 12 reaches the stop point 53, this is displayed on the display 18 and the pilot stops the aircraft. With the system 10 of the present invention, it should be noted that once the aircraft 12 is stopped, the aircraft is accurately aligned with the gate 16 and the ground worker does not need to adjust the position of the gate 16. is there.

図2を参照すると、システム10はレーザ・レンジ・ファインダ(LRF)20、2個のミラー(鏡)21、22、ディスプレイ18、2個のステップ・モータ24、25、およびマイクロプロセッサ26からなる。ここで使用されるLRFとしてはレーザ・アトランタ社(Laser Atlanta Corporation) から市販されているものが適しており、このLRFはレーザ・パルスを放射し、距離を隔てた位置にある対象物から反射されたそのパルスの反射波を受信し、これらの対象物までの距離を計算することができるものである。   Referring to FIG. 2, the system 10 comprises a laser range finder (LRF) 20, two mirrors 21, 22, a display 18, two stepping motors 24, 25, and a microprocessor 26. The LRF used here is commercially available from Laser Atlanta Corporation, which emits a laser pulse and is reflected from an object at a distance. The reflected wave of the pulse can be received and the distance to these objects can be calculated.

システム10は、LRF20の一連のポート(端子)とマイクロプロセッサ26との間を接続ライン28で接続して構成されている。LRF20はこの接続ライン28を通じて約1/400秒毎にマイクロプロセッサ26に測定データを送出する。全体を参照番号23で示されたシステム10のハードウェアはプログラムされたマイクロプロセッサ26により制御される。さらに、マイクロプロセッサ26はディスプレイ18にデータを供給する。パイロットへのインタフェースとして、ディスプレイ18のユニットはゲート16の上に設置されており、航空機がその停止位置からどの程度離れているか、システムが推測している型の航空機30が接近しつつあること、さらに航空機の横方向位置31をパイロットに知らせる。このディスプレイを使用すると、航空機が正しい角度でゲート16に確実に到達することができるようにパイロットは航空機12の接近状況を調整することができる。もしディスプレイ18が間違った型の航空機30を表示していると、パイロットは航空機が損傷を受ける前に接近を停止(アボート)することができる。仮にシステムがより大型の747機を737機と誤って操縦させたとすると非常に甚大な被害・損傷を与えるので、この二重のチェックによって乗客、航空機、空港設備の安全を確保するようにする。   The system 10 is configured by connecting a series of ports (terminals) of the LRF 20 and the microprocessor 26 with a connection line 28. The LRF 20 sends measurement data to the microprocessor 26 approximately every 1/400 second through this connection line 28. The hardware of system 10, generally designated by reference numeral 23, is controlled by a programmed microprocessor 26. In addition, the microprocessor 26 supplies data to the display 18. As an interface to the pilot, the unit of the display 18 is installed on the gate 16 and is approaching an aircraft 30 of the type that the system is guessing how far the aircraft is from its stopping position, Furthermore, the pilot is informed of the lateral position 31 of the aircraft. Using this display, the pilot can adjust the approach of the aircraft 12 to ensure that the aircraft can reach the gate 16 at the correct angle. If the display 18 is displaying the wrong type of aircraft 30, the pilot can stop approaching before the aircraft is damaged. If the system mistakenly controls a larger 747 aircraft as a 737 aircraft, it would cause enormous damage and damage, so this double check will ensure the safety of passengers, aircraft and airport equipment.

ディスプレイ18に加えて、マイクロプロセッサ26はLRF20からのデータを処理し、そのデータを接続ライン32を経てステップ・モータ21、22に供給してレーザ20の方向を制御する。ステップ・モータ24、25はミラー21、22に結合されており、マイクロプロセッサ26からの命令に応答して上記の各ミラーを移動させる。従って、ステップ・モータ24、25を制御することによってマイクロプロセッサ26はミラー21、22の角度を変化させて、LRF20からのレーザ・パルスの照準を定めることができる。   In addition to the display 18, the microprocessor 26 processes the data from the LRF 20 and supplies the data to the stepper motors 21, 22 via the connection line 32 to control the direction of the laser 20. Step motors 24 and 25 are coupled to the mirrors 21 and 22 and move the mirrors in response to commands from the microprocessor 26. Thus, by controlling the stepper motors 24, 25, the microprocessor 26 can change the angle of the mirrors 21, 22 to aim the laser pulses from the LRF 20.

ミラー21、22はレーザ・パルスを空港のエプロン(tarmac)を超えて外に反射させることによりレーザの照準を定める。好ましい実施形態では、LRF20は移動せず、レーザによる走査はミラーによって行われる。一方のミラー22はレーザの水平角を制御し、他方のミラー21は垂直角を制御する。ステップ・モータ24、25を付勢することにより、マイクロプロセッサ26はミラーの角度を制御し、それによってレーザ・パルスの方向を制御する。   Mirrors 21 and 22 aim the laser by reflecting the laser pulse out beyond the airport apron (tarmac). In the preferred embodiment, the LRF 20 does not move and the laser scan is performed by a mirror. One mirror 22 controls the horizontal angle of the laser, and the other mirror 21 controls the vertical angle. By energizing the stepper motors 24, 25, the microprocessor 26 controls the mirror angle and thereby the direction of the laser pulse.

システム10は約0.1度の角度ステップで±10度の角度の範囲内で水平方向に連続的に走査する。この0.1度の角度ステップは、Escap(エスカップ) EDM−453ステップ・モータを使用した場合は、1ステップ当たり16マイクロステップと等価である。1回の角度ステップは読取りユニットからの各応答に対して、即ち約2.5ミリ秒毎に実行される。垂直ミラー21は、2.5ミリ秒(ms)毎に1ステップの割合で約0.1度の角度ステップで+20度と−30度の間で垂直走査を行うように制御される。垂直ミラー21は、航空機のノーズ(機首)の高さが決定されつつあるとき、および航空機12が識別されつつあるときに、垂直走査するために使用される。追跡モード期間中、垂直ミラー21は航空機12のノーズの先端部を追跡する水平走査を維持するように連続的に調整される。   The system 10 continuously scans in the horizontal direction within an angle range of ± 10 degrees with an angular step of about 0.1 degrees. This 0.1 degree angle step is equivalent to 16 microsteps per step when using an Escape EDM-453 step motor. One angular step is performed for each response from the reading unit, ie approximately every 2.5 milliseconds. The vertical mirror 21 is controlled to perform vertical scanning between +20 degrees and −30 degrees at an angular step of about 0.1 degree at a rate of one step every 2.5 milliseconds (ms). The vertical mirror 21 is used for vertical scanning when the aircraft nose height is being determined and when the aircraft 12 is being identified. During the tracking mode, the vertical mirror 21 is continuously adjusted to maintain a horizontal scan that tracks the nose tip of the aircraft 12.

図3を参照して説明すると、システム10はその前方のフィールドを距離的に3つの部分に分割する。約50メートル離れた最も遠い区域は捕捉域(ゾーン)である。システム10は、この捕捉域で、航空機のノーズを検知し、航空機12の横方向(lateral) および縦方向(longitudinal)の位置の概算の推定値を求める。捕捉域50の内側は識別領域51になっており、この領域51においてシステム10は航空機12の輪郭を記憶されている輪郭と照合する。システム10は、ディスプレイ18上の所定のラインに対するこの領域における航空機12の横方向位置を示す。最後に、LRF20に最も近くに表示または追跡領域52が設けられている。表示位置または追跡領域52においてシステム10は正しい停止位置に対する航空機12の横方向位置および縦方向位置を最も高い精度で表示する。表示領域または追跡領域52の終端は停止点53になっている。停止点53において航空機はゲート16における正しい位置にある。   Referring to FIG. 3, the system 10 divides the field in front of it into three parts in terms of distance. The farthest area about 50 meters away is the capture zone. The system 10 senses the aircraft nose in this capture area and determines approximate estimates of the lateral and longitudinal positions of the aircraft 12. Inside the capture area 50 is an identification area 51 in which the system 10 matches the outline of the aircraft 12 with the stored outline. The system 10 indicates the lateral position of the aircraft 12 in this area relative to a given line on the display 18. Finally, a display or tracking area 52 is provided closest to the LRF 20. In the display position or tracking area 52, the system 10 displays the lateral and vertical positions of the aircraft 12 relative to the correct stop position with the highest accuracy. The end of the display area or tracking area 52 is a stop point 53. At stop point 53 the aircraft is in the correct position at gate 16.

システム10は、ハードウェアおよびソフトウェアに加えてこのシステム10が遭遇する可能性のある全ての型の航空機に対する基準輪郭を含むデータベースを含んでいる。システム10は、このデータベース内に航空機の型に対する予想されるエコーのパターンを示す水平方向および垂直方向の輪郭のような各型の航空機の輪郭を記憶している。   The system 10 includes a database that includes reference contours for all types of aircraft that the system 10 may encounter in addition to hardware and software. The system 10 stores the contours of each type of aircraft in this database, such as horizontal and vertical contours showing the expected echo pattern for the aircraft type.

次にテーブルIを参照して説明する。システム10はテーブルIの形式で水平方向の輪郭を保持している。テーブルIの行40は角度のステップを表しており、列41は航空機の型に対する停止位置からの距離を表している。表示された行40の他に、テーブルIには、LRF20からの各位置における航空機のノーズに対する垂直角を与える行42、輪郭に対する形状または形式(フォーム)の係数(factor)kを与える行44、および各輪郭距離に対する輪郭値の番号(数)を与える行45が含まれている。テーブルIの主部43には各走査角における航空機の型に対する予期される距離および停止点53からの距離が含まれている。   Next, description will be made with reference to Table I. The system 10 maintains horizontal contours in the form of table I. Row 40 of Table I represents the angular steps, and column 41 represents the distance from the stop position for the aircraft type. In addition to the displayed row 40, Table I includes a row 42 that provides a vertical angle for the aircraft nose at each position from the LRF 20, a row 44 that provides a shape or form factor k for the contour, And a row 45 which gives the contour value number (number) for each contour distance. The main part 43 of Table I contains the expected distance for the aircraft type at each scan angle and the distance from the stop point 53.

理論的にはテーブルIは50個の角度のステップと停止位置53までの50個の距離、即ち全部で50×50=2500個のエントリ(項目)を含む必要がある。しかし、輪郭は全ての距離における全ての角度からの応答を予期するものではないので、実際にはテーブルIは全体的にはるかに少ない値を含んでいる。典型的なテーブルでは実際には500乃至1000個の値が含まれていることが期待される。周知のプログラミング技術によれば、テーブル全体の記憶に必要な容量のメモリを使用することなく、部分的に完全なテーブルを維持する方法を提供することができる。   Theoretically, table I needs to include 50 angular steps and 50 distances to the stop position 53, ie a total of 50 × 50 = 2500 entries. However, since the contour does not expect a response from all angles at all distances, in fact table I generally contains much less values. A typical table is actually expected to contain between 500 and 1000 values. Known programming techniques can provide a method of maintaining a partially complete table without using as much memory as is necessary to store the entire table.

システム10は、水平輪郭に加えて各型の航空機の垂直輪郭を保持している。この輪郭は、その行が垂直方向の角度ステップによって目盛づけされること、およびその列の目盛りは水平輪郭よりも少ない数の停止位置からの距離を含んでいることを除けば、水平輪郭と同じ形態で記憶されている。垂直輪郭は、識別領域51においてLRF20からの距離の指定された範囲内で行われる航空機12の識別とそのノーズの高さを決定するためにのみ使用されるので、垂直輪郭の列の数は少なくてよい。その結果、垂直輪郭は、必要としない値に対して記憶スペースを無駄に使用することなくその範囲内にある予期されるエコーのみを記憶している。   The system 10 maintains a vertical profile for each type of aircraft in addition to a horizontal profile. This contour is the same as the horizontal contour, except that the row is graduated by vertical angular steps, and the column ticks contain a smaller number of stops from the horizontal contour. It is stored in the form. Since the vertical contour is used only to determine the identification of the aircraft 12 and its nose height within the specified range of the distance from the LRF 20 in the identification region 51, the number of vertical contour columns is small. It's okay. As a result, the vertical contour stores only expected echoes within that range without wasting storage space for values that are not needed.

システム10は、次に説明する処理を用いて航空機の位置を探知し、識別し、追跡するために前述のハードウェアおよびデータベースを使用している。   System 10 uses the hardware and database described above to locate, identify and track the position of the aircraft using the process described below.

次に、図4を参照して説明する。マイクロプロセッサ上で機能するソフトウェアは、較正モード60、捕捉モード62およびドックキング・モード64の各サブルーチンを含んだメイン(主)ルーチンを実行する。マイクロプロセッサは、まず較正モード60を実行し、次いで捕捉モード62を実行し、次いでドッキング(ドック入り)・モード64を実行する。航空機12がドッキングしたときに、そのプログラムの実行が終了する。次に、これらのモードについて以下詳細に説明する。   Next, a description will be given with reference to FIG. The software functioning on the microprocessor executes a main routine that includes calibration mode 60, capture mode 62 and docking mode 64 subroutines. The microprocessor first executes a calibration mode 60, then executes a capture mode 62, and then executes a docking mode 64. When the aircraft 12 is docked, execution of the program ends. Next, these modes will be described in detail below.

較正モード
システム上の精度を確保するために、マイクロプロセッサ26は、航空機12を捕捉する前に、さらにその追跡の期間において種々の間隔で、図5に例示されている手順に従って自己較正するようにプログラムされている。システム10を較正することによって、ステップ・モータ24、25と目標方向との間の対応関係を確実に知ることができる。また、LRF20の距離測定能力も点検する。
In order to ensure accuracy on the calibration mode system, the microprocessor 26 is configured to self-calibrate according to the procedure illustrated in FIG. 5 before acquiring the aircraft 12 and at various intervals during its tracking. It has been programmed. By calibrating the system 10, the correspondence between the stepper motors 24, 25 and the target direction can be reliably known. Also check the distance measurement capability of the LRF 20.

次に図6を参照して説明する。システム10は、較正を行うために既知の位置にある四角形のプレート66を使用する。プレート66はLRF20から6m離れた位置にLRF20と同じ高さに取り付けられている。   Next, a description will be given with reference to FIG. System 10 uses a square plate 66 in a known position to perform calibration. The plate 66 is attached at the same height as the LRF 20 at a position 6 m away from the LRF 20.

較正を行うために、システムはまず角度(α,β)を(0,0)に設定してレーザ・ビームをまっすぐ前方に指向させる。次いで、システムは、レーザ・ビームを後方の後部ミラーまたは付属ミラー68に向け、さらにこのミラーから較正プレート66に指向させるように、垂直ミラー22を傾斜させる(100)。マイクロプロセッサ26は、ステップ・モータ24、25を用いて、較正プレート66の中心が見つかるまでミラー21、22を動かす。マイクロプロセッサ26は、較正プレート66の中心を見つけると、その中心点における角度(αcp,βcp)を記憶して、それを記憶されている期待される角度と比較する(102)。また、システム10は、検出(通知)されたプレート66の中心までの距離を記憶されている期待値(基準値)と比較する(102)。検出された値が記憶されていた値と一致または整合しなかった場合には、マイクロプロセッサ26は、両方の角度が一致または整合するまで期待値(角度)を決定する較正定数を修正する(104、106)。しかし、検出された値と装置に記憶されている値との偏差(deviation) が過大である場合には、警報(ALARM) が発せられる(108)。 To perform the calibration, the system first sets the angle (α, β) to (0,0) and directs the laser beam straight forward. The system then tilts the vertical mirror 22 so that the laser beam is directed toward the rear rear mirror or accessory mirror 68 and further directed from this mirror to the calibration plate 66 (100). Microprocessor 26 uses stepper motors 24 and 25 to move mirrors 21 and 22 until the center of calibration plate 66 is found. When microprocessor 26 finds the center of calibration plate 66, it stores the angle (α cp , β cp ) at that center point and compares it to the stored expected angle (102). Further, the system 10 compares the detected (notified) distance to the center of the plate 66 with the stored expected value (reference value) (102). If the detected value does not match or match the stored value, the microprocessor 26 modifies the calibration constant that determines the expected value (angle) until both angles match or match (104). 106). However, if the deviation between the detected value and the value stored in the device is excessive, an alarm (ALARM) is issued (108).

捕捉モード
最初に、航空管制塔14は、飛行機12の到来が予期されることと予期される飛行機の型とをシステム10に伝える。その信号によって、ソフトウェアが図8に示された捕捉モード62に入る。捕捉モード62において、マイクロプロセッサ26はステップ・モータ24、25を用いて、飛行機12を求めて捕捉域50を水平走査するようにレーザ・ビームを指向させる。この水平走査は、捕捉域50の中心点における予期される型の航空機のノーズの高さに対応する垂直角で行われる。
Acquisition Mode Initially, the air traffic control tower 14 communicates to the system 10 that the arrival of the airplane 12 is expected and the expected airplane type. With that signal, the software enters the acquisition mode 62 shown in FIG. In acquisition mode 62, microprocessor 26 uses stepper motors 24, 25 to direct the laser beam to horizontally scan acquisition area 50 for airplane 12. This horizontal scan is made at a vertical angle that corresponds to the height of the expected type of aircraft nose at the center of the capture zone 50.

マイクロプロセッサ26は、走査の正確な高さを決定するためにレーザ・パルスの垂直角を次の式に従って計算する。
β= arctan[(H−h)/lf
ここで、H=地面からのLRF20の高さ、h=予期される航空機のノーズの高さ(lはLの小文字)、lf=LRF20から捕捉域50の中心までの距離である。この式からミラー21の垂直角が得られ、その垂直角で探索(サーチ)を行うことによって、捕捉域50の中心の位置における予期される航空機12の正確な高さでの探索が可能になる。その代替構成として、システム10は、或る距離における相異なる様々な型の航空機のβfの値をデータベースに記憶することとしてもよい。但し、記憶されたβfを用いる場合には、システム10はLRF20から所定の1つの距離だけ隔たった位置においてだけ航空機12を捕捉することになるので、システム10の柔軟性が制限されることになる。
Microprocessor 26 calculates the vertical angle of the laser pulse according to the following equation to determine the exact height of the scan.
β f = arctan [(H−h) / l f ]
Where H = the height of the LRF 20 from the ground, h = the expected nose height of the aircraft (l is a lowercase letter L), and l f = the distance from the LRF 20 to the center of the capture area 50. From this equation, the vertical angle of the mirror 21 is obtained, and a search (search) is performed at the vertical angle, thereby enabling a search at the expected height of the aircraft 12 at the center position of the capture area 50. . As an alternative, the system 10 may store β f values for different types of aircraft at a distance in a database. However, when using the stored β f , the system 10 will capture the aircraft 12 only at a predetermined distance from the LRF 20, which limits the flexibility of the system 10. Become.

マイクロプロセッサ26は、捕捉域50に対してこの垂直角を用いて、約0.1度のパルス間隔で水平走査を行うようにレーザを指向させる。マイクロプロセッサ26は、LRF20の中心線(センタ・ライン)からの水平角αを、装置に設定した±αmaxの間の範囲で変化させて水平走査を行う。典型的には、αmaxを50に設定する。このときのαmaxは、0.1度のパルスを用いた場合には5度に相当する。即ち、その走査角は10度である。 Microprocessor 26 uses this vertical angle with respect to capture area 50 to direct the laser to perform a horizontal scan with a pulse interval of about 0.1 degrees. The microprocessor 26 performs horizontal scanning by changing the horizontal angle α from the center line (center line) of the LRF 20 in a range between ± α max set in the apparatus. Typically, α max is set to 50. Α max at this time corresponds to 5 degrees when a pulse of 0.1 degrees is used. That is, the scanning angle is 10 degrees.

レーザ・パルスを放射すると、捕捉域50に存在する対象物からエコーまたは反射波が返って来る。LRF20の検出装置は、反射パルスを捕捉し、パルスの送信(送出)とエコーの受信(受取り)の間の時間差から対象物までの距離を計算し、各エコーに対して算出された距離の値をマイクロプロセッサ26に送出する。マイクロプロセッサ26は、データ記憶装置中の各別のレジスタに捕捉域50の各1度のセクタ毎にエコーまたはヒット(hit)の総数を記憶させる(70)。パルスは0.1度の間隔で発生するので、各セクタに対して最大10個のエコーが生じる。マイクロプロセッサ26は、このヒット総数をSαで表される変数の形で記憶する。ここで、αは、1〜10の値で、10度の捕捉域50の各1度刻みの値である。 When a laser pulse is emitted, an echo or reflected wave returns from an object present in the capture zone 50. The detection device of the LRF 20 captures the reflected pulse, calculates the distance to the object from the time difference between the transmission (sending) of the pulse and the reception (receiving) of the echo, and the distance value calculated for each echo Is sent to the microprocessor 26. The microprocessor 26 stores (70) the total number of echoes or hits for each sector of the capture area 50 in each separate register in the data store. Since pulses occur at 0.1 degree intervals, a maximum of 10 echoes are generated for each sector. The microprocessor 26 stores the total number of hits in the form of a variable represented by S alpha. Here, α is a value of 1 to 10, and is a value in increments of 1 degree of the capture area 50 of 10 degrees.

マイクロプロセッサ26は、1セクタ当たりのヒット数を記憶させることに加えて、データ記憶装置に各ヒットまたは各エコーにおけるLRF20の位置から対象物までの距離を記憶する。各反射毎の距離を記憶するには、捕捉域50の各1度について最大10個までのヒット数、または取り得る100個の値を記憶する充分な容量の記憶媒体が必要である。多くの場合、エントリ(項目)の大部分のものは空なので、周知のプログラミング手法を用いれば、これらの値に対して固定的に割り当てられるこの記憶容量を100個未満のレジスタに減少させることができる。   In addition to storing the number of hits per sector, the microprocessor 26 stores the distance from the position of the LRF 20 to the object in each hit or echo in a data storage device. To store the distance for each reflection, a storage medium of sufficient capacity to store up to 10 hits or 100 possible values for each capture area 50 once is required. In many cases, most of the entries are empty, so using well-known programming techniques can reduce this storage capacity that is fixedly allocated for these values to less than 100 registers. it can.

この1走査分のデータが利用可能になると、マイクロプロセッサ26は、その走査におけるSαを合計してエコー総数STを計算する。次に、マイクロプロセッサ26は、それぞれの隣接する3つのセクタにおける最大のエコー合計数SMを計算する(72)。即ち、SMは(Sα-1,Sα,Sα+1)の合計の最大値である。 When data of one scanning is available, the microprocessor 26 calculates the echo total number S T by summing the S alpha at the scanning. Next, the microprocessor 26 calculates the maximum echo total number S M in each of the three adjacent sectors (72). That is, S M is the maximum value of the sum of (S α−1 , S α , S α + 1 ).

マイクロプロセッサ26は、SMおよびSTを計算した後、そのエコーが到来飛行機12から返って来たものであるかどうかを判断する。SMが24以下であれば、マイクロプロセッサ26は、飛行機12を見つけなかったこととして、捕捉モード62の開始点に戻る。エコーの合計数の最大値SMが24より大きい場合は(74)、“存在する可能性のある”飛行機12の位置が求められる。“存在する可能性のある”飛行機12の位置が求められた場合は、マイクロプロセッサ26は、SM/STの値が0.5より大きいかどうか、または最大数の合計を有する隣接する3つのセクタの中に、走査期間に受信した全エコー(総数)のうちの少なくとも半分のエコー(半数)が含まれているかどうかをチェックする。 After calculating S M and S T , the microprocessor 26 determines whether the echo is returned from the incoming airplane 12. If S M is less than or equal to 24, the microprocessor 26 returns to the beginning of the capture mode 62 as having not found the airplane 12. If the maximum value S M of the total number of echoes is greater than 24 (74), the “possible to exist” plane 12 position is determined. If the position of "possibly present" airplane 12 has been determined, the microprocessor 26 3 adjacent with the sum of S M / S T value if greater than 0.5, or the maximum number of It is checked whether one sector contains at least half (half) of all echoes (total) received during the scanning period.

M/STが0.5より大きい場合には、マイクロプロセッサ26はエコーの中心の位置を計算する(78、82)。エコーの中心の方位角(角度位置)は、次の式に従って計算される。
αt= αV+(Sα+1−Sα-1)/(Sα-1+Sα+Sα+1
ここで、SαはSMを与えたSαであり、αV(av)はSαに対応する角度セクタである。
Is greater than S M / S T is 0.5, the microprocessor 26 calculates the location of the center of the echo (78, 82). The azimuth angle (angular position) of the center of the echo is calculated according to the following formula.
α t = α V + (S α + 1 −S α-1 ) / (S α-1 + S α + S α + 1 )
Here, Sα is Sα given S M , and α V (a v ) is an angular sector corresponding to Sα.

エコーの中心の縦方向位置(lt 、lはLの小文字)は次の式に従って計算される。

Figure 0004491464
ここで、laviは、セクタαVから返って来たエコーの元のパルスに対する測定値または対象物までの距離である。また、nは、各セクタにおける測定値の合計数である(78、82)。測定値の数は最大10個なので、nは10以下である。 The longitudinal position of the center of the echo (l t , l is the lower case letter of L) is calculated according to the following formula:
Figure 0004491464
Here, l avi is a measured value for the original pulse of the echo returned from the sector α V or a distance to the object. N is the total number of measured values in each sector (78, 82). Since the maximum number of measurement values is 10, n is 10 or less.

一方、SM/ST<0.5である場合には、エコーは狭い範囲(レンジ)に存在するスノーノイズまたはその他のアーティファクト(他で発生した不要信号)によって生じたものと考えられる。そのエコー発生の原因が狭い範囲にある航空機によるものである場合には、その航空機はたぶん中心線に結構近い位置にあり、αtは上述の計算値ではなくて0(ゼロ)であり、ltは中央の3つのセクタによって得られた平均距離であると仮定できる(80)。距離分布または距離が過大であるときは、マイクロプロセッサ26は、航空機12を見つけなかったとして、捕捉モード62の開始点に戻る(81)。 On the other hand, when S M / S T <0.5, the echo is considered to be caused by snow noise or other artifacts (unnecessary signals generated elsewhere) existing in a narrow range. If the cause of the echo is due to an aircraft in a narrow range, the aircraft is probably quite close to the centerline, and α t is 0 (zero) instead of the above calculated value, l It can be assumed that t is the average distance obtained by the central three sectors (80). If the distance distribution or distance is excessive, the microprocessor 26 returns to the beginning of the capture mode 62 (81), assuming that the aircraft 12 was not found.

航空機12の位置を計算した後で、システム10はドッキング・モード64に切り換わる。   After calculating the position of the aircraft 12, the system 10 switches to the docking mode 64.

ドッキング・モード
図4に示されているドッキング・モードは、追跡(トラッキング)フェーズ84、高さ測定フェーズ86および識別フェーズ88の3つのフェーズ(段階)を含んで成る。追跡フェーズ84では、システム10は、到来する航空機12の位置をモニタ(監視)し、ディスプレイ18を介して軸位置(axial location、軸の周りの位置)31に関する情報(方位角情報)および航空機の停止点53からの距離を操縦士に提供する。システム10は水平走査によって航空機12の追跡を開始する。
Docking Mode The docking mode shown in FIG. 4 comprises three phases: a tracking phase 84, a height measurement phase 86 and an identification phase 88. In the tracking phase 84, the system 10 monitors the position of the incoming aircraft 12, and via the display 18, information about the axial location 31 (azimuth information) and the aircraft's position. The distance from the stop point 53 is provided to the pilot. System 10 begins tracking aircraft 12 by horizontal scanning.

図8を参照して説明すると、追跡フェーズ84における第1(最初)の走査の期間、マイクロプロセッサ26は、
(αt−αp−10)と(αt+αp+10)
の間の角度で、所定の単一角度ステップ(刻み)αまたは好ましくは0.1度間隔(刻み)のレーザ・パルスを送出するようにLRF20に指示する。ここで、αtは捕捉モード62の期間に決定されたエコー中心の方位角であり、αpは距離の値を含む現在の輪郭の列(column)における最大の方位角(角度位置)である。
Referring to FIG. 8, during the first (first) scan in the tracking phase 84, the microprocessor 26
t −α p −10) and (α t + α p +10)
Instructs the LRF 20 to deliver laser pulses at a predetermined single angle step (step) α or preferably at intervals of 0.1 degrees (step). Where α t is the azimuth angle of the echo center determined during the capture mode 62 and α p is the maximum azimuth angle (angular position) in the current contour column containing the distance value. .

第1の走査の後、
(αt−αp−10)と(αs+αp+10)
の間の角度で、LFR値を受信する毎に1ステップずつ前後にαをステップ移動させる。ここで、αsは前の走査の期間に決定された方位角(アジマス、azimuth )である。
After the first scan,
t −α p −10) and (α s + α p +10)
Each time an LFR value is received, the angle α is stepped back and forth by one step. Here, α s is the azimuth (azimuth) determined during the previous scan.

追跡フェーズ84の期間、垂直角βは、基準輪郭テーブルIから得られるLRF20からの現在の距離において識別された航空機12の追跡に必要なレベルに設定される。現在の輪郭列はltより小さくかつltに最も近い位置を表す列である。 During the tracking phase 84, the vertical angle β is set to the level required to track the identified aircraft 12 at the current distance from the LRF 20 obtained from the reference contour table I. Current contour column is the column representing a position closest to the smaller than and l t l t.

マイクロプロセッサ26は、停止点53からの距離を用いて、輪郭テーブルI上の航空機の現在の距離に対する垂直角を見つける。第1の走査の間、捕捉モード62において算出された距離ltによって、輪郭テーブルIの適正な列が決定され、従って航空機12に対するその角度が決定される。マイクロプロセッサ26は、後続の各走査毎に、停止点53からの現在の距離に応じた輪郭テーブルIの列におけるβを用いる(112)。 The microprocessor 26 uses the distance from the stop point 53 to find the vertical angle for the current distance of the aircraft on the contour table I. During the first scan, the distance l t calculated in the acquisition mode 62 determines the appropriate column of the contour table I and thus its angle with respect to the aircraft 12. Microprocessor 26 uses β in the row of contour table I according to the current distance from stop point 53 for each subsequent scan (112).

マイクロプロセッサ26は、走査によって得たデータと水平輪郭テーブルI上のデータを用いて、比較テーブルIIを作成する。テーブルIIを参照すると、この比較テーブルIIは、2次元のテーブルであり、各行に目盛(インデックス)91で示されたパルス番号(数)または角度ステップ番号(数)iが示されている。この目盛を用いて、テーブルの各行における列で表される次の情報にアクセスできる。
i 92:その角度ステップにおける対象物までの測定距離(lはLの小文字)。
ki 93:変位によって生じたスキュー(傾斜)を補償した測定値(=li−量(sm(最新走査期間における合計変位量)−量i×sp(最新の走査における各ステップの期間の平均変位量));即ち、li−(sm−isp))
di 94:その生成された輪郭と基準輪郭の間の距離(=rij(jで表される輪郭距離における対応する角度に対する輪郭値)−lki)。
i 95:航空機のノーズと測定装置の間の距離(=rj50(0(ゼロ)度における基準輪郭値)−di)。
c 96:各ステップ後の推定ノーズ距離(=am(最新の走査の終了時点におけるノーズ距離)−量i×sp)。
d:推定ノーズ距離と測定ノーズ距離の間の差(=(ai−ae)の絶対値)。
Note(備考)97:航空機によって生じたと思われるエコーを示す。
The microprocessor 26 creates the comparison table II using the data obtained by scanning and the data on the horizontal contour table I. Referring to Table II, this comparison table II is a two-dimensional table, and each row shows a pulse number (number) or angle step number (number) i indicated by a scale (index) 91. Using this scale, you can access the following information represented by columns in each row of the table.
l i 92: Measurement distance to the object at the angular step (l is a small letter of L).
l ki 93: a measured value (= l i −amount (s m (total displacement amount in the latest scanning period)) − amount i × s p (period of each step in the latest scanning) Mean displacement amount)); that is, l i- (s m -is p ))
di 94: Distance between the generated contour and the reference contour (= r ij (contour value for the corresponding angle in the contour distance represented by j) −l ki ).
a i 95: distance between the nose of the aircraft and the measuring device (= r j50 (reference contour value at 0 (zero) degree) −d i ).
a c 96: estimated nose distance after each step (= a m (nose distance at the end of the latest scan) −amount i × s p ).
a d : difference between the estimated nose distance and the measured nose distance (= the absolute value of (a i −a e )).
Note 97: Indicates an echo that may have been caused by an aircraft.

追跡フェーズ84における第1の走査の期間に、システム10は、ltの値より小さくかつltの値に最も近い航空機の位置jを表す水平輪郭の列を用いる。それぞれの新しい走査毎に、(am−sm)より小さくかつ(am−sm)に最も近い値を有する輪郭列が選択される。ここで、amは最も新しく測定した航空機12までの距離であり、smは最新の走査期間における航空機の変位量である。さらに、輪郭の値をαsだけ横方向に移動して航空機の縦方向位置を補償する(112)。 During the first scan in tracking phase 84, the system 10 uses a row of horizontal contour representing the position j of the closest aircraft to the value of l t of and smaller than the value l t. For each new scan, the selected contour train having a value closest to (a m -s m) and smaller than (a m -s m). Here, a m is the distance to the aircraft 12 measured most recently, and s m is the displacement of the aircraft in the latest scanning period. Further, the profile value is moved in the horizontal direction by α s to compensate for the vertical position of the aircraft (112).

また、マイクロプロセッサ26は、各走査期間に距離分布テーブル(DDT、Distance Distribution Table )を作成する。このテーブルは比較テーブルII中のai値の分布を含んでいる。従って、DDTは、10〜100mの範囲における1m刻みの増分変化(increment) における比較テーブルII中のaiの各値の発生数を表すエントリを有する。 Further, the microprocessor 26 creates a distance distribution table (DDT, Distance Distribution Table) in each scanning period. This table includes the distribution of a i values in the comparison table II. Accordingly, the DDT has an entry representing the number of occurrences of each value of a i in the comparison table II in increments of 1 m in the range of 10-100 m.

システム10は、各走査後にDDTを用いて、正しい停止点53までの平均距離amを計算する。マイクロプロセッサ26は、DDT中のデータを走査して、DDTにおける隣接する2つのエントリの値の合計が最大のものを見つける。次に、マイクロプロセッサ26は、DDT中の最大の合計を有するその2つの行のうちのいずれか一方に対応するaiに対するエントリを含む各行に対して、比較テーブルII中のNote97の列にフラグを立てる(114)。 System 10 uses the DDT after each scan, compute the average distance a m to correct stopping point 53. Microprocessor 26 scans the data in the DDT to find the one with the largest sum of the values of two adjacent entries in the DDT. Next, the microprocessor 26 flags the Note 97 column in the comparison table II for each row that contains an entry for a i corresponding to one of the two rows with the largest sum in the DDT. (114).

次いで、システム10は横方向の偏差(deviation) またはオフセットを決定する。マイクロプロセッサ26は、まず、次の値を設定する。
2d=αmax−αmin
ここで、αmaxおよびαminは、それぞれ比較テーブルIIにおける連続するフラグの立ったdi 値のブロックに対する最大および最小のαの値である。また、マイクロプロセッサ26は、次の計算を行う。
ブロック中のフラグの立ったdiの上半分に対して
1=Σdi
ブロック中のフラグの立ったdiの下半分に対して
2=Σdi
1およびY2を用いて“a”(116)を次のように計算する。
a=k×(Y1−Y2)/d2
ここで、kは基準輪郭中で与えられた値である。“a”が所定値、好ましくは1、を越えた場合は、“a”にほぼ等しい横方向の偏差があると仮定される。次いで、比較テーブルIIのli列が“a”ステップ分だけ移動され、比較テーブルIIが再計算される。この処理は、“a”が経験的に決定された値、好ましくは1、より小さくなるまで継続する。li列の合計の移動量αsは横方向の偏差またはオフセットに等しいと考えられる(116)。横方向のオフセットが所定値、好ましくは1、より大きい場合は、輪郭は次の走査を行う前に横方向に調整される(118、120)。
The system 10 then determines the lateral deviation or offset. The microprocessor 26 first sets the following values.
2d = α max −α min
Here, α max and α min are the maximum and minimum values of α for blocks of di values with consecutive flags in the comparison table II, respectively. Further, the microprocessor 26 performs the following calculation.
For the upper half of flagged d i in the block Y 1 = Σd i
For the lower half of the flagged d i in the block, Y 2 = Σd i
Using “Y 1 ” and “Y 2 ”, “a” (116) is calculated as follows.
a = k × (Y 1 −Y 2 ) / d 2
Here, k is a value given in the reference contour. If “a” exceeds a predetermined value, preferably 1, it is assumed that there is a lateral deviation approximately equal to “a”. Next, the l i column of the comparison table II is moved by “a” steps, and the comparison table II is recalculated. This process continues until “a” is less than an empirically determined value, preferably 1. The total amount of movement α s in the l i columns is considered to be equal to the lateral deviation or offset (116). If the lateral offset is greater than a predetermined value, preferably 1, the contour is adjusted laterally (118, 120) before performing the next scan.

横方向のオフセットをチェックした後、マイクロプロセッサ26は、輪郭の横方向の調整量の合計を供給する。この合計はディスプレイ18上の航空機12の横方向位置31に対応する(122)。   After checking the lateral offset, the microprocessor 26 supplies the sum of the lateral adjustments of the contour. This sum corresponds to the lateral position 31 of the aircraft 12 on the display 18 (122).

次に、マイクロプロセッサ26は、次の式に従って航空機のノーズまでの距離amを計算する。
m=Σ(フラグの立ったai)/N
ここで、Nはフラグの立ったaiの総数である。マイクロプロセッサ26は、amに基づいて、航空機のノーズまでの距離から停止点53までのLRF20の距離を差し引いて、航空機12から停止点53までの距離を計算する。(124)。
Next, the microprocessor 26 calculates the distance a m to aircraft nose according to the following equation.
a m = Σ (flagged a i ) / N
Here, N is the total number of flagged a i . Microprocessor 26, based on a m, the distance to the aircraft nose by subtracting the distance LRF20 to stopping point 53, calculates the distance from the aircraft 12 to the stop point 53. (124).

マイクロプロセッサ26は、停止点までの距離を計算した後、最新の走査期間における平均変位smを計算する。この最新の走査における変位は次の式で計算される。
m=am-1−am
ここで、am-1およびamは最新の2つの走査に属する。追跡フェーズ84における第1(最初)の走査に対してSmが0(ゼロ)に設定される。
Microprocessor 26, after calculating the distance to the stopping point, calculates the average displacement s m in the latest scanning period. The displacement in this latest scan is calculated by the following formula.
S m = a m-1 −a m
Here, a m−1 and a m belong to the two most recent scans. S m is set to 0 (zero) for the first (first) scan in the tracking phase 84.

各ステップにおける平均変位spは次の式で計算される。
p=Sm/P
ここで、Pは最新の走査サイクルに対するステップ総数である。
Average displacement s p in each step is calculated in the following equation.
S p = S m / P
Here, P is the total number of steps for the latest scanning cycle.

マイクロプロセッサ26は、ディスプレイ18、29への表示によって停止点53までの距離を操縦士に通知する。各走査後、停止位置29、53までの距離を表示することによって、操縦士は常に、飛行機12の停止位置からの距離に関する常時更新された情報をリアルタイムで受取る。   The microprocessor 26 notifies the pilot of the distance to the stop point 53 by displaying on the displays 18 and 29. By displaying the distance to the stop positions 29, 53 after each scan, the pilot always receives constantly updated information regarding the distance from the stop position of the airplane 12 in real time.

航空機12が表示領域52に存在する場合は、横方向の位置31および縦方向の位置29がディスプレイ18上に供給される(126、128)。マイクロプロセッサ26が航空機12の位置を表示した後、追跡フェーズは終了する。   If the aircraft 12 is present in the display area 52, a lateral position 31 and a longitudinal position 29 are provided on the display 18 (126, 128). After the microprocessor 26 displays the position of the aircraft 12, the tracking phase ends.

追跡フェーズを完了した後、マイクロプロセッサ26は、追跡が失敗しなかったこと(航空機を見失わなかったこと)を、最新の走査においてフラグの立った行の総数を測定値またはエコーの総数で除した値が0.5より大きいことをチェックすることによって確認する(83)。即ち、エコーのうちの50%より多い割合のものが基準輪郭に対応しない場合は、追跡は失敗となる。追跡が失敗し、かつ航空機12が停止点から12mより長い距離だけ離れた位置にある場合は、システム10は捕捉モード62に戻る(85)。追跡が失敗し、かつ航空機12が停止点から12m以下離れた位置にある場合は、システム10は停止サイン(表示)をターン・オンして、操縦士に追跡が失敗したことを通知する(85、87)。   After completing the tracking phase, the microprocessor 26 divides the total number of flagged rows by the total number of measurements or echoes in the latest scan that the tracking did not fail (the aircraft was not lost). Confirm by checking that the value is greater than 0.5 (83). That is, if more than 50% of the echoes do not correspond to the reference contour, tracking fails. If tracking fails and the aircraft 12 is at a distance greater than 12 meters from the stop point, the system 10 returns to acquisition mode 62 (85). If tracking fails and the aircraft 12 is no more than 12 meters away from the stop point, the system 10 turns on the stop sign (display) to notify the pilot that the tracking has failed (85). 87).

追跡が失敗しなかった場合は、マイクロプロセッサ26は、ノーズの高さが求められたかどうかを判断する(130)。高さがまだ求められていない場合は、マイクロプロセッサ26は、高さ測定フェーズ86に入る。高さが既に求められていた場合は、マイクロプロセッサ26は、航空機が識別できたかどうかを確認する(132)。   If the tracking has not failed, the microprocessor 26 determines whether the nose height has been determined (130). If the height has not yet been determined, the microprocessor 26 enters a height measurement phase 86. If the height has already been determined, the microprocessor 26 checks whether the aircraft has been identified (132).

図9に示された高さ測定フェーズにおいて、マイクロプロセッサ26は、LRF20に垂直走査するように指示して、ノーズの高さを求める。システムはノーズの高さを用いることによってノーズの先端部(tip)を横切る水平走査を確実に行う。   In the height measurement phase shown in FIG. 9, the microprocessor 26 instructs the LRF 20 to scan vertically to determine the height of the nose. The system uses the nose height to ensure a horizontal scan across the tip of the nose.

マイクロプロセッサ26は、ノーズの高さをチェックするために、βを所定値βmax に設定し、次いで、βが別の所定値βminに到達するまで1つの受信/反射パルス毎に1回0.1度間隔でステップを減少させる。βminおよびβmaxは、装置設定期間に設定され、典型的にはそれぞれ−20度および30度である。βがβminに到達した後は、マイクロプロセッサ26は、βがβmaxになるまでステップ・モータ24、25にステップの増加を指示する。この垂直走査はαを前の走査の方位角(アジマス)αsに設定して行われる。 Microprocessor 26 sets β to a predetermined value β max to check the height of the nose, then 0 once per received / reflected pulse until β reaches another predetermined value β min. Decrease the steps at 1 degree intervals. β min and β max are set in the apparatus setting period, and are typically −20 degrees and 30 degrees, respectively. After β reaches β min , the microprocessor 26 instructs the stepper motors 24, 25 to increase steps until β reaches β max . This vertical scanning is performed by setting α to the azimuth α s of the previous scanning.

マイクロプロセッサ26は、測定した航空機の距離を用いて、測定した距離に最も近い垂直輪郭テーブル中の列を選択する(140)。マイクロプロセッサ26は、走査によって得たデータおよび垂直輪郭テーブル上のデータを用いて比較テーブルIIを作成する。図4を参照して説明すると、比較テーブルIIは、2次元テーブルであり、各行に目盛91で示されたパルス番号(数)または角度ステップ番号(数)iが示されている。この目盛を用いて、テーブルの各行における各列に示されている次の情報にアクセスすることができる。   Microprocessor 26 uses the measured aircraft distance to select the column in the vertical contour table that is closest to the measured distance (140). The microprocessor 26 creates the comparison table II using the data obtained by scanning and the data on the vertical contour table. Referring to FIG. 4, the comparison table II is a two-dimensional table, and the pulse number (number) or angle step number (number) i indicated by the scale 91 is shown in each row. This scale can be used to access the following information shown in each column in each row of the table.

i 92:この角度ステップにおける対象物までの測定距離。
ki 93:変位によって生じたスキュー(傾斜)を補償した測定値(=li−量(Sm(最新走査期間における合計変位量)−量i×sp(最新の走査における各ステップの期間の平均変位量));即ち、li−(Sm−isp))。
i 94:その生成された輪郭と基準輪郭との間の距離(=rij(jで表される輪郭距離における対応する角度に対する輪郭値)−lki)。
i 95:航空機のノーズと測定装置の間の距離(=rj50(0(ゼロ)度における基準輪郭値)−di)。
c 96:各ステップ後の推定ノーズ距離(=am(最新の走査の終了時点におけるノーズ距離)−量i×sp)。
d:推定ノーズ距離と測定ノーズ距離の間の差(=(ai−ae)の絶対値)。
Note(備考)97:航空機12によって生じたと思われるエコーを示す。
l i 92: Measurement distance to the object at this angular step.
l ki 93: measured value (= l i −amount (S m (total displacement amount in the latest scanning period)) − amount i × s p (period of each step in the latest scanning) Average displacement amount)); that is, l i- (S m -i sp )).
d i 94: distance between the generated profile and the reference profile (contour value for the corresponding angle at the profile distance represented by = r ij (j) -l ki ).
a i 95: distance between the nose of the aircraft and the measuring device (= r j50 (reference contour value at 0 (zero) degree) −d i ).
a c 96: estimated nose distance after each step (= a m (nose distance at the end of the latest scan) −amount i × s p ).
a d : difference between the estimated nose distance and the measured nose distance (= the absolute value of (a i −a e )).
Note 97: Indicates an echo that may have been caused by the aircraft 12.

また、マイクロプロセッサ26は、各走査期間に、距離分布テーブル(DDT)を作成する。このテーブルは比較テーブルII中のai値の分布を含んでいる。従って、DDTは10〜100mの範囲における1m刻みの増分変化において比較テーブルII中のαiの各値の発生数を表すエントリを有する。 Further, the microprocessor 26 creates a distance distribution table (DDT) in each scanning period. This table includes the distribution of a i values in the comparison table II. Accordingly, the DDT has an entry representing the number of occurrences of each value of α i in the comparison table II in increments of 1 m in the range of 10 to 100 m.

システム10は、各走査後にDDTを用いて正しい停止点53までの平均距離amを計算する。マイクロプロセッサ26は、DDT中のデータを走査して、DDT中の隣接する2つのエントリの値の合計が最大のものを見つける。次に、マイクロプロセッサ26は、DDT中の最大の合計を有する2つの行のうちのいずれか一方に対応するaiに対するエントリを含む各行に対して、比較テーブルII中のNote97にフラグを立てる(142)。 System 10 calculates the average distance a m to correct stopping point 53 by using DDT after each scan. Microprocessor 26 scans the data in the DDT to find the one with the largest sum of the values of two adjacent entries in the DDT. Microprocessor 26 then flags Note 97 in Comparison Table II for each row that contains an entry for a i corresponding to one of the two rows with the largest sum in DDT ( 142).

正確な停止点53までの平均距離の計算が完了すると、マイクロプロセッサ26は、最新走査期間の平均変位smを計算する。最新の走査期間における変位は次の式で計算される。
m=am-1−am
ここで、am-1およびamは最新の2つの走査に属する。追跡フェーズ84における第1の走査に対してsmが0(ゼロ)に設定される。
Upon completion the calculation of exact average distance to the stopping point 53, the microprocessor 26 calculates the average displacement s m of the most recent scan period. The displacement in the latest scanning period is calculated by the following formula.
s m = a m-1 -a m
Here, a m−1 and a m belong to the two most recent scans. S m is set to 0 (zero) for the first scan in tracking phase 84.

各ステップにおける平均変位spは次の式で計算される。
p=sm/P
ここで、Pは最新の走査サイクル(周期)に対するステップ総数である。
Average displacement s p in each step is calculated by the following equation.
s p = s m / P
Here, P is the total number of steps for the latest scanning cycle (period).

実際のノーズの高さの計算は、公称のノーズの高さ、即ち空状態のときの予期された航空機の所定の高さを、垂直方向偏差または高さの偏差に加算して得られる。従って、システム10は、ノーズの高さを求めるために、まず、垂直方向の偏差または高さの偏差を求める(144)。垂直方向の偏差は次の設定を行って計算される。
2d=βmax−βmin
ここで、βmaxおよびβminは、それぞれ比較テーブルIIにおける連続するフラグの立ったブロックのdi値に対する最大および最小のβの値である。また、マイクロプロセッサ26は、次の計算を行う。
ブロック中のフラグの立ったdiの上半分に対して
1=Σdi
ブロック中のフラグの立ったdiの下半分に対して
2=Σdi
1およびY2を用いて“a”を次のように計算する。
a=k×(Y1−Y2)/d2
ここで、kは基準輪郭中で与えられた値である。“a”が所定値、好ましくは1、を越えた場合は、“a”にほぼ等しい垂直方向の偏差があると仮定される。次いで、li列が“a”ステップ分だけ移動され、比較テーブルIIが再びスクリーン表示され、“a”が再計算される。この処理は、“a”が所定値、好ましくは1、より小さくなるまで継続する。li列の合計の移動量βsは高さ方向の偏差に等しいと考えられる(144)。次に、垂直方向の比較テーブルII中のβj値がβj+Δβjに調整される。ここで、高さの偏差Δβjは次の式で表される。
Δβj=βs×(a+as)/(aj+as
ここで、aはβsを計算したときの有効値amである。
The actual nose height calculation is obtained by adding the nominal nose height, ie, the predetermined height of the expected aircraft when empty, to the vertical deviation or height deviation. Accordingly, the system 10 first determines a vertical deviation or height deviation (144) to determine the height of the nose. The vertical deviation is calculated with the following settings:
2d = β max −β min
Here, β max and β min are the maximum and minimum β values for the di values of the consecutive flagged blocks in the comparison table II, respectively. Further, the microprocessor 26 performs the following calculation.
For the upper half of flagged d i in the block Y 1 = Σd i
For the lower half of the flagged d i in the block, Y 2 = Σd i
Using “Y 1 ” and “Y 2 ”, “a” is calculated as follows.
a = k × (Y 1 −Y 2 ) / d 2
Here, k is a value given in the reference contour. If “a” exceeds a predetermined value, preferably 1, it is assumed that there is a vertical deviation approximately equal to “a”. Next, the column l i is moved by “a” steps, the comparison table II is displayed again on the screen, and “a” is recalculated. This process continues until “a” is smaller than a predetermined value, preferably 1. It is considered that the total movement amount β s of the l i columns is equal to the deviation in the height direction (144). Next, the β j value in the vertical comparison table II is adjusted to β j + Δβ j . Here, the height deviation Δβ j is expressed by the following equation.
Δβ j = β s × (a + a s ) / (a j + a s )
Here, a is an effective value a m when β s is calculated.

高さの偏差を求めた後、マイクロプロセッサ26は、高さの偏差が所定値、好ましくは1より大きいかどうかをチェックする(146)。その偏差がその所定値よりも大きい場合は、マイクロプロセッサ26は、そのオフセットに対応して輪郭を垂直方向に調整する(148)。マイクロプロセッサ26は、公称のノーズの高さからの偏差を垂直方向の調整量として記憶させる(150)。航空機の実際の高さは公称のノーズの高さプラス偏差である。高さ測定フェーズ86を完了すると、マイクロプロセッサ26は追跡フェーズ84に戻る。   After determining the height deviation, the microprocessor 26 checks whether the height deviation is greater than a predetermined value, preferably 1 (146). If the deviation is greater than the predetermined value, the microprocessor 26 adjusts the contour in the vertical direction corresponding to the offset (148). The microprocessor 26 stores the deviation from the nominal nose height as a vertical adjustment (150). The actual height of the aircraft is the nominal nose height plus the deviation. Upon completion of the height measurement phase 86, the microprocessor 26 returns to the tracking phase 84.

マイクロプロセッサ26は、ノーズの高さを既に求めていた場合は、高さ測定フェーズ86をスキップして(飛ばして)、航空機12が識別されたかどうかを判断する(130、132)。航空機12が識別されていた場合は、マイクロプロセッサ26は、航空機12が停止点に到達したかどうかをチェックする(134)。停止点に到達していた場合は、マイクロプロセッサ26は停止サインをターン・オンして、システム10はドッキング・モード64を完了させる(136)。航空機12が停止点に到達していない場合は、マイクロプロセッサ26は追跡フェーズ84に戻る(134)。   If the microprocessor 26 has already determined the height of the nose, it skips the height measurement phase 86 and determines whether the aircraft 12 has been identified (130, 132). If the aircraft 12 has been identified, the microprocessor 26 checks whether the aircraft 12 has reached a stop point (134). If the stop point has been reached, the microprocessor 26 turns on the stop sign and the system 10 completes the docking mode 64 (136). If the aircraft 12 has not reached the stop point, the microprocessor 26 returns to the tracking phase 84 (134).

航空機12が識別されなかった場合は、マイクロプロセッサ26は航空機12が停止点53から12m以下の距離だけ離れた位置にあるかどうかをチェックする(133)。航空機12が停止点53から12m以下の距離だけ離れている場合には、システム10は停止サインをターン・オンして、識別が失敗したことを操縦士に通知する(135)。停止サインを表示した後、システム10はドッキング機能を遮断する。   If the aircraft 12 has not been identified, the microprocessor 26 checks whether the aircraft 12 is at a distance of 12 m or less from the stop point 53 (133). If the aircraft 12 is no more than 12 meters away from the stop point 53, the system 10 turns on the stop sign and notifies the pilot that identification has failed (135). After displaying the stop sign, the system 10 interrupts the docking function.

航空機が停止点53から12mより長い距離だけ離れた位置にある場合には、マイクロプロセッサ26は、図10に示された識別フェーズに入る(133、88)。識別フェーズ88において、マイクロプロセッサ26は、別の垂直走査の結果および輪郭テーブルの内容を反映させるように比較テーブルIIを作成する(152、154)。前の走査では高さを求めるのには充分ではあるが識別を行うには不充分なデータしか供給されなかったので、識別フェーズ88において別の垂直走査が実行される。実際のところ、肯定的(うまく)識別がなされるまでには数回の走査を行う必要がある。垂直方向のオフセットを計算し(156)、そのオフセットが過大であるかどうかをチェックし(158)、オフセットが所定量、好ましくは1、より小さくなるまでオフセットに対応する輪郭を垂直方向に調整した(160)後で、マイクロプロセッサ26は、輪郭とマークされたエコーとの間の平均距離(average distance)と、この平均距離(average distance)とマークされたエコーの間の平均距離(mean distance) とを計算する(162)。   If the aircraft is at a distance greater than 12 meters from the stop point 53, the microprocessor 26 enters the identification phase shown in FIG. 10 (133, 88). In the identification phase 88, the microprocessor 26 creates a comparison table II to reflect the results of another vertical scan and the contents of the contour table (152, 154). Since the previous scan provided enough data to determine the height but not enough to perform the identification, another vertical scan is performed in the identification phase 88. In fact, several scans need to be performed before a positive (successful) identification is made. Calculate the vertical offset (156), check if the offset is excessive (158), and adjust the contour corresponding to the offset vertically until the offset is less than a predetermined amount, preferably 1, (160) Later, the microprocessor 26 determines the average distance between the contour and the marked echo and the average distance between this average distance and the marked echo. Are calculated (162).

垂直走査および水平走査の後で、測定された輪郭と修正された輪郭の間の平均距離dmと、この平均距離からの偏差Tとを次の式に従って計算する。
m=Σdi/N
T =Σ|di−dm|/N
両方の輪郭に対してTが所定値、好ましくは5、より小さく、かつ充分な数のエコーを受信した場合には、航空機12は正しい型であると判断される(164)。充分な数のエコーが受信されたかどうかは次の式に従って判断される。
N/サイズ>0.75
ここで、Nは“受け付けた”エコーの数であり、“サイズ”は存在し得る値の数の最大数である。航空機12が正しい型ではなかった場合は、マイクロプロセッサは停止サイン136をターン・オンし、ドッキング・モード64を中断する。マイクロプロセッサ26は、識別フェーズ88を終了させて、追跡フェーズ84に戻る。
After the vertical scanning and horizontal scanning, and the average distance d m between the measured contour and modified contour, calculating the deviation T from this average distance according to the following equation.
d m = Σd i / N
T = Σ | d i −d m | / N
If T is a predetermined value for both contours, preferably less than 5, and a sufficient number of echoes are received, aircraft 12 is determined to be the correct type (164). Whether a sufficient number of echoes have been received is determined according to the following equation:
N / size> 0.75
Here, N is the number of “accepted” echoes, and “size” is the maximum number of possible values. If the aircraft 12 is not the correct type, the microprocessor turns on the stop sign 136 and interrupts the docking mode 64. The microprocessor 26 ends the identification phase 88 and returns to the tracking phase 84.

以上、本願発明を特定の実施形態を用いて説明したが、発明の精神および請求の範囲を逸脱することなく多くの変形を行うことが可能であることは、この分野の専門家には明らかである。   Although the present invention has been described above using specific embodiments, it is obvious to those skilled in the art that many modifications can be made without departing from the spirit of the invention and the scope of the claims. is there.

Figure 0004491464
Figure 0004491464

Figure 0004491464
Figure 0004491464

図1は、空港で使用されるシステムを示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a system used in an airport. 図2は、本発明の好ましいシステムの一般的な構成をブロックの形で示した図である。FIG. 2 is a block diagram showing the general configuration of the preferred system of the present invention. 図3は、接近しつつある航空機の検出と識別を行うために設けられたドッキング・ゲートの前の検出領域を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a detection area in front of a docking gate provided for detecting and identifying an approaching aircraft. 図4は、システムの主ルーチンおよびドッキング・モードを例示するフローチャートである。FIG. 4 is a flow chart illustrating the main routine and docking mode of the system. 図5は、システムの較正モードを例示するフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart illustrating the calibration mode of the system. 図6は、較正モードにおける構成要素を例示する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating components in the calibration mode. 図7は、システムの捕捉モードを例示するフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart illustrating the acquisition mode of the system. 図8は、システムの追跡フェーズを例示するフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart illustrating the tracking phase of the system. 図9は、システムの高さ測定フェーズを例示するフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart illustrating the height measurement phase of the system. 図10は、システムの識別フェーズを例示するフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart illustrating the system identification phase.

Claims (4)

光パルスを発生する光パルス発生手段と、
前記パルスを外方に、到来する対象物に投射して走査し、前記対象物から前記パルスを反射させる手段と、
前記対象物から反射した光パルスを収集する手段と、
所定点から延びる仮想軸線に対する前記対象物の位置を検出し、前記対象物と前記所定点の間の距離を検出して、前記対象物の位置の追跡を可能とする手段と、
を有し、
前記収集された光パルスに基づいて、前記走査に関する情報を反映し、前記検出された距離の分布を含む比較テーブルであって、既知の形状を表す輪郭テーブルと比較される比較テーブル生成し、
前記検出された距離の分布と前記輪郭テーブルに基づいて各反射パルスに対する既知の輪郭と前記対象物の間の距離の差を計算し、前記距離の差に基づいて各反射パルスに対する前記対象物のノーズから測定装置までの距離の分布を記録した距離分布テーブルを生成し、
前記距離の分布に基づいて予定停止位置までの前記対象物の平均距離を計算し、
前記平均距離を前記対象物の追跡において用いる、
到来する対象物を追跡するためのシステム。
An optical pulse generating means for generating an optical pulse;
Means for projecting and scanning the pulse outwardly onto an incoming object and reflecting the pulse from the object;
Means for collecting light pulses reflected from the object;
Means for detecting a position of the object relative to a virtual axis extending from a predetermined point, detecting a distance between the object and the predetermined point, and enabling tracking of the position of the object;
Have
Based on the collected light pulses, a comparison table that reflects the information about the scan and includes a distribution of the detected distance, and generates a comparison table that is compared with a contour table representing a known shape;
Based on the contour table the distribution of the detected distance by calculating the difference in the distance between the object and the known contour for each reflected pulse, the object against each reflected pulse based on a difference between the distance Generate a distance distribution table that records the distribution of the distance from the nose to the measuring device,
Calculate the average distance of the object to the planned stop position based on the distance distribution ,
Using the average distance in tracking the object;
A system for tracking incoming objects.
前記停止位置までの前記平均距離を、前記距離分布テーブルの最大合計値を有する2つの隣接エントリに対応する前記比較テーブル中のエントリについて記録された前記停止位置までの距離を平均化することによって計算する、請求項1に記載された追跡システム。 Calculated by averaging the distance of the said average distance to the stop position, until the two was recorded for an entry in the comparison table corresponding to the adjacent entry said stop position having a maximum total value of the distance distribution table The tracking system of claim 1. 前記対象物から停止点までの距離、前記対象物の形式、および中心に対する前記対象物の位置が、表示器に表示される、請求項1または2に記載の追跡システム。   The tracking system according to claim 1 or 2, wherein a distance from the object to a stop point, a type of the object, and a position of the object with respect to a center are displayed on a display. 平均停止距離が、航空機に搭載されたコンピュータに連絡されて、その航空機が前記停止位置に到達したとき、前記コンピュータが航空機を停止させ得るように構成された、請求項1乃至3のいずれかに記載の追跡システム。   The average stop distance is communicated to a computer mounted on an aircraft, and the computer is configured to stop the aircraft when the aircraft reaches the stop position. Described tracking system.
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