JP4938838B2 - Improved aircraft docking system - Google Patents
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Description
本発明はドッキング・サイトに設置された航空機ドッキングシステムに関するものであって、このシステムはこのシステムと航空機との間の少なくとも距離を決定するよう構成された距離決定手段を含む。 The present invention relates to an aircraft docking system installed at a docking site, the system comprising distance determining means configured to determine at least a distance between the system and the aircraft.
近年、空港で運営を効率化する必要性が高まり、これと共に、多くの空港で航空機をゲートに手動で先導する代わりに自動航空機ドッキングシステムを用いるニーズが生じている。
一般に自動ドッキングシステムが用いる技術は、例えば霧や降雨により視界が悪くなると多少なりとも影響を受ける。「視界」という表現は、適当な波長の電磁放射線の大気中の透過度と考えてよい。かかるシステムの一例は米国特許第6563432号に開示されている。この場合、航空機までの距離を検出して決定するシステムはレーザ・パルスでゲートでの領域を走査し、反射するレーザ・パルスを分析して固体物体を検出し、また固体物体と霧または降雨とを区別する。
視界の条件に影響される自動ドッキングシステムの別の例は米国特許第6542086号に開示されている。米国特許第6,542,086号のシステムはセンサとしてビデオ・カメラを用いる。
In general, the technology used by the automatic docking system is affected to some extent when visibility is deteriorated due to, for example, fog or rain. The expression “view” may be thought of as the permeability of electromagnetic radiation of an appropriate wavelength in the atmosphere. An example of such a system is disclosed in US Pat. No. 6,563,432. In this case, the system that detects and determines the distance to the aircraft scans the area at the gate with a laser pulse, analyzes the reflected laser pulse to detect solid objects, and also detects solid objects and fog or rain. To distinguish.
Another example of an automatic docking system that is affected by viewing conditions is disclosed in US Pat. No. 6,542,086. The system of US Pat. No. 6,542,086 uses a video camera as a sensor.
かかるシステムの欠点は、空港が開かれて使用できるときでも、全ての気候条件で必ずしもドッキングできないことである。航空機はドッキングシステムが設置されている最も近い場所(一般にゲート)から80−100メートル離れた距離で誘導する必要があり、他方で、空港は視界が80−100メートル以下でも開かれて使用できる。その結果、霧や降雨のために自動ドッキングが不可能な条件では、ドッキングは先導員が手動で行わなければならない。かかる状態での問題は、航空機がゲートに近付いて、霧や降雨が濃いためにドッキングシステムで誘導できないと分かるまでは、手動で先導を行う必要があるかどうかが明らかでないことである。大規模空港ではこれが複数のゲートで同時に起こることがあり、これは想定されていないので空港の運営に混乱が生じ、これに関連してコストがかかりまたは安全性が低下するなどの問題が起こることがある。 The disadvantage of such a system is that it cannot always be docked in all climatic conditions, even when the airport is open and ready for use. The aircraft must be guided 80-100 meters away from the closest location (generally the gate) where the docking system is installed, while the airport can be opened and used even if the field of view is 80-100 meters or less. As a result, in conditions where automatic docking is not possible due to fog or rain, docking must be performed manually by the leader. The problem in such a situation is that it is not clear whether manual guidance is required until the aircraft approaches the gate and finds that the fog and rain are so heavy that it cannot be guided by the docking system. In large airports, this can happen at multiple gates at the same time, and this is not anticipated, causing confusion in the operation of the airport and associated problems such as cost or reduced safety There is.
米国特許第6563432号に開示されているシステムは、航空機を検出し、識別し、ドッキングし、また検出した物体が固体か霧または降雨かを決定するが、自動ドッキングが不可能かどうかは決定しない。 The system disclosed in US Pat. No. 6,563,432 detects, identifies and docks an aircraft and determines whether the detected object is solid, fog or rain, but does not determine whether automatic docking is possible .
一般に、空港での視界の測定は滑走路の近くに設置された視界メータを用いて行う。しかし、既存の視界メータの出力は一般にドッキングシステムでの条件をあまりよく表さない。なぜなら、これは通常はターミナル・ビルの近くのゲートに設置されているからであり、また霧の濃さは通常は空港全体でかなり変わるからである。また、かかる視界メータを各ゲートに設置することは最適な解決方法ではない。このメータの出力はやはりドッキングシステムの性能を支配する条件を表さない。なぜなら、霧は部分的に存在するし、またシステムの動作領域はシステムから約100メートル先に広がる部分だからである。かかる解決方法の別の欠点は、複数の高価な視界メータを設置することによりコストが上昇することである。 In general, visibility at an airport is measured using a visibility meter installed near the runway. However, the output of existing visibility meters generally does not represent the conditions in the docking system very well. This is because it is usually installed at a gate near the terminal building, and the fog density usually varies considerably throughout the airport. Also, installing such a visibility meter at each gate is not an optimal solution. The output of this meter still does not represent the conditions that govern the performance of the docking system. This is because fog is partly present and the operating area of the system extends about 100 meters away from the system. Another disadvantage of such a solution is that the cost is increased by installing a plurality of expensive view meters.
従来技術のシステムは上記の欠点を有するので、航空機ドッキングシステムの分野では、現在の視界条件でこのシステムを用いてドッキングが可能かどうかを決定することができるものが必要になった。
したがって本発明の目的は、ドッキングシステムであって、このシステムの動作領域内の視界条件を決定し、この条件ではこのシステムを用いたドッキングが不可能なときは信号を出す、ドッキングシステムを構成することである。
Because prior art systems have the disadvantages described above, there is a need in the field of aircraft docking systems that can determine whether docking is possible using this system at current viewing conditions.
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a docking system that determines a viewing condition within the operating region of the system, and that provides a signal when docking using the system is not possible under this condition. That is.
この目的を達成するため、本発明の第1の態様では、ドッキング・サイトに設置するよう構成された航空機ドッキングシステムを提供する。このシステムは、電磁放射線信号受信手段を用いてこのシステムと航空機との間の少なくとも距離を決定するよう構成された距離決定手段を含む。距離決定手段は更に、前記信号受信手段が受信した受信機信号の、ドッキング・サイトの視界に関係する少なくとも1つの特性を測定し、前記少なくとも1つの受信機信号特性の前記測定値と或るしきい値とを比較し、この比較に基づいて、このシステムを用いた安全なドッキングが可能なほどドッキング・サイトでの視界が十分良好かどうかを表す信号を出すように構成される。 To achieve this object, a first aspect of the present invention provides an aircraft docking system configured to be installed at a docking site. The system includes distance determining means configured to determine at least the distance between the system and the aircraft using electromagnetic radiation signal receiving means. The distance determining means further measures at least one characteristic of the receiver signal received by the signal receiving means related to the field of view of the docking site, and is a measure of the at least one receiver signal characteristic. It is configured to compare to a threshold and, based on this comparison, provide a signal indicating whether the field of view at the docking site is good enough to allow safe docking using the system.
第2の態様では、本発明はドッキング・サイトに設置された航空機ドッキングシステムを用いて航空機のドッキングを制御する方法を提供する。このシステムは電磁放射線信号受信手段を用いてこのシステムと航空機との間の少なくとも距離を決定するよう構成された距離決定手段を含み、この距離決定手段は、前記信号受信手段が受信した受信機信号の、ドッキング・サイトでの視界に関係する少なくとも1つの特性を測定するステップと、前記少なくとも1つの受信機信号特性の前記測定値と或るしきい値とを比較するステップと、この比較に基づいて、このシステムを用いた安全なドッキングが可能なほどドッキング・サイトでの視界が十分良好かどうかを表す信号を出すステップとを実行する。 In a second aspect, the present invention provides a method for controlling aircraft docking using an aircraft docking system installed at a docking site. The system includes distance determining means configured to determine at least a distance between the system and the aircraft using electromagnetic radiation signal receiving means, the distance determining means being a receiver signal received by the signal receiving means. And measuring at least one characteristic related to visibility at the docking site, comparing the measured value of the at least one receiver signal characteristic with a threshold, and based on the comparison Generating a signal indicating whether the field of view at the docking site is sufficiently good to enable safe docking using the system.
第3の態様では、本発明は、コンピュータ内で実行すると上に述べた方法を実行するソフトウエア命令を含むコンピュータ・プログラムを提供する。
第4の態様では、本発明は空港での運営を制御する航空機ドッキングシステムの使用を提供する。
In a third aspect, the present invention provides a computer program comprising software instructions that when executed in a computer perform the method described above.
In a fourth aspect, the present invention provides for the use of an aircraft docking system that controls operation at an airport.
言い換えると、本発明に係るシステムは、航空機のドッキングの前および/または途中にドッキングシステムの作業領域の視界条件をチェックするよう構成される。このシステムはドッキング・サイトの視界に関係しまたシステムの性能を制限する特性を測定する。測定結果は、その視界条件で安全なドッキングが可能かどうかを決定する決定要因として用いられる。 In other words, the system according to the invention is configured to check the visibility conditions of the work area of the docking system before and / or during the docking of the aircraft. The system measures characteristics that relate to the visibility of the docking site and limit the performance of the system. The measurement result is used as a determinant for determining whether safe docking is possible under the visibility condition.
したがって本発明の利点は、視界が悪くなって安全なドッキングが可能かどうかが不確かになったときに、ドッキング操作を行うことができるかどうかを決定する高い能力を空港の運営者に与えることである。例えば、従来技術のシステムは一般に濃い霧または降雨と、近付く航空機の一部とを区別することができない。言うまでもなく、このような区別する能力がないと危険な状態に陥る可能性がある。他方で、従来技術のシステムはこのような区別能力がないことを考えて、確信が持てないときはドッキングが不可能であるという信号を出すだけである。しかし、これは従来技術のシステムの可用性が本発明に係るシステムの可用性ほど高くないことを意味する。 Thus, the advantage of the present invention is that it provides airport operators with a high ability to determine whether docking operations can be performed when visibility is poor and it is uncertain whether safe docking is possible. is there. For example, prior art systems generally cannot distinguish between dense fog or rain and a portion of an approaching aircraft. Needless to say, this lack of ability to distinguish can lead to a dangerous situation. On the other hand, given the lack of such distinction capabilities, prior art systems only signal that docking is not possible when they are not sure. However, this means that the availability of the prior art system is not as high as the availability of the system according to the invention.
別の利点は、霧または降雨の濃さにより自動ドッキングが不可能どうかを実時間で絶えず決定して、航空管制官に常にこの情報を絶えず与えることができることである。先導が必要であることを予見して航空機が到着したときに先導者を配置につけることができるので、ドッキング遅れによる混乱を防ぐことができる。これにより、例えば、航空機の待ち時間を減らし、到着する航空機を自動ドッキングが可能なゲートおよびターミナルに迅速にかつ効率的に割当てることにより、空港運営を効率的に行うことができる。 Another advantage is that the air controller can be constantly given this information by constantly determining whether automatic docking is not possible due to fog or rain depth. Since it is possible to foresee the necessity of leading, the leading person can be put in place when the aircraft arrives, so that confusion due to docking delay can be prevented. Thus, for example, airport operations can be efficiently performed by reducing aircraft waiting time and quickly and efficiently allocating arriving aircraft to gates and terminals capable of automatic docking.
更に本発明の利点は、上に述べた問題の解決方法を与えることにより、既存のドッキングシステムがドッキング・サイトでの視界条件を表す信号も与えるように適応させることができることである。一般に、これを実現するにはシステム内の制御ソフトウエアのプログラミングを変更するだけでよい。これは、別個の視界システムを設置する場合に比べてコストが非常に下がることを意味する。既存のドッキングシステムのハードウエアを適応させる必要は全くない。なぜなら、ドッキングシステムが動作する波長間隔は視界条件を決定することに関する動作にも適しているからである。 A further advantage of the present invention is that by providing a solution to the above-mentioned problem, existing docking systems can be adapted to also provide signals representative of viewing conditions at the docking site. In general, this only requires changing the programming of the control software in the system. This means that the cost is much lower than when a separate viewing system is installed. There is no need to adapt existing docking system hardware. This is because the wavelength interval at which the docking system operates is also suitable for operations related to determining viewing conditions.
本発明の実施の形態は、電磁放射線の散乱に関する受信機信号特性を測定するように距離決定手段を構成する態様を含む。例えば、距離決定手段はレーザ距離測定(ranging)手段を備えてよく、この場合は距離決定手段はレーザ放射線の散乱を測定するよう構成してよい。または、距離決定手段はレーダ距離測定手段を備えてよく、この場合は、距離決定手段はレーダ放射線の散乱を測定するよう構成してよい。別の実施の形態では、後方散乱された電磁放射線(より正確には後方散乱された放射線のパワー分布)が散乱を示す。 Embodiments of the invention include aspects in which the distance determining means is configured to measure receiver signal characteristics related to the scattering of electromagnetic radiation. For example, the distance determining means may comprise laser distance measuring means, in which case the distance determining means may be configured to measure the scattering of the laser radiation. Alternatively, the distance determining means may comprise radar distance measuring means, in which case the distance determining means may be configured to measure radar radiation scatter. In another embodiment, backscattered electromagnetic radiation (more precisely, the power distribution of the backscattered radiation) indicates scattering.
別の実施の形態は、距離決定手段がドッキング・サイトの2次元画像を与えるよう構成された画像手段を有する信号受信手段を備える態様と、距離決定手段が画像内の少なくとも2つの領域の間のコントラスト差に少なくとも関係する受信機信号の少なくとも1つの特性を測定するよう構成された態様とを含む。これらの画像領域はドッキング・サイトの、好ましくはシステムから同じ距離の予め決められた位置に対応してよい。 Another embodiment is an aspect in which the distance determining means comprises signal receiving means having image means configured to provide a two-dimensional image of the docking site, and the distance determining means is between at least two regions in the image. Configured to measure at least one characteristic of the receiver signal that is at least related to the contrast difference. These image areas may correspond to predetermined locations of the docking site, preferably the same distance from the system.
言い換えると、ドッキングシステムが2次元画像技術を用いるとき、視界条件の尺度は画像内のコントラストである。航空機の位置を決定するのに用いる画像信号を分析して霧または降雨により起こるこの信号の劣化を決定することにより、視界の劣化が、ドッキングが不安全なまたは不可能なレベルを超えたかどうかの良い指標を得ることができる。
画像手段は、可視波長間隔および赤外線波長間隔のどちらかの電磁放射線を検出し、またこれらの両方の波長間隔の電磁放射線を検出するよう構成されてよい。
In other words, when the docking system uses two-dimensional image technology, the measure of visibility condition is the contrast in the image. By analyzing the image signal used to determine the position of the aircraft to determine the degradation of this signal caused by fog or rain, whether the degradation of visibility has exceeded a level where docking is unsafe or impossible A good indicator can be obtained.
The imaging means may be configured to detect electromagnetic radiation in either the visible wavelength interval and the infrared wavelength interval, and to detect electromagnetic radiation in both of these wavelength intervals.
図1は空港の或る状態を上から見た略図を示す。ターミナル101は旅客用ターミナルおよび/または貨物用ターミナルでよく、第1の航空機ドッキングシステム115および第2の航空機ドッキングシステム117を備えるよう構成される。第1のドッキング・サイト103および第2のドッキング・サイト105はそれぞれ各ドッキングシステム115,117のところにある。図1ではドッキング・サイトを点線で示しているが、これらの線は地上の実際の印を表す必要はなく、この説明を読む上での助けにすぎない。
FIG. 1 shows a schematic view of an airport from above.
また、図1は両方のドッキングシステム115,117がターミナル101に連結されているように示しているが、別の構成では、ドッキングシステムはターミナルに直接連結するのではなく、ドッキング・サイトの別の適当な手段に連結してよい。実際のところ、ドッキング・サイトは特定のターミナルに直接関連付けなくてよく、空港の運営上ドッキングが可能な、空港の任意の指定されたサイトに関連してよい。
Also, although FIG. 1 shows both
図1に示す状態は、第1の航空機111が地上のガイド・ライン107に沿って第1のドッキング・サイト103に進入中という状態である。第2の航空機113は第2のドッキング・サイト105にあり、ドッキング操作が正常に行われた後、旅客ブリッジ109を介してターミナル101に接続されている。
第1のドッキング・サイト103の大部分は霧119に覆われている。霧119はドッキング・サイトの大気中、3次元空間に拡がって、第1の航空機111が第1のドッキングシステム115に近付くときの安全なドッキングを妨げる障害になり得るものと考える。
The state shown in FIG. 1 is a state in which the
Most of the
周知のように、霧または降雨が視界に影響するのは、主として入射する電磁放射線が大気中の水滴により散乱されるからである。散乱中に、照射された水滴は入射した電磁放射線の一部をあらゆる方向に再放射する。この場合、水滴は再放射エネルギーの点源として作用する。水滴の大きさと放射線波長との関係に従って、入射した電磁放射線の一部は放射線源に向かって逆向きに散乱する。視界と散乱された電磁放射線との関係は文献に広く記述されている。例えば、「視距離の地上での遠隔検知/視距離ライダ(Ground-based remote sensing of visual range/Visual-range lidar)」、ドイツ技術者協会 VDI 3786、または「弾性ライダの理論、実際、および分析方法(Elastic Lidar: Theory, Practise and analysis methods)」、V.A.Kovalev、W.E.Eichinger、Hoboken、N.J.、Wiley、 2004、を参照していただきたい。 As is well known, fog or rain affects the field of view mainly because incident electromagnetic radiation is scattered by water droplets in the atmosphere. During scattering, the irradiated water droplets re-radiate some of the incident electromagnetic radiation in all directions. In this case, the water droplet acts as a point source of re-radiant energy. According to the relationship between the size of the water droplet and the radiation wavelength, a part of the incident electromagnetic radiation is scattered in the opposite direction toward the radiation source. The relationship between the field of view and scattered electromagnetic radiation is extensively described in the literature. For example, “Ground-based remote sensing of visual range / Visual-range lidar”, German Engineers Association VDI 3786, or “Elastic Rider Theory, Practice, and Analysis” Method (Elastic Lidar: Theory, Practice and analysis methods) ”, V. A. Kovalev, W.M. E. Eichinger, Hoboken, N .; J. et al. , Wiley, 2004.
電磁放射手段(例えば、パルスの放射用の)を用いるドッキングシステムでは、散乱があると検出すべき物体から反射される受信エネルギーの量が減少する。画像手段を用いるドッキングシステムでは、散乱があると用いる画像のコントラストが減少する。 In a docking system using electromagnetic radiation means (eg for pulse radiation), the amount of received energy reflected from the object to be detected is reduced when there is scattering. In a docking system using image means, the contrast of the image used decreases if there is scattering.
次に図2aおよび図2bを参照してドッキングシステム215を説明する。これは電磁放射線を、パルスの放射とこれらのパルスの後方散乱(backscattered)された放射線の受信という形で用いる。ドッキングシステム215は近付く航空機240までの距離を実時間で決定するよう構成され、またドッキングシステム215と近付く航空機240との間にあるドッキング・サイトの視界が、航空機240の安全なドッキングが可能なほど十分良好かどうかを示すよう構成される。
The
図2aのドッキングシステム215は図1に関して上に述べたドッキングシステム115,117のどちらを表してもよく、制御ユニット221、送信機223、および受信機225を備える。送信機223は、制御ユニット221の制御の下に、レーザ放射線の形で電磁放射線パルスを放射するよう構成される(ただし、他の実施の形態は、レーダ・パルスで動作するよう構成された送信機/受信器対を備えてよい)。図2aに略図で示すように、放射線は送信機から送信ビーム方向230の送信ビーム229で放射される。これに対応して、受信機は、これも制御ユニット221の制御の下に、後方散乱された放射線を受信ビーム方向232の受信ビーム231で受信して、後方散乱された放射線を表す信号を制御ユニット221に与えるよう構成される。
The
送信機223および受信機225は、制御ユニット221により制御されるビーム方向装置226を介して、任意の希望する空間方向に向けることができるように構成される。当業者が認識するように、ビーム方向装置226はミラー、ステッパー・モータなどの形で実現してよい。
図1に示すように、ドッキングシステム215は空港ターミナルに配置される更に大きなシステムの一部を形成してよく、また空港スタッフが操作する外部制御システム227にも接続してよい。
As shown in FIG. 1, the
次に、図2のドッキングシステム215が安全なドッキングが可能かどうかの指示を与える動作について説明する。ここで、ドッキングシステム215の距離決定では、送信機223および受信機225を用いてレーザ・パルスまたはレーダ・パルスの形の電磁パルスを放射して受信する。図4の流れ図も参照していただきたい。
Next, an operation in which the
図2bのグラフは、放射ステップ401で、均質の霧に向かってパルスが放射され、受信ステップ403で、後方散乱された放射線を受信器225が受信したときの、システムの距離補正した(range−corrected)受信機信号の代表的なパワー分布Z(r)を、パワー分布P(r)を有する受信機信号の形で示す。次に、計算ステップ405で、視界Vの値を計算する。
計算ステップ405で、距離補正したパワー分布Z(r)を最初はZ(r)=r2*P(r)として計算し、受信信号が長い距離で1/r2だけ低下することを補償する。rは送信機/受信器と反射/散乱する物体との間の距離である。
The graph of FIG. 2b shows the distance-correction of the system when a pulse is emitted towards the homogeneous fog at
In
次に、距離補正した受信信号Z(r)から、例えば、DE19642967に開示されているアルゴリズムを用いてまたはいわゆる漸近近似法を用いて、視界Vを計算する。この方法では、視界Vは次式
で計算することができる。ただし、
c=光速、
r0は送信機と受信機の視野が完全に重なり始める距離、
r1は信号が距離r0での最大値の10%まで落ちた距離、
r2=r1−r0
である。
Ir1の積分時間はt0からt1=t0+Δtまで、またIr2の積分時間はt1からt2=t1+Δtまでであり、t0、t1、t2およびΔtは図2bに定義するようにr0、r1、r2およびΔrに関係する。
Next, the field of view V is calculated from the received signal Z (r) corrected for distance using, for example, an algorithm disclosed in DE196642967 or using a so-called asymptotic approximation method. In this method, the field of view V is
Can be calculated with However,
c = speed of light,
r 0 is the distance at which the fields of view of the transmitter and receiver begin to overlap completely,
r 1 is the distance that the signal falls to 10% of the maximum value at distance r 0 ,
r 2 = r 1 −r 0
It is.
The integration time of I r1 is from t 0 to t 1 = t 0 + Δt, and the integration time of I r2 is from t 1 to t 2 = t 1 + Δt, where t 0 , t 1 , t 2 and Δt are shown in FIG. Is related to r 0 , r 1 , r 2 and Δr.
次に比較ステップ407で、計算された視界Vと或る予め決められたしきい値とを比較して、ドッキングが可能かどうかの指示(すなわち、信号)を与える。しきい値の特定の値は、例えば経験的に決める。視界Vがこのしきい値より大きい場合は、指示ステップ409で、視界が良好なので安全なドッキングが可能であるという指示を与える。しかし視界Vがこのしきい値より小さい場合は、指示ステップ411で、視界が不良なので安全なドッキングが可能でないという指示を与える。
Next, in a
次に図3を参照して、カメラ324の形の画像手段を用いるドッキングシステム315を説明する。前の実施の形態と同様に、ドッキングシステム315は近付く航空機までの距離を実時間で決定するよう構成され、また航空機340の安全なドッキングが可能なほどドッキング・サイトの視界が十分良好かどうかを示すよう構成される。
図3のドッキングシステム315は図1に関して上に述べたドッキングシステム115,117のどちらを表してもよく、図2aの実施の形態に関して上に説明した状態と同様に、カメラ324に接続しまた外部制御システム327に接続する制御ユニット321を備える。
Referring now to FIG. 3, a
The
カメラ324は、ドッキングシステム315から距離dのところにある暗い地点303および明るい地点304で示すコントラスト・テスト物体の画像を記録するよう制御される。当業者が認識するように、テスト物体303、304は任意の予め決められた物体、またはドッキングシステムの視野内のドッキング・サイトにある標識(例えば、描かれたガイド・ライン107の一部)でよい。図3に示す霧305はドッキングシステム315と近付く航空機340の間の大気内に広がっている。
The
次に、安全なドッキングが可能かどうかの指示を与えるための図3のドッキングシステム315の動作について説明する。ここで、制御ユニット321が距離を決定するにはカメラ324を用いて画像を記録する。記録された画像内で、iで表す第1の画素およびjで表す第2の画素は、測定物体の各地点303,304に対応する各現場点PiおよびPjの画像データを含む。図5の流れ図も参照していただきたい。
Next, the operation of the
記録ステップ501で画像を記録した後、計算ステップ503で、カメラから同じ距離にある2つの現場点PiおよびPjに対応するカメラ画像内の2つの画素iおよびjの間のコントラストを計算する。次にこのコントラストを、後で説明するように、低下した視界による性能の劣化の尺度として用いる。
After recording the image at the
カメラ画像内のコントラストは、図3に示すように、大気の粒子による光の散乱により2通りの影響がある。直接送信307は、現場点303,304から見通し線に沿ってカメラ・センサが受ける減衰された放射照度である。大気散乱光(air light)309は、大気の粒子により見通し線内に反射された環境照射311(太陽光、天空光、地上光)の総量である。
As shown in FIG. 3, the contrast in the camera image has two effects due to light scattering by atmospheric particles.
以下の関係があることが分かっている。すなわち、
ただし、
E(i)およびE(j)は2つの画素iおよびjでのそれぞれの輝度、
I∞は環境照射の強さ、
ρは現場点303,304の正規化された放射輝度であって、現場点の反射率、正規化された環境照射スペクトル、およびカメラ324のスペクトル応答の関数、
βはカメラ324の前の大気の後方散乱係数、
dはシステム315と現場点303,304との間の距離、
である。
It is known that there is the following relationship. That is,
However,
E (i) and E (j) are the respective luminances at the two pixels i and j,
I ∞ is the intensity of environmental illumination,
ρ is the normalized radiance of the field points 303, 304 and is a function of the field point reflectivity, the normalized ambient illumination spectrum, and the spectral response of the
β is the backscatter coefficient of the atmosphere in front of the
d is the distance between the
It is.
PiとPjとの間の観測されたコントラストは次のように定義してよい。
これは、散乱係数βおよび霧305が存在する状態での現場点の深さと共にコントラストが指数関数的に劣化することを示す。
2つの画素の輝度Eは測定により得られ、2つの点の間のコントラストC(i,j)は
として計算される。
The observed contrast between P i and P j may be defined as:
This indicates that the contrast degrades exponentially with the scattering coefficient β and the depth of the field point in the presence of
The luminance E of the two pixels is obtained by measurement, and the contrast C (i, j) between the two points is
Is calculated as
次に比較ステップ505で、計算されたコントラストCと或る予め決められたしきい値とを比較して、ドッキングが可能かどうかの指示(すなわち、信号)を与える。しきい値の特定の値は、例えば経験的に決める。コントラストCがこのしきい値より大きい場合は、指示ステップ507で、視界が良好なので安全なドッキングが可能であるという指示を与える。しかしコントラストCがこのしきい値より小さい場合は、指示ステップ509で、視界が不良なので安全なドッキングが可能でないという指示を与える。
Next, in a
本発明について添付の図面を参照して詳細に説明する。
Claims (19)
前記信号受信手段が受信した受信機信号の、前記ドッキング・サイトでの視界に関係する少なくとも1つの特性を測定し、
前記少なくとも1つの受信機信号特性の前記測定値としきい値とを比較し、
前記比較に基づいて、前記システムを用いた安全なドッキングが可能なほど前記ドッキング・サイトでの視界が十分良好かどうかを表す信号を出す、
よう構成された、航空機ドッキングシステム。An aircraft docking system configured to be installed at a docking site, the system comprising distance determining means configured to determine at least a distance between the system and the aircraft using electromagnetic radiation signal receiving means. The distance determining means further includes
Measuring at least one characteristic of the receiver signal received by the signal receiving means relating to the field of view at the docking site;
Comparing the measured value of the at least one receiver signal characteristic with a threshold value;
Based on the comparison, a signal indicating whether the field of view at the docking site is sufficiently good to allow safe docking using the system;
An aircraft docking system configured as follows.
前記信号受信手段が受信した受信機信号の、前記ドッキング・サイトでの視界に関係する少なくとも1つの特性を測定するステップと、
前記少なくとも1つの受信機信号特性の前記測定値としきい値とを比較するステップと、
前記比較に基づいて、前記システムを用いた安全なドッキングが可能なほど前記ドッキング・サイトでの視界が十分良好かどうかを表す信号を出すステップと、
を実行する、航空機のドッキングを制御する方法。A method of controlling aircraft docking using an aircraft docking system installed at a docking site, wherein the system uses electromagnetic radiation signal receiving means to determine at least the distance between the system and the aircraft A distance determining means configured, the distance determining means comprising:
Measuring at least one characteristic of the receiver signal received by the signal receiving means related to the field of view at the docking site;
Comparing the measured value of the at least one receiver signal characteristic with a threshold value;
Based on the comparison, providing a signal indicating whether the view at the docking site is sufficiently good to allow safe docking with the system;
How to control the docking of the aircraft.
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