JPH0727512A

JPH0727512A - 航空機駐機位置検出装置

Info

Publication number: JPH0727512A
Application number: JP17426493A
Authority: JP
Inventors: Koji Nagashima; 孝司長島; Tetsuo Miyoshi; 哲夫三好; Kazuhiko Serizawa; 一彦芹沢; Hisanobu Kato; 寿伸加藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-07-14
Filing date: 1993-07-14
Publication date: 1995-01-27
Anticipated expiration: 2015-05-22
Also published as: JP3044978B2

Abstract

(57)【要約】【目的】駐機スポットに進入してくる航空機を精度良
く検出し、かつ、航空機を操縦しているパイロットに対
して進路及び停止位置にたいする有用な情報を提供する
ことを目的とする。【構成】駐機スポットに進入していくる航空機を撮像
する撮像装置１，２と撮像装置１，２からのビデオ信号
を入力するビデオ入力回路３とビデオ入力回路３が出力
する画像をあらかじめ設定された適切な２値化レベルに
よって２値化する２値化回路５とこの２値化された画像
からタイヤ位置を検出するタイヤ検出回路６と検出され
たタイヤ位置から航空機の位置を検出する位置計算器７
と位置計算器７で計算された位置情報などを表示出力す
る表示装置８とから構成される。【効果】従来は航空機の位置を精度良く検出し、さら
に、パイロットに対し、適切かつ有効な情報を知らせる
手段がなく人間の合図に頼るしか方法がなかった作業に
たいし、機械化することにより省力化が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は空港などにおいて着陸し
た後に駐機スポットへ進入してくる航空機の位置を検出
し、航空機の位置情報や進行すべき方向、停止位置まで
の残距離などを航空機を操縦するパイロットに知らせる
ための航空機駐機位置検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、空港において航空機が着陸した
後、駐機スポットに進入してきた時に、駐機スポット内
の所定の停止位置に停止するためには、一般に航空機を
操縦するパイロットに対してマーシャラと呼ばれる誘導
員が手旗などを用いて航空機の進行すべき方向を教え、
停止する際には、停止するタイミングを知らせている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】最近の航空機は大型化
しており、一般停止すると自力で位置修正するのが極め
て大変であるため、１回の停止操作にて精度よく停止す
ることが重要となっている。しかしながら、これまでは
航空機の位置を精度良く検出し、さらに、パイロットに
対し、適切かつ有効な情報を知らせる手段がなく人間の
合図に頼るしか方法がなかった。一般に空港の特に航空
機が進入してくる駐機スポットは作業環境が劣悪であ
り、またマーシャラを擁しておくための人件費も莫大で
あるという課題があった。

【０００４】本発明は、かかる状況にたいして、航空機
の位置を精度良く検出し、さらに、パイロットに対し、
適切かつ有効な情報を知らせる手段を提供することを目
的としたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、駐機スポット
に進入してくる航空機を撮像する撮像装置と、この撮像
装置からのビデオ信号を入力するビデオ入力回路と、こ
のビデオ入力回路が出力する画像をあらかじめ設定され
た適切な２値化レベルによって２値化する２値化回路
と、この２値化された画像からタイヤ位置を検出するタ
イヤ検出回路と、検出されたタイヤ位置から航空機の位
置を検出する位置計算器と、この位置計算器で計算され
た位置情報などを表示出力する表示装置とを設けたもの
である。

【０００６】

【作用】本発明による航空機駐機位置検出装置は駐機ス
ポットに進入してくる航空機を精度良く検出し、かつ、
航空機を操縦しているパイロットに対して進路及び停止
位置にたいする有用な情報を提供するという作用を行
う。

【０００７】

【実施例】

実施例１．図１は本発明の１実施例を示す概念図、又、
図２は本発明の１実施例を示すブロック図である。図１
に示すように本発明よりなる航空機駐機位置検出装置
（以下本装置と称す。）は駐機位置に入場してくる航空
機Ｔに正対する壁などに取り付けられたレンズ１の付い
た高精細カメラ２とビデオ入力回路などを内蔵した表示
装置８とからなっている。図２は図１の概念図に示す本
装置の構成を詳しく説明したブロック図である。図にお
いて、１はレンズ、２は高精細カメラ、３はビデオ入力
回路、４は差分回路、５は２値化回路、６はタイヤ検出
回路、７は位置検出器、８は表示装置、９は照度検出
器、１０は絞り調節機構、１１は画像記憶装置、１２は
リファレンスパターン、１３は本装置の動作を制御する
制御回路である。本発明による本装置は駐機位置に向か
って入場してきた航空機Ｔをレンズ１によってとらえ、
高精細カメラ２によって撮像する。航空機を撮像するた
めの手段として近年では光学レンズとカメラを使用する
ことが一般的となっているがこの部分については航空機
の像を画像として捉える撮像装置であればなんでもよ
い。また、本実施例では精度をあげるために水平１５０
０画素、垂直７５０画素の高精細カメラを使用したが精
度をさほど必要としなければ通常のＩＴＶカメラでもよ
い。高精細カメラ２により撮像された画像はビデオ入力
回路３により入力され、デジタライズされる。デジタラ
イズされた画像は画像記憶装置１１にあらかじめ記憶さ
れているリファレンス画像と差分回路４によって差分が
とられ、２値化回路５により２値化される。本実施例で
は２値化の質を向上するために差分回路を使用している
が、駐機スポットの明るさがさほど変化しない場合は必
ずしも差分回路を必要としない。２値化回路５により２
値化された２値画像から、リファレンスパターン１２を
用いて、タイヤ検出回路６によりタイヤの位置を検出す
る。検出されたタイヤ位置より位置検出器７は航空機の
位置を計算し、表示装置８により航空機位置を表示出力
する。本実施例では航空機の停止位置までの残距離と航
空機の進入誘導線との位置関係を示すようにした。ビデ
オ入力回路３によりデジタライズされた画像は差分回路
４に入力されるとともに照度検出器９にも入力され、検
出された照度情報は絞り調整機構１０に入力され、レン
ズ１の絞りを最適に調節する。本実施例では２値化の質
を向上するために照度検出器９と絞り調整機構１０とを
使用しているが、駐機スポットの明るさがさほど変化し
ない場合は必ずしも照度検出器９と絞り調整機構１０と
は必要としない。

【０００８】高精細カメラ２は水平１５００画素、垂直
７５０画素と解像度が高く設計されており、カメラを９
０゜回転させて撮像することにより遠方に位置する航空
機を一つのカメラでかつ精度を落とさずに撮像できるよ
うになっている。特に航空機が停止する位置での検出精
度を３０ｃｍ以下に抑えるためには水平１５００画素が
必要である。制御回路１３は航空機が駐機位置に向かっ
て入場してくる直前の航空機のいない駐機上の画像を画
像記憶装置１１にリファレンス画像として記憶させるよ
うになっており、差分回路４によって差分がとられた後
の差分画像は図３に示すように主に航空機のみが抽出さ
れた画像となっている。この差分画像に対し２値化回路
５にてあらかじめ設定された適正な固定２値レベルによ
って２値化し、主に航空機のみが抽出された画像からさ
らにタイヤ等の暗い部分を取り出す。一般に、空港の地
面は明るい色の舗装がなされていることが多く、また夜
間は照明されているため航空機のみが抽出された差分画
像のタイヤ部分はほとんどの場合、暗い画像として抽出
される。したがって暗い部分のみを抽出するような固定
２値レベルによって２値化すれば容易にタイヤ部のみが
切り出された２値化画像を得ることが可能である。タイ
ヤ検出回路６はこの２値画像に対してリファレンスパタ
ーン１２との相関が最も高い位置をタイヤ位置として検
出する。本実施例では２値化回路５にて得られた２値画
像に対してリファレンスパターン１２を重ねたときにリ
ファレンスパターン１２と最も白黒の一致度の高い位置
をタイヤ位置として検出した。リファレンスパターン１
２としては例えば図３に示すようなパターンを用いるこ
とにより高い検出精度が得られることがフィールドテス
トによって分かった。リファレンスパターン１２を用い
てタイヤ検出を実施した一例を図４に示す。図４におい
てＡ部はタイヤ部である。この場合タイヤ部はリファレ
ンスパターンよりやや小さいものの、図４（ａ）で示す
リファレンスパターンと図４（ｂ）のように重なったと
きにリファレンスパターンとタイヤ部の白黒が最も一致
する。図４の中で斜線部は白黒が一致しなかった部分で
ある。これに対し、図４（ｂ）のＢ部では図４（ａ）で
示すリファレンスパターンと図４（ｂ）のように重なっ
たときにリファレンスパターンと白黒が最も一致するも
のの白黒が一致しなかった斜線部の割合がタイヤ部に比
べて多い。さて、航空機の進行方向は障害物がなく、か
つ、パイロットが操縦しやすいように昼夜間共、常に一
定以上の照度が確保されているため、タイヤの前方は明
るく、タイヤと誤認識されるような暗い部分が少ない。
フィールドテストの結果、タイヤ検出回路６をタイヤの
前方からタイヤに向かってリファレンスパターン１２と
高い相関を示す部分を見つけるような検出ロジックとす
ることによって、タイヤの検出率が非常に向上すること
がわかった。タイヤ検出回路６が検出したタイヤ位置と
高精細カメラの位置とは図５に示す関係があり、位置検
出器７は下式を用いて航空機の位置を計算する。Ｄ＝ｈ・ｔａｎ（θ₁ ＋θ₂ ）ｈ：カメラの高さ θ₁ ：カメラの俯角＝ａｒｃｔａｎ（１／ｈ） θ₂ ：カメラ中心からのタイヤズレ角

【０００９】実施例２．さて、差分画像を２値化するた
めに与える２値化レベルについては上記の実施例のよう
に単純な固定値でも良いが、さらに２値画像の質を高め
るためさまざまな工夫が可能である。図６は２値画像の
質を高めるために最小値検出回路１４を設けた例であ
る。この実施例では差分回路４によって差分がとられた
後の差分画像から最小値を検出し、この最小値を基準と
してあらかじめ設定された一定の値を加算した値を２値
化レベルとして使用している。通常、差分画像のなかで
タイヤ部は最も暗く、濃淡の最小値を与えるため、本実
施例のような方法で天候の差や、時刻の差によって画像
全体の明るさが変わっても安定してタイヤ部のみを他の
部分と区別して簡単に２値化することができる。図７は
本実施例の差分画像の一例である。図７に示すようにタ
イヤ部が最も暗くこの画面の中での最小値を与えてい
る。本実施例では最小値を基準として画像の階調のダイ
ナミックレンジの１０％の値を加算した値を２値化レベ
ルとして使用することによって安定してタイヤ部のみを
他の部分と区別して２値化することができた。

【００１０】実施例３．図８は２値画像の質を高めるた
めに度数分布演算回路１５を設けた例である。この実施
例では差分回路４によって差分がとられた後の差分画像
図９（ａ）から図９（ｂ）に示すように各濃度レベル毎
の度数分布を計算し、この度数分布の濃度レベルの最も
暗い方からの最初の極小値を２値化レベルとして使用し
ている。通常、差分画像のなかでタイヤ部は最も暗く、
本実施例のような方法でタイヤ部のみを他の部分と区別
して２値化することが簡単に実施できる。

【００１１】実施例４．図１０は２値画像の質を高める
ために照度計算回路１６を設けた例である。この実施例
では差分回路４によって差分がとられた後の差分画像か
ら画像全体の平均照度を求め、この平均照度に対し、あ
らかじめ設定された値を加算し２値化レベルとして使用
している。例えば図１１に示すように、通常、晴天の昼
間のように背景全体が明るい場合はタイヤ部も明るく、
また曇天の夕暮れのように背景全体が暗い場合はタイヤ
部も暗いため、画像全体の平均照度を求めこの平均照度
にたいし、あらかじめ設定された値を加算した２値化レ
ベルを用いることによってタイヤ部のみを他の部分と区
別して２値化することが簡単に実施できる。なお、図１
１（ａ）（ｂ）背景全体が暗い場合の差分画像と度数分
布を、図１１（ｃ）（ｄ）は背景全体が明るい場合の差
分画像と度数分布を示す。

【００１２】実施例５．図１２はタイヤ部の検出のため
に写影回路１７を設けた例である。この実施例では、２
値化回路５にて２値化された２値画像に対して写影回路
１７にて水平方向又は垂直方向あるいはその両方の写影
を求め、この写影情報をタイヤ検出回路６に与えてい
る。図１３はこの実施例で求めた写影の例である。この
実施例では、２値化回路５にてあらかじめ設定された適
当な２値化レベルにて２値化された２値画像のうちタイ
ヤ部に特徴的なパターン、すなわち、水平方向の写影に
おいては同程度の山が二つあらわれ、垂直方向において
は山が一つだけあらわれるパターンを検出してタイヤ部
とみなしている。

【００１３】

【発明の効果】以上のように本発明によって昼夜天候を
問わず、非常に高い精度で航空機の位置検出を簡単な設
備によって実施することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の概念を示す図である。

【図２】本発明の実施例１を示す構成図である。

【図３】本発明の実施例１によるリファレンスパターン
を示す図である。

【図４】本発明の実施例１によるリファレンスパターン
を用いてタイヤ検出を実施した一例を示す図である。

【図５】本発明の実施例１によるタイヤ位置と高精細カ
メラの位置関係を示す図である。

【図６】本発明の実施例２を示す図である。

【図７】本発明の実施例２による差分画像を示す図であ
る。

【図８】本発明の実施例３を示す図である。

【図９】本発明の実施例３による差分画像と度数分布を
示す図である。

【図１０】本発明の実施例４を示す図である。

【図１１】本発明の実施例４による差分画像と度数分布
を示す図である。

【図１２】本発明の実施例５を示す図である。

【図１３】本発明の実施例５による写影を示す図であ
る。

【符号の説明】

１レンズ２高精細カメラ３ビデオ入力回路４差分回路５２値化回路６タイヤ検出回路７位置計算器８表示装置９照度検出器１０絞り調整機構１１画像記憶装置１２リファレンスパターン１３制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者加藤寿伸鎌倉市上町屋325番地三菱電機株式会社鎌倉製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空港等において着陸後に駐機スポットへ
進入してくる航空機を撮像するための撮像装置と、前記
撮像装置から出力されるビデオ信号を入力するビデオ入
力回路と、前記ビデオ入力回路からの出力信号を２値化
する２値化回路と、前記２値化回路から前記航空機のタ
イヤを検出するタイヤ検出回路と、前記タイヤ検出回路
が検出したタイヤ位置から航空機の位置を計算する位置
計算器と、前記位置計算器が計算した航空機の位置情報
を入力し、前記航空機を操縦するパイロットに対して駐
機スポット内の所定の停止位置へ前記航空機が到達する
ための情報を提供するための表示装置とを具備した航空
機駐機位置検出装置。
【請求項２】ビデオ入力回路の出力信号から駐機スポ
ットの照度を検出する照度検出器と前記照度検出器が検
出した照度から撮像装置の出力信号の大きさを制御する
制御回路とを有することを特徴する請求項１記載の航空
機駐機位置検出装置。
【請求項３】航空機のいない駐機スポットの画像を記
憶する画像記憶装置と、前記画像記憶装置に記憶された
画像とビデオ入力回路の出力との差分を取るための差分
回路を２値化回路の前段に有することを特徴とする請求
項１記載の航空機駐機位置検出装置。
【請求項４】航空機のタイヤのリファレンスパターン
を保有し、タイヤ検出回路が前記リファレンスパターン
との相関の最も高いものを航空機のタイヤとして検出す
ることを特徴とする請求項１記載の航空機駐機検出装
置。
【請求項５】２値化回路に入力される画像の内最も暗
い部分の画像の値を検出する最小値検出回路を有し、前
記最小値検出回路が検出した最小値に一定の値を加算し
た値を２値化回路の２値化レベルとして使用することを
特徴とする請求項１〜４いずれか記載の航空機駐機位置
検出装置。
【請求項６】２値化回路に入力される画像の画素毎の
濃淡レベルの度数分布を計算する度数分布計算回路を有
し、前記度数分布の濃度レベルの最も暗い方からの最初
の極小値を２値化回路の２値化レベルとして使用するこ
とを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の航空機駐機
位置検出装置。
【請求項７】差分回路の差分画像から画像全体の平均
照度を求める照度計算回路を有し、上記平均照度に予め
設定された値を加算した値を２値化回路の２値化レベル
として使用することを特徴とする請求項１〜４いずれか
記載の航空機駐機位置検出装置。
【請求項８】２値化回路の出力画像から水平、垂直、
あるいはその両方の写影を検出する写影検出回路を有
し、タイヤ検出回路が前記写影検出回路が検出した写影
から所定のパターンを検出することによってタイヤ位置
を検出することを特徴とする請求項１〜３いずれか記載
の航空機駐機位置検出装置。