RU2416822C2 - Improved system for positioning aircraft on parking area - Google Patents
Improved system for positioning aircraft on parking area Download PDFInfo
- Publication number
- RU2416822C2 RU2416822C2 RU2008141711/11A RU2008141711A RU2416822C2 RU 2416822 C2 RU2416822 C2 RU 2416822C2 RU 2008141711/11 A RU2008141711/11 A RU 2008141711/11A RU 2008141711 A RU2008141711 A RU 2008141711A RU 2416822 C2 RU2416822 C2 RU 2416822C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- parking
- distance
- signal
- aircraft
- determining
- Prior art date
Links
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 17
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 9
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000009365 direct transmission Effects 0.000 description 1
- 238000001454 recorded image Methods 0.000 description 1
- 230000008672 reprogramming Effects 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
- G08G5/0073—Surveillance aids
- G08G5/0082—Surveillance aids for monitoring traffic from a ground station
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
- G08G5/06—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC] for control when on the ground
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B64F1/00—Ground or aircraft-carrier-deck installations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B64F1/00—Ground or aircraft-carrier-deck installations
- B64F1/002—Taxiing aids
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
- G08G5/0017—Arrangements for implementing traffic-related aircraft activities, e.g. arrangements for generating, displaying, acquiring or managing traffic information
- G08G5/0026—Arrangements for implementing traffic-related aircraft activities, e.g. arrangements for generating, displaying, acquiring or managing traffic information located on the ground
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к системе постановки воздушного судна на место стоянки, расположенной на месте стоянки, упомянутая система содержит средство определения расстояния, выполненное с возможностью определять, по меньшей мере, расстояние между системой и воздушным судном.The invention relates to a system for placing an aircraft in a parking position located at a parking position, said system comprising a distance determination means configured to determine at least a distance between the system and the aircraft.
Описание предшествующего уровня техникиDescription of the Related Art
В последние годы в аэропортах увеличилась потребность в эффективной работе, и вместе с этим во многих аэропортах возникла потребность заменить ручное управление движением воздушного судна к месту посадки и высадки автоматической системой постановки воздушного судна на место стоянки.In recent years, the need for efficient operation has increased at airports, and at the same time, at many airports there has been a need to replace manual control of the movement of the aircraft to the place of embarkation and disembarkation by an automatic system for placing the aircraft in the parking position.
Автоматические системы постановки на место стоянки обычно основаны на методиках, на которые в большей или меньшей степени влияет ограниченная видимость, например, из-за тумана и осадков. Выражение "видимость" следует понимать как атмосферное пропускание электромагнитного излучения на соответствующей длине волны. Один пример такой системы раскрывается в патенте США № 6563432, в котором система для обнаружения и определения расстояния до воздушного судна сканирует область места посадки и высадки с помощью лазерных импульсов. Отраженные лазерные импульсы анализируются с целью обнаружения твердых объектов, а также отличия твердых объектов от тумана или осадков.Automatic parking systems are usually based on techniques that are more or less affected by limited visibility, for example, due to fog and precipitation. The expression "visibility" should be understood as atmospheric transmission of electromagnetic radiation at the appropriate wavelength. One example of such a system is disclosed in US patent No. 6563432, in which a system for detecting and determining the distance to the aircraft scans the area of the landing and landing using laser pulses. Reflected laser pulses are analyzed to detect solid objects, as well as distinguish solid objects from fog or precipitation.
Другой пример автоматической системы постановки на место стоянки, на которую влияют условия видимости, раскрывается в патенте США № 6542086. Система в патенте США № 6542086 использует видеокамеру в качестве датчика.Another example of an automatic parking position system that is affected by visibility conditions is disclosed in US Pat. No. 6,542,086. The system in US Pat. No. 6,542,086 uses a video camera as a sensor.
Недостаток таких систем состоит в том, что они не всегда делают возможной постановку на место стоянки во всех погодных условиях, во время которых аэропорт открыт для перевозок. Воздушное судно может нуждаться в наведении на расстоянии 80-100 метров от ближайшего местоположения, в котором может быть установлена система постановки на место стоянки, обычно в месте посадки и высадки, в то время как аэропорт может еще быть открыт для перевозок при видимости менее 80-100 метров. В результате этого в условиях, когда автоматическая постановка на место стоянки невозможна из-за тумана или осадков, постановка на место стоянки должна выполняться сигнальщиками вручную. Проблема в такой ситуации состоит в том, что потребность в ручном управлении движением на земле может не являться очевидной, пока воздушное судно не приблизится к месту посадки и высадки, и окажется, что туман или осадки слишком сильны, чтобы система постановки на место стоянки могла дать наведение. В большом аэропорту это может случиться одновременно в нескольких местах посадки и высадки и, поскольку это не запланировано, может вызвать нарушения работы аэропорта и такие связанные проблемы, как дополнительные расходы или уменьшение безопасности.The disadvantage of such systems is that they do not always make it possible to park at all weather conditions during which the airport is open for transportation. The aircraft may need guidance at a distance of 80-100 meters from the nearest location where a parking system can be installed, usually at the boarding and landing site, while the airport may still be open for transportation with visibility less than 80- 100 meters. As a result of this, in conditions when automatic parking position is not possible due to fog or precipitation, parking position must be carried out manually by signalmen. The problem in this situation is that the need for manual control of movement on the ground may not be obvious until the aircraft approaches the landing and disembarkation sites and it turns out that the fog or precipitation is too strong for the parking system to give guidance. At a large airport, this can happen simultaneously at several places of embarkation and disembarkation and, as it is not planned, can cause disruption of the airport and related problems such as additional costs or reduced security.
Хотя система, раскрытая в патенте США № 6563432, обнаруживает, идентифицирует и ставит воздушные судна на стоянку, а также определяет, является ли обнаруженный объект твердым объектом или присутствует туман или осадки, она не определяет, является ли автоматическая постановка на место стоянки возможной или невозможной.Although the system disclosed in US Pat. No. 6,563,432 detects, identifies, and parks aircraft and also determines whether the detected object is a solid object or there is fog or precipitation, it does not determine whether automatic parking is possible or impossible. .
Обычно измерение видимости выполняется в аэропортах при помощи измерителей дальности видимости, расположенных вблизи от взлетно-посадочных полос. Однако выходные данные существующих измерителей дальности видимости обычно не дают полные сведения об условиях возле систем постановки на место стоянки, поскольку они обычно располагаются в местах посадки и высадки в непосредственной близости от зданий терминалов и поскольку плотность тумана обычно значительно варьируется на территории аэропорта. Кроме того, установка такого измерителя дальности видимости в каждом месте посадки и высадки не является оптимальным решением. Выходные данные измерителя по-прежнему не смогут давать полные сведения об условиях, обуславливающих производительность системы постановки на место стоянки, поскольку туман часто присутствует небольшими участками и поскольку рабочая зона для системы представляет собой сектор, простирающийся приблизительно на 100 метров от системы. Другой недостаток такого решения состоит в дополнительных расходах на обеспечение множества дорогих измерителей дальности видимости.Typically, visibility measurements are carried out at airports using visibility meters located close to runways. However, the output from existing visibility meters usually does not provide complete information about the conditions near the parking positioning systems, since they are usually located at the pick-up and drop-off points in the immediate vicinity of the terminal buildings and since the fog density usually varies significantly at the airport. In addition, the installation of such a visibility meter at each landing and disembarkation point is not an optimal solution. The output of the meter will still not be able to provide complete information about the conditions that determine the performance of the parking system, since the fog is often present in small areas and since the working area for the system is a sector that extends about 100 meters from the system. Another disadvantage of this solution is the additional cost of providing many expensive visibility meters.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Следовательно, из изложенного выше описания недостатков, относящихся к системам предшествующего уровня техники, оказывается, что в области техники существует потребность в системе постановки воздушного судна на место стоянки со способностью определять, позволяют ли условия видимости осуществить постановку на место стоянки с помощью системы или нет.Therefore, from the above description of the disadvantages related to systems of the prior art, it turns out that in the technical field there is a need for a system for placing an aircraft in a parking position with the ability to determine whether visibility conditions allow the installation of a aircraft in a parking position using the system or not.
Поэтому задача настоящего изобретения состоит в том, как выполнить систему постановки на место стоянки с возможностью определять условия видимости в пределах ее рабочей области и выдавать сигнал, когда эти условия больше не позволяют осуществлять постановку на место стоянки с помощью системы.Therefore, the objective of the present invention is how to perform a parking position system with the ability to determine visibility conditions within its working area and give a signal when these conditions no longer allow parking position using the system.
Для выполнения этой задачи настоящее изобретение обеспечивает в первой особенности систему постановки воздушного судна на место стоянки, выполненную с возможностью размещения на месте стоянки. Система содержит средство определения расстояния, выполненное с возможностью определять с использованием средства приема сигнала электромагнитного излучения, по меньшей мере, расстояние между системой и воздушным судном. Средство определения расстояния дополнительно выполнено с возможностью измерять, по меньшей мере, одно свойство сигнала приемника, принимаемого упомянутым средством приема сигнала, упомянутое свойство имеет отношение к видимости на месте стоянки, сравнивать упомянутую меру, по меньшей мере, одного свойства сигнала приемника с пороговым значением и в зависимости от упомянутого сравнения выдавать сигнал, указывающий, достаточно ли хороша видимость на месте стоянки для возможности безопасной постановки на место стоянки с помощью системы.To accomplish this task, the present invention provides, in a first feature, a system for staging an aircraft at a parking position, configured to be placed at a parking position. The system comprises distance determining means configured to determine, using the electromagnetic radiation signal receiving means, at least the distance between the system and the aircraft. The distance determining means is further configured to measure at least one property of the receiver signal received by said signal receiving means, said property related to visibility at a parking place, compare said measure of at least one property of the receiver signal with a threshold value, and depending on the comparison, to give a signal indicating whether the visibility at the parking place is good enough to be able to safely put into the parking place using systems s.
Во второй особенности изобретение обеспечивает способ управления постановкой воздушного судна на место стоянки в системе постановки воздушного судна на место стоянки, расположенной на месте стоянки. Система содержит средство определения расстояния, выполненное с возможностью определять с использованием средства приема сигнала электромагнитного излучения, по меньшей мере, расстояние между системой и воздушным судном, и средство определения расстояния выполняет этапы, на которых измеряют, по меньшей мере, одно свойство сигнала приемника, принимаемого упомянутым средством приема сигнала, упомянутое свойство имеет отношение к видимости на месте стоянки, сравнивают упомянутую меру, по меньшей мере, одного свойства сигнала приемника с пороговым значением и в зависимости от упомянутого сравнения выдают сигнал, указывающий, достаточно ли хороша видимость на месте стоянки для возможности безопасной постановки на место стоянки с помощью системы.In a second aspect, the invention provides a method for controlling the positioning of an aircraft in a parking position in a system for staging an aircraft in a parking position located at a parking position. The system comprises a distance determining means configured to determine, using the electromagnetic radiation signal receiving means, at least the distance between the system and the aircraft, and the distance determining means performs the steps of measuring at least one property of the receiver signal received by said signal receiving means, said property related to visibility at a parking place, said measure of at least one property of a receiver signal is compared threshold value and depending on said comparison output a signal indicating whether sufficient good visibility on the parking place to be able to secure the parking place with the system.
В третьей особенности изобретение обеспечивает компьютерную программу, содержащую программные команды, которые при исполнении на компьютере выполняют рассмотренный выше способ.In a third aspect, the invention provides a computer program comprising program instructions that, when executed on a computer, perform the method described above.
В четвертой особенности изобретение обеспечивает использование системы постановки воздушного судна на место стоянки для управления операциями в аэропорту.In a fourth aspect, the invention provides the use of an aircraft parking position system for controlling operations at an airport.
Другими словами, система в соответствии с настоящим изобретением выполнена с возможностью проверять условия видимости рабочей области системы постановки на место стоянки перед и/или во время постановки воздушного судна на место стоянки. Система измеряет характеристики, которые имеют отношение к видимости на месте стоянки и которые ограничивают производительность системы. Результаты измерений используются в качестве определяющего фактора при определении, позволяют ли условия видимости осуществить безопасную постановку на место стоянки или нет.In other words, the system in accordance with the present invention is configured to check visibility conditions of the working area of the parking position system in front of and / or while the aircraft is parked. The system measures characteristics that are relevant to on-site visibility and which limit system performance. The measurement results are used as a determining factor in determining whether the conditions of visibility allow a safe setting to a parking place or not.
Преимущество настоящего изобретения, таким образом, состоит в том, что оно дает оператору аэропорта расширенные возможности определить, возможно ли выполнить операцию постановки на место стоянки, когда видимость понижается до такой степени, что существует неопределенность, возможна ли безопасная постановка на место стоянки или нет. Например, системы предшествующего уровня техники обычно неспособны отличить густой туман или осадки от частей приближающегося воздушного судна. Само собой разумеется, такая нехватка способности различения может привести к опасным ситуациям. С другой стороны, системы предшествующего уровня техники могут быть выполнены с возможностью учитывать такую нехватку способности различения и просто выдавать сигнал о том, что постановка на место стоянки невозможна, когда система испытывает неопределенность. Однако это означает, что пригодность систем предшествующего уровня техники не столь высока, как пригодность системы в соответствии с настоящим изобретением.An advantage of the present invention, therefore, is that it provides the airport operator with enhanced capabilities to determine whether it is possible to perform a parking position operation when visibility is reduced to such an extent that there is uncertainty whether a safe parking position is possible or not. For example, prior art systems are typically unable to distinguish between dense fog or precipitation from parts of an approaching aircraft. Needless to say, such a lack of discrimination ability can lead to dangerous situations. On the other hand, prior art systems can be configured to take into account such a lack of discrimination and simply signal that parking is not possible when the system is uncertain. However, this means that the suitability of prior art systems is not as high as the suitability of a system in accordance with the present invention.
Кроме того, преимущество состоит в том, что возможно в реальном времени и непрерывно определять, делает ли плотность тумана или осадков невозможной автоматическую постановку на место стоянки, и информировать об этом диспетчеров. Потребность в ручном управлении движением на земле может быть предвидена, и, таким образом, сигнальщики могут быть на своем месте, когда прибывает воздушное судно, и можно избежать нарушений в виде задержек постановки на место стоянки. Тем самым достигается эффективная работа аэропорта, что выражается, например, в меньшем количестве времени ожидания воздушного судна и более быстром и, следовательно, более эффективном размещении прибывающего воздушного судна по местам посадки и высадки и терминалам, когда возможна автоматическая постановка на место стоянки.In addition, the advantage is that it is possible in real time and continuously determine whether the density of fog or precipitation makes it impossible to automatically place the parking lot, and inform the dispatchers about it. The need for manual control of movement on the ground can be foreseen, and thus, the signalmen can be in place when the aircraft arrives, and violations in the form of delays in the parking position can be avoided. Thus, the effective operation of the airport is achieved, which is expressed, for example, in a smaller amount of waiting time for the aircraft and faster and, therefore, more efficient placement of the arriving aircraft at the places of embarkation and disembarkation and terminals, when automatic parking is possible.
Еще одно преимущество изобретения состоит в том, что посредством обеспечения рассмотренного выше решения проблем уже существующая система постановки на место стоянки может быть адаптирована для обеспечения сигнала, показывающего условия видимости на месте стоянки. Обычно реализация повлечет за собой только перепрограммирование программного обеспечения управления в системе, что означает большую экономию стоимости по сравнению с ситуацией, в которой была бы необходима отдельная система видимости. Нет необходимости адаптировать какое-либо аппаратное оборудование существующей системы постановки на место стоянки, поскольку диапазон длин волн, в котором работает система постановки на место стоянки, является также подходящим для операции в связи с определением условий видимости.Another advantage of the invention is that by providing the solution to the problems discussed above, an existing parking position system can be adapted to provide a signal showing visibility conditions at the parking position. Typically, an implementation will entail only reprogramming the management software in the system, which means greater cost savings compared to a situation in which a separate visibility system would be needed. It is not necessary to adapt any hardware of the existing parking position system, since the wavelength range in which the parking system operates is also suitable for operation in connection with the determination of visibility conditions.
В вариантах воплощения изобретения средство определения расстояния выполнено с возможностью измерять свойства сигнала приема в отношении рассеивания электромагнитного излучения. Например, средство определения расстояния может содержать средство определения дальности с помощью лазера, и тогда средство определения расстояния может быть выполнено с возможностью измерять рассеивание лазерного излучения.In embodiments of the invention, the distance determination means is configured to measure reception signal properties with respect to electromagnetic radiation scattering. For example, the distance determination means may comprise a laser ranging means, and then the distance means may be configured to measure the dispersion of the laser radiation.
В качестве альтернативы средство определения расстояния может содержать радиолокационное дальномерное средство, и тогда средство определения расстояния может быть выполнено с возможностью измерять рассеивание излучения радиолокатора. В дополнительных вариантах воплощения электромагнитное излучение обратного рассеяния, или более точно распределение мощности излучения обратного рассеяния, указывает рассеяние.Alternatively, the distance determination means may comprise a radar rangefinder, and then the distance determination means may be configured to measure radar radiation dispersion. In further embodiments, electromagnetic backscattering radiation, or more precisely the distribution of backscattering radiation power, indicates scattering.
В дополнительных вариантах воплощения средство определения расстояния содержит средство приема сигнала, содержащее средство формирования изображения, выполненное с возможностью обеспечивать двухмерные изображения места стоянки, причем средство определения расстояния выполнено с возможностью измерять, по меньшей мере, одно свойство сигнала приемника, по меньшей мере, относящееся к различию контрастности, по меньшей мере, между двумя областями в пределах изображения. Эти области изображения могут соответствовать заранее заданным местоположениям на месте стоянки, предпочтительно находящимся на одинаковом расстоянии от системы.In further embodiments, the distance sensing means comprises a signal receiving means comprising imaging means configured to provide two-dimensional images of the parking position, the distance determining means being configured to measure at least one property of the receiver signal, at least related to the difference in contrast, at least between two areas within the image. These image areas may correspond to predetermined parking locations, preferably at the same distance from the system.
Другими словами, когда система постановки на место стоянки использует методику формирования двухмерных изображений, мерой видимости является контрастность изображения. Анализ сигнала изображения, используемого для определения местоположения воздушного судна, и определение ухудшения этого сигнала, вызванного туманом или осадками, обеспечивает хорошую индикацию относительно того, превышает ли ухудшение видимости тот уровень, выше которого постановка на место стоянки является опасной или даже невозможной.In other words, when the parking system uses a two-dimensional imaging technique, the measure of visibility is image contrast. The analysis of the image signal used to determine the location of the aircraft and the deterioration of this signal caused by fog or precipitation provides a good indication as to whether the deterioration of visibility exceeds that level above which parking is dangerous or even impossible.
Средство формирования изображений может быть выполнено с возможностью обнаруживать электромагнитное излучение либо в оптическом диапазоне длин волн, либо в инфракрасном диапазоне длин волн, а также обнаруживать электромагнитное излучение в обоих этих диапазонах длин волн.The imaging tool may be configured to detect electromagnetic radiation either in the optical wavelength range or in the infrared wavelength range, and also to detect electromagnetic radiation in both of these wavelength ranges.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Теперь изобретение будет описано более подробно со ссылкой на приложенные чертежи.The invention will now be described in more detail with reference to the attached drawings.
Фиг.1 схематично иллюстрирует места стоянки, на которых размещены системы постановки на место стоянки в соответствии с изобретением.Figure 1 schematically illustrates parking lots on which parking systems according to the invention are placed.
Фиг.2a схематично иллюстрирует систему постановки на место стоянки в соответствии с первым вариантом воплощения настоящего изобретения.Fig. 2a schematically illustrates a parking position system in accordance with a first embodiment of the present invention.
Фиг.2b является графиком кривой отклика, относящейся к отраженному электромагнитному импульсу в тумане.2b is a graph of a response curve related to a reflected electromagnetic pulse in a fog.
Фиг.3 схематично иллюстрирует систему постановки на место стоянки в соответствии со вторым вариантом воплощения настоящего изобретения.3 schematically illustrates a parking position system in accordance with a second embodiment of the present invention.
Фиг.4 и 5 являются блок-схемами последовательности операций способов в соответствии с изобретением.4 and 5 are flowcharts of the methods of the invention.
Предпочтительные варианты воплощенияPreferred Embodiments
Фиг.1 схематично иллюстрирует вид сверху на ситуацию в аэропорту. Терминал 101, который может являться пассажирским терминалом и/или грузовым терминалом, оборудован первой системой 115 постановки воздушного судна на место стоянки и второй системой 117 постановки воздушного судна на место стоянки. Первое место 103 стоянки и второе место 105 стоянки расположены около каждой из систем 115, 117 постановки на место стоянки соответственно. Хотя места стоянки обозначены на фиг.1 пунктирными линиями, эти линии не должны представлять собой фактическую разметку на поверхности земли, а их следует воспринимать как помощь при прочтении настоящего описания.Figure 1 schematically illustrates a top view of the situation at the airport. The terminal 101, which may be a passenger terminal and / or a cargo terminal, is equipped with a first
Кроме того, хотя фиг.1 показывает, что обе системы 115, 117 постановки на место стоянки присоединены к терминалу 101, альтернативные конфигурации включают в себя такие случаи, когда система постановки на место стоянки непосредственно не присоединена к терминалу, а присоединена к любому другому подходящему средству на месте стоянки. Фактически место стоянки может не быть непосредственно привязано к конкретному терминалу и также может быть привязано к назначенному месту стоянки в любом месте аэропорта, где работа аэропорта предусматривает постановку на место стоянки.In addition, although FIG. 1 shows that both
Ситуация, проиллюстрированная на фиг.1, является такой, в которой первое воздушное судно 111 приближается к первому месту 103 стоянки вдоль направляющей линии 107 на поверхности земли. Второе воздушное судно 113 располагается во втором месте 105 стоянки после выполнения успешной операции постановки на место стоянки и соединено с терминалом 101 через пассажирский мост 109.The situation illustrated in FIG. 1 is one in which a
Первое место 103 стоянки в большой степени покрыто туманом 119. Туман 119 простирается в трех пространственных направлениях в атмосфере на месте стоянки и должен быть распознан как потенциальное препятствие, которое может помешать безопасной постановке на место стоянки первого воздушного судна 111 по мере его приближения к первой системе 115 постановки на место стоянки.The
Как известно, туман или осадки влияют на видимость главным образом тем, что падающее электромагнитное излучение рассеивается капельками в атмосфере. Во время процесса рассеяния светящиеся капельки повторно испускают некоторую часть падающего электромагнитного излучения во всех направлениях. То есть капельки ведут себя как точечные источники повторно испускаемого излучения. Некоторая часть падающего электромагнитного излучения рассеивается обратно к источнику излучения в зависимости от соотношения между размером капельки и длиной волны излучения. Соотношение между видимостью и рассеянным электромагнитным излучением широко описано в литературе, например в статье “Ground-based remote sensing of visual range / Visual-range lidar” ("Наземные дистанционные измерения дальности видимости / оптический лазерный локатор"), Verein Deutscher Ingenieure VDI 3786, или в книге “Elastic Lidar: Theory, practice and analysis methods” ("Гибкий лазерный локатор: теория, практика и способы анализа"), V.A.Kovalev, W.E.Eichinger, Hoboken, N.J., Wiley, 2004.As you know, fog or precipitation affects visibility mainly by the fact that the incident electromagnetic radiation is scattered by droplets in the atmosphere. During the scattering process, the luminous droplets re-emit some of the incident electromagnetic radiation in all directions. That is, droplets behave like point sources of re-emitted radiation. Some of the incident electromagnetic radiation is scattered back to the radiation source, depending on the relationship between the droplet size and the radiation wavelength. The relationship between visibility and scattered electromagnetic radiation is widely described in the literature, for example, in the article “Ground-based remote sensing of visual range / Visual-range lidar”, Verein Deutscher Ingenieure VDI 3786, or in the book “Elastic Lidar: Theory, practice and analysis methods” (VAKovalev, WEEichinger, Hoboken, NJ, Wiley, 2004).
Для систем постановки на место стоянки, полагающихся на средство электромагнитного излучения, например, для испускания импульсов, рассеяние уменьшает количество принимаемой энергии, отражаемой обнаруживаемыми объектами. Для систем постановки на место стоянки, полагающихся на средство формирования изображений, рассеяние вызывает уменьшение контрастности в используемом изображении.For staging systems that rely on electromagnetic radiation, for example, to emit pulses, scattering reduces the amount of energy received reflected by the detected objects. For staging systems that rely on imaging, scattering causes a decrease in contrast in the image used.
С помощью фиг.2a и 2b будет описана система 215 постановки на место стоянки, которая использует электромагнитное излучение в виде испускания импульсов и приема излучения обратного рассеивания этих импульсов. Система 215 постановки на место стоянки выполнена с возможностью определять в реальном времени расстояния до приближающегося воздушного судна 240, а также выполнена с возможностью показывать, достаточно ли хороша видимость на месте стоянки, расположенном между системой 215 постановки на место стоянки и приближающимся воздушным судном 240, для возможности безопасной постановки воздушного судна 240 на место стоянки.2a and 2b, a parking position system 215 that uses electromagnetic radiation in the form of emitting pulses and receiving backscattering radiation of these pulses will be described. The parking position system 215 is configured to determine in real time the distance to the approaching aircraft 240, and is also configured to show whether the visibility at the parking position located between the parking position system 215 and the approaching aircraft 240 is sufficiently good for the possibility of safely placing the aircraft 240 in the parking lot.
Система 215 постановки на место стоянки на фиг.2a, которая может представлять собой любую из систем 115, 117 постановки на место стоянки, рассмотренных выше в связи с фиг.1, содержит блок 221 управления, передатчик 223 и приемник 225. Передатчик 223 выполнен с возможностью под управлением блока 221 управления испускать импульсы электромагнитного излучения в виде лазерного излучения (хотя другие варианты воплощения могут содержать пару передатчик/приемник, которая выполнена с возможностью работать с радиолокационными импульсами). Излучение исходит от передатчика в виде луча 229 передачи вдоль направления 230 луча передачи, как схематично проиллюстрировано на фиг.2a. Соответственно приемник выполнен с возможностью также под управлением блока 221 управления принимать излучение обратного рассеяния в луче 231 приема вдоль направления 232 луча приема и выдавать сигнал, представляющий излучение обратного рассеяния, блоку 221 управления.The parking system 215 in FIG. 2a, which may be any of the
Передатчик 223 и приемник 225 выполнены таким образом, что они через устройство 226 направления луча, управляемое блоком 221 управления, могут быть направлены в любом желаемом пространственном направлении. Как поймет специалист, устройство 226 направления луча может быть реализовано в виде зеркал, шаговых двигателей и т.д.The transmitter 223 and the receiver 225 are configured so that they can be directed in any desired spatial direction through the beam guiding device 226 controlled by the control unit 221. As one skilled in the art understands, the beam guiding device 226 can be implemented as mirrors, stepper motors, etc.
Система 215 постановки на место стоянки, как обозначено на фиг.1, может являться частью большей системы, размещенной в терминале аэропорта, и также может быть соединена с внешней системой 227 управления, управляемой сотрудниками аэропорта.The parking location system 215, as indicated in FIG. 1, can be part of a larger system located in an airport terminal, and can also be connected to an external control system 227 controlled by airport staff.
Далее следует описание, как работает система 221 постановки на место на фиг.2, чтобы обеспечить индикацию относительно того, возможна ли безопасная постановка на место стоянки, в которой при определении расстояния системы 221 постановки на место стоянки используется передатчик 223 и приемник 225 для испускания и приема электромагнитных импульсов в виде либо лазерных импульсов, либо радиолокационных импульсов. Также будет сделана ссылка на блок-схему последовательности операций на фиг.4.The following is a description of how the positioning system 221 in FIG. 2 works to provide an indication as to whether a safe positioning is possible in which a transmitter 223 and a receiver 225 are used to emit and receiving electromagnetic pulses in the form of either laser pulses or radar pulses. Reference will also be made to the flowchart of FIG. 4.
График на фиг.2b показывает типовое распределение Z(r) мощности сигнала приемника системы с поправкой на дальность, когда импульс был испущен на этапе 401 испускания в направлении однородного тумана и излучение обратного рассеяния было принято приемником 225 на этапе 403 приема в виде сигнала приемника, имеющего распределение P(r) мощности. Затем следует этап 405 вычисления, во время которого вычисляется значение для видимости V.The graph in FIG. 2b shows a typical distribution of the range-corrected system receiver signal power Z (r) when the pulse was emitted in
На этапе 405 вычисления распределение Z(r) мощности с поправкой на дальность первоначально вычисляется как Z(r)=r2*P(r) для компенсации ослабления сигнала приемника на больших расстояниях как 1/r2, где r - расстояние между передатчиком/приемником и отражающим/рассеивающим объектом.At
Затем вычисляется видимость V на основе сигнала Z(r) приемника с поправкой на дальность, например, с использованием алгоритма, раскрытого в патенте DE 19642967, или с использованием так называемого способа асимптотического приближения. Согласно этому способу видимость V может быть вычислена посредством выраженияThen, the visibility V is calculated based on the ranging signal Z (r) of the receiver, for example, using the algorithm disclosed in DE 19642967, or using the so-called asymptotic approximation method. According to this method, the visibility of V can be calculated by expressing
где c - скорость света,where c is the speed of light
, ,
, ,
r0 - расстояние, на котором поле обзора передатчика и приемника начинает полностью перекрываться,r 0 is the distance at which the field of view of the transmitter and receiver begins to completely overlap,
r1 - расстояние, на котором сигнал спадает до 10% от максимального значения на расстоянии r0, иr 1 - the distance at which the signal drops to 10% of the maximum value at a distance r 0 , and
r2=r1-r0.r 2 = r 1 -r 0 .
Время интегрирования для Ir1 составляет от t0 до t1=t0+Δt, и время интегрирования для Ir2 составляет от t1 до t2=t1+Δt, где t0, t1, t2 и Δt относятся к r0, r1, r2 и Δr, как определено на фиг.2b.The integration time for I r1 is from t 0 to t 1 = t 0 + Δt, and the integration time for I r2 is from t 1 to t 2 = t 1 + Δt, where t 0 , t 1 , t 2 and Δt refer to r 0 , r 1 , r 2 and Δr, as defined in fig.2b.
Затем на этапе 407 сравнения вычисленная видимость V сравнивается с заранее заданным пороговым значением, чтобы выдать индикацию, т.е. сигнал, возможна ли постановка на место стоянки. Конкретные значения для порога определяются, например, опытным путем. Если видимость V больше порогового значения, на этапе 409 индикации выдается индикация, что видимость является хорошей и возможна безопасная постановка на место стоянки. Если, с другой стороны, видимость V является меньше порогового значения, на этапе 411 индикации выдается индикация, что видимость является плохой и безопасная постановка на место стоянки невозможна.Then, in
Теперь со ссылкой на фиг.3 будет описана система 315 постановки на место стоянки, которая использует средства формирования изображений в виде камеры 324. Как в предыдущем варианте воплощения, система 315 постановки на место стоянки выполнена с возможностью в реальном времени определять расстояния до приближающегося воздушного судна, а также выполнена с возможностью показывать, достаточно ли хороша видимость на месте стоянки для возможности безопасной постановки воздушного судна 340 на место стоянки.Now, with reference to FIG. 3, a
Система 315 постановки на место стоянки на фиг.3, которая может представлять собой любую из систем 115, 117 постановки на место стоянки, рассмотренных выше в связи с фиг.1, содержит блок 321 управления, соединенный с камерой 324 и соединенный с внешней системой 327 управления, аналогично ситуации, обсуждаемой выше в связи с вариантом воплощения на фиг.2a.The
Камерой 324 управляют для записи изображения контрастного тестового объекта, проиллюстрированного темным пятном 303 и ярким пятном 304, расположенного на расстоянии d от системы 315 постановки на место стоянки. Как поймет специалист, тестовый объект 304, 305 может являться любым заранее заданным объектом или разметкой, расположенными на месте стоянки в пределах поля обзора системы постановки на место стоянки, например частью нанесенной направляющей линии 107. Туман 305 проиллюстрирован на фиг.3 как простирающийся в атмосфере между системой 315 постановки на место стоянки и приближающимся воздушным судном 340.A
Далее следует описание, как работает система 315 постановки на место стоянки на фиг.3, чтобы обеспечить индикацию относительно того, возможна ли безопасная постановка на место стоянки, в которой при определении расстояния блока 321 управления используется камера 324 для записи изображений. В записанных изображениях первый пиксель, обозначенный i, и второй пиксель, обозначенный j, содержат данные изображения соответствующей точки Pi и Pj сцены, которые соответствуют пятнам 303, 304 объекта калибровки. Также будет сделана ссылка на блок-схему последовательности операций на фиг.5.The following is a description of how the
После записи изображения на этапе 501 записи на этапе 503 вычисления вычисляется контрастность между двумя пикселями i и j в изображении камеры, соответствующем двум точкам Pi и Pj сцены на одинаковом расстоянии d от камеры. Затем, как будет описано ниже, контрастность используется как мера ухудшения производительности, вызванного пониженной видимостью.After recording the image in the
На контрастность в изображении камеры влияет рассеяние света атмосферными частицами двумя путями, как показано фиг.3. Прямая передача 307 представляет собой ослабленную плотность потока излучения, принимаемого датчиком камеры от точки 303, 304 сцены вдоль линии обзора. Свет 309 воздушного пространства представляет собой общую сумму окружающего освещения 311 (солнечный свет, свечение неба, свет от поверхности земли), отраженного в линию обзора посредством атмосферных частиц.The contrast in the camera image is affected by the scattering of light by atmospheric particles in two ways, as shown in Fig.3.
Известно, что применяются следующие соотношения:It is known that the following relationships apply:
где E(i) и E(j) - яркость в двух пикселях i и j соответственно.where E (i) and E (j) are the brightness in two pixels i and j, respectively.
I∞ - интенсивность окружающего освещения,I ∞ - ambient light intensity,
ρ - нормированная плотность потока излучения точки 303, 304 сцены, являющаяся функцией коэффициента отражения точки сцены, нормированного спектра окружающего освещения и спектральной характеристики камеры 324,ρ is the normalized radiation flux density of the
β - коэффициент обратного рассеяния атмосферы перед камерой 324,β is the coefficient of backscattering of the atmosphere in front of the
d - расстояние между системой 315 и точкой 303, 304 сцены.d is the distance between the
Наблюдаемая контрастность между Pi и Pj может быть определена какThe observed contrast between P i and P j can be defined as
Это показывает, что контрастность ухудшается экспоненциально в зависимости от коэффициента β рассеяния и глубины точек сцены в ситуации, когда присутствует туман 305.This shows that contrast deteriorates exponentially depending on the scattering coefficient β and the depth of the points in the scene in a situation where
Измеряется яркость E двух пикселей и вычисляется контрастность C(i, j) между двумя точками какThe brightness E of two pixels is measured and the contrast C (i, j) between two points is calculated as
Затем на этапе 505 вычисленная контрастность C сравнивается с заранее заданным пороговым значением, чтобы выдать индикацию, т.е. сигнал, возможна ли постановка на место стоянки. Конкретные значения для порога определяются, например, опытным путем. Если контрастность C больше порогового значения, на этапе 507 индикации выдается индикация, что видимость является хорошей и возможна безопасная постановка на место стоянки. Если, с другой стороны, контрастность C меньше порогового значения, на этапе 509 выдается индикация, что видимость является плохой и безопасная постановка на место стоянки невозможна.Then, at
Claims (19)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/SE2006/000354 WO2007108726A1 (en) | 2006-03-21 | 2006-03-21 | Improved aircraft docking system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008141711A RU2008141711A (en) | 2010-04-27 |
RU2416822C2 true RU2416822C2 (en) | 2011-04-20 |
Family
ID=38522693
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008141711/11A RU2416822C2 (en) | 2006-03-21 | 2006-03-21 | Improved system for positioning aircraft on parking area |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2005406A4 (en) |
JP (1) | JP4938838B2 (en) |
KR (1) | KR101127726B1 (en) |
CN (1) | CN101401138B (en) |
BR (1) | BRPI0621467B1 (en) |
CA (1) | CA2646459C (en) |
RU (1) | RU2416822C2 (en) |
WO (1) | WO2007108726A1 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3564133A1 (en) | 2016-03-21 | 2019-11-06 | ADB Safegate Sweden AB | Optimizing range of aircraft docking system |
CN105894500B (en) * | 2016-03-29 | 2018-10-26 | 同济大学 | A kind of visual range detection method based on image procossing |
EP3680689A1 (en) * | 2019-01-11 | 2020-07-15 | ADB Safegate Sweden AB | Airport stand arrangement |
EP4177864A1 (en) | 2021-11-09 | 2023-05-10 | TK Airport Solutions, S.A. | Visual docking guidance system |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02216393A (en) * | 1989-02-15 | 1990-08-29 | Toshiba Tesuko Kk | Aircraft docking guidance device |
JP2667924B2 (en) * | 1990-05-25 | 1997-10-27 | 東芝テスコ 株式会社 | Aircraft docking guidance device |
JPH06199298A (en) * | 1993-01-06 | 1994-07-19 | Nippon Signal Co Ltd:The | Parking position measuring method |
US5675661A (en) * | 1995-10-12 | 1997-10-07 | Northrop Grumman Corporation | Aircraft docking system |
DE19642967C1 (en) * | 1996-10-18 | 1998-06-10 | Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt | Method of automatically determining visibility with light detection and ranging or LIDAR system |
FR2763727B1 (en) | 1997-05-20 | 1999-08-13 | Sagem | METHOD AND SYSTEM FOR GUIDING AN AIRPLANE TOWARDS A BERTH |
JPH11259800A (en) * | 1998-03-12 | 1999-09-24 | Nippon Signal Co Ltd:The | Guiding device for aircraft |
JP2001216600A (en) * | 2000-02-03 | 2001-08-10 | Mitsubishi Electric Corp | Aircraft parking position display device |
US6563432B1 (en) * | 2001-01-12 | 2003-05-13 | Safegate International Ab | Aircraft docking system and method with automatic checking of apron and detection of fog or snow |
US6844924B2 (en) * | 2001-06-29 | 2005-01-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Ladar system for detecting objects |
SE520914E (en) | 2002-06-11 | 2010-05-18 | Fmt Int Trade Ab | Procedure for contactless measurement of distance and position of aircraft at docking, and device for this |
CN1300750C (en) * | 2005-03-07 | 2007-02-14 | 张积洪 | Airplane berth plane type automatic identification and indication system |
JP2005259151A (en) * | 2005-03-18 | 2005-09-22 | Toshiba Corp | Control aircraft guidance system |
-
2006
- 2006-03-21 WO PCT/SE2006/000354 patent/WO2007108726A1/en active Application Filing
- 2006-03-21 EP EP06717039A patent/EP2005406A4/en not_active Ceased
- 2006-03-21 BR BRPI0621467A patent/BRPI0621467B1/en active IP Right Grant
- 2006-03-21 RU RU2008141711/11A patent/RU2416822C2/en active
- 2006-03-21 KR KR1020087019261A patent/KR101127726B1/en active IP Right Grant
- 2006-03-21 CN CN2006800538997A patent/CN101401138B/en active Active
- 2006-03-21 JP JP2009501374A patent/JP4938838B2/en active Active
- 2006-03-21 CA CA2646459A patent/CA2646459C/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009530181A (en) | 2009-08-27 |
JP4938838B2 (en) | 2012-05-23 |
CN101401138B (en) | 2011-04-20 |
BRPI0621467B1 (en) | 2018-07-17 |
RU2008141711A (en) | 2010-04-27 |
EP2005406A1 (en) | 2008-12-24 |
WO2007108726A9 (en) | 2008-09-04 |
KR101127726B1 (en) | 2012-03-23 |
KR20080113194A (en) | 2008-12-29 |
BRPI0621467A2 (en) | 2011-12-13 |
WO2007108726A1 (en) | 2007-09-27 |
CA2646459A1 (en) | 2007-09-27 |
CA2646459C (en) | 2015-12-22 |
CN101401138A (en) | 2009-04-01 |
EP2005406A4 (en) | 2012-08-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9284065B2 (en) | Aircraft docking system | |
Kutila et al. | Automotive LiDAR performance verification in fog and rain | |
CN109298415A (en) | A kind of track and road barricade object detecting method | |
US8781790B2 (en) | Return pulse shape analysis for falling edge object discrimination of aerosol LIDAR | |
JP6517453B1 (en) | Optimization of the range of the aircraft docking system | |
JP7478157B2 (en) | Airport parking equipment | |
CN105022095B (en) | Quick-pass type mobile target radiation inspection method and system | |
US8059024B2 (en) | Inference of turbulence hazard from proximity to radar turbulence measurement | |
US11021159B2 (en) | Road surface condition detection | |
RU2416822C2 (en) | Improved system for positioning aircraft on parking area | |
CN109385939B (en) | Multi-inlet runway scratch-proof system | |
US20230020376A1 (en) | Retro-reflectometer for measuring retro-reflectivity of objects in an outdoor environment | |
US20140061477A1 (en) | Active device for viewing a scene through a diffusing medium, use of said device, and viewing method | |
JP3090114B2 (en) | Laser radar device | |
JP2019133241A (en) | Vehicle detection device and vehicle detection system | |
Withers et al. | Automated train operations (ATO) safety and sensor development [research results] |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |