WO2017119545A1 - 2d 레이저 센서와 모터를 구비하는 스캐너를 이용하여 항공기를 주기장에 안전하게 유도하는 방법 - Google Patents

2d 레이저 센서와 모터를 구비하는 스캐너를 이용하여 항공기를 주기장에 안전하게 유도하는 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2017119545A1
WO2017119545A1 PCT/KR2016/002440 KR2016002440W WO2017119545A1 WO 2017119545 A1 WO2017119545 A1 WO 2017119545A1 KR 2016002440 W KR2016002440 W KR 2016002440W WO 2017119545 A1 WO2017119545 A1 WO 2017119545A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
aircraft
scanner
motor
laser sensor
point
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/002440
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이용안
백승기
김해동
이진근
김영만
김동철
Original Assignee
(주)안세기술
인천국제공항공사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)안세기술, 인천국제공항공사 filed Critical (주)안세기술
Publication of WO2017119545A1 publication Critical patent/WO2017119545A1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • 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
    • B64F1/22—Ground or aircraft-carrier-deck installations for handling aircraft

Definitions

  • the present invention relates to a method of safely guiding an aircraft to a main field using a scanner having a 2D laser sensor and a motor, and more particularly, to an improved visual period induction system according to the automatic aircraft guidance system and method (A-VDGS).
  • A-VDGS automatic aircraft guidance system and method
  • Advanced-VDGS uses a scanner equipped with a 2D laser sensor and a motor to display the actual aircraft's position with a Pilot Display Unit (PDU) and to automatically guide the aircraft by real-time guidance to the station stop position.
  • PDU Pilot Display Unit
  • the aircraft When the aircraft is identified in the range of 80m ⁇ 120m in the main length of more than 10m and less than 120m in length, and the aircraft type is determined, it is possible to determine the remaining distance, movement direction and left and right deviations in the PDU in real time so that the aircraft does not leave the center line of the main length. Guides the aircraft safely to the main track by indicating the Relates to a method of obtaining a horizontal image of the profile of the aircraft to find the characteristic points of the aircraft to determine the type and through an algorithm to safely derive the aircraft the aircraft safely guided to the parking position to a stop position by using the gate Concourse.
  • the aircraft Once the aircraft lands on the runway at the destination airport, it will exit the runway, approach the mooring via the taxiway, and attach it to the designated boarding bridge.
  • the aircraft pilot in order to guide the aircraft landing on the runway of the international and domestic airports to the correct position, the aircraft pilot (marshaller) to the aircraft pilot through the hand signal using the paddle (paddle) Guide the aircraft to the cycle location, indicating direction, speed, and stop position.
  • the aircraft guider carries the paddle in both hands and guides the aircraft to the designated position by hand signal.As a large aircraft of the aircraft, it is impossible to see the entrance of the aircraft alone. Wing guide guides are placed to the left and right of the wing, one to the side of the line where the front wheel should stop, and the other to guide the aircraft by standing on the guide on the front of the aircraft.
  • VDGS electronic aircraft visual docking guidance system
  • Korean Patent No. 10-346556 Aircraft Period Position Instruction System
  • a CCD camera an image display unit, an image processing unit, and a display unit, and enters a mooring station from an aircraft mooring station to a CCD camera.
  • an aircraft visual period induction system for acquiring a two-dimensional image of an aircraft, processing the image to extract an outline of the aircraft, and displaying calculation results such as the type, distance, and lateral deviation of the aircraft.
  • the aircraft periodic position indication system uses the CCD camera to acquire the image of the aircraft, and then uses the aircraft database (DB), which is built up the image of the aircraft obtained through the image processing, to perform the distance and angle change processing. It compares real images, finds matching data, determines the type of aircraft, calculates the current distance and angle of the aircraft by using triangulation, and accurately guides the aircraft to the periodic position.
  • DB aircraft database
  • VDGS Visual Docking Guidance System
  • Conventional aircraft guidance system using a video camera is obtained by acquiring the image of the aircraft, extract the contour of the aircraft from the aircraft type and shape of the aircraft, and operates in a manner of inducing the aircraft position
  • the method of inducing by using a video camera has a disadvantage in that an image obtained in bad weather with heavy fog, snow, rain, etc. is poor, and lighting is required to acquire an image at night, and a discrimination error occurs. There was a flaw.
  • A-VDGS Advanced-VDGS
  • Prior art 1 related to the present invention has disclosed a 'pilot pilot indicator wireless control system and method for aircraft navigation, and can remotely and wirelessly control the pilot display unit for aircraft navigation. Provides a 'wireless control system and method of pilot guidance indicator' that can be.
  • Prior art 1 is a system for controlling a pilot guide indicator for guiding an aircraft to a periodic position, the system comprising: a central operating system for granting control authority to control the pilot guide indicator; A model determination unit that determines a model and a current position of the guidance aircraft; An automatic periodic guide system for controlling the pilot guide indicator based on a model and a current position of the aircraft determined by the model determination unit; And a manual remote controller for controlling the pilot guide indicator based on the current position of the aircraft determined by the model determination unit.
  • Related art 2 discloses an aircraft aircraft type discrimination and periodic guidance system and method, which instantaneously scans an aircraft in low speed movement with a laser to capture three-dimensional point cloud image data at an arbitrary gaze angle. And then extract the plan and front view image of the aircraft using 3-D modeling geometric spatial change technique, and collect the image in advance and save the image information of the existing aircraft model stored in the model data memory.
  • Related art 3 discloses an aircraft aircraft type identification and aircraft self positioning system using a laser scanner, and after obtaining the aircraft shape in three-dimensional coordinates using a three-dimensional laser scanner, the left and right lengths of the aircraft body (Dx). And by comparing the previously built aircraft database by obtaining the up-down length (Dy), the height from the ground to the center of the aircraft body (h), and the length of one wing (Dw), the aircraft can be accurately cycled to the cycle position.
  • Dx the up-down length
  • h height from the ground to the center of the aircraft body
  • Dw length of one wing
  • Prior art 3 represents a laser scanner capable of scanning the size of an airplane horizontally and vertically using one or two lasers, data acquisition means for acquiring the distance and angle data received by the laser scanner, and expressed as distance and angle.
  • Coordinate conversion means for converting the polar coordinate system into a rectangular coordinate system so as to know the size of the aircraft, and the aircraft model of the received data by comparing the aircraft model database to determine the aircraft model and the aircraft model received from the flight information management system interface
  • the output data means sends the information output from the data output of the model discrimination algorithm processing means to the improved A-VDGS remote monitoring system through a communication line, and the data output of the model discrimination algorithm processing means is directed to the pilot.
  • the display is transmitted to the outdoor display unit, and a color LED monitor is installed at the bottom of the pilot guide so that the pilot of the aircraft can easily see his aircraft position.
  • An object of the present invention for solving the problems of the prior art is to use a scanner equipped with a 2D laser sensor and a motor in an advanced visual period guidance system (A-VDGS: Advanced-VDGS) according to an aircraft autonomous guidance system and method.
  • A-VDGS Advanced-VDGS
  • Pilot Display Unit displays the actual position of the aircraft and automatically guides the aircraft by real-time guidance to the stop of the main station, and in an area of up to 80 m to 120 m in a main station with a length of 10 m to 120 m
  • the aircraft is guided safely to the main station by displaying indications of the remaining distance, direction of movement and left and right deviations in the main station PDU in real time so that the aircraft does not leave the center line of the main station.
  • a method for safely guiding an aircraft to a main field using a scanner having a 2D laser sensor and a motor includes a scanner and a pilot display unit (PDU) including a motor and a laser sensor.
  • PDU pilot display unit
  • A-VDGS advanced visual cycle guidance system
  • the laser sensor acquires a horizontal profile image of the aircraft by a laser scan method by varying the angle by vertical movement of the laser sensor, and collecting point group data of the horizontal profile image of the aircraft using the scanner data;
  • the plane position of the aircraft is measured by overlapping the horizontal profile image of the aircraft collected by varying the angle of the laser sensor and an image viewed at a different angle, and collected by extracting aircraft point group image information, aircraft core information, and aircraft engine information.
  • Analyzing point cloud data Searching for an aircraft by comparing aircraft reference information, retrieved aircraft core information, and aircraft engine information; Start the aircraft cycle guidance to check the aircraft's core position, compare the reference point input from the A-VDGS equipment with the actual centerline and the scanner's centerline to display the actual aircraft's position with a pilot guidance indicator (PDU), After reading the reference point input from the A-VDGS equipment rather than the front centerline of the scanner as the actual centerline, the aircraft is automatically guided by real-time guidance to the stationary stop position, the model of the aircraft is determined in the cyclefield, and the model of the aircraft is determined.
  • PDU pilot guidance indicator
  • Adjusting the scanner center position according to the distance between the scanner and the aircraft by checking an aircraft remaining distance so that the aircraft does not leave the center line of the main field; And checking the aircraft remaining distance to display the aircraft remaining distance on the pilot guide indicator (PDU), to safely guide the aircraft indicating the direction of movement to the main station stop position, and to confirm the aircraft stop position at the main station stop point. Displaying the pilot guide indicator (PDU) to complete the aircraft cycle guidance.
  • the reference point input from the A-VDGS equipment is characterized in that it reads and guides the actual center line.
  • the method includes an E-STOP processor when an error occurs during an error in the center line position comparison, PDU display confirmation, aircraft remaining distance check and PDU display confirmation, stop position check and PDU display confirmation, when the aircraft is overspeed or in a direction, or when the vehicle stops unexpectedly. Operatively, displaying the error situation on a pilot guidance indicator (PDU).
  • PDU pilot guidance indicator
  • the model of the aircraft using the scanner is the distance from the aircraft core to the center point connecting the engine and the distance between both engines, and the starting point of the engine from the distance to the engine is the distance between the engines based on the center of the detected engine. It characterized in that to use.
  • Aircraft discrimination range is characterized in that the range from 80m to 120m away from the scanner.
  • the method determines a core by setting a rectangular area from the front part of the core to the rear part in order to detect the aircraft core part, and sets data of only that part, and detects the aircraft core part with the first detected core. If there are more than 20 pointers of adjacent cores, it is regarded as a core of point group data, and a smaller group is excluded.
  • the method uses a predetermined information of the aircraft to set a discriminant area of a rectangle in a portion corresponding to the engine, group the point groups detected in the area, and obtain the midpoints of the point groups. It is characterized by obtaining the emphasis.
  • the method involves holding the first center point at the stop line to pick up the center line from the stop line to guide when the aircraft is retrieved, checked and guided, and selecting the center line point at least 20 m from the first stop point and connecting the two points. And the center point is extended, and the set center line should be within 15 degrees of left and right with respect to the center line to identify the aircraft, and the aircraft should be positioned within 5 degrees of left and right when guiding the aircraft in the main field. It collects the point group data, including the indication of the indication through the pilot guide indicator (PDU) so as not to deviate from the center line set the core position of the aircraft.
  • PDU pilot guide indicator
  • the method is characterized in that the position tracking program of the scanner can be tracked without missing the aircraft by automatically adjusting the horizontal center position of the scanner according to the distance of the core position of the aircraft when guiding the aircraft through the set center line. .
  • a linear interpolation application secondary algorithm (Fig. 1c) is applied to remove floor noise so that noise data other than the aircraft information is not detected, and any point of the floor using a laser is applied.
  • n point group data is acquired, each vertical height h is obtained using the acquired point group data, and the ground cutting position is determined using the average value h obtained by the sum operation of h.
  • a method of safely inducing an aircraft to a main field using a scanner having a 2D laser sensor and a motor is an improved visual period induction system according to the automatic aircraft guidance system and method
  • A-VDGS Advanced- VDGS
  • PDU Pilot Display Unit
  • E-STOP etc. in case of unexpected error (speed, departure, low speed, etc.).
  • Figure 1a is a linear interpolation (linear interpolation)
  • Figure 1b is a linear interpolation application primary
  • Figure 1c is a linear interpolation application secondary algorithm used in the present invention, a diagram illustrating the application of the interpolation algorithm for removing unnecessary data below the cutoff baseline to be.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a method for setting a center line of an aircraft for guiding an aircraft by setting a virtual center line using a scanner system including a 2D laser scanner and a motor.
  • FIG 3 is a view showing a method of the scanner to check the inclination of the bottom surface of the main field when entering the aircraft.
  • Figure 4a is a view that the aircraft is equipped with the engine on the left and right wing of the aircraft enters the center point in the main field.
  • 4B is a critical point area setting method for identifying an aircraft using a distance center point between both engines and a distance from the center point to the aircraft core.
  • 5 is a diagram illustrating a scanner angle setting for each distance.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a scanner for real-time image collection consisting of a motor and a 2D laser sensor mounted on the bottom of the A-VDGS equipment.
  • A-VDGS equipment is a PDU pilot cycle guidance system (A-VDGS equipment).
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of safely guiding an aircraft to a main field using a scanner having a 2D laser sensor and a motor according to the present invention.
  • the method of safely guiding an aircraft to a main field using a scanner equipped with a 2D laser sensor and a motor of the present invention is performed in 2D in an improved visual period induction system (A-VDGS: Advanced-VDGS) according to the aircraft autonomous guidance system and method.
  • A-VDGS improved visual period induction system
  • a scanner equipped with a laser sensor and a motor a horizontal scanning image of the aircraft is obtained by laser scanning to find the aircraft's feature points, to determine the aircraft type, and to provide an algorithm to safely guide the aircraft to the gate stop position of the boarding gate.
  • PDU Pilot Display Unit
  • the aircraft will not leave the center line of the main field. It provides a way to safely guide aircraft to the main track, indicating the distance and direction of movement to the main track PDU in real time.
  • a scanner including a laser sensor and a motor in the A-VDGS equipment
  • the horizontal profile image of the aircraft is acquired by laser scanning to find the aircraft's feature points, determine the model, and guide the aircraft safely to the gate stop position of the boarding gate.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a method for setting a center line of an aircraft for guiding an aircraft by setting a virtual center line using a scanner system including a 2D laser scanner and a motor.
  • FIG 3 is a view showing a method of the scanner to check the inclination of the bottom surface of the main field when entering the aircraft.
  • Figure 4a is a view that the aircraft is equipped with the engine on the left and right wing of the aircraft enters the center point in the main field.
  • Figure 4b is a method of establishing a critical point area for determining the aircraft using the distance center point between the two engines and the distance between the center point and the aircraft core.
  • 5 is a diagram illustrating a scanner angle setting for each distance.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a scanner 120 device including a motor 122 and a 2D laser sensor 121 mounted at a lower portion of the A-VDGS device.
  • the device used to scan an aircraft entering the airport's main field uses a scanner 120 device that combines a 2D laser sensor 121 and a motor 122 capable of vertically moving angles. It is a device for detecting the core of the aircraft (front part of the aircraft).
  • the 2D laser sensor 121 driven by the motor 122 varies the angle so that the infrared laser is applied to the aircraft.
  • the point where A-VDGS equipment first detects the core of the aircraft through an image obtained by analyzing point cloud data (scanner data) collected by the reflection of the launch is an area of 80m or more and 120m or less.
  • the algorithm of the A-VDGS system of the present invention uses software (SW) to which the algorithm is applied to identify the aircraft through.
  • the scanner including a motor (M) and a 2D laser sensor attached to the wall 8 meters high from the ground measures the inclination and the ground of the aircraft The actual height of the plane is measured to compensate for the floor data not being detected as an image (see FIG. 1).
  • the center point of the distance between the left and right engines of the aircraft and the distance of the aircraft core from the center point are acquired to acquire the aircraft discrimination information, and the algorithm of the present invention is applied. Compare the aircraft information received at the start of the SW and the information collected and analyzed in the field by the scanner through the position of the aircraft core and engine [Fig. 4].
  • the aircraft identification confirmation and model information are displayed on the PDU [Fig. 7], and the next cycle induction is started. If the aircraft information does not match the information collected from the scanner, retry up to 50m or more from the scanner. If the aircraft reaches or passes within 50m, the E-STOP processor is processed through the PDU (Pilot Display Unit).
  • the aircraft When the aircraft reaches the stop position of the main station, the aircraft is processed in the order of STOP, OK in the normal period of the stop point, and when the line is exceeded, a warning message of TOOFAR is displayed.
  • Figure 1a is a linear interpolation (linear interpolation)
  • Figure 1b is a linear interpolation application primary
  • Figure 1c is a linear interpolation application secondary algorithm used in the present invention, a diagram illustrating the application of the interpolation algorithm for removing unnecessary data below the cutoff baseline to be.
  • arbitrary Point n point group data of a floor using a laser is obtained. Use the obtained data to find each vertical height h.
  • the surface cutoff position is determined using the average value h obtained by the sum operation of h.
  • H is an exemplary representation, and in actual use, an interpolation calculation is performed by performing an arbitrary calculation value +-operation.
  • arbitrary Point n point group data of a floor using a laser is obtained.
  • the surface cutoff position is determined using the average value h obtained by the sum operation of h.
  • the angle a represents the angle between the cutoff reference line of the points taken at an angle different from the vertical line of the scanner including the laser sensor and the motor.
  • the source data of quadratic interpolation uses the length data collected by the laser source.
  • the error on the length is less affected by the truncated data than the error on the height. Even if a large value is cut off by calculation and error, the prototype's original data is maintained because of its long length.
  • the height of the scanner is about 8m and the length is about 80m, and the cut value is 1m ⁇ 40cm cut.
  • the prototype of the aircraft is kept clean, which is advantageous for Detect.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a method for setting a center line of an aircraft for guiding an aircraft by setting a virtual center line using a scanner system including a 2D laser scanner and a motor.
  • FIG 3 is a view showing a method of the scanner to check the inclination of the bottom surface of the main field when entering the aircraft.
  • the method of checking the bottom slope is a step 1 of setting a 90 degree front position by a motor M of a laser sensor of a scanner installed on a wall 8 m high from the ground as shown in FIG. 3A, and the ground Includes two stages of testing.
  • the laser sensor inspects the floor flatness by moving up and down using a motor. 2) Calculate the aircraft inspection area using each floor data (the aircraft inspection area differs for each gate). 3) Calculate any angle (correction factor) to move up or down in the model discrimination position.
  • Figure 4a is a view that the aircraft is equipped with the engine on the left and right wing of the aircraft enters the center point in the main field.
  • A-VDGS equipment determines the aircraft model by calculating the center point of the distance between the left and right two engines of the aircraft, and the distance of the aircraft core from the center point.
  • FIG. 4B is a method for establishing an important point area for determining an aircraft using the distance center point between both engines 22 and 23 and the distance from the center point to the aircraft core 11.
  • the rectangular discrimination area represents an aircraft core search box and engine boxes provided on the left and right sides of the aircraft wing.
  • the aircraft discrimination area setting is described as follows.
  • the first one is searched as the first pointer of the core part.
  • 5 is a diagram illustrating a scanner angle setting for each distance.
  • the scanner mounted on the wall 8m above the ground is equipped with a motor and a 2D laser sensor to set the scanner angle by distance from the aircraft entering the main field.
  • the scanner has a rotation angle in which the aircraft core 11 can be centered by distance. 2) Since the angle of the scanner that can determine the core 11 of the aircraft is different according to the distance of the aircraft, if the distance from the aircraft is different, the scanning angle of the scanner is adjusted for each distance.
  • FIG. 6 shows a scanner 120 device for real-time image collection, which is composed of a motor 122 and a 2D laser sensor 121 mounted on the bottom of the A-VDGS equipment and driven by an internal scanner control processor.
  • the scanner device and scanner control processor communicate over TCP / IP.
  • the scanner 120 drives the motor 122 by the internal control processor of the A-VDGS equipment to move the 2D laser sensor 121 up and down, and the 2D laser sensor 121 generates an infrared laser at 32 Hz per second.
  • the vehicle is launched to determine the aircraft by measuring the center of the aircraft and the center of the two engines at the bottom of the left and right wing and the distance from the center point to the core of the aircraft.
  • the plane of the aircraft is measured by superimposing images taken at different angles by varying a predetermined angle and angle with the 2D laser sensor 121 in Shanghai-dong.
  • A-VDGS equipment is a PDU pilot cycle guidance system (A-VDGS equipment).
  • the PDU pilot cycle guidance system (A-VDGS equipment) has a top cover 110, an internal control processor and a scanner control processor, and a pilot guide indicator (PDU) for displaying cycle guidance information on an RGB screen.
  • Unit 100 a handle 101, a scanner 120 having a 2D laser sensor 121 and a motor 122, and an E-STOP switch 130.
  • the scanner 120 includes a 2D laser sensor 121 that calculates this distance with the aircraft by using a value that is emitted from the front of the aircraft by firing an infrared laser of 905 nm; And a motor 122 which drives the motor by the scanner control processor through TCP / IP communication to move the laser sensor up and down so that the laser is fired at different angles.
  • the pilot display unit (PDU) 100 is equipped with a 2D laser sensor 121 and a motor 122 in an advanced visual cycle guidance system (A-VDGS: Advanced-VDGS) to provide a pilot guidance indicator (PDU). It displays the position of the actual aircraft and automatically guides the aircraft by real-time guidance to the station stop position, and determines the aircraft type in the range of 80m ⁇ 120m in the period length of 10m or more and 120m or less, After this determination, the aircraft is safely guided to the station stop position, indicating the remaining distance and direction of travel on the station PDU so that the aircraft does not deviate from the center line of the station.
  • A-VDGS Advanced-VDGS
  • the E-STOP switch 130 is used when an aircraft entering the main field requires an emergency action such as speeding or deviation, unexpected stop.
  • E-STOP Indication If an aircraft entering the main field requires emergency action such as speeding, deviation or unexpected stop, it is indicated by E-STOP switch or cycle guide software (SW).
  • SW cycle guide software
  • ON-BLOCK display function after a certain time when the aircraft stops
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of safely guiding an aircraft to a main field using a scanner having a 2D laser sensor and a motor according to the present invention.
  • a method of safely guiding an aircraft to a main field using a 2D laser scanner and a scanner equipped with a motor includes an improved visual period guidance system including a pilot including a motor and a laser sensor and a pilot display unit (PDU) ( A-VDGS (Advanced-VDGS), after inputting existing discrimination information, center line information, and period information, drives the scanner control processor (S10) and starts motor control (S11) to move up and down the motor driven by the scanner control processor.
  • the laser sensor starts collecting the scanner data to obtain a horizontal profile image of the aircraft by a laser scanning method at different angles (S12), and collects point cloud data of the horizontal profile image of the aircraft using the scanner data (S13).
  • the plane position of the aircraft is measured by overlapping the horizontal profile image of the aircraft collected by varying the angle of the laser sensor and an image viewed at a different angle, and collected by extracting aircraft point group image information, aircraft core information, and aircraft engine information.
  • Analyzing point group data S14; Searching for an aircraft by comparing the aircraft reference information, the retrieved aircraft core information, and the aircraft engine information (S15); Start the aircraft cycle guidance (S17) to check the core position of the aircraft (S18), and compare the reference point input from the A-VDGS equipment with the center line of the scanner and the pilot guide indicator (PDU) to compare the actual aircraft position
  • the reference point input from the A-VDGS equipment not the front centerline of the scanner, is read as the actual centerline, and the aircraft is automatically guided by real-time guidance to the stop position of the aircraft.
  • the E-STOP processor is used to display the error condition on the pilot guidance indicator (PDU).
  • the type of aircraft used by the scanner is the distance from the aircraft core to the center point where the engine is connected and the distance between both engines.
  • the starting point of the engine in the distance to the engine is the distance between the engines based on the detected midpoint of the engine (see Fig. 3).
  • the aircraft's discrimination range is 80m to 120m away from the scanner.
  • a rectangular area is set from the front part to the rear part of the core to determine the core by setting data of only that part (see FIG. 4).
  • a rectangular discriminant area is set in the part corresponding to the engine, the point groups detected in the area are grouped, and the center points of the point groups are obtained to obtain the engine and engine points. See FIG. 4.
  • the aircraft remaining distance represents the distance from the aircraft wheel to the main station stop.
  • the centerline set should be within 15 degrees of the left and right of the centerline to identify the aircraft.
  • point-point data including the aircraft is collected within the range of 5 degrees left and right, and the indication is performed through the pilot guide indicator (PDU) so that the core position of the aircraft does not deviate from the set center line.
  • PDU pilot guide indicator
  • the horizontal center position of the scanner is automatically adjusted according to the distance of the core position of the aircraft so that the location tracking program of the scanner can be traced without missing the aircraft [see FIG. 5].
  • the linear interpolation application secondary [FIG. 1C] is applied to remove floor noise so that noise data other than the aircraft information is not detected when automatically adjusted according to the position of the core of the aircraft of the scanner.
  • Arbitrary Point n point group data of the floor using a laser is acquired.
  • the surface cutoff position is determined using the average value h obtained by the sum operation of h.
  • a method of safely inducing an aircraft to a main field using a scanner having a 2D laser sensor and a motor is an improved visual period induction system according to the automatic aircraft guidance system and method
  • A-VDGS Advanced- VDGS
  • PDU Pilot Display Unit
  • E-STOP etc. in case of unexpected error (speed, departure, low speed, etc.).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

본 발명은 항공기를 판별하고 항공기를 주기장 정지점까지 안전하게 가이드 하는 2D 레이저 스캐너와 모터를 사용하여 항공기를 주기장에 안전하게 유도하는 방법에 관한 것으로, 개선된 시각 주기 유도 시스템(A-VDGS: Advanced-VDGS)에서 2D 레이저 센서와 모터를 구비하는 스캐너를 사용하여 레이저 스캔 방식으로 항공기의 수평프로파일 이미지를 획득하여 획득된 이미지의 항공기의 특징 점을 찾아 항공기 기종을 판별하고, 탑승동 게이트 정지위치로 항공기를 안전하게 유도하게 하는 알고리즘에 관한 것이다. 본 발명의 알고리즘은 개선된 시각 주기 유도 시스템(A-VDGS: Advanced-VDGS)에서 1 개의 2D 레이저 센서와 모터에 의해 구현한 스캐너 시스템에 의해 레이저 스캔 방식으로 항공기 전면의 정보를 취득하는 알고리즘과 항공기의 수평프로파일 이미지의 항공기의 특징 점을 특정 영역별로 구분하는 방법과 중심선을 설정하는 방법 및 주기장 정지 점까지 항공기를 가이드 하는 방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.

Description

2D 레이저 센서와 모터를 구비하는 스캐너를 이용하여 항공기를 주기장에 안전하게 유도하는 방법
본 발명은 2D 레이저 센서와 모터를 구비하는 스캐너를 이용하여 항공기를 주기장에 안전하게 유도하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 항공기 자동 접현 안내 시스템 및 방법에 따라 개선된 시각 주기 유도 시스템(A-VDGS: Advanced-VDGS)에서 2D 레이저 센서와 모터를 구비하는 스캐너를 사용하여 조종사 안내 표시기(PDU: Pilot Display Unit)로 실제 항공기의 위치를 표시하고 주기장 정지 위치로 실시간 안내에 의해 항공기를 자동으로 안내하며, 10m 이상 120m 이하의 길이를 갖는 주기장에서 최대 80m ~ 120m의 영역에서 항공기를 판별하고 항공기 기종이 판별된 후 항공기가 주기장의 중심선을 벗어나지 않도록 실시간으로 주기장 PDU에 잔여거리 및 이동방향, 좌우 편차에 대한 지시표시를 함으로써 항공기를 주기장에 안전하게 가이드하며, 2D 레이저 센서와 모터를 이용하여 항공기의 수평프로파일 이미지를 획득하여 항공기의 특징 점을 찾아 기종을 판별하고 탑승동 게이트 정지위치로 항공기를 안전하게 유도하는 알고리즘을 통하여 항공기를 주기장에 안전하게 유도하는 방법에 관한 것이다.
항공기가 목적지 공항 활주로에 착지하고 나면 활주로를 빠져나와 유도로를 거쳐 계류장으로 접근하여 지정된 탑승교에 갖다 붙이게 되는데 이를 접현한다고 한다.
이때, 국제 및 국내 공항의 활주로에 착륙한 항공기를 정확한 위치에 주기하도록 유도하기 위하여, 항공기 유도사(마샬러: marshaller)가 패들(Paddle, 유도판)을 사용한 수신호를 통하여 항공기 조종사에게 항공기의 진행 방향과 속도, 정지 위치 등을 지시하면서 항공기를 주기 장소까지 유도한다.
이때, 항공기 유도사는 양손에 패들(Paddle, 유도판)을 들고 수신호로 항공기를 정해진 위치까지 유도하게 되는데, 항공기의 커다란 기체 때문에 혼자 항공기 진입로를 다 볼 수 없어 통상 4인 1조로 일을 하는데, 비행기 날개 쪽 좌우에 윙 가이드 유도사를 배치하고, 한 명은 앞바퀴가 멈추어야 하는 라인 옆에, 그리고 다른 한 명은 항공기 전면에 있는 유도대 위에 서서 항공기를 유도한다.
항공기 조종실에서는 조종사는 정지선이 보이지 않기 때문에 유도사들은 끝까지 기장과 눈을 맞추면서 선회, 직진, 서행, 정지 등의 신호를 보내 정지선에 정확하게 앞바퀴가 정렬하도록 항공기를 유도한다.
그러나, 이러한 수동적인 유도방법은 탑승 게이트가 많은 대형 공항에서 수많은 항공기가 이ㆍ착륙하는 경우, 특정한 계류장에서 문제나 장애가 발생하는 경우 공항지휘 본부에서 이에 대한 통보나 신속한 파악 및 조치가 어려웠으며, 항공기 회사에서 항공기 유도용역 서비스를 제공하는 용역회사에 상당액의 인건비를 지불해야 하기 때문에 비경제적일 뿐만 아니라, 이른 새벽이나 심야에 항공기가 이ㆍ착륙하는 경우 인력 확보에 어려움이 많았다.
또한, 수동유도에 따른 과실이나 오류, 유도원의 부재 등으로 인한 항공기 지연 등으로 인하여 종종 항공사에 대한 승객의 항의 등 민원이 발생하였다.
이러한 불편을 해결하기 위하여, 영상(Video) 카메라와 이미지 처리장치를 사용한 전자식 항공기 시각주기유도 시스템(VDGS: Visual Docking Guidance System)이 개발되어 무인 자동 방식으로 사용되게 되었다.
이러한 시각주기유도시스템의 하나로 특허로 등록된 대한민국 특허 제10-346556호(항공기 주기위치 지시시스템)는 CCD 카메라, 영상표시부, 영상처리부 및 표시부로 구성되고, 항공기 계류장에서 CCD 카메라로 계류장으로 진입하는 항공기의 2차원 영상을 획득하여 항공기의 윤곽선이 추출되게 영상을 처리한 후 항공기의 종류, 거리, 측방편위 등의 계산결과를 디스플레이하는 항공기 시각주기유도 시스템이 개시되어 있다.
항공기 주기위치 지시시스템은 CCD 카메라를 사용하여 항공기의 화상을 얻은 후 영상처리 과정을 통하여 얻은 항공기의 이미지를 구축해 놓은 항공기 데이터베이스(DB)를 활용하여 거리 및 각도 변화 처리를 수행한 시뮬레이션 결과와 획득된 실화상을 비교하여 일치하는 데이터를 찾아내어 기종을 판별하고, 항공기의 현재의 거리 및 각도 등을 삼각법(Triangulation)을 이용하여 산정하며 항공기를 주기위치에 정확히 유도하는 방식이다.
직접 항공기 유도사가 항공기를 유도하는 것과 달리, 파일롯 디스플레이 장치를 활용하여 항공기를 유도하는 시각 주기 유도 시스템(VDGS:Visual Docking Guidance System)이 도입되었다.
종래 비디오 카메라를 이용한 항공기 유도 시스템은 항공기의 영상 이미지를 획득하고, 그로부터 항공기의 윤곽선을 추출하여 항공기의 기종과 형상을 판별하며, 항공기 위치를 유도하는 방식으로 동작한다
그러나, 비디오 카메라를 이용하여 유도하는 방식은 안개나 눈, 비 등이 심한 악천후에 획득되는 이미지가 열악하고, 야간에 영상을 획득하기 위하여 조명이 필수적으로 요구되는 단점이 있으며, 판별 오류가 발생하는 결점이 있었다.
최근 이러한 단점을 보완하기 위하여 단일 포인트로 강력한 광 에너지를 집속하여 송출하고, 이를 이용하여 항공기를 스캔하는 레이저 스캔 방식이 많이 사용되고 있다.
이러한 종래 단점을 보완한 일예로, 레이저 빔을 이용하여 영상 이미지를 획득하는 개선된 시각 주기 유도 시스템(A-VDGS: Advanced-VDGS)이 있다.
항공기는 기종에 따라 동체의 좌우 길이, 상하 길이, 날개 길이, 지면으로부터 항공기 동체까지 높이 등이 다르기 때문에 이와 같은 시스템을 적용하여 항공기를 정확한 위치로 유도하기 위해서는, 기종에 대한 데이터와 유도 대상 항공기의 구조를 획득하여, 기종을 판단하는 것이 필요하다.
이러한 시스템의 적용은 항공기의 기종 판단이 정확하게 이루어지고 있다는 것을 전제로 하는 것이나, 시스템의 오류, 또는 오류 데이터의 저장 등으로 인하여 정확한 항공기 기종 판단이 이루어지지 않은 경우 시스템에 의한 유도를 중단하고, 현장에 인력을 투입하여 항공기 유도를 할 수 밖에 없다.
이와 관련된 선행기술1로는 '항공기 접현을 위한 조종사 안내 표시기 무선 제어 시스템 및 방법'이 개시되어 있으며, 항공기 접현을 위한 조종사 안내 표시기(Pilot display unit)를 자동 제어할 수 있을 뿐만 아니라 원격에서 무선으로 제어를 할 수 있는 '조종사 안내 표시기의 무선 제어 시스템 및 방법'을 제공한다.
선행기술1은 항공기를 주기위치로 유도하기 위한 조종사 안내표시기를 제어하는 시스템에 있어서, 상기 조종사 안내표시기를 제어할 수 있는 제어 권한을 부여하는 중앙 운영 시스템; 상기 유도 대상 항공기의 기종 및 현재 위치를 판별하는 기종 판별부; 상기 기종 판별부가 판별한 항공기의 기종 및 현재 위치를 바탕으로 상기 조종사 안내 표시기를 제어하는 자동 주기유도 시스템; 및 상기 기종 판별부가 판별한 항공기의 현재 위치를 바탕으로 상기 조종사 안내 표시기를 제어하는 수동 원격 제어기를 포함한다.
이와 관련된 선행기술2는 '항공기 기종판별 및 주기유도 시스템 및 방법'이 개시되어 있으며, 저속 이동 중에 있는 항공기를 레이저로 순간 스캐닝 하여 임의의 응시각도에서의 3차원 운집(Point Cloud) 이미지 데이터를 포착, 생성하고, 이를 3-D modeling의 기하학적인 공간변화 기법을 사용하여 항공기의 평면도 및 정면도 이미지를 추출하고, 이 이미지를 사전에 수집하여 기종 데이터 메모리에 저장되어 놓은 기존 항공기 기종별 이미지 정보와 비교, 검색하여 합치되는 기종을 찾아냄으로써, 항공기의 기종을 실시간으로 즉시 판별하는 혁신적인 시스템을 구성할 수 있다.
이와 관련된 선행기술3은 '레이저 스캐너를 이용한 항공기 기종 판별 및 항공기 자기위치 확인 시스템'이 개시되어 있으며, 3차원 레이저 스캐너를 사용하여 항공기 형태를 3차원 좌표로 얻은 후 항공기 동체의 좌우 길이(Dx) 및 상하 길이(Dy), 지면으로부터 항공기 동체 중심까지 높이(h), 한쪽 날개 길이(Dw)를 얻음으로써 이미 구축된 항공기 데이터베이스와 비교하여 일치하는 항공기를 검색한 다음 항공기를 주기위치에 정확히 주기할 수 있도록 하는 항공기 기종 판별시스템을 제공한다.
선행기술3은 1 개 또는 2 개의 레이저를 사용하여 수평 및 수직으로 비행기의 크기를 스캔할 수 있는 레이저 스캐너, 상기 레이저 스캐너에 수신된 거리와 각도 데이터를 취득하는 데이터취득수단, 거리와 각도로 표현된 극좌표계를 항공기의 크기를 알 수 있도록 직각좌표계로 변환하는 좌표변환수단 및, 운항정보관리시스템 인터페이스로부터 수신된 항공기 기종과 항공기 기종을 판별하기 위한 항공기 제원 데이터베이스를 비교하여 수신된 데이터의 항공기 기종을 판별하는 항공기 기종 판별 알고리즘 처리수단으로 구성되어; 출력데이터 수단은 상기 기종 판별 알고리즘 처리수단의 데이터출력에서 출력된 정보를 통신선로를 통하여 개량형 시각주기유도시스템(A-VDGS) 원격감시시스템으로 보내고, 또한 기종 판별 알고리즘 처리수단의 데이터출력은 조종사 안내표시기의 아웃도어 디스플레이부로 전송하며, 조종사 안내표시기의 하단에 칼라 LED 모니터를 설치하여 항공기의 조종사가 쉽게 자신의 항공기 위치를 볼 수 있는 것을 특징으로 한다.
종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 항공기 자동 접현 안내 시스템 및 방법에 따라 개선된 시각 주기 유도 시스템(A-VDGS: Advanced-VDGS)에서 2D 레이저 센서와 모터를 구비하는 스캐너를 사용하여 조종사 안내 표시기(PDU, Pilot Display Unit)로 실제 항공기의 위치를 표시하고 주기장 정지점까지 실시간 안내에 의해 항공기를 자동으로 안내하며, 10m 이상 120m 이하의 길이를 갖는 주기장에서 최대 80m ~ 120m의 영역에서 항공기를 판별하고 항공기 기종이 판별된 후 항공기가 주기장의 중심선을 벗어나지 않도록 실시간으로 주기장 PDU에 잔여거리 및 이동방향, 좌우편차에 대한 지시표시를 함으로써 항공기를 주기장에 안전하게 가이드하며, 2D 레이저 센서와 모터를 사용하여 레이저 스캔 방식으로 항공기의 수평프로파일 이미지를 획득하여 항공기의 특징점을 찾아 기종을 판별하고 탑승동 게이트 정지위치로 항공기를 안전하게 유도하는 알고리즘을 통하여 항공기를 주기장에 안전하게 유도하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해, 2D 레이저 센서와 모터를 구비하는 스캐너를 이용하여 항공기를 주기장에 안전하게 유도하는 방법은 모터와 레이저 센서를 포함하는 스캐너와 조종사 안내 표시기(PDU: Pilot Display Unit)를 구비하는 개선된 시각 주기 유도 시스템(A-VDGS: Advanced-VDGS)에서 기존 판별 정보, 중심선 정보, 주기장 정보가 입력된 후에 스캐너 제어 프로세서를 구동하고 모터 제어를 시작하여 스캐너 제어 프로세서의 의해 구동되는 모터의 상하 이동에 의해 레이저 센서가 각도를 달리하여 레이저 스캔 방식으로 항공기의 수평프로파일 이미지를 획득하도록 스캐너 데이터를 수집하기 시작하여 스캐너 데이터를 이용한 항공기의 수평프로파일 이미지의 점군 데이터를 수집하는 단계; 상기 레이저 센서의 각도를 달리하여 수집된 항공기의 수평프로파일 이미지와 다른 각도로 바라 본 이미지를 중첩하여 항공기의 평면 위치를 측정하고, 항공기 점군 이미지 정보, 항공기 코어 정보, 항공기 엔진 정보를 추출하여 수집된 점군 데이터를 분석하는 단계; 항공기 기준 정보와 검색된 항공기 코어 정보와 항공기 엔진 정보를 비교하여 항공기를 검색하는 단계; 항공기 주기 유도를 시작하여 항공기의 코어 위치를 확인하고, A-VDGS 장비에서 입력된 기준점을 실제 중심선과 스캐너의 중심선을 비교하여 조종사 안내 표시기(PDU)로 실제 항공기의 위치를 표시하고, 항공기 가이드 시 스캐너의 전방 중심선이 아닌 A-VDGS 장비에서 입력된 기준점을 실제 중심선으로 읽고 주기장 정지 위치로 실시간 안내에 의해 항공기를 자동으로 가이드 하며, 주기장에서 항공기의 기종을 판별하고, 항공기의 기종이 판별된 후 상기 항공기가 주기장의 중심선을 벗어나지 않도록 항공기 잔여 거리를 확인하여 스캐너와 항공기의 거리에 따른 스캐너 중심 위치를 조정하는 단계; 및 항공기 잔여 거리를 확인하여 상기 조종사 안내 표시기(PDU)에 상기 항공기 잔여거리를 표시하며, 이동방향에 대한 지시표시를 하는 항공기를 주기장 정지 위치에 안전하게 가이드하며, 주기장 정지점에 항공기 정지 위치 확인 및 상기 조종사 안내 표시기(PDU)에 표시하여 항공기 주기 유도를 완료하는 단계를 포함한다.
항공기 가이드 시, 스캐너의 전방 중심선이 아닌 상기 A-VDGS 장비에서 입력된 기준점을 실제 중심선으로 읽고 가이드 하는 것을 특징으로 한다.
상기 방법은 중심선 위치 비교 및 PDU 표시 확인, 항공기 잔여 거리 확인 및 PDU 표시 확인, 정지 위치 확인 및 PDU 표시 확인 단계에서 에러 발생시에, 항공기가 과속 또는 방향 이탈시, 예기치 않은 정지시에 E-STOP 프로세서를 작동하여, 에러 상황을 조종사 안내 표시기(PDU)에 표시하는 단계를 더 포함한다.
상기 스캐너를 이용한 항공기의 기종 판별은 항공기 코어 부분에서 엔진을 연결한 중심점까지의 거리와 양쪽 엔진사이의 거리이며, 엔진까지의 거리에서 엔진의 시작점은 검출된 엔진의 중점을 기준으로 한 엔진간의 거리를 사용하는 것을 특징으로 한다.
항공기 판별 범위는 스캐너로부터 80m ~ 120m 떨어진 범위 인 것을 특징으로 한다.
상기 방법은 항공기 코어 부분을 검출하기 위하여 코어 앞부분을 기준으로 뒷부분까지 사각형의 영역을 설정하여 해당 부분만의 데이터를 설정하여 코어를 판별하며, 상기 항공기 코어 부분을 검출하기 위해 최초의 검출된 코어와 인접한 코어의 포인터수가 20개 이상 있을 경우에 점군 데이터의 코어로 간주하고 이 보다 적은 그룹은 제외하는 것을 특징으로 한다.
상기 방법은 상기 항공기 엔진 정보를 검출하기 위하여 사전에 예정된 항공기의 정보를 이용하여 엔진에 해당되는 부분에 사각형의 판별 영역을 설정하고 해당 영역에서 검출된 점군을 그룹화 하고 점군의 중점을 구해 엔진과 엔진의 중점을 구하는 것을 특징으로 한다.
상기 방법은 상기 항공기가 검색 및 확인되고 가이드 될 때 안내할 정지선으로부터 중심선을 잡기 위해 첫 번째 중심점을 정지선에서 잡고 두 번째 중심점을 첫 번째 정지 점으로 부터 20m 이상 중심선 지점을 선택하고 이 두 점을 연결 및 연장하여 중심점을 잡으며, 설정된 중심선은 항공기를 판별할 때 중심선을 기준으로 좌우 15도 안의 범위 안에 있어야 항공기 판별 기준의 대상으로 삼으며, 주기장에서 항공기를 가이드 할때 좌우 5도안의 범위 안에서 항공기를 포함한 점군데이터를 수집하며 항공기의 코어 위치가 설정된 중심선을 벋어나지 않도록 조종사 안내 표시기(PDU)를 통하여 지시 표시를 하는 것을 특징으로 한다.
상기 방법은 상기 설정된 중심선을 통하여 항공기를 가이드 할 때 항공기의 코어 위치의 거리에 따라서 스캐너의 수평 중심위치를 자동 위치 조정하여 스캐너의 위치 추적 프로그램이 항공기를 놓치지 않고 추적할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 스캐너가 항공기의 코어의 위치에 따라 자동 조정될 때 바닥 노이즈를 제거하여 항공기 정보 이외의 노이즈 데이터가 검출되지 않도록 선형 보간법 응용 2차 알고리즘(도 1c)을 적용하며, 레이저를 이용한 바닥의 임의의 Point n 개의 점군 데이터를 취득하고, 취득한 점군 데이터를 사용하여 각각의 수직높이 h를 구하며, h의 합 연산에 의해 구해진 평균 값 h를 사용하여 지면 절사 위치를 정하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 따른 2D 레이저 센서와 모터를 구비하는 스캐너를 이용하여 항공기를 주기장에 안전하게 유도하는 방법은 항공기 자동 접현 안내 시스템 및 방법에 따라 개선된 시각 주기 유도 시스템(A-VDGS: Advanced-VDGS)에서 2D 레이저 센서와 모터를 구비하는 스캐너를 사용하여 레이저 스캔 방식으로 항공기의 수평프로파일 이미지를 획득하여 항공기의 특징점을 찾아 기종을 판별하고 탑승동 게이트 정지위치로 항공기를 안전하게 유도하며, 조종사 안내 표시기(PDU: Pilot Display Unit)로 실제 항공기의 위치를 표시하고 주기장 정지점 까지 실시간 안내에 의해 항공기를 자동으로 안내하며, 항공기가 예상치 못한 오류(과속, 이탈, 저속 등)가 발생할 경우 E-STOP 등 긴급조치 등으로 사고를 예방하고 또는 조종사가 운항하는 항공기의 안전에 도움을 주며 항공기를 정확한 위치에 정지시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1a는 선형 보간법(linear interpolation), 도 1b는 선형 보간법 응용 1차, 도 1c는 본 발명에 사용된 선형 보간법 응용 2차 알고리즘으로써, 절사 기준선 이하의 불필요한 데이터 제거용 보간법 알고리즘의 응용을 설명한 도면이다.
도 2는 2D 레이저 스캐너와 모터를 포함하는 스캐너 시스템을 사용하여 가상중심선을 설정하여 항공기를 가이드하는 항공기의 중심선 설정 방법을 나타낸 도면이다.
도 3은 스캐너가 항공기 진입 시 주기장의 바닥면의 기울기를 검사하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 4a는 항공기 좌우측 날개에 엔진이 구비된 항공기가 주기장에 중심점으로 진입하는 도면이다.
도 4b는 양측 엔진 사이의 거리 중심점과 그 중심점으로부터 항공기 코어까지의 거리를 사용하여 항공기를 판별하는 중요 지점 영역 설정 방법이다.
도 5는 거리별 스캐너 각도 설정을 나타낸 도면이다.
도 6은 A-VDGS 장비의 하부에 장착된 모터와 2D 레이저 센서로 구성된 실시간 이미지 수집용 스캐너를 나타낸 도면이다.
도 7은 PDU 조종사 주기유도 안내 시스템(A-VDGS 장비)이다.
도 8은 본 발명에 따른 2D 레이저 센서와 모터를 구비하는 스캐너를 이용하여 항공기를 주기장에 안전하게 유도하는 방법을 설명한 순서도이다.
부호의 설명
100: 조종사 안내 표시기(PDU, Pilot Display Unit)
101: 손잡이 110: 상부 커버
120: 스캐너 121: 2D 레이저 센서
122: 모터 130: E-STOP 스위치
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 발명의 구성 및 동작을 상세하게 설명한다.
본 발명의 2D 레이저 센서와 모터를 구비하는 스캐너를 이용하여 항공기를 주기장에 안전하게 유도하는 방법은 항공기 자동 접현 안내 시스템 및 방법에 따라 개선된 시각 주기 유도 시스템(A-VDGS: Advanced-VDGS)에서 2D 레이저 센서와 모터를 구비하는 스캐너를 사용하여 레이저 스캔 방식으로 항공기의 수평프로파일 이미지를 획득하여 항공기의 특징점을 찾아 기종을 판별하고 탑승동 게이트 정지위치로 항공기를 안전하게 유도하는 알고리즘을 제공하며, 조종사 안내 표시기(PDU: Pilot Display Unit)로 실제 항공기의 위치를 표시하고 주기장 정지점까지 실시간 안내에 의해 항공기를 자동으로 안내하며, 10m 이상 120m 이하의 길이를 갖는 주기장에서 최대 80m ~ 120m의 영역에서 항공기를 판별하고 항공기 기종이 판별된 후 항공기가 주기장의 중심선을 벗어나지 않도록 실시간으로 주기장 PDU에 잔여거리 및 이동방향에 대한 지시표시를 하는 항공기를 주기장에 안전하게 가이드 하는 방법을 제공한다. 또한, A-VDGS 장비에서 레이저 센서와 모터를 포함하는 스캐너를 사용하여 레이저 스캔 방식으로 항공기의 수평 프로파일 이미지를 획득하여 항공기의 특징점을 찾아 기종을 판별하고 탑승동 게이트 정지위치로 항공기를 안전하게 유도하는 알고리즘을 제공한다.
도 2는 2D 레이저 스캐너와 모터를 포함하는 스캐너 시스템을 사용하여 가상중심선을 설정하여 항공기를 가이드하는 항공기의 중심선 설정 방법을 나타낸 도면이다.
도 3은 스캐너가 항공기 진입 시 주기장의 바닥면의 기울기를 검사하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 4a는 항공기 좌우측 날개에 엔진이 구비된 항공기가 주기장에 중심점으로 진입하는 도면이다.
도 4b는 양측 엔진 사이의 거리 중심점과 그 중심점과 항공기 코어까지의 거리를 사용하여 항공기를 판별하는 중요 지점 영역 설정 방법이다.
도 5는 거리별 스캐너 각도 설정을 나타낸 도면이다.
*도 6은 A-VDGS 장비의 하부에 장착된 모터(122)와 2D 레이저 센서(121)로 구성된 스캐너(120) 장치를 나타낸 도면이다.
공항의 주기장에서 진입하는 항공기를 스캔하기 위해 사용하는 장치는 상하 각도 이동이 가능한 2D 레이저 센서(121)와 모터(122)를 결합한 스캐너(120) 장치를 사용하며 적외선 레이저 발사 후 수집된 이미지를 통해 항공기의 코어(항공기 제일 앞 부분)를 검출하기 위한 장치이다.
스캐너(120)를 이용하여 A-VDGS 장비의 내부의 제어 프로세서의 제어에 따라 스캐너 제어 프로세서를 구동하여 모터(122)에 의해 구동되는 2D 레이저 센서(121)가 각도를 달리하여 적외선 레이저를 항공기에 발사하여 그 반사에 의해 수집된 점군 데이터(스캐너 데이터)를 분석하여 얻어진 이미지를 통하여 A-VDGS 장비가 항공기의 코어를 첫 번째로 검출하는 지점은 80m 이상 120m이하 범위 지역이다.
*본 발명의 A-VDGS 시스템의 알고리즘은 통하여 항공기를 확인하기 위해 알고리즘이 적용된 소프트웨어(SW)를 사용한다.
항공기의 코어를 정면에서 검출하기 위해 먼저 바닥면의 평탄도를 검사하여 지상에서 8m 높이의 벽면에 부착된 모터(M)와 2D 레이저 센서를 포함하는 스캐너가 기울기를 측정하여 접현하는 항공기의 지면과의 실제 높이를 측정하여 바닥 데이터가 이미지로 검출되지 않도록 보완한다[도 1 참조].
스캐너와 본 발명의 알고리즘이 적용된 SW에 의해 얻어진 항공기 이미지 정보를 통하여 항공기의 좌우 엔진 사이의 거리의 중심점과 그 중심점으로부터 항공기 코어의 거리를 계산하여 항공기 판별정보를 취득하고, 본 발명의 알고리즘이 적용된 SW가 시작할 때 수신받은 항공기 정보와 스캐너에 의해 현장에서 수집 분석된 정보의 일치여부를 항공기 코어와 엔진의 위치를 통하여 비교한다[도 4].
비교된 정보가 일치하면, 항공기 판별확인 및 기종 정보를 PDU [도면7]에 표시하고 다음단계의 주기유도를 시작한다. 항공기 정보가 스캐너로부터 수집된 정보와 일치 하지 않을 경우 스캐너로부터 50m 이상 지점까지 재시도하고, 50m 거리 내에 도달하거나 지나치면 PDU(Pilot Display Unit)를 통하여 E-STOP 프로세서를 처리를 진행한다.
항공기는 주기장의 정지 위치에 도달하면 정지 점 정상 주기 시 STOP, OK 순으로 처리되고, 라인을 초과하면 TOOFAR의 경고 메시지를 표시한다.
주기장에 주기하는 항공기에 대한 모든 과정은 본 발명의 알고리즘을 가지고 개발된 SW가 VDGS 운영시스템과의 연동에 의해 실시간 동기화되고 처리된다.
도 1a는 선형 보간법(linear interpolation), 도 1b는 선형 보간법 응용 1차, 도 1c는 본 발명에 사용된 선형 보간법 응용 2차 알고리즘으로써, 절사 기준선 이하의 불필요한 데이터 제거용 보간법 알고리즘의 응용을 설명한 도면이다.
[보간법 알고리즘]
선형 보간법(linear interpolation)은 보간법중 가장 간단한 방법중에 하나이다. 도 1a를 참조하면, 단순히 알려진 데이터 점들은 오른쪽 그래프와 같이 선형으로 이어주기만 하면 된다. 이를 근거로 위에 언급한 f(2.5)의 값을 결정해보자. 알려진 값 2와 3에 대하여 f(2)=0.9093, f(3)=0.1411 이므로 f(2.5)는 0.5252가 된다. 일반적으로 선형보간법은 두 데이터 점들인 (Xa,Ya)와 (Xb,Yb)가 주어졌을때 그 사이의 (X,Y)점에 대한 보간 함수는 다음과 같이 주어진다.
Figure PCTKR2016002440-appb-M000001
(1) 선형보간법(linear interpolation) 응용 1차
도 1b를 참조하면, 레이저를 이용한 바닥의 임의의 Point n 개의 점군 데이터를 취득한다. 취득한 데이터를 이용 각각의 수직높이 h를 구한다.
h의 합 연산에 의해 구해진 평균 값 h를 사용하여 지면 절사 위치를 정한다. 표시된 h 예시적인 표시이며, 실제 사용시 임의의 계산 값 +- 연산을 수행하여 보간법 계산을 수행한다.
(2) 선형보간법(linear Interpolation) 응용 2차
도 1c를 참조하면, 레이저를 이용한 바닥의 임의의 Point n 개의 점군 데이터를 취득한다. 취득한 점군 데이터를 사용하여 각각의 수직높이 h를 구한다. h의 합 연산에 의해 구해진 평균 값 h를 사용하여 지면 절사 위치를 정한다. Motor의 위치값을 이용하여 각도 a 를 구한다. 각도 a는 레이저 센서와 모터를 포함하는 스캐너의 수직선과 다른 각도로 촬영된 점들의 절사 기준선과의 각도를 나타낸다.
선형보간법 응용 2차에서, 2차 보간법의 원천 데이터는 레이저 소스가 수집한 길이 데이터를 사용한다. 일반적으로 거리가 멀어질수록 길이에 대한 오차는 높이에 대한 오차보다 절사 데이터의 영향을 덜 받는다. 계산 착오에 의해 큰 값이 절사 되더라도 실제 길이가 길기 때문에 항공기의 원형 데이터가 유지된다.
ex) 스캐너의 높이 = 8 m 전후, 길이 80m 전후 이며 절사 값은 양쪽동일 1m ~ 40cm 절사가 적용된다.
거리가 멀어 질수록 항공기의 원형이 깨끗이 유지되므로 검출(Detect)에 유리해진다.
도 2는 2D 레이저 스캐너와 모터를 포함하는 스캐너 시스템을 사용하여 가상중심선을 설정하여 항공기를 가이드하는 항공기의 중심선 설정 방법을 나타낸 도면이다.
가상중심선 설정 및 가이드 하는 방법은 1,2차 기준점 지정하고 스캐너 중심선 설정 작업에서 그림과 같은 순서대로 기준점을 P1과 P2의 기준점을 설정하고, 직선을 연결한다. 연결하지 않은 지점을 연장하여 그림과 같이 중심선을 연장한다.항공기 가이드 시 스캐너의 전방 중심선이 아닌 A-VDGS 장비에서 입력된 기준점을 실제 중심선으로 읽고 가이드 하게 된다.
도 3은 스캐너가 항공기 진입 시 주기장의 바닥면의 기울기를 검사하는 방법을 나타낸 도면이다.
바닥면 기울기를 검사하는 방법은 도 3a에 도시된 바와 같이 지상에서 8m 높이의 벽면에 설치된 스캐너의 레이저 센서를 모터(M)에 의해 90도 정면위치를 설정 90도 정면 설정하는 1단계, 및 지면검사 2단계를 포함한다.
지면 검사 단계는 1) 레이저 센서는 모터를 이용하여 상하 이동으로 바닥 면 평탄 도를 검사한다. 2) 각 바닥 면 데이터를 이용해서 항공기 검사영역을 계산한다(GATE별로 항공기 검사영역은 다름). 3) 기종판별 위치에서 위 또는 아래로 이동할 임의의 각(보정계수)을 계산한다.
도 4a는 항공기 좌우측 날개에 엔진이 구비된 항공기가 주기장에 중심점으로 진입하는 도면이다.
A-VDGS 장비는 항공기의 좌우 2 엔진 사이의 거리의 중심점과, 그 중심점으로부터 항공기 코어의 거리를 계산하여 항공기 기종한 판별한다.
도 4b는 양측 엔진(22,23) 사이의 거리 중심점과 그 중심점으로부터 항공기 코어(11)까지의 거리를 사용하여 항공기를 판별하는 중요 지점 영역 설정 방법이다.
사각형의 판별 영역은 항공기 코어 검색 박스와, 항공기의 날개 좌우에 구비된 엔진 박스를 나타낸다.
항공기 판별 영역 설정은 다음과 같이 설명된다.
1) 검색된 점군데이터의 밀집도가 20 point 이상인 그룹에서 가장 앞선 하나를 코어 부분의 첫 pointer로 검색한다.
2) 항공기 코어 부분을 중심으로 사각형을 그리고, 검색이 예정된 항공기의 엔진의 예상 지점에 박스(box)를 그린다.
3) 항공기의 검색은 판정은 위의 영역안의 두 지점 코어와 엔진의 중점 과 엔진의 각 중점의 연결선의 길이로 판독한다.
도 5는 거리별 스캐너 각도 설정을 나타낸 도면이다.
지상에서 8m 높이 벽면에 설치된 스캐너는 모터와 2D 레이저 센서를 구비하여 주기장에 진입하는 항공기와의 거리별 스캐너 각도 설정을 한다.
* 거리별 스캐너 각도 설정
1) 스캐너는 거리별로 항공기 코어(11)가 중심에 위치할 수 있는 회전각을 갖는다. 2) 항공기의 거리별로 항공기의 코어(11)를 판별할 수 있는 스캐너의 각도는 다르므로 항공기와의 거리가 달라지면 스캐너의 검색 각도를 거리별로 조정한다.
도 6은 A-VDGS 장비의 하부에 장착되고 그 내부 스캐너 제어 프로세서에 의해 구동되는 모터(122)와 2D 레이저 센서(121)로 구성된 실시간 이미지 수집용 스캐너(120) 장치를 나타낸 도면이다.
스캐너 장치와 스캐너 제어 프로세서는 TCP/IP로 통신된다.
스캐너(120)는 A-VDGS 장비의 내부 제어 프로세서에 의해 모터(122)를 구동하여 2D 레이저 센서(121)를 상하 이동을 가능하게 하며, 2D 레이저 센서(121)는 초당 32 Hz으로 적외선 레이저를 발사하여 항공기 코어와 좌우 비행기 날개 하단의 2 엔진의 중점과 그 중심점으로부터 항공기의 코어까지 거리를 측정하여 항공기를 판별한다.
항공기 주기장에 진입 시에 2D 레이저 센서(121)를 상하이동으로 일정 각도와 각도를 달리하여 다른 각도로 촬영된 이미지를 중첩하여 항공기의 평면 위치를 측정한다.
도 7은 PDU 조종사 주기유도 안내 시스템(A-VDGS 장비)이다.
PDU 조종사 주기유도 안내 시스템(A-VDGS 장비)은 상부 커버(110), 내부 제어 프로세서와 스캐너 제어 프로세서를 구비하며 주기 유도 안내 정보를 RGB 화면들고 구성된 디스플레이로 표시하는 조종사 안내 표시기(PDU: Pilot Display Unit)(100), 손잡이(101), 2D 레이저 센서(121)와 모터(122)를 구비하는 스캐너(120) 및 E-STOP 스위치(130)를 포함한다.
스캐너(120)는 905nm의 적외선 레이저를 발사하여 항공기 전면에서 되돌아오는 값을 이용하여 항공기와 이 거리를 계산하는 2D 레이저 센서(121); 및 TCP/IP통신을 통해 스캐너 제어 프로세서에 의해 모터를 구동하여 각도를 달리하여 레이저가 발사되도록 레이저 센서를 상하 이동시키는 모터(122)를 구비한다.
조종사 안내 표시기(PDU: Pilot Display Unit)(100)는 개선된 시각 주기 유도 시스템(A-VDGS: Advanced-VDGS)에서 2D 레이저 센서(121)와 모터(122)를 구비하여 조종사 안내 표시기(PDU)로 실제 항공기의 위치를 표시하고 주기장 정지 위치로 실시간 안내에 의해 항공기를 자동으로 안내하며, 10m 이상 120m 이하의 길이를 갖는 주기장에서 최대 80m ~ 120m의 영역에서 항공기의 기종을 판별하고, 항공기의 기종이 판별된 후 항공기가 주기장의 중심선을 벗어나지 않도록 주기장 PDU에 항공기 잔여거리 및 이동방향에 대한 지시표시를 하는 항공기를 주기장 정지 위치에 안전하게 가이드한다.
E-STOP 스위치(130)는 주기장에 진입하는 항공기가 과속 또는 방향이탈, 예기치 않은 정지 등 긴급조치를 필요로 하는 상황이 발생할 경우 사용된다.
* 조종사 주기도 안내 화면 장치
1) 거리 표시: 항공기가 정지위치 30m에 도달하면 표시를 시작한다.
2) 방향 표시: 항공기가 정지위치 30m에 도달하고 방향이 중심(0.2도 범위) 에 있지 않으면 중심위치로 화살표를 표시한다.
3) E-STOP표시: 주기장에 진입하는 항공기가 과속 또는 방향이탈, 예기치 않은 정지 등 긴급조치를 필요로 하는 상황이 발생할 경우 E-STOP 스위치 또는 주기유도 안내 소프트웨어(SW)에 의해 표시한다.
4) 항공기 정지 점 도달 시 일정 시간 후 ON-BLOCK 표시기능
5) 항공기 정지 점에서 이탈이 감지 될 때 OFF-BLOCK 표시기능
도 8은 본 발명에 따른 2D 레이저 센서와 모터를 구비하는 스캐너를 이용하여 항공기를 주기장에 안전하게 유도하는 방법을 설명한 순서도이다.
2D 레이저 스캐너와 모터를 구비하는 스캐너를 이용하여 항공기를 주기장에 안전하게 유도하는 방법은 모터와 레이저 센서를 포함하는 스캐너와 조종사 안내 표시기(PDU: Pilot Display Unit)를 구비하는 개선된 시각 주기 유도 시스템(A-VDGS: Advanced-VDGS)에서 기존 판별 정보, 중심선 정보, 주기장 정보가 입력된 후에 스캐너 제어 프로세서를 구동하고(S10) 모터 제어를 시작하여(S11) 스캐너 제어 프로세서의 의해 구동되는 모터의 상하 이동에 의해 레이저 센서가 각도를 달리하여 레이저 스캔 방식으로 항공기의 수평프로파일 이미지를 획득하도록 스캐너 데이터를 수집하기 시작하여(S12) 스캐너 데이터를 이용한 항공기의 수평프로파일 이미지의 점군 데이터를 수집하는(S13) 단계; 상기 레이저 센서의 각도를 달리하여 수집된 항공기의 수평프로파일 이미지와 다른 각도로 바라 본 이미지를 중첩하여 항공기의 평면 위치를 측정하고, 항공기 점군 이미지 정보, 항공기 코어 정보, 항공기 엔진 정보를 추출하여 수집된 점군 데이터를 분석하는(S14) 단계; 항공기 기준 정보와 검색된 항공기 코어 정보와 항공기 엔진 정보를 비교하여(S15) 항공기를 검색하는(S16) 단계; 항공기 주기 유도를 시작하여(S17) 항공기의 코어 위치를 확인하고(S18), A-VDGS 장비에서 입력된 기준점을 실제 중심선과 스캐너의 중심선을 비교하여 조종사 안내 표시기(PDU)로 실제 항공기의 위치를 표시하고(S19), 항공기 가이드 시 스캐너의 전방 중심선이 아닌 A-VDGS 장비에서 입력된 기준점을 실제 중심선으로 읽고 주기장 정지 위치로 실시간 안내에 의해 항공기를 자동으로 가이드 하며, 10m 이상 120m 이하의 길이를 갖는 주기장에서 최대 80m ~ 120m의 영역에서 항공기의 기종을 판별하고, 항공기의 기종이 판별된 후 항공기가 주기장의 중심선을 벗어나지 않도록 항공기 잔여 거리를 확인하여 스캐너와 항공기의 거리에 따른 스캐너 중심 위치를 조정하고(S21) 항공기 잔여 거리를 확인하여 주기장 조종사 안내 표시기(PDU)에 항공기 잔여거리를 표시하며(S22), 이동방향에 대한 지시표시를 하는 항공기를 주기장 정지 위치에 안전하게 가이드하며, 주기장 정지점에 항공기 정지 위치 확인 및 조종사 안내 표시기(PDU)에 표시하여(S23) 항공기 주기 유도를 완료하는 단계를 포함한다.
중심선 위치 비교 및 PDU 표시 확인(S19), 항공기 잔여 거리 확인 및 PDU 표시 확인(S22), 정지 위치 확인 및 PDU 표시 확인(S23) 단계에서 에러 발생시, 항공기가 과속 또는 방향 이탈시, 예기치 않은 정지시에 E-STOP 프로세서를 작동하여 에러 상황을 조종사 안내 표시기(PDU)에 표시한다.
스캐너를 이용한 항공기의 기종 판별은 항공기 코어 부분에서 엔진을 연결한 중심점까지의 거리와 양쪽 엔진사이의 거리이다. 엔진까지의 거리에서 엔진의 시작점은 검출된 엔진의 중점을 기준으로 한 엔진간의 거리이다[도 3 참조].
항공기 판별 범위는 스캐너로부터 80m ~ 120m 떨어진 범위이다.
항공기 코어 부분을 검출하기 위하여 코어 앞부분을 기준으로 뒷부분까지 사각형의 영역을 설정하여 해당 부분만의 데이터를 설정하여 코어를 판별한다[도 4 참조].
항공기 코어 부분을 검출하기 최초의 검출된 코어와 인접한 코어의 포인터수가 20개 이상 있을 경우에 점군 데이터의 코어로 간주하고 이 보다 적은 그룹은 제외한다[도 4 참조].
항공기 엔진 부분을 검출하기 위하여 사전에 예정된 항공기의 정보를 이용하여 엔진에 해당되는 부분에 사각형의 판별 영역을 설정하고 해당 영역에서 검출된 점군을 그룹화 하고 점군의 중점을 구해 엔진과 엔진의 중점을 구한다[도 4 참조].
항공기 잔여 거리는 항공기 바퀴에서 주기장 정지점 까지의 거리를 나타낸다.
항공기가 검색 및 확인되고 가이드 될 때 안내할 정지선으로부터 중심선을 잡는 방법[도 2]은 첫 번째 중심점을 정지선에서 잡고, 두 번째 중심점을 첫 번째 정지 점으로부터 20m 이상 중심선 지점을 선택하고 이 두 점을 연결 및 연장하여 중심점을 잡는다.
설정된 중심선은 항공기를 판별할 때 중심선을 기준으로 좌우 15도 안의 범위 안에 있어야 항공기 판별 기준의 대상으로 삼는다. 항공기를 가이드 할때는 좌우 5도안의 범위 안에서 항공기를 포함한 점군데이터를 수집하며 항공기의 코어 위치가 설정된 중심선을 벋어나지 않도록 조종사 안내 표시기(PDU)를 통하여 지시 표시를 진행한다.
설정된 중심선을 통하여 항공기를 가이드 할 때 항공기의 코어위치의 거리에 따라서 스캐너의 수평 중심위치를 자동 위치 조정하여 스캐너의 위치 추적 프로그램이 항공기를 놓치지 않고 추적할 수 있도록 한다[도 5 참조]
스캐너의 항공기의 코어의 위치에 따라 자동 조정될 때 바닥 노이즈를 제거하여 항공기 정보 이외의 노이즈 데이터가 검출되지 않도록 선형 보간법 응용 2차 [도 1c]를 적용한다. 레이저를 이용한 바닥의 임의의 Point n 개의 점군 데이터를 취득한다. 취득한 점군 데이터를 사용하여 각각의 수직높이 h를 구한다. h의 합 연산에 의해 구해진 평균 값 h를 사용하여 지면 절사 위치를 정한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자가 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
이상과 같이 본 발명에 따른 2D 레이저 센서와 모터를 구비하는 스캐너를 이용하여 항공기를 주기장에 안전하게 유도하는 방법은 항공기 자동 접현 안내 시스템 및 방법에 따라 개선된 시각 주기 유도 시스템(A-VDGS: Advanced-VDGS)에서 2D 레이저 센서와 모터를 구비하는 스캐너를 사용하여 레이저 스캔 방식으로 항공기의 수평프로파일 이미지를 획득하여 항공기의 특징점을 찾아 기종을 판별하고 탑승동 게이트 정지위치로 항공기를 안전하게 유도하며, 조종사 안내 표시기(PDU: Pilot Display Unit)로 실제 항공기의 위치를 표시하고 주기장 정지점 까지 실시간 안내에 의해 항공기를 자동으로 안내하며, 항공기가 예상치 못한 오류(과속, 이탈, 저속 등)가 발생할 경우 E-STOP 등 긴급조치 등으로 사고를 예방하고 또는 조종사가 운항하는 항공기의 안전에 도움을 주며 항공기를 정확한 위치에 정지시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 모터와 레이저 센서를 포함하는 스캐너와 조종사 안내 표시기(PDU: Pilot Display Unit)를 구비하는 개선된 시각 주기 유도 시스템(A-VDGS: Advanced-VDGS)에서 기존 판별 정보, 중심선 정보, 주기장 정보가 입력된 후에 스캐너 제어 프로세서를 구동하고 모터 제어를 시작하여 스캐너 제어 프로세서의 의해 구동되는 모터의 상하 이동에 의해 레이저 센서가 각도를 달리하여 레이저 스캔 방식으로 항공기의 수평프로파일 이미지를 획득하도록 스캐너 데이터를 수집하기 시작하여 스캐너 데이터를 이용한 항공기의 수평프로파일 이미지의 점군 데이터를 수집하는 단계;
    상기 레이저 센서의 각도를 달리하여 수집된 항공기의 수평프로파일 이미지와 다른 각도로 바라 본 이미지를 중첩하여 항공기의 평면 위치를 측정하고, 항공기 점군 이미지 정보, 항공기 코어 정보, 항공기 엔진 정보를 추출하여 수집된 점군 데이터를 분석하는 단계;
    항공기 기준 정보와 검색된 항공기 코어 정보와 항공기 엔진 정보를 비교하여 항공기를 검색하는 단계;
    항공기 주기 유도를 시작하여 항공기의 코어 위치를 확인하고, A-VDGS 장비에서 입력된 기준점을 실제 중심선과 스캐너의 중심선을 비교하여 조종사 안내 표시기(PDU)로 실제 항공기의 위치를 표시하고, 항공기 가이드 시 스캐너의 전방 중심선이 아닌 A-VDGS 장비에서 입력된 기준점을 실제 중심선으로 읽고 주기장 정지 위치로 실시간 안내에 의해 항공기를 자동으로 가이드 하며, 주기장에서 항공기의 기종을 판별하고, 항공기의 기종이 판별된 후 상기 항공기가 주기장의 중심선을 벗어나지 않도록 항공기 잔여 거리를 확인하여 스캐너와 항공기의 거리에 따른 스캐너 중심 위치를 조정하는 단계; 및
    항공기 잔여 거리를 확인하여 상기 조종사 안내 표시기(PDU)에 항공기 잔여거리를 표시하며, 이동방향에 대한 지시표시를 하는 항공기를 주기장 정지 위치에 안전하게 가이드하며, 주기장 정지점에 항공기 정지 위치 확인 및 상기 조종사 안내 표시기(PDU)에 표시하여 항공기 주기 유도를 완료하는 단계;
    를 포함하는 2D 레이저 센서와 모터를 구비하는 스캐너를 이용하여 항공기를 주기장에 안전하게 유도하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    항공기 가이드 시 스캐너의 전방 중심선이 아닌 A-VDGS 장비에서 입력된 기준점을 실제 중심선으로 읽고 가이드 하는 것을 특징으로 하는 2D 레이저 센서와 모터를 구비하는 스캐너를 이용하여 항공기를 주기장에 안전하게 유도하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    중심선 위치 비교 및 PDU 표시 확인, 항공기 잔여 거리 확인 및 PDU 표시 확인, 정지 위치 확인 및 PDU 표시 확인 단계에서 에러 발생시에, 항공기가 과속 또는 방향 이탈시, 예기치 않은 정지시에 E-STOP 프로세서를 작동하여, 에러 상황을 조종사 안내 표시기(PDU)에 표시하는 단계를 더 포함하는 2D 레이저 센서와 모터를 구비하는 스캐너를 이용하여 항공기를 주기장에 안전하게 유도하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 스캐너를 이용한 항공기의 기종 판별은 항공기 코어 부분에서 엔진을 연결한 중심점까지의 거리와 양쪽 엔진사이의 거리이며, 엔진까지의 거리에서 엔진의 시작점은 검출된 엔진의 중점을 기준으로 한 엔진간의 거리를 사용하는 것을 특징으로 하는 2D 레이저 센서와 모터를 구비하는 스캐너를 이용하여 항공기를 주기장에 안전하게 유도하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    항공기 판별 범위는 스캐너로부터 80m ~ 120m 떨어진 범위 인 것을 특징으로 하는 2D 레이저 센서와 모터를 구비하는 스캐너를 이용하여 항공기를 주기장에 안전하게 유도하는 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    항공기 코어 부분을 검출하기 위하여 코어 앞부분을 기준으로 뒷부분까지 사각형의 영역을 설정하여 해당 부분만의 데이터를 설정하여 코어를 판별하며, 상기 항공기 코어 부분을 검출하기 위해 최초의 검출된 코어와 인접한 코어의 포인터수가 20개 이상 있을 경우에 점군 데이터의 코어로 간주하고 이 보다 적은 그룹은 제외하는 것을 특징으로 하는 2D 레이저 센서와 모터를 구비하는 스캐너를 이용하여 항공기를 주기장에 안전하게 유도하는 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 항공기 엔진 정보를 검출하기 위하여 사전에 예정된 항공기의 정보를 이용하여 엔진에 해당되는 부분에 사각형의 판별 영역을 설정하고 해당 영역에서 검출된 점군을 그룹화 하고 점군의 중점을 구해 엔진과 엔진의 중점을 구하는 것을 특징으로 하는 2D 레이저 센서와 모터를 구비하는 스캐너를 이용하여 항공기를 주기장에 안전하게 유도하는 방법.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 항공기가 검색 및 확인되고 가이드 될 때 안내할 정지선으로부터 중심선을 잡기 위해 첫 번째 중심점을 정지선에서 잡고 두 번째 중심점을 첫 번째 정지 점으로 부터 20m 이상 중심선 지점을 선택하고 이 두 점을 연결 및 연장하여 중심점을 잡으며, 설정된 중심선은 항공기를 판별할 때 중심선을 기준으로 좌우 15도 안의 범위 안에 있어야 항공기 판별 기준의 대상으로 삼으며, 주기장에서 항공기를 가이드 할때 좌우 5도안의 범위 안에서 항공기를 포함한 점군데이터를 수집하며 항공기의 코어 위치가 설정된 중심선을 벋어나지 않도록 조종사 안내 표시기(PDU)를 통하여 지시 표시를 하는 것을 특징으로 하는 2D 레이저 센서와 모터를 구비하는 스캐너를 이용하여 항공기를 주기장에 안전하게 유도하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 설정된 중심선을 통하여 항공기를 가이드 할 때 항공기의 코어 위치의 거리에 따라서 스캐너의 수평 중심위치를 자동 위치 조정하여 스캐너의 위치 추적 프로그램이 항공기를 놓치지 않고 추적할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 2D 레이저 센서와 모터를 구비하는 스캐너를 이용하여 항공기를 주기장에 안전하게 유도하는 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 스캐너가 항공기의 코어의 위치에 따라 자동 조정될 때 바닥 노이즈를 제거하여 항공기 정보 이외의 노이즈 데이터가 검출되지 않도록 선형 보간법 응용 2차 알고리즘(도 1c)을 적용하며, 레이저를 이용한 바닥의 임의의 Point n 개의 점군 데이터를 취득하고, 취득한 점군 데이터를 사용하여 각각의 수직높이 h를 구하며, h의 합 연산에 의해 구해진 평균 값 h를 사용하여 지면 절사 위치를 정하는 것을 특징으로 하는 2D 레이저 센서와 모터를 구비하는 스캐너를 이용하여 항공기를 주기장에 안전하게 유도하는 방법.
PCT/KR2016/002440 2016-01-06 2016-03-11 2d 레이저 센서와 모터를 구비하는 스캐너를 이용하여 항공기를 주기장에 안전하게 유도하는 방법 WO2017119545A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2016-0001611 2016-01-06
KR1020160001611A KR101778623B1 (ko) 2016-01-06 2016-01-06 2d 레이저 센서와 모터를 구비하는 스캐너를 이용하여 항공기를 주기장에 안전하게 유도하는 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017119545A1 true WO2017119545A1 (ko) 2017-07-13

Family

ID=59274296

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2016/002440 WO2017119545A1 (ko) 2016-01-06 2016-03-11 2d 레이저 센서와 모터를 구비하는 스캐너를 이용하여 항공기를 주기장에 안전하게 유도하는 방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101778623B1 (ko)
WO (1) WO2017119545A1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108932875A (zh) * 2018-08-07 2018-12-04 晨龙飞机（荆门）有限公司 一种安全性能高的飞机泊位智能指示系统
CN111986472A (zh) * 2019-05-22 2020-11-24 阿里巴巴集团控股有限公司 车辆速度确定方法及车辆
US11053023B2 (en) 2018-06-18 2021-07-06 Adb Safegate Sweden Ab Method and a system for guiding a pilot of an approaching aircraft to a stop position at a stand
US20220413498A1 (en) * 2021-04-21 2022-12-29 Anse Technologies Co., Ltd. Aircraft docking guidance system using 3d laser scanner and control method for the same

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102220776B1 (ko) * 2020-12-14 2021-03-02 한화시스템(주) 항공기 타겟용 레이저 송수신장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0836699A (ja) * 1994-07-25 1996-02-06 Nec Corp 移動体の駐機誘導装置
US20030184449A1 (en) * 1997-09-22 2003-10-02 Siemens Ag Docking system for airport terminals
US20080231472A1 (en) * 2007-03-23 2008-09-25 Dew Engineering And Development Limited System and method for identifying an aircraft during approach to a stopping position
KR101160896B1 (ko) * 2012-03-26 2012-06-28 (주)안세기술 레이저 스캐너를 이용한 항공기 기종 식별 및 항공기 자기위치 확인 시스템
KR101314566B1 (ko) * 2012-08-30 2013-10-07 (주)안세기술 항공기 기종판별 및 주기유도 시스템 및 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0836699A (ja) * 1994-07-25 1996-02-06 Nec Corp 移動体の駐機誘導装置
US20030184449A1 (en) * 1997-09-22 2003-10-02 Siemens Ag Docking system for airport terminals
US20080231472A1 (en) * 2007-03-23 2008-09-25 Dew Engineering And Development Limited System and method for identifying an aircraft during approach to a stopping position
KR101160896B1 (ko) * 2012-03-26 2012-06-28 (주)안세기술 레이저 스캐너를 이용한 항공기 기종 식별 및 항공기 자기위치 확인 시스템
KR101314566B1 (ko) * 2012-08-30 2013-10-07 (주)안세기술 항공기 기종판별 및 주기유도 시스템 및 방법

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11053023B2 (en) 2018-06-18 2021-07-06 Adb Safegate Sweden Ab Method and a system for guiding a pilot of an approaching aircraft to a stop position at a stand
CN108932875A (zh) * 2018-08-07 2018-12-04 晨龙飞机（荆门）有限公司 一种安全性能高的飞机泊位智能指示系统
CN111986472A (zh) * 2019-05-22 2020-11-24 阿里巴巴集团控股有限公司 车辆速度确定方法及车辆
CN111986472B (zh) * 2019-05-22 2023-04-28 阿里巴巴集团控股有限公司 车辆速度确定方法及车辆
US20220413498A1 (en) * 2021-04-21 2022-12-29 Anse Technologies Co., Ltd. Aircraft docking guidance system using 3d laser scanner and control method for the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR101778623B1 (ko) 2017-09-27
KR20170082686A (ko) 2017-07-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017119545A1 (ko) 2d 레이저 센서와 모터를 구비하는 스캐너를 이용하여 항공기를 주기장에 안전하게 유도하는 방법
KR101160896B1 (ko) 레이저 스캐너를 이용한 항공기 기종 식별 및 항공기 자기위치 확인 시스템
EP0459295B1 (en) Aircraft docking guidance system which takes position reference in anti-collision light of aircraft
WO2020004817A1 (ko) 차선 정보 검출 장치, 방법 및 이러한 방법을 수행하도록 프로그램된 컴퓨 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독가능한 기록매체
WO2016104917A1 (ko) 도착 정보 제공 방법 및 서버 및 디스플레이 장치
WO2020159076A1 (ko) 랜드마크 위치 추정 장치와 방법 및 이러한 방법을 수행하도록 프로그램된 컴퓨터 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체
WO2020067751A1 (ko) 이종 센서 간의 데이터 융합 장치 및 방법
CN110866483B (zh) 一种动静结合的机场跑道异物视觉检测与定位方法
CN102590882A (zh) 机场道面异物监测系统
CN110673641A (zh) 一种基于无人机的客机智能维护巡检系统平台
CN110673141A (zh) 一种移动式机场道面异物检测方法及系统
CN105487092B (zh) 机场廊桥对接飞机舱口导航系统
CN213518003U (zh) 用于机场道面的巡检机器人以及巡检系统
CN106448275A (zh) 基于可视化的飞机泊位实时引导系统
CN208384644U (zh) 无人机电力巡检系统
KR20180108176A (ko) 공항 이동지역 이물질 수거 시스템
CN115580708A (zh) 一种光缆线路无人机巡检的方法
CN206847600U (zh) 一种基于高性能无人机的隧道结构检测系统
JP7364093B2 (ja) 路面管理装置、路面管理システム、端末装置、路面管理方法、及び、プログラム
JP2002277544A (ja) 空港滑走路監視装置
WO2015005534A1 (ko) 하이브리드 비주얼 주기 유도 장치
CN116753962B (zh) 一种桥梁的航线规划方法及装置
CN113050671A (zh) 一种用于检测天然气泄露的无人机系统及检测方法
WO2017034375A1 (ko) 이동식 교통 단속 시스템
CN117110214A (zh) 一种基于无人机高光谱成像的水质分析系统及方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16883931

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16883931

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1