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一種入塢飛機(jī)實時捕獲方法及系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:9580260閱讀:604來源:國知局
一種入塢飛機(jī)實時捕獲方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及飛機(jī)定位識別和泊位引導(dǎo)技術(shù),特別是一種用于檢測和判別機(jī)場入塢 飛機(jī)的地面交通控制以便安全而有效地使飛機(jī)入塢的基于激光三維掃描的入塢飛機(jī)實時 捕獲方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 飛機(jī)泊位引導(dǎo)是指將到港飛機(jī)從滑行道末端導(dǎo)引至機(jī)坪的停機(jī)位置并準(zhǔn)確停泊 的過程。飛機(jī)泊位引導(dǎo)的目的是保障入塢飛機(jī)安全準(zhǔn)確停泊,能方便飛機(jī)與各種地勤接口 的準(zhǔn)確對接,并使得登機(jī)橋(PBB)能準(zhǔn)確靠接機(jī)艙門,提高機(jī)場運行效率和安全。泊位引導(dǎo) 系統(tǒng)的捕獲方法是指在到港飛機(jī)滑行至站坪后,泊位引導(dǎo)系統(tǒng)自動捕捉到飛機(jī)并判斷飛機(jī) 的狀態(tài),以對后續(xù)的處理提供數(shù)據(jù)。
[0003] 自動飛機(jī)泊位引導(dǎo)系統(tǒng)按使用傳感器的類型不同主要分為:(1)地埋線圈類;(2) 激光掃描測距類;(3)視覺感知類。地埋感應(yīng)線圈類自動引導(dǎo)系統(tǒng)通過探測是否有金屬物 體經(jīng)過或停留來確定入塢飛機(jī)的位置。地埋感應(yīng)線圈的優(yōu)點是響應(yīng)速度快、成本低,對天 氣和照度無要求,但誤差較大、抗干擾能力低。同時,埋在地下的引線和電子元件容易被壓 壞、可靠性不高,測量精度不高,不能識別機(jī)型,可調(diào)試可維修性差等缺陷。激光掃描泊位引 導(dǎo)系統(tǒng)通過激光掃描測距來確定飛機(jī)的位置、實時位置和實時速度,不受環(huán)境照度的影響、 且受天氣影響較小,精度較高,維護(hù)簡單,但現(xiàn)有技術(shù)中的激光掃描泊位引導(dǎo)系統(tǒng)均成本較 高,且激光掃描頻率有限,限制了引導(dǎo)的實時性和穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷,提供一種能安全而有效 地使飛機(jī)入瑪?shù)幕诩す馊S掃描的入瑪飛機(jī)實時捕獲方法及系統(tǒng)。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了一種入塢飛機(jī)實時捕獲方法,其中,包括如下步 驟:
[0006] S1、場景設(shè)置,根據(jù)入塢飛機(jī)的引導(dǎo)線及停止線將站坪劃分為捕獲區(qū)、引導(dǎo)跟蹤區(qū) 和精確定位區(qū);
[0007] S2、運動物體捕獲,通過所述激光掃描系統(tǒng)對所述捕獲區(qū)進(jìn)行連續(xù)掃描,比對當(dāng)前 掃描行和前幀掃描參數(shù)判斷是否有運動物體存在,若前后兩幀相同位置處掃描參數(shù)大于一 閾值,則判斷有運動物體出現(xiàn)在該捕獲區(qū);
[0008] S3、飛機(jī)狀態(tài)檢測,檢測步驟S2捕獲的所述運動物體是否為飛機(jī),對所述飛機(jī)入 塢姿態(tài)進(jìn)行判斷,以確定是否開始對所述飛機(jī)進(jìn)行跟蹤和引導(dǎo)操作。
[0009] 上述的入塢飛機(jī)實時捕獲方法,其中,在步驟S1之后及步驟S2之前,還包括:
[0010] S10、站坪障礙物判斷,通過激光掃描系統(tǒng)對所述引導(dǎo)線附近的障礙物進(jìn)行掃描以 確保飛機(jī)的入塢安全并避免在引導(dǎo)過程中將該障礙物誤判為飛機(jī)。
[0011] 上述的入塢飛機(jī)實時捕獲方法,其中,所述步驟S10進(jìn)一步包括:
[0012] S101、設(shè)定所述激光掃描系統(tǒng)的參數(shù);
[0013]S102、計算所述激光掃描系統(tǒng)激光掃描站坪的垂直角度范圍并進(jìn)行掃描;
[0014]S103、通過分析所述激光掃描系統(tǒng)掃描的回波數(shù)據(jù),得到飛機(jī)站坪的場景和所述 障礙物狀態(tài)。
[0015] 上述的入塢飛機(jī)實時捕獲方法,其中,
[0016] 所述步S101包括:
[0017] 設(shè)定所述激光掃描系統(tǒng)的安裝高度為匕,所述激光掃描系統(tǒng)距離所述停止線的距 離為ds,所述精確定位區(qū)的長度為dp,所述引導(dǎo)跟蹤區(qū)的長度為dg,所述捕獲區(qū)的長度為dc;
[0018] 所述步驟S102包括:
[0019] 對所述捕獲區(qū)的最遠(yuǎn)邊界處掃描,所述激光掃描系統(tǒng)激光掃描站坪的第一垂直角 度為
[0020]
[0021] 對所述精確定位區(qū)最近邊界處掃描,所述激光掃描系統(tǒng)激光掃描站坪的第二垂直 角度為
[0022]
[0023] 對所述第一垂直角度和所述第二垂直角度之間的所有角度進(jìn)行水平掃描。
[0024] 上述的入塢飛機(jī)實時捕獲方法,其中,所述步驟S103包括:
[0025] 將步驟S102得到的數(shù)據(jù)點Ρι(Ρ,α,β)轉(zhuǎn)換成笛卡爾坐標(biāo)系下坐標(biāo)值,得到 Pl (Xl,yi,Zl),其中Zl為高度信息,若小于一設(shè)定閾值,則所述引導(dǎo)線附近無障礙物,若大于 所述設(shè)定閾值,則所述引導(dǎo)線附近存在障礙物。
[0026] 上述的入塢飛機(jī)實時捕獲方法,其中,步驟S10還包括對障礙物運動情況的判斷, 對極坐標(biāo)為(1',α',β')的障礙物,對該坐標(biāo)進(jìn)行多次掃描并將每次掃描結(jié)果和原始坐 標(biāo)(1',α',β')對比以判斷該障礙物是否運動。
[0027] 上述的入塢飛機(jī)實時捕獲方法,其中,所述步驟S2包括:
[0028] 設(shè)定待捕獲飛機(jī)機(jī)頭的高度為匕,所述激光掃描系統(tǒng)距離所述捕獲區(qū)邊緣的縱向 距離為ds+dp+dg+dc,因此激光掃描垂直方向的初始角度為
分 別將激光掃描的垂直方向固定在β,β-S,β-2δ三個角度,進(jìn)行幅度為-5°至+5°的水 平掃描,其中S為所述激光掃描系統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)的最小分辨率;
[0029] 若無運動物體經(jīng)過所述捕獲區(qū),則無返回回波;
[0030] 若有運動物體經(jīng)過,選取落在區(qū)間為(ds+dp+dg+dc-10m,ds+dp+dg+dc+10m)的距離值 為目標(biāo)點進(jìn)行處理,并統(tǒng)計所述區(qū)間內(nèi)所述目標(biāo)點個數(shù)為η;
[0031] 每次掃描均獲得三幀掃描數(shù)據(jù),對每一幀數(shù)據(jù)選擇其中非零的最近值的參數(shù) P(U,并作為飛機(jī)的特征點,統(tǒng)計所述區(qū)間中與所述特征點連續(xù)的所述目標(biāo)點的 個數(shù)記為m;
[0032] 定義比例值r=m/n,若r>0. 5,則判斷飛機(jī)已經(jīng)出現(xiàn);
[0033] 若r〈0. 5,則丟棄本幀掃描數(shù)據(jù)。
[0034] 上述的入塢飛機(jī)實時捕獲方法,其中,所述步驟S2還包括,通過設(shè)定寬度閾值和 捕獲高度閾值區(qū)分引導(dǎo)車和飛機(jī)。
[0035] 上述的入塢飛機(jī)實時捕獲方法,其中,所述步進(jìn)電機(jī)的最小分辨率δ為0.225°。
[0036] 上述的入塢飛機(jī)實時捕獲方法,其中,所述步驟S3包括:
[0037] 激光在垂直方向以β的偏轉(zhuǎn)角對飛機(jī)進(jìn)行掃描,設(shè)定最靠近所述激光掃描系統(tǒng) 的回波點為pl,最遠(yuǎn)的落在所述飛機(jī)機(jī)頭上的回波點為Ρ2,對于落在所述機(jī)頭上的兩個點 Pi(Xi,Zi)和p.j(x.j,y.j,z.j),有Zi~z.j,i弇j,對各個所述回波點在x-y坐標(biāo)上作最小二乘 二次曲線擬合,擬合出的曲線方程標(biāo)準(zhǔn)式為y(x) =aj^+aj+a。,
[0038]同時設(shè)定最大擬合誤差為,取Ay=maxh-yUi))并比較Ay和..,若 △.V>?,則所述飛機(jī)機(jī)頭沒有擺正,重新進(jìn)入捕獲飛機(jī)狀態(tài)檢測;
[0039] 若孓,則所述飛機(jī)機(jī)頭已經(jīng)擺正,可對所述飛機(jī)進(jìn)行引導(dǎo)入塢。
[0040] 為了更好地實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明還提供了一種用于上述的入塢飛機(jī)實時捕獲方 法的入塢飛機(jī)實時捕獲系統(tǒng)。
[0041] 本發(fā)明的技術(shù)效果在于:
[0042] 本發(fā)明具有有效的智能化信息處理能力,能有效實現(xiàn)飛機(jī)入塢過程的飛機(jī)捕獲功 能,能有效提高民航機(jī)場自動化、智能化和運營管理的水平。
[0043] 以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述,但不作為對本發(fā)明的限定。
【附圖說明】
[0044] 圖1為本發(fā)明一實施例入塢飛機(jī)實時捕獲系統(tǒng)示意圖;
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