一种登机桥及其自动靠接方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201210164965.5

申请日:

2012.05.25

公开号:

CN103419944A

公开日:

2013.12.04

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B64F 1/305申请日:20120525|||公开

IPC分类号:

B64F1/305

主分类号:

B64F1/305

申请人:

深圳中集天达空港设备有限公司; 中国国际海运集装箱(集团)股份有限公司

发明人:

邓览; 张肇红

地址:

518067 广东省深圳市蛇口工业区工业四路四号

优先权:

专利代理机构:

北京律诚同业知识产权代理有限公司 11006

代理人:

陈红

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内容摘要

本发明涉及登机桥及其自动靠接方法,登机桥具有接机口、升降机构、行走机构以及自动靠接装置,自动靠接装置包括图像数据采集单元、预处理单元、数据库、视觉识别与定位单元、运动控制单元以及登机桥控制系统。当飞机停泊至一停靠位置且登机桥自动预靠至一起始位置时,启动自动靠接装置,通过图像数据采集单元包含飞机舱门的图像数据,并对其进行预处理,然后从经处理后的图像数据中识别出符合飞机舱门特征的图像,并计算出接机口在当前位置与舱门的相对位置信息,根据相对位置信息生成行程控制信息,并将二者分别进行编码后发送给登机桥控制系统;最后对接收到的信息进行解码,执行行程控制信息,驱动登机桥运动直至与舱门完成自动靠接。

权利要求书

1.  一种登机桥,具有接机口、升降机构和行走机构,其特征在于,所述登机桥还包括有自动靠接装置,用于当一飞机停泊至一停靠位置且该登机桥自动预靠至一起始位置时,启动自动靠接,将所述接机口由该起始位置开始自动靠接至该飞机的飞机舱门,所述自动靠接装置至少包括:
图像数据采集单元,用于采集包含飞机舱门的图像数据;
预处理单元,用于对采集到的所述图像数据进行预处理,得到处理后图像数据;
数据库,其内存储有多个机型的飞机舱门的参数数据;
视觉识别与定位单元,用于结合所述数据库内对应于该飞机机型的飞机舱门的参数数据,从所述处理后图像数据中识别出该飞机的飞机舱门的图形,并通过视觉定位方法计算出所述接机口在当前位置与所述飞机舱门的相对位置信息;
运动控制单元,用于根据所述相对位置信息生成行程控制信息,并将所述相对位置信息以及所述行程控制信息进行编码后发送给登机桥控制系统;
所述登机桥控制系统,用于对所接收到的编码后的相对位置信息以及行程控制信息进行解码,并执行所述行程控制信息,驱动该登机桥运动直至其接机口与该飞机的飞机舱门完成自动靠接。

2.
  根据权利要求1所述的登机桥,其特征在于,所述图像数据采集单元包括:
单目式相机,安装于所述接机口上,用于撷取所述包含飞机舱门的图像数据;
图像采集卡,用于采集所述单目式相机所撷取到的图像数据;
辅助光源,用于为所述单目式相机撷取所述图像数据提供辅助光源。

3.
  根据权利要求2所述的登机桥,其特征在于,所述预处理单元至少包括以下模块:
滤波模块,用于对所采集到的所述图像数据进行滤波处理;
平滑模块,用于对所采集到的所述图像数据进行平滑处理;
增强模块,用于对所采集到的所述图像数据进行增强处理。

4.
  根据权利要求3所述的登机桥,其特征在于,所述预处理单元至少具有以下处理模式:可见光模式、微光模式、红外模式和雨雪雾模式。

5.
  根据权利要求1所述的登机桥,其特征在于,所述视觉识别与定位单元还用于根据所述相对位置信息判断所述接机口的所述当前位置与所述飞机舱门的位置是否有偏差,若无偏差,则表示所述接机口与所述飞机舱门靠接完成,若有偏差,则表示所述接机口与所述飞机舱门靠接未完成,需继续驱动所述登机桥运动。

6.
  根据权利要求1~5中任一权利要求所述的登机桥,其特征在于,所述登机桥还具有行走防撞机构,所述自动靠接装置还包括:
一远程控制中心;
一环境监控单元,用于远程工作人员在启动自动靠接之前,检测该登机桥的周围是否有障碍物,所述环境监控单元包含摄像机和/或激光光幕,其中所述摄像机安装在所述行走机构上,所述激光光幕安装在所述行走防撞机构上;
其中,所述环境监控单元在检测到该登机桥的周围没有障碍物时发出使能信号至所述远程控制中心,由所述远程控制中心远程激活所述自动靠接装置启动自动靠接。

7.
  一种登机桥的自动靠接方法,所述登机桥具有接机口、升降机构和行走机构,其特征在于,所述登机桥还包括有自动靠接装置,所述自动靠接装置至少包括图像数据采集单元、预处理单元、数据库,存储有多个机型的飞机舱门的参数数据的数据库、视觉识别与定位单元、运动控制单元以及登机桥控制系统,所述自动靠接方法包括以下步骤:
S1、当飞机停泊至一停靠位置且该登机桥自动预靠至一起始位置时,启动所述自动靠接装置;
S2、利用所述图像数据采集单元,采集包含飞机舱门的图像数据;
S3、利用所述预处理单元,对所述图像数据进行预处理,得到处理后图像数据;
S4、利用所述视觉识别与定位单元,结合所述数据库内对应于该飞机机型的飞机舱门的参数数据,从所述处理后图像数据中识别出该飞机的飞机舱门的图形,并通过视觉定位方法计算出所述接机口在当前位置与所述飞机舱门的相对位置信息;
S5、利用所述运动控制单元,根据所述相对位置信息生成行程控制信息,并将所述相对位置信息以及所述行程控制信息进行编码后发送给登机桥控制系统;
S6、利用所述登机桥控制系统,对所接收到的编码后的相对位置信息以及行程控制信息进行解码,并执行所述行程控制信息,驱动该登机桥运动;
S7、重复执行步骤S2至步骤S6,直至所述接机口与该飞机的飞机舱门对接,自动靠接完成。

8.
  根据权利要求7所述的登机桥的自动靠接方法,其特征在于,所述步骤S2包括:
利用安装在所述接机口上的单目式相机,结合图像采集卡和辅助光源,采集所述图像数据。

9.
  根据权利要求8所述的登机桥的自动靠接方法,其特征在于,在步骤S3中,至少包括以下步骤:
利用滤波模块,对所采集到的所述图像数据进行滤波处理;
利用平滑模块,对所采集到的所述图像数据进行平滑处理;
利用增强模块,对所采集到的所述图像数据进行增强处理。

10.
  根据权利要求9所述的登机桥的自动靠接方法,其特征在于,所述预处理单元至少具有以下处理模式:可见光模式、微光模式、红外模式和雨雪雾模式。

11.
  根据权利要求7所述的登机桥的自动靠接方法,其特征在于,在所述步骤S4之后还包括:
利用所述视觉识别与定位单元,根据所述相对位置信息判断所述接机口的所述当前位置与所述飞机舱门的位置是否有偏差,若无偏差,则表示所述接机口与所述飞机舱门靠接完成,若有偏差,则表示所述接机口与所述飞机舱门靠接未完成,继续执行步骤S5至步骤S7。

12.
  根据权利要求7~11中任一权利要求所述的登机桥的自动靠接方法,其特征在于,在启动自动靠接之前还包括以下步骤:利用一环境监控单元,检测该登机桥的周围是否有障碍物,所述环境监控单元在检测到该登机桥的周围没有障碍物时发出使能信号至一远程控制中心,远程工作人员在收到该使能信号后激活所述自动靠接装置启动自动靠接。

说明书

一种登机桥及其自动靠接方法
技术领域
本发明涉及一种具备自动接靠飞机舱门装置的登机桥及其自动靠接方法。
背景技术
登机桥是机场连接候机楼与飞机以便旅客上下飞机的工具和通道。针对不同的飞机机型,登机桥的类型也相应有很多种类,但目前基本都是由专业人员操作登机桥,实现登机桥与飞机舱门的对接。然而,登机桥的操作面板和控制方式会因机场要求不同而有很大差别。因此,为了实现安全、可靠和准确的对接,需进行登机桥操作员的严格技术培训。同时,专业操作员对登机桥与飞机舱门对接的操作受其专业技术、操作习惯和生理与心理状态等因素所影响。
目前,部分登机桥已具有自动预靠功能,只需操作员执行某一个动作即可让登机桥自动运行到事先设定的某个位置,该位置一般为正常接机位置的1.5米距离处,而飞机实际停靠位置与该事先设定的停靠位置存在误差,所以最后这1.5米仍需操作人员手动操作完成。鉴于此,全自动登机桥的研制显得越来越重要。全自动登机桥的基本功能需求是:当飞机停泊在一停靠位置且登机桥自动预靠至一位置之后,只要简单操作一个按钮,就能使登机桥追踪飞机的停靠位置,自动驶向飞机方向,实现与飞机舱门的全自动、智能化对接。
现有的做法是在飞机舱门下方安装数个特殊的反射装置,在登机桥下方安装相机和红外光源,由红外光源发射红外光线,再由相机扫描预定区域,当相机扫描到由飞机舱门下方反射装置反射回来的信号时,可以根据事先已知的参数计算出登机桥和飞机舱门的相对距离,根据这个距离,即可控制登机桥自动向目标位置运行,直至完成飞机舱门的靠接。
然而这样做有很大的局限性,首先要在每一架飞机的舱门下方加装红外 反射装置的可操作性不大,而且维护监测难度也很高;再者机场环境下,有很多可以反射红外线的设备可能会对系统造成干扰;再次之,相机成像系统容易受到气候条件的干扰,红外线也容易受到雨雪雾天气的干扰。
发明内容
为了解决上述现有技术的问题,本发明的目的在于提供一种登机桥及其自动靠接方法,通过在登机桥上安装自动靠接装置,实现登机桥智能化、全自动的接机功能。
为了实现上述目的,本发明提供一种登机桥,具有接机口、升降机构和行走机构,其特点在于,所述登机桥还包括有自动靠接装置,用于当一飞机停泊至一停靠位置且该登机桥自动预靠至一起始位置时,启动自动靠接,将所述接机口由该起始位置自动靠接至该飞机的飞机舱门,所述自动靠接装置至少包括:
图像数据采集单元,用于采集包含飞机舱门的图像数据;
预处理单元,用于对采集到的所述图像数据进行预处理,得到处理后图像数据;
数据库,其内存储有多个机型的飞机舱门的参数数据;
视觉识别与定位单元,用于结合所述数据库内对应于该飞机机型的飞机舱门的参数数据,从所述处理后图像数据中识别出该飞机的飞机舱门的图形,并通过视觉定位方法计算出所述接机口在当前位置与所述飞机舱门的相对位置信息;
运动控制单元,用于根据所述相对位置信息生成行程控制信息,并将所述相对位置信息以及所述行程控制信息进行编码后发送给登机桥控制系统;
所述登机桥控制系统,用于对所接收到的编码后的相对位置信息以及行程控制信息进行解码,并执行所述行程控制信息,驱动该登机桥运动直至其接机口与该飞机的飞机舱门完成自动靠接。
在本发明一实施例中,所述图像数据采集单元包括:单目式相机,安装于所述接机口上,用于撷取所述包含飞机舱门的图像数据;图像采集卡,用于采集所述单目式相机所撷取到的图像数据;辅助光源,用于为所述单目式相机撷取所述图像数据提供辅助光源。
在本发明一实施例中,所述预处理单元至少包括以下模块:滤波模块,用于对所采集到的所述图像数据进行滤波处理;平滑模块,用于对所采集到的所述图像数据进行平滑处理;增强模块,用于对所采集到的所述图像数据进行增强处理。
在本发明一实施例中,所述预处理单元至少具有以下处理模式:可见光模式、微光模式、红外模式和雨雪雾模式。
在本发明一实施例中,所述视觉识别与定位单元还用于根据所述相对位置信息判断所述接机口的所述当前位置与所述飞机舱门的位置是否有偏差,若无偏差,则表示所述接机口与所述飞机舱门靠接完成,若有偏差,则表示所述接机口与所述飞机舱门靠接未完成,需继续驱动所述登机桥运动。
在本发明一实施例中,所述登机桥还具有行走防撞机构,所述自动靠接装置还包括:一远程控制中心;一环境监控单元,用于远程工作人员在启动自动靠接之前,检测该登机桥的周围是否有障碍物,所述环境监控单元包含摄像机和/或激光光幕,其中所述摄像机安装在所述行走机构上,所述激光光幕安装在所述行走防撞机构上;其中,所述环境监控单元在检测到该登机桥的周围没有障碍物时发出使能信号至所述远程控制中心,由所述远程控制中心远程激活所述自动靠接装置启动自动靠接。
为了实现上述目的,本发明另提供一种登机桥的自动靠接方法,所述登机桥具有接机口、升降机构和行走机构,其特点在于,所述登机桥还包括有自动靠接装置,所述自动靠接装置至少包括图像数据采集单元、预处理单元、数据库,存储有多个机型的飞机舱门的参数数据的数据库、视觉识别与定位单元、运动控制单元以及登机桥控制系统,所述自动靠接方法包括以下步骤:
S1、当飞机停泊至一停靠位置且该登机桥自动预靠至一起始位置时,启动所述自动靠接装置;
S2、利用所述图像数据采集单元,采集包含飞机舱门的图像数据;
S3、利用所述预处理单元,对所述图像数据进行预处理,得到处理后图像数据;
S4、利用所述视觉识别与定位单元,结合所述数据库内对应于该飞机的机型的飞机舱门的参数数据,从所述处理后图像数据中识别出该飞机的飞机舱门的图形,并通过视觉定位方法计算出所述接机口在当前位置与所述飞机 舱门的相对位置信息;
S5、利用所述运动控制单元,根据所述相对位置信息生成行程控制信息,并将所述相对位置信息以及所述行程控制信息进行编码后发送给登机桥控制系统;
S6、利用所述登机桥控制系统,对所接收到的编码后的相对位置信息以及行程控制信息进行解码,并执行所述行程控制信息,驱动该登机桥运动;
S7、重复执行步骤S2至步骤S6,直至所述接机口与该飞机的飞机舱门对接,自动靠接完成。
在本发明另一实施例中,所述步骤S2包括:利用安装在所述接机口上的单目式相机,结合图像采集卡和辅助光源,采集所述图像数据。
在本发明另一实施例中,在步骤S3中,至少包括以下步骤:利用滤波模块,对所采集到的所述图像数据进行滤波处理;利用平滑模块,对所采集到的所述图像数据进行平滑处理;利用增强模块,对所采集到的所述图像数据进行增强处理。
在本发明另一实施例中,所述预处理单元至少具有以下处理模式:可见光模式、微光模式、红外模式和雨雪雾模式。
在本发明另一实施例中,在所述步骤S4之后还包括:利用所述视觉识别与定位单元,根据所述相对位置信息判断所述接机口的所述当前与所述飞机舱门的位置是否有偏差,若无偏差,则表示所述接机口与所述飞机舱门靠接完成,若有偏差,则表示所述接机口与所述飞机舱门靠接未完成,继续执行步骤S5至步骤S7。
在本发明另一实施例中,在启动自动靠接之前还包括以下步骤:利用一环境监控单元,检测该登机桥的周围是否有障碍物,所述环境监控单元在检测到该登机桥的周围没有障碍物时发出使能信号至一远程控制中心,远程工作人员在收到该使能信号后激活所述自动靠接装置启动自动靠接。
由以上实施例可知,本发明通过在登机桥的接机口上设置图像数据采集单元,例如单目式相机,采集包含飞机舱门的图像数据,并通过视觉识别与定位技术获取接机口与飞机舱门之间的相对位置信息,进而可根据相关相对位置信息生成行程控制信息,通过相关行程控制信息控制登机桥运动,直至其接机口与飞机舱门完成对接。因此,本发明无需在每一架飞机的舱门上加 装红外反射装置,从而有效避免机场设备因反射红外线的设备而对系统造成干扰的问题,维护监测简单。另外,本发明通过预处理单元对所采集到的图像进行预处理,也可以有效避免各种气候条件的干扰。
本发明针对机场对全自动登机桥的实际需求,采用视觉定位技术建立登机桥的智能化信息感知、处理与控制系统,实现登机桥智能化、全自动的接机功能,还具有如下优势:
1.通过图像数据采集单元能有效获取飞机轮廓及舱门图像信息,并可通过视觉定位方法建立多级视觉定位和特征点检测与跟踪,能实现智能化、全自动的接机。
2.不需对飞机舱门作任何特殊处理,即不需添加任何标示或感应器件,仅通过图像数据采集单元(例如单目式相机)即可实现登机桥与飞机舱门的自动和智能化定位。
3.能提高登机桥接机的效率,增强旅客上下飞机的便捷性和时效性。
4.消除人工操作的不确定性,提高登机桥与飞机舱门对接的精度和可靠性。
5.消除人工操作的主观性和经验局限性,提高登机桥与飞机舱门对接的客观性和规范性。
6.可通过飞机机型先验信息和机场环境先验知识,提高登机桥的智能化水平。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述,但不作为对本发明的限定。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是本发明利用单目相机的单目视觉定位方法的测量原理图;
图2是本发明的登机桥的自动靠接装置的功能模块示意图;
图3是本发明的登机桥的自动靠接方法的一较佳实施例的流程示意图;
图4A至图4D是本发明在定位偏差判别过程中接机口的目标靠接位置与当前位置的四种不同相对位置的状态示意图;
图5是本发明的登机桥的自动靠接方法的另一较佳实施例的流程示意 图;
图6是本发明的登机桥的单目视觉系统构成示意图。
具体实施方式
如图1所示,其示出了本发明利用单目式相机的单目视觉定位方法的测量原理。如图1所示,通过光学原理可知,在忽略相机的畸变时,经过线性拟合,线段的像也为线段,而且物距V与像距U、各边和其所成的像均成比例,即:U/V=AB/A’B’,其中AB表示线段AB的长度,A’B’表示线段AB的像A’B’的长度。如果此时AB已知,A’B’可测,像距U也是可测的,此时可以通过数学方法求取物距V。
本发明提供一种登机桥,其具有接机口、升降机构、行走机构、行走防撞机构(已有技术)等。本发明特别的是,该登机桥还包括有自动靠接装置,用于当飞机停泊至一停靠位置时,启动自动靠接,将所述接机口由一起始位置自动靠接至该飞机的飞机舱门。
如图2所示,本发明的自动靠接装置至少包括以下功能模块:图像数据采集单元、预处理单元、数据库、视觉识别与定位单元、运动控制单元以及登机桥控制系统等。其中,所述数据库内存储有多个机型的飞机舱门的参数数据,所述参数数据例如可包括各种飞机舱门的长、宽、弧度、面积、长宽比等参数。
下面结合图3,说明本发明一较佳实施例的自动靠接装置的自动靠接方法:
步骤S1、当飞机停泊至一停靠位置且登机桥自动预靠至一起始位置时,启动自动靠接装置。
在本发明中,当飞机停泊至该停靠位置后,登机桥可在自动预靠指令下(自动预靠为已有技术,在此不再赘述)到达一指定位置,该指定位置即为本发明中自动靠接的起始位置,此时登机桥的高度和桥头角度基本已调整到一起始接机位置。较佳地,该起始位置为距离飞机舱门约1.5m~3m的位置。
步骤S2、利用图像数据采集单元,采集包含飞机舱门的图像数据。
在本发明一较佳实施例中,主要是利用单目式相机,结合图像采集卡和辅助光源,采集所述图像数据。其中,所述单目式相机安装于所述接机口上, 用于撷取包含飞机舱门的图像数据。所述图像采集卡则用于采集所述单目式相机所撷取到的图像数据。所述辅助光源则用于为所述单目式相机撷取所述图像数据提供辅助光源。当登机桥运动至所述起始位置时,接机口基本对准飞机舱门,所述单目式相机采集包含飞机舱门的飞机机身前部的图像。
步骤S3、利用预处理单元,对所述图像数据进行预处理,得到处理后图像数据。
在本发明一较佳实施例中,所述预处理单元例如可至少包括滤波模块、平滑模块、增强模块等多个模块,可分别用以对所采集到的所述图像数据进行滤波处理、平滑处理、增强处理等预处理。并且,较佳地,所述预处理单元还可至少具有可见光模式、微光模式、红外模式和雨雪雾模式等多个处理模式,可针对不同天气条件下所采集到的图像数据进行不同的预处理,得到去除不必要的噪声信息后的清晰的处理后图像数据。
步骤S4、利用所述视觉识别与定位单元,结合所述数据库内对应于该飞机机型的飞机舱门的参数数据,从所述处理后图像数据中识别出该飞机的飞机舱门的图形,并通过视觉定位方法计算出所述接机口在当前位置与所述飞机舱门的相对位置信息。
在本发明一较佳实施例中,所述视觉识别与定位单元可包括有视觉识别模块和视觉定位模块。视觉识别模块用于结合所述数据库内对应于该飞机的机型的飞机舱门的参数数据,从所述处理后图像数据中识别出该飞机的飞机舱门的图形。视觉定位模块则用于通过视觉定位方法计算出所述接机口在当前位置与所述飞机舱门的相对位置信息,其中所述视觉定位方法的原理可参考图1所示的原理,在此不再赘述。
步骤S5、利用所述运动控制单元,根据所述相对位置信息生成行程控制信息,并将所述相对位置信息以及所述行程控制信息进行编码后发送给登机桥控制系统。
在本发明一较佳实施例中,所述运动控制单元例如可包括行程控制信息生成模块、编码模块和通信模块。所述行程控制信息生成模块可用于根据所述相对位置信息生成行程控制信息,所述行程控制信息例如可包含运动方向、桥头角度、桥头高度、桥身角度、步进长度以及运行速度等信息。所述编码模块可用于将所述相对位置信息以及所述行程控制信息进行编码。所述通信 模块用于将编码后的相对位置信息以及行程控制信息,发送给登机桥控制系统。
在本发明中,根据接机口的相对位置信息,可生成相应的登机桥行程控制指令。请结合参考图4A至图4D,在三维坐标系中,X轴代表接机口的左右位置,Y轴代表接机口的前后位置,Z轴代表接机口的高度位置,而粗虚线A位于X轴的正半轴位置上且一端与原点重合,其代表接机口的目标靠接位置(目标靠接位置例如以飞机舱门底边为参考基准,且平行于飞机舱门底边),粗实线B则代表接机口的当前位置。其中,当粗实线B与X轴成角度时,表示接机口与舱门之间存在夹角;当粗实线B与X轴平行时,表示接机口与舱门之间不存在夹角;当粗实线B对应位于X轴的正轴部分一侧时,表示接机口相对于舱门偏右,反之,表示偏左;当粗实线B对应位于Y轴的正轴部分一侧时,表示接机口位于舱门前方,反之,表示位于后方;当粗实线B对应位于Z轴的正轴部分一侧时,表示接机口相对于舱门偏高,反之,表示偏低。在图4A中,所述粗实线B位于X轴正轴部分、Y轴正轴部分和Z轴正轴部分构成的空间内且与X轴成角度,其所示状态表示接机口位于舱门前方,离舱门较远,高度偏高且位置偏右,存在夹角,此时应生成的指令为:登机桥下降,登机桥前进,登机桥桥头左转。在图4B中,所述粗实线B位于X轴正轴部分、Y轴正轴部分和Z轴负轴部分构成的空间内且与X轴平行,其所示状态表示接机口位于舱门前方且与舱门不存在夹角,但高度偏低且位置偏右,距离较远,此时应生成的指令为:登机桥上升,登机桥前进。在图4C中,粗实线B位于X轴正轴部分和Y轴正轴部分构成的平面内且与X轴平行,且粗实线B的一端位于Y轴的正轴部分上,其所示状态表示接机口位于舱门前方,且与舱门的高度一致,角度一致,距离也很近了,此时应生成的指令为:登机桥低速前进。在图4D中,粗实线B与粗虚线A重合,其所示状态表示接机口与舱门的完全对接。
步骤S6、利用所述登机桥控制系统,对所接收到的编码后的相对位置信息以及行程控制信息进行解码,并执行所述行程控制信息,驱动该登机桥运动。
步骤S7、重复执行步骤S2至步骤S6,直至所述接机口与该飞机的飞机舱门对接,自动靠接完成。
在本发明中,登机桥控制系统接收到相关信息之后,对其进行解码并执行相应的行程控制信息,驱动登机桥运动直至完成靠接任务。
在本发明另一较佳实施例中,结合参考图2、图5,所述视觉识别与定位单元还可包括定位偏差计算与判别模块,用于根据所述相对位置信息判断接机口的当前位置与飞机舱门的位置是否有偏差,若无偏差,则表示接机口与飞机舱门靠接完成,若有偏差,则表示接机口与飞机舱门靠接未完成,需继续驱动登机桥运动,即继续执行步骤S5至步骤S7,直至接机口与飞机舱门完成对接。
在本发明又一较佳实施例中,结合参考图2、图5,所述自动靠接装置还可包括远程控制中心和环境监控单元。其中,所述环境监控单元可用于远程工作人员在启动自动靠接之前,检测该登机桥的周围是否有障碍物。在本发明中,所述环境监控单元例如可包含摄像机和/或激光光幕,其中所述摄像机可安装在所述行走机构上,所述激光光幕可安装在所述行走防撞机构上。当所述环境监控单元在检测到该登机桥的周围没有障碍物时,会发出一使能信号至所述远程控制中心,由所述远程控制中心远程激活所述自动靠接装置,以启动自动靠接。
如图6所示,示出了本发明的单目视觉系统构成,在本发明一实施例中,图2中所示的预处理单元、视觉识别与定位单元例如可整合在一视觉系统计算机内,图2中的数据库也可一并整合于该视觉系统计算机内,图2中的运动控制单元可整合在一控制系统计算机内,单目式相机可安装在接机口上,而登机桥控制系统则与该控制系统计算机通信连接。在其它实施例中,也可将图2中所述的各单元整合成一工控机或者嵌入式系统,这些并不作为对本发明的限制。
由以上实施例可知,本发明通过在登机桥的接机口上设置图像数据采集单元,例如单目式相机,采集包含飞机舱门的图像数据,并通过视觉识别与定位技术获取接机口与飞机舱门之间的相对位置信息,进而可根据相关相对位置信息生成行程控制信息,通过相关行程控制信息控制登机桥运动,直至其接机口与飞机舱门完成对接。因此,本发明无需在每一架飞机的舱门上加装红外反射装置,从而有效避免机场设备因反射红外线的设备而对系统造成干扰的问题,维护监测简单。另外,本发明通过预处理单元对所采集到的图 像进行预处理,也可以有效避免各种气候条件的干扰。
本发明针对机场对全自动靠接飞机的登机桥的实际需求,采用视觉定位技术建立登机桥的智能化信息感知、处理与控制系统,实现登机桥智能化、全自动的接机功能,还具有如下优势:
1.通过图像数据采集单元能有效获取飞机轮廓及舱门图像信息,并可通过视觉定位方法建立多级视觉定位和特征点检测与跟踪,能实现智能化、全自动的接机。
2.不需对飞机舱门作任何特殊处理,即不需添加任何标示或感应器件,仅通过图像数据采集单元(例如单目式相机)即可实现登机桥与飞机舱门的自动和智能化定位。
3.能提高登机桥接机的效率,增强旅客上下飞机的便捷性和时效性。
4.消除人工操作的不确定性,提高登机桥与飞机舱门对接的精度和可靠性。
5.消除人工操作的主观性和经验局限性,提高登机桥与飞机舱门对接的客观性和规范性。
6.可通过飞机机型先验信息和机场环境先验知识,提高登机桥的智能化水平。
当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

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1、(10)申请公布号 CN 103419944 A(43)申请公布日 2013.12.04CN103419944A*CN103419944A*(21)申请号 201210164965.5(22)申请日 2012.05.25B64F 1/305(2006.01)(71)申请人深圳中集天达空港设备有限公司地址 518067 广东省深圳市蛇口工业区工业四路四号申请人中国国际海运集装箱(集团)股份有限公司(72)发明人邓览 张肇红(74)专利代理机构北京律诚同业知识产权代理有限公司 11006代理人陈红(54) 发明名称一种登机桥及其自动靠接方法(57) 摘要本发明涉及登机桥及其自动靠接方法,登机桥具有。

2、接机口、升降机构、行走机构以及自动靠接装置,自动靠接装置包括图像数据采集单元、预处理单元、数据库、视觉识别与定位单元、运动控制单元以及登机桥控制系统。当飞机停泊至一停靠位置且登机桥自动预靠至一起始位置时,启动自动靠接装置,通过图像数据采集单元包含飞机舱门的图像数据,并对其进行预处理,然后从经处理后的图像数据中识别出符合飞机舱门特征的图像,并计算出接机口在当前位置与舱门的相对位置信息,根据相对位置信息生成行程控制信息,并将二者分别进行编码后发送给登机桥控制系统;最后对接收到的信息进行解码,执行行程控制信息,驱动登机桥运动直至与舱门完成自动靠接。(51)Int.Cl.权利要求书2页 说明书7页 附。

3、图5页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书7页 附图5页(10)申请公布号 CN 103419944 ACN 103419944 A1/2页21.一种登机桥,具有接机口、升降机构和行走机构,其特征在于,所述登机桥还包括有自动靠接装置,用于当一飞机停泊至一停靠位置且该登机桥自动预靠至一起始位置时,启动自动靠接,将所述接机口由该起始位置开始自动靠接至该飞机的飞机舱门,所述自动靠接装置至少包括:图像数据采集单元,用于采集包含飞机舱门的图像数据;预处理单元,用于对采集到的所述图像数据进行预处理,得到处理后图像数据;数据库,其内存储有多个机型的飞机舱门的参数数据。

4、;视觉识别与定位单元,用于结合所述数据库内对应于该飞机机型的飞机舱门的参数数据,从所述处理后图像数据中识别出该飞机的飞机舱门的图形,并通过视觉定位方法计算出所述接机口在当前位置与所述飞机舱门的相对位置信息;运动控制单元,用于根据所述相对位置信息生成行程控制信息,并将所述相对位置信息以及所述行程控制信息进行编码后发送给登机桥控制系统;所述登机桥控制系统,用于对所接收到的编码后的相对位置信息以及行程控制信息进行解码,并执行所述行程控制信息,驱动该登机桥运动直至其接机口与该飞机的飞机舱门完成自动靠接。2.根据权利要求1所述的登机桥,其特征在于,所述图像数据采集单元包括:单目式相机,安装于所述接机口上。

5、,用于撷取所述包含飞机舱门的图像数据;图像采集卡,用于采集所述单目式相机所撷取到的图像数据;辅助光源,用于为所述单目式相机撷取所述图像数据提供辅助光源。3.根据权利要求2所述的登机桥,其特征在于,所述预处理单元至少包括以下模块:滤波模块,用于对所采集到的所述图像数据进行滤波处理;平滑模块,用于对所采集到的所述图像数据进行平滑处理;增强模块,用于对所采集到的所述图像数据进行增强处理。4.根据权利要求3所述的登机桥,其特征在于,所述预处理单元至少具有以下处理模式:可见光模式、微光模式、红外模式和雨雪雾模式。5.根据权利要求1所述的登机桥,其特征在于,所述视觉识别与定位单元还用于根据所述相对位置信息。

6、判断所述接机口的所述当前位置与所述飞机舱门的位置是否有偏差,若无偏差,则表示所述接机口与所述飞机舱门靠接完成,若有偏差,则表示所述接机口与所述飞机舱门靠接未完成,需继续驱动所述登机桥运动。6.根据权利要求15中任一权利要求所述的登机桥,其特征在于,所述登机桥还具有行走防撞机构,所述自动靠接装置还包括:一远程控制中心;一环境监控单元,用于远程工作人员在启动自动靠接之前,检测该登机桥的周围是否有障碍物,所述环境监控单元包含摄像机和/或激光光幕,其中所述摄像机安装在所述行走机构上,所述激光光幕安装在所述行走防撞机构上;其中,所述环境监控单元在检测到该登机桥的周围没有障碍物时发出使能信号至所述远程控制。

7、中心,由所述远程控制中心远程激活所述自动靠接装置启动自动靠接。7.一种登机桥的自动靠接方法,所述登机桥具有接机口、升降机构和行走机构,其特征在于,所述登机桥还包括有自动靠接装置,所述自动靠接装置至少包括图像数据采集单元、权 利 要 求 书CN 103419944 A2/2页3预处理单元、数据库,存储有多个机型的飞机舱门的参数数据的数据库、视觉识别与定位单元、运动控制单元以及登机桥控制系统,所述自动靠接方法包括以下步骤:S1、当飞机停泊至一停靠位置且该登机桥自动预靠至一起始位置时,启动所述自动靠接装置;S2、利用所述图像数据采集单元,采集包含飞机舱门的图像数据;S3、利用所述预处理单元,对所述图。

8、像数据进行预处理,得到处理后图像数据;S4、利用所述视觉识别与定位单元,结合所述数据库内对应于该飞机机型的飞机舱门的参数数据,从所述处理后图像数据中识别出该飞机的飞机舱门的图形,并通过视觉定位方法计算出所述接机口在当前位置与所述飞机舱门的相对位置信息;S5、利用所述运动控制单元,根据所述相对位置信息生成行程控制信息,并将所述相对位置信息以及所述行程控制信息进行编码后发送给登机桥控制系统;S6、利用所述登机桥控制系统,对所接收到的编码后的相对位置信息以及行程控制信息进行解码,并执行所述行程控制信息,驱动该登机桥运动;S7、重复执行步骤S2至步骤S6,直至所述接机口与该飞机的飞机舱门对接,自动靠接。

9、完成。8.根据权利要求7所述的登机桥的自动靠接方法,其特征在于,所述步骤S2包括:利用安装在所述接机口上的单目式相机,结合图像采集卡和辅助光源,采集所述图像数据。9.根据权利要求8所述的登机桥的自动靠接方法,其特征在于,在步骤S3中,至少包括以下步骤:利用滤波模块,对所采集到的所述图像数据进行滤波处理;利用平滑模块,对所采集到的所述图像数据进行平滑处理;利用增强模块,对所采集到的所述图像数据进行增强处理。10.根据权利要求9所述的登机桥的自动靠接方法,其特征在于,所述预处理单元至少具有以下处理模式:可见光模式、微光模式、红外模式和雨雪雾模式。11.根据权利要求7所述的登机桥的自动靠接方法,其特。

10、征在于,在所述步骤S4之后还包括:利用所述视觉识别与定位单元,根据所述相对位置信息判断所述接机口的所述当前位置与所述飞机舱门的位置是否有偏差,若无偏差,则表示所述接机口与所述飞机舱门靠接完成,若有偏差,则表示所述接机口与所述飞机舱门靠接未完成,继续执行步骤S5至步骤S7。12.根据权利要求711中任一权利要求所述的登机桥的自动靠接方法,其特征在于,在启动自动靠接之前还包括以下步骤:利用一环境监控单元,检测该登机桥的周围是否有障碍物,所述环境监控单元在检测到该登机桥的周围没有障碍物时发出使能信号至一远程控制中心,远程工作人员在收到该使能信号后激活所述自动靠接装置启动自动靠接。权 利 要 求 书C。

11、N 103419944 A1/7页4一种登机桥及其自动靠接方法技术领域0001 本发明涉及一种具备自动接靠飞机舱门装置的登机桥及其自动靠接方法。背景技术0002 登机桥是机场连接候机楼与飞机以便旅客上下飞机的工具和通道。针对不同的飞机机型,登机桥的类型也相应有很多种类,但目前基本都是由专业人员操作登机桥,实现登机桥与飞机舱门的对接。然而,登机桥的操作面板和控制方式会因机场要求不同而有很大差别。因此,为了实现安全、可靠和准确的对接,需进行登机桥操作员的严格技术培训。同时,专业操作员对登机桥与飞机舱门对接的操作受其专业技术、操作习惯和生理与心理状态等因素所影响。0003 目前,部分登机桥已具有自动。

12、预靠功能,只需操作员执行某一个动作即可让登机桥自动运行到事先设定的某个位置,该位置一般为正常接机位置的1.5米距离处,而飞机实际停靠位置与该事先设定的停靠位置存在误差,所以最后这1.5米仍需操作人员手动操作完成。鉴于此,全自动登机桥的研制显得越来越重要。全自动登机桥的基本功能需求是:当飞机停泊在一停靠位置且登机桥自动预靠至一位置之后,只要简单操作一个按钮,就能使登机桥追踪飞机的停靠位置,自动驶向飞机方向,实现与飞机舱门的全自动、智能化对接。0004 现有的做法是在飞机舱门下方安装数个特殊的反射装置,在登机桥下方安装相机和红外光源,由红外光源发射红外光线,再由相机扫描预定区域,当相机扫描到由飞机。

13、舱门下方反射装置反射回来的信号时,可以根据事先已知的参数计算出登机桥和飞机舱门的相对距离,根据这个距离,即可控制登机桥自动向目标位置运行,直至完成飞机舱门的靠接。0005 然而这样做有很大的局限性,首先要在每一架飞机的舱门下方加装红外反射装置的可操作性不大,而且维护监测难度也很高;再者机场环境下,有很多可以反射红外线的设备可能会对系统造成干扰;再次之,相机成像系统容易受到气候条件的干扰,红外线也容易受到雨雪雾天气的干扰。发明内容0006 为了解决上述现有技术的问题,本发明的目的在于提供一种登机桥及其自动靠接方法,通过在登机桥上安装自动靠接装置,实现登机桥智能化、全自动的接机功能。0007 为了。

14、实现上述目的,本发明提供一种登机桥,具有接机口、升降机构和行走机构,其特点在于,所述登机桥还包括有自动靠接装置,用于当一飞机停泊至一停靠位置且该登机桥自动预靠至一起始位置时,启动自动靠接,将所述接机口由该起始位置自动靠接至该飞机的飞机舱门,所述自动靠接装置至少包括:0008 图像数据采集单元,用于采集包含飞机舱门的图像数据;0009 预处理单元,用于对采集到的所述图像数据进行预处理,得到处理后图像数据;0010 数据库,其内存储有多个机型的飞机舱门的参数数据;说 明 书CN 103419944 A2/7页50011 视觉识别与定位单元,用于结合所述数据库内对应于该飞机机型的飞机舱门的参数数据,。

15、从所述处理后图像数据中识别出该飞机的飞机舱门的图形,并通过视觉定位方法计算出所述接机口在当前位置与所述飞机舱门的相对位置信息;0012 运动控制单元,用于根据所述相对位置信息生成行程控制信息,并将所述相对位置信息以及所述行程控制信息进行编码后发送给登机桥控制系统;0013 所述登机桥控制系统,用于对所接收到的编码后的相对位置信息以及行程控制信息进行解码,并执行所述行程控制信息,驱动该登机桥运动直至其接机口与该飞机的飞机舱门完成自动靠接。0014 在本发明一实施例中,所述图像数据采集单元包括:单目式相机,安装于所述接机口上,用于撷取所述包含飞机舱门的图像数据;图像采集卡,用于采集所述单目式相机所。

16、撷取到的图像数据;辅助光源,用于为所述单目式相机撷取所述图像数据提供辅助光源。0015 在本发明一实施例中,所述预处理单元至少包括以下模块:滤波模块,用于对所采集到的所述图像数据进行滤波处理;平滑模块,用于对所采集到的所述图像数据进行平滑处理;增强模块,用于对所采集到的所述图像数据进行增强处理。0016 在本发明一实施例中,所述预处理单元至少具有以下处理模式:可见光模式、微光模式、红外模式和雨雪雾模式。0017 在本发明一实施例中,所述视觉识别与定位单元还用于根据所述相对位置信息判断所述接机口的所述当前位置与所述飞机舱门的位置是否有偏差,若无偏差,则表示所述接机口与所述飞机舱门靠接完成,若有偏。

17、差,则表示所述接机口与所述飞机舱门靠接未完成,需继续驱动所述登机桥运动。0018 在本发明一实施例中,所述登机桥还具有行走防撞机构,所述自动靠接装置还包括:一远程控制中心;一环境监控单元,用于远程工作人员在启动自动靠接之前,检测该登机桥的周围是否有障碍物,所述环境监控单元包含摄像机和/或激光光幕,其中所述摄像机安装在所述行走机构上,所述激光光幕安装在所述行走防撞机构上;其中,所述环境监控单元在检测到该登机桥的周围没有障碍物时发出使能信号至所述远程控制中心,由所述远程控制中心远程激活所述自动靠接装置启动自动靠接。0019 为了实现上述目的,本发明另提供一种登机桥的自动靠接方法,所述登机桥具有接机。

18、口、升降机构和行走机构,其特点在于,所述登机桥还包括有自动靠接装置,所述自动靠接装置至少包括图像数据采集单元、预处理单元、数据库,存储有多个机型的飞机舱门的参数数据的数据库、视觉识别与定位单元、运动控制单元以及登机桥控制系统,所述自动靠接方法包括以下步骤:0020 S1、当飞机停泊至一停靠位置且该登机桥自动预靠至一起始位置时,启动所述自动靠接装置;0021 S2、利用所述图像数据采集单元,采集包含飞机舱门的图像数据;0022 S3、利用所述预处理单元,对所述图像数据进行预处理,得到处理后图像数据;0023 S4、利用所述视觉识别与定位单元,结合所述数据库内对应于该飞机的机型的飞机舱门的参数数据。

19、,从所述处理后图像数据中识别出该飞机的飞机舱门的图形,并通过视觉定位方法计算出所述接机口在当前位置与所述飞机舱门的相对位置信息;0024 S5、利用所述运动控制单元,根据所述相对位置信息生成行程控制信息,并将所述说 明 书CN 103419944 A3/7页6相对位置信息以及所述行程控制信息进行编码后发送给登机桥控制系统;0025 S6、利用所述登机桥控制系统,对所接收到的编码后的相对位置信息以及行程控制信息进行解码,并执行所述行程控制信息,驱动该登机桥运动;0026 S7、重复执行步骤S2至步骤S6,直至所述接机口与该飞机的飞机舱门对接,自动靠接完成。0027 在本发明另一实施例中,所述步骤。

20、S2包括:利用安装在所述接机口上的单目式相机,结合图像采集卡和辅助光源,采集所述图像数据。0028 在本发明另一实施例中,在步骤S3中,至少包括以下步骤:利用滤波模块,对所采集到的所述图像数据进行滤波处理;利用平滑模块,对所采集到的所述图像数据进行平滑处理;利用增强模块,对所采集到的所述图像数据进行增强处理。0029 在本发明另一实施例中,所述预处理单元至少具有以下处理模式:可见光模式、微光模式、红外模式和雨雪雾模式。0030 在本发明另一实施例中,在所述步骤S4之后还包括:利用所述视觉识别与定位单元,根据所述相对位置信息判断所述接机口的所述当前与所述飞机舱门的位置是否有偏差,若无偏差,则表示。

21、所述接机口与所述飞机舱门靠接完成,若有偏差,则表示所述接机口与所述飞机舱门靠接未完成,继续执行步骤S5至步骤S7。0031 在本发明另一实施例中,在启动自动靠接之前还包括以下步骤:利用一环境监控单元,检测该登机桥的周围是否有障碍物,所述环境监控单元在检测到该登机桥的周围没有障碍物时发出使能信号至一远程控制中心,远程工作人员在收到该使能信号后激活所述自动靠接装置启动自动靠接。0032 由以上实施例可知,本发明通过在登机桥的接机口上设置图像数据采集单元,例如单目式相机,采集包含飞机舱门的图像数据,并通过视觉识别与定位技术获取接机口与飞机舱门之间的相对位置信息,进而可根据相关相对位置信息生成行程控制。

22、信息,通过相关行程控制信息控制登机桥运动,直至其接机口与飞机舱门完成对接。因此,本发明无需在每一架飞机的舱门上加装红外反射装置,从而有效避免机场设备因反射红外线的设备而对系统造成干扰的问题,维护监测简单。另外,本发明通过预处理单元对所采集到的图像进行预处理,也可以有效避免各种气候条件的干扰。0033 本发明针对机场对全自动登机桥的实际需求,采用视觉定位技术建立登机桥的智能化信息感知、处理与控制系统,实现登机桥智能化、全自动的接机功能,还具有如下优势:0034 1.通过图像数据采集单元能有效获取飞机轮廓及舱门图像信息,并可通过视觉定位方法建立多级视觉定位和特征点检测与跟踪,能实现智能化、全自动的。

23、接机。0035 2.不需对飞机舱门作任何特殊处理,即不需添加任何标示或感应器件,仅通过图像数据采集单元(例如单目式相机)即可实现登机桥与飞机舱门的自动和智能化定位。0036 3.能提高登机桥接机的效率,增强旅客上下飞机的便捷性和时效性。0037 4.消除人工操作的不确定性,提高登机桥与飞机舱门对接的精度和可靠性。0038 5.消除人工操作的主观性和经验局限性,提高登机桥与飞机舱门对接的客观性和规范性。0039 6.可通过飞机机型先验信息和机场环境先验知识,提高登机桥的智能化水平。说 明 书CN 103419944 A4/7页70040 以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述,但不作为对本。

24、发明的限定。附图说明0041 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:0042 图1是本发明利用单目相机的单目视觉定位方法的测量原理图;0043 图2是本发明的登机桥的自动靠接装置的功能模块示意图;0044 图3是本发明的登机桥的自动靠接方法的一较佳实施例的流程示意图;0045 图4A至图4D是本发明在定位偏差判别过程中接机口的目标靠接位置与当前位置的四种不同相对位置的状态示意图;0046 图5是本发明的登机桥的自动靠接方法的另一较佳实施例的流程示意图;0047 图6是本发明的登机桥的单目视觉系统构成示意图。具体实施方式0048 如图1所示,其示出了本发明利用单目式相机的单目视觉定。

25、位方法的测量原理。如图1所示,通过光学原理可知,在忽略相机的畸变时,经过线性拟合,线段的像也为线段,而且物距V与像距U、各边和其所成的像均成比例,即:U/VAB/AB,其中AB表示线段AB的长度,AB表示线段AB的像AB的长度。如果此时AB已知,AB可测,像距U也是可测的,此时可以通过数学方法求取物距V。0049 本发明提供一种登机桥,其具有接机口、升降机构、行走机构、行走防撞机构(已有技术)等。本发明特别的是,该登机桥还包括有自动靠接装置,用于当飞机停泊至一停靠位置时,启动自动靠接,将所述接机口由一起始位置自动靠接至该飞机的飞机舱门。0050 如图2所示,本发明的自动靠接装置至少包括以下功能。

26、模块:图像数据采集单元、预处理单元、数据库、视觉识别与定位单元、运动控制单元以及登机桥控制系统等。其中,所述数据库内存储有多个机型的飞机舱门的参数数据,所述参数数据例如可包括各种飞机舱门的长、宽、弧度、面积、长宽比等参数。0051 下面结合图3,说明本发明一较佳实施例的自动靠接装置的自动靠接方法:0052 步骤S1、当飞机停泊至一停靠位置且登机桥自动预靠至一起始位置时,启动自动靠接装置。0053 在本发明中,当飞机停泊至该停靠位置后,登机桥可在自动预靠指令下(自动预靠为已有技术,在此不再赘述)到达一指定位置,该指定位置即为本发明中自动靠接的起始位置,此时登机桥的高度和桥头角度基本已调整到一起始。

27、接机位置。较佳地,该起始位置为距离飞机舱门约1.5m3m的位置。0054 步骤S2、利用图像数据采集单元,采集包含飞机舱门的图像数据。0055 在本发明一较佳实施例中,主要是利用单目式相机,结合图像采集卡和辅助光源,采集所述图像数据。其中,所述单目式相机安装于所述接机口上,用于撷取包含飞机舱门的图像数据。所述图像采集卡则用于采集所述单目式相机所撷取到的图像数据。所述辅助光源则用于为所述单目式相机撷取所述图像数据提供辅助光源。当登机桥运动至所述起始位置时,接机口基本对准飞机舱门,所述单目式相机采集包含飞机舱门的飞机机身前部的图像。说 明 书CN 103419944 A5/7页80056 步骤S3。

28、、利用预处理单元,对所述图像数据进行预处理,得到处理后图像数据。0057 在本发明一较佳实施例中,所述预处理单元例如可至少包括滤波模块、平滑模块、增强模块等多个模块,可分别用以对所采集到的所述图像数据进行滤波处理、平滑处理、增强处理等预处理。并且,较佳地,所述预处理单元还可至少具有可见光模式、微光模式、红外模式和雨雪雾模式等多个处理模式,可针对不同天气条件下所采集到的图像数据进行不同的预处理,得到去除不必要的噪声信息后的清晰的处理后图像数据。0058 步骤S4、利用所述视觉识别与定位单元,结合所述数据库内对应于该飞机机型的飞机舱门的参数数据,从所述处理后图像数据中识别出该飞机的飞机舱门的图形,。

29、并通过视觉定位方法计算出所述接机口在当前位置与所述飞机舱门的相对位置信息。0059 在本发明一较佳实施例中,所述视觉识别与定位单元可包括有视觉识别模块和视觉定位模块。视觉识别模块用于结合所述数据库内对应于该飞机的机型的飞机舱门的参数数据,从所述处理后图像数据中识别出该飞机的飞机舱门的图形。视觉定位模块则用于通过视觉定位方法计算出所述接机口在当前位置与所述飞机舱门的相对位置信息,其中所述视觉定位方法的原理可参考图1所示的原理,在此不再赘述。0060 步骤S5、利用所述运动控制单元,根据所述相对位置信息生成行程控制信息,并将所述相对位置信息以及所述行程控制信息进行编码后发送给登机桥控制系统。006。

30、1 在本发明一较佳实施例中,所述运动控制单元例如可包括行程控制信息生成模块、编码模块和通信模块。所述行程控制信息生成模块可用于根据所述相对位置信息生成行程控制信息,所述行程控制信息例如可包含运动方向、桥头角度、桥头高度、桥身角度、步进长度以及运行速度等信息。所述编码模块可用于将所述相对位置信息以及所述行程控制信息进行编码。所述通信模块用于将编码后的相对位置信息以及行程控制信息,发送给登机桥控制系统。0062 在本发明中,根据接机口的相对位置信息,可生成相应的登机桥行程控制指令。请结合参考图4A至图4D,在三维坐标系中,X轴代表接机口的左右位置,Y轴代表接机口的前后位置,Z轴代表接机口的高度位置。

31、,而粗虚线A位于X轴的正半轴位置上且一端与原点重合,其代表接机口的目标靠接位置(目标靠接位置例如以飞机舱门底边为参考基准,且平行于飞机舱门底边),粗实线B则代表接机口的当前位置。其中,当粗实线B与X轴成角度时,表示接机口与舱门之间存在夹角;当粗实线B与X轴平行时,表示接机口与舱门之间不存在夹角;当粗实线B对应位于X轴的正轴部分一侧时,表示接机口相对于舱门偏右,反之,表示偏左;当粗实线B对应位于Y轴的正轴部分一侧时,表示接机口位于舱门前方,反之,表示位于后方;当粗实线B对应位于Z轴的正轴部分一侧时,表示接机口相对于舱门偏高,反之,表示偏低。在图4A中,所述粗实线B位于X轴正轴部分、Y轴正轴部分和。

32、Z轴正轴部分构成的空间内且与X轴成角度,其所示状态表示接机口位于舱门前方,离舱门较远,高度偏高且位置偏右,存在夹角,此时应生成的指令为:登机桥下降,登机桥前进,登机桥桥头左转。在图4B中,所述粗实线B位于X轴正轴部分、Y轴正轴部分和Z轴负轴部分构成的空间内且与X轴平行,其所示状态表示接机口位于舱门前方且与舱门不存在夹角,但高度偏低且位置偏右,距离较远,此时应生成的指令为:登机桥上升,登机桥前进。在图4C中,粗实线B位于X轴正轴部分和Y轴正轴部分构成的平面内且与X轴平行,且粗实线B的一端位于Y轴的正轴部分上,其所示状态表示接机口位于舱门前方,且与舱门的高度一致,角度一说 明 书CN 103419。

33、944 A6/7页9致,距离也很近了,此时应生成的指令为:登机桥低速前进。在图4D中,粗实线B与粗虚线A重合,其所示状态表示接机口与舱门的完全对接。0063 步骤S6、利用所述登机桥控制系统,对所接收到的编码后的相对位置信息以及行程控制信息进行解码,并执行所述行程控制信息,驱动该登机桥运动。0064 步骤S7、重复执行步骤S2至步骤S6,直至所述接机口与该飞机的飞机舱门对接,自动靠接完成。0065 在本发明中,登机桥控制系统接收到相关信息之后,对其进行解码并执行相应的行程控制信息,驱动登机桥运动直至完成靠接任务。0066 在本发明另一较佳实施例中,结合参考图2、图5,所述视觉识别与定位单元还可。

34、包括定位偏差计算与判别模块,用于根据所述相对位置信息判断接机口的当前位置与飞机舱门的位置是否有偏差,若无偏差,则表示接机口与飞机舱门靠接完成,若有偏差,则表示接机口与飞机舱门靠接未完成,需继续驱动登机桥运动,即继续执行步骤S5至步骤S7,直至接机口与飞机舱门完成对接。0067 在本发明又一较佳实施例中,结合参考图2、图5,所述自动靠接装置还可包括远程控制中心和环境监控单元。其中,所述环境监控单元可用于远程工作人员在启动自动靠接之前,检测该登机桥的周围是否有障碍物。在本发明中,所述环境监控单元例如可包含摄像机和/或激光光幕,其中所述摄像机可安装在所述行走机构上,所述激光光幕可安装在所述行走防撞机。

35、构上。当所述环境监控单元在检测到该登机桥的周围没有障碍物时,会发出一使能信号至所述远程控制中心,由所述远程控制中心远程激活所述自动靠接装置,以启动自动靠接。0068 如图6所示,示出了本发明的单目视觉系统构成,在本发明一实施例中,图2中所示的预处理单元、视觉识别与定位单元例如可整合在一视觉系统计算机内,图2中的数据库也可一并整合于该视觉系统计算机内,图2中的运动控制单元可整合在一控制系统计算机内,单目式相机可安装在接机口上,而登机桥控制系统则与该控制系统计算机通信连接。在其它实施例中,也可将图2中所述的各单元整合成一工控机或者嵌入式系统,这些并不作为对本发明的限制。0069 由以上实施例可知,。

36、本发明通过在登机桥的接机口上设置图像数据采集单元,例如单目式相机,采集包含飞机舱门的图像数据,并通过视觉识别与定位技术获取接机口与飞机舱门之间的相对位置信息,进而可根据相关相对位置信息生成行程控制信息,通过相关行程控制信息控制登机桥运动,直至其接机口与飞机舱门完成对接。因此,本发明无需在每一架飞机的舱门上加装红外反射装置,从而有效避免机场设备因反射红外线的设备而对系统造成干扰的问题,维护监测简单。另外,本发明通过预处理单元对所采集到的图像进行预处理,也可以有效避免各种气候条件的干扰。0070 本发明针对机场对全自动靠接飞机的登机桥的实际需求,采用视觉定位技术建立登机桥的智能化信息感知、处理与控。

37、制系统,实现登机桥智能化、全自动的接机功能,还具有如下优势:0071 1.通过图像数据采集单元能有效获取飞机轮廓及舱门图像信息,并可通过视觉定位方法建立多级视觉定位和特征点检测与跟踪,能实现智能化、全自动的接机。0072 2.不需对飞机舱门作任何特殊处理,即不需添加任何标示或感应器件,仅通过图说 明 书CN 103419944 A7/7页10像数据采集单元(例如单目式相机)即可实现登机桥与飞机舱门的自动和智能化定位。0073 3.能提高登机桥接机的效率,增强旅客上下飞机的便捷性和时效性。0074 4.消除人工操作的不确定性,提高登机桥与飞机舱门对接的精度和可靠性。0075 5.消除人工操作的主观性和经验局限性,提高登机桥与飞机舱门对接的客观性和规范性。0076 6.可通过飞机机型先验信息和机场环境先验知识,提高登机桥的智能化水平。0077 当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。说 明 书CN 103419944 A10。

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