DE4009668A1 - Verfahren und vorrichtung zum positionsgenauen abstellen von flugzeugen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum positionsgenauen abstellen von flugzeugenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum positionsgenauen Ab
stellen von Flugzeugen, mit dem der Steuerung eines Flugzeugs
automatisch Anweisungen zur Positionskorrektur übermittelt wer
den, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind beispielsweise aus
der DE-AS 27 43 281 oder EP 01 34 135 A2 bekannt.
Diese Verfahren und Anordnungen haben mehrere Nachteile.
Zum einen müssen die Sensoren, z. B. Druckmelder oder Indukti
onsschleifen, die in diesen Verfahren zur Positionserkennung des
Flugzeugs verwendet werden, in der Rollstrecke des Flugzeugs
eingebaut werden, was einen großen baulichen Aufwand bei
Installierung der Anlage und bei einer evtl. später nötigen
Änderung der Anordnung zur Folge hat.
Ferner müssen viele derartige Sensoren, die auf ein Flugzeugrad
ansprechen, installiert werden, was beträchtliche Kosten
verursacht.
Schließlich erweist sich die Signalauswertung noch als problema
tisch: Zum einen ist die Signalauslösung z. B. bei vereistem
Rollfeld nicht gewährleistet, zum andern sprechen die Sensoren
unabhängig vom Verursacher an, der z. B. das Bugrad eines Flug
zeugs, aber auch ein Hauptfahrwerk des Flugzeugs oder aber ein
Flughafenfahrzeug sein kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren anzuge
ben, das die oben genannten Probleme vermeidet.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ständig die aktuelle Posi.
tion des Flugzeugs durch die Auswertung mindestens eines vom
Flugzeug hervorgerufenen und von einem Detektor durch die Luft
gemessenen mindestens eindimensionalen Signalfeld ermittelt
wird. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfaßt
einen Detektor zum Erfassen des Signalfeldes, Mittel zum Ver
arbeiten des gemessenen Signalfeldes, Mittel zum Speichern vor
gebbarer Referenzfelder, Mittel zum Vergleichen des gemessenen
Signalfeldes mit den vorgegebenen Referenzfeldern sowie ein
Ausgabegerät zur Ausgabe von Anweisungen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das de
tektierte Signal zweidimensional, z. B. das Signal einer Video-
Kamera.
Weiterhin ist vorteilhaft aus dem detektierten Signalfeld der
Flugzeugtyp bestimmbar, so daß eine Halte-Sollposition typab
hängig vorgebbar ist.
Des weiteren ist mit Vorteil aus der Änderung der Istposition
die Geschwindigkeit des Flugzeugs ableitbar, die nötigenfalls
korrigierbar ist.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfol
genden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, anhand der
Zeichnungen und in Verbindung mit den weiteren Einzelansprüchen.
Dabei zeigen die
Fig. 1 eine Blockschaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 2 das Prinzip der Positions- und Typerkennung,
Fig. 3 eine Anzeigeeinrichtung zur Übermittlung von Anwei
sungen an die Steuerung des Flugzeugs.
Ein gelandetes Flugzeug 1 soll möglichst schnell, automatisch
und genau in eine vorbestimmte Halteposition, in der Regel ein
Flughafenterminal, eingewiesen werden. Beim Zurollen auf diese
Halteposition wird von einem Detektor die momentane Ist-Position
des Flugzeugs 1 erfaßt. Der Detektor kann z. B. eine Radaranten
ne, eine Ultraschalldetektorzeile oder eine Videokamera sein. In
den ersten beiden Fällen ist ein entsprechender Sender unabding
lich. Im letzten Fall ist eine spezielle Signalquelle nicht er
forderlich. Das detektierte Signalfeld kann eindimensional (z. B.
geschwenkte Radarantenne, Ultraschalldetektorzeile) oder zwei
dimensional (z. B. Bild einer Kamera) sein. Im folgenden wird die
Verwendung einer Videokamera geschildert.
Eine Videokamera 2 leitet einer Auswerteeinheit 4 ein Signal zu,
aus dem diese in einer Vergleichseinheit 6 das detektierte und
evtl. vorverarbeitete Signal mit in einer Speichereinheit 7 ab
gespeicherten Referenzsignalen vergleicht und aus diesem Ver
gleich dann den Typ des Flugzeugs 1 bestimmt. Entsprechend dem
Flugzeugtyp werden von der Auswerteeinheit 4 Rollweg und genaue
Halteposition bestimmt.
Die Auswerteeinheit 4 ermittelt ständig die Ist-Position des
Flugzeugs 1 und übermittelt Korrekturanweisungen (GO, GO LEFT,
STOP...) an die Steuerung des Flugzeugs 1, z. B. dem Piloten, bis
das Flugzeug 1 die, gegebenenfalls typabhängige, Soll-Position
erreicht hat.
Vorteilhaft geschieht die Übermittlung durch Anzeige der Befehle
auf Leuchttafeln, die vor dem Soll-Haltepunkt des Flugzeugs an
geordnet sind. Die Helligkeit der Leuchttafeln ist dabei den
Licht-und Sichtverhältnissen auf dem Flughafen und der Entfer
nung des Flugzeugs von den Leuchttafeln entsprechend anpaßbar.
Die Lichtverhältnisse (z. B. hell, dunkel) sind z. B. mit einem
Photodetektor, ähnlich dem Belichtungsmesser einer Photokamera,
meßbar. Analog sind die Sichtverhältnisse (z. B. klar, Nebel,
Schneetreiben) mittels einer Lichtschranke bestimmbar.
Die Auswertung kann ferner dahingehend erweitert werden, daß aus
der Positionsänderung des Flugzeugs 1 die Geschwindigkeit des
Flugzeugs 1 ermittelt wird und entsprechende Anweisungen zur
Geschwindigkeitskorrektur (z. B. SLOW, FAST) an die Steuerung des
Flugzeugs 1 übermittelt werden.
Beim Zurollen auf die Soll-Position wird von einer zweiten Video
kamera 3 das Leitwerk des Flugzeugs 1 erfaßt und das so erhalte
ne Videosignal ebenfalls der Auswerteeinheit 4 zugeleitet. Da
durch ist es möglich, in einer zweiten Verarbeitungseinheit 5′
die Fluggesellschaft zu ermitteln und diese Information zusammen
mit der Andockzeit zur Berechnung der Standgebühren und anderer
verwaltungstechnischer Daten an die Flughafenverwaltung weiter
zuleiten. Die Zeit selbst wird von einem Zeitgeber 13 abgefragt.
Auch nach dem Andocken wird laufend die Position des Flugzeugs
1 überwacht und ein Verlassen der Standposition an die Flug
hafenüberwachung und an die Flughafenverwaltung gemeldet.
Fig. 2 zeigt das Prinzip der Positionserfassung und -ermittlung.
Die Videokamera 2 zur Positionserfassung ist vor dem Soll-Halte
punkt des Flugzeugs 1 angebracht. Das von der Videokamera 2 an
die Auswerteeinheit 4 gesendete Signal wird dort in einer Verar
beitungseinheit 5 vorverarbeitet (z. B. binarisiert, transfor
miert, eine Kantendetektion durchgeführt) und aus dem so gewon
nenen Signal Flugzeugtyp, Entfernung des Flugzeugs 1 und seit
liche Abweichung von der Soll-Position durch Vergleich mit ab
gespeicherten Referenzsignalen in einer Vergleichseinheit er
mittelt. Anschließend werden entsprechende Korrekturanweisungen
an die Steuerung des Flugzeugs 1 übermittelt.
Der Flugzeugtyp wird durch Vergleich der detektierten Umrisse
des Flugzeugs 1 mit abgespeicherten charakteristischen Umrissen
verschiedener Flugzeugtypen ermittelt. Die Seitenabweichung wird
beispielsweise aus der Abweichung des Schwerpunktes des detek
tierten Bildes von der in Fig. 2 dargestellten strichpunktierten
Mittellinie ermittelt. Die Entfernung des Flugzeugs 1 von der
Sollposition kann aus der Bildgröße eines Objekts, dessen Größe
bekannt ist, ermittelt werden, z. B. aus der Größe des Bildes
des Bugfahrwerkes 12 des Flugzeugs 1.
Fig. 3 zeigt beispielhaft ein Ausgabegerät 9 zur Befehlsübermitt
lung. Sie besteht aus einer zweizeiligen alphanumerischen An
zeige 10, wobei die obere Zeile den Flugzeugtyp (Kontrollinfor
mation!) und die untere Zeile die Anweisung an den Piloten über
mittelt. Darunter ist eine Matrix von Lampen 11 angeordnet, die
den Piloten die jeweilige Position des Flugzeugs 1 anzeigt.
Wenn das Flugzeug noch relativ weit von der Soll-Position ent
fernt ist, leuchtet zunächst eine Lampe in der untersten Reihe
auf. Wenn das Flugzeug näher rollt wird nacheinander je eine
Lampe in der jeweils darüberliegenden Lampenreihe zugeschaltet.
In allen Reihen leuchtet jeweils die mittlere (linke, rechte)
Lampe auf, wenn sich das Flugzeug in der richtigen Rollposition
(zu weit links, zu weit rechts) befindet. Zur besseren Unter
scheidung können z. B. die linken Lampen rot, die mittleren weiß
und die rechten grün sein. Entsprechend werden in der unteren
Zeile der alphanumerischen Anzeige 10 die Kommandos GO, GO
RIGHT, GO LEFT... angezeigt. Wenn das Flugzeug die Soll-Halte
position erreicht hat, leuchtet die oberste Lampenreihe auf und
es wird das Kommando STOP angezeigt.
Claims (15)
1. Verfahren zum positionsgenauen Abstellen von Flugzeugen,
mit dem der Steuerung eines Flugzeugs automatisch Anweisungen
zur Positionskorrektur übermittelt werden,
dadurch gekennzeichnet, daß ständig die
aktuelle Position des Flugzeugs durch die Auswertung mindestens
eines vom Flugzeug hervorgerufenen und von einem Detektor durch
die Luft gemessenen mindestens eindimensionalen Signalfeldes
ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Signalfeld zweidimensional ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Signalfald ein optisches
Signalfeld, z. B. ein Bild, ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß aus dem Signalfeld durch Ver
gleich mit abgespeicherten Referenzfeldern der Flugzeugtyp ermit
telt wird und daß die Anweisungen zur Positionskorrektur, ins
besondere die Stop-Anweisung, von Flugzeugtyp und -position ab
hängen.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der obigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Anwei
sungen dem Flugzeugführer durch Anzeige auf Leuchttafeln, die
vor den Sollhaltepunkt des Flugzeugs angebracht sind, über
mittelt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Licht- und Sichtverhältnisse auf
dem Flughafen detektiert werden und daß die Helligkeit der
Leuchttafeln in Abhängigkeit von der Entfernung des Flugzeugs
von den Leuchttafeln sowie der Licht und Sichtverhältnisse
eingestellt wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der obigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwin
digkeit des Flugzeugs ermittelt wird und dem Flugzeugführer An
weisungen zur Geschwindigkeitskorrektur übermittelt werden.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der obigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß Fluggesell
schaft und Standzeit des Flugzeugs ermittelt werden und diese
Daten zur Weiterverarbeitung an die Flughafenverwaltung über
mittelt werden.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der obigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Able
gen des Flugzeugs von der Standposition detektiert wird und an
die Flughafenüberwachung gemeldet wird.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder
mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vorrichtung einen Detektor (2) zum
Erfassen des Signalfeldes, Mittel (5) zum Verarbeiten des ge
messenen Signalfeldes, Mittel (7) zum Speichern vorgebbarer
Referenzfelder, Mittel (6) zum Vergleichen des gemessenen
Signalfeldes mit den vorgegebenen Referenzfeldern sowie ein
Ausgabegerät (9) zur Ausgabe von Anweisungen aufweist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Detektor (2) aus einer Vielzahl von
Detektorelementen besteht, die linear angeordnet sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Detektor (2) aus einer Vielzahl von
Detektorelementen besteht, die matrixförmig angeordnet sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch
gekennzeichnet, daß der Detektor (2) eine Video
kamera ist.
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis
13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vor
richtung einen Sender aufweist, dessen vom Flugzeug (1) re
flektiertes Sendesignal als Meßsignal detektiert wird.
15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis
14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vor
richtung eine optische Leuchtanzeige (9) aufweist, die vor dem
Soll-Haltepunkt des Flugzeugs (1) angeordnet ist.
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