[发明专利]飞机识别及入坞引导系统

说明书

本发明涉及目标物定位、识别和跟踪系统。特别是涉及飞机的定位、识别和入坞(docking)系统，以及用于在机场中对目标物进行定位及识别和用于在此机场中使飞机安全和有效入坞的地面交通管制方法。

近年来，航运业在客运量、货运量和包括起飞、着陆和其它飞机地面活动在内的其它航空交通方面有了明显增长。需要对所有飞机进行卸货、提供给养服务和日常维修及支持的地面保障车辆的数量也有了显著增长。随着这种地面交通数量的大量增多，对机场中飞机的入坞和识别的控制和安全性提出了更高的要求。

一些旨在检测机场中是否有飞机和其它交通存在的现行技术水平的系统已在美国专利4,995,102；欧洲专利188 757；PCT公开申请WO 93/13104和WO 93/15416中公开。

然而，所有这些系统都不能令人满意地监测机场上是否有飞机，特别是在诸如遇到雾、雪或雨雪等引起能见度降低的不利气候条件下。此外，所有前面所公开的系统都不能识别和验证正在接近的飞机的身份轮廓。再者，所有以前的系统都不能在诸如机场加载门的指定停机点为飞机提供适当的跟踪和入坞技术。同样，所有以前的系统中所提供的技术也都不能使仪器得到适当校准。

因此，提供足以在各种气候条件下，在机场中探测诸如飞机和其它地面交通的目标物的充分安全和可靠的系统一直是难题。

此外，长期持续存在着对不仅可以探测诸如飞机的目标物，而且还提供对该被探测目标物进行有效识别和对诸如具有必要确定度的被探测飞机的目标物身份进行验证而不用考虑当时气候条件和地面交通状况的系统需求。

还存在着对能将诸如到来飞机的目标物精确和有效地跟踪和引导至诸如机场加载门的适当停机点的系统的长期持续和尚未满足的需求。此外，为这样的系统提供准确和有效的校准技术是一个尚待解决的持续性问题。

为了克服上述问题，需要有对诸如机场中飞机的目标物能够进行准确、安全、有效和合算的定位，以及对这样的目标物进行正确的识别和身份验证的系统和方法。此外，特别需要有对诸如飞机的目标物以实时操作模式进行跟踪和入坞引导的系统和方法。再者，需要有对这样的操作系统进行校准的系统和方法。

因此，本发明的一个主要目的是提供解决以上问题的系统和方法。在这方面，本发明的一个特别目的是提供可以对机场中的飞机进行准确位置确定和身份验证的入坞引导系统。本发明的另外目的是通过采用该系统和一个个人计算机之间的通讯，通过显示单元为控制机场中飞机的入坞和停放的个体和群体提供信息和用于监测总体方法操作的其它方法。

进一步目的是提供数字精确入坞控制的安全性，并且还提供以极其合算的方式的实现入坞控制。

更进一步的目的是向使飞机入坞的驾驶员、副驾驶员和其他人员提供飞机入坞信息显示，它包含关于从一个适当停止点到飞机之间接近程度的距离信息。另一个重要目的是提供自动比较并确定飞机的定位和接近方向不偏离被入坞的特定类型飞机所必需的适当跑道，特别是，以一倒计数方式在显示器上监视距飞机的接近距离，包括用于入坞的距离、用于入坞的适当中心线的偏离位置以及飞机类型的检查结果。

又一个另外目的是提供不仅为驾驶员或副驾驶员提供方位制导，而且还提供对停机坪扫描以使飞机恰当和安全地入坞的系统。另外的目的是提供可实现最小偏差的精确停止位置的特别灵敏系统。

进一步目的是提供极其灵活，并允许进行诸如增加新飞机类型、备用和辅助停止位置和其它相关信息的对应于机场中的飞机的识别、导航和入坞的新操作参数的系统。

本发明的这些和其它目的通过提供采用诸如激光脉冲的光脉冲以探测机场中目标物是否存在的系统和方法来实现，例如，利用从位于飞机场中捕捉区域内接近目标物方向上的镜子上发射出诸如激光脉冲的光脉冲并收集表示目标物存在的从目标物上反射的光脉冲。类似地，此技术可确定捕捉区域中的飞机位置并由此探测。

本发明还提供用于验证被探测目标物身份的系统和方法，例如，能够确定是正确类型飞机在接近入坞装置和在那里入坞。为确定探测到的形状是否与已知形状对应，这种识别系统和方法以某一角度向一个目标物发射诸如激光脉冲的光脉冲，并在一个能够将被反射脉冲与相应的已知目标物形状的轮廓进行比较的探测装置中收集从目标物上反射回来的脉冲。

此外，本发明提供跟踪接近目标物的系统和方法，其中为了确定该目标物相对于一个预定入坞点所发出的一个虚拟轴的位置和为了探测从该目标物到该预定点之间的距离以达到确定该目标物位置的目的，将诸如激光脉冲的光脉冲发射到该接近目标物上，并收集和采用从该目标物上反射的光。