一种登机桥距离测量系统的制作方法

本发明涉及登机桥的位置测量技术领域，更进一步地说是涉及一种登机桥距离测量系统。

背景技术：

登机桥是机场用以连接候机厅与飞机之间的可移动升降的通道。一端连接候机楼的某个登机口，一端扣在飞机舱门上，旅客由对应登机口进入飞机。登机桥与飞机对接时需要测量其端口与飞机间的距离，目前使用的测量系统大致可分为机械接触式测量(例如通过长触须开关)、光波非接触式测量(例如通过激光传感器)以及声波非接触式测量(例如通过超声波传感器)三类。光波非接触式测量系统是利用激光传感器将激光发射到飞机的表面，再通过计算接收到反射光波的时间差来测量距离值。声波非接触式测量系统是利用超声波传感器将声波发射到飞机的表面，再通过计算接收到反射声波的时间差来测量距离值。

不管是声波非接触式测量还是光波非接触式测量均存在不足之处。光波非接触式测量的优点是响应快，测量数据准确，但要求被测飞机的表面颜色比较浅，如果飞机表面的涂装较深的颜色，可能导致光波只返回一部分甚至完全无法返回，对光波非接触式测量的准确性与可靠性造成影响。声波非接触式测量对飞机表面的颜色要求较低，但缺点是对测量环境要求比较高，遇到大雨、大风以及下雪天气均会影响测量数据的准确性。

因此，对于本领域的技术人员来说，如何设计一种可以应对不同测量条件的登机桥距离测量系统，确保测量的稳定性与准确性，是目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种登机桥距离测量系统，包括分别设置于登机桥端口的激光传感器与超声波传感器；所述激光传感器的电流信号与所述超声波传感器的电压信号经过A/D转换模块进行转换得到各自的测量距离，并比较分析激光传感器与超声波传感器的测量距离得到最终测量结果并展示。

可选地，所述比较分析两个测量距离得到最终测量结果包括：

判断所述激光传感器的测量距离与所述超声波传感器的测量距离之间差值是否在预设范围之内，若是则将测量结果通过显示屏展示最终测量结果。

可选地，所述比较分析两个测量距离得到最终测量结果还包括：

分别判断所述激光传感器与所述超声波传感器的数据是否存在突变，若均发生突变则报警传感器异常。

可选地，先判断所述激光传感器的测量距离与所述超声波传感器的测量距离之间差值是否在预设范围之内，若否再进行判断所述激光传感器与所述超声波传感器的数据是否存在突变。

可选地，若判断所述激光传感器与所述超声波传感器的数据均不存在突变则报警测量系统异常。

可选地，所述激光传感器与所述超声波传感器的控制系统采用循环扫描机制，若两个扫描周期内的数据出现断点或阶跃则认为此时传感器异常。

可选地，所述激光传感器与所述超声波传感器其中一个正常、另一个异常，则显示正常的测量距离作为最终测量结果。

本发明提供的登机桥距离测量系统包括分别设置在登机桥端口的激光传感器与超声波传感器，激光传感器的电流信号与超声波传感器的电压信号经过A/D转换模块进行转换后得到激光传感器与超声波传感器各自的测量距离，根据两个测量距离进行分析比较得到最终测量结果并展示给使用者。激光传感器的测量数据精确，能够应对于大多数情况，但测量时需要激光的反射作为测量依据，因此对于黑色的表面无法正常测量；而超声波传感器则可以应用于测量黑色表面，但对于外界环境声音嘈杂的环境测量结果会受到影响。因此本发明同时设置激光传感器与超声波传感器，分别利用两种传感器各自的优点，对两者各自得到的测量距离进行比较分析，确定出最终的测量结果，因此可以适用于不同的使用环境中，确保测量的稳定性与准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为登机桥的结构图；

图2为本发明提供的登机桥距离测量系统的测量流程图；

图3为一次测量过程中采集到的测量距离数据坐标图；

图4为传感器异常的判断流程图；

图5为本发明提供的登机桥距离测量系统的完整测量流程图；

图6为本发明提供的登机桥距离测量系统另一过程的完整测量流程图。

其中：

激光传感器1、超声波传感器2。

具体实施方式

本发明的核心在于提供一种登机桥距离测量系统，可以应用于不同的测量环境，确保最终测量的稳定性和准确性。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图与具体的实施方式，对本申请的登机桥距离测量系统进行详细的介绍说明。

如图1所示，为登机桥的结构图，图1中在登机桥的端口处分别安装有激光传感器1与超声波传感器2，两者的位置可以相应地调换，只要处在同一竖直面内，与飞机保持相同的距离即可。当然，若与飞机的距离不相同在分析计算时需要去除两者自身的差值。

激光传感器1的电流信号与超声波传感器2的电压信号经过A/D转换模块进行数模转换后得到各自的测量距离，对激光传感器1与超声波传感器2各自的测量距离进行比较与分析过程之后，得到最终的测量结果并进行展示。激光传感器1的测量数据精确，能够应对于大多数情况，但测量时需要激光的反射作为测量依据，因此对于黑色的表面无法正常测量；而超声波传感器2则可以应用于测量黑色表面，但对于外界环境声音嘈杂的环境测量结果会受到影响。因此本发明同时设置激光传感器与超声波传感器，分别利用激光传感器1和超声波传感器2两种传感器各自的优点，对两者各自得到的测量距离进行比较分析，确定出最终的测量结果，扩大了适用的范围，确保测量的稳定性与准确性。图2为本发明提供的登机桥距离测量系统的测量流程图。进行步骤S100，激光传感器1测量电流信号，而超声波传感器2测量电压信号；得到两个电信号之后进行步骤S200，将激光传感器1的电流信号进行A/D转换得到激光测量距离，将超声波传感器2的电压信号进行A/D转换得到超声波测量距离；最后进行步骤S30，比较分析激光测量距离和超声波测量距离最终得到准确的测量结果并展示给操作者。

在上述基础上更进一步，其中的比较分析两个测量距离得到最终测量结果这个过程中包括：判断激光传感器1的测量距离和超声波传感器2的测量距离的差值是否预设范围之内，若是则将测量通过显示屏、即HMI展示最终测量结果。具体操作时，将激光传感器1的测量距离和超声波传感器2的测量距离相减做差后再取绝对值，判断此绝对值是否小于预设值，若小于则认为满足要求，可以将结果进行展示。激光传感器1的测量距离和超声波传感器2的测量距离之间差值很小，认为两者都是准确的值，可以取两者的平均值或者仅取其中一个值作为最终测量结果，激光传感器1的精确较高，若差值在预设范围之内也可以取激光传感器1的测量距离作为最终的测量结果输出显示。

更进一步，比较分析两个测量距离得到最终测量结果这个过程还包括分别判断激光传感器1和超声波传感器2的数据是否存在突变，若激光传感器1和超声波传感器2两者均发生突变，则认为传感器异常，向操作者发出报警。

具体操作时，先对激光传感器1和超声波传感器2的测量距离做差，判断传感器是否存在异常。也即先判断激光传感器1的测量距离与超声波传感器2的测量距离之间差值是否在预设范围之内，若是则按照上述的方式输出测量结果，若否则启动异常判断程度，判断激光传感器1与超声波传感器2的数据是否存在突变。采用此顺序可以简化流程，降低计算机的计算量。

在上述判断流程的基础上，若激光传感器1和超声波传感器2的测量距离差值超过预设范围，在此情况下判断激光传感器1和超声波传感器2的数据是否存在异常，而结果是两者都不存在异常突变则认为是测量系统异常，向操作者发出报警。

在上述方案及其任意组合的情况下，连接激光传感器1与超声波传感器2的控制系统采用循环扫描机制，间隔选取时间段根据信号进行数据计算，若数据出现断点或阶跃，则认为此时传感器异常。如图3所示，为一次测量过程中采集到的测量距离数据坐标图。其中实线表示正常的数据曲线，实线中间具有两个间断点，分别在时间段T₁～T₂、T₃～T₄之间，T₁～T₂时间段内出现了距离的间断；T₃～T₄时间段内出现了距离的阶跃，即出现了不合理的测量值，例如当激光传感器照射到了黑色部分，激光无法正常反射，导致测量结果不在正常的趋势之上，出现了不合理的增大。

如图4所示，为传感器异常的判断流程图。进行步骤S1，先获取当前周期中传感器的数据；再进行步骤S2，计算当前周期与前一周期的数据差值；进行步骤S3进行判断，判断两个周期的差值是否大于设定值，如步骤S4，当差值大于设定值时认为传感器异常，小于设定值继续重复判断比较。一般地，距离变化与时间为同一函数，直到下一测量周期距离值位于正常的函数段上认为重新恢复了正常。

在判断传感器是否异常过程中，若激光传感器1与超声波传感器2其中一个正常，另一个异常，则显示正常的测量距离作为最终测量结果。激光传感器1与超声波传感器2对不同的干扰适应情况不同，若仅有一个受到了干扰而另一个正常测量，则选取能够正常测量的传感器测量距离作为最终的测量结果，输出给操作者。

本发明中激光传感器1与超声波传感器2共同采用一个A/D转换模块进行数据转换，也即仅具有一个模数转换模块。由系统的CPU对返回的信号进行计算和判断，控制输出的结果。如图5和图6所示，分别表示本发明提供的登机桥距离测量系统的两种完整的测量流程图。

如图5中流程，进行步骤S100测量激光传感器1的电流信号，同时测量超声波传感器2的电压信号。再进行步骤S200，将激光传感器1的电流信号进行A/D转换得到激光测量距离，将超声波传感器2的电压信号进行A/D转换得到超声波测量距离。进行步骤S300，将激光测量距离与超声波测量距离求差，接着进行判断，执行步骤S400，判断差值是否在预设阈值之内，如果是则执行步骤S401，在HMI上显示测量结果；如果否则执行步骤S410，判断激光传感器1是否异常，如果是则执行步骤S420判断超声波传感器是否异常，如果否则执行步骤S430判断超声波传感器是否异常。在步骤S420判断超声波传感器是否异常时，如果是就认为两个传感器均发生了异常，则执行步骤S421报警传感器异常；如果否就认为超声波传感器2正常而激光传感器1异常，则执行步骤S422显示超声波测量距离，并发出激光传感器1异常的报警。在步骤S430判断超声波传感器是否异常时，如果是就认为激光传感器1正常而超声波传感器2异常，则执行步骤S431显示激光测量距离，并发出超声波传感器2异常的报警；如果否就认为两个传感器均正常，则执行步骤S432报警测量系统异常。

与图5中的执行流程相似，图6中的执行流程对于步骤S400中求差之后的判断顺序进行了调整，两种方案都是同一思想下的两种具体实施方式。步骤S400判断时，若是则执行步骤S401通过HMI显示测量结果，若否则执行步骤S460，判断超声波传感器是否异常，如果是则执行步骤S470判断激光传感器1是否异常，如果否则执行步骤S480，判断激光传感器1是否异常。在执行步骤S470时，如果结果异常则认为两个传感器均异常，执行步骤S471报警传感器异常；如果否则认为激光传感器1正常而超声波传感器2异常，执行步骤S472显示激光测量距离，并发出超声波传感器2异常的报警。在执行步骤S480时，如果判断结果为是则认为超声波传感器2正常而激光传感器1异常，执行步骤S481显示超声波测量距离，并发出激光传感器1异常的报警；如果判断结果为否则认为两个传感器正常，执行步骤S482报警测量系统异常。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。