基于线阵ccd的机场助航灯光强检测车定位方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及民航技术领域，特别是设及一种基于线阵CCD的机场助航灯光强检测 车定位方法。
【背景技术】
[0002] 机场跑道上的助航灯是确保飞机起飞、降落阶段飞行安全的重要设施，能够在夜 间和能见度较差的天气情况下，作为机场跑道和滑行道的重要引导标志，为飞行员标出起 飞、降落和滑行的路线。助航灯的工作状况、可靠性与飞机起落安全有着密切地关系，其性 能会随着周围环境影响及自身寿命等因素出现问题，运样就会对机场的安全运行造成影 响，因此对助航灯光光强检测十分重要。
[0003] 助航灯光光强检测车是实现自动化检测的有效方法，在该技术方案中，实现对检 测车的高精度快速定位是实现光强精确测量的有效保障。传统的定位方法通过多普勒雷 达技术测量车辆的行驶距离，并采用灯光定位技术修正测距雷达的累积误差、车辆非直线 行驶的误差W及检测车的横向偏离（传感带中线与助航灯光指向不重合）。传统的定位系 统采用了离散分布的光强检测传感器，11个定位探头均匀地分布在传感带的后下方凹陷部 分，通过横向、纵向光强的峰值判定来确定多普勒测距脉冲的计数复位点W及灯传感带中 线与助航灯指向的偏差，然而由于探头之间缝隙的存在，可能导致助航灯的漏检，并且由于 各传感器电路参数的差异性，可能产生对光强峰值的误判，从而降低了助航灯光光强检测 的准确性。
【发明内容】
[0004] 本发明主要解决的技术问题是提供一种高可靠性、高精度的一种基于线阵CCD的 机场助航灯光强检测车定位方法，能够解决当前采用离散光强传感器所导致的漏检、误判 问题。 阳0化]为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是采用线阵CCD对助航灯上方 光强进行采样，提取光源中屯、点来修正检测车多普勒测距雷达累积误差W及光强传感带中 线与助航灯光指向不重合所产生的误差。
[0006] 如图1所示，线阵CCD安装于光照度传感带下方，对地面上的光强信号进行线阵 CCD扫描，具体步骤如下：
[0007] (1)对线阵CCD在光强传感带上的位置进行标定；
[0008] (2)当测距雷达计数η个脉冲时，打开线阵CCD对其下方进行线阵扫描，每个脉冲 周期内扫描m条线阵点，组成二维扫描点云；
[0009] (3)当n+t个脉冲中的第τ条线阵列点中的光斑长度出现极大值时，即可判定光 强传感带到达了助航灯的中屯、上方，运时可从第n+t个脉冲开始重新计数，消除累积误差， 并在下次测量值中减去心的修正距离，其中Ad为每个多普勒测距雷达对应的距离；
[0010] (4)与此同时，提取此脉冲周期CCD采集的二维光斑点云的横向中屯、得到助航灯 光中屯、与光强传感带中线的偏差，进而求得补偿值。
[0011] 本发明可有效地替代当前通过离散光强传感器进行助航灯检测车定位的方法，与 现有技术相比，本方法具有的有益效果： 阳01引 （1)线阵CCD采样点的密度高，可W有效地涵盖助航灯发光空间，降低了助航灯漏 检的情况；
[0013] (2)线阵CCD采样频率快，可W通过对单个脉冲内测距雷达对应的距离作细分，提 高了清除累积误差的脉冲定位精度；
[0014] 做增强了检测系统的集成度与稳定性，提高了助航灯灯光中屯、提取的精度，可有 效地修正光强传感带中线与助航灯中屯、的偏差。
【附图说明】
[0015] 图1是本发明在光强传感带上的安装模式示意图；
[0016] 图2是本发明测量过程的示意图； 阳017] 图3是本发明测量原理示意图。
[0018] 图中：1-线阵CCD，2-光照度传感带，3检测装置。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，W使本发明的优点和特征能 更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0020] 本发明可应用于机场助航灯光的光强检测车上，如图1所示，线阵CCD1安装于光 照度传感器带2的下方，其中光照度传感带2用于检测助航灯3主光束光强，线阵CCD1用 于扫描测量助航灯上方光束光强，对检测车多普勒雷达测距定位提供参照点，及时清除累 积误差，并修正光强检测传感带中线相对于助航灯主光束方向的偏差。本发明提供的方法 按照W下步骤顺序进行：
[0021] (1)标定线阵CCD1与光照度传感带2的相对位置，使线阵CCD1位于光照度传感带 2的中点处，并将检测装置3安装于检测车的车头位置，使光照度传感带2端面指向车辆正 前方，线阵CCD1端面指向车辆下方；
[0022] (2)如图2所示，检测车W速度V匀速行驶，安装于检测车尾部的多普勒测距雷达 可通过输入脉冲计量车辆行驶过的距离，每个脉冲对应的距离为Ad，W测距脉冲作为触发 信号，每次脉冲到达时刻线阵CCD1开始采样，假设线阵CCD1采样率为kHz,则每个脉冲内对 应的采样线数天
；
[0023] (3)如图3所示，当检测车测距脉冲计数到η时，开始采样，η可通过两盏助航灯之 间的距离W及脉冲对应的距离估算，每个脉冲内采样到的m条点阵可组成二维点云，当线 阵CCD1扫描到助航灯上方时，将形成灯光亮斑；
[0024] (4)如图3所示，将扫描形成的二维点云中的亮点拟合为助航灯亮斑，当第n+t次 采样时，光斑横向位置出现极值点，由于灯光成像为楠圆，故极值点位置可认为采样所述线 阵CCD1位于助航灯正上方，其对应为m条采样线中的第τ条，此时可将计数脉冲从n+t处 重新计数，清除累积误差，并对下一个采样周期得到的行驶距离减去的距离； m
[00对 妨如图3所示，在步骤（4)检测到光斑横向位置极值点后，可拟合其中线位置P， 由步骤（1)可知，所述线阵CCD1位于所述光照度传感带2中点位置，即所述线阵CCD1所测 阵列点中点即所述光照度传感带2中点Q，由此可知所述光照度传感带2中线与所述助航灯 3主光线的偏离距离为PQ;
[00%] (6)通过所述线阵CCD1对检测的定位补偿与修正过程结束。
[0027] W上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发 明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技 术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1. 基于线阵CCD的机场助航灯光强检测车定位方法，其特征在于，具体包括以下步骤： (1) 标定线阵CCD与光照度传感带的相对位置，使所述线阵CCD位于所述光照度传感带 的中点处，并将检测装置安装于检测车的车头位置，使所述光照度传感带端面指向车辆正 前方，所述线阵CCD端面指向车辆下方； (2) 所述检测车以速度v匀速行驶，安装于所述检测车尾部的多普勒测距雷达可通过 输入脉冲计量车辆行驶过的距离，每个脉冲对应的距离为A d，以测距脉冲作为触发信号， 每次脉冲到达时刻所述线阵CCD开始采样，假设所述线阵CCD采样率为kHz，则每个脉冲内 对应的采样线数为(3) 当所述检测车测距脉冲计数到η时，开始采样，η可通过两盏助航灯之间的距离以 及脉冲对应的距离估算，每个脉冲内采样到的m条点阵可组成二维点云，当所述线阵CCD扫 描到助航灯上方时，将形成灯光亮斑； (4) 将扫描形成的二维点云中的亮点拟合为助航灯亮斑，当第n+t次采样时，光斑横向 位置出现极值点，由于灯光成像为椭圆，故极值点位置位于助航灯正上方，其对应为m条采 样线中的第τ条，此时可将计数脉冲从n+t处重新计数，清除累积误差，并对下一个采样周 期得到的行驶距离减去i Ad的距离； m (5) 在所述步骤（4)检测到光斑横向位置极值点后，可拟合其中线位置P，由所述步骤 (1)可知，线阵CCD位于所述光照度传感带中点位置，即所述线阵CCD所测阵列点中点即 所述光照度传感带中点Q，由此可知所述光照度传感带中线与助航灯主光线的偏离距离为 PQ ； (6) 通过线阵CCD对检测的定位补偿与修正过程结束。2. 如权利要求1所述的基于线阵CCD的机场助航灯光强检测车定位方法，其特征在于， 采用线阵CCD扫描技术修正检测车多普勒测距雷达累积误差以及光照度传感带中线与助 航灯光指向不重合所产生的误差。3. 如权利要求1所述的基于线阵CCD的机场助航灯光强检测车定位方法，其特征在于， 所述线阵C⑶安装于光强传感带下方，通过连续采集助航灯上方光强，形成二维光斑点云。4. 如权利要求1所述的基于线阵CCD的机场助航灯光强检测车定位方法，其特征在于， 通过提取第n+t个脉冲CCD采集的二维光斑点云的横向中心得到助航灯光中心与光强传感 带中线的偏差，进而求得补偿值。
【专利摘要】本发明公开了一种基于线阵CCD的机场助航灯光强检测车定位方法，采用线阵CCD扫描技术修正检测车多普勒测距雷达累积误差以及光照度传感带中线与助航灯光指向不重合所产生的误差。采用上述方式，通过线阵CCD采集助航灯上方光束光强，鉴于线阵CCD采样点密度大，采样率高等优点，本发明能够准确定位助航灯中心位置，解决传统的离散传感器模式下检测车定位精度低，易对助航灯检测产生漏检、误判，无法有效修正检测车的横向偏离等问题，有效地提高了助航灯检测车定位的稳定性与集成度。
【IPC分类】G01S13/08
【公开号】CN105277937
【申请号】CN201510594612
【发明人】王桂红, 王宇, 余政哲, 郑洪波, 徐建民, 杨敏山, 同建辉, 吴军
【申请人】天津鑫隆机场设备有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年9月18日