Sistemas de guiado de atraque y de identificación de aeronaves.

Un sistema para determinar si un vehículo está siguiendo una línea central,

teniendo el vehículo una nariz y unarueda, comprendiendo el sistema:

un dispositivo (26) de almacenamiento para almacenar (i) coordenadas que representan una trayectoria de la líneacentral y (ii) una distancia entre la nariz y la rueda,

un dispositivo (23) de detección para detectar (i) una posición de la nariz y (ii) un ángulo de guiñada del vehículo, yun dispositivo (26) de cálculo para calcular (i) una posición de la rueda, desde la posición de la nariz, el ángulo deguiñada detectado por el dispositivo de detección y la distancia almacenada en el dispositivo de almacenamiento, y(ii) un descentramiento de la rueda desde la línea central, a partir de las coordenadas almacenadas en el dispositivode almacenamiento y la posición de la rueda;

caracterizado porque el sistema comprende adicionalmente:

dos o más postes de calibración que tienen, cada uno, una parte superior y que están dispuestos en la línea central,un dispositivo de adquisición de imágenes para adquirir una imagen de calibración de los dos o más postes decalibración,

un visualizador para visualizar la imagen de calibración,

un dispositivo de enganche dispuesto para recibir dos o más enganches de un operario, en el que dos o másenganches corresponden a las posiciones de las dos o más partes superiores como se ven por el operario en laimagen de calibración,

un dispositivo de escritura para recibir dos o más alturas de entrada desde el operario para las dos o más partessuperiores;

en el que el sistema está dispuesto para determinar coordenadas laterales y coordenadas longitudinales para lasdos o más partes superiores y en el que el dispositivo (26) de almacenamiento está dispuesto para almacenar lascoordenadas determinadas como coordenadas que representan una trayectoria de la línea central.

Sistemas de guiado de atraque y de identificación de aeronaves Referencia a solicitudes relacionadas Esta es una continuación en parte de la solicitud de patente de EE.UU. nº 09/429609, presentada el 29 de octubre de 1999, actualmente en tramitación, que es una continuación en parte de la solicitud de patente de EE.UU. nº 08/817368, presentada el 17 de julio de 1997, ahora patente de EE.UU. nº 6.023.665, que es la fase nacional en EE.UU. de la solicitud internacional PCT nº PCT/SE94/00968, presentada el 14 de octubre de 1994, publicada el 25 de abril de 1996 como documento WO 96/12265 A1.

Antecedentes de la invención Campo de la invención Esta invención se refiere a sistemas para localizar, identificar y seguir objetos. Más particularmente, se refiere a sistemas de localización, identificación y guiado de atraque de aeronaves y a métodos de control de tráfico de tierra para localizar e identificar objetos en un campo de aviación o aeródromo y para atracar de forma segura y eficiente una aeronave en tal aeropuerto.

Descripción de técnica relacionada En los últimos años ha habido una cantidad significativamente mayor de tráfico de aeronaves de pasajeros, de carga y otras incluyendo despegues, aterrizajes y otro tráfico terrestre de aeronaves. También, ha habido un marcado incremento en el número de vehículos de soporte terrestre que se requiere que descarguen cargamento, proporcionen servicios de catering y mantenimiento y soporte continuado de todas las aeronaves. Con este incremento sustancial en el tráfico de tierra ha llegado la necesidad de un mayor control y seguridad en el atraque y la identificación de las aeronaves en un aeródromo.

Ejemplos de sistemas de técnica anterior que se han propuesto para detectar la presencia de aeronaves y de otro tráfico en un aeródromo son los sistemas descritos en la patente de EE.UU. 4.995.102, la patente europea nº 188757 y las solicitudes PCT publicadas EP 0880122, WO 93/13104 y WO 93/15416.

Sin embargo, ninguno de estos sistemas se ha encontrado satisfactorio para la detección de la presencia de la aeronave en un aeródromo, particularmente en condiciones climáticas adversas que causan una visibilidad reducida, tales como las encontradas bajo condiciones de niebla, nieve o aguanieve. Además, ninguno de los sistemas descritos en las referencias anteriores es capaz de identificar y verificar el tipo específico de una aeronave que se aproxima. Aún más, ninguno de los sistemas anteriores proporciona técnicas adecuadas para el seguimiento y atraque de una aeronave en un punto de parada designado tal como una puerta de carga de aeropuerto. Además, ninguno de los sistemas anteriores ha proporcionado técnicas que permitan la calibración adecuada del instrumento en ellos.

El sistema divulgado en la solicitud principal citada anteriormente busca superar los problemas indicados anteriormente mediante coincidencia de perfil. Pulsos de luz desde un telémetro láser (LRF por sus siglas en inglés “Laser Range Finder”) se proyectan en coordenadas angulares en el avión. Los pulsos de luz se reflejan desde el avión para detectar una forma del avión o de una porción del avión, por ejemplo, la nariz. La forma detectada se compara con un perfil que corresponde a la forma de un modelo conocido de avión para determinar si la forma detectada se corresponde con la forma del modelo conocido.

Sin embargo, este sistema tiene un inconveniente. A menudo, dos o más modelos de aviones tienen perfiles de nariz tan similares que un modelo es a menudo confundido con otro. En particular, en condiciones meteorológicas adversas, muchos ecos se pierden, de manera que la discriminación de perfil se vuelve cada vez menos fiable. Dado que los modelos son similares pero no idénticos en la configuración del cuerpo, una posición de atraque correcta para uno puede causar que un motor de otro choque contra un obstáculo físico.

De este modo, ha sido un problema continuo proporcionar sistemas que sean suficientemente seguros y fiables en un amplio rango de condiciones atmosféricas para permitir la detección de objetos tales como aeronaves y otro tráfico terrestre en un aeródromo.

Además, ha existido la necesidad desde hace mucho tiempo de sistemas que no sólo son capaces de detectar objetos tales como aeronaves, sino que también proporcionan la identificación efectiva del objeto detectado y la verificación de la identidad de tal objeto, por ejemplo una aeronave detectada, con el grado necesario de certeza independientemente de las condiciones climáticas imperantes y la magnitud del tráfico terrestre.

También ha existido la necesidad insatisfecha desde hace mucho tiempo de sistemas que son capaces de seguir y guiar de forma precisa y eficiente objetos tales como aeronaves entrantes hasta un punto de parada adecuado tal como una puerta de carga de aeropuerto. Además, el proporcionamiento de técnicas de calibración precisas y efectivas para tales sistemas ha sido un problema continuo que requiere resolución.

Sumario de la invención Será fácilmente evidente a partir de lo anterior que existe en la técnica la necesidad de una identificación más precisa de las aeronaves.

Por tanto, es un objeto primario de la invención distinguir entre múltiples modelos de aviones con formas de nariz idénticas o casi idénticas.

Es un objeto adicional de la invención mejorar la detección de aeronaves con el fin de evitar accidentes durante el atraque de aeronaves.

Para conseguir los objetos anteriores y otros, la presente invención identifica aeronaves en un proceso de dos pasos. En primer lugar, la coincidencia de perfil se realiza como se conoce a partir de la solicitud principal anteriormente identificada. En segundo lugar, se lleva a cabo al menos una coincidencia de criterio de aeronave. En la coincidencia de criterio de aeronave, un componente de la aeronave, tal como el motor, se selecciona como base para distinguir entre aeronaves. El desplazamiento de ese componente desde otro componente fácilmente localizado, tal como la nariz, se determina de la siguiente manera. Se define un volumen interior en el que se espera que esté el motor, y se define también un volumen exterior que rodea el volumen interior. El LRF se dirige a los volúmenes interior y exterior para producir ecos de los dos volúmenes. Se coge una relación del número de ecos en los volúmenes interiores con respecto al número de ecos en ambos volúmenes. Si ese eco supera un umbral dado, se determina que el motor está presente en el volumen interior, y se considera que la aeronave se ha identificado. Si la identificación de la aeronave es todavía ambigua, otro criterio de aeronave, tal como la cola, puede ser detectado.

Los criterios de aeronave elegidos para la segunda fase de la identificación son diferencias físicas que pueden ser detectadas por un telémetro láser. Un ejemplo de tal criterio es la posición, lateral y longitudinalmente, de un motor en relación con la nariz de la aeronave. Para considerar una aeronave identificada, el patrón del eco no sólo debe reflejar un fuselaje de forma correcta. También debe reflejar que hay un motor en una posición, con relación a la nariz, donde la aeronave esperada sí tiene un motor. Otros ejemplos de criterios que se pueden utilizar son la posición del tren principal, la posición de las alas y la posición de la cola.

La coincidencia se realiza preferiblemente sólo contra los criterios específicos para el tipo de aeronave esperado. Sería muy laborioso hacer coincidir contra los criterios de todos los demás tipos posibles. Tal coincidencia tendría que ser contra de todo tipo de aeronave que pueden aterrizar en un aeropuerto concreto.

Para cada puerta hay definida una posición de parada para cada tipo de aeronave que se planea que va a atracar en esa puerta. Puede haber un riesgo de seguridad si cualquier otro tipo se acerca a la puerta. La posición de parada se define de manera que hay un margen de seguridad suficiente entre la puerta y la aeronave para evitar una colisión. La posición de parada para cada tipo de aeronave se define a menudo como la posición de tren delantero cuando la puerta está en la posición apropiada en relación a la puerta. Hay una base de datos en el sistema donde se almacena la distancia desde la nariz al tren delantero para cada tipo de aeronave. El sistema de atraque guía la aeronave con respecto a su posición de nariz y detiene la aeronave con su nariz en una posición en la que el tipo correcto tendrá su tren delantero en la posición de parada correcta. Si se atraca el tipo incorrecto y si tiene sus alas o motores más cerca de la nariz que el tipo correcto, existe un riesgo de colisión con la puerta.

Durante la fase de criterios... [Seguir leyendo]

1. Un sistema para determinar si un vehículo está siguiendo una línea central, teniendo el vehículo una nariz y una rueda, comprendiendo el sistema:

un dispositivo (26) de almacenamiento para almacenar (i) coordenadas que representan una trayectoria de la línea central y (ii) una distancia entre la nariz y la rueda,

un dispositivo (23) de detección para detectar (i) una posición de la nariz y (ii) un ángulo de guiñada del vehículo, y

un dispositivo (26) de cálculo para calcular (i) una posición de la rueda, desde la posición de la nariz, el ángulo de guiñada detectado por el dispositivo de detección y la distancia almacenada en el dispositivo de almacenamiento, y

(ii) un descentramiento de la rueda desde la línea central, a partir de las coordenadas almacenadas en el dispositivo de almacenamiento y la posición de la rueda;

caracterizado porque el sistema comprende adicionalmente:

dos o más postes de calibración que tienen, cada uno, una parte superior y que están dispuestos en la línea central,

un dispositivo de adquisición de imágenes para adquirir una imagen de calibración de los dos o más postes de calibración,

un visualizador para visualizar la imagen de calibración,

un dispositivo de enganche dispuesto para recibir dos o más enganches de un operario, en el que dos o más enganches corresponden a las posiciones de las dos o más partes superiores como se ven por el operario en la imagen de calibración,

un dispositivo de escritura para recibir dos o más alturas de entrada desde el operario para las dos o más partes superiores;

en el que el sistema está dispuesto para determinar coordenadas laterales y coordenadas longitudinales para las dos o más partes superiores y en el que el dispositivo (26) de almacenamiento está dispuesto para almacenar las coordenadas determinadas como coordenadas que representan una trayectoria de la línea central.

2. Un método para determinar si un vehículo está siguiendo una línea central, teniendo el vehículo una nariz y una rueda, comprendiendo el método: almacenar coordenadas que representan una trayectoria de la línea central, almacenar una distancia entre la nariz y la rueda, detectar una posición de la nariz,

detectar un ángulo de guiñada del vehículo, calcular una posición de la rueda, a partir de la posición de la nariz, el ángulo de guiñada detectado por el dispositivo de detección y la distancia almacenada en el dispositivo de almacenamiento, y

calcular un descentramiento de la rueda desde la línea central, a partir de las coordenadas almacenadas en el dispositivo de almacenamiento y la posición de la rueda;

caracterizado el método adicionalmente por: disponer al menos dos o más postes de calibración en la línea central, en el que cada poste de calibración tiene una parte superior,

adquirir una imagen de calibración de los dos o más postes de calibración, visualizar la imagen de calibración, recibir dos o más enganches desde un operario, a través de un dispositivo de enganche, en el que los dos o más

enganches corresponden a las posiciones de las dos o más partes superiores como se ven por el operario en la imagen de calibración, recibir, a través de un dispositivo de escritura desde el operario, alturas de entrada para las dos o más partes superiores,

determinar coordenadas laterales y coordenadas longitudinales para las dos o más partes superiores y almacenar, en el dispositivo (26) de almacenamiento, las coordenadas determinadas como coordenadas que representan una trayectoria de la línea central.