[发明专利]一种用于机场地勤车的防撞预警系统及方法

说明书

本发明公开了用于机场地勤车的防撞预警系统，综合利用第一类激光雷达视野大，利于建立高精度点云地图的特点和第二类激光雷达点云稠密能够清晰地展现被扫描物的表面几何特征的特点。在几何特征较为稀疏的地方使用第一类激光雷达计算连续点云帧之间的旋转矩阵和平移矩阵，第二类激光雷达使用第一类激光雷达计算出的连续点云帧之间的旋转矩阵和平移矩阵拼接出几何纹理丰富的航站楼室外高精度点云地图。根据高精度点云地图获取地勤车与障碍物表面的切面之间的水平距离，该切面与地面垂直。本发明还公开了用于机场地勤车的防撞预警方法，本发明能够快速、精准、实时的获取地勤车与障碍物之间的距离，有效提高了预警的准确性；使用成本低，计算量小。

技术领域

本发明属于防撞预警技术领域，特别涉及一种用于机场地勤车的防撞预警系统及方法。

背景技术

随着全球航空业的飞速发展，机场的日均起降航班数量大幅增加，与之伴随而来的是机场的地勤车日均出勤次数也显著增加。如何避免地勤车在作业过程中，特别是避免地勤车在靠机过程中由于人为原因擦碰到飞机机体，成为了一个亟待解决的问题。目前，主要使用测距传感器测量地勤车辆最前端到机体的最近距离，当车辆高度明显低于机身高度时就会出现测距错误，容易发生碰撞，造成安全隐患。也没有彻底的解决地勤车防撞的问题。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术存在的问题，提出了一种能够快速、准确的进行防撞预警的用于机场地勤车的防撞预警系统。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供了一种用于机场地勤车的防撞系统，包括数据采集单元、数据处理控制单元和显示报警终端；其中，

数据采集单元用于设置在机场地勤车上的两类激光雷达和传感器采集机场地勤车周围的相关数据；并将采集到的相关数据发送给数据处理控制单元；

数据处理控制单元根据第一类激光雷达采集到的点云数据生成第一点云地图；第二类激光雷达采集到的点云数据结合第一类激光雷达的数据生成第二点云地图；

根据第一点云地图获取第一类激光雷达与第一点云地图中的障碍物外表面的切面在水平方向的距离，所述切面与地面垂直，从而得到第一判断距离；

根据第二点云地图获取第二类激光雷达与第二点云地图中的障碍物外表面的切面在水平方向的距离，所述切面与地面垂直，从而得到第二判断距离；

比较第一判断距离和第二判断距离，取最小值与设定的距离阈值进行比较，并结合数据采集单元采集的其他数据生成控制信号；并将控制信号发送显示报警终端；

显示报警终端根据接收到的控制信号发出警报。

进一步，获取激光雷达与点云地图中的障碍物外延切线在水平方向的距离的方法为：在点云地图中筛选出可碰撞区域，用多个立体图形竖直填充可碰撞区域，保留立体图形中有点的立体图形，分别计算激光雷达与保留的每个立体图形在水平方向的距离；最短的距离值则为判断距离。这样能够更快、更准确的获得判断距离，方便系统进行预警。

进一步，所述立体图形为圆柱体，圆柱体的半径为激光雷达的测距精度，圆柱体的高度为飞机的高度。这样可以有效的防止遗漏点云数据。

进一步，数据采集单元包括机械激光雷达、RTK、惯性传感器和固态激光雷达；其中，机械激光雷达为第一类激光雷达，固态激光雷达为第二类激光雷达，所述机械激光雷达和固态激光雷达均设置在地勤车的顶端，且机械雷达绕其自身X轴旋转-90°固定。这样不仅能够降低整个系统的成本，而且采集到的数据更加准确，增加了整个系统预警的准确性。

进一步，所述第一点云地图的生成方法为：根据接收到的第一类激光雷达扫描得到的点云帧结合激光SLAM算法，得到第一点云地图；其中，激光SLAM算法通过计算相邻激光雷达点云帧之间的旋转矩阵和平移矩阵，拼接得到第一点云地图。这样能够快速的生成需要的点云地图。