專利名稱：精密進近航道指示器燈具指示角度測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種機場PAPI燈測試工具，具體涉及一種精密進近航道指 示器燈具指示角度測試系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
精密進近航道指示器通俗叫法為坡度燈(或者叫PAPI燈)，它是給出飛行 員進近下滑角度的一種燈具，由于光的穩(wěn)定性，它可以在^L覺范圍內(nèi)給飛行員 提供可靠的下降角度信號，從而提示飛行員在最后著陸前修正飛機著陸角度， 坡度燈的直觀性可以防止儀表著陸的錯誤指示，對飛行員來說坡度燈的指示角 度關(guān)系到飛機的安全。目前，對坡度燈指示角度的校正。 一般采用飛機進行校 飛，校飛的結(jié)果是可靠的，但是校飛的成本卻相當昂貴，對于機場來說，每半 年或者一年進行一次，是一筆不小的開支，并且機場維護手冊中要求每星期檢 測一次，這對機場來說，不可能通過校飛來實現(xiàn)，而機場人員又沒有相應(yīng)的抬r 測手段對坡度燈進行校正，坡度燈的誤差不能及時消除，對飛機降落產(chǎn)生一定 影響，甚至發(fā)生危險，本實用新型主要發(fā)明人在另一個專利(專利號 00202332.6,公告日2001年6月6日)中描述了一種坡度燈校準儀，該坡度 燈校準儀包括主要由前標桿座、后標桿座、與前后標桿座連接用于水平指示的 裝有液體的連通器組成的自動校準裝置，主要由裝于前標桿座上的前標桿、裝 于后標桿座上的后標桿、顯示器、裝于后標桿上的彩色監(jiān)視器組成的顯示器校 準裝置，利用直角三角形原理測試坡度燈的角度，改變后標桿的高度，彩色監(jiān) 視器跟隨移動，通過顯示器顯示坡度燈燈光圖像，記錄顯示器顯示介面光束時 標桿的高度差值和兩標桿的距離，即可得到坡度燈角度的正切值，從而得到坡 度燈角度，該專利可以方便進行測量，對坡度燈進行調(diào)整，節(jié)省校飛費用，其 測量精度可達到土O. 5'，但其測量精度較低，測量方法較復(fù)雜，并且測量時，器械布置和調(diào)整非常不方便。
實用新型內(nèi)容
本實用新型需要解決的技術(shù)問題是提供一種測量成本低、測量精度高，測 量方便，測量功能多并可記錄測量過程和結(jié)果的精密進近航道指示器燈具指示 角度測試系統(tǒng)。
為解決上述問題，本實用新型所采取的技術(shù)方案是 一種精密進近航道指 示器燈具指示角度測試系統(tǒng)，包括攝像頭，支撐攝像頭的支桿，該系統(tǒng)還包括 用于尋找測量水平基準的自安平水準儀、用于坡度燈圖像信號采集處理、光強 和顏色測量、攝像頭控制的計算機，用于圖像信號采集的視頻采集卡，用于測 量水平距離的激光測距儀，其中攝像頭通過同軸電纜連接視頻采集卡，視頻采 集卡連接到計算機，同時攝像頭控制口通過控制線與計算機連接。
所述攝像頭為帶云臺驅(qū)動器的 一體化攝像頭。
所述計算機采用便攜筆記本電腦，其USB 口通過USB連接線連接到視頻采 集卡，USB 口通過USB連接線、轉(zhuǎn)換器連接到攝像頭控制口。
該系統(tǒng)還包括用于支撐支桿的大三角架、用于支撐自安平水準儀的小三角架。
該系統(tǒng)還包括與計算機相連的光敏傳感器，所述光敏傳感器通過光譜光度 計與計算機連接。
采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于本實用新型通過計算機采集圖 像視頻信號，并對攝像頭進行控制，同時采用自安平水準儀校正水平點、激光 測距儀測距，提高了測量精度，其精度達到了士0.2',同時減化了測量程序， 測量更加方便快捷，該實用新型還集成了光強和色度測量功能，功能更加強大， 測量的同時可以對各測量數(shù)據(jù)進行存儲，并對測量結(jié)杲進行拍照，可以方便以 后查詢，該實用新型的應(yīng)用可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的飛機校飛，為機場節(jié)省大量的開支， 保證了 PAPI燈的準確性，降低了事故率，同時滿足了機場對PAPI燈的檢測周 期要求，有利于機場現(xiàn)代化建設(shè)。

圖l是本實用新型^f吏用狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細描述
如圖l所示，本實用新型包括帶有云臺控制器的攝像頭5,安裝支撐攝像頭 的支桿IO,支桿10安裝在大三角架6上，支桿IO為高度可調(diào)節(jié)支桿IO,可根 據(jù)需要調(diào)節(jié)支桿10的高度，本實用新型還包括用于尋找測量水平基準的自安平 水準儀8、用于;皮度燈l圖傳_信號采集處理、光強和顏色測量、纟聶-像頭5控制的 計算機4，用于圖像信號采集的視頻采集卡9，用于測量水平距離的激光測距儀， 其中攝像頭5通過同軸電纜連接視頻采集卡9，視頻采集卡9通過接口轉(zhuǎn)換器連 接到計算機4的USB 口 ，同時攝像頭5控制口的控制線通過接口轉(zhuǎn)換器連接到 計算機4的USB 口 ，測量光強和顏色的光敏傳感器2連接到光語光度計3,光譜 光度計3通過電纜與計算機4連接，計算機4釆用便攜筆記本電腦，自安平水 準儀8安放在小三角架7上。
本實用新型測量PAPI燈角度時，是根據(jù)PAPI燈照射角度范圍的要求，定 義水平距離61. 3米，根據(jù)三角形原理，計算出高度范圍值，形成表格存儲于計 算機中，調(diào)整支桿上攝像頭的高度到某一定義角度的高度值，觀察電腦屏幕上 圖像的狀態(tài)，如果電腦屏幕上顯示的圖像為PAPI燈的半紅半白圖像，則PAPI 燈角度滿足要求，不需調(diào)整，否則，調(diào)整支桿高度(在許可范圍內(nèi))，看看能否 找到PAPI燈的半紅半白位置，如果能夠找到，則滿足要求，否則需要調(diào)整，當 然，為了使PAPI燈的角度一致性更好， 一般設(shè)定角度范圍中的某一確定值進行 測試調(diào)整。
利用上述測試系統(tǒng)和測量原理對PAPI燈的測試步驟如下 1)用測距儀在距離PAPI燈正前方61. 3米處測量，測距儀水平對準PAPI 燈，當測距儀的發(fā)出的激光紅點在PAPI的前擋風玻璃上顯示時，按下測距儀的 中心按鈕，這時在測距儀的屏幕上出現(xiàn)測量的米數(shù)61. 3米，測距儀垂直到地面的這個點就是大三腳架的中心點。
2)把大三腳架的中心位置(中心柱)垂直放在這個點的上方，水平放置大 三腳架，使大三腳架的水泡處在中心位置。
3 )在PAPI和大三腳架的連線中間往外15度處放置小三腳架。在放置之前， 確定小三腳架水平放置(水泡處于中心位置)。然后把水準儀放置在小三腳架上。
4) 調(diào)整小三腳架的高度并且轉(zhuǎn)動水準儀看到PAPI燈的前擋風玻璃上的十 字準星，然后將水準儀轉(zhuǎn)動到大三腳架那邊，看到大三腳架中心柱上的刻度， 記錄下來。
5) 將攝像頭的控制線通過轉(zhuǎn)換器和電腦連接；視頻線和天敏視頻采集卡連 接，天敏視頻釆集卡通過數(shù)據(jù)線和電腦連接。然后把攝像頭和支桿連接，并且 把攝像頭和支桿都固定在大三腳架上，并調(diào)整支桿高度，連接順序從下往上為 大三腳架、支桿、攝像頭。
6) 打開電腦中的測試軟件，通過軟件中的攝像頭控制選項來調(diào)整攝像頭的 上下左右轉(zhuǎn)動，找到PAPI燈，這時PAPI燈的圖像在電腦上顯示。
7) PAPI燈的圖像在電腦上顯示，應(yīng)該是半紅半白的，但是PAPI燈由于自 己本身角度不合格的原因，有的時候是紅色多一些，有的時候是白色多一些， 這時就需要對PAPI的角度進行調(diào)整，調(diào)整的PAPI燈的圖像在電腦上實時顯示， 直到電腦上出現(xiàn)PAPI燈的半紅半白的圖像時，PAPI燈的角度調(diào)整結(jié)束。
8) 重復(fù)步驟1-7,對其它PAPI燈進行調(diào)整，直至全部調(diào)整完成。 上述步驟l)中的61.3米是本實用新型具體實施時采用的距離，當然還可
以采用其他的距離。
本實用新型中除了具有PAPI燈角度測試功能，還充分利用了計算機的資源， 增加了光強和色度測量，不僅適用于PAPI燈的測量，還可用于其它機場燈光的 光強和色度測量，本實用新型測量光強和色度方法是將光敏傳感器放置在燈 前15米，左右±8度，并將光語光度計通過數(shù)據(jù)線和電腦連接，并且將光敏傳 感器和光譜光度計連接，同時啟動電腦中的測量軟件中的光測量模塊，開始測量光強和色度(參照機場對燈光參數(shù)的要求，就可以判定燈光的光強和色度是
不是合格)。對PAPI燈光強和色度的測量可以在上述步驟7 )中PAPI燈調(diào)整結(jié) 束后進行，也可以在步驟8)完成后統(tǒng)一進行。
權(quán)利要求1、一種精密進近航道指示器燈具指示角度測試系統(tǒng)，包括攝像頭，支撐攝像頭的支桿，其特征在于該系統(tǒng)還包括用于尋找測量水平基準的自安平水準儀、用于坡度燈圖像信號采集處理、光強和顏色測量、攝像頭控制的計算機，用于圖像信號采集的視頻采集卡，用于測量水平距離的激光測距儀，其中攝像頭通過同軸電纜連接視頻采集卡，視頻采集卡連接到計算機，同時攝像頭控制口通過控制線與計算機連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的精密進近航道指示器燈具指示角度測試系統(tǒng)，其 特征在于所述攝像頭為帶云臺驅(qū)動器的 一體化攝像頭。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的精密進近航道指示器燈具指示角度測試系統(tǒng)，其 特征在于所述計算機采用便攜筆記本電腦，其USB 口通過USB連接線連接到視 頻采集卡，USB 口通過USB連接線、轉(zhuǎn)換器連接到攝像頭控制口 。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的精密進近航道指示器燈具指示角度測試系統(tǒng)，其 特征在于所述該系統(tǒng)還包括用于支撐支桿的大三角架、用于支撐自安平水準儀 的小三角架。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1 -4中任一項權(quán)利要求所述的精密進近航道指示器燈具指 示角度測試系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)還包括與計算機相連的光敏傳感器。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的精密進近航道指示器燈具指示角度測試系統(tǒng)，其 特征在于所述光敏傳感器通過光譜光度計與計算機連接。
專利摘要本實用新型公開了一種精密進近航道指示器燈具指示角度測試系統(tǒng)，包括攝像頭，支撐攝像頭的支桿，該系統(tǒng)還包括用于尋找測量水平基準的自安平水準儀、用于坡度燈圖像信號采集處理、光強和顏色測量、攝像頭控制的計算機，用于圖像信號采集的視頻采集卡，用于測量水平距離的激光測距儀，其中攝像頭通過同軸電纜連接視頻采集卡，視頻采集卡連接到計算機，同時攝像頭控制口通過控制線與計算機連接，本實用新型具有測量精度高，測試方法簡單，測量功能強大的特點，該實用新型的應(yīng)用可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的飛機校飛，為機場節(jié)省大量的開支，保證了PAPI燈的準確性，降低了事故率，同時滿足了機場對PAPI燈的檢測周期要求，有利于機場現(xiàn)代化建設(shè)。
文檔編號G01C9/00GK201251436SQ20082010579
公開日2009年6月3日 申請日期2008年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月4日
發(fā)明者李勝利, 琳 董, 藺新銜, 邱書強 申請人:河北中博聯(lián)創(chuàng)科技有限公司