(57)【要約】【課題】  所定の周辺を有する開口部、例えば航空機のドア又は貨物室の位置を識別するための方法を提供する。【解決手段】  その方法は、i) 少なくとも１つの受動標識手段（10，11）を、上記開口部の周囲に配置させ、なお、上記開口部がドアであるときは、その四隅に配置させ、他の実施例で、上記標識手段が一群の標識として提供されるときは、該ドアの各角部に少なくとも1個の標識を配置させ；ii)好ましくはパルス照明手段（30）を上記標識（10，11）（好ましくは3Ｍ社製のスコッチライトからなる受動的反射性標識）上に焦点を当て、一実施例では赤外線などの非可視スペクトルを当て；iii）標識識別手段（好ましくは少なくとも１個のカメラ、好ましくは上記照明手段（30）と同期させたデジタルカメラ、好ましくは上記照明手段と一緒に収納して）を配置して生のデータ、好ましくは画像をコンピュータ手段に提供し； iv) 該標識識別手段（好ましくは少なくとも１個のカメラ（20））からの情報を受理するためのコンピュータ手段を用意し、該情報（１実施例において高画質画像）を処理し、それを該コンピュータ手段に保存されている画像と比較し、それにより開口部の位置の識別に基づいて採るべき更なる動作を判定することからなる。
2005518308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機の開口部又はドアの位置を識別し、車両（例えば、乗客、貨物、サービスなどのための車両）を該航空機とドッキングするための画像化システムであって、該システムが、
i)受動標識手段（好ましくは、少なくとも１つの標識、より好ましくは航空機の開口部又はドアの周囲に配置された一群の標識）（好ましくは逆反射型標識であるもの、例えば、３M社製のスコッチライト（Scotchlite,登録商標））と；
ii) 航空機の開口部又はドアを含む視野を有し、好ましくはパルス照明手段と協動させる、好ましくは同調させるようにした少なくとも１個のカメラを含む標識識別手段と；
iii）該標識識別手段（好ましくはストロボスコープ手段）と同調させたパルス照明手段であって、該標識手段を照射し、該標識識別手段と導通するコンピュータ手段による該標識手段の識別を提供するものと；
iv) 該標識識別手段からの情報（好ましくは、高画質に処理された少なくとも１つの画像）を処理するコンピュータ手段であって、その処理した情報（好ましくは、高画質の画像）を該コンピュータ手段のメモリーに保存されている画像と比較するものと；
v) 該コンピュータ内に設けられたソフトウェア手段であって、該システムに対し命令セットおよびロジックを提供し、高画質画像を含む処理情報を記憶されている情報（好ましくは画像）と比較し、それにより車両の関連する方位、距離および軌跡を決定し、このシステムの判定のみに基づいて該車両を自動的に航空機とドッキングさせるものと；
を具備してなるもの。
【請求項２】
上記車両が以下の装置から選択される請求項１記載のシステム：
i) 貨物運搬装置
ii）乗客施設装置
iii）乗客搭乗ブリッジなど。
【請求項３】
自動コンピュータ化乗客搭乗ブリッジ制御システムであって、このブリッジが乗客ブリッジ移動手段を有し、航空機との関連で該ブリッジを移動させ、空港での出発/到着航空機との関連で使用されるもので、該システムが、
i)各航空機の型とは関係なく、その開口部を識別するための受動標識手段と；
ii） 乗客搭乗ブリッジのための所定ゲート近傍の駐機位置に、標識手段を有する航空機が近づいたことを識別するための標識識別手段（好ましくは少なくとも１個のカメラ）と；
iii) 乗客搭乗ブリッジの物理的位置（入れ子式トンネルとの関連での車輪の角度、トンネルとの関連での入口ホール（vestibule）の角度、ターミナルにおけるピボット（pivot）点との関連でのギャラリー延長部に基づく曲率半径を含む）を判定するための位置検出手段であって、それによりコンピュータが乗客搭乗ブリッジの軌跡を計算することを可能にし、ついで移動手段に対し、必要とする通路を命令するようにしたものと；
iv) 該標識識別手段、該位置検出手段および該乗客ブリッジ移動手段と導通したコンピュータ手段であって、該移動手段を活性化し、該ブリッジに対し、該標識識別手段および該位置検出手段からの入力に基づいて何時、どのように移動するかについて命令を与え、全ての入力システム信号を受理し、処理し、出力システム信号を該乗客ブリッジ移動手段に提供し、停止、移動（好ましくは、上下動、停止又は好ましくは所定の方向に向けさせる）させ、更に、必要に応じてカメラおよびライトを同期させ、警告ライト、ブザー、警笛又は音響信号を発生させるようにしたものと；
v)好ましくは、障害物識別手段であって、上記コンピュータ手段に対し、障害物が存在し該ブリッジの更なる移動が妨げられていることを伝え、要員によりこの障害物を取り除く必要性を指示するようにしたものと；
vi)航空機が駐機位置に近づいたとき、該航空機並びに標識手段を照らすための照明手段と；
vii)該コンピュータ手段内に設けられたソフトウェア手段であって、該システムに対し命令セットおよびロジックを提供して該システムを操作させ、高画質画像を含む処理情報を記憶されている情報（好ましくは画像）と比較し、それにより車両の関連する方位、距離および軌跡を決定し、このシステムの判定のみに基づいて該車両を自動的に航空機とドッキングさせるものと；
を具備してなり；
航空機の出発および/又は到着に際し、オペレータを必要とせずに乗客搭乗ブリッジを移動可能にしたことを特徴とするシステム。 
【請求項４】
自動コンピュータ化乗客搭乗ブリッジ制御システムであって、このブリッジが乗客ブリッジ移動手段を有し、航空機との関連で該ブリッジを移動させ、空港での出発/到着航空機との関連で使用されるもので、該システムが、
i)各航空機の型とは関係なく、その開口部を識別するための少なくとも１つの受動標識手段と；
ii） 乗客搭乗ブリッジのための所定ゲート近傍の駐機位置に、少なくとも１つの標識手段を有する航空機が近づいたことを識別するための少なくとも１個のカメラと；
iii) 乗客搭乗ブリッジの物理的位置（入れ子式トンネルとの関連での車輪の角度、トンネルとの関連での入口ホール（vestibule）の角度、ターミナルにおけるピボット（pivot）点との関連でのギャラリー延長部に基づく曲率半径を含む）を判定するための位置検出器であって、それによりコンピュータが乗客搭乗ブリッジの軌跡を計算することを可能にし、ついで移動手段に対し、必要とする通路を命令するものと；
iv) 該標識識別装置、該位置検出器および該乗客ブリッジ移動装置と導通したコンピュータであって、該移動装置を活性化し、該ブリッジに対し、該標識識別装置および該位置検出器からの入力に基づいて何時、どのように移動するかについて命令を与え、全ての入力システム信号を受理し、処理し、出力システム信号を該乗客ブリッジ移動装置に提供し、停止、移動（好ましくは、上下動、停止又は好ましくは所定の方向に向けさせる）させ、更に、必要に応じてカメラおよびライトを同期させ、警告ライト、ブザー、警笛又は音響信号を発生させるようにしたものと；
v)好ましくは、障害物識別装置であって、上記コンピュータに対し、障害物が存在し該ブリッジの更なる移動が妨げられていることを伝え、要員によりこの障害物を取り除く必要性を指示するようにしたものと；
vi)航空機が駐機位置に近づいたとき、該航空機並びに少なくとも１つの標識を照らすための照明装置と；
vii)該コンピュータ内に設けられたソフトウェアであって、該システムに対し命令セットおよびロジックを提供して該システムを操作させ、高画質画像を含む処理情報を記憶されている情報（好ましくは画像）と比較し、それによりサービス装置の関連する方位、距離および軌跡を決定し、このシステムの判定のみに基づいて該車両を自動的に航空機とドッキングさせるものと；
を具備してなり；
航空機の出発および/又は到着に際し、オペレータを必要とせずに乗客搭乗ブリッジを移動可能にしたことを特徴とするシステム。 
【請求項５】
該標識識別手段が少なくとも1個のデジタルカメラである請求項１，２又は３記載のシステム。
【請求項６】
該標識手段が逆反射材料、例えば３Ｍ社製のスコッチライト（Scotchlite（登録商標））である請求項１，２又は３記載のシステム。
【請求項７】
航空機の開口部（例えば、ドア、貨物隔室などの開口部で、所定の周辺を有するもの）の位置を識別するための方法であって、
i) 少なくとも１つの受動標識手段（好ましくは、受動的反射型標識で、例えば、３M社製のスコッチライト（Scotchlite,登録商標））を、上記開口部の周囲に配置させ、なお、好ましくは上記開口部がドアであるときは、そのドアの角部に配置させ、更に他の実施例で、上記標識手段が一群の標識として提供されるときは、該ドアの各角部に配置させ；
ii)好ましくはパルス照明手段を上記標識上に焦点を当て、一実施例において赤外線などの非可視スペクトルを当て；
iii)標識識別手段（好ましくは少なくとも１個のカメラ、好ましくは上記照明手段と同期させたデジタルカメラ、好ましくは上記照明手段と一緒に収納して）を配置して生のデータ、好ましくは画像をコンピュータ手段に提供し；
iv) 該標識識別手段（好ましくは少なくとも１個のカメラ）からの情報を受理するためのコンピュータ手段を用意し、該情報（１実施例において高画質画像）を処理し、それを該コンピュータ手段に保存されている画像と比較し、それにより開口部の位置の識別に基づいて採られる更なる動作を判定することからなる；
ことを特徴とする方法。
【請求項８】
上記開口部が乗客用ドア、貨物用ドアなどから選択されるものである請求項７記載の方法。
【請求項９】
該開口部が航空機の本体内にある請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１０】
乗客用ブリッジ又は貨物取扱い装置が上記標識手段の識別の基づいて上記コンピュータ手段により制御され、それにより乗客用ブリッジ又は貨物取扱い装置の上記航空機とのドッキング並びに分離が、駐機位置での航空機の出発前又は到着時の際に行われるようにした請求項９記載の方法。
【請求項１１】
航空機のタイプを知らされることなく、航空機の開口部との関連で車両（例えば、貨物積載機、サービス車両、乗客用ブリッジ）の制御、位置決めおよびドッキングを好ましく始動するための自動画像化システムであって、該車両がそれを移動、上昇/降下させるための駆動手段を有し、該システムが、
航空機の開口部に隣接して識別可能な様式で配置された明確で、好ましくは逆反射の標識（例えば、好ましくはスコッチライト（Scotchlite,登録商標）、３M社製により製造されたもの）の１群と、
航空機が予想位置に少なくとも接近して配置されたとき、上記標識に焦点を当てる照明手段、好ましくはパルス照明手段と、
該照明手段に実質的に隣接して配置されたカメラ（好ましくは少なくとも１個のデジタルカメラ）であって、その視野が該照明手段から発生する光と平行になるように向けられ、該標識の反射画像を捕捉することができると共に、画像を発生させ、コンピュータに送信させ、視野が航空機の上記開口部を、好ましくはパルス照明手段と協動させ、好ましくは同調させるようにしたものと、
該車両に配置され、上記カメラから受理された該画像を処理し、該車両の駆動手段へ動作信号を提供するコンピュータと、
該コンピュータ内に設けられたソフトウェアであって、該画像情報をどのように処理するか、該情報に基づいてどのようなアクションを始動すべきかについて、命令セットを該コンピュータに提供するものと、
を具備してなり、
該画像化システムが、航空機が移動されるべき領域を自動的に走査し、標識がいったん該コンピュータに確認されて取得されたとき、該標識の観察を常時維持しながら、航空機の開口部との関連で該車両を位置決めおよびドッキングを始動、制御するようになっているもの。
【請求項１２】
上記サービス装置が以下の装置から選択される請求項１１記載のシステム：
i) 貨物運搬装置
ii)乗客施設装置
iii)乗客搭乗ブリッジなど。
【請求項１３】
該少なくとも１個のカメラが更に少なくとも１個の一次カメラと、少なくとも１個の広角カメラを具備してなる請求項１，３，４又は１１記載のシステム又は請求項７記載の方法。
【請求項１４】
該少なくとも１個のカメラが更にズームレンズを含む請求項１，３，４又は１１記載のシステム又は請求項７記載の方法。
【請求項１５】
該少なくとも１個の一次カメラ、又は該少なくとも１個の広角カメラが更にズームレンズを含む請求項１，３，４又は１１記載のシステム又は請求項１１記載の方法。
【請求項１６】
該少なくとも１個のカメラが更にパン撮りマウント又はパン‐チルト撮りマウントを含む請求項１，３，４又は１１記載のシステム又は請求項７記載の方法。
【請求項１７】
現行の車両、例えば乗客用ブリッジを改装するのに用いられる請求項１ないし６又は１１ないし１６のいずれかに記載のシステムを含む部材のキット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は航空機と自動的にドッキングするための乗客用ブリッジなどのための画像化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近代的空港には、多くのゲートに隣接して配置させた乗客用ブリッジが備えられていて、そこを天候から守られながら安全にターミナルビルのゲートと航空機と間を歩行できるようになっている。
【０００３】
公知の移動式乗客用ブリッジには、ターミナルビルに接続されるロトンダ（rotunda）が含まれる。このブリッジは地面に繋留された支柱上に回転自在に装着される。通路はロトンダから延び、これは多数の入れ子式嵌合トンネル様部材からなり、通路の長さを変化させることができるようになっている。ロトンダから最も遠い位置にある通路の末端には、キャビンが設けられ、これは上記通路との関連で枢動自在となっていて航空機の開口部と整合し得るようになっている。このキャビンが連結される上記通路部材は、垂直調整自在なフレームから懸架されており、このフレームは別途駆動することができる車輪を有するボギー車により支持されている。
【０００４】
この乗客用ブリッジは通常、航空機が着陸したのち停止する場所近くの駐機位置に止められている。航空機が停止したとき、オペレータはこの乗客用ブリッジを垂直方向、角度方向に調整し、通路を航空機の方向に入れ子式に延出させ、最後にキャビンを枢動させ上記ブリッジの端部を航空機の開口部に連結させる。水平面の操作はボギー車の車輪の速度を互いに変更させることにより達成される。
【０００５】
（現行のドッキング手法）
航空機が到着し、誘導路を離れ、ターミナルゲートに向ったとき、地上交通管制（GTC）はその航空機をランプ又はエプロン管制（AC）に引渡す。パイロットの通信がGTCからACに切換えられたとき、ACはパイロットに対し特定のゲートに進行するよう指示する。ACはランプ要員に対し、航空機を受理するため所定位置に配置するよう指示する。このランプ要員は少なくとも１人のマーシャラー（marshaller）を有していなければならない。このマーシャラーは視覚ドッキングシステムを作動させたり、あるいはパドルを操作するものである。航空機は、１つ又は２つのエンジンを用いてそのドッキング位置に走行することができる。
【０００６】
航空機が停止したとき、マーシャラー（上記ACであってもよい）はパイロットとの交信のため航空機との連絡がなされる。乗客用ブリッジのオペレータ（場合によっては、マーシャラーであってもよい）は、次に乗客用ブリッジ（PB）を航空機の開口部に向けて移動させる。ついで、マーシャラーは上記PBからの地上動力を航空機、APU（補助動力装置）に接続させる。ケーブルリールにおけるケーブルの長さに限界があるため、APUとの接続のためPBを航空機に向けさせなければならない。ついで、航空機のドアがPBオペレータにより（或る航空会社では）、あるいは他の航空会社では航空機の要員により開かれる。
【０００７】
（出発）
“プッシュ・バック”のほぼ５分前に、マーシャラーにより地上動力が航空機APUから切り離される。いったん、航空機のドアがとじられると、PBを後退させることができるが、PBオペレータは、緊急の避難に備えてPB管制に留まらなければならない。実際上、遅延が生じた場合、PBオペレータは時折、そこを離れて他のゲートでPBを操作しに行くことがある。しかし、ここで問題が生じる。なぜならば、上記遅延が突然解消し、パイロットが“プッシュ・バック”できる状態になったとき、PBオペレータがそこにいない状態になるからである。一般に、ランプ・リード線（パイロットとの交信のため航空機に接続される）、牽引トラクター運転者およびこの操作における“プッシュ・バック”の間に障害物を監視するためおそらく１人の歩行者が必要とされる。
【０００８】
この操作は複雑なため、この操作には特別に訓練されたオペレータを必要とし、これは勿論、航空会社にとって費用の増大となる。更に、上記接続を行うために長時間を必要とする。更に、乗客用ブリッジがオペレータ側の錯誤のため航空機と衝突し、航空機を損傷させることも起り得る。従って、この乗客用ブリッジは空港ターミナルにおいて航空機の到着、出発における遅延の原因にもなり得る。なぜならば、この乗客用ブリッジを移動させるのに有資格オペレータを必要とするからである。しかし、有資格オペレータの数は限られており、忙しい時間帯においてそのような有資格オペレータの供給は不足し、従って、航空機がゲートに到着したとき、あるいはゲートから航空機が出発する際に有資格オペレータがいないことがある。そのため、オペレータが到着するまで、航空機は遅延されることになる。
【０００９】
本出願人は上記課題に関連した以下の特許文献を識別している。
【００１０】
米国特許No.3,683,440には、１又はそれ以上の電動化ターミナルブリッジを車両中の１又はそれ以上のドアに整合させ、乗客および貨物を乗せ、又は降ろすようにした装置が開示されている。この特許は、駆動信号の制御によりターミナルブリッジの運転室を駐車車両のドアに整合させるようにしている。これには複数の位置変換器が含まれ、これらはブリッジの種々の可動部分に結合されており、これら可動部分には、ターミナルに取着されたブリッジの回転自在な端部と、長さ伸縮自在な通路と、回転自在な運転室と、ブリッジを支持するトラックと上記通路に接続させる可変高さ油圧シリンダーとが含まれる。これら変換器は、種々の可動部分の配向により決定されるブリッジの空間的位置を示唆する電圧を生成させる。運転室に装着されたテレビジョンカメラにより、遠くに位置する制御パネル（制御盤）に配置されたオペレータがテレビジョンモニター上でブリッジの周りの領域を観察することができるようになっている。オペレータはモニターを見ながら制御パネルから上記運転室を回転させることができる。上記運転室の下のエレクトロニクス・ユニット内に配置された制御回路は制御パネルからの信号に応答し、最初の位置決め信号を生じさせ、その信号によりブリッジをターミナルから離すべく回転させ、通路を延長させ、電子光学装置を航空機のドア近傍に固定された反射型物質に整合させることができる。上記変換器および電子光学装置により提供される位置電圧はエレクトロニクス・ユニット内に配置された論理回路にて処理され、これにより所定の様式で駆動信号が生成される。これらの駆動信号は上記ブリッジを所定通路に沿って案内し、それにより運転室が上記ドアと整合されることになる。運転室が上記ドアに接近したとき、運転室が車両と接触するまでその速度が自動的に遅くなるようになっている。運転室開口部の周辺に沿って装着された圧力スイッチが車両に接触したとき、制御信号が発生し、それにより運転室が回転され、運転室開口部と車両との完全な接触が達成されるまで前進移動動作が提供される。ついで駐車指示信号が遠隔制御パネルに適用され、油圧シリンダーに接続されている制御回路機構に使用されている以外の全ての動力がオフに切り替わる。運転室の装着されている電子光学装置が車両の高さを感知するようになっている。乗客、貨物の乗せ降ろしの間に車両の高さが変化したとき、これらのスイッチが制御回路機構に信号を提供し、それにより駆動信号が油圧シリンダーに送られ、運転室をドアと同一のレベルに維持させるようになっている。制御パネルからの信号に応答して上記ブリッジは車両から自動的に後退し、作動以前の当初の位置に戻るようになっている。このシステムの操作は、そこに含まれる半自動的コンピュータ補助要素にも拘らず、オペレータに頼るものであることは明らかである。従って、上述のこの従来技術の欠点の全てが対処されてはいない。
【００１１】
米国特許No.4,942,538には、移動する物体を追跡し、取扱うためのテレロボットシステムが開示されており、これはロボット・マニピュレータ、ビデオモニター、画像プロセッサー、手動制御装置およびコンピュータを具備してなるものである。
【００１２】
米国特許No.5,226,204には、電動乗客搭乗ブリッジの可動端部を車両のドアに整合させるためのテレロボット制御装置が開示されており、それにより乗客および貨物を乗せ降ろしさせるようにしている。
【００１３】
米国特許No.6,330,726には、航空機と、ターミナルビルの入口ホールの高い位置との間で乗客を移動させるためのブリッジが開示されている。
【００１４】
欧州特許No.0781225には、乗客用ブリッジ又は可動式荷物取扱い装置の一方の端部を、航空機のドアに接続させるための方法が開示されている。このシステムでは正しい風防構造を提供するため、航空機の型を識別することが要求される。
【００１５】
米国特許No.3,642,036には、自動車に自動的に燃料を供給するためのシステムが開示されており、これは自動車の燃料入口に結合し得るようにしたノズルを含む可動式燃料ディスペンサーと、この燃料ディスペンサーに接続され、これをノズルが燃料入口と結合される位置に移動させるためのプログラミング可能な移動手段とを具備してなるものである。
【００１６】
米国特許No.3,917,196には、航空機に燃料を補給するため、又はその他の目的で、航空機の飛行を配向させるのに使用される装置が開示されている。
【００１７】
米国特許No.6,024,137には、自動燃料供給システムが開示されており、これは三次元空間に位置決めすることができる入れ子式アームを有するポンプと、このアームの端部に可撓自在に装着されたノズルと、車両の燃料入口に嵌合し得るドッキング用円錐状部材とを具備してなる。更にカメラが設けられ、車両の側面の状況をガイドを有するモニターに写し出し、オペレータが車両をポンプの領域内に位置づけするのを助けるようにしている。このノズルに隣接させたライトおよびカメラを使用して、入口ポートの周りの環状標識からの逆反射光を識別するようにしている。
【００１８】
米国特許No.4,834,531には、推測光電子インテリジェント・ドッキングシステムが開示されている。
【００１９】
米国特許No.5,109,345には、ステアリングのためのコマンドを発生させる自律的ドッキングシステムと、追跡車両と標識車両とドッキングさせるのに使用される追跡車両のための推進システムが開示されている。
【００２０】
米国特許No.5,734,736には、自律的会合およびドッキングシステムおよびそのための方法が開示されている。
【００２１】
米国特許No.3,765,692には、移動する車両の床を荷載ドック又はプラットホームの高さに自動的に調整させるための装置が開示されている。
【００２２】
米国特許No.4,748,571には、自動加工装置のホルダー内に被加工品の整合を試験するためのラインアップ・ビジョン・システムが開示されている。
【００２３】
米国特許No.3,983,590には、乗客および貨物を航空機の開口ドアを介して乗せ、降ろしするため航空機が駐機するところの、搭乗ブリッジ又は通路のための安全装置が開示されている。
【００２４】
米国特許No.5,105,495には、航空機に対向させて配置される搭乗ブリッジの前面バンパーに装着される非接触型近接センサー列が開示されている。
【００２５】
米国特許No.5,552,983には、遠隔で操作される車両のための可変参照制御システムが開示されている。
【００２６】
米国特許No.5,791,003には、乗客搭乗ブリッジプラットホームを可変的に上下動させるための方法および装置が開示されている。
【００２７】
米国特許No.5,855,035には、乗客搭乗ブリッジの車輪の横すべりを減少させるための方法および装置が開示されている。
【００２８】
米国特許No.5,950,266には、乗客搭乗ブリッジを可動体に接続させるための方法および装置が開示されている。
【００２９】
米国特許No.6,195,826には、航空機用搭乗ブリッジの端部に固定させるための係止構造が開示されており、これには第１のバンパーおよび補助バンパーからなるバンパー・アッセンブリーが含まれている。
【００３０】
米国特許No.3,883,918には、空港用搭乗ブリッジの基端部のための入れ子式接続機構が開示されている。
【００３１】
米国特許No.5,761,757には、コミューター航空機に使用される乗客搭乗ブリッジが開示されている。
【特許文献１】米国特許No.3,683,440
【特許文献１】米国特許No.4,942,538
【特許文献２】米国特許No.5,226,204
【特許文献３】米国特許No.6,330,726
【特許文献４】欧州特許No.0781225
【特許文献４】米国特許No.3,642,036
【特許文献６】米国特許No.3,917,196
【特許文献７】米国特許No.6,024,137
【特許文献８】米国特許No.4,834,531
【特許文献９】米国特許No.5,109,345
【特許文献１０】米国特許No.5,734,736
【特許文献１１】米国特許No.3,765,692
【特許文献１２】米国特許No.4,748,571
【特許文献１３】米国特許No.3,983,590
【特許文献１４】米国特許No.5,105,495
【特許文献１５】米国特許No.5,552,983
【特許文献１６】米国特許No.5,791,003
【特許文献１７】米国特許No.5,855,035
【特許文献１８】米国特許No.5,950,266
【特許文献１９】米国特許No.6,195,826
【特許文献２０】米国特許No.3,883,918
【特許文献２１】米国特許No.5,761,757
【特許文献２２】米国特許No.6,191,842
【特許文献２３】米国特許No.5,900,925
【特許文献２４】米国特許No.5,633,681
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３２】
従って、本発明の目的は、従来の問題点のいくつかを解決することである。
即ち、本発明の主たる目的は、航空機の開口部とドッキングする車両に使用される画像化システムを提供することである。
【００３３】
本発明の他の目的は、オペレータを必要とせずに自己誘導することができるシステムを提供することである。
【００３４】
本発明の更なる目的は、カメラに基づく画像化システムを使用して航空機の位置を感知し、乗客用ブリッジを適当なドア開口部位に駆動させるべく、乗客用ブリッジの制御を自動化することである。
【００３５】
本発明の更なる他の目的は、以下に記載の発明の要約、並びに好ましい実施例についての発明の詳細な説明から当業者にとって明らかであろう。
【課題を解決するための手段】
【００３６】
本発明の主たる形態は、航空機のタイプを知らされることなく、航空機の開口部との関連で車両（例えば、貨物積載機、サービス車両、乗客用ブリッジ）の制御、位置決めおよびドッキングを好ましく始動するための自動画像化システムを提供するもので、該車両がそれを移動、上昇/降下させるための駆動手段を有し、該システムが、
航空機の開口部に隣接して識別可能な様式で配置された明確で、好ましくは逆反射の標識（例えば、好ましくはスコッチライト（Scotchlite,登録商標）、３M社製により製造されたもの）の１群と、
航空機が予想位置に少なくとも接近して配置されたとき、上記標識に焦点を当てる照明手段、好ましくはパルス照明手段と、
該照明手段に実質的に隣接して配置されたカメラ（好ましくは少なくとも１個のデジタルカメラ）であって、その視野が該照明手段から発生する光と平行になるように向けられ、該標識の反射画像を捕捉することができると共に、画像を発生させ、コンピュータに送信させ、視野が航空機の上記開口部を、好ましくはパルス照明手段と協動させ、好ましくは同調させるようにしたものと、
該車両に配置され、上記カメラから受理された該画像を処理し、該車両の駆動手段へ動作信号を提供するコンピュータと、
該コンピュータ内に設けられたソフトウェアであって、該画像情報をどのように処理するか、該情報に基づいてどのようなアクションを始動すべきかについて、命令セットを該コンピュータに提供するものと、
を具備してなり、
該画像化システムが、航空機が移動されるべき領域を自動的に走査し、標識がいったん該コンピュータに確認されて取得されたとき、該標識の観察を常時維持しながら、航空機の開口部との関連で該車両を位置決めおよびドッキングを始動、制御するようになっている。
【００３７】
上記車両は好ましくは以下の装置から選択されるものである。
i) 貨物運搬装置
ii)乗客施設装置
iii)乗客搭乗ブリッジなど。
【００３８】
本発明の他の形態は、航空機の開口部又はドアの位置を識別し、車両（例えば、乗客、貨物、サービスなどのための車両）を該航空機とドッキングするための画像化システムを提供するものであって、該システムが、
i)受動標識手段（好ましくは、少なくとも１つの標識、より好ましくは航空機の開口部又はドアの周囲に配置された一群の標識）（好ましくは逆反射型標識であるもの、例えば、３M社製のスコッチライト（Scotchlite,登録商標））と；
ii) 航空機の開口部又はドアを含む視野を有し、好ましくはパルス照明手段と協動させる、好ましくは同調させるようにした少なくとも１個のカメラを含む標識識別手段と；
iii)該標識識別手段（好ましくはストロボスコープ手段）と同調させたパルス照明手段であって、該標識手段を照射し、該標識識別手段と導通するコンピュータ手段による該標識手段の識別を提供するようにしたものと；
iv) 該標識識別手段からの情報（好ましくは、高画質に処理された少なくとも１つの画像）を処理するコンピュータ手段であって、その処理した情報（好ましくは、高画質の画像）を該コンピュータ手段のメモリーに保存されている画像と比較するようにしたものと；
v) 該コンピュータ内に設けられたソフトウェア手段であって、該システムに対し命令セットおよびロジックを提供し、高画質画像を含む処理情報を記憶されている情報（好ましくは画像）と比較し、それにより車両の関連する方位、距離および軌跡を決定し、このシステムの判定のみに基づいて該車両を自動的に航空機とドッキングさせるものと；
を具備してなり、
ここで、上記車両は好ましくは以下の装置から選択される：
i) 貨物運搬装置
ii)乗客施設装置
iii)乗客搭乗ブリッジなど。
【００３９】
本発明の更に他の形態は、自動コンピュータ化乗客搭乗ブリッジ制御システムを提供するものであって、このブリッジは乗客ブリッジ移動手段を有し、航空機との関連で該ブリッジを移動させ、該システムは空港での出発/到着航空機との関連で使用されるものであって、該システムが、
i)各航空機の型とは関係なく、その開口部を識別するための受動標識手段と；
ii) 乗客搭乗ブリッジのための所定ゲート近傍の駐機位置に、標識手段を有する航空機が近づいたことを識別するための標識識別手段（好ましくは少なくとも１個のカメラ）と；
iii) 乗客搭乗ブリッジの物理的位置（入れ子式トンネルとの関連での車輪の角度、トンネルとの関連での入口ホール（vestibule）の角度、ターミナルにおけるピボット（pivot）点との関連でのギャラリー延長部に基づく曲率半径を含む）を判定するための位置検出手段であって、それによりコンピュータが乗客搭乗ブリッジの軌跡を計算することを可能にし、ついで移動手段に対し、必要とする通路を命令するようにしたものと；
iv) 該標識識別手段、該位置検出手段および該乗客ブリッジ移動手段と導通したコンピュータ手段であって、該移動手段を活性化し、該ブリッジに対し、該標識識別手段および該位置検出手段からの入力に基づいて何時、どのように移動するかについて命令を与え、全ての入力システム信号を受理し、処理し、出力システム信号を該乗客ブリッジ移動手段に提供し、停止、移動（好ましくは、上下動、停止又は好ましくは所定の方向に向けさせる）させ、更に、必要に応じてカメラおよびライトを同期させ、警告ライト、ブザー、警笛又は音響信号を発生させるようにしたものと；
v)好ましくは、障害物識別手段（例えば、一般に“セイフィティーフープ（safety hoop）"と呼ばれる装置）であって、上記コンピュータ手段に対し、障害物が存在し該ブリッジの更なる移動が妨げられていることを伝え、要員によりこの障害物を取り除く必要性を指示するようにしたものと；
vi)航空機が駐機位置に近づいたとき、該航空機並びに標識手段を照らすための照明手段と；
vii)該コンピュータ手段内に設けられたソフトウェア手段であって、該システムに対し命令セットおよびロジックを提供して該システムを操作させ、高画質画像を含む処理情報を記憶されている情報（好ましくは画像）と比較し、それにより車両の関連する方位、距離および軌跡を決定し、このシステムの判定のみに基づいて該車両を自動的に航空機とドッキングさせるものと；
を具備してなり；
該システムにより、航空機の出発および/又は到着に際し、オペレータを必要とせずに乗客搭乗ブリッジを移動可能にしたことを特徴とする。 
【００４０】
本発明の更に他の形態は、自動コンピュータ化乗客搭乗ブリッジ制御システムを提供するものであって、このブリッジは乗客ブリッジ移動手段を有し、航空機との関連で該ブリッジを移動させ、該システムは空港での出発/到着航空機との関連で使用されるものであって、該システムが、
i)各航空機の型とは関係なく、その開口部を識別するための少なくとも１つの受動標識手段と；
ii) 乗客搭乗ブリッジのための所定ゲート近傍の駐機位置に、少なくとも１つの標識手段を有する航空機が近づいたことを識別するための少なくとも１個のカメラと；
iii) 乗客搭乗ブリッジの物理的位置（入れ子式トンネルとの関連での車輪の角度、トンネルとの関連での入口ホール（vestibule）の角度、ターミナルにおけるピボット（pivot）点との関連でのギャラリー延長部に基づく曲率半径を含む）を判定するための位置検出器であって、それによりコンピュータが乗客搭乗ブリッジの軌跡を計算することを可能にし、ついで移動手段に対し、必要とする通路を命令するようにしたものと；
iv) 該標識識別装置、該位置検出器および該乗客ブリッジ移動装置と導通したコンピュータであって、該移動装置を活性化し、該ブリッジに対し、該標識識別装置および該位置検出器からの入力に基づいて何時、どのように移動するかについて命令を与え、全ての入力システム信号を受理し、処理し、出力システム信号を該乗客ブリッジ移動装置に提供し、停止、移動（好ましくは、上下動、停止又は好ましくは所定の方向に向けさせる）させ、更に、必要に応じてカメラおよびライトを同期させ、警告ライト、ブザー、警笛又は音響信号を発生させるようにしたものと；
v)好ましくは、障害物識別装置であって、上記コンピュータに対し、障害物が存在し該ブリッジの更なる移動が妨げられていることを伝え、要員によりこの障害物を取り除く必要性を指示するようにしたものと；
vi)航空機が駐機位置に近づいたとき、該航空機並びに少なくとも１つの標識を照らすための照明装置と；
vii)該コンピュータ内に設けられたソフトウェアであって、該システムに対し命令セットおよびロジックを提供して該システムを操作させ、高画質画像を含む処理情報を記憶されている情報（好ましくは画像）と比較し、それによりサービス装置の関連する方位、距離および軌跡を決定し、このシステムの判定のみに基づいて該車両を自動的に航空機とドッキングさせるものと；
を具備してなり；
該システムにより、航空機の出発および/又は到着に際し、オペレータを必要とせずに乗客搭乗ブリッジを移動可能にしたことを特徴とする。 
【００４１】
好ましくは、上記の標識識別手段又は標識識別装置は少なくとも１個のデジタルカメラである。更に、上記の少なくとも１つの標識又は標識手段は逆反射材料（例えば、好ましくはスコッチライト（Scotchlite,登録商標）、３M社製により製造されたもの）からなる。
【００４２】
本発明の更に他の形態は、航空機の開口部（例えば、ドア、貨物隔室などの開口部で、所定の周辺を有するもの）の位置を識別するための方法を提供するものであって、該方法が、
i) 少なくとも１つの受動標識手段（好ましくは、受動的反射型標識で、例えば、３M社製のスコッチライト（Scotchlite,登録商標））を、上記開口部の周囲に配置させ、なお、好ましくは上記開口部がドアであるときは、そのドアの角部に配置させ、更に他の実施例で、上記標識手段が一群の標識として提供されるときは、該ドアの各角部に配置させ；
ii)好ましくはパルス照明手段を上記標識上に焦点を当て、一実施例において赤外線などの非可視スペクトルを当て；
iii)標識識別手段（好ましくは少なくとも１個のカメラ、好ましくは上記照明手段と同期させたデジタルカメラ、好ましくは上記照明手段と一緒に収納して）を配置して生のデータ、好ましくは画像をコンピュータ手段に提供し；
iv) 該標識識別手段（好ましくは少なくとも１個のカメラ）からの情報を受理するためのコンピュータ手段を用意し、該情報（１実施例において高画質画像）を処理し、それを該コンピュータ手段に保存されている画像と比較し、それにより開口部の位置の識別に基づいて採られる更なる動作を判定することからなる。好ましくは、上記開口部は乗客用ドア、貨物用ドアなどから選択されるものであり、好ましくはこの開口部は航空機の本体に設けられている。１実施例において、乗客用ブリッジ又は貨物取扱い装置が上記標識手段の識別の基づいて上記コンピュータ手段により制御され、それにより乗客用ブリッジ又は貨物取扱い装置の上記航空機とのドッキング並びに分離が、駐機位置での航空機の出発前又は到着時のそれらの載せ降ろしに際し行われる。
【００４３】
本発明の更に他の形態は、航空機の開口部（例えば、ドア、貨物隔室などの開口部で、所定の周辺を有するもの）の位置並びに該航空機のタイプを、航空機が上記乗客搭乗ブリッジに向けて移動する間、又はゲートに駐機している間に、識別するための方法を提供するものであって、該方法が、
i) 少なくとも１つの受動標識手段を上記開口部の周囲に配置させ、該標識手段の形状、群における各標識の数、群における各標識の相互位置により航空機のタイプが、反射テープの機械読み取り可能なパターンを用いて特異的に識別されるようにし、ここで該航空機のタイプが該パターン機械読み取り可能なコード内に収容されている；
ii)好ましくはパルス照明手段を上記標識上に焦点を当て、一実施例において赤外線などの非可視スペクトルを当て；
iii)標識識別手段（好ましくは少なくとも１個のカメラ、好ましくは上記照明手段と同期させたデジタルカメラ、好ましくは上記照明手段と一緒に収納して）を配置して生のデータ、好ましくは画像をコンピュータ手段に提供し；
iv) 該標識識別手段（好ましくは少なくとも１個のカメラ）からの情報を受理するためのコンピュータ手段を用意し、該情報（１実施例において高画質画像）を処理し、それを開口部の位置および航空機の型に基づいて、該コンピュータ手段に保存されている画像と比較する；好ましくは、上記開口部は乗客用ドア、貨物用ドアなどから選択されるものであり、好ましくはこの開口部は航空機の本体に設けられている；１実施例において、乗客用ブリッジの移動が航空機のタイプにより課せられる制限により支配され、例えば、航空機のエンジンの１つが上記開口部に近いため乗客用ブリッジをそのエンジンの周りで巧みに操作したり、あるいは上記エンジンと衝突したり、乗客用ブリッジがそのエンジンと衝突したり、乗客用ブリッジがその衝撃、熱放射、排出蒸気、その他の危険物により損傷するのを防止する必要が生じる；他の実施例において、１又はそれ以上の特定の型の航空機において、航空機の敏感な部分、例えば翼の前方エッジ、対空速度センサーが上記開口部の近くに位置し、そのため、乗客用ブリッジを異なるルートを採らせたり、航空機の敏感な部分を損傷しないような方法で航空機と接触させたりする必要があり、そのような例において、上記コンピュータ手段を用い、カメラからの航空機のタイプについての情報を受理し、該カメラがいったん、標識手段内にコード化された特定の航空機のタイプを識別したとき、乗客用ブリッジの移動を、近づきつつある特定の航空機のタイプに適した方法で指示するようにする。
【００４４】
好ましい実施例において、上記システム又は方法における少なくとも１個のカメラは更に、少なくとも１個の一次カメラおよび少なくとも１個の広角カメラからなるものでもよい。本発明の他の実施例において、上記の少なくとも１個のカメラは更にズームレンズを有するものでもよい。例えば、上記の少なくとも１個の一次カメラ又は上記の少なくとも１個の広角カメラは更にズームレンズを含むものでもよい。他の実施例において、上記の少なくとも１個のカメラは更にパン撮りマウント又はパン‐チルト撮りマウントを含むものであってもよい。
【００４５】
乗客用ブリッジ又は貨物取扱い車両のコンピュータ化制御のための自動化誘導又は半自動化誘導を提供するもので、それにより上記ブリッジの運転室を駐機した航空機のドアと整合させるものである。逆反射標識の一群を上記ドア近傍に巧みに配置し、コンピュータにより識別し得るようにする。補助的手動装置を必要に応じて全ての機能のために設けてもよい。
【００４６】
自動的機能により、到着した航空機が感知されるまで、ゲート領域をスタンドバイ・モードで連続的にモニターし、操作する。この自動的機能は航空機が実質的に駐機されるまで上記システムに警告を発する。その時点において、コンピュータがドッキング手法を始動し、又は有資格者、例えばマーシャラーがそれを始動する。この始動後、システム全体が自動化される。上記ブリッジには位置センサー、およびブリッジの種々の可動部材に接続された駆動アクチュエータが含まれ、この可動部材には、例えば、ターミナルに取着されたブリッジの回転自在な枢動端部、長さ拡張自在な通路、ドッキング成功を示すようにしたセンサーを備えた回転自在な運転室、上記ブリッジを支持するトラックを上記通路に接続させる高さ可変油圧シリンダーなどが含まれる。これらの位置センサーは、信号を発生させ、これをコンピュータに伝達し、種々の可動部分の方位により決定されるところの駐機航空機の位置との関係におけるブリッジの位置を指示する。デジタルカメラ（CCD）およびライト（レーザー光）をブリッジの運転室の同じ側に別々に装着するか、あるいは好ましくは、ブリッジの運転室部分の単一のハウジングに一緒に装着し、標識を照射し、画像を捕捉し、これらの生の画像を、ブリッジの運転室部分に装着されたコンピュータに提供する。航空機の開口部近傍に配置させた受動的明確性逆反射標識のデジタル画像が後述のように公知の方法によりコンピュータにより処理される。これらの標識はその明確な性質により他の画像から容易に区別することができる。これらの標識は正確性を向上させるため、２又はそれ以上の標識の群として配置させてもよい。
【００４７】
このシステムを始動したとき、上記コンピュータがカメラのシャッターに同期した光の狭い錐体のパルスを発生させ、航空機が駐機している広い領域を観察し、更に標識を見定める。図示のような標識の観察に基づいて、コンピュータはブリッジを航空機の開口部に整合させるのに必要なステップを決定し、作動させる。ブリッジをゲート近傍の収納位置から離れてロトンダの周りを回転させ、その間、コンピュータによる標識の観察を維持し、トンネルの伸長に続いて、殆どの場合、カメラ/ライトが航空機の開口部と実質的に直交するまで運転室を回転させる。ブリッジの運転室に装着されたコンピュータは、処理された画像および他のセンサーにより提供された情報に応答し、信号を発生させ、それによりブリッジをターミナルから離れるよう回転させ、通路を延長させ、運転室を標識に整合させる。画像はソフトウエアに基づくアルゴリズムに基づいてコンピュータにより処理され、上記開口部との関連での運転室の位置についてのコンピュータの識別に基づいて駆動信号が発生される。これらの駆動信号によりブリッジが進路に沿って案内され、それにより運転室が上記ドアと整合することになる。この場合、位置情報はコンピュータによりモニターされながら新規な一連の画像により更新される。運転室が上記ドアに近づいたとき、その速度は運転室が航空機に接するまで自動的に遅くなるようになっている。圧力スイッチを、航空機に接する運転室開口部の周辺に装着し、運転室と、車両開口部との完全な接触をコンピュータに証明させるようにしてもよい。運転室に装着されている電子光学装置を利用して運転室との関連における航空機の高さを感知するようにしてもよい。乗客の乗せ降ろしの間に車両の高さが変動したとき、これらのスイッチがコンピュータに信号を送り、それにより油圧シリンダーに対する駆動信号を発生させ、運転室を上記開口部と同一の高さに維持させることができる。
【００４８】
上記ブリッジは、マーシャラーの指示に従って、又は出発前にドアが閉じられたことを判定するセンサーおよび出発の意図が確認されたことによる指示に従ってなされるコンピュータへの信号に応答して、航空機から自動的に後退し、出発前に当初の収納位置に戻される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
図示のシステムの機能は、航空会社のターミナル乗客用ブリッジBを到着航空機Aと結合させる位置へ移動させることを自動的に始動、制御すること、あるいは到着航空機Aをターミナルから出発させることである。このシステムは航空機が到着したとき自動的に始動されるか、あるいは承認された作業員により始動される。この承認された作業員は乗客用ブリッジの動きについて何ら特別の訓練を受けている必要はなく、このシステムの制御に馴れていさいすればよい。
【００５０】
図示の画像化システムは数個の部材からなり、これらが一緒になって乗客用ブリッジBの位置が判定され、同時に到着航空機Aの位置が感知される。命令されたとき、システムコマンドは乗客用ブリッジBを安全な様式で駆動させ、地上の全ての障害物を避け、この命令に沿って適当な位置に配置させる。
【００５１】
出発する航空機について、このシステムは命令されたとき、乗客用ブリッジBを航空機Aから数フィート、つまり航空機の胴体を通過させるのに十分な距離、離間させる。
【００５２】
航空機Aがゲートに到達すると、画像化システムが乗客用ブリッジBの位置を判定する。更に、その位置感知システムを使用して、航空機の位置を判定する。ついで、適当な命令が与えられたとき、このシステムにより乗客用ブリッジBの動きが制御され、地上の障害物を回避しながら、到着航空機Aの乗客用ドア10，11にアクセスする正確な位置に移動される。
【００５３】
装置の説明および操作
標識
航空機Aには少なくとも１個の逆反射標識10，11が配置され、航空機Aに接するための乗客用ブリッジBの適当な位置を指示するようになっている。この標識10，11は受動的符号又は物体であり、航空機の飛行適性を何ら阻害することなく航空機の胴体に容易に固定することができる。この標識は図3A,3Bおよび3Cに示すように明確なものであって、位置感知システムが容易、かつ、信頼性良く、更に迅速に識別できるものである。この標識10，11は、乗客用ブリッジBが航空機Aに接しているか、あるいは航空機Aから離れているかについてカメラ20の視界内に維持しながら示される。
この標識10，11は逆反射材料からなり、剥離自在に航空機に適用することができる。
【００５４】
この標識は、（a）ドアとの関連で正確な位置が知れる限り、あるいは（ｂ）それらがカメラにより追跡することができる限り、ドア近傍の任意の所定位置に注意深く設けることができる。理想的な位置は、乗客用ブリッジの周縁近くのカメラの位置に対応する、ドアの角部近傍である。この標識は、逆反射材料（例えば、３M社製のスコッチライト（Scotchlite、登録商標））からなる。この材料は、プラスチックベース材に微粒ガラスを接着させたもので、それにより要求される逆反射特性を有する所定のパターンの標識を形成し、それにより昼夜の条件に関係なくカメラによる標識群の可視性を向上させたものである。
【００５５】
最初は、上記ブリッジは上記ドアと同一の高さを有することを想定していない。事実、このブリッジは航空機との関連で任意の向きに位置させることができる。このブリッジの実際の位置および向きは常にブリッジセンサーにより直接、測定することができる。そして、この画像化システムは標識が配置されている表面の位置および向きの双方を判定することができる。従って、航空機の絶対的位置および向きは容易に計算することができる。カメラも上記ブリッジも必ずしも、標識表面に対し垂直である必要はない。カメラの視野は、ブリッジが上記ドアと整合されていないときでも、標識が存在すると予想される領域をカバーするのに十分であればよい。これらの標識が少なくとも1個のカメラにより監視することができる限り、ブリッジ駆動を使用してブリッジの運転室、従ってカメラを再配置させ、航空機のドアに対し正しく接触させるため適当に配向させることができる。
【００５６】
最低として、このシステムは1個のカメラと、一個の標識“群（クラスター）”を使用することができ、この場合、この群は例えば3個又はそれ以上の個々のエレメントからなっている。この画像化システムは標識クラスターの見掛け上のサイズおよび形状に依存して、標識が配置されている表面の位置および向きを判定するため（図19ないし22参照）、その操作を成功させるために更なる付加データを必要としない。好ましい実施例において、複数のカメラの各々に対し1個の標識クラスターが使用される。しかし、幾つかの、又は全てのカメラが単一の標識クラスターを共用するようにしてもよい。その他、複数の標識クラスターが幾つかの、又は全てのカメラにより使用されてもよい。標識クラスターの数の増大は、正確性をより改善させ、許容誤差を緩やかにし、システムの複雑性並びにコストを軽減させる。
【００５７】
図面では、通常のように、上記ブリッジは個々に近づく際に上記ドアに対し垂直となっているが、上述のように、上記画像化システムの満足な操作にとって必須のものではない。
【００５８】
航空機のタイプを識別するための機械識別可能なパターン
図（３D）において、航空機のタイプを識別するための機械識別可能なパターンが示されている。この例において、このパターンは6個の個々のエレメントからなっている。この例の場合、エレメント番号1，3，4および6を使用することにより航空機の特定のタイプが識別される。このようなシステムを使用することにより、理論的には、64の異なるタイプの航空機をコード化することができる。実際には、64の多くのパターンは避けるべきである。なぜならば、この視覚システムにより曖昧な解釈が生じる可能性があり、又、誤った解釈の可能性を少なくすべきからである。
【００５９】
図（３E）において、異なるパターンが示されている。すなわち、この場合、エレメント番号1，2，5および6が使用されている。
【００６０】
図（３D）および図（３E）に示すように、パターンは乗客用ブリッジとの関連で航空機の位置を判定するために使用された主標識クラスターとの関係で固定した位置に配置されている。これにより上記視覚システムは標識パターンの個々のエレメントを容易に識別することができ、これら個々のエレメントの内、どれが存在し、どれが欠けているかを観察することにより航空機のタイプを解読することができる。
【００６１】
図（３F）および図（３G）には、別の方法を使用して航空機のタイプを解読することが示されている。この方法を使用する場合、航空機のタイプを識別するのに、ある種の幾何学的特性が利用されている。例えば、ライン対間の相対的距離を用いて航空機のタイプが解読される。
【００６２】
図（３F）において、このパターンは3本のラインからなっている。２つの最も外側のラインは“ゴールポスト”であり、パターン全体の範囲を基本的に判定し、中間の“インジケータ”ラインの位置は、情報をコード化するものである。本図において、インジケータラインは、左右ゴールポスト間の距離の60％のところにある（従って、左側ゴールポストとインジケータとの間の距離は、インジケータと右側ゴールポストとの間の距離よりも1.5倍大きい）。
【００６３】
図（３G）において、図（３F）の場合と同じ方法が用いられているが、しかし、この場合、インジケータラインは、左右ゴールポスト間の距離の80％のところにある（従って、左側ゴールポストとインジケータとの間の距離は、インジケータと右側ゴールポストとの間の距離よりも4倍大きい）。
【００６４】
図（３F）および図（３G）に示されているパターンを用いてコード化できる情報量はカメラ手段の潜在的解像度および正確度並びに画像処理ソフトウェアに依存する。
【００６５】
画像処理ソフトウェアは上記の3本のライン間の異なる間隔の割合をコード化したこの情報を使用し、航空機のタイプについてのデータを送信する。例えば、図（３D）および図（３F）のパターンはボーイング737-300機に相当し、図（３E）および図（３G）のパターンはエアバス320機に相当するようにしてもよい。
【００６６】
“蝶ネクタイ”型標識パターン形状
図（３C）には、単一標識のための好ましいパターンが示されている。このパターンは幾つかの特徴を有し、容易に識別し得るようになっていて、正確な位置の読取りを与えるものである。すなわち、
1．この“チェッカー盤”模様のパターンは、それが、カメラに見えている他の物体の一部として何気なく見えるとは到底思われないという点で‘非自然的’なものである。
2．暗い部分と、明るい部分との間のシャープなコントラストにより、カメラは視界が悪い条件下でも容易に見分けることができる。
3．この個々の標識の形状は、真正面からでなく、斜めの方向から見たときも有意に変化しない。
4．このパターの全ての特徴は、細かいラインや点とは異なり、大きい単色の領域を有している。その結果、限られた解像度のカメラを使用しても容易に識別することができ、あるいは遠い距離からも識別することができる。
5．このパターンの主な特徴は、パターの中心における十字線である。この十字線は交互する暗い部分と、明るい部分との間の境界を表すものである。
6．上述の“十字線”の特徴は、水平ラインと、垂直ラインとからなっている。その結果、標準的直交マトリックスＣＣＤおよび単純な画像向上ソフトウェアを用いて操作を容易に向上させることができる。この特徴の利点を活かすため、標識はその十字線がカメラのセンサーマトリックスのXおよびY軸と平行となるようにしなければならない。
7．“十字線”の特徴の他には、このパターンの如何なる部分も水平又は垂直境界線又はラインが含まれていない。これは、上述の画像向上ソフトウェアを使用したとき、十字線の特徴、つまり十字線の特徴のみが向上することになる。この水平および垂直ライン間の交点は、標識全体の図心として、シャープで特異的な特徴を標識に与える。
8．更に、その形状が明確に限定された単純な幾何学的形状であるから、正確、かつ、安価に模造することが容易に可能である。
【００６７】
カメラ
カメラ20は、位置感知システムのための入力装置となる。このカメラ20は駐機した到着航空機Aに向けられ、その視野内に標識10，11が収められる。このカメラの出力は直接、中央処理装置（CPU）40に伝達される。
このカメラ20の近傍にはライト30が装着され航空機Aおよび標識10，11を照射するようになっている。
【００６８】
このカメラ20およびライト30は乗客用ブリッジBの外部の適当な箇所に装着される。その位置は駐機した航空機を最もよく見ることができ、妨害されずに見ることができるべく決定される。
【００６９】
標識を感知するため、少なくとも1個のカメラが設けられる。複数のカメラを使用することにより、正確性が改善され、許容誤差を軽減することができる。好ましい実施例においては、2個のデジタルカメラ、例えばCCDカメラが使用され、乗客用ブリッジ又はアクセス路の各辺に1個づつ装着される。カメラによる有用な立体像を提供するため、これらのカメラは互いに十分に離して配置し、標識の異なる外観が提供されるようにする。
【００７０】
これらのカメラは全てそれらの主光軸が互いに平行であるように向けられる。或いは、航空機が最終の駐機位置に収まったとき、標識の予想位置近傍の任意の点に向けられるこれらのカメラを配置してもよい。
【００７１】
これらのカメラに使用されるレンズは、その焦点距離が航空機のアプローチゾーンをカバーし得るような十分に広い視野を提供し得るものであり、かつ、標識群中の各標識の位置を正確に測定し得る十分な解像度を提供し得るよう選択される。好ましい実施例では、これらのカメラが乗客アクセス路に装着されるため、例えば視野が20°のものを用い、ブリッジが後退した状態において、航空機のアクセスゾーンを網羅するようにする。航空機がいったん、駐機し、ブリッジ又はアクセス路が航空機のドアに向けての移動を開始した時、標識までの距離の減少により、更なる準備を要することなく、標識がより大きく見えることになる。航空機に対するブリッジ又はアクセス路のアプローチの最終段階において、標識がカメラの視野の全て又は殆どを占めるようになり、最も重要な時点において最良の標識解像度を提供することになる。
【００７２】
その他、通常の一次視野カメラに加えて、“広角”カメラを利用し、航空機のアプローチゾーンの視界を提供するよう装着し、あるいは広角レンズを備え付けても良い。このようにした場合、ブリッジ又はアクセス路を標識に向けさせるようカメラを使用し、ついで、より狭い視野のレンズを用いて、より高い標識解像度を得ることができる。
その他、可変焦点長の“ズーム”レンズをカメラに使用することができる。
【００７３】
使用の際、カメラは最初に、短い焦点長のものでスタートし、アプローチのための広角視野を提供するようにする。ついで、ブリッジ又はアクセス路が標識に近づくにつれて、焦点長を段階的に又は連続的に増大させる。このようにして使用する場合、コンピュータに対し、任意の与えられた時点での各レンズの焦点長を検出、測定する準備がなされ、それにより標識からのカメラの実際の距離が正確に計算される。
【００７４】
他の実施例として、カメラ（全てのカメラが一緒になって、又は複数のカメラの各々を独立させて）が、パン撮り又はパン‐チルト撮りジンバル上に装着され、パン撮り又はパン‐チルト撮りの動作がコンピュータにより制御されるようになっている。この実施例において、上記カメラの動きはブリッジ又はアクセス路の動きとは別に制御するようにしてもよい。これによりカメラは、このようなパン撮り又はパン‐チルト撮り操作性なしにブリッジフレームに固定された場合にカメラの操作が妨げられるような状況下にブリッジ又はアクセス路が位置していても、又は向けられていても、航空機アクセスゾーンを走査することが可能となる。このようにして使用される場合、コンピュータは全てのカメラのジンバルを制御するようになっており、更に、カメラの一時的横揺れ、又は横縦揺れを検出するセンサーを備えている。このようなパン撮り又はパン‐チルト撮り装置は、上述の広角カメラが代わって、又は広角カメラにおいても一緒になって使用してもよい。
【００７５】
好ましい実施例として、乗客用ブリッジの最終結合部（運転室）の回転動作を使用してカメラをパン撮りさせ、接近している航空機を走査し、上記カメラを最適な方向に向けさせ、標識を検知し、ブリッジ又はアクセス路の動きをこれら標識に向けさせてもよい。
【００７６】
標識が配置されている表面の位置および向きを判定させる能力は、航空機の開口部/ドア近傍への標識の配置およびカメラの幾何学的観察のその後のコンピュータ処理による直接的結果である。他の実施例における立体像は本発明の空間的正確性を向上させる手段として提供される。2つのカメラを使用して立体像を生じさせる方法は、機械観察の分野では標準的手法であり、当業者にとって常套の手法である。
【００７７】
電荷結合素子（CCD）カメラの使用が好ましく、これは電子カメラおよびデジタル写真において標準的なものとなっている。例示すると、Dalsa IM15;  JAI CV-A1;  Pulnix TM-200;  Hitachi KP-F110;  COHU 6612-3000などを挙げることができる。
【００７８】
ズームレンズを装着した電子カメラは通常、サーボ機構を使用し、これは焦点長の調整を制御するものである。このような構造において、コンピュータは特定の焦点長を命令し、ズームレンズの現在の実際の焦点長を計算のための入力として受理する。
【００７９】
カメラをパン撮り又はパン‐チルト撮りジンバル上に装着する場合、サーボ機構を使用してジンバルの角度が制御される。これに関して、米国特許No.6,191,842(および/又は米国特許No.5,900,925)および米国特許No.5,633,681を挙げることができ、これらに開示されているパン撮り又はパン‐チルト撮りジンバルについての教示を参照として、ここに組み入れる。その他の例も同様に入手可能である。
【００８０】
照射
少なくとも1個の光源が各カメラに装着され、その場合、単一の外囲器内にカメラと上記光源の双方を収容し、上記カメラにより観察される領域をカバーする孔視界（bore-sight）を照らさせる。本発明の実施例においてこの光源の効率は以下の方法の1つ又はそれ以上において高めることができる。
1）スペクトルを制限すること:  光源は単色光、例えばレーザーエミッター、ろ過フラッドライト、又はスペクトルの一部を富化した特殊用途白熱電球を使用することができる。このような単色光光源をカメラの調和フィルターと組み合わせた場合、この照射手段により照射された画像のコントラストを著しく高めることができ、標識の観察、分別が容易になる。
2）ストロボ照射:  連続的照射ではなく、短時間の一気の照射およびこの短時間の照射にカメラを同期させることにより、人の目に見える光の見掛け上の量を最小に維持しつつ、更に全体的電力消費を減少させながら、標識の効果的照射を著しく高めることができる。これは、パイロットおよび近くにいる要員の邪魔となる目障りな照射を回避するという利益が得られる。
3）可視光を超える光:   要員への邪魔を更に軽減するため、又は上記方法の代わりに、スペクトルの非可視光部分を使用した光源を用いることもできる。赤外光は好ましい選択の1つである。なぜならば、それは安価で、強力で、かつ、安全であるからである。この場合、適当な赤外フィルターをカメラ手段に加え、カメラへの余分な光の干渉を減少させるようにする。
4）追加の二次的“アウトオブライン”光源を当該システムに加え、コントラストを更に向上させてもよい。この二次的光源は、カメラと標識とを結びつける仮想ラインから離して配置する。このような二次的光源が使用される場合、カメラは、最初に一次（孔視界）光源のみが標識を照射している間において、画像を得る。これに即座に続いて二次光源のみが標識を照射している間において画像を得る。これら２つの画像がコンピュータにより互いに差し引かれる。標識はそれらが照射された方向にのみ光を反射するように設計されているため、標識は一次光源により照射されたとき、二次光源により照射されたときよりも、可なり明るく光り、他方、画像の残りの部分は一般に殆ど同一に見えることになる。これら２つの画像を互いに差し引くことにより、標識のみが見える輝度が向上した画像が生じることになり、標識の分別が非常に容易となる。  
【００８１】
このような二次的照射を使用する場合、そのような光源の1つを全てのカメラに対し共用させることができる。その他、もしも、カメラ間の距離が十分に大きい場合は、上記一次光源を1個のカメラに取付け、他の全てのカメラのための二次光源として使用してもよい。
【００８２】
ライフルの照準と同様に、各カメラおよびそれに付随する光源は同一方向に向い、同一視野をカバーし、互いに接近していなければならない。テレホトレンズおよび狭いビームの光源を使用する場合、この整合には共通の取付け具においてカメラの、光源との注意深い較正が必要となる。標準的視野装置においては、そのような較正は必要としない。カメラと光源とを、共通の前加工取付け具に配置させることにより、これら２つを必然的に孔視界（ボア・サイト）様式で整合させることができる。カメラと、それに対応する光源との接近は、標識の逆反射特性のために望ましいものである。標識は実質的に光が到達した方向にのみ光を反射するように設計されているため、カメラは、標識又は標識クラスターにより反射された光を容易に受理し得るようにするため、光源に対し十分に接近して配置されなければならない。
【００８３】
テレホトレンズおよび狭いビームの光源を使用する場合、上記の較正プロセスは組立て段階で完了させることができる。いったん、結合されたユニットが構築され、封止されたとき、カメラと光源との個々の整合は最早、必要としない。なお、この結合されたユニットは、標識が現れると予想される領域との整合は依然として必要である。なお、このような狭い視野のカメラは、一般に、ここに記載するように、1又はそれ以上の“広い視野”のカメラとの組合せで使用されることを留意すべきである。
【００８４】
殆どのストロボ光源、並びに殆どの電子カメラ（好ましい実施例で使用される）は外部トリガーにより従属的に作動される。このような外部トリガーはストロボがパルス光を発生させる正確な時点および電子カメラがそのセンサー上にデータを採取する時点を制御することができる。同一の外部トリガー信号を光源とカメラの双方に同時に送ることにより、ストロボのパルス光発生と同時に、カメラによる画像の“観察”がこのシステムにより保証される。これは概念的に、標準的カメラに取着されたフラッシュの操作に類似するものであり、この場合、カメラの内臓シューを介して、あるいは別体のコネクターを介してなされるフィルムシャッターの作動にフラッシュが同期される。
【００８５】
好ましい実施例において、カメラ並びにストロボ光源に対するトリガー信号はコンピュータにより発信される。複数のカメラが使用される場合、複数の異なるカメラ/光源対についてのトリガーが互い違いに配置され、標識分別能力を増大させることができる。複数のカメラの夫々は、カメラに取着された光源が標識を照射するときのみ標識を観察することになるが、この場合、他のカメラに取着された光源により干渉されることはない。
【００８６】
ブリッジの位置決定装置
乗客用ブリッジBの動きは、現在の位置が知れていることを要する。乗客用ブリッジの位置を判定するため、幾つかの方法を使用することができる。4つの可能な選択を簡単に説明する。乗客用ブリッジ駆動車輪の回転および舵取り方向を連続的に感知する装置により乗客用ブリッジの位置を知ることができる。その他の位置判定方法は、ブリッジ構成セグメントの移行および乗客用ブリッジBのターミナルとの関連での角度位置を感知することである。第3の選択は、標識を乗客用ブリッジBの真下に配置させるか、あるいはターミナル上に配置させ、追加のカメラを用いて乗客用ブリッジBの位置を判定することである。ブリッジBの現在の位置がCPUに伝達され、ブリッジの移動の間、その位置を連続的に更新する。
【００８７】
その他のアプローチは、GPS/INS（慣性ナビゲーション・システム）を使用し、乗客用ブリッジBの位置を連続的に知ることである。このうようなシステムはApplanix社（Markham Ontario）により入手することができる。上記の第3および第4の選択のシステムの利点は、これらを現存のブリッジに取着することができ、ブリッジ操作システムへの何らの変更を加える必要がないことである。
【００８８】
物体回避
乗客用ブリッジBを安全に操作するために、物体回避システムが要求される。このシステムは、移動している乗客用ブリッジBの通路に存在するかも知れない装置、物体又は人を識別し、ブリッジBに対し停止するよう命令を下す。ある種のFord Windstar（登録商標）ワゴン車には物体回避システムが設けられている。このシステムはCPUと直接、導通している。
【００８９】
他のアプローチは、一般に“安全フープ”と呼ばれる装置を使用することである。これは乗客用ブリッジ“ボギー車”駆動ホイールベイの境界を画するリング型コンタクトスイッチである。この安全フープは誘導路内の物体、人との接触を感知するよう設定され、ブリッジを駆動するモータを即座に停止させるものである。このような安全フープを使用する場合、それをCPUに接続するか、あるいは駆動モータに直接、接続し、作動と同時に供給を断つようにする。
【００９０】
中央処理ユニット（CPU）
中央処理ユニットには、マイクロプロセッサー、出入力装置、信号調和装置が含まれ、他のシステム素子と導通し、それらを制御する。位置感知およびブリッジ駆動命令はCPU内に設けたソフトウェアにより実行される。他の機能、例えば、ブリッジ位置判定装置および物体回避などもソフトウェアにより制御される。
【００９１】
上記ブリッジは自動的始動あるいは承認された作業員による始動により到着航空機に向けて移動される。駐機した航空機Aの標識10，11は、カメラ20の視界内に収められ、それによりこのシステム内に“捕獲”される。標識を捕獲することにより、乗客用ブリッジBの位置が標識の位置と比較され、乗客用ブリッジBは航空機の標識10，11に向けて移動するよう命令される。物体回避システムは、乗客用ブリッジBの進路の領域に障害物がないことを確認するよう機能する。いったん、乗客用ブリッジBが航空機Aと接すると、このシステムは安全モードに復帰される。
【００９２】
ゲートからの出発に際し、航空機のドアが承認された要員により閉じられることを感知することにより、このシステムが自動的に始動される。ゲートは航空機から離れるべく移動し、他方、位置感知システムは、航空機Aと乗客用ブリッジBとの相関位置を連続的に判定する。このとき、物体回避システムが機能する。
【００９３】
図19ないし図22に示すように、固定した画像は見る位置によって異なって見える。もし、画像を監視するカメラの位置が分かっているとすると、異なった像を使用することにより画像の位置を得ることができる。図19の既知のパターンを標識として使用し、既知のカメラ位置（運転室上の）を使用して、標識が配置されている表面（この場合、航空機のドア/開口部）の位置および向きを計算する。
【００９４】
図19ないし図22を参照すると、標識クラスターはカメラとの関連で、４つの異なる像として示されている。図19において、これら標識はカメラの監視方向に対し垂直な表面に存在し、カメラに可なり接近している（実際の距離は、標識クラスターの実際のサイズおよび焦点長に依存する）。図Aにおいて、これら標識はカメラと同じ高さにあるが、カメラの左側にある（２つの左側の標識は、２つの右側のものよりも互いにより接近しているように見える。これは右側のものがより離れていることを意味している）。図10，11において、標識はカメラよりも可なり上にあり、若干、左側にある。図22において、標識は図10，11と同様に同一の方向にあるが、これらはカメラから遠くに或る。いったん、標識の位置がカメラとの関連で（従って、ブリッジとの関連で）計算されると、ブリッジはコンピュータからの指示によりドアに向けて移動するよう制御される。この動きにおける不正確性は迅速に修正される。なぜならば、標識がカメラにより常時、監視されており、カメラ/ブリッジとの関連での標識の位置は連続的に更新されるからである。ドアの位置および向きは、標識の外観からコンピュータにより計算することができ、従って、ブリッジの位置およびその高さは、航空機のドアへの最適な結合のため、制御することができる。
【００９５】
ソフトウェア
図16ないし図18に示すフロー図は説明するまでもないであろう。次に、図4ないし図18を参照すると、本発明は、乗客用ブリッジ10又は貨物取扱い車両のコンピュータ制御を自動的又は半自動的に始動させ、駐機している航空機Aのドアにブリッジの運転室を整合させるようにしたものである。ここで、逆反射性標識10，11の群（クラスター）が上記ドア近傍に策略的に配置され、コンピュータにより識別され得るようにしている。なお、補助的手動装置も必要に応じて全ての機能のために設けられる。
【００９６】
自動的機能により、到着した航空機Aが感知されるまで、ゲート領域をスタンドバイ・モードで連続的にモニターし、操作する。この自動的機能は航空機が実質的に駐機されるまで上記システムに警告を発する。その時点において、コンピュータがドッキング手法を始動し、又は有資格者、例えばマーシャラーがそれを始動する。この始動後、システム全体が自動化される。上記ブリッジBには位置センサー、およびブリッジの種々の可動部材に接続された駆動アクチュエータが含まれ、この可動部材には、例えば、ターミナルに取着されたブリッジRの回転自在な枢動端部、長さ拡張自在な通路T、ドッキング成功を示すようにしたセンサーを備えた回転自在な運転室C、上記ブリッジを支持するトラックを上記通路に接続させる高さ可変油圧シリンダーなどが含まれる。これらの位置センサーは、信号を発生させ、これをコンピュータに伝達し、種々の可動部分の方位により決定されるところの駐機航空機の位置との関係におけるブリッジの位置を指示する。デジタルカメラ（CCD）およびライト（レーザー光）をブリッジBの運転室Cの同じ側に別々に装着するか、あるいは好ましくは、ブリッジBの運転室C部分の単一のハウジングに一緒に装着し、標識10，11を照射し、画像を捕捉し、これらの生の画像を、ブリッジBの運転室C部分に装着されたコンピュータに提供する。航空機の開口部近傍に配置させた受動的明確性逆反射標識のデジタル画像が後述のように公知の方法によりコンピュータにより処理される。これらの標識はその明確な性質により他の画像から容易に区別することができる。これらの標識は正確性を向上させるため、２又はそれ以上の標識の群として配置させてもよい。
【００９７】
このシステムを始動したとき、図16ないし図18に示すように、上記コンピュータがカメラのシャッターに同期した光の狭い錐体のパルスを発生させ（図6参照）、航空機が駐機している広い領域を観察し、更に標識10，11を見定める。図19ないし図22に示すような標識の観察に基づいて、コンピュータはブリッジBを航空機の開口部に整合させるのに必要なステップを決定し、作動させる。更にブリッジBをゲート近傍の収納位置から離れてロトンダRの周りを回転させ、その間、コンピュータによる標識10，11の観察を維持し、トンネルTの伸長に続いて、殆どの場合、カメラ/ライトが航空機の開口部と実質的に直交するまで運転室Cを回転させる。ブリッジBの運転室に装着されたコンピュータは、処理された画像および他のセンサーにより提供された情報に応答し、信号を発生させ、それによりブリッジBをターミナルから離れるよう回転させ、通路Tを延長させ、運転室Cを標識10，11に整合させる。画像はソフトウエアに基づくアルゴリズムに基づいてコンピュータにより処理され、上記開口部との関連での運転室Cの位置についてのコンピュータの識別に基づいて駆動信号が発生される。これらの駆動信号によりブリッジBが進路に沿って案内され、それにより運転室Cが上記ドアと整合することになる。この場合、位置情報はコンピュータによりモニターされながら新規な一連の画像により更新される。運転室Cが上記ドアに近づいたとき、その速度は運転室Cが航空機Aに接するまで自動的に遅くなるようになっている。圧力スイッチを、航空機に接する運転室開口部の周辺に装着し、運転室と、車両開口部との完全な接触をコンピュータに証明させるようにしてもよい。運転室に装着されている電子光学装置を利用して運転室との関連における航空機の高さを感知するようにしてもよい。乗客の乗せ降ろしの間に車両の高さが変動したとき、これらのスイッチがコンピュータに信号を送り、それにより油圧シリンダーに対する駆動信号を発生させ、運転室を上記開口部と同一の高さに維持させることができる。
【００９８】
上記ブリッジは、マーシャラーの指示に従って、又は出発前にドアが閉じられたことを判定するセンサーおよび出発の意図が確認されたことによる指示に従ってなされるコンピュータへの信号に応答して、航空機から自動的に後退し、出発前に当初の収納位置に戻される。
【００９９】
オペレータによる制御
このシステムは、乗客用ブリッジBが自動的に、又は手動で制御できるようにするため、現行のオペレータ制御装置と合体されることが望ましい。必要な制御装置としては、最小限、このシステムを開閉するためのスイッチ、航空機Aからブリッジを後退させるためのコマンドスイッチ、および乗客用ブリッジを航空機に近づけるためのコマンドスイッチが含まれる。更に、このシステムの状態および現在の位置を知らせる指示装置も必要であろう。しかし、この制御自体はできるだけ簡単にし、最小限訓練された配属要員がブリッジBの操作を始動できるようにすべきである。
【０１００】
従来技術との比較における本発明の画像化システムの利点
航空機に対する乗客用ブリッジの接続/離脱を自動化することにより、労働力の節減が図られ、航空機の遅延を少なくすることができる。又、航空機の遅延の間における、航空機エンジンのアイドリングを少なくすることができ、燃料の節減にもなる。限られた数のゲートを介して迅速な通過処理が予想され、航空機の損傷の減少も予想される。
【０１０１】
実現されると予想される利点
ゲートにおいてAPUによる年間の燃料消費量は150万リットル。
1700回の出発に対し1回の割合でランプで事故があり、航空機が損傷を受けている。
Bゲートでのランプ事故により、年間、約250万ドルのコストを要している。
ランプ事故によるコストは、全世界で20億ドル以上に達している。
航空機遅延によるコストは、毎分50ドルと予想される。
【０１０２】
乗客用ブリッジのタイプ
・エプロン・ドライブ
・ラジアル・ドライブ
・固定テレスコーピング
・上３つのカスタム・ミックス
・地方航空機
【０１０３】
オペレータ制御装置/指示装置
・自動/手動（システムのオン/オフ）
・ブリッジと航空機との結合
・ブリッジと航空機との解放
・システムの状態指示装置
・メンテナンス制御装置/支持装置
【０１０４】
１つの目的は、現行のブリッジを改装し、又はOEM'sと共に、画像化システムを導入し、自動的にブリッジを始動、案内して、その収納位置から駐機した航空機とドッキングさせることである。
【０１０５】
航空機とドッキングさせるため、本発明を利用することができる他の車両の例としては、図23ないし図25に示すような、自走式貨物運搬機、ケータリング/キャビン・サービストラック、乗客用運搬車両などが含まれる。これらの車両の夫々も正確に所定位置に誘導させ、正しい高さに上昇させ、航空機と静かに接触させなければならない。この３つの場合の全てにおいて、これら車両には、上記の乗客用ブリッジについて説明したのと同様にして、カメラ、光源およびコンピュータを装着させる。更に、全ての車両には上記の乗客用ブリッジの場合と同様に、感知装置および作動装置を装着させる。なお、障害物感知装置又は位置判定機能については、その必要性はないであろう。なぜならば、オペレータがこれら車両を当初の位置に移動させるからである。コンピュータに内臓させるソフトウェアについては、特別のことがない限り、乗客用ブリッジの場合と全く同様でよい。標識および標識識別アルゴリズムも殆ど同じでよいが、そのソフトウェアは車両を駆動させるのに適したものに合わせて作成する。
【０１０６】
図25に示す貨物運搬機は、インターネット・ウェブサイト（www.fmcairline.com）に見られるように、FMC Air Equipment社により製造されたものである。FMC社は、搭載貨物量に応じて、幾つかのサイズのこのような貨物運搬機を製造している。これらの貨物運搬機は、昇降自在な２つのプラットホームを具備している。この車両は一方のプラットホームが貨物フロアと同一レベルに接近させて配置され、他方のプラットホームは地上レベルで貨物と受理するよう使用され、ついでそれを最初のプラットホームの高さまで上昇させ、貨物をこのプラットホームに移転させる。最初のアプローチおよび貨物室とのドッキングは本発明の方式を用いて自動化される。これは、オペレータに要求される訓練を最小限に抑えることを可能にする。なぜならば、最終のドッキングはコンピュータ制御の下で実行されるからである。貨物室ドアについての標識の位置と、乗客用ドアについての標識の位置との相違に適応させるため、ソフトウェアを改良し、貨物室ドアパターンを識別し得るようにする。
【０１０７】
ケータリング/キャビン・サービストラックの例としては、インターネット・ウェブサイト（www.stinar.com）に見られるように、Stinarコーポレーション製のもの、あるいはインターネット・ウェブサイト（www.global-llc.com）に見られるように、Global Ground Support社製のものでもよい。これら２つの製造メーカーは図24，24Aに示すように似たような車両を製造しており、これらは航空機の調理室に食料、飲み物を供給し、食餌サービスに関連する廃物を排除するのに使用される。その他、これらの車両をキャビン乗務員および彼等の用具を航空機に運搬し、機内クリーニング後に生じるゴミ、廃棄物を除去するのに使用しても良い。これら車両はシザーリフトを備えた従来のトラックシャーシを具備してなるものである。これは、ワゴンボディがシザーリフトに装着されていて、それをトラックの床面からキャビンのドアの高さまで上昇させることができるようになっている。食料および飲み物の準備が車付きカートの上でなされるから、その位置および高さは正確でなければならない。最初のアプローチおよび乗客用ドアとのドッキングは本発明の方式を用いて自動化することができる。
【０１０８】
乗客用運搬車両の例としては、インターネット・ウェブサイト（www.accessairsystems.com）に見られるように、Accessair Systems社により製造されたものがある。この車両は、図23に示すように、バスと同様に、乗客をターミナルから航空機に運搬するものである。しかし、乗客は階段を使用して航空機に乗り降りしなければならないバスとは異なり、この車両の本体は、航空機の乗客用ドアと同じ高さまで上昇するようになっている。従って、乗客は階段を使用せずに航空機に乗ることができる。なお、最初のアプローチおよび乗客用ドアとのドッキングは本発明の方式を用いて自動化することができる。この自動化により、熟練者でなくても、このPTVを操作することができる。
【０１０９】
再検討すると、図4に示すように、航空機AがゲートGに到着すると、乗客用ブリッジBが指示された位置に配置され、ロトンダRはゲート又はターミナルGに取着され、トンネルTはそこからターミナルのキャビンCへと延出される。従って、航空機Aは駐機位置Pに到着する。図5に示すように、標識クラスター10，11はドア開口部近傍に配置される。図6に示すように、航空機Aが実質的に駐機したとき、デジタルカメラ20と共に収納されている光源が錐形の光りを以って標識クラスター10，11を照らす。なお、カメラおよび光源はキャビンCの共通ハウジング20内に配置されている。図19ないし22に示すように、コンピュータから見たときの標識の向きに基づいて、コンピュータは、ドア開口部との関連での乗客用ブリッジおよびキャビンの位置を判定することができる。これは上述の通りである。従って、光源からは標識クラスター10，11に向けて継続的に光が当てられ、トンネルTは航空機Aとの関連で回転され、光源30と共に収容されているカメラ20は継続して画像をコンピュータに提供し、これは車輪Wが、図12に示すようにトンネルが十分に枢動した位置に達するまで継続される。このとき、トンネルは航空機Aに向けて延出され、その間、標識クラスター10，11の画像は継続してコンピュータに提供される。このとき、標識クラスターは図19に示すように見え、トンネルは図14に示すように航空機に向けて延出され、図15に示すようにドッキングされる。
【０１１０】
以上、本発明の好ましい実施例および変形例について詳細に説明したが、上記実施例は単に本発明の原理の説明のためのものであり、限定的なものではない。更に、本発明の範囲から逸脱することなく、多くの変更が可能であり、従って、ここに記載された全ての部材は本発明の説明を目的としたものであり、制限することを意図したものでないことを理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】ブリッジが航空機の開口部に移動する前の、航空機とブリッジが互いに離間した状態を示す模式的斜視図。
【図２】システムの構成部材を示すフロー図。
【図３Ａ】本発明の実施例で使用される標識の例を示す平面図。
【図３Ｂ】本発明の実施例で使用される標識の例を示す平面図。
【図３Ｃ】本発明の実施例で使用される標識の例を示す平面図。
【図３Ｄ】本発明の１実施例で示す航空機のタイプを識別するための機械読み取り可能なパターンを示す平面図。
【図３Ｅ】本発明の１実施例で示す航空機のタイプを識別するための機械読み取り可能なパターンを示す平面図。
【図３Ｆ】本発明の１実施例で示す航空機のタイプを識別するための機械読み取り可能なパターンを示す平面図。
【図３Ｇ】本発明の１実施例で示す航空機のタイプを識別するための機械読み取り可能なパターンを示す平面図。
【図４】本発明に従って乗客用ブリッジを航空機に自動的に誘導、ドッキングさせる一連の過程を説明する模式図。
【図５】本発明に従って乗客用ブリッジを航空機に自動的に誘導、ドッキングさせる一連の過程を説明する模式図。
【図６】本発明に従って乗客用ブリッジを航空機に自動的に誘導、ドッキングさせる一連の過程を説明する模式図。
【図７】本発明に従って乗客用ブリッジを航空機に自動的に誘導、ドッキングさせる一連の過程を説明する模式図。
【図８】本発明に従って乗客用ブリッジを航空機に自動的に誘導、ドッキングさせる一連の過程を説明する模式図。
【図９】本発明に従って乗客用ブリッジを航空機に自動的に誘導、ドッキングさせる一連の過程を説明する模式図。
【図１０】本発明に従って乗客用ブリッジを航空機に自動的に誘導、ドッキングさせる一連の過程を説明する模式図。
【図１１】本発明に従って乗客用ブリッジを航空機に自動的に誘導、ドッキングさせる一連の過程を説明する模式図。
【図１２】本発明に従って乗客用ブリッジを航空機に自動的に誘導、ドッキングさせる一連の過程を説明する模式図。
【図１３】本発明に従って乗客用ブリッジを航空機に自動的に誘導、ドッキングさせる一連の過程を説明する模式図。
【図１４】本発明に従って乗客用ブリッジを航空機に自動的に誘導、ドッキングさせる一連の過程を説明する模式図。
【図１５】本発明に従って乗客用ブリッジを航空機に自動的に誘導、ドッキングさせる一連の過程を説明する模式図。
【図１６】図４ないし１５に説明した過程に従って説明する本発明のシステムで利用されるロジックを説明するブロック図。
【図１７】図４ないし１５に説明した過程に従って説明する本発明のシステムで利用されるロジックを説明するブロック図。
【図１８】図４ないし１５に説明した過程に従って説明する本発明のシステムで利用されるロジックを説明するブロック図。
【図１９】ブリッジの種々の位置に対応するカメラにより観察される場合の種々の画像を示す図。
【図２０】ブリッジの種々の位置に対応するカメラにより観察される場合の種々の画像を示す図。
【図２１】ブリッジの種々の位置に対応するカメラにより観察される場合の種々の画像を示す図。
【図２２】ブリッジの種々の位置に対応するカメラにより観察される場合の種々の画像を示す図。
【図２３】本発明で利用される車両の種々の例を示す図。
【図２４】本発明で利用される車両の種々の例を示す図。
【図２４Ａ】本発明で利用される車両の種々の例を示す図。
【図２５】本発明で利用される車両の種々の例を示す図。
【符号の説明】
【０１１２】
10，11  標識
20      カメラ
30      ライト
40      中央処理装置（CPU）
Ａ      航空機
Ｂ      乗客用ブリッジ
Ｃ      運転室
Ｇ      ゲート又はターミナル
Ｐ      駐機位置
Ｒ      ロトンダ
Ｔ      トンネル
【図１】
2005518308.tif 000003
【図２】
2005518308.tif 000004
【図３Ａ】
2005518308.tif 000005
【図３Ｂ】
2005518308.tif 000006
【図３Ｃ】
2005518308.tif 000007
【図３Ｄ】
2005518308.tif 000008
【図３Ｅ】
2005518308.tif 000009
【図３Ｆ】
2005518308.tif 000010
【図３Ｇ】
2005518308.tif 000011
【図４】
2005518308.tif 000012
【図５】
2005518308.tif 000013
【図６】
2005518308.tif 000014
【図７】
2005518308.tif 000015
【図８】
2005518308.tif 000016
【図９】
2005518308.tif 000017
【図１０】
2005518308.tif 000018
【図１１】
2005518308.tif 000019
【図１２】
2005518308.tif 000020
【図１３】
2005518308.tif 000021
【図１４】
2005518308.tif 000022
【図１５】
2005518308.tif 000023
【図１６】
2005518308.tif 000024
【図１７】
2005518308.tif 000025
【図１８】
2005518308.tif 000026
【図１９】
2005518308.tif 000027
【図２０】
2005518308.tif 000028
【図２１】
2005518308.tif 000029
【図２２】
2005518308.tif 000030
【図２３】
2005518308.tif 000031
【図２４】
2005518308.tif 000032
【図２４Ａ】
2005518308.tif 000033
【図２５】
2005518308.tif 000034
【手続補正書】
【提出日】平成16年6月10日(2004.6.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機の開口部又はドアの位置を識別し、乗客用、貨物用又はサービス用車両を該航空機とドッキングするための画像化システムであって、該システムが、
i) 航空機の開口部又はドアの周囲に配置され、確実に識別できる少なくとも１つの特徴的標識を含む逆反射型受動標識手段と；
ii) 航空機の該標識手段を含む視野を有し、照明手段と協動させた少なくとも１個のカメラを含む標識識別手段と；
iii)該標識識別手段と協動させた照明手段であって、該標識手段を照射し、該標識識別手段と導通するコンピュータ手段により該標識手段の識別を提供するものと；
iv) 該標識識別手段からの上記の少なくとも１つの標識の画像を処理し、該画像の質を高め、上記の少なくとも１つの特徴的標識を特異的に識別するコンピュータ手段と；
v) 該コンピュータ手段内に設けられたソフトウェア手段であって、該システムに対し命令セットおよびロジックを提供し、高画質画像を含む処理情報を、記憶されている情報と比較し、それにより車両との関連する方位、距離および軌跡を決定し、このシステムの判定のみに基づいて該車両を自動的に航空機とドッキングさせるものと；
を具備してなることを特徴とするシステム。
【請求項２】
上記車両が以下の装置から選択される請求項１記載のシステム：
i) 貨物運搬装置
ii)乗客施設装置
iii)乗客搭乗ブリッジ。
【請求項３】
自動コンピュータ化乗客搭乗ブリッジ制御システムであって、このブリッジが乗客ブリッジ移動手段を有し、航空機との関連で該ブリッジを移動させ、空港での出発/到着航空機との関連で使用されるもので、該システムが、
i)各航空機の型とは関係なく、その開口部を識別するための受動標識手段と；
ii) 乗客搭乗ブリッジのための所定ゲート近傍の駐機位置に、標識手段を有する航空機が近づいたことを識別するための標識識別手段（好ましくは少なくとも１個のカメラ）と；
iii) 乗客搭乗ブリッジの物理的位置（入れ子式トンネルとの関連での車輪の角度、トンネルとの関連での入口ホール（vestibule）の角度、ターミナルにおけるピボット（pivot）点との関連でのギャラリー延長部に基づく曲率半径を含む）を判定するための位置検出手段であって、それによりコンピュータが乗客搭乗ブリッジの軌跡を計算することを可能にし、ついで移動手段に対し、必要とする通路を命令するようにしたものと；
iv) 該標識識別手段、該位置検出手段および該乗客ブリッジ移動手段と導通したコンピュータ手段であって、該移動手段を活性化し、該ブリッジに対し、該標識識別手段および該位置検出手段からの入力に基づいて何時、どのように移動するかについて命令を与え、全ての入力システム信号を受理し、処理し、出力システム信号を該乗客ブリッジ移動手段に提供し、停止、移動、上下動、所定の方向への舵取りさせ、更に、必要に応じてカメラおよびライトを始動、同期させ、警告ライト、ブザー、警笛又は音響信号を発生させるようにしたものと；
v)航空機が駐機位置に近づいたとき、該標識手段を照らすための照明手段と；
vi)該コンピュータ手段内に設けられたソフトウェア手段であって、該システムに対し命令セットおよびロジックを提供して該システムを操作させ、高画質画像を含む処理情報を、記憶されている情報と比較し、それにより車両との関連する方位、距離および軌跡を決定し、このシステムの判定のみに基づいて該車両を自動的に航空機とドッキングさせるものと；
を具備してなり；
航空機の出発および/又は到着に際し、オペレータを必要とせずに乗客搭乗ブリッジを移動可能にしたことを特徴とするシステム。 
【請求項４】
自動コンピュータ化乗客搭乗ブリッジ制御システムであって、このブリッジが乗客ブリッジ移動手段を有し、航空機との関連で該ブリッジを移動させ、空港での出発/到着航空機との関連で使用されるもので、該システムが、
i)各航空機の型とは関係なく、その出入口開口部を識別するための少なくとも１つの受動標識手段と；
ii) 乗客搭乗ブリッジのための所定ゲート近傍の駐機位置に、少なくとも１つの標識手段を有する航空機が近づいたことを識別するための少なくとも１個のカメラと；
iii) 乗客搭乗ブリッジの物理的位置、すなわち、入れ子式トンネルとの関連での車輪の角度、トンネルとの関連での入口ホール（vestibule）の角度を判定するための位置検出器であって、それによりコンピュータが乗客搭乗ブリッジの軌跡を計算することを可能にし、ついで移動手段に対し、必要とする通路を命令するものと；
iv) 該標識識別装置、該位置検出器および該乗客ブリッジ移動装置と導通したコンピュータであって、該移動装置を活性化し、該ブリッジに対し、上記の少なくとも1個のカメラおよび該位置検出器からの入力に基づいて何時、どのように移動するかについて命令を与え、全ての入力システム信号を受理し、処理し、出力システム信号を該乗客ブリッジ移動装置に提供し、停止、移動、上下動、又は所定の方向への舵取りをさせ、更に、必要に応じてカメラおよびライトを始動、同期させ、警告ライト、ブザー、警笛又は音響信号を発生させるようにしたものと；
v)上記コンピュータに対し、障害物が存在し該ブリッジの更なる移動が妨げられていることを伝え、要員によりこの障害物を取り除く必要性を指示する障害物識別装置と；
vi)航空機が駐機位置に近づいたとき、上記の少なくとも１つの標識を照らすための照明装置と；
vii)該コンピュータ内に設けられたソフトウェアであって、該システムに対し命令セットおよびロジックを提供して該システムを操作させ、高画質画像を含む処理情報を記憶されている情報と比較し、それによりサービス装置の関連する方位、距離および軌跡を決定し、このシステムの判定のみに基づいて該車両を自動的に航空機とドッキングさせるものと；
を具備してなり；
航空機の出発および/又は到着に際し、オペレータを必要とせずに乗客搭乗ブリッジを移動可能にしたことを特徴とするシステム。 
【請求項５】
該標識識別手段が少なくとも1個のデジタルカメラである請求項１，２又は３記載のシステム。
【請求項６】
該標識手段が逆反射材料から作られている請求項１，２又は３記載のシステム。
【請求項７】
航空機の開口部（所定の周辺を有するもの）の位置を識別するための方法であって、
i) 少なくとも１つの受動標識手段を、上記開口部の周囲に配置させ；
ii)照明手段を上記の少なくとも1個の標識手段上に指向させ；
iii)標識識別手段を上記照明手段と協動させて画像をコンピュータ手段に提供し；
iv) 該標識識別手段からの情報を受理するためのコンピュータ手段を受理し、処理し、それにより開口部の位置の識別に基づいて採るべき更なる動作を判定することからなる；
ことを特徴とする方法。
【請求項８】
上記開口部が乗客用ドア、貨物用ドアから選択されるものである請求項７記載の方法。
【請求項９】
該開口部が航空機の本体内にある請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１０】
乗客用ブリッジ又は貨物取扱い装置が上記標識手段の識別の基づいて上記コンピュータ手段により制御され、それにより乗客用ブリッジ又は貨物取扱い装置の上記航空機とのドッキング並びに分離が、駐機位置での航空機の出発前又は到着時の際に行われるようにした請求項９記載の方法。
【請求項１１】
航空機のタイプを知らされることなく、航空機の開口部との関連で車両の制御、位置決めおよびドッキングを始動するための自動画像化システムであって、該車両がそれを移動、上昇/降下させるための駆動手段を有し、該システムが、
航空機の開口部に隣接して識別可能な様式で配置された明確な逆反射標識の１群と、
航空機が予想位置に少なくとも接近して配置されたとき、上記標識に焦点を当てる照明手段と、
該照明手段に実質的に隣接して配置され、視野が該照明手段から発生する光と平行になるように向けられて該標識の反射画像を捕捉し、画像を発生させて、コンピュータに送信するようにしたカメラであって、その視野が照明手段と協動して上記標識を含むようにしたものと、
該車両に配置され、上記カメラから受理された該画像を処理し、該車両の移動手段へ動作信号を提供するコンピュータと、
該コンピュータ内に設けられたソフトウェアであって、該画像情報をどのように処理するか、該情報に基づいてどのようなアクションを始動すべきかについて、命令セットを該コンピュータに提供するものと、
を具備してなり、
該画像化システムが、航空機が移動されるべき領域を自動的に走査し、標識がいったん該コンピュータに確認されて取得されたとき、該標識の観察を常時維持しながら、航空機の開口部との関連で該車両を位置決めおよびドッキングを始動、制御するようになっているもの。
【請求項１２】
上記サービス装置が以下の装置から選択される請求項１１記載のシステム：
i) 貨物運搬装置
ii)乗客施設装置
iii)乗客搭乗ブリッジ。
【請求項１３】
上記の少なくとも１個のカメラが更に少なくとも１個の一次カメラと、少なくとも１個の広角カメラを具備してなる請求項１，３，４又は１１記載のシステム又は請求項７記載の方法。
【請求項１４】
上記の少なくとも１個のカメラが更にズームレンズを含む請求項１，３，４又は１１記載のシステム又は請求項７記載の方法。
【請求項１５】
該少なくとも１個の一次カメラ、又は該少なくとも１個の広角カメラが更にズームレンズを含む請求項１，３，４又は１１記載のシステム又は請求項１１記載の方法。
【請求項１６】
該少なくとも１個のカメラが更にパン撮りマウント又はパン‐チルト撮りマウントを含む請求項１，３，４又は１１記載のシステム又は請求項７記載の方法。
【請求項１７】
該カメラと同期した照明手段であって、該カメラと協動してパルス光を発生させ、該コンピュータに対し、明瞭な画像を提供するようにした請求項１ないし６又は１１ないし１６のいずれかに記載のシステム又は請求項７ないし１０又は１３ないし１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
該照明手段が、更に単色光源を含む請求項１７記載のシステム又は方法。
【請求項１９】
該標識手段が、更に1群の標識を含む請求項１ないし６又は１１ないし１８のいずれかに記載のシステム又は請求項７ないし１０又は１３ないし１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
２つの照明手段と同期させた2つのカメラを更に含み、それにより交互にパルス画像を発生させ、それらをコンピュータ手段に提供し、これら画像を相互に減法処理して高画質の画像を提供するようにした請求項１ないし６又は１１ないし１９のいずれかに記載のシステム又は請求項７ないし１０又は１３ないし１９のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
現行の車両、例えば乗客用ブリッジを改装するのに用いられる請求項１ないし６又は１１ないし２０のいずれかに記載のシステムを含む部材のキット。
【国際調査報告】
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