机场助航灯具光轴检测系统设计.pdf

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1、2013年第32卷第2期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)77机场助航灯具光轴检测系统设计侯启真，杨博恩(1．中国民航大学空中交通管理研究基地，天津300300；2．中国民航大学航空自动化学院，天津300300)摘要：针对我国机场助航灯具维护需求、存在的问题和助航灯具的发光特性，介绍了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)和CCD的助航灯具光轴检测方法的设计。采用FPGA与CCD相结合的硬件架构，重点讨论了系统传感器的选取，FPGA模块化设计，PCI总线传输等关键技术，进行了系统标定并用质心算法处理采集到的数据。通过实验室离线灯具

2、测试，该系统工作稳定，可靠性好，能满足测量的实际需要。关键词：助航灯光轴；线阵CCD；现场可编程门阵列；数据采集；质心算法中图分类号：TP212．9；TP274文献标识码：A文章编号：1000--9787(2013)02-0077--04DesignofopticalaxisdetectingsystemofairportnavigationlightsHOUQi．zhen，YANGBo—en。(1．AirTraficManagementResearchBaseofCAUC，Tianjin300300，China；2．SchoolofAeronauticalAutomation，Ci

3、vilAviationUniversityofChina，Tianjin300300，China)Abstract：Consideringtherequirementsofdomesticairportnavigationmaintenance，existingproblemsandlight—emittingcharacteristics，adesignofopticalaxisdetectingsystemofnavigationlightbasedonFPGAandCCDisproposed．CombinationofFPGAandCCDisoneofthefeaturesof

4、thissystem，andkeytechniquesarediscussedemphatically，includingselectionofsystemsensor，modulardesignofFPGAandPCIbustransmissiontechnology．Systemcalibrationiscarriedout，andthecollecteddatasareprocessedbycentroidalgorithm．Bydetecting．oflinelampsinthelaboratory，thissystemisprovedtobestableandreliabl

5、e，andmeetstheactualneedsofmeasurement．，Keywords：navigationlightopticalaxis；linearrayCCD；FPGA；dataacquisition；centroidalgorithm0引言本文提出了一种基于FPGA与CCD相结合的助航灯随着我国航空事业的发展，机场对助航设施的性能和具光轴检测方法。常用的感光元件光电池是基于单点测量运行可靠性要求不断提高，并使我国机场助航设施的设置的，速度较慢，不能满足本系统测量要求。为提高检测速更加符合国际标准。在飞机着陆作业中，机场助航灯光对度，本系统选用线阵CCD作为光电敏感元

6、件，可实现一列飞行员的地面引导可以归结为2个基本内容：定向引导和信号一次成像。数据采集部分以FPGA为控制逻辑核心的方位指示，灯具出射光参数的合格性将直接影响飞机着陆高速数据采集系统，可以使系统工作稳定性得到大大提高，时飞行员对其姿态和方位的正确判断和飞机的安全着陆。采集精度高，而且易于扩展，具有很强的通用性。最后提出为此国际民航组织对助航灯具的相关参数：主光轴内倾角运用质心算法对采集数据进行处理，以获得主光轴的角度和仰角给出了具体量化标准]，并规定当灯具的光轴方向参数。不能满足标准要求时必须调整J。但目前我国民航系统1检测系统总体框架设计助航灯具光轴检测仪器尚欠缺，灯具的出射角只能

7、由厂家根据实验的技术要求和实验室的实际情况，搭建的测调整、标出，最后要靠飞机校飞过程中飞行员的目测来获量系统是暗室进行测量实验J，图1为检测系统原理示意得，过程繁琐并且耗资较大。图(俯视图)。整个检测系统主要由以下几大部分组成：收稿日期：2012—11-19}基金项目：天津市自然科学基金资助项目(10JCYBJC00800)；中国民航大学校基金资助项目(04一CAUC-03E)；中国民航大学研究生科技创新基金资助项目(YJSCx12_34)78传感器与微系