机场特种车辆作业过程碰撞预警系统研究

摘要

随着机场飞机数量的迅速增加，为飞机服务的特种车辆也越来越多。为了避免机场特种车辆与飞机之间发生碰撞，有必要研究机场特种车辆碰撞预警系统。 本文针对机场特种车辆作业过程中出现的飞机与特种车辆可能发生的碰撞问题，设计了机场特种车辆碰撞预警系统。该系统以GPS、GPRS和GIS技术为基础，根据距离跟踪原理对即将发生的碰撞进行检测与预警。文中对特种车辆的碰撞预警系统进行了碰撞检测的建模，在碰撞检测过程中，采用了改进的GJK算法，对动态信息进行预处理，降低了碰撞检测的计算量，提高了碰撞检测的效率，改善了碰撞检测的实时性。通过实验，验证了该碰撞预警系统的可行性。 为了实现对特种车辆的精确定位，本文采用差分GPS定位系统来提高定位精度，此外，还利用了基于MapX组件的GIS开发，实现了对特种车辆的动态监控。针对实际应用中需要满足不同类型飞机碰撞预警的要求，本文根据不同类型飞机的实际大小尺寸建立了不同的飞机坐标数据库。 最后，本文对特种车辆上移动终端的报警单元进行了硬件设计。设计出了以单片机AT89S52和语音芯片ISD25120为核心的语音报警电路，实现了特种车辆的碰撞预警。

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第一章 绪论

1.1课题来源及背景意义

1.2国内外同类系统发展现状

1.3系统组成

1.4论文主要研究内容及安排

第二章 机场特种车辆动态监控及碰撞预警系统分析

2.1动态监控及碰撞预警系统总体构成

2.2机场特种车辆动态监控系统

2.3机场特种车辆动态监控系统定位原理

2.4机场特种车辆精确定位系统

2.4.1位置差分原理

2.4.2 GPS定位数据格式

2.5机场特种车辆数据通信系统

2.5.1机场特种车辆数据通信方式的选择

2.5.2 GPRS网络的优势

2.5.3 TCP/IP体系结构及传输层协议

2.5.4基于Winsock的网络通信

第三章 机场特种车辆监控平台系统研究

3.1监控平台概述

3.2监控平台的开发

3.3系统数据库的设计

第四章 碰撞预警系统分析与实现

4.1碰撞检测系统的描述

4.2碰撞检测算法

4.2.1距离跟踪算法

4.2.2改进的GJK算法

4.3机场特种车辆的动态监控及碰撞预警的软件设计

4.3.1软件仿真实现

第五章 报警单元硬件设计

5.1报警单元硬件组成

5.2语音电路的设计

5.3单片机控制电路设计

结论

参考文献

致谢

附录A报警单元电路图

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