CN103448913A - 飞机除冰实时监测装置 - Google Patents

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于之靖
诸葛晶昌
高建树
郑大川
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Abstract

一种飞机除冰实时监测装置。其包括红外光源、红外多光谱残冰检测装置、红外传感器、固定支架和主控装置；红外光源安装在固定支架的中部；红外多光谱残冰检测装置和红外传感器分别安装在固定支架的一端；主控装置同时与红外光源、红外多光谱残冰检测装置和红外传感器通过导线相连。本发明提供的飞机除冰实时监测装置是基于除冰过程中飞机残冰的多光谱特征，采用非接触的红外传感器与红外多光谱残冰检测装置相结合的方式，通过装置相对于飞机的姿态估计算法、坐标变换方法确定除冰区域内残冰的相对位置并对残冰进行自动识别。本装置可以实现除冰区域内残冰的自动识别和定位、监测过程的自动控制，具有测量速度快、效率高等特点。

Description

飞机除冰实时监测装置
技术领域
本发明属于自动检测装置技术领域，特别是涉及一种针对飞机除冰过程中的残冰进行识别和除冰区域监测的装置。
背景技术
随着我国民航运输业的发展，大型机场航班起降架次迅速增加。但是，伴随着极端天气的增多，一旦遇到降雪天气，就需要对飞机上的积雪进行除冰作业。一旦飞机表面受到冰、雪、霜等污染物的影响，将会直接影响飞机的空气动力学特性和飞行安全。据不完全统计，从1969年到2005年，世界上由于结冰引起的飞行事故已经造成500多人死亡，并且造成财产的重大损失。针对上述问题，各民航组织对飞机表面残冰均建立了严格的规范，要求在冬天结冰条件下，飞机起飞前的检查必须确保没有冰、雪或霜附着在飞机关键部位表面，一旦发现必须进行除冰作业。
除冰作业时是将加热好的除冰液向飞机表面喷射，以清除表面冰雪。由于高温的除冰液在除冰过程中会在机身周围产生大量的浓雾，从而严重地影响操作人员的视线。另外，为了确保没有残冰存在，一般会使用过量的除冰液，使得除冰成本大大提高，结果造成一定的浪费。我国一直大力提倡绿色环保，节约成本，避免浪费。针对上述飞机除冰过程中出现的问题，如何克服除冰作业中出现的浓雾带来的影响，并且能够随时了解除冰区域的残冰情况，如何第一时间确定完成除冰工作都是需要解决的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种飞机除冰实时监测装置，其能够在飞机除冰过程中对除冰区域进行实时观察、对除冰区域内的残冰进行识别定位，以提高除冰效率，并且一定程度上提高除冰作业的经济性。
为了达到上述目的，本发明提供的飞机除冰实时监测装置包括红外光源、红外多光谱残冰检测装置、红外传感器、固定支架和主控装置；其中：
红外光源安装在固定支架的中部，用于为飞机除冰监测提供稳定的检测波长的辐射，有助于红外多光谱残冰检测装置和红外传感器得到有效的检测信号；
红外多光谱残冰检测装置安装在固定支架的一端，利用其上的红外多光谱像机在不同波长下对除冰区域内的残冰进行检测，以确定除冰区域内是否存在残冰以及残冰的位置，然后将采集的图像信息传送给主控装置；
红外传感器安装在固定支架的另一端，其利用红外成像的特点，消除除冰时产生的雾气所带来的影响，并通过其上的红外镜头对除冰过程中除冰区域的图像进行连续的采集，之后将采集的图像信息传送给主控装置；
固定支架用于保证安装在其上的红外光源、红外多光谱残冰检测装置和红外传感器三者之间的相对固定位姿关系，并通过固定位姿关系的预校准来确保红外光源、红外多光谱残冰检测装置与红外传感器在一定检测距离下能够覆盖住同一除冰区域；
主控装置同时与红外光源、红外多光谱残冰检测装置和红外传感器通过导线相连，用于对红外多光谱残冰检测装置和红外传感器传送的图像信息进行计算和处理，并实时进行显示。
所述的红外多光谱残冰检测装置上的红外多光谱像机为XENICSXEVA2858；红外传感器为IMPERX的IGV-B2020；红外光源为CrownTech的CT-TH-150W卤钨灯光源。
本发明提供的飞机除冰实时监测装置是基于除冰过程中飞机残冰的多光谱特征，采用非接触的红外传感器与红外多光谱残冰检测装置相结合的方式，通过装置相对于飞机的姿态估计算法、坐标变换方法确定除冰区域内残冰的相对位置并对残冰进行自动识别。本装置可以实现除冰区域内残冰的自动识别和定位、监测过程的自动控制，具有测量速度快、效率高等特点。
附图说明
图1为本发明提供的飞机除冰实时监测装置正面结构示意图；
图2为本发明提供的飞机除冰实时监测装置使用状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的飞机除冰实时监测装置进行详细说明。
如图1、图2所示，本发明提供的飞机除冰实时监测装置包括红外光源1、红外多光谱残冰检测装置2、红外传感器3、固定支架4和主控装置；其中：
红外光源1安装在固定支架4的中部，用于为飞机除冰监测提供稳定的检测波长的辐射，有助于红外多光谱残冰检测装置2和红外传感器3得到有效的检测信号；
红外多光谱残冰检测装置2安装在固定支架4的一端，利用其上的红外多光谱像机在不同波长下对除冰区域内的残冰进行检测，以确定除冰区域内是否存在残冰以及残冰的位置，然后将采集的图像信息传送给主控装置；
红外传感器3安装在固定支架4的另一端，其利用红外成像的特点，消除除冰时产生的雾气所带来的影响，并通过其上的红外镜头对除冰过程中除冰区域的图像进行连续的采集，之后将采集的图像信息传送给主控装置；
固定支架4用于保证安装在其上的红外光源1、红外多光谱残冰检测装置2和红外传感器3三者之间的相对固定位姿关系，并通过固定位姿关系的预校准来确保红外光源1、红外多光谱残冰检测装置2与红外传感器3在一定检测距离下能够覆盖住同一除冰区域；
主控装置同时与红外光源1、红外多光谱残冰检测装置2和红外传感器3通过导线相连，用于对红外多光谱残冰检测装置2和红外传感器3传送的图像信息进行计算和处理，并实时进行显示。
所述的红外多光谱残冰检测装置2的上红外多光谱像机为XENICSXEVA2858；红外传感器3为IMPERX的IGV-B2020；红外光源1为CrownTech的CT-TH-150W卤钨灯光源。
现将本发明提供的飞机除冰实时监测装置工作原理阐述如下：当需要对飞机表面上的积冰进行检测时，首先将本飞机除冰实时监测装置放置在待检测的飞机5一侧，并使光源1的发射口、红外传感器3上的红外镜头和红外多光谱残冰检测装置2上的红外多光谱像机镜头对准飞机5，然后开启本装置进行检测。除冰监测过程中，光源1发出的光将照射在飞机5上，红外传感器3利用其上的红外镜头在固定参考波长下连续获得除冰区域的图像数据，然后传送给主控装置；与此同时，红外多光谱残冰检测装置2将通过其上红外多光谱像机在不通过测量通道下获得除冰区域图像数据，然后传送给主控装置；主控装置利用其内安装的软件采用本装置相对于飞机5的姿态估计算法、坐标变换方法对多光谱残冰检测装置2和红外传感器3传送的图像数据进行分析和处理，以对除冰区域内的残冰进行快速识别和定位，并将结果在显示器上进行显示。

Claims (2)

1.一种飞机除冰实时监测装置，其特征在于：其包括红外光源（1）、红外多光谱残冰检测装置（2）、红外传感器（3）、固定支架（4）和主控装置；其中：
红外光源（1）安装在固定支架（4）的中部，用于为飞机除冰监测提供稳定的检测波长的辐射，有助于红外多光谱残冰检测装置（2）和红外传感器（3）得到有效的检测信号；
红外多光谱残冰检测装置（2）安装在固定支架（4）的一端，利用其上的红外多光谱像机在不同波长下对除冰区域内的残冰进行检测，以确定除冰区域内是否存在残冰以及残冰的位置，然后将采集的图像信息传送给主控装置；
红外传感器（3）安装在固定支架（4）的另一端，其利用红外成像的特点，消除除冰时产生的雾气所带来的影响，并通过其上的红外镜头对除冰过程中除冰区域的图像进行连续的采集，之后将采集的图像信息传送给主控装置；
固定支架（4）用于保证安装在其上的红外光源（1）、红外多光谱残冰检测装置（2）和红外传感器（3）三者之间的相对固定位姿关系，并通过固定位姿关系的预校准来确保红外光源（1）、红外多光谱残冰检测装置（2）与红外传感器（3）在一定检测距离下能够覆盖住同一除冰区域；
主控装置同时与红外光源（1）、红外多光谱残冰检测装置（2）和红外传感器（3）通过导线相连，用于对红外多光谱残冰检测装置（2）和红外传感器（3）传送的图像信息进行计算和处理，并实时进行显示。
2.根据权利要求1所述的飞机除冰实时监测装置，其特征在于：所述的红外多光谱残冰检测装置（2）上的红外多光谱像机为XENICS XEVA2858；红外传感器（3）为IMPERX的IGV-B2020；红外光源（1）为CrownTech的CT-TH-150W卤钨灯光源。
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