CN103630949A - 车载式机场跑道外来物探测系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种车载式机场跑道外来物探测系统，包括：车辆、车载毫米波雷达、车载摄像云台、视频联动监控设备、显示装置；车载毫米波雷达用于探测机场跑道上的外来物，并在发现外来物时发出报警信息；车载摄像云台用于根据报警信息获取外来物的原始图像；视频联动监控设备用于根据原始图像通过显示装置显示外来物。本发明还提供相应的方法。本发明采用车载多传感器方式实现对机场跑道外来物探测，可有效保障系统探测性能。系统采用高分辨率成像雷达实现对机场跑道外来物探测，有效保证了在黑夜和阴雨天气环境下的系统探测性能。系统采用雷达探测定位视频联动监控方式有效降低探测虚警率，提高了机场跑道外来物排除工作的可操作性。

Description

车载式机场跑道外来物探测系统及方法
技术领域
本发明涉及到机场跑道外来物探测系统，具体涉及采用车载工作模式的机场跑道外来物探测系统及方法。
背景技术
机场跑道是供飞行器起飞、着陆、滑跑使用的露天专用道面，它既承受飞行器起降荷载，又要受道面破损、外来物等因素影响，如飞行器自身掉落下来的机件对飞行器起降会造成较大安全事件，对飞行器的发动机、机身、轮胎等构成严重威胁，轻者造成严重的经济损失，影响航班正常性，严重时可能造成飞行等级事故及空难等。机场跑道外来物的存在不仅给各国机场造成巨大的直接损失，由于事件的发生还会造成航班延误、中断起飞、关闭跑道等间接损失。为清除机场跑道外来物，传统的方法是依靠人工检测，但由于机场飞行器使用跑道起降频繁，人工检测方法费时费力，每进行一次跑道外来物检测将影响多架次航班正常起降，更重要的是依靠人工检测易遗漏外来物或检测车辆上掉落外来物，对道面外来物检测有严重缺陷。
目前，采用人工检测方式检测机场跑道外来物已无法满足各大机场对机场跑道安全防护的需求。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种车载式机场跑道外来物探测系统及方法。本发明可用于各类机场跑道外来物探测报警与定位，从而保障我国各类机场的航空安全。此外，该雷达也可用于各类重要场地安全防范监控使用。
根据本发明提供的车载式机场跑道外来物探测系统，包括：车辆、车载毫米波雷达、车载摄像云台、视频联动监控设备、显示装置；
车载毫米波雷达、车载摄像云台、视频联动监控设备设置在车辆上；车载毫米波雷达用于探测机场跑道上的外来物，并在发现外来物时发出报警信息；车载摄像云台用于根据报警信息获取外来物的原始图像；视频联动监控设备用于根据原始图像通过显示装置显示外来物。
优选地，车载毫米波雷达为高分辨率成像雷达。
优选地，还包括图像处理模块，其中，图像处理模块用于对原始图像进行滤波、增强、背景消除、特征抽取操作，以生成图像处理后的图像；视频联动监控设备用于通过显示装置显示图像处理后的图像。
优选地，若车载毫米波雷达探测到机场跑道上的外来物，则视频联动监控设备向车辆发出停车控制信号。
优选地，视频联动监控设备根据毫米波探测雷达接收到的回波信号确定外来物的方位信息，然后根据方位信息控制车载摄像云台的摄像头朝向外来物。
根据本发明提供的车载式机场跑道外来物探测方法，包括如下步骤：
步骤1：车辆沿机场跑道行驶；
步骤2：利用车辆上的车载毫米波雷达对机场跑道进行扫描，并接收毫米波探测雷达回波信号；
步骤3：利用车辆上的视频联动监控设备对毫米波探测雷达回波信号进行处理与信号判别，检测机场跑道上是否有外来物，若检测到外来物，则进入步骤4；
步骤4：利用视频联动监控设备根据回波信号确定外来物的方位信息；
步骤5：利用车辆上的车载摄像云台根据方位信息获取外来物的原始图像；
步骤6：利用车辆上的显示装置显示外来物。
优选地，车载毫米波雷达为高分辨率成像雷达。
优选地，步骤6包括如下步骤：
步骤6.1：利用图像处理模块对外来物的原始图像进行滤波、增强、背景消除、特征抽取操作，以生成图像处理后的图像；
步骤6.2：利用视频联动监控设备通过显示装置显示图像处理后的图像。
优选地，若车载毫米波雷达探测到机场跑道上的外来物，则视频联动监控设备向车辆发出停车控制信号。
优选地，视频联动监控设备根据毫米波探测雷达接收到的回波信号确定外来物的方位信息，然后根据方位信息控制车载摄像云台的摄像头朝向外来物。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明采用车载多传感器方式实现对机场跑道外来物探测，使用场合灵活，技术手段完整，可有效保障系统探测性能。系统采用高分辨率成像雷达实现对机场跑道外来物探测，有效保证了在黑夜和阴雨天气环境下的系统探测性能。系统采用雷达探测定位视频联动监控方式有效降低探测虚警率，提高了机场跑道外来物排除工作的可操作性。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1示出本发明的框架示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
根据本发明提供的车载式机场跑道外来物探测系统，包括：车辆、车载毫米波雷达、车载摄像云台、视频联动监控设备、显示装置；车载毫米波雷达、车载摄像云台、视频联动监控设备设置在车辆上；车载毫米波雷达用于探测机场跑道上的外来物，并在发现外来物时发出报警信息；车载摄像云台用于根据报警信息获取外来物的原始图像；视频联动监控设备用于根据原始图像通过显示装置显示外来物。
车载毫米波雷达为高分辨率成像雷达。若车载毫米波雷达探测到机场跑道上的外来物，则视频联动监控设备向车辆发出停车控制信号。视频联动监控设备根据毫米波探测雷达接收到的回波信号确定外来物的方位信息，然后根据方位信息控制车载摄像云台的摄像头朝向外来物。
所述特测系统还包括图像处理模块，其中，图像处理模块用于对原始图像进行滤波、增强、背景消除、特征抽取操作，以生成图像处理后的图像；视频联动监控设备用于通过显示装置显示图像处理后的图像。
更为具体地：
（1）采用车载多传感器方式实现对机场跑道外来物探测
通过车载毫米波雷达与车载摄像云台组合，实现在车辆行进过程中对车辆前方跑道外来物探测。通过采用本发明提供的车载式探测系统，可以实现对探测区域的动态实时探测，探测区域不受固定安装条件约束，一套设备可满足机场不同跑道、不同区域的探测需求。通过采用毫米波雷达与车载摄像云台组合，系统技术手段完整，可有效保障系统探测性能。
（2）采用高分辨率成像雷达实现对机场跑道外来物探测
随着雷达技术的研究不断向前发展，日趋成熟，其应用领域也不断扩大。雷达探测抗干扰能力强、区分金属目标和周围环境的能力强、受烟尘、云雾的影响小，这些都为机场跑道外来物探测应用提供了很好的技术基础。车载毫米波雷达优选地采用高分辨率成像雷达对机场跑道外来物进行探测，避免了以往单独视频监控系统监控性能在能见度低的情况下和黑夜和阴雨天气环境下受到的影响和制约。
（3）采用雷达探测定位视频联动监控方式降低探测虚警率
探测雷达发现机场跑道外来物时发出报警信息，系统收到探测雷达的报警定位信息后，启动视频联动监控设备，系统提供目标方位与距离信息给视频联动监控设备，视频联动监控设备通过计算机辅助图像放大定位实现目标的初次视觉定位，系统图像处理模块对图像信息进行滤波、增强、背景消除、特征抽取等操作，方便定位及显示。系统通过雷达探测定位视频联动监控方式，使系统操作人员能够在系统发出警告的同时“看到”外来物目标，有效降低系统探测虚警率，对后续外来物消除工作提供帮助。
根据本发明提供的车载式机场跑道外来物探测方法，包括如下步骤：
步骤1：车辆沿机场跑道行驶；
步骤2：利用车辆上的车载毫米波雷达对机场跑道进行扫描，并接收毫米波探测雷达回波信号；
步骤3：利用车辆上的视频联动监控设备对毫米波探测雷达回波信号进行处理与信号判别，检测机场跑道上是否有外来物，若检测到外来物，则进入步骤4；
步骤4：利用视频联动监控设备根据回波信号确定外来物的方位信息；
步骤5：利用车辆上的车载摄像云台根据方位信息获取外来物的原始图像；
步骤6：利用车辆上的显示装置显示外来物。
优选地，步骤6包括如下步骤：
步骤6.1：利用图像处理模块对外来物的原始图像进行滤波、增强、背景消除、特征抽取操作，以生成图像处理后的图像；
步骤6.2：利用视频联动监控设备通过显示装置显示图像处理后的图像。
若车载毫米波雷达探测到机场跑道上的外来物，则视频联动监控设备向车辆发出停车控制信号。视频联动监控设备根据毫米波探测雷达接收到的回波信号确定外来物的方位信息，然后根据方位信息控制车载摄像云台的摄像头朝向外来物。
更为具体地，本发明的一个优选例中，探测系统的工作流程如下：
步骤A：系统启动；
步骤B：车载毫米波雷达在车辆行驶状态对机场跑道开始扫描；
步骤C：系统对毫米波探测雷达回波信号进行处理与信号判别；
步骤D：如信号识别没有异物，探测车辆正常行驶。如信号处理程序判断跑道存在异物，提供报警信号；
步骤E：车辆操作人员接收到报警信号后车辆停止行进，系统根据雷达目标数据联动控制车载摄像云台工作自动对准雷达报警目标；
步骤F:摄像云台视频图像显示在系统监控显示器上。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种车载式机场跑道外来物探测系统，其特征在于，包括：车辆、车载毫米波雷达、车载摄像云台、视频联动监控设备、显示装置；
车载毫米波雷达、车载摄像云台、视频联动监控设备设置在车辆上；车载毫米波雷达用于探测机场跑道上的外来物，并在发现外来物时发出报警信息；车载摄像云台用于根据报警信息获取外来物的原始图像；视频联动监控设备用于根据原始图像通过显示装置显示外来物。
2.根据权利要求1所述的车载式机场跑道外来物探测系统，其特征在于，车载毫米波雷达为高分辨率成像雷达。
3.根据权利要求1所述的车载式机场跑道外来物探测系统，其特征在于，还包括图像处理模块，其中，图像处理模块用于对原始图像进行滤波、增强、背景消除、特征抽取操作，以生成图像处理后的图像；视频联动监控设备用于通过显示装置显示图像处理后的图像。
4.根据权利要求1所述的车载式机场跑道外来物探测系统，其特征在于，若车载毫米波雷达探测到机场跑道上的外来物，则视频联动监控设备向车辆发出停车控制信号。
5.根据权利要求1所述的车载式机场跑道外来物探测系统，其特征在于，视频联动监控设备根据毫米波探测雷达接收到的回波信号确定外来物的方位信息，然后根据方位信息控制车载摄像云台的摄像头朝向外来物。
6.一种车载式机场跑道外来物探测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：车辆沿机场跑道行驶；
步骤2：利用车辆上的车载毫米波雷达对机场跑道进行扫描，并接收毫米波探测雷达回波信号；
步骤3：利用车辆上的视频联动监控设备对毫米波探测雷达回波信号进行处理与信号判别，检测机场跑道上是否有外来物，若检测到外来物，则进入步骤4；
步骤4：利用视频联动监控设备根据回波信号确定外来物的方位信息；
步骤5：利用车辆上的车载摄像云台根据方位信息获取外来物的原始图像；
步骤6：利用车辆上的显示装置显示外来物。
7.根据权利要求6所述的车载式机场跑道外来物探测方法，其特征在于，车载毫米波雷达为高分辨率成像雷达。
8.根据权利要求6所述的车载式机场跑道外来物探测方法，其特征在于，步骤6包括如下步骤：
步骤6.1：利用图像处理模块对外来物的原始图像进行滤波、增强、背景消除、特征抽取操作，以生成图像处理后的图像；
步骤6.2：利用视频联动监控设备通过显示装置显示图像处理后的图像。
9.根据权利要求6所述的车载式机场跑道外来物探测方法，其特征在于，若车载毫米波雷达探测到机场跑道上的外来物，则视频联动监控设备向车辆发出停车控制信号。
10.根据权利要求6所述的车载式机场跑道外来物探测方法，其特征在于，视频联动监控设备根据毫米波探测雷达接收到的回波信号确定外来物的方位信息，然后根据方位信息控制车载摄像云台的摄像头朝向外来物。
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