CN103675923A - 基于静态杂波图的异物检测方法及异物检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于静态杂波图的异物检测方法及异物检测设备，该方法包括：获取初始静态杂波数据，按照不同的距离和方位计算每重下的初始静态杂波图；对多个初始静态杂波图进行二维配准、校正、滤波和三重重间配准后，得到每重下的最终的静态杂波图；获取扫描帧下的初始目标杂波图并经过二维配准、校正、滤波、三重重间配准后，形成当前扫描帧下的目标杂波图；根据FOD判别准则对比静态杂波图和目标杂波图，获得异物的位置信息；从而克服了现有技术中不能精确提供FOD具体位置，导致增加人力成本的问题，进而精确的提供了FOD具体位置信息，降低了工作人员排除外来异物的难度，减少了经济损失。

Description

基于静态杂波图的异物检测方法及异物检测设备

技术领域

本发明涉及一种异物检测方法及异物检测设备，尤其涉及一种基于静态杂波图的异物检测方法及异物检测设备。

背景技术

随着现在民用机场航班客运量的大幅增加，外来物体（Foreign ObjectDebris，简称FOD）掉落机场跑道的事件大量增加，外来物体的典型例子有：混凝土沥青碎块、金属器件、橡胶碎片、塑料制品、动植物。

航空器对于FOD来说相当脆弱，一只飞鸟或一小块塑料布吸入发动机都可能引起空停，一个螺钉或者金属片甚至尖锐石子都可能扎伤轮胎引起爆破，产生的轮胎碎片可能打伤飞机机体或重要部件，如液压管、邮箱等。近年来最为引人关注的FOD事件是2000年法航协和空难，协和飞机空难事件提高了人们对于机场跑道外来异物的重视，世界各国逐渐开始研发针对FOD目标的主动探测预警系统，用于防止机场跑道外来异物撞击飞机而因此造成的飞机轮胎受损或者发动机受损，以及由此引发的机场跑道关闭或航班晚点等额外的经济损失。

毫米波雷达作为现代雷达技术发展的重要组成部分与传统雷达想必具有很多优点，例如：高分辨率和小尺寸；由于天线和微波器件的尺寸与工作频率有关，因此毫米波雷达的天线和微波元器件可以较小，比较适合安装于机场跑道附近，毫米级的探测精度可以准确的探测到机场跑道上的外来异物。

但是，现有技术中的毫米波雷达对FOD的具体位置的处理能力仍然不足，即使能够检测到FOD，但对于FOD的具体位置仍然不能精确的提供，这样，导致工作人员在排除FOD时，仍然需要进行较大量的工作，同时，面对比较细小的外来异物时，其寻找排除难度较大，从而既增加了人力成本，又难以执行排除工作，更为严重的可能会导致航班的延迟，进而增大经济损失。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供一种基于静态杂波图的异物检测方法及异物检测设备，以克服现有技术中不能精确提供FOD具体位置，导致增加人力成本的问题，从而精确的提供了FOD具体位置信息，降低了工作人员排除外来异物的难度，减少了经济损失。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于静态杂波图的异物检测方法，其中，包括：

（1）获取初始静态杂波数据，按照不同的距离和方位计算每重下的初始静态杂波图；

（2）对多个所述初始静态杂波图进行二维配准、校正、滤波和三重重间配准后，得到每重下的最终的静态杂波图；由于采用该二维配准、校正、滤波和三重重间配准四个步骤，从而使得到的静态杂波图更为清晰，为后续的获取异物位置信息提供较优数据；

（3）获取扫描帧下的初始目标杂波图并经过二维配准、校正、滤波和三重重间配准后，形成当前扫描帧下的目标杂波图；同样的，由于采用该二维配准、校正、滤波和三重重间配准四个步骤，从而使得到的目标杂波图更贴切现实，为后续准确获取异物位置信息提供支持。

（4）根据FOD判别准则对比所述静态杂波图和所述目标杂波图，获得所述异物的位置信息。

上述的基于静态杂波图的异物检测方法，其中，所述获取初始静态杂波数据包括：将二维平面划分为多个方位距离单元，将每个所述方位距离单元存储于存储器，且每个所述存储器均对应于一个所述方位距离单元。

上述的基于静态杂波图的异物检测方法，其中，所述方位距离单元中包括方位信息和距离信息。

上述的基于静态杂波图的异物检测方法，其中，所述多个初始静态杂波图为六个初始静态杂波图，采用六个初始静态杂波图便能够满足获取异物位置信息的基础。

上述的基于静态杂波图的异物检测方法，其中，对多个所述初始静态杂波图进行二维配准包括：对第一初始静态杂波图和第二初始静态杂波图进行二维FFT计算；对第一初始静态杂波图进行复共轭后与第二初始静态杂波图进行向量点对点的相乘；将相乘的结果做反二维FFT计算，而后求取最大点并记录坐标值，所述坐标值即为校正量；对所述初始静态杂波图进行校正包括：根据所述校正量对所述第二初始静态杂波图进行校正操作；而后对第一初始静态杂波图和校正后的第二初始静态杂波图进行滤波，得到第一静态杂波图；

而后，以该第一静态杂波图为基准，对第一静态杂波图和第三初始静态杂波图重复上述操作，直至多个所述初始静态杂波图均进行完所述二维配准、校正和滤波操作。

上述的基于静态杂波图的异物检测方法，其中，所述二维FFT和所述反二维FFT均是用一维FFT与一维反FFT搭建而成。

一种异物检测设备，其中，所述异物检测设备为应用上述的基于静态杂波图的异物检测方法的雷达。

上述技术方案具有如下优点或者有益效果：

本发明提供的基于静态杂波图的异物检测方法及异物检测设备，包括：获取初始静态杂波数据，按照不同的距离和方位计算每重下的初始静态杂波图；对多个初始静态杂波图进行二维配准、校正、滤波和三重重间配准后，得到每重下的最终的静态杂波图；获取扫描帧下的初始目标杂波图并经过二维配准、校正、滤波、三重重间配准后，形成当前扫描帧下的目标杂波图；根据FOD判别准则对比静态杂波图和目标杂波图，获得异物的位置信息；从而克服了现有技术中不能精确提供FOD具体位置，导致增加人力成本的问题，进而精确的提供了FOD具体位置信息，降低了工作人员排除外来异物的难度，减少了经济损失。

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，本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1是本发明实施例1提供的基于静态杂波图的异物检测方法的流程结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的说明，但是不作为本发明的限定。

实施例1：

图1是本发明实施例1提供的基于静态杂波图的异物检测方法的流程结构示意图；如图所示，本发明实施例1提供的基于静态杂波图的异物检测方法包括：（1）将二维平面划分为多个方位距离单元，将每个方位距离单元存储于存储器中，且每个存储器均对应于一个方位距离单元，该方位距离单元中包括方位信息和距离信息，从而获取得到初始静态杂波数据，而后按照不同的距离和方位计算至少六个初始静态杂波图。

（2）对六个初始静态杂波图进行二维配准、校正和滤波，对多个初始静态杂波图进行二维配准包括：对第一初始静态杂波图和第二初始静态杂波图进行二维FFT计算；对第一初始静态杂波图进行复共轭后与第二初始静态杂波图进行向量点对点的相乘；将相乘的结果做反二维FFT计算，而后求取最大点并记坐标值，该坐标值即为校正量；对初始静态杂波图进行校正包括：根据校正量对第二初始静态杂波图进行校正操作；而后对第一初始静态杂波图和校正后的第二初始静态杂波图进行滤波，得到第一静态杂波图；

而后，以该第一静态杂波图为基准，对第一静态杂波图和第三初始静态杂波图进行二维配准、校正和滤波后，得到第二静态杂波图；然后，再以该第二静态杂波图为基准，对第二静态杂波图和第四初始静态杂波图进行二维配准、校正和滤波后，得到第三静态杂波图；直至六个初始静态杂波图均进行完二维配准、校正和滤波操作，最终得到每重下的最终的静态杂波图。

在该步骤中，该初始静态杂波图为多个，一般优选为六个，但亦可多于六个，根据客户对异物的需求不同进行相应的设定。

在该步骤中，二维FFT和反二维FFT均是用一维FFT与一维反FFT搭建而成。具体搭建模式均可以从现有技术中得到，在此无须赘述。

（3）获取扫描帧下的初始目标杂波图并经过二维配准、校正、滤波、三重重间配准后，形成当前扫描帧下的目标杂波图。

（4）根据FOD判别准则对比静态杂波图和目标杂波图，目前该FOD判别准则为当前扫描帧下三重都存在FOD的位置才被认为该位置具有FOD；同时，该FOD判别准则还依据各个客户的要求而有所不同，例如，当客户需要即使很细小的异物也需要观测到时，那么该FOD判别准则便能通过其输入端口进行相应的参数设置，对比静态杂波图和目标杂波图后，便能获得异物的位置信息，从而完成异物的检测过程。

另外，在本发明实施例1中还提供一种异物检测设备，该异物检测设备为应用上述的基于静态杂波图的异物检测方法的雷达，由于该雷达采用上述的基于静态杂波图的异物检测方法，从而使得该雷达能够精确获取异物的位置信息，方便了工作人员进行排除异物的工作。

所以，本发明实施例1提供的基于静态杂波图的异物检测方法及异物检测设备，包括：获取初始静态杂波数据，按照不同的距离和方位计算每重下的初始静态杂波图；对多个初始静态杂波图进行二维配准、校正和滤波后，得到每重下的最终的静态杂波图；获取扫描帧下的初始目标杂波图并经过二维配准、校正、滤波、三重重间配准后，形成当前扫描帧下的目标杂波图；根据FOD判别准则对比静态杂波图和目标杂波图，获得异物的位置信息；从而克服了现有技术中不能精确提供FOD具体位置，导致增加人力成本的问题，进而精确的提供了FOD具体位置信息，降低了工作人员排除外来异物的难度，减少了经济损失。

本领域技术人员应该理解，本领域技术人员结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例，在此不予赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化以及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (7)

1.一种基于静态杂波图的异物检测方法，其特征在于，包括：

（1）获取初始静态杂波数据，按照不同的距离和方位计算每重下的初始静态杂波图；

（2）对多个所述初始静态杂波图进行二维配准、校正、滤波和三重重间配准后，得到每重下的最终的静态杂波图；

（3）获取扫描帧下的初始目标杂波图并经过二维配准、校正、滤波和三重重间配准后，形成当前扫描帧下的目标杂波图；

（4）根据FOD判别准则对比所述静态杂波图和所述目标杂波图，获得所述异物的位置信息。

2.如权利要求1所述的基于静态杂波图的异物检测方法，其特征在于，所述获取初始静态杂波数据包括：将二维平面划分为多个方位距离单元，将每个所述方位距离单元存储于存储器，且每个所述存储器均对应于一个所述方位距离单元。

3.如权利要求2所述的基于静态杂波图的异物检测方法，其特征在于，所述方位距离单元中包括方位信息和距离信息。

4.如权利要求1所述的基于静态杂波图的异物检测方法，其特征在于，所述多个初始静态杂波图为六个初始静态杂波图。

5.如权利要求1所述的基于静态杂波图的异物检测方法，其特征在于，对多个所述初始静态杂波图进行二维配准包括：对第一初始静态杂波图和第二初始静态杂波图进行二维FFT计算；对第一初始静态杂波图进行复共轭后与第二初始静态杂波图进行向量点对点的相乘；将相乘的结果做反二维FFT计算，而后求取最大点并记录坐标值，所述坐标值即为校正量；对所述初始静态杂波图进行校正包括：根据所述校正量对所述第二初始静态杂波图进行校正操作；而后对第一初始静态杂波图和校正后的第二初始静态杂波图进行滤波，得到第一静态杂波图；

而后，以该第一静态杂波图为基准，对第一静态杂波图和第三初始静态杂波图重复上述操作，直至多个所述初始静态杂波图均进行完所述二维配准、校正和滤波操作。

6.如权利要求5所述的基于静态杂波图的异物检测方法，其特征在于，所述二维FFT和所述反二维FFT均是用一维FFT与一维反FFT搭建而成。

7.一种异物检测设备，其特征在于，所述异物检测设备为应用上述权利要求1～5中任意一项所述的基于静态杂波图的异物检测方法的雷达。