CN105425317A - 机场fod检测定位光电平台 - Google Patents

Abstract

一种机场FOD检测定位光电平台，包括光电平台、控制组件和操控终端，所述的光电平台包括结构件、功能部件和电路板；所述的结构件包括支架、框架和保护罩，框架包括外框和内框，外框设置在支架上，外框能够在水平向360度旋转；所述的保护罩固定在外框上，保护罩上设置有透明的保护窗；内框安装在外框上，内框能够在俯仰向上下转动；所述的功能部件安装在内框上，功能部件包括摄像单元、激光照明单元和激光指示单元。本发明可以实现机场跑道异物的在线实时自动监测。

Description

机场FOD检测定位光电平台

技术领域

本发明涉及机场FOD检测定位光电平台，属于光电产品技术领域。

背景技术

FOD是ForeignObjectDebris的缩写，泛指可能损伤航空器或系统的某种外来的物质，常称为跑道异物。FOD的种类相当多，如飞机和发动机的连接件（螺帽、螺钉、垫圈、保险丝等）、机械工具、飞行物品（钉子、私人证件、钢笔、铅笔等）、野生动物、树叶、石头和沙子、道面材料、木块、塑料或聚乙烯材料、纸制品、运行区的冰碴儿等等。FOD危害非常严重，实验和案例都表明，机场道面上的外来物可以很容易被吸入发动机，导致发动机失效。碎片也会堆积在机械装置中，影响起落架、襟翼等设备的正常运行。据保守估计，每年全球因FOD造成的损失至少在30-40亿美元，2007年5月至2008年5月，中国民航共发生4500多起FOD损伤轮胎的事件。

目前，国内大多数机场监测清除FOD的方法主要依靠的是人工定时巡检方式，通过人眼视觉去观测发现机场跑道异物，这种方法效率低、且不具备可靠性，满足不了对跑道异物监测的连续性和实时性。因此，研发一种可以实时检测定位机场跑道异物的光电平台，具有较高的实用价值和应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机场FOD检测定位光电平台，主要应用于机场FOD实时监测，能和毫米波雷达扫描系统、远程操控终端构成一套完整的FOD监测系统，实现机场跑道异物的在线自动监测。具体方案为：

一种机场FOD检测定位光电平台，包括光电平台、控制组件和操控终端，所述的光电平台包括结构件、功能部件和电路板；所述的结构件包括支架、框架和保护罩，框架包括外框和内框，外框设置在支架上，外框能够在水平向360度旋转；所述的保护罩固定在外框上，保护罩上设置有透明的保护窗；内框安装在外框上，内框能够在俯仰向上下转动；所述的功能部件安装在内框上，功能部件包括摄像单元、激光照明单元和激光指示单元，所述的摄像单元、激光照明单元和激光指示单元均朝向保护窗安装；所述的光电平台设置有平台稳定机构，平台稳定机构包括陀螺、力矩电机和旋转变压器；所述的电路板包括陀螺信号放大板、温控电路板和功率放大板；所述的光电平台还设置有对外电气接口，通过对外电气接口与控制组件连接，用于接收控制组件发出的电气信号；所述的控制组件包括水平伺服控制电路、俯仰伺服控制电路、解调与通信电路、电源与控制电路。

进一步的，所述的摄像单元为CCD摄象机，该CCD摄象机具有8个像元，像元大小与镜头焦距的比值为α=30/（8*350000）。

进一步的，所述的电气信号包括平台调转指令、操纵杆信号、平台供电、状态控制、CCD及镜头控制、激光照明控制、激光指示控制信号。

进一步的，所述的防护罩与外框连接处设置有密封件，防护罩与外框一起形成完全密封的空间；保护窗采用压板固定在防护罩上，四周涂胶密封。

进一步的，所述的防护罩设置有充气阀和放气阀，充气阀与氮气源连接；防护罩内设置有干燥器。

进一步的，所述的内框和外框设置有锁定电磁铁。

本发明的机场FOD检测定位光电平台可以实现机场跑道异物的在线实时自动监测。平台稳定机构能够保证光电平台抗机场内外界环境的干扰，实时保持图像的稳定；当雷达发现FOD后向平台发送位置指令，光电平台接到指令后能够快速调转到FOD所在方向，快速准确的识别FOD；还能够根据系统所发的指令，自动完成区域或360°全方位搜索FOD；激光照明单元可以辅助光学探测系统在夜间发现识别FOD；激光指示单元能够协助工作人员快速找到FOD所在位置并进行清理。

附图说明

图1为光电平台的结构示意图；

图2为FOD在线实时监测系统图。

具体实施方式

下面结合实例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示的机场FOD检测定位光电平台，包括光电平台、控制组件和操控终端，所述的光电平台包括结构件、功能部件和电路板；所述的结构件包括支架9、框架和保护罩2，框架包括外框1和内框3，外框1设置在支架9上，外框1能够在水平向360度旋转；所述的保护罩2固定在外框1上，保护罩2上设置有透明的保护窗4；内框3安装在外框1上，内框3能够在俯仰向上下转动；所述的功能部件安装在内框3上，功能部件包括摄像单元5、激光照明单元7和激光指示单元6，所述的摄像单元5、激光照明单元7和激光指示单元6均朝向保护窗4安装；所述的光电平台设置有平台稳定机构，平台稳定机构包括陀螺、力矩电机和旋转变压器；所述的电路板包括陀螺信号放大板、温控电路板和功率放大板；所述的光电平台还设置有对外电气接口，通过对外电气接口与控制组件连接，用于接收控制组件发出的电气信号；所述的控制组件包括水平伺服控制电路、俯仰伺服控制电路、解调与通信电路、电源与控制电路。

本实施例中所述的摄像单元为CCD摄象机，该CCD摄象机具有8个像元，像元大小与镜头焦距的比值为α=30/（8*350000）；选用最长焦距为500mm的变焦距镜头，同时选用像元尺寸不大于5μm的高清CCD可以满足系统要求。收寻可视角较大的目标时，可以使用短焦大视场，收寻可视角较小的目标时需要适当的加大焦距。

所述的电气信号包括平台调转指令、操纵杆信号、平台供电、状态控制、CCD及镜头控制、激光照明控制、激光指示控制信号。所有信号由一个53芯密封插座和一个12芯密封插座通过电缆与平台控制组件连接，平台中装的摄像单元通过视频插座给出图像信号。

为保证光电平台的密封，防护罩采用铸件，与外框连接处安装橡胶密封件件8密封；保护窗4采用压板固定在防护罩上，四周涂胶密封；光电平台上安装有充气阀和放气阀，可给产品内部充氮气，排除水汽、空气，避免平台内部氧化腐蚀；防护罩内安装可更换干燥器，保证平台内部干燥。

光电平台采用二维结构设计，俯仰向在平台内框，在有限角度范围内转动。水平向为云台外框，360度连续转动。同时，俯仰向和水平向均有可靠的机械限位机构和电磁铁锁定机械机构，在平台运输期间和非工作状态下，对两个自由转动机构进行锁紧，以避免平台因磕碰引起损坏，保证产品的安全性。

如图2所示，该机场FOD检测定位光电平台主要用于机场跑道FOD的发现识别与定位，它和毫米波雷达扫描系统构成一套完整的FOD在线实时监测系统。系统工作方式如下：

（1）现场毫米波雷达扫描头阵列检测并判断发现异物，光电平台根据其上传数据进行精确定位；

（2）摄像机对焦至相应位置，将图像信号传输到操控终端显示放大FOD图像；

（3）图像处理软件对FOD进行自动检测并标识，同时声光信号提示操作员进行处理；

（4）操作员确认后对异物进行拍摄并存储图像，同时进行FOD处理，处理时系统暂停扫描，摄像机监视；

（5）处理完通知系统对跑道重新开始扫描检测。

上面结合附图对本发明优选实施方式进行了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.一种机场FOD检测定位光电平台，包括光电平台、控制组件和操控终端，其特征在于：所述的光电平台包括结构件、功能部件和电路板；所述的结构件包括支架、框架和保护罩，框架包括外框和内框，外框设置在支架上，外框能够在水平向360度旋转；所述的保护罩固定在外框上，保护罩上设置有透明的保护窗；内框安装在外框上，内框能够在俯仰向上下转动；所述的功能部件安装在内框上，功能部件包括摄像单元、激光照明单元和激光指示单元，所述的摄像单元、激光照明单元和激光指示单元均朝向保护窗安装；所述的光电平台设置有平台稳定机构，平台稳定机构包括陀螺、力矩电机和旋转变压器；所述的电路板包括陀螺信号放大板、温控电路板和功率放大板；所述的光电平台还设置有对外电气接口，通过对外电气接口与控制组件连接，用于接收控制组件发出的电气信号；所述的控制组件包括水平伺服控制电路、俯仰伺服控制电路、解调与通信电路、电源与控制电路。

2.根据权利要求1所述的机场FOD检测定位光电平台，其特征在于：所述的摄像单元为CCD摄象机，该CCD摄象机具有8个像元，像元大小与镜头焦距的比值为α=30/（8*350000）。

3.根据权利要求2所述的机场FOD检测定位光电平台，其特征在于：所述的电气信号包括平台调转指令、操纵杆信号、平台供电、状态控制、CCD及镜头控制、激光照明控制、激光指示控制信号。

4.根据权利要求1所述的机场FOD检测定位光电平台，其特征在于：所述的防护罩与外框连接处设置有密封件，防护罩与外框一起形成完全密封的空间；保护窗采用压板固定在防护罩上，四周涂胶密封。

5.根据权利要求5所述的机场FOD检测定位光电平台，其特征在于：所述的防护罩设置有充气阀和放气阀，充气阀与氮气源连接；防护罩内设置有干燥器。

6.根据权利要求1所述的机场FOD检测定位光电平台，其特征在于：所述的内框和外框设置有锁定电磁铁。