CN106376163B - 机场中线灯具的安全检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机场中线灯具的安全检测系统，其包括机场巡检车辆及安装在所述机场巡检车辆的信息处理器、采集模块、存储模块、定位模块及显示模块；采集模块、存储模块、定位模块及、显示模块分别与信息处理器连接；所述采集模块采集中线灯具；所述信息处理器接收采集模块采集的中线灯的图像，并对所述图像进行处理再与处理器预先存储的模型进行比对，并通过显示模块显示；定位模块用于所述机场巡检车辆定位，并通过显示模块进行显示。机场检测车辆沿中线行进过程中对道面的中线灯进行实时拍摄，并利用信息处理器对灯具的状态进行分析，一旦发现灯具的异常，则提示当前灯具的位置信息以及故障的情况，即进行故障定位，便于相关人员进行故障或者异常的排除。

Description

机场中线灯具的安全检测系统及方法

技术领域

本发明属于机场安全检测，具体涉及一种机场中线灯具的安全检测系统及其方法。

背景技术

改革开放以来，国家投入巨资引进了先进的航空器，改扩建、新建了不少民用机场和空管保障设备。国内所有的机场运行标准在不同程度上得到改善，我国民航事业已从民航大国向民航强国迈进。飞机飞行安全成为航空的A级空难，将造成巨大损失。

研究表明，飞机事故主要发生在起飞或降落时，因此为保证飞机安全必须保证跑道能正常使用。跑道中线灯具，其安装的可靠性、安全性也对飞机而言至关重要，实际情况主要出现的问题是灯具的破损、灯具的螺钉陀螺，从而变成道面异物(FOD)。

发明内容

本发明的目的是提供机场中线灯具的安全检测系统及其方法，保证对机场中线灯具进行在线有效的分析。

本发明采用以下技术方案实现：一种机场中线灯具的安全检测系统，其包括机场巡检车辆及安装在所述机场巡检车辆的信息处理器、采集模块、存储模块、定位模块及显示模块；采集模块、存储模块、定位模块及、显示模块分别与所述信息处理器连接；所述采集模块采集中线灯具；所述信息处理器接收采集模块采集的中线灯的图像，并对所述图像进行处理再与处理器预先存储的模型进行比对，并通过显示模块显示；定位模块用于所述机场巡检车辆定位，并通过显示模块进行显示。

在本发明一实施例中，所述采集模块包括两组线阵探测器；所述线阵探测器分别安装在机场巡检车辆前方两侧或后方两侧；且线阵探测器距离地面1米高的位置。

在本发明一实施例中，还包括与所述处理器连接的通信模块，用于将采集模块采集的信息上传至监控中心。

一种机场中线灯具的安全检测方法，其包括以下步骤：

步骤S1：提供一机场巡检车辆；所述机场巡检车辆安装有信息处理器、采集模块、存储模块、定位模块及显示模块；所述信息处理器预先存储有一标准图像，所述标准图像为正常安装的灯具图像，选定基准点进行预先标记；

步骤S2：机场巡检车辆在行进过程中获取所有中线灯的图像，每个灯具连续进行多次拍摄，信息处理器通过图像的匹配、模板分析，确定各个基准点，并利用预先标记的位置信息进行目标的故障分析；一旦发现采集的图像的基准点的标记与预先标记的位置不符，立刻通过显示模块进行报警，提示车上操作人员进行检修；

步骤S3：所述存储模块根据机场巡检车辆所在的位置和时间信息对采集的图像进行数据存储；另外针对故障进行数据分类存储；

步骤S4：对存储模块存储的图像进行回放，并对回放图像进行二次故障分析和检测，并将故障分析、检测的结果记录在故障数据库中，为故障数据统计提供支撑，数据回放支持时间和位置的同步显示和记录。

在本发明一实施例中，图像的基准点为灯具螺钉安装点，并在基准点上按照规定的方向设计标识线，根据采集图像与标准图像的标识线的夹角为螺钉偏差的角度，根据螺钉偏差的角度大小，确定当前灯具的故障等级的分类，即角度越大越危险，若螺钉重新安装，所述标识线需要重新设置。

在本发明一实施例中，步骤S2中还包括以下步骤：车辆在行进过程中，多次采集灯具的图像，根据图像自身的边缘特征对灯具进行图像分割，提取灯具的图像，确定灯具的边缘点、拐弯点特征信息，根据数据库对灯具进行分类，利用特征配准的方法确定所有基准点所在的位置。

在本发明一实施例中，信息处理器将故障信息上传到监控中心，监控中心服务器建立相应的数据库，通过时间统计的方法确定故障率曲线，通过故障率曲线对故障进行预测。

与现有技术相比，本发明利用机场检测车辆沿中线行进过程中对道面的中线灯进行实时拍摄，并利用图像处理的技术对灯具的状态进行分析，确定灯具的安全性，一旦发现灯具的异常，则提示当前灯具的位置信息以及故障的情况，即进行故障定位，便于相关人员进行故障或者异常的排除。

附图说明

图1为本发明一实施例的主要原理框图。

图2为本发明一实施例的检测系统的巡检示意图。

图3为本发明一实施例的检测方法的中线灯基准点和标识线示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步解释说明。

一种机场中线灯具的安全检测系统，其包括机场巡检车辆及安装在所述机场巡检车辆的信息处理器、采集模块、存储模块、定位模块及显示模块；采集模块、存储模块、定位模块及、显示模块分别与所述信息处理器连接；所述采集模块采集中线灯具；所述信息处理器接收擦剂模块采集的中线灯的图像，并对所述图像进行处理再与处理器预先存储的模型进行比对，并通过显示模块显示；定位模块用于所述机场巡检车辆定位，并通过显示模块进行显示。主要原理框图参见图1。安装示意图参见图2。1为中线灯，2为采集模块，3为机场巡检车辆。

在本发明一实施例中，所述采集模块包括两个线阵探测器；所述线阵探测器分别安装在机场巡检车辆前方两侧或后方两侧；且较佳的线阵探测器距离地面1米高的位置。

在本发明一实施例中，还包括与所述处理器连接的通信模块，用于将采集模块采集的信息上传至监控中心。

一种机场中线灯具的安全检测方法，其包括以下步骤：步骤S1：提供一机场巡检车辆；所述机场巡检车辆安装有信息处理器、采集模块、存储模块、定位模块及显示模块；所述信息处理器预先存储有一标准图像，所述标准图像为正常安装的灯具图像，选定基准点进行预先标记；步骤S2：机场巡检车辆在行进过程中获取所有中线灯的图像，每个灯具连续进行多次拍摄，信息处理器通过图像的匹配、模板分析，确定各个基准点，并利用预先标记的位置信息进行目标的故障分析；一旦发现采集的图像的基准点的标记与预先标记的位置不符，立刻通过显示模块进行报警，提示车上操作人员进行检修；步骤S3：所述存储模块根据机场巡检车辆所在的位置和时间信息对采集的图像进行数据存储；另外针对故障进行数据分类存储；步骤S4：对存储模块存储的图像进行回放，并对回放图像进行二次故障分析和检测，并将故障分析、检测的结果记录在故障数据库中，为后续的故障统计提供数据支撑，数据回放支持时间和位置的同步显示和记录。

灯具中主要的活动部件就是灯具上的螺钉和灯面的面罩，当然面罩出现问题相对而言很小。主要的问题在于灯具的螺钉问题，但是螺钉出现故障不会是瞬间的，都会有一定的过程，我们可以利用这种过程中产生的变化对灯具的螺钉进行检测，分析其当前的状态。但是机场的中线灯的种类比较多，而且使用的螺钉也不是同一种类型，因此这就不能通过螺钉的一致性去区分当前状态，为了解决这一问题，系统方案设计了一种标识线的方法，如图3所示，其中5为螺钉，6为标识线。一旦螺钉出现异常状态，则可以判断螺钉工作状态，从而进一步确定当前灯具的工作状态，并且可以根据螺钉偏差的角度确定当前灯具的故障等级的分类。当然该标识线需要在重新安装螺钉后重新设置。

因此在本发明一实施例中，图像的基准点为灯具螺钉安装点，并按照规定的方向设计标示线，根据采集图像与标准图像的标识线的夹角为螺钉偏差的角度，根据螺钉偏差的角度确定当前灯具的故障等级的分类，即角度越大，故障等级越高。若螺钉重新安装，所述标识线需要重新设置。

车辆在行进过程中，多次采集灯具的图像，根据图像自身的特征对灯具进行图像分割，提取灯具的图像，并且进行多组图像的叠加，降低单张图像的干扰，同时提高图像的灯具标识线的清晰度， (夜晚可以增加辅助照明)。在确定灯具的特征信息后，根据数据库对灯具进行分类，利用特征配准的方法确定所有螺钉所在的位置。利用图像中标识线的偏差对螺钉的状态进行分析，确定故障有无和等级。当然，一旦螺钉偏差半圈的倍数时，标识线会重合，但是螺钉的松动不是一个瞬间的状态，而是一个时间的过程，因此通过系统的多次检测，在这个过程中必然会发现该问题。

因此在本发明一实施例中，步骤S2中还包括以下步骤：车辆在行进过程中，多次采集灯具的图像，根据图像自身的边缘、拐点特征对灯具进行图像分割，提取灯具的图像，确定灯具的边缘、拐点特征信息，根据灯具特征数据库对灯具进行分类，利用特征配准的方法确定所有基准点所在的位置。

图像获取的来源在于行进中的车辆载体，图像必然存在抖动或者摆动，从而导致图像不能有效的显示和图像中的场景配准，首先需要对图像进行图像稳像处理，将图像沿着中线灯作为中线进行分析、存储、显示。图像获取后需要对图像进行噪声去除，目标的模板匹配，确定中线灯的位置，确定中线灯的特征，该方案中拟采用特征匹配的算法进行模板配准。图像中特定目标检测，利用图像和中线灯分类后的特征数据库进行目标定位，确定中线灯螺钉的位置，从而进一步确定人为标识线的位置和人为标识线的偏差，对故障进行定性、定量。

进一步的，系统包括两路探测系统图像，但是数据分析过程中，需要对图像进行数据采集、同时需要将两部分图像进行融合，形成可检测的整张图像，同时便于数据的存储和显示。

系统存储模块考虑的因素：两路路图像的整合存储，根据所在的位置和时间信息对图像进行数据存储；另外针对故障进行数据分类存储，并且需要对存储特征数据库进行整理和管理。

包括定位模块，因此可以进行车载运动轨迹显示，便于进行中线灯图像显示的区域定位，同时在车载轨迹分析的同时，提示操作人员行进过程中的轨迹等功能。

图像数据回放采用的方式和传统的方式不相同，主要是图像采集的数据源是线阵探测器产生，需要进行数据的特殊处理。同时在图像的回放过程中对图像进行二次故障分析和检测，并将该结果记录在故障数据库中作为统计来源，数据回放支持时间和位置的同步显示和记录。根据两次故障分析的情况，将故障的数据和图像进行记录，在人工操作的情况下进行故障图像的幻灯方式显示，同时在图像上显示当时图像的位置、时间、故障类别、故障分类等必要的信息。

特征区域录制选择主要考虑对某些特定为故障进行选择，独立记录，形成相关文档，备查等工作，为了能够进行数据的录制，需要备有独立的存储介质，而且需要在选择录制的同时需要人工进行分类存储，后续可扩展数据库统计功能。

在本发明一实施例中，信息处理器将故障信息上传到监控中心，监控中心服务器建立相应的数据库，通过时间统计的方法确定故障率曲线，通过故障率曲线对故障进行预测。提高系统整体故障预测能力，从而有效的提高系统故障检测的准确性。

本发明的检测系统具有以下功能：

1.全时段进行道面的中线灯影像实时记录；

2.对灯具的异常状态进行自动报警、并提示故障的类型

3.记录灯具图像的地理位置，便于操作人员对故障点进行定位，

4.图像记录的同时记录位置信息，记录的位置和时间同步；

5.全程的图像视频保存，以便于操作人员事后的回放分析；

6.进行不同速度和不同放大率的图像回放，根据人员操作进行调整；

7.提供车上人员可视化图像，辅以操作人员进行灯具分析；

8.夜间进行的前视照明，使光线足以保证图像的亮度和对比度。

上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种机场中线灯具的安全检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：提供一机场巡检车辆；所述机场巡检车辆安装有信息处理器、采集模块、存储模块、定位模块及显示模块；所述信息处理器预先存储有一标准图像，所述标准图像为正常安装的灯具图像，选定基准点进行预先标记；

步骤S2：机场巡检车辆在行进过程中获取所有中线灯的图像，每个灯具连续进行多次拍摄，信息处理器通过图像的匹配、模板分析，确定各个基准点，并利用预先标记的位置信息进行目标的故障分析；一旦发现采集的图像的基准点的标记与预先标记的位置不符，立刻通过显示模块进行报警，提示车上操作人员进行检修；

步骤S3：所述存储模块根据机场巡检车辆所在的位置和时间信息对采集的图像进行数据存储；另外针对故障进行数据分类存储；

步骤S4：对存储模块存储的图像进行回放，并对回放图像进行二次故障分析和检测，并将故障分析、检测的结果记录在故障数据库中，数据回放支持时间和位置的同步显示和记录。

2.根据权利要求1所述的机场中线灯具的安全检测方法，其特征在于：图像的基准点为灯具螺钉安装点，并按照规定的方向设计标识线，采集图像与标准图像的标识线的夹角为螺钉偏差的角度，根据螺钉偏差的角度确定当前灯具的故障等级的分类，若螺钉重新安装，所述标识线需要重新设置。

3.根据权利要求1所述的机场中线灯具的安全检测方法，其特征在于：步骤S2中还包括以下步骤：车辆在行进过程中，多次采集灯具的图像，根据图像自身的特征对灯具进行图像分割，提取灯具的图像，确定灯具的特征信息后，根据数据库对灯具进行分类，利用特征配准的方法确定所有基准点所在的位置。

4.根据权利要求1所述的机场中线灯具的安全检测方法，其特征在于：所述采集模块包括两个线阵探测器，但是图像数据分析过程中需要将两部分图像进行融合，形成可检测的整张图像，同时便于数据的存储和显示，夜间打开辅助光源用于提高图像的灯具标识线的清晰度。

5.根据权利要求1所述的机场中线灯具的安全检测方法，其特征在于：信息处理器将故障信息上传到监控中心，监控中心服务器建立相应的数据库，通过时间统计的方法确定故障率曲线，通过故障率曲线对故障进行预测。

6.根据权利要求1所述的机场中线灯具的安全检测方法，其特征在于：所述采集模块包括两组线阵探测器；所述线阵探测器分别安装在机场巡检车辆前方两侧或后方两侧；且线阵探测器位于距离地面1米高的位置。