CN117590484B - 一种机场跑道异物定位方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学定位技术领域，公开了一种机场跑道异物定位方法及系统，本发明通过探测图像中心点、异物以及选取的参考点的像素坐标，再结合探测器发送的探测器的地理信息坐标、场景角度和安装高度，即可计算出异物在极坐标系中的坐标，最后再将异物在极坐标系中的坐标转换为世界坐标，进而转换为地理信息坐标，从而实现机场跑道异物的地理信息的准确定位。本发明在坐标转换过程中，无需针对探测设备进行参数标定，转换过程简单，对于后期针对大量部署的探测设备更易于维护，有利于降低维护成本；同时，适合多探测器多场景下的准确快速定位，有效提高异物定位效率。

Description

一种机场跑道异物定位方法及系统

技术领域

本发明涉及光学定位技术领域，尤其涉及一种机场跑道异物定位方法及系统。

背景技术

机场跑道异物（Foreign Object Debris，FOD）地理位置光学定位，旨在对来自相机等光学探测设备的光学数据进行图像处理，再结合机场跑道先验信息，从而实现对定位的目的，以协助机场运维部门日常工作以及清理/>。

目前，探测系统采用的是“像素坐标系→图像坐标系→相机坐标系→世界坐标系→地理信息坐标系”的模式对摄像机拍摄的/>进行位置估计。光学定位的难点是测距，因为相机不具有测距功能，根据小孔成像原理可知，只要在同一条光线上移动距离不断变化的物体点，在图像上的位置是不变的。因此需要通过标注来实现距离的感知。现有方法是通过相机标定，获得相机的内参、外参及畸变系数等，然后再按照上述模式“像素坐标系→图像坐标系→相机坐标系→世界坐标系→地理信息坐标系”来进行坐标转换。

但是，本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术方案至少存在如下技术问题：

1、坐标转换过程中需要用到相机标定的列参数，转换过程复杂；

2、只适合单个摄像机、单一场景的位置估计，在实际应用中，覆盖一条跑道需要大量摄像机，每个摄像机需要转动多个视角才能满足条件。如果采用上述现有技术方案，每个传感器的每个场景都进行相机标定，工作量巨大，无法满足实际需求；且遇到设备损坏需要更换时，之前所有的标注信息都将失效，无法全部沿用，在实际工程中，维护成本高，不利于/>探测系统的推广应用。

发明内容

本发明旨在解决现有探测系统场景适用度低及维护成本高的技术问题，实现在多探测器多场景下的/>准确快速定位。

主要通过以下技术方案实现上述发明目的：

第一方面，一种机场跑道异物定位方法，通过机场跑道异物定位系统来实现，包括以下步骤：

机场跑道异物定位系统端接收部署在机场跑道两侧的多个光学探测器发送的光学数据，光学数据包含探测器的地理信息坐标、场景角度、安装高度以及探测图像，每个探测器可设置多个场景；根据探测图像中心点的像素坐标和待定位的目标异物的像素坐标，计算探测图像中心点与目标异物之间的水平角度差；以及，根据目标异物的像素坐标和参考点的像素坐标，计算目标异物与参考点之间的俯仰角度差/>；其中，参考点为探测器视场内机场跑道最远处的像素点；再根据场景角度和水平角度差/>，计算目标异物在极坐标系中的极角/>；根据探测器的地理信息在世界坐标系中的坐标和极角/>，计算探测器与参考点之间的实际距离/>；进而根据实际距离/>、安装高度以及俯仰角度差/>计算目标异物在极坐标系中的极径/>；最后将目标异物在极坐标系中的坐标/>转换为世界坐标；以及，将目标异物的世界坐标转换为地理信息坐标，从而实现机场跑道异物的地理信息坐标定位。

第二方面，一种机场跑道异物定位系统，包括：

数据接收模块，用于接收部署在机场跑道两侧的多个光学探测器发送的光学数据，光学数据包含探测器的地理信息坐标、场景角度、安装高度以及探测图像；

第一计算模块，用于根据探测图像中心点的像素坐标和待定位的目标异物的像素坐标，计算探测图像中心点与目标异物之间的水平角度差；以及，根据目标异物的像素坐标和参考点的像素坐标，计算目标异物与参考点之间的俯仰角度差/>；其中，参考点为探测器视场内机场跑道最远处的像素点；

第二计算模块，用于根据场景角度和水平角度差，计算目标异物在极坐标系中的极角/>；

第三计算模块，用于根据探测器的地理信息在世界坐标系中的坐标和极角，计算探测器与参考点之间的实际距离/>；

第四计算模块，用于根据实际距离、安装高度以及俯仰角度差/>计算目标异物在极坐标系中的极径/>；

世界坐标转换模块，用于将目标异物在极坐标系中的坐标转换为世界坐标；

地理信息坐标转换模块，用于将目标异物的世界坐标转换为地理信息坐标。

第三方面，一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的一种机场跑道异物定位方法的部分或全部步骤。

第四方面，一种电子设备，所述设备包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的一种机场跑道异物定位方法的部分或全部步骤。

第五方面，一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的一种机场跑道异物定位方法的部分或全部步骤。

相较于现有技术的有益效果：

本发明通过探测图像中心点、异物以及选取的参考点的像素坐标，再结合探测器发送的光学数据：探测器的地理信息坐标、场景角度和安装高度，即可计算出异物在极坐标系中的坐标，最后再将异物在极坐标系中的坐标/>转换为世界坐标，进而转换为地理信息坐标，从而实现机场跑道异物的地理信息的准确定位。本发明公开的技术方案在坐标转换过程中，无需针对探测设备进行参数标定，转换过程简单，对于后期针对大量部署的探测设备更易于维护，有利于降低维护成本；同时，适合多探测器多场景下的/>准确快速定位，有效提高异物定位效率。解决了现有/>探测系统场景适用度低及维护成本高的技术问题。

附图说明

图1为本发明实施例中一种机场跑道异物定位方法的流程示意图；

图2为本发明实施例中部署在机场跑道两侧的探测器覆盖示意图；

图3为本发明实施例中探测器视场示例图；

图4为本发明实施例中探测器探测异物时的俯视几何示意图；

图5为本发明实施例中探测器探测异物时的竖直切面几何示意图；

图6为本发明实施例中当前探测器与前一探测器及异物的几何关系示意图；

图7为本发明实施例中一种机场跑道异物定位系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例公开了一种机场跑道异物定位方法，通过一种机场跑道异物定位系统来实现，包括以下步骤：

步骤1，异物定位系统端接收部署在机场跑道两侧的多个光学探测器发送的光学数据。

如附图2所示，通常由于机场跑道为了利于排水的设计，跑道中线有供高，若单侧部署无法实现全跑道覆盖，因此覆盖一条长度达3600m的跑道就需要上百个探测器，实际工作中每个探测器包含多种探测机制，本发明针对的是光学探测器发现异物后，如何实现对的准确快速定位，而对于如何检测是否存在异物非本发明技术方案所要公开的内容，异物定位系统端在接收到来自光学探测器发送的光学数据，可以采用常规现有的图像检测算法检测是否存在异物，若是，则开始执行后续如何对/>的准确快速定位的步骤，即本发明技术方案；否则继续利用图像检测算法对接收的光学数据进行异物检测。

需要说明的是，光学探测器发送的光学数据包括探测器所在的地理信息坐标、探测器的安装高度/>、探测器探测时的视场角/>以及探测图像，其中，/>表示探测器的水平视场角，/>表示探测器的俯仰视场角。异物定位系统端将光学数据按照探测器地理信息坐标/>逆时针排序，若第（i-1）个探测器出现在第i个探测器视场中间时，则将所述第i个探测器的排序位置设置为零度。以此为基础，预设每个探测器的每个场景的视场角，每个探测器根据覆盖要求可设置N个场景。

步骤2，异物定位系统端根据探测图像中心点的像素坐标和待定位的目标异物的像素坐标，计算探测图像中心点与目标异物之间的水平角度差；以及，根据目标异物的像素坐标和参考点的像素坐标，计算目标异物与参考点之间的俯仰角度差/>；其中，参考点为探测器视场内机场跑道最远处的像素点。

在一个可行的实施方式中，异物定位系统端根据探测图像中心点的像素坐标和待定位的目标异物的像素坐标，计算探测图像中心点与目标异物之间的水平角度差，具体包括：

步骤201，异物定位系统端根据探测图像的分辨率和光学数据包含的探测器视场角，计算探测图像每个像素点的水平视场角，其计算式如下：

；

其中，表示探测图像的水平分辨率；/>表示探测器的水平视场角。

步骤202，异物定位系统端根据探测图像中心点的像素坐标、待定位的目标异物的像素坐标以及探测图像每个像素点的水平视场角，计算探测图像中心点与目标异物之间的水平角度差/>，其计算式如下：

；

其中，表示目标异物的像素横坐标；/>表示探测图像中心点的像素横坐标。

在一个可行的实施方式中，异物定位系统端根据目标异物的像素坐标和参考点的像素坐标，计算目标异物与参考点之间的俯仰角度差，具体包括：

步骤201^`，异物定位系统端根据探测图像的分辨率和光学数据包含的探测器视场角，计算探测图像每个像素点的俯仰视场角，其计算式如下：

；

其中，表示探测图像的垂直分辨率；/>表示探测器的俯仰视场角。

步骤202^`，根据参考点的像素坐标、目标异物的像素坐标以及探测图像每个像素点的俯仰视场角，计算参考点与目标异物之间的俯仰角度差/>，其计算式如下：

；

其中，表示目标异物的像素纵坐标；/>表示参考点的像素纵坐标。

需要说明的是，根据小孔成像原理可知，探测图像中每个像素点的俯仰视场角相同，以及每个像素点的水平视场角/>相同。

如图3所示，将探测图像的中心点O(u ₀ ,v ₀)作为光心，设P(u _p ,v _p)为FOD的像素坐标，A(u _a ,v _a)点为参考点的像素坐标。通过选取探测器视场内机场跑道最远处的像素点作为参考点，任意选取其中两个参考点，将经过所述两个参考点所在直线的所有像素点作为参考点集，直线/>可表示为A ₂ x+B ₂ y+C ₂ =0。由图3可知，A点与P点在水平方向上像素值一样，即u _a =u _p，因此，根据A ₂ x+B ₂ y+C ₂ =0可计算得到参考点的像素纵坐标/>，计算式如下：

。

步骤3，异物定位系统端根据场景角度和水平角度差，计算目标异物在极坐标系中的极角/> 。

在一个可行的实施方式中，极角的计算式如下：

；

其中，表示探测器在当前场景中的场景角度。

步骤4，根据探测器的地理信息在世界坐标系中的坐标和极角，计算探测器与参考点之间的实际距离/>。

在一个可行的实施方式中，根据探测器的地理信息在世界坐标系中的坐标和极角，计算探测器与参考点之间的实际距离/>，包括：

步骤401，通过建立世界坐标系，并利用墨卡托投影法，将探测器的地理信息坐标转换为世界坐标/>。

步骤402，将所有光学探测器的世界坐标点集按照机场跑道两侧的分布，分别拟合成两条直线，根据拟合的两条直线得到机场跑道中线的拟合直线。

异物定位系统端将分布在机场跑道两侧的光学探测器的地理位置在世界坐标系中的坐标点集：例如，｛G ₁₁ (x ₁₁ ,y ₁₁ )，G ₁₂ (x ₁₂ ,y ₁₂ )，...，G _1m (x _1m ,y _1m )｝和｛G ₂₁ (x ₂₁ ,y ₂₁ )，G ₂₂ (x ₂₂ , y ₂₂ )，...，G _2n (x _2n ,y _2n )｝，分别拟合成两条直线l ₁和l ₂，其中，点集｛G ₁₁ (x ₁₁ ,y ₁₁ )，G ₁₂ (x ₁₂ , y ₁₂ )，...，G _1m (x _1m ,y _1m )｝表示分布在机场跑道一侧的光学探测器的地理位置在世界坐标系中的坐标点集，｛G ₂₁ (x ₂₁ ,y ₂₁ )，G ₂₂ (x ₂₂ ,y ₂₂ )，...，G _2n (x _2n ,y _2n )｝表示分布在机场跑道另一侧的光学探测器的地理位置在世界坐标系中的坐标点集，m表示分布在机场跑道一侧的光学探测器的数量，n表示分布在机场跑道另一侧的光学探测器的数量。根据平行线的性质，计算出跑道中线所在的拟合直线L ₁，L ₁可表示为A ₁ x+B ₁ y+C ₁ =0。

步骤403，根据探测器的世界坐标，计算探测器距离直线的距离/>，其计算式如下：

；

其中，表示第/>个探测器的世界横坐标；/>表示第/>个探测器的世界纵坐标；

步骤404，根据探测器距离直线的距离/>和极角/>，计算探测器与参考点之间的实际距离/>，其计算式如下：

；

如图4所示，根据异物所在角度（即异物在极坐标系中的极角），利用三角函数可求出探测器到参考点的实际距离。

步骤5，根据实际距离、安装高度以及俯仰角度差/>计算目标异物在极坐标系中的极径/>。

在一个可行的实施方式中，根据实际距离、安装高度以及俯仰角度差/>计算目标异物在极坐标系中的极径/>，其计算式如下：

；

其中，表示探测器的安装高度。

如图5所示，在△ABC中，由上可知，∠PBA表示参考点与目标异物之间的俯仰角度差，即∠PBA=，则：

；

因此：

；

在△PBC中，BC的高为H(即探测器的安装高度)，则：

；

因此：

；

因此，综上所述，最终目标异物在极坐标系中的坐标如下：

。

步骤6，将目标异物在极坐标系中的坐标转换为世界坐标。

步骤7，将目标异物的世界坐标转换为地理信息坐标。

如图6所示，根据当前探测器世界坐标、前一探测器世界坐标、异物所在点的极坐标以及该三个点的位置关系，可计算出异物所在点对应的世界坐标。

最后再利用墨卡托投影法，将异物所在点对应的世界坐标转换为地理信息坐标，从而实现机场跑道异物的定位。

具体地，结合图3~6所示，下面举例说明：

假设此时40号探测器，8号场景发现异物；

40号探测器GIS为(104.4261321,30.30954647)，将其转换成直角坐标为(444823.89370800031,3353225.8712042239)。

39号探测器GIS为(104.4258962,30.30904563) ，将其转换成直角坐标为(444800.93141307140, 3353170.4847564669)。

相机视场角为(13.64,7.6725)、图片尺寸为(1920,1080)、相机光心坐标为(960,540)、相机安装高度为H=0.3675、8号场景角度为96.0°、异物目标框位置信息为(x=1500,y=307, width=14,height=10)。

拟合跑道中线为(2.4173210265489118x-1y+ 2277861.0517652738=0)。

选择8号场景图片上的两个参考点分别是(10,236)和(1902,240)。

拟合的参考点集所在直线为(4x-1892y+446472=0)。

计算探测器到中线距离为d ₀ =31.601。

选取目标框下边缘中心像素点作为异物点，由目标框信息可知异物点像素坐标为P(1507,317)。

将x=1507导入参考点集直线(4x-1892y+446472=0)，求得y=239.165，及参考点像素坐标为A(1507, 239.165)。

每个像素水平角视场角e _w =13.64/1920=0.00710417。

每个像素俯仰角视场角e _h =7.6725/1080=0.00710417。

参考点和异物点俯仰角相差a _h =(317-239.165)*0.00710417=0.553，同理光心点和异物点水平角度差a _w =(1507-960)*0.00710417=3.3886；前视场角度96，那么异物所在角度=96+3.3886=99.3886；d ₀ =31.601、利用三角函数可求出探测器到参考点实际距离d _a=d ₀/cos(/> -90°)= 32.030。

则探测器到异物的实际距离为：

d _p=H*tan(arctan(d _a /H)-a _h )=0.3675*tan(arctan(32.030/0.3675)-0.553)= 17.394，即可得到异物点极坐标P(99.3886,17.394)；民航局咨询通告要求FOD探测系统定位精度≤5m，经过大量数据统计，本发明技术方案的异物定位精度≤2m。

最后，根据当前探测器坐标(444823.89370800031,3353225.8712042239)、前一探测器坐标(444800.93141307140,3353170.4847564669)、异物所在点极坐标(99.3886, 15.041)以及三个点的位置关系，可求出异物点所在世界坐标P(444809.12772555265, 3353235.0646069702)。再利用墨卡托投影法，将世界坐标P(444809.12772555265, 3353235.0646069702)转换成地理信息坐标P(104.42597804706347, 30.309627679892550)；从而实现了机场跑道异物定位的目的。

本发明通过探测图像中心点、异物以及选取的参考点的像素坐标，再结合探测器发送的光学数据：探测器的地理信息坐标、场景角度和安装高度，即可计算出异物在极坐标系中的坐标，最后再将异物在极坐标系中的坐标/>转换为世界坐标，进而转换为地理信息坐标，从而实现机场跑道异物的地理信息的准确定位。本发明公开的技术方案在坐标转换过程中，采用的是“像素坐标系→极坐标系→世界坐标系→地理信息坐标系”，与现有光学定位采用的“像素坐标系→图像坐标系→相机坐标系→世界坐标系→地理信息坐标系”的模式存在本质上的区别，相较于现有光学定位模式，无需针对探测设备的内参进行参数标定，使用参数更少，转换过程更简单；而对于使用的标定数据，当出现设备损害时，新设备部署后，只需更新该设备不同场景的任意两个参考点的像素坐标及探测器的视场角，其他数据可以沿用，一次标定可终身使用，满足场景变换的需求，更适合多探测器多场景下的/>准确快速定位，有效提高异物定位效率。同时，由于部署流程少，使用参数少，对于后期针对大量部署的探测设备更易于维护，有利于降低维护成本。解决了现有/>探测系统场景适用度低及维护成本高的技术问题。

如图7所示，本发明实施例还公开了一种机场跑道异物定位系统700，包括：

数据接收模块710，用于接收部署在机场跑道两侧的多个光学探测器发送的光学数据，光学数据包含探测器的地理信息坐标、场景角度、安装高度以及探测图像；

第一计算模块720，用于根据探测图像中心点的像素坐标和待定位的目标异物的像素坐标，计算探测图像中心点与目标异物之间的水平角度差；以及，根据目标异物的像素坐标和参考点的像素坐标，计算目标异物与参考点之间的俯仰角度差/>；其中，参考点为探测器视场内机场跑道最远处的像素点；

第二计算模块730，用于根据场景角度和水平角度差，计算目标异物在极坐标系中的极角/>；

第三计算模块740，用于根据探测器的地理信息在世界坐标系中的坐标和极角，计算探测器与参考点之间的实际距离/>；

第四计算模块750，用于根据实际距离、安装高度以及俯仰角度差/>计算目标异物在极坐标系中的极径/>；

世界坐标转换模块760，用于将目标异物在极坐标系中的坐标转换为世界坐标；

地理信息坐标转换模块770，用于将目标异物的世界坐标转换为地理信息坐标。

本发明实施例一种机场跑道异物定位系统是对应上述实施例一种机场跑道异物定位方法，实现相应的功能。由于上述实施例中已经对一种机场跑道异物定位方法的步骤进行了详细的说明，故在此系统中不再赘述。

本发明实施例还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如实施例一所述的一种机场跑道异物定位方法的部分或全部步骤。

本发明实施例还公开了一种电子设备，所述设备包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如实施例一所述的一种机场跑道异物定位方法的部分或全部步骤。

本发明实施例还公开了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如实施例一所述的一种机场跑道异物定位方法的部分或全部步骤。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必需的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置或系统，可通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其他的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可为个人计算机、服务器或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：U盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储器中，存储器可以包括：闪存盘、只读存储器（英文：Read-Only Memory ，简称：ROM）、随机存取器（英文：Random Access Memory，简称：RAM）、磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种机场跑道异物定位方法，其特征在于，包括：

接收部署在机场跑道两侧的多个光学探测器发送的光学数据，光学数据包含探测器的地理信息坐标、场景角度、安装高度以及探测图像；

根据探测图像中心点的像素坐标和待定位的目标异物的像素坐标，计算探测图像中心点与目标异物之间的水平角度差；以及，根据目标异物的像素坐标和参考点的像素坐标，计算目标异物与参考点之间的俯仰角度差/>；其中，参考点为探测器视场内机场跑道最远处的像素点；

根据场景角度和水平角度差，计算目标异物在极坐标系中的极角/>；

根据探测器的地理信息在世界坐标系中的坐标和极角，计算探测器与参考点之间的实际距离/>；

根据实际距离、安装高度以及俯仰角度差/>计算目标异物在极坐标系中的极径/>；

将目标异物在极坐标系中的坐标转换为世界坐标；

将目标异物的世界坐标转换为地理信息坐标。

2.如权利要求1所述的机场跑道异物定位方法，其特征在于，根据探测图像中心点的像素坐标和待定位的目标异物的像素坐标，计算探测图像中心点与目标异物之间的水平角度差，包括：

根据探测图像的分辨率和光学数据包含的探测器视场角，计算探测图像每个像素点的水平视场角，其计算式如下：

；

其中，表示探测图像的水平分辨率；/>表示探测器的水平视场角；

根据探测图像中心点的像素坐标、待定位的目标异物的像素坐标以及探测图像每个像素点的水平视场角，计算探测图像中心点与目标异物之间的水平角度差/>，其计算式如下：

；

其中，表示目标异物的像素横坐标；/>表示探测图像中心点的像素横坐标。

3.如权利要求2所述的机场跑道异物定位方法，其特征在于，根据目标异物的像素坐标和参考点的像素坐标，计算目标异物与参考点之间的俯仰角度差，包括：

根据探测图像的分辨率和光学数据包含的探测器视场角，计算探测图像每个像素点的俯仰视场角，其计算式如下：

；

其中，表示探测图像的垂直分辨率；/>表示探测器的俯仰视场角；

根据参考点的像素坐标、目标异物的像素坐标以及探测图像每个像素点的俯仰视场角，计算参考点与目标异物之间的俯仰角度差/>，其计算式如下：

；

其中，表示目标异物的像素纵坐标；/>表示参考点的像素纵坐标。

4.如权利要求3所述的机场跑道异物定位方法，其特征在于，根据场景角度和水平角度差，计算目标异物在极坐标系中的极角/>，其计算式如下：

；

其中，表示探测器在当前场景中的场景角度。

5.如权利要求4所述的机场跑道异物定位方法，其特征在于，根据探测器的地理信息在世界坐标系中的坐标和极角，计算探测器与参考点之间的实际距离/>，包括：

通过建立世界坐标系，并利用墨卡托投影法，将探测器的地理信息坐标转换为世界坐标；并将所有光学探测器的世界坐标点集按照机场跑道两侧的分布，分别拟合成两条直线，根据拟合的两条直线得到机场跑道中线的拟合直线；

根据探测器的世界坐标，计算探测器距离直线的距离/>，其计算式如下：

；

其中，表示第/>个探测器的世界横坐标；/>表示第/>个探测器的世界纵坐标；

根据探测器距离直线的距离/>和极角/>，计算探测器与参考点之间的实际距离/>，其计算式如下：

。

6.如权利要求5所述的机场跑道异物定位方法，其特征在于，根据实际距离、安装高度以及俯仰角度差/>计算目标异物在极坐标系中的极径/>，其计算式如下：

；

其中，表示探测器的安装高度。

7.一种机场跑道异物定位系统，其特征在于，包括：

数据接收模块，用于接收部署在机场跑道两侧的多个光学探测器发送的光学数据，光学数据包含探测器的地理信息坐标、场景角度、安装高度以及探测图像；

第一计算模块，用于根据探测图像中心点的像素坐标和待定位的目标异物的像素坐标，计算探测图像中心点与目标异物之间的水平角度差；以及，根据目标异物的像素坐标和参考点的像素坐标，计算目标异物与参考点之间的俯仰角度差/>；其中，参考点为探测器视场内机场跑道最远处的像素点；

第二计算模块，用于根据场景角度和水平角度差，计算目标异物在极坐标系中的极角/>；

第三计算模块，用于根据探测器的地理信息在世界坐标系中的坐标和极角，计算探测器与参考点之间的实际距离/>；

第四计算模块，用于根据实际距离、安装高度以及俯仰角度差/>计算目标异物在极坐标系中的极径/>；

世界坐标转换模块，用于将目标异物在极坐标系中的坐标转换为世界坐标；

地理信息坐标转换模块，用于将目标异物的世界坐标转换为地理信息坐标。