CN105549110A - 一种机场跑道异物检测设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机场跑道异物检测设备和方法，包括：数据采集单元，用于对机场跑道进行图像采集得到图像采集数据，对机场跑道进行雷达扫描得到雷达扫描数据，并将图像采集数据和雷达扫描数据发送至异物检测单元；异物检测单元，用于接收数据采集单元发送的图像采集数据以及雷达扫描数据，并对图像采集数据以及雷达扫描数据进行处理，得到机场跑道异物的位置信息；显示单元，用于接收异物检测单元得到的机场跑道异物的位置信息，并显示机场跑道异物的位置。通过将图像采集技术和雷达扫描技术相结合，并根据图像采集结果和雷达扫描结果确定机场跑道异物的位置信息，可以有效提高检测机场跑道中出现异物的准确度。

Description

一种机场跑道异物检测设备和方法

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种机场跑道异物检测设备和方法。

背景技术

机场外来物碎片(ForeignObjectDebris，简称FOD)又称为机场跑道异物，指的是石块、金属器件、胶带、塑料制品、纸张、树叶等物体或者物体碎片，这些机场跑道异物在一定程度上给航空器在地面的安全运行带来威胁。例如：机场跑道上的塑料制品(如塑料袋)可以轻易的被吸入航空器的发动机，导致发动机失效；机场跑道上的一些金属碎片容易导致航空器的轮胎爆裂等等。随着民航事业的不断发展，客流量的不断增加，外来物碎片掉落的数量也不断增加，对机场的安全性的威胁越来越大，因此，准确检测机场跑道异物变得至关重要。

常见的对机场跑道异物的检测技术主要包含：光学视频检测技术和雷达检测技术。其中，光学视频检测技术主要采用图像采集和图像处理技术，通过在机场的设定区域定点设置高分辨率的图像采集设备(例如：摄像设备等)以实现对机场跑道上是否出现异物进行实时检测，同时采用图像处理技术对图像采集设备采集到的数据进行分析以确定机场跑道中出现的异物的位置；雷达检测技术主要采用无线电技术，通过将雷达传感器定点安装于机场的设定区域，通过发射和接收电磁波来分析确定机场跑道中出现异物的位置。

然而，光学视频检测技术易受到天气以及光照的影响，不易发现与机场跑道颜色相近的异物，且夜间需采用红外补光设备补充光源，也就是说，在大气能见度较低的情况下，利用光学视频检测技术检测机场跑道中出现异物的准确度较低；雷达检测技术不能得到直观的机场跑道图像，且易受杂波和二次反射等影响，同样存在检测机场跑道中出现异物的准确度较低的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种机场跑道异物检测设备和方法，用于解决现有的光学视频检测技术以及雷达检测技术检测机场跑道中出现异物的准确度较低的问题。

本发明提供了一种机场跑道异物检测设备，包括：

数据采集单元，用于对机场跑道进行图像采集得到图像采集数据，对机场跑道进行进行雷达扫描得到雷达扫描数据，并将所述图像采集数据和所述雷达扫描数据发送至异物检测单元；

异物检测单元，用于接收所述数据采集单元发送的所述图像采集数据以及所述雷达扫描数据，并对所述图像采集数据以及所述雷达扫描数据进行处理，得到所述机场跑道异物的位置信息；

显示单元，用于接收所述异物检测单元得到的所述机场跑道异物的位置信息，并显示所述机场跑道异物的位置。

本发明提供了一种机场跑道异物检测方法，包括：

对机场跑道进行图像采集和雷达扫描，并得到图像采集数据以及雷达扫描数据；

对所述图像采集数据以及所述雷达扫描数据进行处理，以得到所述机场跑道异物的位置信息；

根据所述机场跑道异物的位置信息，显示所述机场跑道异物的位置。

本发明有益效果如下：

本发明实施例包括数据采集单元，用于对机场跑道进行图像采集得到图像采集数据，对机场跑道进行进行雷达扫描得到雷达扫描数据，并将所述图像采集数据和所述雷达扫描数据发送至异物检测单元；异物检测单元，用于接收所述数据采集单元发送的所述图像采集数据以及所述雷达扫描数据，并对所述图像采集数据以及所述雷达扫描数据进行处理，得到所述机场跑道异物的位置信息；显示单元，用于接收所述异物检测单元得到的所述机场跑道异物的位置信息，并显示所述机场跑道异物的位置。通过将图像采集技术和雷达扫描技术相结合，并同时对机场跑道进行图像采集和雷达扫描，根据图像采集结果和雷达扫描结果确定机场跑道异物的位置信息，可以有效提高检测机场跑道中出现异物的准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种机场跑道异物检测设备结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种数据采集单元的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种数据采集单元的分布示意图；

图4为本发明实施例提供的一种机场跑道异物检测方法流程示意图。

具体实施方式

为了实现本发明的目的，本发明实施例中提供了一种机场跑道异物检测设备和方法，包括数据采集单元，用于对机场跑道进行图像采集得到图像采集数据，对机场跑道进行雷达扫描得到雷达扫描数据，并将所述图像采集数据和所述雷达扫描数据发送至异物检测单元；异物检测单元，用于接收所述数据采集单元发送的所述图像采集数据以及所述雷达扫描数据，并对所述图像采集数据以及所述雷达扫描数据进行处理，得到所述机场跑道异物的位置信息；显示单元，用于接收所述异物检测单元得到的所述机场跑道异物的位置信息，并显示所述机场跑道异物的位置。通过将图像采集技术和雷达扫描技术相结合，并同时对机场跑道进行图像采集和雷达扫描，根据图像采集结果和雷达扫描结果确定机场跑道异物的位置信息，可以有效提高检测机场跑道中出现异物的准确度。

需要说明的是，本发明提供的实施例可以有效检测机场跑道出现的异物，这里的机场跑道异物包括但不限于石块、金属器件、胶带、塑料制品、纸张、树叶等物体或者物体碎片，本发明实施例对机场跑道异物不做具体限定。

需要说明的是，本发明提供的实施例将图像采集技术和雷达扫描技术相结合，可以用于检测机场跑道出现的异物，并能够有效确定机场跑道异物的位置信息，除此之外，本发明提供的实施例还可以用于其他需要对物体进行图像采集或者雷达扫描的应用场景中，这里不做具体限定，本发明实施例以对机场跑道出现的异物为进行的数据采集为例进行说明。

下面将结合说明书附图对本发明各个实施例作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的一种机场跑道异物检测设备结构示意图，所述设备包括：数据采集单元11、异物检测单元12和显示单元13，其中：

数据采集单元11，用于对机场跑道进行图像采集得到图像采集数据，对机场跑道进行雷达扫描得到雷达扫描数据，并将所述图像采集数据和所述雷达扫描数据发送至异物检测单元12；

异物检测单元12，用于接收所述数据采集单元11发送的所述图像采集数据以及所述雷达扫描数据，并对所述图像采集数据以及所述雷达扫描数据进行处理，得到所述机场跑道异物的位置信息；

显示单元13，用于接收所述异物检测单元12得到的所述机场跑道异物的位置信息，并显示所述机场跑道异物的位置。

需要说明的是，在机场跑道上可能出现异物，也可能没有出现异物，若在机场跑道上出现异物，需要对出现的异物进行检测，并得到异物出现的位置，若在机场跑道上没有出现异物，需要对可能出现的异物进行检测，不做具体限定，在本发明提供的实施例中，以机场跑道出现异物为例进行说明。

在对机场跑道出现的异物进行检测时，本发明提供的实施例将图像采集技术与雷达扫描技术相结合，以提高检测机场跑道中出现异物的准确度。

具体地，由所述数据采集单元11对机场跑道的图像采集和雷达扫描，并得到机场跑道的图像采集数据和雷达扫描数据，以得到机场跑道上出现的异物的位置信息。

可选地，所述数据采集单元11包括图像采集模块111和雷达模块112，其中：

所述图像采集模块111，用于对机场跑道进行图像采集；

所述雷达模块112，用于对机场跑道进行雷达扫描。

也就是说，所述数据采集单元11通过所述图像采集模块111对机场跑道的图像采集，并通过所述雷达模块112对机场跑道的雷达扫描。

需要说明的是，所述图像采集模块111可以通过摄像设备对机场跑道进行图像采集，这里的摄像设备可以是工业相机，也可以是其它具有摄像功能的设备，不作具体限定，摄像设备的参数信息可以根据实际需要确定，这里也不做具体限定。

所述雷达模块112可以采用毫米波FMCW雷达，也可以采用其他类型的雷达，本发明实施例不作具体限定，所采用的雷达的频段可以是Ka波段、E波段，也可以是W波段，还可以是亚毫米波段，可以根据实际需要和检测精度选择采用哪种波段的雷达，这里也不做具体限定。

可选地，所述数据采集单元11还包括红外激光补偿模块113，其中：

所述红外激光补偿模块113，用于所述图像采集模块111在夜间对所述机场跑道进行图像采集时，为所述图像采集模块111补充光源。

需要说明的是，所述图像采集模块111通过摄像设备进行图像采集时，所述摄像设备所处环境的光照强度需要满足设定的图像采集条件，所述摄像设备才可以采集到清晰的图像，因此，所述图像采集单元111通过所述摄像设备对机场跑道进行图像采集时，机场跑道的光照强度需要满足设定的图像采集条件，以使得所述图像采集单元111能够获得清晰的采集图像。

这里的设定的图像采集条件可以根据实际选择的摄像设备确定，这里不做具体限定。

具体地，所述图像采集模块111在对机场跑道进行图像采集时，图像采集的时间包括日间和夜间，在日间进行图像采集时，由于光照强度可以满足图像采集条件，所述图像采集模块111可以获得清晰的采集图像，但是，在夜间进行图像采集时，由于夜间的光照不能满足图像采集条件，因此，图像采集模块111将无法获得清晰的采集图像，本发明实施例提供的红外激光补偿模块113，通过为所述数据采集单元111补充光源，使得所述数据采集单元111在夜间进行图像采集时能够得到清晰的采集图像。其中，所述红外激光补偿模块113的具体参数可以根据实际需要进行确定，这里不做具体限定。

需要说明的是，所述图像采集模块111在日间对机场跑道进行图像采集时，可能存在日间的可见度较差，光照强度不满足图像采集条件的情况，此时，也可以通过所述红外激光补偿模块113为所述数据采集单元111补充光源，

可选地，所述数据采集单元11还包括控制模块114，其中：

所述异物检测单元12，还用于向所述控制模块114发送数据采集指令，其中，所述数据采集指令用于指示所述控制模块114对机场跑道进行图像采集和雷达扫描；

所述控制模块114，用于接收所述异物检测单元12发送的数据采集指令。

也就是说，所述异物检测单元12确定所述数据采集单元11是否对机场跑道进行数据采集，具体地，在所述异物检测单元12向所述数据采集单元11发送数据采集指令，所述数据采集单元11通过所述控制模块114接收到所述数据采集指令后，所述数据采集单元11对机场跑道进行数据采集。

其中，所述数据采集单元11通过所述控制模块114控制所述图像采集模块111对机场跑道进行图像采集，并通过所述控制模块114控制所述雷达模块112对机场跑道进行雷达扫描。

可选地，所述控制模块114还用于将所述图像采集数据以及所述雷达扫描数据发送至所述异物检测单元12。

所述控制模块114控制所述图像采集模块111对机场跑道进行图像采集，可以得到机场跑道的图像采集数据，所述控制模块114控制所述雷达模块112对机场跑道进行雷达扫描，可以得到机场跑道的雷达扫描数据，所述控制单元114将得到的所述图像采集数据以及所述雷达扫描数据发送至所述异物检测单元12，以便于所述异物检测单元12对所述图像采集数据以及所述雷达扫描数据进行处理。

所述异物检测单元12在接收到所述控制模块114发送的所述图像采集数据以及所述雷达扫描数据后，对所述图像采集数据以及所述雷达扫描数据进行处理，并根据处理结果确定机场跑道上出现异物的位置信息。

其中，可以采用直方图波形分析法对所述图像采集数据进行处理，可以采用噪声滤波、雷达成像、图像增强、边缘检测等方法，并通过聚类分析算法对所述雷达扫描数据进行处理，这里对所述图像采集数据以及所述雷达扫描数据的处理方法不作具体限定。

需要说明的是，所述异物检测单元12在确定异物的位置信息时，可以通过对所述图像采集数据进行处理，并根据处理结果得到机场跑道上出现的异物的位置信息，也可以通过对所述雷达扫描数据进行处理，并根据处理结果得到机场跑道上出现的异物的位置信息，还可以将通过所述图像采集数据得到的异物位置信息以及通过所述雷达扫描数据得到的异物位置信息进行对比，进一步得到机场跑道上出现的异物的位置信息，这里不做具体限定，只要可以得到机场跑道上出现的异物的位置信息即可。

可选地，所述异物检测单元12还包括报警模块121，其中：

所述报警模块121用于所述异物检测单元12在检测到机场跑道出现异物时，发出报警信息。

所述异物检测单元12在确定机场跑道出现异物时，由所述报警模块121发出报警信息，以便于提示机场工作人员机场跑道出现异物。

可选地，所述异物检测单元12，还用于将得到的所述机场跑道异物的位置信息发送至所述显示单元13。

所述异物检测单元12在确定得到机场跑道异物的位置信息后，将所述机场跑道异物的位置信息发送至所述显示单元13，所述显示单元13在根据所述位置信息确定所述机场跑道异物的位置后，显示所述机场跑道异物的位置，以便于机场工作人员可以直观地确定机场跑道出现异物的位置，并能够对所述位置的异物进行清理。

可选地，所述显示单元13还用于显示所述报警信息。

基于上述记载的机场跑道异物检测设备，对机场跑道异物进行检测的主要步骤如下：

第一步：所述数据采集单元11处于初始化状态，所述控制模块114等待接收所述异物检测单元12的数据采集指令；

第二步：所述异物检测单元12向所述控制模块114发送数据采集指令，指示所述控制模块114对机场跑道进行图像采集和雷达扫描；

第三步：所述控制模块114在接收到所述异物检测单元12发送的数据采集指令后，所述控制模块114控制所述图像采集模块111对机场跑道进行图像采集，得到图像采集数据，所述控制模块114控制所述雷达模块112对机场跑道进行雷达扫描，得到雷达扫描数据；

第四步：所述控制模块114将所述图像采集数据以及所述雷达扫描数据发送至所述异物检测单元12,；

第五步：所述异物检测单元12接收所述图像采集数据以及所述雷达扫描数据，并对所述图像采集数据以及所述雷达扫描数据进行处理，并在检测到机场跑道出现异物时，发出报警信息，并将得到机场跑道异物的位置信息发送至所述显示单元13；

第六步：所述显示单元13接收所述异物检测单元12发送的机场跑道异物的位置信息，并显示所述机场跑道异物的位置。

这样，机场工作人员在确定机场跑道出现异物后，可以直接对出现的异物进行清理，也可以通过距离异物位置最近的数据采集单元再次对出现的异物进行数据采集，并在确认异物的位置后，对出现的异物进行清理，以避免机场跑道异物对航空器在地面的安全运行带来威胁。

需要说明的是，对机场跑道进行数据采集的频率可以根据实际需要进行设定，这里不作具体限定。

图2为本发明实施例提供的一种数据采集单元的结构示意图。

如图2所示，数据采集单元包括图像采集模块、雷达模块、红外激光补偿模块，其中，图2中还包括支架、转台和固定结构。

雷达模块包括发射天线和接收天线，并可以实现对机场跑道的雷达扫描，图像采集模块可以实现对机场跑道的图像采集，红外激光补偿模块可以为图像采集模块补偿光源，支架用于将数据采集单元固定在转台上，转台可以实现对数据采集单元的旋转，以使得数据采集单元对机场跑道进行全方位的扫描，固定结构用于将转台固定在机场跑道的设定区域。

需要说明的是，支架需要设置为易碎支架，其中，将支架设置为易碎支架的目的，一方面便于拆卸，另一方面当数据采集单元与航空器发生碰撞后，由于固定支架易碎，因此可以避免数据采集单元对航空器的运行产生影响。

需要说明的是，在实际应用场景中，采用多个数据采集单元对机场跑道进行数据采集，以使得对整个机场跑道区域出现的异物进行检测。

图3为本发明实施例提供的一种数据采集单元的分布示意图。

如图3所示，标号1表示数据采集单元，标号2表示机场跑道，标号3表示数据采集单元检测的区域。

假设机场跑道的宽度为45m，采用分布式的方法将数据采集单元分布在跑道两侧，相邻两个数据采集单元间的距离为60m。每个数据采集单元的检测范为半径为37.5m的半圆，检测的区域为22.5m×60m的矩形区域，每个数据采集单元检测的区域彼此拼接，可以实现对整个机场跑道区域的检测。

本发明实施例提供的方案采用分布式的方法将数据采集单元分布在机场跑道两侧，当其中一个数据采集单元出现故障后，可以扩大相邻数据采集单元的检测半径，使得故障数据采集单元相邻的数据采集单元的检测区域覆盖故障数据采集单元对应的检测区域，保证对整个机场跑道区域的检测。

本发明实施例提供的方案：数据采集单元，用于对机场跑道进行图像采集得到图像采集数据，对机场跑道进行雷达扫描得到雷达扫描数据，并将所述图像采集数据和所述雷达扫描数据发送至异物检测单元；异物检测单元，用于接收所述数据采集单元发送的所述图像采集数据以及所述雷达扫描数据，并对所述图像采集数据以及所述雷达扫描数据进行处理，得到所述机场跑道异物的位置信息；显示单元，用于接收所述异物检测单元得到的所述机场跑道异物的位置信息，并显示所述机场跑道异物的位置。通过将图像采集技术和雷达扫描技术相结合，并同时对机场跑道进行图像采集和雷达扫描，根据图像采集结果和雷达扫描结果确定机场跑道异物的位置信息，可以有效提高检测机场跑道中出现异物的准确度。

需要说明的是，本申请实施例提供的机场跑道异物检测设备可以通过硬件方式实现，也可以通过软件方式实现，这里不做限定。

图4为本发明实施例提供的一种机场跑道异物检测方法流程示意图，所述方法如下所述。

步骤401：对机场跑道进行图像采集和雷达扫描，并得到图像采集数据以及雷达扫描数据。

在步骤401中，为了得到机场跑道出现的异物的位置信息，需要对机场跑道进行数据采集，其中，所述数据采集包括图像采集和雷达扫描，数据采集数据包括图像采集数据以及雷达扫描数据。

步骤402：对所述图像采集数据以及所述雷达扫描数据进行处理，以得到所述机场跑道异物的位置信息。

在步骤402中，对采集到的图像采集数据以及雷达扫描数据进行处理，并根据处理结果确定机场跑道出现异物的位置信息。

可选地，在检测到机场跑道出现异物时，发出报警信息，以便于提示机场工作人员机场跑道出现异物。

步骤403：根据所述机场跑道异物的位置信息，显示所述机场跑道异物的位置。

在步骤403中，将机场跑道出现的异物的位置进行显示，这样，机场工作人员可以直观地看到异物的位置，并根据显示的异物的位置对异物进行清理，避免机场跑道异物对航空器在地面的安全运行带来威胁。

本领域的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置(设备)、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、装置(设备)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种机场跑道异物检测设备，其特征在于，包括：

数据采集单元，用于对机场跑道进行图像采集得到图像采集数据，以及对机场跑道进行雷达扫描得到雷达扫描数据，并将所述图像采集数据和所述雷达扫描数据发送至异物检测单元；

异物检测单元，用于接收所述数据采集单元发送的所述图像采集数据以及所述雷达扫描数据，并对所述图像采集数据以及所述雷达扫描数据进行处理，得到所述机场跑道异物的位置信息；

显示单元，用于接收所述异物检测单元得到的所述机场跑道异物的位置信息，并显示所述机场跑道异物的位置。

2.如权利要求1所述的机场跑道异物检测设备，其特征在于，所述数据采集单元包括图像采集模块和雷达模块，其中：

所述图像采集模块，用于对机场跑道进行图像采集；

所述雷达模块，用于对机场跑道进行雷达扫描。

3.如权利要求1或2任一项所述的机场跑道异物检测设备，其特征在于，所述数据采集单元还包括红外激光补偿模块，其中：

所述红外激光补偿模块，用于所述图像采集模块在夜间对所述机场跑道进行图像采集时，为所述图像采集模块补充光源。

4.如权利要求1所述的机场跑道异物检测设备，其特征在于，所述数据采集单元还包括控制模块，其中：

所述异物检测单元，还用于向所述控制模块发送数据采集指令，其中，所述数据采集指令用于指示所述控制模块对机场跑道进行图像采集和雷达扫描；

所述控制模块，用于接收所述异物检测单元发送的数据采集指令。

5.如权利要求4所述的机场跑道异物检测设备，其特征在于，

所述控制模块还用于将所述图像采集数据以及所述雷达扫描数据发送至所述异物检测单元。

6.如权利要求1所述的机场跑道异物检测设备，其特征在于，所述异物检测单元还包括报警模块，其中：

所述报警模块用于所述异物检测单元在检测到机场跑道出现异物时，发出报警信息。

7.如权利要求1所述的机场跑道异物检测设备，其特征在于，

所述异物检测单元，还用于将得到的所述机场跑道异物的位置信息发送至所述显示单元。

8.一种机场跑道异物检测方法，其特征在于，包括：

对机场跑道进行图像采集和雷达扫描，并得到图像采集数据以及雷达扫描数据；

对所述图像采集数据以及所述雷达扫描数据进行处理，以得到所述机场跑道异物的位置信息；

根据所述机场跑道异物的位置信息，显示所述机场跑道异物的位置。

9.如权利要求8所述的机场跑道异物检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

在检测到机场跑道出现异物时，发出报警信息。