CN107728136A - 一种机场跑道异物监测和清除引导***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机场跑道异物监测和清除引导***及方法，属于民航监测领域。该机场跑道异物监测和清除引导***包括探测装置、网络交换机、主控中心服务器和主控中心显示器；在机场跑道的一侧按照设定的间距布置有至少一个所述探测装置；所述的探测装置包括雷达探测单元、光学探测单元和控制箱；所述雷达探测单元、光学探测单元与控制箱连接，所述控制箱与网络交换机连接；所述网络交换机与主控中心服务器连接；所述主控中心显示器与主控中心服务器连接。本发明使用的雷达探测单元和光学探测单元布置在统一的探测装置上，监控方式统一，布置位置安全，安装维护方便。

Description

一种机场跑道异物监测和清除引导***及方法

技术领域

本发明属于民航监测领域，具体涉及一种机场跑道异物监测和清除引导***及方法。

背景技术

机场跑道异物FOD(foreign object debris)是任何不属于机场但出现在机场运作区域并可能对机场造成损失或者飞机造成损害的外来物品。机场跑道异物给飞行安全带来重大隐患，有可能造成航班延误、航空器损毁或人员伤亡。

常见的对机场跑道异物的检测技术有光学检测技术和雷达检测技术。其中，光学检测技术采用在跑道测布置图像采集设备来监测机场跑道异物，典型的如新加坡Scratech公司的iFerret***，这种纯光学检测模式图像处理数据量大，过程复杂，致命的缺点是可见光摄像机受光照影响很大，在大雾和黑夜的条件下检测效率低。雷达检测技术主要采用无线电技术，通过发射电磁波和接收回波来探测异物，***探测距离远，受气象和烟尘的影响较小，但是易受跑道两侧草等物体的杂波的影响。可见，同时利用光学检测技术和雷达检测技术进行图像融合检测与识别，是提高跑道异物检测准确性的研究方向。

授权公告号为CN 204241708U的实用新型专利公开了一种机场跑道异物检测***。该***在一条机场跑道仅布置一个塔台，在塔台上设有仅一个雷达设备和摄像设备，控制主机与雷达设备和摄像设备之间通过线缆连接。雷达发现异物后将位置报告给控制主机，控制主机控制摄像设备拍摄异物的图像信息。使用的雷达设备为8mm波段和/或3mm波段塔架式雷达。一般机场跑道长度在3000米以上，根据FAA的检测标准，FOD探测***检测精度最小为直径3.1cm高度3.8cm大小圆柱体物体。若要检测出上述尺度大小的异物，其在图像中所占大小至少需要4×4像素，且机场跑道一般都有一定的横坡和纵坡。该专利宣称仅用一个雷达设备和摄像设备可检测整条跑道，其技术可行性、测量精度及可探测FOD最小尺寸均存在明显缺陷。

授权公告号为CN 203299402U的实用新型专利公开了一种用于机场跑道的异物检测***。该***在机场跑道旁布置检测雷达，在跑道边灯旁或边灯上安装摄像设备，检测雷达不间断的对机场跑道进行扫描，获取异物的位置坐标数，控制塔控制摄像设备进行图像拍摄确认FOD的精确位置。该***将摄像设备安装在跑道边灯旁或边灯上，安装高度受净空保护限制只能大致边灯高度对齐，因此摄像设备的拍摄距离较短，安装数量较多，***成本高，安装布线困难。

申请公告号为CN 105403931A的发明专利申请公布了一种混合体制机场跑道异物探测***，***包括：塔架式光学探测装置、边灯式光电混合探测装置、固态边灯式探测装置、数据处理模块、异物检测融合模块、显示模块、控制模块、异物定位引导模块。塔架式光学探测装置为纯光学设备，边灯式光电混合探测装置为第一FOD探测雷达和第一FOD光学模块相结合探测，固态边灯式探测装置为第二FOD探测雷达和第二FOD光学模块相结合探测。该***设备众多，结构复杂。

现有公布的机场跑道异物监测***专利中，也有部分移动式探测***，这种***只能在前后两架航班之间的空隙时间进行检测，探测时间长，且没有根本改变需要人为参加FOD检测的模式，无法全天候工作，而仅仅是使得检测清理过程机械化，且车载设备本身也会带来引入新的FOD物体的隐患。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种机场跑道异物监测和清除引导***及方法，能够快速探测并引导清除FOD目标，探测准确性高、精度高，实用性强，结构简单，测点布置少，布置位置安全，施工简单。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种机场跑道异物监测和清除引导***，包括探测装置、网络交换机、主控中心服务器和主控中心显示器；

在机场跑道的一侧按照设定的间距布置有至少一个所述探测装置；所述探测装置包括雷达探测单元、光学探测单元和控制箱；

所述雷达探测单元、光学探测单元与控制箱连接，所述控制箱与网络交换机连接；所述网络交换机与主控中心服务器连接；

所述主控中心显示器与主控中心服务器连接。

所述探测装置进一步包括光学指示装置、转台和至少一个塔架；

所述雷达探测单元、转台、控制箱安装在同一个或不同的塔架上；

所述光学探测单元安装在所述转台上，能够随转台一起旋转；所述光学指示装置安装在所述光学探测单元上；

所述雷达探测单元与光学探测单元有安装高度差，防止水平方向互相遮挡；优选地，所述光学探测单元高于所述雷达探测单元的天线罩；

所述光学指示装置能够发射激光，用于指示机场跑道异物的位置，以及在环境光照度不够时进行补光。

所述控制箱包括电源模块、通信模块和光电控制器；

所述电源模块将交流电转换为直流电后给所述光学探测单元、雷达探测单元、通信模块、光电控制器、光学指示装置和转台供电；

所述通信模块分别与光学探测单元、雷达探测单元、网络交换机连接；

所述通信模块通过网络交换机接收来自主控中心服务器的控制和查询信号，进行数据解码后发送给光学探测单元、雷达探测单元；

所述通信模块接收光学探测单元发送来的光学探测单元工作状态、图像、雷达探测单元发送来的雷达探测单元工作状态、机场跑道异物的位置信息，将数据编码成统一格式后发送给主控中心服务器；所述位置信息包括方位角、高低角、距离；

所述光电控制器包括光照度传感器，能够实时监测当前环境光照度，当环境光照度不足以获得最佳图像效果时，自动开启光学指示装置进行补光；

所述光电控制器将主控中心服务器发送来的机场跑道异物的机场坐标系坐标转换为转台的转动角度、光学探测单元的俯仰角度、光学探测单元的焦距，然后控制转台和光学探测单元的运动。

所述主控中心服务器接收到雷达探测单元发送的疑似机场跑道异物的位置信息后，将机场跑道异物的位置信息变换为统一的机场坐标系坐标后发送给光电控制器；

所述主控中心服务器根据光学探测单元拍摄的图像对机场跑道异物进行识别得到识别结果，并将识别结果显示在主控中心显示器上；

所述识别结果包括机场跑道异物的坐标、大小、材料、名称、危险等级以及是否需要清理；

优选地，所述主控中心服务器能够根据当前的气象信息实时调整光学探测单元的图像拍摄模式，获得最佳图像成像效果。

所述***进一步包括移动终端，其上安装有机场地图，其通过无线网络与主控中心服务器进行通讯；

所述移动终端显示主控中心服务器发送来的所述识别结果以及清除路径的导航。

所述***进一步包括硬盘录像机，其与网络交换机连接，将各个光电探测单元发来的视频进行自动录像存盘。

优选的，所述探测装置安装在机场跑道一侧，与跑道中线的距离在150米以外，高度满足机场净空保护要求；

相邻两个所述探测装置之间的间距为400～600米；

所述探测装置与网络交换机之间的网络连接采用星型网络拓扑；网络传输的介质采用光纤或是其它传输介质。

优选的，所述雷达探测单元采用毫米波雷达；

所述的光学探测单元采用低照度高变焦能力摄像机，其上电后处于待机状态，不主动拍摄图像；

所述塔架采用强度高且易碎材料制作而成。

利用上述***实现的跑道异物探测和清除引导方法如下：

(1)启动机场跑道异物监测和清除引导***；

(2)雷达探测单元自动不间断地扫描跑道；

(3)如果雷达探测单元发现机场跑道异物，则将机场跑道异物的位置信息发送给主控中心服务器，然后转入步骤(4)；如果未发现机场跑道异物，则返回步骤(2)；

(4)主控中心服务器将接收到的机场跑道异物的位置信息进行坐标变换得到机场坐标系坐标，并将机场坐标系坐标发送给光电控制器；

(5)所述光电控制器将接收到的机场坐标系坐标转换为转台的转动角度、摄像机的俯仰角度、摄像机的焦距，然后控制转台和光学探测单元的运动，光学探测单元拍摄图像后，将图像发送给主控中心服务器；

(6)主控中心服务器根据所述图像对机场跑道异物的属性进行识别，所述属性包括坐标、大小、材料、名称、危险等级；

(7)如果识别出机场跑道异物的属性，则将机场跑道异物的属性显示在主控中心显示器上，同时将该机场跑道异物的属性发送至移动终端；然后转入步骤(8)；如果未能识别出机场跑道异物的属性，则在主控中心显示器上提示操作人员手动控制转台和光学探测单元的动作，抓拍最终的机场跑道异物的图像并发送给主控中心服务器，然后返回步骤(6)；

(8)主控中心服务器判断机场跑道异物的危险等级是否低于预先设置的阈值，如果是，则转入步骤(9)，如果否，则转入步骤(10)；

(9)主控中心服务器向移动终端发送无需清除的信息，同时将该机场跑道异物的属性保存至数据库，然后返回步骤(3)；

(10)主控中心服务器向移动终端发送清除命令，移动终端上的机场地图实时导航工作人员的清除路径，同时开启离该机场跑道异物最近的探测装置上的光学指示装置对该机场跑道异物进行照射，引导工作人员到达目标位置；

(11)工作人员清除机场跑道异物后，通过移动终端向主控中心服务器发送清除完毕的信息；主控中心服务器接收到清除完毕的信息后，判断雷达探测单元是否仍然探测到该位置存在机场跑道异物，如果不存在，则发送目标已清除的信息给移动终端，同时关闭光学指示装置，转入步骤(12)，如果仍然存在，则返回步骤(10)；

(12)工作人员将该机场跑道异物的详细信息上报至主控服务器，由主控服务器将该信息保存到数据库。

所述步骤(6)中的主控中心服务器对机场跑道异物进行识别是采用具有机器学习机制的神经网络算法实现的。

所述步骤(6)进一步包括：

所述主控中心服务器接收到雷达探测单元发送的疑似机场跑道异物的位置信息后，控制光学探测单元拍摄机场跑道异物的图像，如果图像质量不足以满足识别要求，则分析该光学探测单元的转台角度、摄像机焦距、图像背景干扰信息，重新控制该光学探测单元邻近的左侧或/和右侧的另外一台或两台光学探测单元拍摄机场跑道异物的图像，然后将两次获得的图像进行融合识别。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明使用的雷达探测单元和光学探测单元布置在统一的探测装置上，监控方式统一，布置位置安全，安装维护方便。

(2)各探测装置之间的高度独立性，单个探测装置的故障不会影响整个***的正常工作，***稳健性相对较高；

(3)探测装置布置离跑道远，不影响机场净空安全。

(4)光学指示装置可以发射激光准确指示FOD目标的位置，与移动终端地图导航配合可以快速引导清除FOD目标，对航班起降影响小，实用性强。

附图说明

图1是本发明一种基于雷达和图像信号的跑道异物监测和清除引导***的结构示意图；

图2是本发明一种基于雷达和图像信号的跑道异物监测和清除引导***中探测装置的结构示意图。

图3是本发明一种基于雷达和图像信号的跑道异物监测和清除引导***中控制箱的结构示意图。

图4是本发明方法的步骤框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

本发明在跑道一侧按照固定间距布置包含有雷达探测单元和光学探测单元的探测装置，雷达探测单元完成对整个机场跑道的全覆盖式不间断目标检测；光学探测单元实现对雷达探测单元检测结果的目标确认；而主控中心完成雷达检测目标的实时显示、光学探测单元确认目标的高清显示、确认发现目标后的声音及可视化告警、雷达及光学探测单元的状态显示、雷达及光学探测单元的操作控制、FOD监测***的目标信息记录与数据管理，最终通过移动终端和光学指示装置引导工作人员清除FOD目标。

具体来说，如图1所示，本发明基于雷达和图像信号的跑道异物监测和清除引导***包括探测装置1、网络交换机2、硬盘录像机3、主控中心服务器4、主控中心显示器5、移动终端6。

在本实施例中，如图2所示，所述的探测装置1包括塔架101、雷达探测单元102、光学探测单元103、控制箱104、光学指示装置105、转台106。图2中是将雷达探测单元102、光学探测单元103、控制箱104、光学指示装置105、转台106设置在同一个塔架101上，实际使用时，可以根据需要设置多个塔架，将雷达测试单元102和光学探测单元103设置在不同的塔架上，例如可以将雷达探测单元102设置在一个塔架101上，将转台106、光学探测单元设置、光学指示装置105、控制箱设置在另一个塔架101上，也可以采用其它的组合方式，只要能够满足雷达探测单元102、光学探测单元103的位置关系以及它们与控制箱的连接要求即可。

优选的，所述探测装置1相互间距400～600米，布设间距以雷达探测单元102和光学探测单元103的最小探测距离为参考依据，两个探测装置保留一定比例(该比例按实际需要设计即可，例如可以设计为10％)的探测重合范围。

优选的，所述塔架101采用强度高且易碎材料(如：阳极氧化铝合金、玻璃纤维增强塑料)，确保当受到航空器撞击时最大化的减小航空器撞击损失。所述探测装置安装在机场跑道一侧，优选的，所述探测装置1安装在机场跑道一侧，与跑道中线7的距离在150米以外，高度满足机场净空保护要求。

所述雷达探测单元102采用毫米波雷达，探测距离远，其高分辨率的探测能力可以精确的检测到跑道道面上的微小异物，防止漏报警，本发明不对雷达的电磁波频率和工作体制做具体限定，可以根据实际需要和检测精度选择采用哪种波段和体制的雷达。雷达探测单元102不间断自动扫描一定角度范围内跑道，输出疑似FOD目标的方位角、高低角、距离等位置信息给通信模块202。同时，雷达探测单元102可以响应来自主控中心服务器4的各种参数控制命令并定时回传自身工作状态信息。

所述的光学探测单元103采用低照度高变焦能力摄像机，用来确认FOD目标，防止误报警，其与雷达探测单元102有一定的安装高度差(只要两者有高度差即可，优选光学探测单元的高度高于雷达探测单元。)，防止水平方向互相遮挡。光学探测单元103上电后处于待机状态，不主动拍摄图像。

所述的光学指示装置105用于指示FOD的目标位置，同时在环境光照度较小时自动给光学探测单元补光。指示目标位置和补光均采用激光，激光的波长在810nm左右，可以采用激光灯，例如市售的激光夜视强光补光镭射灯。白天，摄像机不需要补光，光学指示装置只用来指示FOD目标位置。夜晚，补光是为了夜晚拍摄图像更清晰，拍摄完图片后一旦主控中心服务器确认这是一个FOD目标，那么摄像机就停止拍摄，不再继续补光了，可以用激光来指示FOD目标的位置。

如图3所示，所述控制箱104包含电源模块201、通信模块202，光电控制器203。

所述电源模块201的输入电源可以是220V/50Hz市电或380V/50Hz动力电。电源模块201内部将交流电转换为直流电后给探测装置上的光学探测单元103、雷达探测单元102、通信模块202、光学指示装置105和转台106供电。

所述的通信模块202作为光学探测单元103、雷达探测单元102和网络交换机2之间的通信接口转换模块。所述通信模块202与光学探测单元103、雷达探测单元102和网络交换机2连接，接收来自主控中心服务器4的控制和查询信号，进行数据解码后发送给光学探测单元103和雷达探测单元102。所述通信模块202接收光学探测单元103和雷达探测单元102发送的光学探测单元工作状态、图像、雷达探测单元工作状态、FOD目标方位角、距离等信息，将其编码成统一格式后发送给主控中心服务器4。

所述光电控制器203内部集成有光照度传感器，可实时监测当前环境光照度，当环境光照度不足以获得最佳图像效果时，自动开启光学指示装置105进行补光。

所述探测装置1与交换机2之间的网络连接采用星型网络拓扑。网络传输的介质根据探测装置1与机场塔台控制中心的距离远近，使用光纤或是其它传输介质。

当主控中心服务器4接收到雷达探测单元102发送的疑似FOD位置信息后，将FOD目标的坐标变换为统一的机场坐标系坐标后输出给光电控制器203，由光电控制器203将该机场坐标系坐标换算为转台转动的左右转动角度、摄像机的俯仰角度、摄像机的调焦信息，然后控制转台旋转，摄像设备指定位置拍摄图像并发送给通信模块202，最终回传给主控中心服务器。

所述的主控中心服务器，包含具有机器学习机制的神经网络算法(利用现有的算法即可，例如：基于卷积神经网络的图像识别算法设计与实现[J].王振，高茂庭.现代计算机(专业版).2015(20)；基于卷积神经网络的深度学习算法与应用研究[D].陈先昌.浙江工商大学.2013等等)。可利用FOD目标样本图像对识别算法进行训练，还可将实际探测过程中出现的FOD目标对分类器进行再学习，最终提高***的识别准确性。

所述的主控中心服务器4，包含有最优组合算法。当接收到某台雷达发送的疑似FOD信息时，可自动判断需要控制某1台或多台光学探测单元103拍摄FOD目标图像。具体来说，最优组合算法如下：当主控中心服务器4接收到雷达探测单元的FOD目标位置信息后，控制某台光学探测单元拍摄FOD目标图像，如果图像质量不足以满足FOD目标属性识别要求，则分析该光学探测单元的转台角度，摄像机焦距，图像背景干扰(如跑道旁杂草遮挡，跑道边灯遮挡)等信息，重新控制该光学探测单元邻近的左侧或/和右侧(以图像拍摄无遮挡为前提)的另外一台或两台摄像机拍摄FOD目标图像，将两次获得的图像进行融合识别，提高FOD目标的探测识别率。

所述主控中心服务器4根据拍摄的图像做出决定是否需要清理FOD目标：主控中心服务器利用FOD识别算法(即上述的具有机器学***方向的，上下动作是俯仰角度的)和调焦，实现手动操控雷达和光学相机对目标进行人工验证与确认。

所述主控中心服务器还包含天气补偿算法(利用现有的算法即可，例如：机场跑道异物检测识别算法与***设计研究[D].李煜.上海交通大学.2012。第3.3.2.2节高斯背景模型)，可以根据当前的气象(晴、雨、雪、雾霾等)信息实时调整光学探测单元103的图像拍摄模式，获得最佳图像成像效果。

所述硬盘录像机3与网络交换机2连接，完成各光电探测单元视频的自动录像存盘工作。

所述主控中心显示器5与主控中心服务器4连接，用于显示和保存(显示器展示的是FOD探测***的软件界面，软件界面上有自动保存和手动保存的按钮)各光学探测单元的视频、FOD目标属性信息、FOD目标的图像信息、FOD目标报警信息、与移动终端的通信信息等。

所述的移动终端6由清理工作人员手持，用于与主控中心服务器通信，显示FOD目标信息并导航清除路径。所述的移动终端6上安装有机场地图软件，可显示主控中心服务器4发送的FOD目标信息、危险等级。工作人员按照地图上显示的FOD目标信息和导航信息进行FOD目标清除操作。

当主控中心服务器4确认FOD目标信息后，控制光学指示装置105发出特定波长的激光照射FOD的目标位置，引导工作人员快速清除FOD目标。同时，主控中心服务器4将FOD目标信息、危险等级等发送至移动终端6，移动终端6上安装有机场地图软件，工作人员按照地图上显示的FOD目标信息和导航信息进行FOD目标清除操作。

FOD清除工作人员清除FOD目标后，可在软件上点击上报清除结果给主控中心服务器4。主控中心服务器4判断FOD目标已清除后在移动终端6软件上给出清除确认信息。如果FOD目标仍未清除，则进一步显示FOD目标信息并指示清除路径。

如图4所示，利用本发明***实现的跑道异物探测和清除引导方法如下：

1)***开始启动；

2)雷达探测单元自动不间断扫描跑道。

3)雷达发现FOD后，输出FOD目标方位角和距离等位置信息给主控中心服务器；如果未发现FOD目标，则继续自动扫描跑道；

4)主控中心软件将雷达坐标进行坐标变换后输出机场坐标系坐标至光电控制器；

5)光电控制器将机场坐标系坐标转换为转台的转动角度、摄像机的俯仰角度、摄像机的调焦倍数等信息，控制转台和摄像机运动，拍摄图像传回主控中心服务器；

6)主控中心服务器对FOD目标属性进行识别，包括FOD目标的坐标、大小、材料、名称、危险等级等；

7)如果成功识别出FOD目标的属性信息，则将FOD目标属性信息显示在主控中心显示器上，同时将该FOD目标属性信息发送至移动终端；

8)如果未能成功识别出FOD目标的属性信息，则在主控中心显示器上提示操作人员手动控制转台和摄像机运动，抓拍最终FOD图像并传回主控中心服务器；

9)主控中心服务器对FOD危险等级进行评估，决策是否需要进行清除操作，将FOD的目标信息显示在主控中心显示器上，并将该信息发送至移动终端；

10)如果FOD目标危险等级低于预先设置的阈值，主控中心服务器提示移动终端无需清除，同时将该FOD的目标信息保存至数据库；

11)如果需要清除，主控中心服务器发送清除命令至移动终端，移动终端上的机场地图软件实时导航FOD目标与清除工作人员的清除路径，同时离该FOD目标最近的探测装置上的光学指示装置自动开启激光照射FOD的目标位置，引导工作人员准确到达FOD的目标位置。

12)清除工作人员清除FOD的目标后，主控中心服务器判断雷达探测单元是否仍然探测到该位置存在FOD目标，如果雷达探测单元探测到该位置不存在FOD目标，则提示移动终端该FOD目标已清除，同时关闭光学指示装置，转入步骤13)，如果仍然存在，则返回步骤11)；

13)工作人员将该FOD目标详细信息上报至主控服务器，由主控服务器将该信息保存至FOD数据库。

上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。

Claims (10)

1.一种机场跑道异物监测和清除引导***，其特征在于：所述***包括探测装置、网络交换机、主控中心服务器和主控中心显示器；

在机场跑道的一侧按照设定的间距布置有至少一个所述探测装置；所述探测装置包括雷达探测单元、光学探测单元和控制箱；

所述雷达探测单元、光学探测单元与控制箱连接，所述控制箱与网络交换机连接；所述网络交换机与主控中心服务器连接；

所述主控中心显示器与主控中心服务器连接。

2.根据权利要求1所述的机场跑道异物监测和清除引导***，其特征在于：所述探测装置进一步包括光学指示装置、转台和至少一个塔架；

所述雷达探测单元、转台、控制箱安装在同一个或不同的塔架上；

所述光学探测单元安装在所述转台上，能够随转台一起旋转；所述光学指示装置安装在所述光学探测单元上；

所述雷达探测单元与光学探测单元有安装高度差；优选地，所述光学探测单元高于所述雷达探测单元的天线罩；

所述光学指示装置能够发射激光。

3.根据权利要求2所述的机场跑道异物监测和清除引导***，其特征在于：所述控制箱包括电源模块、通信模块和光电控制器；

所述电源模块将交流电转换为直流电后给所述光学探测单元、雷达探测单元、通信模块、光电控制器、光学指示装置和转台供电；

所述通信模块分别与光学探测单元、雷达探测单元、网络交换机连接；

所述通信模块通过网络交换机接收来自主控中心服务器的控制和查询信号，进行数据解码后发送给光学探测单元、雷达探测单元；

所述通信模块接收光学探测单元发送来的光学探测单元工作状态、图像、雷达探测单元发送来的雷达探测单元工作状态、机场跑道异物的位置信息，将数据编码成统一格式后发送给主控中心服务器；所述位置信息包括方位角、高低角、距离；

所述光电控制器包括光照度传感器，当环境光照度不足以获得最佳图像效果时，自动开启光学指示装置进行补光；

所述光电控制器将主控中心服务器发送来的机场跑道异物的机场坐标系坐标转换为转台的转动角度、光学探测单元的俯仰角度、光学探测单元的焦距，然后控制转台和光学探测单元的运动。

4.根据权利要求3所述的机场跑道异物监测和清除引导***，其特征在于：所述主控中心服务器接收到雷达探测单元发送的疑似机场跑道异物的位置信息后，将机场跑道异物的位置信息变换为统一的机场坐标系坐标后发送给光电控制器；

所述主控中心服务器根据光学探测单元拍摄的图像对机场跑道异物进行识别得到识别结果，并将识别结果显示在主控中心显示器上；

所述识别结果包括机场跑道异物的坐标、大小、材料、名称、危险等级以及是否需要清理；

优选地，所述主控中心服务器能够根据当前的气象信息实时调整光学探测单元的图像拍摄模式，获得最佳图像成像效果。

5.根据权利要求4所述的机场跑道异物监测和清除引导***，其特征在于：所述***进一步包括移动终端，其上安装有机场地图，其通过无线网络与主控中心服务器进行通讯；

所述移动终端显示主控中心服务器发送来的所述识别结果以及清除路径的导航。

6.根据权利要求5所述的机场跑道异物监测和清除引导***，其特征在于：所述***进一步包括硬盘录像机，其与网络交换机连接，将各个光电探测单元发来的视频进行自动录像存盘。

7.根据权利要求6所述的机场跑道异物监测和清除引导***，其特征在于：所述探测装置安装在机场跑道一侧，与跑道中线的距离在150米以外，高度满足机场净空保护要求；

相邻两个所述探测装置之间的间距为400～600米；

所述探测装置与网络交换机之间的网络连接采用星型网络拓扑；网络传输的介质采用光纤或是其它传输介质；

所述雷达探测单元采用毫米波雷达；

所述的光学探测单元采用低照度高变焦能力摄像机，其上电后处于待机状态，不主动拍摄图像；

所述塔架采用强度高且易碎材料制作而成。

8.利用权利要求1-7任一所述的机场跑道异物监测和清除引导***实现的跑道异物探测和清除引导方法，其特征在于：所述方法包括：

(1)启动机场跑道异物监测和清除引导***；

(2)雷达探测单元自动不间断地扫描跑道；

(3)如果雷达探测单元发现机场跑道异物，则将机场跑道异物的位置信息发送给主控中心服务器，然后转入步骤(4)；如果未发现机场跑道异物，则返回步骤(2)；

(4)主控中心服务器将接收到的机场跑道异物的位置信息进行坐标变换得到机场坐标系坐标，并将机场坐标系坐标发送给光电控制器；

(5)所述光电控制器将接收到的机场坐标系坐标转换为转台的转动角度、摄像机的俯仰角度、摄像机的焦距，然后控制转台和光学探测单元的运动，光学探测单元拍摄图像后，将图像发送给主控中心服务器；

(6)主控中心服务器根据所述图像对机场跑道异物的属性进行识别，所述属性包括坐标、大小、材料、名称、危险等级；

(7)如果识别出机场跑道异物的属性，则将机场跑道异物的属性显示在主控中心显示器上，同时将该机场跑道异物的属性发送至移动终端；然后转入步骤(8)；如果未能识别出机场跑道异物的属性，则在主控中心显示器上提示操作人员手动控制转台和光学探测单元的动作，抓拍最终的机场跑道异物的图像并发送给主控中心服务器，然后返回步骤(6)；

(8)主控中心服务器判断机场跑道异物的危险等级是否低于预先设置的阈值，如果是，则转入步骤(9)，如果否，则转入步骤(10)；

(9)主控中心服务器向移动终端发送无需清除的信息，同时将该机场跑道异物的属性保存至数据库，然后返回步骤(3)；

(10)主控中心服务器向移动终端发送清除命令，移动终端上的机场地图实时导航工作人员的清除路径，同时开启离该机场跑道异物最近的探测装置上的光学指示装置对该机场跑道异物进行照射，引导工作人员到达目标位置；

(11)工作人员清除机场跑道异物后，通过移动终端向主控中心服务器发送清除完毕的信息；主控中心服务器接收到清除完毕的信息后，判断雷达探测单元是否仍然探测到该位置存在机场跑道异物，如果不存在，则发送目标已清除的信息给移动终端，同时关闭光学指示装置，转入步骤(12)，如果仍然存在，则返回步骤(10)；

(12)工作人员将该机场跑道异物的详细信息上报至主控中心服务器，由主控中心服务器将该信息保存到数据库。

9.根据权利要求8所述的机场跑道异物监测和清除引导方法，其特征在于：所述步骤(6)中的主控中心服务器对机场跑道异物进行识别是采用具有机器学习机制的神经网络算法实现的。

10.根据权利要求9所述的机场跑道异物监测和清除引导方法，其特征在于：所述步骤(6)进一步包括：

所述主控中心服务器接收到雷达探测单元发送的疑似机场跑道异物的位置信息后，控制光学探测单元拍摄机场跑道异物的图像，如果图像质量不足以满足识别要求，则分析该光学探测单元的转台角度、摄像机焦距、图像背景干扰信息，重新控制该光学探测单元邻近的左侧或/和右侧的另外一台或两台光学探测单元拍摄机场跑道异物的图像，然后将两次获得的图像进行融合识别。