CN115792896A

CN115792896A - 一种轨道式机场跑道fod检测方法及***

Info

Publication number: CN115792896A
Application number: CN202211587896.9A
Authority: CN
Inventors: 吴川; 徐少罕; 赵录建; 张强
Original assignee: Hefei Shizhan Optoelectronics Technology Co ltd
Current assignee: Hefei Shizhan Optoelectronics Technology Co ltd
Priority date: 2022-12-12
Filing date: 2022-12-12
Publication date: 2023-03-14

Abstract

本发明公开了一种轨道式机场跑道FOD检测方法及***，包括后台监控决策中心、检测雷达、检测相机及中基站，包括以下步骤：启动探测任务；检测雷达扫描并生成雷达FOD事件报告；检测相机拍照识别并生成相机FOD事件报告；FOD事件报告发送至后台监控决策中心；决策FOD处理方式；本发明涉及目标探测技术领域。该轨道式机场跑道FOD检测方法及***，采用检测雷达和检测相机相结合，使每一处FOD经过两次检测，能够提高检测结果的准确性，降低后续清理设备空跑可能性，另外，能够根据FOD事件报告判定FOD风险等级，再根据FOD风险等级决策FOD处理方式，危险等级不同采用不同的处理方式，智能化程度更高。

Description

一种轨道式机场跑道FOD检测方法及***

技术领域

本发明涉及目标探测技术领域，具体为一种轨道式机场跑道FOD检测方法及***。

背景技术

FOD即可能损伤航空器的某种外来的物质、碎屑或物体，FOD带来的危害非常严重，因此需要对机场道面进行巡检，以排除FOD隐患。

由于人工巡检的方法效率低，成本高，受天气影响大，难以满足机场高效运行的要求，所以随着雷达、成像及信号处理等技术的发展，自动化跑道异物检测正逐步代替人工巡检，现有公告号为CN109507740A的中国专利公开了“一种基于轨道的机场跑道异物检测***及检测方法”，该方案在跑道两侧的轨道上设置若干个扫描装置，对跑道进行扫描检测FOD，该方案能够减少异物扫描装置的数量，进而节省跑道异物检测的费用，但是该方案仅通过扫描装置单次检测确定是否存在FOD，检测结果的准确率较低，容易导致后续清理设备空跑，甚至延误飞机正常起降，产生不必要的麻烦。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种轨道式机场跑道FOD检测方法及***，用于解决上述背景技术中提到的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

第一方面，本发明提供了一种轨道式机场跑道FOD检测方法，包括以下步骤：

S1、启动探测任务；

S2、检测雷达沿轨道运行，对机场跑道进行扫描，生成雷达FOD事件报告；

S3、检测相机根据雷达FOD事件报告对FOD逐一进行拍照识别，生成相机FOD事件报告；

S4、雷达FOD事件报告和相机FOD事件报告通过中基站发送至后台监控决策中心；

S5、后台监控决策中心对数据进行显示和存储，并根据雷达FOD事件报告和相机FOD事件报告判定FOD风险等级，所述FOD风险等级包括三种，分别为高风险FOD、中风险FOD及低风险FOD；

S6、后台监控决策中心根据FOD风险等级决策FOD处理方式。

进一步的，所述检测雷达对机场跑道进行扫描，具体包括：

判断是否发现FOD，若是，则生成雷达FOD事件报告，若否，则在扫描任务结束后回到初始位置，准备下一次扫描任务。

进一步的，所述检测相机对FOD逐一进行拍照识别，具体包括：

检测相机根据雷达FOD事件报告沿轨道运行至距离FOD最近位置，拍摄FOD图片后对其进行识别；

将识别结果生成相机FOD事件报告；

重复上述步骤对下一位置的FOD进行识别，直至对所有FOD目标完成识别，检测相机和检测雷达回到初始位置，等待下一次探测任务。

进一步的，所述对下一位置的FOD进行识别之前，还包括：

判断是否还有雷达FOD事件报告；

若是，则继续进行识别工作；

若否，则判断检测雷达是否完成扫描工作，若未完成，则检测相机在当前位置等待下一次FOD事件报告。

进一步的，所述后台监控决策中心根据FOD风险等级决策FOD处理方式，具体为：

当FOD被判定为高风险等级时，后台监控决策中心会发出报警信号及清理指令，同时发出该跑道飞机暂停起降的指令，并将该处FOD的雷达FOD事件报告及相机FOD事件报告在显示模块中显示；

当FOD被判定为中风险等级时，后台监控决策中心会发出报警信号及清理指令，并将该处FOD的雷达FOD事件报告及相机FOD事件报告在显示模块中显示；

当FOD被判定为低风险等级时，后台监控决策中心将该处FOD的雷达FOD事件报告及相机FOD事件报告进行标记。

进一步的，所述后台监控决策中心将雷达FOD事件报告及相机FOD事件报告通过显示模块显示，并通过存储模块存储。

第二方面，本发明提供了一种轨道式FOD检测***，包括：

后台监控决策中心，用于分析FOD事件报告，并决策FOD处理方式；

检测雷达，用于对机场跑道进行初次扫描，生成雷达FOD事件报告；

检测相机，用于对检测雷达扫描出的FOD进行二次识别，生成相机FOD事件报告；

中基站，用于在后台监控决策中心与检测相机及检测雷达之间传输数据或指令。

进一步的，所述检测雷达包括：

扫描雷达，用于对机场跑道进行初步扫描，并获取FOD的坐标位置、大致类型及尺寸信息；

雷达报告生成模块，用于生成包括FOD位置、尺寸、大致类型及发现时间信息的雷达FOD事件报告；

判断及控制模块，用于判断检测雷达是否完成所检测段的扫描工作，并根据判断结果向检测雷达上的驱动机构发出控制信号。

进一步的，所述检测相机包括：

定位模块，用于根据检测雷达发出的FOD坐标信息，定位检测相机的检测位置；

识别相机，用于拍摄FOD图像进行识别，获取FOD的尺寸信息，并二次判断确认是否为FOD；

相机报告生成模块，根据识别结果生成包括FOD图像、尺寸信息的相机FOD事件报告；

规划模块，用于根据雷达FOD事件报告规划检测相机的检测顺序，并控制检测相机的启停。

进一步的，每一台所述检测相机和检测雷达为一组探测设备，所述探测设备设置在机场跑道两侧的轨道上，可沿轨道运行，且每条轨道上设置至少一组探测设备，所述探测设备通过中基站与后台监控决策中心实现信息传输。

进一步的，所述轨道式机场跑道FOD检测***还包括清理设备，所述清理设备设置在跑道边，且清理设备通过中基站与后台监控决策中心实现信息传输。

进一步的，所述轨道式机场跑道FOD检测***还包括显示模块和存储模块。

本发明与现有技术相比具备以下有益效果：

本发明采用检测雷达和检测相机相结合，首先对机场跑道进行初次扫描，获取疑似FOD位置坐标信息，然后对疑似FOD进行拍照识别，二次确定是否为FOD，每一处FOD经过两次检测，能够提高检测结果的准确性，降低后续清理设备空跑可能性，从而更有利于机场正常运行。

本发明能够根据雷达FOD事件报告及相机FOD事件报告判定FOD风险等级，再由后台监控决策中心根据FOD风险等级决策FOD处理方式，危险等级不同采用不同的处理方式，智能化程度更高。

本发明相较于定点式检测***能够减少设备的投入成本，且当探测设备需要检修或清理时，控制探测设备运行至轨道同一端，即可在短距离内进行检修或清理，工作人员无需走完全场逐一进行处理，能够降低后期维护人员的工作强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明中的方法步骤示意图；

图3为本发明的工作流程框图；

图4为本发明中支撑机构的结构示意图；

图5为本发明中检测雷达的原理框图；

图6为本发明中检测相机的原理框图。

图中：1检测雷达、2检测相机、3易折杆、4驱动机构、5滚轮。

具体实施方式

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、完整地描述，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图2、图3，本发明实施例提供了一种轨道式机场跑道FOD检测方法，包括以下步骤：

S1、启动探测任务；

S2、检测雷达1沿轨道运行，对机场跑道进行扫描，生成雷达FOD事件报告，雷达FOD事件报告包括FOD的坐标、种类以及扫描时间信息；

S3、检测相机2根据雷达FOD事件报告对FOD逐一进行拍照识别，生成相机FOD事件报告，相机FOD事件报告包括FOD的图像、尺寸及识别结果（是否确认为FOD）；

S5、后台监控决策中心对数据进行显示和存储，并根据雷达FOD事件报告和相机FOD事件报告判定FOD风险等级，通过显示模块显示FOD事件报告，并通过存储模块存储FOD事件报告；

S6、后台监控决策中心根据FOD风险等级决策FOD处理方式。

本实施例中，检测雷达1对机场跑道进行扫描包括：判断是否发现FOD，若是，则生成雷达FOD事件报告，检测雷达1每生成一个雷达FOD事件报告，会直接发送至等待中的检测相机2，使检测相机2及时进行后续FOD二次识别，若否，则在扫描任务结束后回到初始位置，准备下一次扫描任务，具体指检测雷达1已对机场跑道整体完成一次扫描，且并未在扫描过程中发现疑似FOD，因此无需检测相机2进行后续二次识别，而由于检测雷达1已经从初始位置运行至轨道另一端，因此在进行下一次探测任务之前，检测雷达1需要回到初始位置。

本实施例中，检测相机2对FOD逐一进行拍照识别包括：检测相机2根据雷达FOD事件报告沿轨道运行至距离FOD最近位置，如图1，可在机场跑道上建立虚拟二维坐标系，以机场跑道中轴线上的一点作为坐标系原点，以沿着跑道方向作为X轴，以垂直于跑道方向作为Y轴，则检测雷达1获取到的FOD坐标为（X_n,Y_n），因此轨道上的检测相机2距离FOD最近的位置即为与FOD处于同一X轴坐标的位置，拍摄FOD图片后对其进行识别，利用目标识别算法识别图像中FOD的尺寸大小；将摄取的图像及识别结果生成相机FOD事件报告；重复上述步骤对下一位置的FOD进行识别，当检测相机2未收到检测雷达1传递来的雷达FOD事件报告时，检测相机2会停止在当前位置等待，直至对所有FOD目标完成识别，检测相机2和检测雷达1均回到初始位置，等待下一次探测任务，检测相机2只有在接收到雷达FOD事件报告后才会根据FOD坐标运行至对应位置，对FOD进行二次检测，若检测雷达1扫描全程未发现FOD，检测相机2无需运行，从而节约能耗。

本发明实施例中，对下一位置FOD进行识别之前，还包括：判断是否还有雷达FOD事件报告；若是，则继续进行识别工作；若否，则判断检测雷达1是否完成扫描工作，若未完成，则检测相机2在当前位置等待下一次FOD事件报告，若检测雷达1直至扫描工作完成都不再产生新的雷达FOD事件报告，说明后续无疑似FOD出现，使检测相机2目标明确，能够按需进行识别，无疑似FOD时不用沿轨道运行，节省资源。

本实施例中，FOD风险等级包括三种，分别为高风险FOD、中风险FOD及低风险FOD。

本实施例中，后台监控决策中心根据FOD风险等级决策FOD处理方式，具体为：

当FOD被判定为低风险等级时，后台监控决策中心将该处FOD的雷达FOD事件报告及相机FOD事件报告进行标记，当所监测跑道处于无飞机起降的空闲时间时，后台监控决策中心可自动控制清理设备对FOD进行清理。

机场工作人员根据不同地区民航对FOD风险等级的管理规范划定FOD风险等级及FOD处理方式，对于高风险等级的FOD，需要立即进行处理，中风险等级的FOD，可以在飞机起降间隙处理，对于低风险等级的FOD可以在机场跑道无飞机起降的空闲时间处理，危险等级不同采用不同的处理方式，中低风险的FOD可以在不影响飞机正常起降时处理，智能化程度更高，处理方式可通过清理设备进行清理，也可人工进行清理。

实施例2

请参阅图1，本发明实施例提供了一种轨道式机场跑道FOD检测***，包括：

后台监控决策中心，用于分析FOD事件报告，并决策FOD处理方式，后台监控决策中心设置在机场航站楼内，可直接向机场塔台发送控制信号，当***检测到高风险等级FOD时，会立即发出停运信号，使该FOD所处机场跑道的飞机停止起降工作，并立即发出清理信号，待FOD清理完成后，可人工控制恢复飞机正常运行，另外，后台监控决策中心可实时获取本***所监测机场跑道的飞机起降信息；

检测雷达1，用于对机场跑道进行初次扫描，生成雷达FOD事件报告，雷达FOD事件报告中包括FOD位置、尺寸、大致类型及发现时间信息；

检测相机2，用于对检测雷达1扫描出的FOD进行二次识别，生成相机FOD事件报告，相机FOD事件报告中包括FOD的图像信息，检测雷达1和检测相机2之间通过无线信号实现信息传输，检测相机2能够及时接收检测雷达1传递出的雷达FOD事件报告，做出后续反应；

中基站，用于在后台监控决策中心与检测相机2及检测雷达1之间传输数据或指令。

检测雷达1上设置有扫描雷达，用于对机场跑道进行初步扫描，并获取FOD的坐标位置、大致类型及尺寸信息；雷达报告生成模块，用于生成包括FOD位置、尺寸、大致类型及发现时间信息的雷达FOD事件报告；判断及控制模块，用于判断检测雷达1是否完成所检测段的扫描工作，并根据判断结果向检测雷达1上的驱动机构4发出控制信号。

检测相机2上设置有定位模块，用于根据检测雷达1发出的FOD坐标信息，定位检测相机2的检测位置，当检测相机2接收到雷达FOD事件报告时，定位模块根据FOD的坐标，将检测点定位到在轨道上与FOD同一X轴坐标的位置；识别相机，用于拍摄FOD图像进行识别，获取FOD更精确的尺寸信息，并二次判断确认是否为FOD；相机报告生成模块，根据识别结果生成包括FOD图像、尺寸信息的相机FOD事件报告；规划模块，用于根据雷达FOD事件报告规划检测相机2的检测顺序，并向检测相机2上的驱动机构4发出控制信号，控制检测相机2的启停。

还包括清理设备、显示模块和存储模块，存储模块用于存储雷达FOD事件报告、相机FOD事件报告、以及检测雷达1、检测相机2、中基站和后台监控决策中心的工作日志等，清理设备设置在跑道边，且清理设备通过中基站与后台监控决策中心实现信息传输，清理设备可以为清理车或清理无人机等，清理设备不工作时，停在设置在跑道边的停靠站内，当接收到清理指令时，会自动规划清理路线进行FOD清理。

本实施例中，每一台检测相机2和检测雷达1为一组探测设备，每组探测设备从开始探测任务，到检测相机2和检测雷达1均回到初始位置为一个检测周期，探测设备设置在机场跑道两侧的轨道上，可沿轨道运行，且每条轨道上设置至少一组探测设备，当轨道上设置有两组或两组以上探测设备时，每组探测设备检测跑道的不同段，探测设备的初始位置在其所处探测长度轨道的一端，可根据实际需求设置探测设备数量，有利于缩短检测周期，探测设备通过中基站与后台监控决策中心实现信息传输。

请参阅图4，检测雷达1和检测相机2与轨道之间均设置有支撑机构，支撑机构包括驱动机构4、易折杆3及与轨道相适配的滚轮5，易折杆3设置在驱动机构4顶部，支撑检测相机2或检测雷达1，易折杆3能够在飞机起降碰到探测设备时立即断裂，降低探测设备对飞机行驶安全的影响，滚轮5能够在驱动机构4的作用下带动探测设备沿着轨道运动。

本实施例中，检测雷达1、检测相机2和驱动机构4内均搭载有蓄电池，可在跑道边设置充电站，采用无线充电、点触充电的方式为检测相机2、检测雷达1及驱动机构4充电，充电站与中基站通过导线连接。

本实施例中，***还包括清理设备、存储模块和显示模块，清理设备设置在跑道边，且清理设备通过中基站与后台监控决策中心实现信息传输，清理设备接收到清理任务后，直接到达FOD坐标位置进行清理。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims

1.一种轨道式机场跑道FOD检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

启动探测任务；

检测雷达沿轨道运行，对机场跑道进行扫描，生成雷达FOD事件报告；

检测相机根据雷达FOD事件报告对FOD逐一进行拍照识别，生成相机FOD事件报告；

雷达FOD事件报告和相机FOD事件报告通过中基站发送至后台监控决策中心；

后台监控决策中心对数据进行显示和存储，并根据雷达FOD事件报告和相机FOD事件报告判定FOD风险等级；

后台监控决策中心根据FOD风险等级决策FOD处理方式。

2.根据权利要求1所述的一种轨道式机场跑道FOD检测方法，其特征在于：所述检测雷达对机场跑道进行扫描，具体包括：

3.根据权利要求1所述的一种轨道式机场跑道FOD检测方法，其特征在于：所述检测相机对FOD逐一进行拍照识别，具体包括：

将识别结果生成相机FOD事件报告；

4.根据权利要求3所述的一种轨道式机场跑道FOD检测方法，其特征在于：所述对下一位置的FOD进行识别之前，还包括：

判断是否还有雷达FOD事件报告；

若是，则继续进行识别工作；

5.根据权利要求1所述的一种轨道式机场跑道FOD检测方法，其特征在于：所述后台监控决策中心根据FOD风险等级决策FOD处理方式，具体为：

6.根据权利要求1所述的一种轨道式机场跑道FOD检测方法，其特征在于：所述后台监控决策中心将雷达FOD事件报告及相机FOD事件报告通过显示模块显示，并通过存储模块存储。

7.一种轨道式机场跑道FOD检测***，所述***用于实现如权利要求1-6任意一项所述的轨道式机场跑道FOD检测方法，其特征在于：包括：

8.根据权利要求7所述的一种轨道式机场跑道FOD检测***，其特征在于：所述检测雷达包括：

9.根据权利要求7所述的一种轨道式机场跑道FOD检测***，其特征在于：所述检测相机包括：

10.根据权利要求7所述的一种轨道式机场跑道FOD检测***，其特征在于：所述***还包括清理设备，所述清理设备设置在跑道边，所述后台监控决策中心通过中基站与清理设备实现信息传输。