一种机场跑道异物的监测系统技术方案

本实用新型专利技术是一种机场跑道异物的监测系统，该系统包括FOD专用网络与多个FOD监测点、无线接入点、数据中心、控制中心、机场专网连接；无线接入点与手持移动终端连接，获得回馈、访问及异物信息并发送清理异物指示；FOD专用网络获得飞行计划、异物确认、监测点控制、数据库操作及监测点控制指令、数据融合结果、视频拼接信号；获得监测点回传、异物、回馈、访问控制中心状态信息；数据中心获得FOD监测点控制及数据库操作指令、回传、回馈访问、控制中心及无线接入点状态信息；控制中心获得飞行计划、数据融合结果、视频拼接信号；FOD监测点获得异物确认指令对异物信息确认。本实用新型专利技术有效降低虚警，提高系统可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于图像识别领域中的物体探测和识别
，具体地涉及用于机场跑道异物的监测系统和方法。
技术介绍
对于机场安全运行而言，实现对跑道的完整监视非常重要。在繁忙机场，由于飞机和其他车辆频繁使用跑道，导致跑道不断受到损伤，产生类似于坑洼这样的损伤。在偶然情况下，跑道上也会出现由于飞机起降、尾流以及其他原因造成的异物。这些异物会造成空难、人员伤亡以及航空公司的经济损失。针对机场跑道的上述问题，业界采用不同的方法监控跑道：比如传统依靠工作人员定期上跑道按一定规则走动的跑道道面人工排查。然而，依靠人的肉眼进行排查是低效和极耗人力的。此外，受跑道环境影响，人工排查是不可靠的。一些机场使用雷达系统自动监测跑道损伤、异物和交叉道口可能出现的危险情况。其具体方法是通过向跑道发射微波信号，并接收反射信号的方式来进行检测和分析。由于微波信号是脉冲或结构，因此可以通过计算信号到达接收机的时间得到异物与雷达之间的距离。由于雷达传感器的波长较短，并且脉冲重叠频率高，因此，利用雷达传感器是可以实现极高的距离分辨率并且减少地面杂波影响。然而，使用雷达系统用于跑道监视有其局限性：雷达对于金属物体具有极高的检测效果，但对于橡胶之类的非金属物体却不敏感；采用雷达系统无法完全避免雷达盲区以及其他一些障碍或固定设施(比如)对检测结果造成的影响；对于一些微小金属物体反射的强信号所导致的异物虚警也很难排除。另外一些机场利用红外或热成像系统检测异物，避免潜在冲突，然而，红外或热成像系统只能通过感应物体发射的红外线来实现检测，对于物体的温度和环境温度接近的情况则无能为力。相对于环境背景温度，小物体的热量较少，红外或热成像系统很难检测到。特别是在一些极端异常气象条件下(比如：冷天或者热天)，红外或热成像系统受到的影响最大。此外，红外或热成像系统所成画面损失了物体的边缘、颜色等信息，不利于异物的确认和分辨。还有一些机场利用视频摄像机，通过视频摄像机回传图像信号进行处理来发现和识别异物，然而，这种利用视频摄像机的方法也存在一些问题：对复杂多变的机场跑道环境不具备广泛的适应性，会产生大量的虚警。目前已知的四类探测系统有：Xsight公司Fodetect系统外观，以色列Xsight公司的Fodetect系统，其采用毫米波雷达和近红外光学传感器，安装在跑道边灯上或旁边，毫米波雷达工作波段为76～77GH，传感器节点数量众多，部署成本高，因安置于跑道旁边，传感器易受污损，后期维护保养困难。参见：USPatent20090243881(USPC分类号340905)。Stratech公司iFerret系统外观，新加坡Strech公司的iFerret系统，其采用纯光学系统即光学传感器，光学传感器安装在转台上面，转台安装在塔架上面或上方，但光学系统对机场复杂环境适应性(光照突变、雨、雾)不如雷达传感器，导致检测性能受限；USPatent20110063445。Qinetiq公司的Tarsier系统外观，Qinetiq公司的Tarsier系统，其采用毫米波雷达检测，视频监控设备确认，毫米波雷达工作波段94.5GHz。雷达传感器和视频监控设备同时安装于塔架上，塔架位于跑道端头。系统工作距离较长，覆盖范围较广，因此对小尺寸异物检测效果不佳；另外配有用于确认用途的光学相机，雷达天线安装在塔架上面，光学相机安装在雷达天线罩旁边，用于异物确认，一条跑道只需要在跑道两头各部署1套塔架式混合传感器。参考欧洲技术EP1869496B1。Trex公司的Fodfinder系统外观，TrexEnterprises公司的车载Fodfinder系统，有两种款式：第一款：FodfinderXM系列，采用毫米波雷达检测，另外配有确认用途光学相机，雷达天线和光学相机安装在车辆顶部；毫米波雷达工作频段77～81GHz，车载式工作期间需关闭跑道，上跑道进行检测，占用跑道，因此并未提高跑道利用率。FodfinderXF系列，毫米波雷达传感器和光学传感器安装于塔架上方，毫米波雷达工作频段77～81GHz，毫米波雷达用于检测和发现异物，光学传感器用于确认。参见US7782251B2。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本技术的目的是提供一种能结合雷达和光学传感器的优点，将雷达和光学传感器共同部署在跑道附近，并通过信息融合的方式对传感器处理结果进行判断，从而有效降低虚警，提高系统可靠性的机场跑道异物的监测系统和方法。本技术提供一种机场跑道异物的监测系统，该系统包括：与多个FOD监测点、无线接入点、数据中心、控制中心、机场专网连接的FOD专用网络；与无线接入点连接的手持移动终端；所述手持移动终端，获得无线接入点转发FOD专用网络传输的异物信息，并发送清理异物指示；手持移动终端向无线接入点发送回馈信息、访问信息；所述FOD专用网络，获得每个FOD监测点发出的监测点回传信息；获得机场专网发送的飞行计划；获得控制中心发送的异物确认指令、监测点控制指令、异物信息、控制中心状态信息、数据库操作指令；获得数据中心发送的数据融合结果、视频拼接信号、监测点控制指令；获得手持移动终端的回馈信息、手持移动终端的访问信息、无线接入点的状态信息；所述数据中心，获得FOD专用网络传输的监测点回传信息、FOD监测点控制指令、手持移动终端回馈信息、手持移动终端访问信息、控制中心状态信息、数据库操作指令、无线接入点状态信息；所述控制中心，获得FOD专用网络传输机场专网的飞行计划、数据融合结果、视频拼接信号；所述每个FOD监测点，获得FOD专用网络传输的异物确认指令，用于对异物信息进行确认。有益的技术效果：本技术系统的解决的技术问题及优点：系统可用于监视、发现并定位机场跑道异物、跑道道面状态(道面裂纹、积雪、积水、能见度)，辅助或替代传统人工巡检，避免了人工巡检带来的跑道占用以及巡检可靠性问题，提高机场跑道通行率，保障了飞行安全。通过手持终端获得的异物精确位置信息，结合手持终端自带的机场电子地图可以引导异物清理工作人员准确及时到达异物发生地，进行异物清理工作；在异物清理过程中，还可通过手持终端对所发现异物进行编码、登记、拍照并将这些回馈信息发回；通过手持终端发送的访问信息，异物清理工作人员可通过无线接入点远程访问数据库，进行数据更新、用户信息更改操作。手持移动终端具有的上述功能使异物清理工作人员的工作更加高效和方便。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机场跑道异物的监测系统，其特征在于，该系统包括：与多个FOD监测点、无线接入点、数据中心、控制中心、机场专网连接的FOD专用网络；与无线接入点连接的手持移动终端；手持移动终端，获得无线接入点转发FOD专用网络传输的异物信息，并发送清理异物指示；手持移动终端向无线接入点发送回馈信息、访问信息；所述FOD专用网络，获得每个FOD监测点发出的监测点回传信息；获得机场专网发送的飞行计划；获得控制中心发送的异物确认指令、监测点控制指令、异物信息、控制中心状态信息、数据库操作指令；获得数据中心发送的数据融合结果、视频拼接信号、监测点控制指令；获得手持移动终端的回馈信息、手持移动终端的访问信息、无线接入点的状态信息；所述数据中心，获得FOD专用网络传输的监测点回传信息、FOD监测点控制指令、手持移动终端回馈信息、手持移动终端访问信息、控制中心状态信息、数据库操作指令、无线接入点状态信息；所述控制中心，获得FOD专用网络传输机场专网的飞行计划、数据融合结果、视频拼接信号；所述每个FOD监测点，获得FOD专用网络传输的异物确认指令，用于对异物信息进行确认。

【技术特征摘要】
1.一种机场跑道异物的监测系统，其特征在于，该系统包括：与多个FOD
监测点、无线接入点、数据中心、控制中心、机场专网连接的FOD专用网络；
与无线接入点连接的手持移动终端；
手持移动终端，获得无线接入点转发FOD专用网络传输的异物信息，并发
送清理异物指示；手持移动终端向无线接入点发送回馈信息、访问信息；
所述FOD专用网络，获得每个FOD监测点发出的监测点回传信息；获得机
场专网发送的飞行计划；获得控制中心发送的异物确认指令、监测点控制指令、
异物信息、控制中心状态信息、数据库操作指令；获得数据中心发送的数据融合
结果、视频拼接信号、监测点控制指令；获得手持移动终端的回馈信息、手持移
动终端的访问信息、无线接入点的状态信息；
所述数据中心，获得FOD专用网络传输的监测点回传信息、FOD监测点控
制指令、手持移动终端回馈信息、手持移动终端访问信息、控制中心状态信息、
数据库操作指令、无线接入点状态信息；
所述控制中心，获得FOD专用网络传输机场专网的飞行计划、数据融合结
果、视频拼接信号；
所述每个FOD监测点，获得FOD专用网络传输的异物确认指令，用于对异
物信息进行确认。
2.根据权利要求1所述机场跑道异物的监测系统，其特征在于，所述数据
融合结果会呈现于控制中心显示客户端；视频拼接信号会呈现于控制中心显示大
屏，为工作人员提供全景实时画面。
3.根据权利要求1所述机场跑道异物的监测系统，其特征在于，所述控制
中心根据飞行计划，经由FOD专用网络发送监测点控制指令，控制每个FOD监
测点的工作；所述控制中心状态信息会经由FOD专用网络送往数据中心，以便
于状态监控服务器进行状态监控。
4.根据权利要求1所述机场跑道异物的监测系统，其特征在于，所述数据
库操作指令经由FOD专用网络送往数据中心，进行数据访问、修改、更新、删

\t除操作。
5.根据权利要求1所述机场跑道异物的监测系统，其特征在于，所述数据
中心根据监测点回传信息进行信号处理，获得最终异物检测结果，同时根据监测
点回传信息对FOD监测点状态进行监控；
所述数据中心，获得经由FO...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏飞，罗晓，龙柯宇，吴宏刚，黄忠涛，颜善，蒋李，
申请(专利权)人：中国民用航空总局第二研究所，
类型：新型
国别省市：四川;51