本公开提供一种机场道面异物分类方法、装置、设备和存储介质，该方法包括：使用极化毫米波雷达扫描机场跑道，获取机场跑道的雷达数据，从雷达数据中提取待测的机场道面异物目标的相关数据，根据相关数据计算待测的机场道面异物目标的极化特征统计量，得到待测的机场道面异物目标的特征数据，利用训练完成的分类器，根据待测的机场道面异物目标的特征数据对待测的机场道面异物目标进行分类。本公开引入多极化毫米波雷达，增加观测信息，提高监测概率。本公开可以全天候全天时地对目标进行监测，对危害等级进行划分，针对机场道面异物预警等级水平，启动相应的应急预案，指导相关部门和单位联动工作，快速关闭和清理跑道，保证航空器地面运行安全。航空器地面运行安全。航空器地面运行安全。
【技术实现步骤摘要】
一种机场道面异物分类方法、装置、设备和存储介质
[0001]本公开属于雷达
，具体涉及基于极化毫米波雷达的机场道面异物分类方法、装置、设备和存储介质。
技术介绍
[0002]机场道面异物(FOD，Foreign Object Debris)的入侵机场跑道严重威胁着航班的安全，并可造成人员伤亡。据统计机场道面异物中64％为小石头和沥青脱落块，14％为金属零件，10％为塑料、行李箱等脱落物，8％为纸张等飘落物，4％为其他物体。在实际的运行过程中，往往还需要了解监测到的异物对航班正常运行的危害等级，以便采取相应的处理措施，保证航班安全、高效运行。根据国家民航总局机场司民航局安全技术中心的防范手册，跑道异物按照对飞机起降的危害等级可分为高危、中危、低危等三个级别，如防水塑料布、金属零件、重量1千克以上的外来物对航空器地面运行安全有严重危害，容易引起发动机叶片受损和轮胎爆胎，为高危机场道面异物，需要立即移除；报纸、包装箱、碎石块等对航空器地面运行安全有一定的危害，为中危机场道面异物，可以在本次巡道完成后将其移除；树叶、纸屑、非金属零碎垃圾等对航空器地面运行安全危害较小，为低危机场道面异物，可以等待跑道关闭后再将其移除。为了提高跑道利用效率，需要对跑道异物按照危险等级进行分类。
[0003]目前大多数研究工作的重点都集中在跑道异物监测，而对跑道异物分类、危险等级判别的研究相对较少。主要采用人工定时巡视(主要是靠肉眼)的方式，也就是事后分类识别；另外一种实时进行预警的就是利用光学或红外产品进行分类识别。
[0004]人工定时巡视的方式，国际民航组织(ICAO)规定每天检查四次，这种方法效率低且不可靠，属于非实时监察，存在运行安全隐患。而机场跑道外来物监测系统，在夜间和大雾天气下，光电传感器将受到较大的限制。
[0005]公开内容
[0006](一)要解决的技术问题
[0007]针对现有技术的上述不足，本公开的主要目的在于提供一种基于极化毫米波雷达的机场道面异物分类方法，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。
[0008](二)技术方案
[0009]为了实现上述目的，根据本公开的一个方面，提供了一种基于极化毫米波雷达的机场道面异物分类方法，该方法包括：
[0010]使用极化毫米波雷达扫描机场跑道，获取机场跑道的雷达数据；
[0011]从雷达数据中提取待测的机场道面异物目标的相关数据；
[0012]根据相关数据计算待测的机场道面异物目标的极化特征统计量，得到待测的机场道面异物目标的特征数据；
[0013]利用训练完成的分类器，根据待测的机场道面异物目标的特征数据对待测的机场道面异物目标进行分类。
[0014]另一方面，本公开提供了一种基于极化毫米波雷达的机场道面异物分类装置，该装置包括：
[0015]采集模块，使用极化毫米波雷达扫描机场跑道，采集机场跑道的雷达数据；
[0016]提取模块，从雷达数据中提取机场道面异物目标的相关数据；
[0017]计算模块，根据相关数据计算机场道面异物目标的极化特征统计量，得到机场道面异物目标的特征数据；
[0018]分类模块，利用训练完成的分类器，根据机场道面异物目标的特征数据对机场道面异物目标进行分类。
[0019]进一步地，该装置还包括：
[0020]创建模块，基于机场道面异物目标的特征数据，建立基于所述毫米波雷达的机场道面异物特征数据库；
[0021]训练模块，利用极化毫米波雷达的机场道面异物特征数据库，训练预设的分类器，得到训练完成的分类器。
[0022]另一方面，本公开提供了一种电子设备，该设备包括：
[0023]通信器，用于与服务器通信；
[0024]处理器；
[0025]存储器，其存储有计算机可执行程序，该程序在被所述处理器执行时，使得处理器执行上述的一种基于极化毫米波雷达的机场道面异物分类方法。
[0026]另一方面，本公开提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的一种基于极化毫米波雷达的机场道面异物分类方法。
[0027](三)有益效果
[0028](1)本公开克服了光学在雾霾、夜晚、恶劣天气等环境下性能不好或完全失效而导致无法对目标进行分类的情况，本公开充分解决了机场道面异物实时分类困难等问题，本公开可以全天候全天时地对目标进行监测，对危害等级进行划分，针对机场道面异物预警等级水平，启动相应的应急预案，指导相关部门和单位联动工作，快速关闭和清理跑道，形成一套高效、安全的机场道面异物处置机制。
[0029](2)本公开引入多极化毫米波雷达，可以增加观测信息，提高目标的监测概率。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本公开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公开中的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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附图。
[0031]图1为本公开一实施例提供的机场道面异物目标分类方法的流程示意图；
[0032]图2为本公开一实施例提供的微波暗室利用矢量网络分析仪开展的多角度多极化的照射试验场景图；
[0033]图3为本公开一实施例提供的多个目标在多个角度下雷达照射摆放图；
[0034]图4为本公开一实施例提供的机场道面异物目标分类装置的结构示意图；
[0035]图5示出了一种电子设备的硬件结构图。
具体实施方式
[0036]为使本公开的目的、特征、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而非全部实施例。基于本公开中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开的保护范围。
[0037]图1为本公开一实施例提供的机场道面异物目标分类方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括以下步骤：
[0038]S101、使用极化毫米波雷达扫描机场跑道，获取机场跑道的雷达数据；
[0039]在进行机场道面异物监测时，极化毫米波雷达需要在近距离内监测到较小的异物，要求极化毫米波雷达具有尽量小的距离盲区以及较高的距离分辨力。进行机场道面异物监测的毫米波雷达通常采用的是线性调频连续波体制，假设发射信号为
[0040][0041]其中，f0为信号中心频率，u为线性调频信号的调频斜率，则不同距离处的机场道面异物目标回波信号可以表示为
[0042][0043]其中，τ为机场道面异物目标引起的回波时延，对回波信号经过混频、滤波后可以得到差频信号，差频信号可以表示为
[0044][0045]其中，K为机场道面异物目标的回波的幅度，λ为雷达波长。
[0046]根据该原理，通过极化毫米波雷达系统(本公开以本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于极化毫米波雷达的机场道面异物分类方法，其特征在于，包括：使用极化毫米波雷达扫描机场跑道，获取所述机场跑道的雷达数据；从所述雷达数据中提取待测的机场道面异物目标的相关数据；根据所述相关数据计算所述待测的机场道面异物目标的极化特征统计量，得到所述待测的机场道面异物目标的特征数据；利用训练完成的分类器，根据所述待测的机场道面异物目标的特征数据对所述待测的机场道面异物目标进行分类。2.根据权利要求1所述的基于极化毫米波雷达的机场道面异物分类方法，其特征在于，在所述机场跑道随机摆放已知的各种危害等级的机场道面异物目标；使用极化毫米波雷达扫描机场跑道，获取所述机场跑道的雷达数据；从所述雷达数据中提取所述机场道面异物目标的相关数据；根据所述相关数据计算所述机场道面异物目标的极化特征统计量，得到所述机场道面异物目标的特征数据；重复上述步骤，直至采集到已知的所有的机场道面异物的特征数据；基于所述机场道面异物目标的特征数据，建立基于所述毫米波雷达的机场道面异物特征数据库；利用所述极化毫米波雷达的机场道面异物特征数据库，训练预设的分类器，得到训练完成的分类器。3.根据权利要求1所述的基于极化毫米波雷达的机场道面异物分类方法，其特征在于，所述相关数据包括：所述待测的机场道面异物的多极化数据和多通道数据。4.根据权利要求1所述的基于极化毫米波雷达的机场道面异物分类方法，其特征在于，所述极化毫米波雷达包括多极化毫米波雷达。5.根据权利要求3所述的基于极化毫米波雷达的机场道面异物分类方法，其特征在于，对所述待测的机场道面异物的多通道数据分别进行脉冲压缩处理和恒虚警率检测处理，得到所述待测的机场道面异物目标的散射极化矩阵S：其中，S和θ的第一个下标表示接收天线的极化方式，第二个下标表示发射信号的极化方式，H表示水平极化，V表示垂直极化，A为回波幅度，θ为回波相位。6.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁兴东，万阳良，
申请(专利权)人：中国科学院大学，
类型：发明
国别省市：
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