机场道面异物监测系统技术方案

本实用新型专利技术属于光学检测技术领域，是一种机场道面异物监测系统。本实用新型专利技术的扫描设备与工控机通过数据传输网络连接进行数据传输，工控机与主控制服务器连接，主控制服务器与显示装置连接，主控制服务器通过总线方式连接扫描设备。扫描设备接收主控制服务器的控制信号，采集机场道面影像，发送至工控机；工控机进行实时图像分析和异物识别处理，并将信息发送至主控制服务器；主控制服务器进行报警，并将有异物的信息发送至显示装置；显示装置，接收主控制服务器传输的有异物的信息，并显示异物信息。上述工作过程由相关控制识别软件参与、控制或完成。本实用新型专利技术能够昼夜工作，自动探测识别5毫米的异物，同时可进行人工确认，提高报警的可靠性，探测精度高。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光学检测
，涉及机场刀面安全防护监测技术，具体地说是ー种机场道面异物监测系统。
技术介绍
机场道面异物(外来物)FOD (Foreign Object Debris),即可能损伤飞机或系统的某种外来的物质、碎屑或物体(后文均简称道面异物)。道面异物的种类相当多，如硬物体、软物体、鸟类、雷电等。道面异物危害非常严重，机场道面上的异物可以很容易被吸入发动机，导致发动机失效。碎片也会堆积在机械装置中，影响起落架、襟翼等设备的正常运行。道面异物不仅会损坏飞机，造成巨大的经济损失，而且还会引发空难而夺去宝贵 的生命。非计划的拆换发动机本身就是昂贵的花费，更不用说航班延误或取消带来的损失。据保守估计，毎年全球因道面异物造成的损失至少在30亿 40亿美元，异物道面异物不仅会造成巨大的直接损失，还会造成航班延误、中断起飞、关闭跑道等间接损失，而间接损失至少为直接损失的4倍。关于道面异物探测系统的研究与开发，目前世界上较为典型的有4个系统，它们分别是英国开发的Tarsier系统、以色列开发的FODetect系统、新加坡开发的iFerret系统和美国开发的FOD Finder系统。英国Tarsier系统是由英国Qinetiq公司受命研究开发的TarsierllOO (T1100)异物探测系统。TllOO工作频率为94. 5GHz，雷达体制为连续波调频(FMCW)，具有雷达探测距离长、波束窄和分辨率高的特点，该系统能够探测异物的最小尺寸为20毫米，并能对探测到的异物准确定位。以色列FODetect系统由以色列的Xsight公司开发，系统由77GHz晕米波雷达和摄像设备所组成，多个道面监测单元(SDU)分别安装在不同位置的跑道边灯上，每个SDU都对跑道中线附近的区域进行扫描，发现道面异物后，可以立即向机场管理人员发出报警信息，告知道面异物的准确位置以及发现时间。而后，设备会拉近镜头，提供道面异物的视频图像，发现道面异物之后，传感器会锁定道面异物的位置，以帮助机场管理人员将道面异物取走。系统能够探测异物的最小尺寸为25毫米，在夜间，还可使用激光指示器协助将道面异物取走。美国FOD Finder系统是由美国Trex Enterprises公司开发的一套移动监控系统，可以安装在车辆的车顶。系统由监控系统与后台软件处理系统组成，能够探测异物的最小尺寸为25毫米。监控系统使用的是78-81GHZ毫米波雷达、高精度的GPS定位系统和摄像系统，雷达扫描速度为30次/分钟，探測半径为200米，装在车顶的ー个雷达罩中，车辆向前移动时，系统扫描车辆前部的区域，井向机场控制人员提供雷达和视频信号。车辆上装有软件处理系统(AirBoss处理系统)，由触摸式电脑、照相机、条码机组成，机场控制人员可以根据系统指示方位拾取道面异物。一旦道面异物被取出，装于车内的照相机会给碎片照相备案，机场控制人员还会给道面异物贴上条形码以做记录，同时记录信息将通过互联网存储在系统数据库中。新加坡Stratechsystems公司的iFerret智能视频探测系统,通过在跑道上姆_一定间距装置先进的高分辨率功能的摄像机，自动探測和辨认跑道上的障碍物，而复杂的图像处理软件可以针对变化的照明和路面条件做出适当的调整。发现道面异物后，系统能够放大物体的图像，给用户提供碎片的实时图像，让用户看到发现的物品。该系统能够探测异物的最小尺寸为20毫米，但在夜间、阴雨天及低能见度等情况下应用有一定的局限性。上述4个系统中，Tarsier系统、FODetect系统、FOD Finder系统以毫米波雷达探测技术为主，并辅助有视频成像手段，扫描设备探测到异物后，工作人员可通过视频系统进行确认。iFerret系统采用视频图像识别技木。这4个系统是目前国外民航和外军机场主要使用的异物自动监测技木。但是，上述4个系统能够识别的最小异物为20毫米，与实际需求相差较远。而且视频图像技术受阴雨天气，低照度等影响大，探测识别功能低、夜间难以工作。
技术实现思路
为了克服现有技术探测识别道面异物最小尺寸偏大，达不到实际使用需求的缺陷，本专利技术提供了一种机场道面异物监测系统。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下应用光学成像原理，采集道面异物图像信息，对道面的图像信息进行分析识别，对识别出的异物进行报警处理。本专利技术所述系统包括扫描设备，エ业控制计算机，主控制服务器，显示装置和控制识别软件。本专利技术扫描设备放置在需要进行异物检测的区域的适当位置，对该区域图像信息进行采集，该图像信息包含异物信息。异物扫描装置包括成像装置、红外辅助照明设备、防护罩、扫描机构、成像装置姿态调整机构及红外辅助照明设备姿态调整机构。扫描机构上方固定安装防护罩，防护罩上开设有窗ロ，防护罩底板上安装有成像装置姿态调整机构，成像装置安装在成像装置姿态调整机构上，红外辅助照明设备安装在红外辅助照明设备姿态调整机构上，且安装位置及姿态根据防护罩的窗ロ位置和扫描范围及情况进行相应调整。通过对成像装置和红外辅助照明设备的姿态调整来控制扫描范围。本专利技术エ业控制计算机负责对扫描设备采集来的图像信息进行分析，识别异物并将异物相关的图像、位置信息通过数据传输网络传送给主控制服务器。本专利技术主控制服务器是该系统的核心控制部分，由主控制服务器进行发送扫描命令、提供异物报警信息、收集系统工作状态以及对系统进行操作控制。本专利技术显示装置显示报警信息、异物信息、系统工作状态信息及其他相关信息。本专利技术数据传输网络负责系统各部分的数据传输。扫描设备与エ控机之间通过数据传输网络传输数据，数据传输网络包括光纤、网线、其他数据线和光端机、交换机及其他数据传输设备。数据传输网络连接扫描设备，接收扫描设备的扫描视频图像信号，并将扫描视频图像信号传输至エ业控制计算机。本专利技术数据传输网络为以太网的方式，采用以太网形式连接エ业控机与主控制服务器连接。所述扫描设备与エ业控制计算机通过数据传输网络连接进行数据传输，所述主控制服务器与显示装置连接。所述主控制服务器通过总线方式连接所述扫描设备，控制所述扫描设备的动作。各种数据连接方式由于技术发展的不同阶段可能会有不同，只要实现数据交换连接功能，满足连接速度，均可使用，并在本专利技术保护范围之下。本专利技术所述系统工作过程如下扫描设备上电后进行初始化操作，完成初始化操作后，传送扫描设备状态信息到主控服务器，等待主控服务器命令。通过主控服务器判断相关设备工作状态信息，如果系统各设备状态信息允许进行扫描动作，主控制服务器通过总线传输方式将扫描命令发给扫描设备，扫描设备接受命令开始工作。 扫描设备采集道面图像信息，并将采集到的视频信号或图像数据通过数据数据传输网络发送至所述エ业控制计算机。エ业控制计算机接收所述扫描设备传输的视频信号或图像数据，进行图像分析计算和异物识别处理，并将识别出有异物的信息通过数据传输网络发送至主控制服务器。主控制服务器接收エ业控制计算机传输的有异物的信息，进行报警，并将有异物的信息发送至显示装置中。上述过程由相关控制识别软件与硬件共同完成。操作人员根据具体情况进行判断，采取相应的行动。相关控制识别软件主要用于实现系统运行过程控制、异物识别及报警和信息存储。相关控制识别软件具有人机交互界面、系统功能实现控制、系统各部分动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机场道面异物监测系统，其特征是：包括扫描设备（1）、数据传输网络（2）、工业控制计算机（3）、主控制服务器（4）、显示装置（5）和控制识别软件；扫描设备（1）与工业控制计算机（3）通过数据传输网络（2）连接进行数据传输，工业控制计算机（3）与主控制服务器（4）连接，主控制服务器（4）与显示装置（5）连接，主控制服务器（4）通过总线方式连接扫描设备（1），并对扫描设备进行控制；所述的扫描设备（1）接收主控制服务器（4）的控制信号，采集机场跑道道面（6）的影像，并将采集到的信号通过数据传输网络（2）发送至工业控制计算机（3）；所述的工业控制计算机（3）用于接收扫描设备（1）传输的视频信号或图像数据，进行实时图像分析和异物识别处理，并将识别出有异物的信息发送至主控制服务器（4）；所述的主控制服务器（4）用于接收工业控制计算机（3）传输的有异物的信息，进行报警，并将有异物的信息发送至显示装置（5）；？所述的数据传输网络（2）用于系统各部分之间数据传输；所述的显示装置（5）用于接收主控制服务器（4）传输的有异物的信息，并显示异物信息；所述的相关控制识别软件用于实现系统运行过程控制、异物识别及报警功能。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：马志明，艾莉，沈永宏，刘彬，宋世军，邵承会，
申请(专利权)人：长春奥普光电技术股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：