[发明专利]塔架式机场跑道异物定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学定位技术领域，特别是涉及一种塔架式机场跑道异物定位方法。

背景技术

机场跑道异物是影响机场飞行安全和导致航班延误的重要因素。近年来，针对这一问题，民航业界提出了能够自动检测跑道状态，及时发现并定位跑道异物的自动化机场跑道异物检测系统，以期能够替代人工巡检，提高工作效率和可靠性。

塔架式机场跑道异物检测系统是上述自动化机场跑道异物检测系统中的一种。该系统采用分布式布局，由若干光学探测传感器、服务器端和客户端等共同组成。其中，光学探测传感器部署于跑道一侧，传感器距跑道中线距离较远，按照国内相关规范要求，一般情况距离大于150米，在实际安装过程中，为保证光学传感器的有效检测高度和航空安全，传感器位置距跑道中线200米外甚至更远。

光学探测传感器包括塔架、转台、摄像机和镜头。其中，转台安装在塔架上，在转台内部放置有摄像机和镜头。转台可以上下左右转动，当转台运动到某一位置时，在服务器端的控制下，转台会将成像画面(图片)以及转台的方位角(俯仰和水平角)回传到服务器端。服务器端对上述数据进行处理，如发现在机场跑道上存在异物，则服务器端可以报警并给出异物的精确位置。随后工作人员可以携带具有异物的GPS位置坐标的便携式客户端去清除异物。这样即完成的机场跑道的异物清除操作。

上述操作的正常进行均取决于服务器端对异物的精确位置的计算，但是现有的异物定位方法需要对异物的坐标进行转换，如将异物在画面上的像素坐标转换为异物的GPS坐标，如在转换过程中转台的位置或方位角发生改变，可能会降低异物的定位准确性。

为了提高异物的定位准确性，申请号为201310446863.7的一种机场跑道异物检测快速定位方法披露了一种对异物报警位置信息与报警次数进行统计的异物定位方法，可有效的提高异物位置信息的准确性。但是其中并未对转台的位置坐标偏差进行补偿。

同时申请号为201210031837.3的机场道面异物监测系统通过对小尺寸异物的识别提高了异物位置信息的准确性，但是同样没有对转台的位置坐标偏差进行补偿。

故，有必要提供一种塔架式机场跑道异物定位方法，以解决现有技术所存在的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种定位准确性较高的塔架式机场跑道异物定位方法；解决了现有的机场跑道异物定位方法的定位准确性较低的技术问题。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：

本发明实施例提供一种塔架式机场跑道异物定位方法，其使用塔架式机场跑道异物检测系统进行异物定位，其中所述塔架式机场跑道异物检测系统包括：

光学探测模块，用于获取异物图像；其包括转台、摄像机以及镜头；以及

服务器端，用于根据所述异物图像对异物进行定位操作；其中所述塔架式机场跑道异物定位方法包括：

所述光学探测模块对异物进行拍摄，以获取异物图像；

所述服务器端根据所述异物图像，获取所述异物在所述摄像机靶面的物理坐标；

所述服务器端根据所述异物的靶面物理坐标以及所述转台的参数，获取所述异物相对所述转台的球极坐标；

所述服务器端将所述异物相对所述转台的球极坐标转换为所述异物相对所述转台的笛卡尔坐标；

所述服务器端将所述异物相对所述转台的笛卡尔坐标转换为所述异物的地心坐标；以及

所述服务器端将所述异物的地心坐标转为所述异物的经纬度坐标。

在本发明所述的塔架式机场跑道异物定位方法中，所述转台内置光学探测模块对异物进行拍摄，以获取异物图像的步骤之前还包括：获取所述转台对应的机场跑道区域的位置参数以及高程参数。

在本发明所述的塔架式机场跑道异物定位方法中，所述服务器端根据所述异物的靶面物理坐标以及所述转台的参数，获取所述异物相对所述转台的球极坐标的步骤包括：通过以下公式获取所述异物相对所述转台的球极坐标：

其中H为所述摄像机靶面的高度，γ1所述摄像机的纵向视场角，Ty为所述靶面物理坐标中的纵坐标，β₀为所述摄像机的垂直俯仰角，θ为所述异物图像中的异物相对所述转台的球极坐标中的Z轴的角度；

其中α₀为所述摄像机的水平俯仰角，L为所述摄像机靶面的宽度，Tx为所述靶面物理坐标中的横坐标，γ2为所述摄像机的横向视场角，为所述异物图像中的异物在所述球极坐标系中的X-Y平面的投影，与所述球极坐标系中的X轴的角度；