[发明专利]一种新型机场跑道外来物光电检测方法和检测系统

说明书

本发明提供一种新型机场跑道外来物光电检测方法和检测系统，包括通过雷达获取外来物的位置信息，并将位置信息发送给中控台；中控台向主控单元发送位置信息，主控单元控制光学镜头组旋转，使光学镜头组的视轴转向外来物所在的区域；根据中控台发出的调焦指令，对光学镜头组进行焦距调节；通过光学镜头组拍摄外来物图像，在外来物图像上标记出外来物的范围；将标记后的图像发送到中控台进行存储和显示。本发明以视轴为中心画处外来物可能出现的区域，从而避免全视场遍历寻找，大大提高外来物检测效率；结合窄带滤光成像，较大提高的昼夜图像信噪比。

技术领域

本发明涉及一种新型机场跑道外来物检测系统(FOD)光电检测技术。

背景技术

随着民航业的飞速发展，航空运输的不断扩容，机场作为航空运输的枢纽平台，民航的安全压力越来越大。2000年7月25日法国航空公司协和号飞机的空难悲剧，加速了各国研制FOD探测系统的步伐。机场跑道外来物检测系统由最初的本地模拟监控系统，到数字视频检测系统，并开始逐变为雷达+光电复合检测系统。目前机场跑道外来物检测系统研究方面，主要通过雷达、红外、可见光等技术，实现对目标的发现、定位、识别、记录和处理。典型的FOD目标有金属器件(螺钉、螺帽、垫圈、钉子和保险丝等)、机械工具、飞行物品(私人物品、钢笔、铅笔和纽扣等)、混凝土沥青碎块、橡胶碎片、塑料制品和动植物等。目前，国内机场跑道巡检主要依赖道面巡查人员每天四次步行检查完成，在道面巡查时将关闭跑道，这使得航班通行能力大大降低。随着实时视频监控和图像处理技术的日益成熟，结合现有元器件水平，亟需研究一种新型机场跑道外来物光电检测技术。

发明内容

本发明提供一种新型机场跑道外来物光电检测方法和检测系统，以解决现有技术存在的问题。

本发明采用以下技术方案：

一种新型机场跑道外来物光电检测方法，包括：

S1：通过雷达获取外来物的位置信息，并将位置信息发送给中控台；

S2：中控台向主控单元发送位置信息，主控单元控制光学镜头组旋转，使光学镜头组的视轴转向外来物所在的区域；

S3：根据中控台发出的调焦指令，对光学镜头组进行焦距调节；

S4：通过光学镜头组拍摄外来物图像，在外来物图像上标记出外来物的范围；

S5：将标记后的图像发送到中控台进行存储和显示。

所述S2～S4中，中控台同时向主控单元发送气象信息，主控单元根据内部存储的与气象信息相匹配的图像处理算法对光学镜头组拍摄的图像进行处理后，发送到中控台进行存储。

所述S4中，在外来物图像上标记出外来物的范围的方法为：

设定雷达指向外来物的均方根误差σ；ρ为图像的像素尺寸，f为光学镜头组的焦距，则像元的单位角分辨率为图像中外来物与光学镜头组的视轴中心的角度偏差在x方向上的张角在y方向上的张角其中Q_x和Q_y分别为3σ在图像中x方向和y方向上映射的大小，L为物距，则目标的像素范围在目标的中心视场外部画包含n个像素的外来物区域。

所述S4中，通过光敏传感器(9)对环境光强度进行检测，当环境光强度低于设定的阈值时，主控单元(8)向激光辅助光源(2)发送信号，打开激光辅助光源(2)对外来物进行补光。

所述S4中，光学镜头组(1)对外来物的拍摄时，通过窄带滤光成像技术进行处理后，再对外来物进行图像拍摄。

设定S4中标记出的外来物像素范围为M×N，则对该区域进行Brenner算法清晰度评价，评价函数为：

其中，f(x,y)为R、G、B图像层的位置(x,y)处的图像灰度值，0≤x≤M,0≤y≤N；选F最大值作为锐利度最优评价参数，则：