[發明專利]機場道面異物掃描裝置

無效

• 申請號: 201210031865.5
• 申請日: 2012-02-13
• 公開（公告）號: CN102590883A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 沈永宏;馬志明;劉彬;袁紅艷;徐東亮;邵承會
• 申請（專利權）人: 長春奧普光電技術股份有限公司
• 主分類號: G01V8/10
• 分類號: G01V8/10
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 陶尊新

技術領域

本發明屬于光電檢測技術領域，涉及對機場道面異物即外來物的監測技術，具體地說是一種機場道面異物(外來物)掃描裝置。

背景技術

機場道面異物(外來物)FOD(Foreign?Object?Debris)，即可能損傷飛機或系統的某種外來的物質、碎屑或物體。道面異物的種類相當多，如硬物體、軟物體、鳥類、雷電等。道面異物危害非常嚴重，機場道面上的道面異物可以很容易被吸入發動機，導致發動機失效。碎片也會堆積在機械裝置中，影響起落架、襟翼等設備的正常運行。道面異物不僅會損壞飛機，造成巨大的經濟損失，而且還會制造空難奪去寶貴的生命。非計劃的拆換發動機本身就是昂貴的花費，更不用說航班延誤或取消帶來的損失。據保守估計，每年全球因道面異物造成的損失至少在30億-40億美元，道面異物不僅會造成巨大的直接損失，還會造成航班延誤、中斷起飛、關閉跑道等間接損失，而間接損失至少為直接損失的4倍。

現有的機場道面異物掃描設備主要采用毫米波雷達技術、激光雷達技術或光學成像技術。存在的主要不足有：一是能夠探測到的最小道面異物尺寸偏大(20毫米)，不能滿足實際使用需求；二是現有光學成像技術受陰雨天氣，低照度等影響大，探測功能低、夜間難以工作等缺陷。解決光學成像技術在夜間等低照度條件下工作困難的常用手段是增加輔助照明設備。如果機場道面異物掃描裝置的光學系統工作于可見光模式，夜間時就需要進行輔助照明，但照明設備發出的光線對飛行員正常判斷跑道的位置會形成干擾，存在安全隱患，因此這種方法是不可取的。

發明內容

本發明的目的是提供一種機場道面異物掃描裝置，提高了探測精度和環境適應性，最小可探測物體尺寸可達5mm，可適應于不同時段照度條件，晝夜均可正常工作。既不會對飛行員的視線產生干擾，又可以使掃描系統成像質量良好。

本發明包括：成像裝置、紅外輔助照明設備、防護罩、轉臺、成像裝置姿態調整機構及紅外輔助照明設備姿態調節機構。

轉臺上方固定安裝防護罩，防護罩上開設有窗口，防護罩底板上安裝有成像裝置姿態調整機構，成像裝置安裝在成像裝置姿態調整機構上，紅外輔助照明設備安裝在紅外輔助照明設備姿態調節機構上，且安裝位置及姿態根據防護罩的窗口位置和掃描范圍及情況進行調節，三臺攝像機和兩臺近紅外激光光源可以調整成不同的俯仰角，俯仰角以監測區域平面為基準，調整角度為銳角，在轉臺軸垂直于平面的條件下，攝像機光軸通過與轉臺軸夾角的調節來實現俯仰角的調節，對不同遠近區域進行成像，遠處相對于監測區域平面的俯仰角較小，近處相對于監測區域平面的俯仰角較大，根據上述調整原則調整三臺攝像機的俯仰角，使它們分別對遠中近區域進行成像；同樣道理，近紅外激光光源的俯仰角也可以根據上述攝像機俯仰角的調整原則進行調節，使三臺攝像機的整體成像范圍都得到較好的照明。通過對成像裝置和紅外輔助照明設備的姿態調節來控制掃描范圍。進而完成對整個監視區域的跑道道面的掃描和輔助照明。

所述成像裝置包括攝像機和鏡頭，所述近紅外輔助照明設備為近紅外光源，可采用紅外燈或近紅外激光器。試驗初期使用過紅外燈，近距離效果較好；但需要遠距離照明時，在現有的技術條件下，燈的體積較大，發散角不好控制，照明效果變差。具體實施設備采用近紅外激光器作為近紅外輔助照明設備的光源。

攝像機的選用可以有兩種選擇方式：一，采用工作于可見和近紅外區的低照度彩色攝像機，且所述攝像機CCD靶面與主光軸的夾角為銳角，所述鏡頭為較小F數的可用于可見和近紅外區的鏡頭，其中F數范圍為2～5，實現的設備F數為3。攝像機可以進行彩色(可見區)和黑白(近紅外區)兩種工作狀態的切換。二，采用攝像機為工作在近紅外區的低照度單色攝像機，且所述攝像機CCD靶面與主光軸的夾角為銳角，所述鏡頭為較小F數的近紅外鏡頭，其中F數范圍為2～5，實現的設備F數為3，且在鏡頭上安裝有750nm-900nm帶通濾光片。低照度性能的選用是為了提高相機的環境適應能力，使攝像機能在較寬的照度范圍下工作。即在白天即使照度變化很大的情況下(如早午晚時段，陰天或云運動產生的短時間照度變化)，攝影機能正常的工作，成像質量滿足要求。而晚上由光源照明時，特別是遠處的照度很難達到普通成像要求，在此情況下，攝像機的低照度性能可以明顯的改善成像質量；反過來說，攝像機的低照度性能降低了對照明光源的要求，提高了環境適應性。鏡頭較小的F數，目的是為了鏡頭有足夠的進光量，保證CCD靶面照度。

掃描機構包括基座、易折底座和轉臺，基座上固定安裝易折底座，易折底座上方安裝轉臺，轉臺上方支撐連接防護罩。