[發明專利]一種基于雷達和圖像信號的FOD融合探測方法及裝置

在審

• 申請號: 201510725500.6
• 申請日: 2015-10-30
• 公開（公告）號: CN105372717A
• 公開（公告）日: 2016-03-02
• 發明（設計）人: 羅曉;隋運峰;鐘琦;李華瓊;鄢丹青;張中僅;王雨果;何路飛
• 申請（專利權）人: 中國民用航空總局第二研究所
• 主分類號: G01V11/00
• 分類號: G01V11/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 徐靜

1.一種基于雷達和圖像信號的FOD融合探測方法，其特征在于包括：

步驟1：控制處理器控制雷達和圖像探測器采集的跑道常見FOD目標雷達 與圖像信號，作為正樣本集合；控制處理器控制雷達和圖像探測器采集跑道常 見的非FOD目標雷達與圖像信號，作為負樣本集合；常見FOD目標指的是金屬 零件、金屬工具、輪胎橡膠、石塊、塑料零件或塑料管道；非FOD目標指的是 指示燈、標識線、板塊縫隙、輪胎痕跡、跑道道面；

步驟2：在控制處理器上實現對對應雷達信號與圖像信號進行特征融合的 特征融合方法；其中對應指的是雷達信號與圖像信號采集自同一樣本或同一探 測目標；

步驟3：控制處理器使用步驟1得到正負樣本集合，根據步驟2中的特征 融合方法進行特征融合，然后在決策級訓練，組合單獨雷達判定、單獨圖像判 定、融合信號判定三種弱FOD判定器的FOD融合判定器；

步驟4：在探測過程中，控制處理器控制每個雷達或者是圖像探測器對相 應跑道檢測區域進行連續掃描，雷達或者是圖像探測器采集的信號傳送到控制 處理器，分別對應進行獨立跑道FOD雷達探測或者獨立跑道FOD圖像探測，探 測到的目標被稱為疑似FOD目標；

步驟5：當雷達探測發現疑似FOD目標后，控制處理器將雷達坐標系中疑 似FOD目標坐標轉換為跑道坐標系坐標，然后轉化為圖像坐標系坐標，并按照 此時圖像坐標系坐標使用圖像探測器采集圖像信號；當圖像探測發現疑似目標 后，控制處理器將圖像坐標系中目標坐標轉換為跑道坐標系坐標，然后轉化為 雷達坐標系中坐標，并按照此時雷達坐標系坐標使用雷達采集雷達信號；

步驟6：控制處理器根據步驟2的特征融合方法，對步驟5中坐標對應的雷達 信號和圖像信號進行特征融合；然后使用步驟3訓練的FOD融合判定器進行 FOD判定，對認定的FOD目標進行報警。

2.根據權利要求1所述的一種基于雷達和圖像信號的FOD融合探測方法， 其特征在于所述步驟2中具體過程是：

步驟21：令對跑道監測區域掃描采集的雷達信號為J，J為三維矩陣

J=d1θ1η1d2θ2η2.........dM1θM1ηM1]]>

J的第一列d為一個跑道檢測區域中M1個雷達反射波信號的距離，第二列θ為 一個跑道檢測區域中M1個雷達反射波信號的方位角，第三列η為一個跑道檢測 區域中M1個雷達反射波信號的強度值，每一行為一個反射信號，共M₁個反射 信號；

步驟22：令跑道監測區域內雷達最遠探測距離上直徑3cm到10cm的橡膠物體 反射信號強度值為η_min，跑道監測區域內最近探測距離上直徑到10cm的金屬物 體反射信號強度值為η_max；將J中所有雷達反射信號按照反射波信號的強度值 分為(-∞,η_min)，(η_max,∞)五個組；統計每個組中反射波信號的數量、距離的最 大最小值差，方位角的最大最小值差，每組3個數值，共計15個數值，記為 特征向量V_L；

步驟23：令對跑道檢測區域采集的與雷達信號對應的圖像信號為I，I為灰度 圖像的子區域，是二維矩陣；使用特征描述方法將I轉化為特征向量V_T；

步驟24：將步驟22與步驟23中得到的特征向量合并為一個融合特征向量 V＝(V_L,V_T)。