[發(fā)明專利]一種機(jī)場道面異物智能探測與清掃系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710501043.1
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107422390B
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張曉鐘;張超;陳榮俊;孟凡芹;曾銳;王超
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍空軍勤務(wù)學(xué)院
• 主分類號: G01V8/10
• 分類號: G01V8/10;G01S13/91;B25J5/00;B25J9/16;B25J11/00;B25J13/00
• 代理公司: 徐州市淮海專利事務(wù)所 32205
• 代理人: 劉振祥

一種機(jī)場道面異物智能探測與清掃系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)程控制單元、輪式FOD探測機(jī)器人和清掃機(jī)器人，兩臺輪式FOD探測機(jī)器人用于并行協(xié)同探測機(jī)場道面上的FOD，并在探測到后發(fā)出FOD報(bào)警與定位信息信號給遠(yuǎn)程控制單元；遠(yuǎn)程控制單元用于接收和顯示輪式FOD探測機(jī)器人發(fā)出的報(bào)警和定位信息、用于控制兩臺輪式FOD探測機(jī)器人的運(yùn)行軌跡、用于控制輪式FOD清掃機(jī)器人移動(dòng)到定位點(diǎn)，并具有實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，且在遠(yuǎn)端出現(xiàn)異常情況下能通過近端進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控干預(yù)；輪式FOD探測機(jī)器人用于根據(jù)遠(yuǎn)程控制單元提供的FOD定位信息自動(dòng)移動(dòng)到定位點(diǎn)進(jìn)行清掃任務(wù)。該系統(tǒng)能夠便捷地實(shí)現(xiàn)探測與清掃的自動(dòng)化結(jié)合，能確保飛行保障安全，提升機(jī)場保障水平。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像識別領(lǐng)域中的物體探測和識別技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種機(jī)場道面異物智能探測與清掃系統(tǒng)。

背景技術(shù)

機(jī)場跑道異物FOD機(jī)場道面異物（FOD）：Foreign Object Debris的縮寫，泛指任何不屬于機(jī)場但出現(xiàn)在機(jī)場運(yùn)行區(qū)域并可能對機(jī)場造成損失或者飛機(jī)造成損害的外來物品。機(jī)場道面異物主要可分為“三大類”：一是金屬類外來物。主要包括飛機(jī)、車輛等脫落的鉚釘、螺栓等零部件，以及地靶訓(xùn)練散落的彈藥碎片等物質(zhì)；二是砂石類外來物。主要是道面在外來作用力和自然風(fēng)化的混合作用下，道面板脫落的砂礫等碎物；三是軟體類外來物。主要是因驅(qū)鳥工作造成跌落在道面上的飛鳥、蝙蝠等動(dòng)物尸體。FOD 如果出現(xiàn)在機(jī)場飛行區(qū)，將會嚴(yán)重威脅機(jī)場的飛行安全，特別在起飛、降落等關(guān)鍵階段更容易損傷航空器，甚至可能導(dǎo)致機(jī)毀人亡的重大事故。因此，對機(jī)場道面異物的快速、全天候檢測識別變得十分重要。

常見的機(jī)場道面異物的探測系統(tǒng)中，有兩種典型的運(yùn)行方式，即固定式和移動(dòng)式。

國外最具代表性的固定式道面異物監(jiān)測系統(tǒng)中包括：英國的Tarsier（眼鏡猴）、以色列的FODetect、新加坡iFerrer三種。

英國的Tarsier系統(tǒng)又名眼鏡猴是目前相對較較成熟的系統(tǒng)，是由QinetiQ公司研發(fā)的，目前正在進(jìn)一步改進(jìn)更新，利用的FOD檢測工具為連續(xù)波調(diào)頻雷達(dá)，工作頻率在94.5GHz。更新代的Tarsier系統(tǒng)在使用了毫米波雷達(dá)的基礎(chǔ)上，又加入了可見光及紅外燈光學(xué)攝像設(shè)備，監(jiān)控人員可以通過視頻監(jiān)控設(shè)備來觀察Tarsier系統(tǒng)識別出的FOD目標(biāo)是否正確并作出處理，特點(diǎn)包括探測距離長、波束窄和分辨率高，但該系統(tǒng)仍然沒有脫離人工判斷FOD這種模式，而且只能識別20mm以上目標(biāo)，是國際民用機(jī)場安裝最多的FOD探測報(bào)警系統(tǒng)。

以色列Xsight公司開發(fā)的FODetect系統(tǒng)，安裝在不同位置的跑道邊燈上，有多個(gè)SDU(道面監(jiān)測單元)，由77GHz毫米波雷達(dá)和攝像設(shè)備所組成。產(chǎn)品體積較小，多個(gè)監(jiān)測單元協(xié)同監(jiān)測整個(gè)機(jī)場跑道道面，可以在30s內(nèi)完成一次掃描，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到中央處理中心，處理結(jié)果中FOD的位置由傳感器鎖定，提示工作人員進(jìn)行清理工作，但該系統(tǒng)需要工作人員到現(xiàn)場對FOD做進(jìn)一步確認(rèn)，F(xiàn)ODetect系統(tǒng)由于安裝位置的特殊性可以有效的避免燈光的影響，易受工作環(huán)境如強(qiáng)風(fēng)等的影響，油污侵蝕嚴(yán)重，同時(shí)子探測器規(guī)模龐大，系統(tǒng)的開發(fā)，維護(hù)成本較高。

新加坡的Scratech公司利用現(xiàn)代數(shù)字圖像識別技術(shù)研制了IFerret智能視頻FOD檢測系統(tǒng)，在跑道上每隔一定距離安裝一臺具有高分辨率功能的攝像機(jī)，圖像處理軟件針對變化的照明和路面條件調(diào)整，自動(dòng)探測機(jī)場跑道上的外來異物，IFerret系統(tǒng)能探測的異物大小為20mm。攝像系統(tǒng)可以全天24小時(shí)拍攝機(jī)場跑道以獲取目標(biāo)，其兩部分采集圖像和處理圖像是分離的，這樣使圖像數(shù)據(jù)量較大，處理過程復(fù)雜，對圖像識別算法的要求較高，而且受光照影響，降低檢測效率。