[發明專利]一種機場跑道異物監測和清除引導系統及方法

在審

• 申請號: 201711227977.7
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN107728136A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 劉平;史亞杰;孔祥駿;秦海濤;管明杰;梅亞楠
• 申請（專利權）人: 航科院（北京）科技發展有限公司
• 主分類號: G01S13/04
• 分類號: G01S13/04;G01N21/88
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙)11550
• 代理人: 郭韞

技術領域

本發明屬于民航監測領域，具體涉及一種機場跑道異物監測和清除引導系統及方法。

背景技術

機場跑道異物FOD(foreign object debris)是任何不屬于機場但出現在機場運作區域并可能對機場造成損失或者飛機造成損害的外來物品。機場跑道異物給飛行安全帶來重大隱患，有可能造成航班延誤、航空器損毀或人員傷亡。

常見的對機場跑道異物的檢測技術有光學檢測技術和雷達檢測技術。其中，光學檢測技術采用在跑道測布置圖像采集設備來監測機場跑道異物，典型的如新加坡Scratech公司的iFerret系統，這種純光學檢測模式圖像處理數據量大，過程復雜，致命的缺點是可見光攝像機受光照影響很大，在大霧和黑夜的條件下檢測效率低。雷達檢測技術主要采用無線電技術，通過發射電磁波和接收回波來探測異物，系統探測距離遠，受氣象和煙塵的影響較小，但是易受跑道兩側草等物體的雜波的影響。可見，同時利用光學檢測技術和雷達檢測技術進行圖像融合檢測與識別，是提高跑道異物檢測準確性的研究方向。

授權公告號為CN 204241708U的實用新型專利公開了一種機場跑道異物檢測系統。該系統在一條機場跑道僅布置一個塔臺，在塔臺上設有僅一個雷達設備和攝像設備，控制主機與雷達設備和攝像設備之間通過線纜連接。雷達發現異物后將位置報告給控制主機，控制主機控制攝像設備拍攝異物的圖像信息。使用的雷達設備為8mm波段和/或3mm波段塔架式雷達。一般機場跑道長度在3000米以上，根據FAA的檢測標準，FOD探測系統檢測精度最小為直徑3.1cm高度3.8cm大小圓柱體物體。若要檢測出上述尺度大小的異物，其在圖像中所占大小至少需要4×4像素，且機場跑道一般都有一定的橫坡和縱坡。該專利宣稱僅用一個雷達設備和攝像設備可檢測整條跑道，其技術可行性、測量精度及可探測FOD最小尺寸均存在明顯缺陷。

授權公告號為CN 203299402U的實用新型專利公開了一種用于機場跑道的異物檢測系統。該系統在機場跑道旁布置檢測雷達，在跑道邊燈旁或邊燈上安裝攝像設備，檢測雷達不間斷的對機場跑道進行掃描，獲取異物的位置坐標數，控制塔控制攝像設備進行圖像拍攝確認FOD的精確位置。該系統將攝像設備安裝在跑道邊燈旁或邊燈上，安裝高度受凈空保護限制只能大致邊燈高度對齊，因此攝像設備的拍攝距離較短，安裝數量較多，系統成本高，安裝布線困難。

申請公告號為CN 105403931A的發明專利申請公布了一種混合體制機場跑道異物探測系統，系統包括：塔架式光學探測裝置、邊燈式光電混合探測裝置、固態邊燈式探測裝置、數據處理模塊、異物檢測融合模塊、顯示模塊、控制模塊、異物定位引導模塊。塔架式光學探測裝置為純光學設備，邊燈式光電混合探測裝置為第一FOD探測雷達和第一FOD光學模塊相結合探測，固態邊燈式探測裝置為第二FOD探測雷達和第二FOD光學模塊相結合探測。該系統設備眾多，結構復雜。

現有公布的機場跑道異物監測系統專利中，也有部分移動式探測系統，這種系統只能在前后兩架航班之間的空隙時間進行檢測，探測時間長，且沒有根本改變需要人為參加FOD檢測的模式，無法全天候工作，而僅僅是使得檢測清理過程機械化，且車載設備本身也會帶來引入新的FOD物體的隱患。

發明內容

本發明的目的在于解決上述現有技術中存在的難題，提供一種機場跑道異物監測和清除引導系統及方法，能夠快速探測并引導清除FOD目標，探測準確性高、精度高，實用性強，結構簡單，測點布置少，布置位置安全，施工簡單。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種機場跑道異物監測和清除引導系統，包括探測裝置、網絡交換機、主控中心服務器和主控中心顯示器；

在機場跑道的一側按照設定的間距布置有至少一個所述探測裝置；所述探測裝置包括雷達探測單元、光學探測單元和控制箱；

所述雷達探測單元、光學探測單元與控制箱連接，所述控制箱與網絡交換機連接；所述網絡交換機與主控中心服務器連接；

所述主控中心顯示器與主控中心服務器連接。

所述探測裝置進一步包括光學指示裝置、轉臺和至少一個塔架；

所述雷達探測單元、轉臺、控制箱安裝在同一個或不同的塔架上；

所述光學探測單元安裝在所述轉臺上，能夠隨轉臺一起旋轉；所述光學指示裝置安裝在所述光學探測單元上；

所述雷達探測單元與光學探測單元有安裝高度差，防止水平方向互相遮擋；優選地，所述光學探測單元高于所述雷達探測單元的天線罩；