[發明專利]機場跑道異物檢測方法及檢測系統

有效

• 申請號: 201811147740.2
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN109188437B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 張鵬;李一遠;王朝民;郗曉菲;冀曉楠;蘇蓉
• 申請（專利權）人: 北京望遠四象科技有限公司
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 北京冠和權律師事務所 11399
• 代理人: 朱健;張國香

本發明公開了一種機場跑道異物檢測方法及系統，利用雷達持續發射信號，并將雷達發射的信號照射至機場跑道的掃描區域；接收機場跑道因雷達的發射信號所反射回來的信號，得到回波信號；將得到的所述回波信號與雷達的發射信號進行混頻處理，得到混頻后的中頻信號；對得到的中頻信號進行距離向傅里葉變換，并對變換后的信號進行距離頻域誤差補償，得到對應的距離頻域信號；針對得到的距離頻域信號進行方位向傅里葉變換，并利用合成孔徑雷達原理，將處理后的信號進行方位向匹配濾波和反變換處理，得到對應的雷達圖像；根據得到的雷達圖像，識別機場跑道是否存在異物；提高了FOD探測系統對跑道微弱目標的探測能力。

技術領域

本發明涉及雷達檢測領域，特別涉及一種基于SAR成像技術的機場跑道異物檢測方法及檢測系統。

背景技術

機場跑道異物檢測(Foreign Object Debris，FOD)指的是對機場外來物進行檢測；其中，機場外來物可以理解為：在跑道、滑行道、停機坪地面上可能會損傷航空器、設備或者威脅機場工作人員和乘客生命安全的外來物體。因此，針對繁忙的民用機場，FOD實時監測的需求十分迫切。

現有的FOD實時監測的方法主要是利用雷達探測或者是視頻探測，但單純的雷達探測以及視頻探測均存在一定缺陷，不能滿足基本的FOD監測需求。根據民航FAA標準，要求最小檢測物體RCS為-28dBsm，因此雷達探測存在容易遺漏反射率低的物體，而且地表雜波也容易造成虛警。現有的FOD雷達都是利用回波信號和發射信號進行混頻得到差頻信號，通過FFT變化實現脈沖壓縮，這種方法只是利用了單次目標的回波信號進行目標探測，因此容易造成弱目標的丟失。視頻探測的優勢在于技術比較成熟，成本相對較低，對和跑道外貌差異較大的物體有很好的探測能力；但視頻探測主要的問題在于跑道外觀細節的復雜性和FOD物體的多樣性，因此基于目標外表的變化進行探測的方法，容易出現虛警；同時光學儀器本身還容易受到氣候、光照環境的影響。因此，如何有效提高FOD探測系統對機場跑道微弱目標的探測能力成為目前亟待解決的問題之一。

發明內容

本發明提供一種機場跑道異物檢測方法及系統，用以將SAR技術應用到FOD檢測系統中，通過相干處理得到跑道場景的高分辨率圖像，提高FOD探測系統對跑道微弱目標的探測能力。

本發明提供了一種機場跑道異物檢測方法，所述方法包括：

利用雷達持續發射信號，并將雷達發射的信號照射至機場跑道的掃描區域；

接收機場跑道因雷達的發射信號所反射回來的信號，得到回波信號；

將得到的所述回波信號與雷達的發射信號進行混頻處理，得到混頻后的中頻信號；

對得到的中頻信號進行距離向傅里葉變換，并對變換后的信號進行距離頻域誤差補償，得到對應的距離頻域信號；

針對得到的距離頻域信號進行方位向傅里葉變換，并利用合成孔徑雷達原理，將處理后的信號進行方位向匹配濾波和反變換處理，得到對應的雷達圖像；

根據得到的雷達圖像，識別機場跑道是否存在異物。

可選地，所述根據得到的雷達圖像，識別機場跑道是否存在異物，包括：

分析得到的所述雷達圖像，判斷所述雷達圖像中是否存在異物；

若存在異物，則獲取異物的位置信息，同時將獲取的異物位置信息發送至監控終端并報警。

可選地，所述利用雷達持續發射信號，并將雷達發射的信號照射至機場跑道的掃描區域，包括：

利用固定在車載平臺頂端的雷達，以正側視條帶模式持續發射調頻連續波信號S_T(t)：

其中，f₀為載頻、T_p為調制周期、為調頻率、B為發射信號帶寬；