[發明專利]一種基于激光雷達的分布式機場跑道FOD監測系統及方法

在審

• 申請號: 202110248158.0
• 申請日: 2021-03-07
• 公開（公告）號: CN113009507A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 左慶軍;左佳
• 申請（專利權）人: 航泰眾聯（北京）科技有限公司
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89
• 代理公司: 成都魚爪智云知識產權代理有限公司 51308
• 代理人: 代述波

1.一種基于激光雷達的分布式機場跑道FOD監測系統，其特征在于，包括：

綜合探測單元包括激光雷達模塊、光學探測模塊、識別與控制模塊，綜合探測單元呈陣列布置在機場跑道兩側，用于對機場跑道進行實時檢測與識別；

數據處理中心，用于處理從綜合探測單元發出的激光雷達模塊和光學探測模塊的報警信息和監控信息和監控信息，進行信息融合，得出是否是FOD的判斷；

顯示控制分系統，用于將監控信息和目標的報警信息進行顯示和控制，通過人機交互，完成人工FOD確認；

通信網絡分系統，用于實現綜合探測單元，數據處理中心以及顯示控制分系統內部和外部之間信息的鏈接、傳遞、交互；

電源管理分系統，用于對綜合探測單元、數據處理中心、顯示控制分系統和通信網絡分系統提供工作電源以及備用電源供給。

2.根據權利要求1所述的基于激光雷達的分布式機場跑道FOD監測系統，其特征在于，所述綜合探測單元還包括鏡頭清潔模塊以及探測單元殼體，所述激光雷達模塊、光學探測模塊、鏡頭清潔模塊以及識別與控制模塊均設置于所述探測單元殼體。

3.根據權利要求2所述的基于激光雷達的分布式機場跑道FOD監測系統，其特征在于，所述識別與控制模塊包括3D目標檢測軟件以及視頻識別軟件，所述視頻識別軟件接收所述光學探測模塊的采集數據進行處理和識別，所述3D目標檢測軟件對所述激光雷達提供的信息進行處理和識別。

4.根據權利要求3所述的基于激光雷達的分布式機場跑道FOD監測系統，其特征在于，所述數據處理中心包括數據融合與決策軟件與數據庫管理軟件，所述數據融合與決策軟件用于對綜合探測單元的數據進行處理和判斷并做出決策，所述數據庫管理軟件用于對數據庫的數據進行調用、對比、存檔和分析。

5.根據權利要求4所述的基于激光雷達的分布式機場跑道FOD監測系統，所述顯示控制分系統包括計算機服務器、顯示與控制軟件以及顯控終端；所述計算機服務器用于接收綜合探測單元和數據處理中心的數據信息，所述顯示與控制軟件用于將數據信息傳輸到所述顯控終端上進行顯示以對是否是FOD進行判斷，以及對綜合探測單元進行操作控制。

6.一種基于激光雷達的分布式機場跑道FOD監測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，探測單元的初始化：對機場跑道進行徹底清理，對監測系統進行初始化設置，確保綜合探測單元，數據處理中心以及顯示控制分系統正常通信連接，開機由激光雷達和光學探測模塊對規定的探測道面區域進行掃描探測，記錄探測結果并形成后臺數據庫；

S2，激光雷達探測作業：將綜合探測單元呈陣列布置在機場跑道兩側，設定探測范圍和輸出周期，在探測范圍內對機場跑道進行自動3D激光掃描探測；每經過一個輸出周期，輸出一個3D檢測文件，形成3D檢測信息；

S3，3D檢測信息分析識別：檢測信息傳輸到識別與控制模塊，3D目標檢測軟件對3D檢測信息進行處理與目標識別；

S4，檢測信息判斷：3D目標檢測軟件對3D檢測信息識別后，形成3D識別信息，若3D識別信息初步判斷本檢測周期有FOD目標，則會輸出該FOD目標的位置信息；

S5，目標位置導引與圖片拍攝：目標的位置信息通過識別與控制模塊引導光學探測模塊自動對準FOD目標的位置，拍攝FOD目標區域圖片，進行采集圖像；

S6，目標圖像識別：利用視頻識別軟件對采集圖像進行處理與目標檢測，判斷該區域圖像中是否有FOD，形成圖像識別信息；

S7，數據融合與智能決策：綜合探測單元將3D識別信息、圖像識別信息通過通信網絡傳至數據處理中心，數據融合與智能決策軟件對信息進行融合與智能決策；若判斷為有FOD則向顯示控制分系統發出報警，并提供目標信息；若未發現目標，則不報警；

S8，目標顯示與人工確認：顯示與控制分系統在屏幕上顯示目標信息，標識目標位置，作業人員對報警信息進行人工判斷，如確定為是FOD，則根據相應規則進行處置；如確認報警不是FOD，則可忽略該報警。