一种机场道面异物检测装置及其检测方法技术领域
本发明涉及机场安全领域，尤其涉及一种机场道面异物检测装置及其检测方法。
背景技术
机场飞机跑道在使用过程中，会出现异常物体(FOD)，例如石子或者螺钉等，都可能会导致飞行安全事故。为了能够减少或者消除这样的异物，需要对道面进行清扫，而且在飞行过程中，或者飞行间隙过程中，需要对机场的跑道进行快速的清理。
发明内容
本发明的目的是针对以上不足之处，提供了一种机场道面异物检测装置及其检测方法，实现对机场道面的快速检测和反馈。
本发明解决技术问题所采用的方案是：一种机场道面异物检测装置，包括用于清扫机场路面的清扫车，所述清扫机的前侧倾斜布设有一个以上的探测器，所述探测器经一用于将各个探测器采集的图像进行拼接的图像拼接模块与控制单元电连，所述控制单元还电连有一用于存储图像信息的存储模块和用于显示图像信息的显示模块；包括一检测到异物进行警示的报警模块，所述报警模块与控制单元电连。
进一步的，所述清扫车包括一支撑座，设置于支撑座底部的呈圆盘状的清扫刷，所述清扫刷经一第一驱动电机控制，所述支撑座后部两侧还分别设有一后轮，所述后轮分别经一第二电机控制，所述支撑座的前端底部还有一万向轮；所述第一电机和第二电机分别经一电机驱动模块与清扫车控制器电连；所述支撑座上还设有一用于固定探测器的固定板，所述探测器向下倾斜设置于所述固定板上。
进一步的，所述支撑座的底部还设置有一用于按照轨迹行驶的光电传感器，所述光电传感器与清扫车控制器电连。
进一步的，所述固定板上设有一照明灯，所述照明灯与清扫车控制器电连。
进一步的，还包括一电源模块，所述电源模块与清扫车控制器和控制单元电连。
进一步的，所述显示模块采用宽屏的显示器，屏幕分辨率为1600×900或1600×1024。
进一步的，所述探测器为工业级线阵DASLA相机，行频大于4k，视场角大于37°。
进一步的，所述控制单元还电连有一无线传输模块，用于将采集的图像信息传输至机场控制中心。
本发明还提供一种基于上述所述的机场道面异物检测装置的检测方法，包括以下步骤：
步骤S1：启动电源模块，控制清扫车和探测器进行工作，清扫车按照预设的轨迹在机场道面上行驶；
步骤S2：探测器倾斜设置与清扫车固定板的前侧，保证机场道面完全路面落在探测器的探测范围内，探测器相对于地面的高度大于1mm；
步骤S3：通过图像拼接模块将探测器各个探测器采集的图像进行拼接处理，将处理后的图像在显示模块中显示；
步骤S4：若在清扫车行进过程中探测到异物，则通过报警模块进行报警，附近的观测人员及时进行处理；否则继续进行探测。
进一步的，在步骤S1中，清扫车初始位置位于机场道面起始中间位置。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果：
（1）能够对机场跑道进行全覆盖，实时检测小异物；
在清扫车前行过程中，能够对75米宽的机场跑道进行实时的快速探测。对跑道进行全覆盖，同时实时探测道面异物，能够辨识出大小为0.02米的异常物体。通过对光学系统进行优化，利用4K线阵探测器进行探测光学设计，利用车行进方向进行成像，实现全覆盖检测。
（2）能够探测的小目标
够对道面上辨识出的最小物体(成像像素大于0.02m×0.02m)，采用长线列探测器进行扫描成像，利用光学视场的拼接手段形成4096*3的像素数，针对75米宽的道面，每个像素分辨率高达0.006米的探测能力，从而保证最小探测物体在图像上能够达到4×4的像素数，满足目标识别的最小要求。
（3）利用线阵探测器和清扫车的运动融合成像
采用线阵探测器进行成像，通常线阵探测器需要进行内部扫描才能进行成像，利用物方扫描取代像方扫描，提高扫描的成像速度。
（4）抗震性能力强
通常的面阵相机在清扫车行进过程中，需要利用稳定平台方能对图像继续稳像，否则图像在视场内会出现不清晰，模糊的问题。本发明探测器的相机的特殊线阵成像原理，且采用内扫描的方式进行成像，不需要加装稳定平台即可实现对车运动过程中的震动的补偿，利用均匀的像素曝光时间，同时曝光时间较短的方式进行成像，保证了图像的运动抗震性。
（5）简化了探测器的光学系统
通常的面阵相机在清扫车行进过程中，采用线阵探测器，本身的成像点在同一的水平位置，不会造成前后的像面的焦点不一致的问题，安装简单。
附图说明
下面结合附图对本发明专利进一步说明。
图1为本发明实施例的结构示意图。
图中：1-清扫车；2-探测器；3-机场路面。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1所示，一种机场道面异物检测装置，包括用于清扫机场路面3的清扫车1，所述清扫机的前侧倾斜布设有一个以上的探测器2，所述探测器2经一用于将各个探测器2采集的图像进行拼接的图像拼接模块与控制单元电连，所述控制单元还电连有一用于存储图像信息的存储模块和用于显示图像信息的显示模块；包括一检测到异物进行警示的报警模块，所述报警模块与控制单元电连。
在本实施例中，所述清扫车1包括一支撑座，设置于支撑座底部的呈圆盘状的清扫刷，所述清扫刷经一第一驱动电机控制，所述支撑座后部两侧还分别设有一后轮，所述后轮分别经一第二电机控制，所述支撑座的前端底部还有一万向轮；所述第一电机和第二电机分别经一电机驱动模块与清扫车1控制器电连；所述支撑座上还设有一用于固定探测器2的固定板，所述探测器2向下倾斜设置于所述固定板上。
在本实施例中，所述支撑座的底部还设置有一用于按照轨迹行驶的光电传感器，所述光电传感器与清扫车1控制器电连。
在本实施例中，所述固定板上设有一照明灯，所述照明灯与清扫车1控制器电连。通过照明灯，可以用于夜间路面检测。
在本实施例中，还包括一电源模块，所述电源模块与清扫车1控制器和控制单元电连。
在本实施例中，所述显示模块采用宽屏的显示器，屏幕分辨率为1600×900或1600×1024。
在本实施例中，所述探测器2为工业级线阵相机，行频大于4k，视场角大于37°。
在本实施例中，所述控制单元还电连有一无线传输模块，用于将采集的图像信息传输至机场控制中心。
本发明还提供一种基于上述所述的机场道面异物检测装置的检测方法，包括以下步骤：
步骤S1：启动电源模块，控制清扫车1和探测器2进行工作，清扫车1按照预设的轨迹在机场道面上行驶；
步骤S2：探测器2倾斜设置与清扫车1固定板的前侧，保证机场道面完全路面落在探测器2的探测范围内，探测器2相对于地面的高度大于1mm；
步骤S3：通过图像拼接模块将探测器2各个探测器2采集的图像进行拼接处理，将处理后的图像在显示模块中显示；
步骤S4：若在清扫车1行进过程中探测到异物，则通过报警模块进行报警，附近的观测人员及时进行处理；否则继续进行探测。
在本实施例中，在步骤S1中，清扫车1初始位置位于机场道面起始中间位置。
下面通过本实施例的具体实施过程对本发明做进一步的解释说明。
假定跑道宽度75米，长度3000米，探测的最小物体为0.02米×0.02米的物体，典型目标为：石子，螺丝，玻璃碎片。清扫车1的车载速度：最大60公里/小时，在清洗车的前侧横向并行布局三个探测器2，视场角为37度。所述探测器2采用工业级线阵相机，水平方向的相机分辨率为37/180×pi/4096=0.15mrad针对大小为0.02×0.02mm2的物体空间分辨率为0.02/45=0.44mrad；因此，针对如此大小的目标，在成像面上的大小为3个像素的线长；另外针对运动速度，按照最大的运动速度分析，车速为60公里/小时，合16.67米/秒，控制单元按照20米/秒进行分析，每秒运动20米，针对相同大小的目标，目标理论上类似于水平方向，每秒4k的行频即可满足要求，因为是前视系统，角度较大，光线倾斜，因此行频需要加大，需要适当放宽，本发明也可以采用>8k的行频探测器2。
综上所述，本发明提供的一种机场道面异物检测装置及其检测方法，利用清扫车行进方向进行成像，实现全覆盖进行探测，提高探测的准确率，实现对机场道面的快速检测和反馈。
本发明提供的上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。