本發(fā)明涉及外來(lái)物檢測(cè)，尤其涉及一種基于多傳感器的機(jī)場(chǎng)跑道外來(lái)物檢測(cè)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、外來(lái)物檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域主要涉及利用各種傳感器、監(jiān)控設(shè)備和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，識(shí)別并定位安全敏感和操作密集的區(qū)域中非預(yù)期物體。在機(jī)場(chǎng)跑道環(huán)境中，外來(lái)物包括碎石、飛機(jī)部件碎片、工具或其他雜物，外來(lái)物能造成飛機(jī)起降時(shí)嚴(yán)重的安全隱患。

2、其中，基于多傳感器的機(jī)場(chǎng)跑道外來(lái)物檢測(cè)系統(tǒng)旨在通過集成多種類型的傳感器來(lái)增強(qiáng)對(duì)機(jī)場(chǎng)跑道上外來(lái)物體的檢測(cè)能力。系統(tǒng)的目的是提高檢測(cè)的覆蓋面和準(zhǔn)確率，減少因未檢測(cè)到的跑道障礙物引發(fā)的事故風(fēng)險(xiǎn)。通過實(shí)時(shí)監(jiān)控跑道狀況，能夠及時(shí)警告機(jī)場(chǎng)地面人員和飛行員跑道上的潛在障礙，從而保障飛機(jī)的安全起降。

3、傳統(tǒng)的外來(lái)物檢測(cè)系統(tǒng)缺乏有效的環(huán)境適應(yīng)性，無(wú)法根據(jù)實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)調(diào)整檢測(cè)參數(shù)，限制了其在動(dòng)態(tài)環(huán)境中的應(yīng)用效果。缺乏優(yōu)先級(jí)判斷機(jī)制，導(dǎo)致資源分配不均，處理不夠及時(shí)，對(duì)于緊急情況的響應(yīng)不夠快速，造成潛在的安全隱患。例如，在繁忙的機(jī)場(chǎng)，不能迅速識(shí)別并處理影響飛機(jī)起降的關(guān)鍵外來(lái)物，會(huì)導(dǎo)致飛行延誤甚至事故，影響整體安全和效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，而提出的一種基于多傳感器的機(jī)場(chǎng)跑道外來(lái)物檢測(cè)系統(tǒng)及方法。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：一種基于多傳感器的機(jī)場(chǎng)跑道外來(lái)物檢測(cè)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括；

3、外來(lái)物探測(cè)模塊基于機(jī)場(chǎng)跑道的毫米波雷達(dá)和圖像傳感器數(shù)據(jù)，對(duì)機(jī)場(chǎng)跑道上的外來(lái)物進(jìn)行識(shí)別和位置定位，獲取基礎(chǔ)物體坐標(biāo)；

4、環(huán)境分析模塊基于所述基礎(chǔ)物體坐標(biāo)，通過光照強(qiáng)度傳感器和溫濕度傳感器數(shù)據(jù)，對(duì)所述基礎(chǔ)物體坐標(biāo)進(jìn)行位置偏差調(diào)整，生成優(yōu)化校正物體坐標(biāo)；

5、閾值調(diào)整模塊基于所述優(yōu)化校正物體坐標(biāo)，結(jié)合當(dāng)前機(jī)場(chǎng)跑道環(huán)境變化數(shù)據(jù)，調(diào)整檢測(cè)閾值，得到優(yōu)化探測(cè)參數(shù)；

6、優(yōu)先級(jí)判斷模塊基于所述優(yōu)化校正物體坐標(biāo)，對(duì)機(jī)場(chǎng)跑道上的外來(lái)物進(jìn)行威脅級(jí)別評(píng)估，評(píng)估外來(lái)物清除優(yōu)先級(jí)，得到優(yōu)先級(jí)決策結(jié)果；

7、路徑規(guī)劃模塊基于所述優(yōu)化校正物體坐標(biāo)和優(yōu)先級(jí)決策結(jié)果，結(jié)合實(shí)時(shí)機(jī)場(chǎng)跑道使用狀態(tài)和地面狀況數(shù)據(jù)，計(jì)算外來(lái)物清理路徑，并調(diào)整路徑優(yōu)化外來(lái)物的處理效率，生成優(yōu)化清理路徑；

8、導(dǎo)航與執(zhí)行模塊基于所述優(yōu)化清理路徑，指導(dǎo)外來(lái)物清理人員進(jìn)行清理操作，實(shí)時(shí)更新清理進(jìn)度，匹配即時(shí)出現(xiàn)的外來(lái)物，生成清理任務(wù)完成信息。

9、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述基礎(chǔ)物體坐標(biāo)包括物體的地理位置、大小和形狀信息，所述優(yōu)化校正物體坐標(biāo)包括調(diào)整后的物體地理位置、環(huán)境影響修正值和時(shí)間戳，所述優(yōu)化探測(cè)參數(shù)包括調(diào)整的靈敏度水平、環(huán)境適應(yīng)閾值和圖像清晰度指數(shù)，所述優(yōu)先級(jí)決策結(jié)果包括外來(lái)物的處理緊急性、影響評(píng)級(jí)和建議處理時(shí)間，所述優(yōu)化清理路徑包括路徑起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)、預(yù)計(jì)清理時(shí)間和安全評(píng)估等級(jí)，所述清理任務(wù)完成信息包括清理區(qū)域標(biāo)識(shí)、完成時(shí)間和清理質(zhì)量評(píng)估。

10、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述外來(lái)物探測(cè)模塊包括：

11、特征比對(duì)子模塊基于機(jī)場(chǎng)跑道的毫米波雷達(dá)和圖像傳感器數(shù)據(jù)，對(duì)捕獲的圖像與雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行分析，比對(duì)兩種數(shù)據(jù)中的反射特性差異和圖像輪廓信息，區(qū)分外來(lái)物與機(jī)場(chǎng)跑道背景，得到外來(lái)物特征數(shù)據(jù)；

12、圖像優(yōu)化子模塊基于所述外來(lái)物特征數(shù)據(jù)，調(diào)整圖像傳感器焦距和拍攝角度，優(yōu)化圖像捕獲，并對(duì)圖像進(jìn)行處理，優(yōu)化圖像的清晰度和準(zhǔn)確度，得到調(diào)整后圖像；

13、坐標(biāo)定位子模塊基于所述調(diào)整后圖像，通過分析毫米波雷達(dá)與圖像傳感器數(shù)據(jù)，識(shí)別外來(lái)物的地理位置，計(jì)算外來(lái)物在跑道上的坐標(biāo)點(diǎn)，獲取基礎(chǔ)物體坐標(biāo)。

14、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述環(huán)境分析模塊包括：

15、環(huán)境監(jiān)測(cè)子模塊基于所述基礎(chǔ)物體坐標(biāo)，通過光照強(qiáng)度傳感器和溫濕度傳感器，采集當(dāng)前機(jī)場(chǎng)跑道的光照、溫度和濕度數(shù)據(jù)，分析環(huán)境參數(shù)對(duì)毫米波雷達(dá)和圖像傳感器性能的影響，生成環(huán)境影響信息；

16、數(shù)據(jù)校正子模塊基于所述環(huán)境影響信息，應(yīng)用歷史環(huán)境數(shù)據(jù)，對(duì)比修正當(dāng)前毫米波雷達(dá)和圖像傳感器的數(shù)據(jù)偏差，優(yōu)化環(huán)境監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性，得到環(huán)境校正信息；

17、坐標(biāo)調(diào)整子模塊基于所述環(huán)境校正信息，根據(jù)實(shí)時(shí)天氣變化，進(jìn)行外來(lái)物位置偏差調(diào)整，優(yōu)化外來(lái)物坐標(biāo)的準(zhǔn)確性，匹配當(dāng)前環(huán)境條件，生成優(yōu)化校正物體坐標(biāo)。

18、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述閾值調(diào)整模塊包括：

19、參數(shù)計(jì)算子模塊基于所述優(yōu)化校正物體坐標(biāo)，結(jié)合當(dāng)前機(jī)場(chǎng)跑道環(huán)境變化數(shù)據(jù)，計(jì)算出多種環(huán)境因素對(duì)毫米波雷達(dá)和圖像傳感器探測(cè)性能的影響程度，識(shí)別需要調(diào)整的檢測(cè)閾值，得到環(huán)境敏感性指數(shù)數(shù)據(jù)；

20、閾值優(yōu)化子模塊基于所述環(huán)境敏感性指數(shù)數(shù)據(jù)，對(duì)毫米波雷達(dá)和圖像傳感器現(xiàn)有的檢測(cè)閾值進(jìn)行分析，根據(jù)當(dāng)前光照和氣溫條件下的數(shù)據(jù)波動(dòng)特征，調(diào)整和優(yōu)化毫米波雷達(dá)和圖像傳感器的檢測(cè)閾值，優(yōu)化閾值設(shè)置匹配環(huán)境變化，生成檢測(cè)閾值調(diào)整參數(shù)；

21、靈敏度更新子模塊基于所述檢測(cè)閾值調(diào)整參數(shù)，更新毫米波雷達(dá)和圖像傳感器的靈敏度設(shè)置，調(diào)整毫米波雷達(dá)和圖像傳感器的靈敏度與實(shí)際環(huán)境匹配，優(yōu)化外來(lái)物識(shí)別的準(zhǔn)確性和響應(yīng)速度，得到優(yōu)化探測(cè)參數(shù)。

22、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述優(yōu)先級(jí)判斷模塊包括：

23、威脅評(píng)估子模塊基于所述優(yōu)化校正物體坐標(biāo)，分析每個(gè)外來(lái)物的大小、形狀和材料反射特性，依據(jù)外來(lái)物的物理特征和外來(lái)物在跑道上的位置，識(shí)別每個(gè)外來(lái)物的潛在危害等級(jí)，生成物體威脅級(jí)別；

24、影響分析子模塊基于所述物體威脅級(jí)別，分析外來(lái)物對(duì)飛機(jī)起降安全產(chǎn)生的影響，包括外來(lái)物對(duì)飛機(jī)輪胎損傷的可能性和對(duì)航班導(dǎo)致的延誤，通過模擬多種情景評(píng)估外來(lái)物的影響，得到飛行安全影響評(píng)估結(jié)果；

25、優(yōu)先級(jí)排序子模塊基于所述飛行安全影響評(píng)估結(jié)果，采用多屬性決策分析方法，分析多種外來(lái)物的清除優(yōu)先級(jí)，根據(jù)外來(lái)物的風(fēng)險(xiǎn)和影響大小，結(jié)合跑道使用頻率和外來(lái)物的位置，對(duì)外來(lái)物處理優(yōu)先級(jí)進(jìn)行排序，得到優(yōu)先級(jí)決策結(jié)果。

26、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述多屬性決策分析方法，按照公式：

27、

28、計(jì)算外來(lái)物處理的優(yōu)先級(jí)值，其中，為外來(lái)物處理優(yōu)先級(jí)值，為第個(gè)屬性的權(quán)重，為第個(gè)屬性的標(biāo)準(zhǔn)化值，為外來(lái)物與航班接近時(shí)間的影響評(píng)分，為外來(lái)物對(duì)跑道使用效率的影響評(píng)分，為屬性總數(shù)，為時(shí)間接近性的權(quán)重系數(shù)，為跑道使用效率的權(quán)重系數(shù)。

29、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述路徑規(guī)劃模塊包括：

30、路徑計(jì)算子模塊基于所述優(yōu)化校正物體坐標(biāo)和優(yōu)先級(jí)決策結(jié)果，利用實(shí)時(shí)機(jī)場(chǎng)跑道使用狀態(tài)和地面狀況數(shù)據(jù)，結(jié)合飛行區(qū)域和地面障礙，分析當(dāng)前位置到每個(gè)外來(lái)物位置的清理路徑，生成基礎(chǔ)清理路線；

31、安全評(píng)估子模塊基于所述基礎(chǔ)清理路線，檢查清理路線經(jīng)過的多個(gè)區(qū)域，評(píng)估清理路線與飛行作業(yè)區(qū)域的距離、地面障礙和風(fēng)險(xiǎn)因素，調(diào)整清理路徑規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，優(yōu)化清理作業(yè)的安全性，生成安全核實(shí)路徑；

32、路徑調(diào)整子模塊基于所述安全核實(shí)路徑，進(jìn)行路徑長(zhǎng)度和轉(zhuǎn)向角度調(diào)整，優(yōu)化外來(lái)物清理時(shí)間和距離，并分析外來(lái)物清理過程對(duì)航班的影響，優(yōu)化路徑點(diǎn)的分布和序列，生成優(yōu)化清理路徑。

33、一種基于多傳感器的機(jī)場(chǎng)跑道外來(lái)物檢測(cè)方法，所述基于多傳感器的機(jī)場(chǎng)跑道外來(lái)物檢測(cè)方法基于上述基于多傳感器的機(jī)場(chǎng)跑道外來(lái)物檢測(cè)系統(tǒng)執(zhí)行，包括以下步驟：

34、s1：基于機(jī)場(chǎng)跑道的毫米波雷達(dá)和圖像傳感器數(shù)據(jù)，進(jìn)行外來(lái)物特征捕獲和定位，生成基礎(chǔ)物體坐標(biāo)；

35、s2：基于所述基礎(chǔ)物體坐標(biāo)，通過光照強(qiáng)度傳感器和溫濕度傳感器數(shù)據(jù)，分析環(huán)境對(duì)傳感器性能的影響，調(diào)整外來(lái)物坐標(biāo)，生成優(yōu)化校正物體坐標(biāo)；

36、s3：基于所述優(yōu)化校正物體坐標(biāo)，利用當(dāng)前環(huán)境變化數(shù)據(jù)，計(jì)算環(huán)境敏感性指數(shù)，調(diào)整探測(cè)閾值，得到調(diào)整后的探測(cè)參數(shù)；

37、s4：基于所述調(diào)整后的探測(cè)參數(shù)和優(yōu)化校正物體坐標(biāo)，評(píng)估外來(lái)物的威脅級(jí)別，生成優(yōu)先級(jí)決策結(jié)果；

38、s5：基于所述優(yōu)先級(jí)決策結(jié)果和優(yōu)化校正物體坐標(biāo)，計(jì)算清理路徑，選擇規(guī)避飛行區(qū)域的安全路徑，生成優(yōu)化清理路徑；

39、s6：基于所述優(yōu)化清理路徑，指導(dǎo)外來(lái)物清理人員執(zhí)行清理任務(wù)，實(shí)時(shí)更新導(dǎo)航信息，匹配場(chǎng)地條件變化和即時(shí)識(shí)別的外來(lái)物，得到清理導(dǎo)航指令；

40、s7：基于所述清理導(dǎo)航指令，監(jiān)控清理質(zhì)量和進(jìn)度，識(shí)別外來(lái)物移除情況，生成清理任務(wù)完成信息。

41、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：

42、本發(fā)明中，通過結(jié)合毫米波雷達(dá)和圖像傳感器，能精確識(shí)別跑道上的外來(lái)物體，利用實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)調(diào)整物體坐標(biāo)，提高了定位的精度，減少了誤報(bào)的可能性，通過對(duì)環(huán)境敏感性的動(dòng)態(tài)調(diào)整，能夠自適應(yīng)環(huán)境變化，保持高效率的運(yùn)行，通過優(yōu)先級(jí)評(píng)估，使得資源分配更為合理，確保了關(guān)鍵外來(lái)物威脅得到優(yōu)先處理，最大限度地減少了安全風(fēng)險(xiǎn)，優(yōu)化的清理路徑規(guī)劃減少了對(duì)機(jī)場(chǎng)運(yùn)行的干擾，提升了跑道的使用效率。