机场跑道异物FOD检测技术,为机场安全运行保驾护航!

在飞机起降过程中,机场跑道上存在的入侵异物(Foreign Object Debris,简称FOD)可能对航班的安全造成重大的威胁。潜在的危害轻则损坏机身,重则造成空难,机毁人亡。因此,为了确保航班的安全,入侵物必须及时被发现、识别,并根据其威胁等级做出相应的处理。威胁航空安全的跑道入侵物可以小至3cm直径,在上千米长的跑道上使用人工排查的方式,效率低下,且入侵物被忽略的可能性较高。因此使用一种自动化系统来高效准确地发现并排除跑道入侵物,对机场的安全运行有重要意义。

现有的FOD自动检测设备使用的技术主要是图像技术和雷达技术。图像技术对可见光的依赖较强。即便使用红外设备,受限制的因素,诸如分辨率、自动检测的准确率等,也比较多,因此没有被广泛使用。相比之下,较为广泛使用的技术是雷达检测。探测器发射不同波长的雷达波,根据回波信号判断异物的存在。但是雷达回波信号本身较复杂,直观度较差。且易受杂波和二次反射等影响,准确度和精度都有限制。

激光扫描三维成像技术是一种在正在逐渐兴起的新技术,其使用大量的激光点探测出物体表面的形状和反射强度,并生成物体表面的三维点云图像。应用在机场跑道环境中,使用点距小于3cm的扫描生成的点云图像,可以无遗失地记录下跑道路面存在的FOD(包括任何出现在机场跑道不适当的位置或可能会损坏飞机或伤害机场工作人员和乘客的物体:如松散的零件,路面上的碎片,饮食用品,建材,石头,沙子,行李,甚至野生动物)。但是直接生成的点云数据并不能自动发现FOD(不能区别入侵物和道面),因此需要一种方法,能从大量的点云数据中检测FOD的存在并定位。

在机场飞机起降应用环境中,主要有三个方面的问题给检测方法提出了更高的要求。首先,理想的方法应该在第一时间发现入侵物,入侵物停留的时间越长,造成损害的可能性越大。其次,为了系统整体稳定有序运行,检测的结果不能遗漏跑道上存在的入侵物,也不能过分强调不遗漏而出现过多的把安全误判成危险的错误。最后,室外环境不同于实验室理想环境,地面并不是完美的平面,雾霾雨雪等天气可能带来能见度下降、路面环境变化等问题在实际应用中必须面对。

10月16日 09:55
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