飛機跑道上飛機狀態(tài)的檢測報警系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種飛機跑道上飛機狀態(tài)的檢測報警系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括四個攝像機、圖像處理器和微處理器，四個攝像機分別位于為矩形形狀的飛行跑道的左側(cè)、右側(cè)、前側(cè)和后側(cè)，用于對飛機跑道上飛機拍攝，以分別輸出飛機左側(cè)圖像、飛機右側(cè)圖像、飛機前側(cè)圖像和飛機后側(cè)圖像，圖像處理器與四個攝像機分別連接，以基于飛機左側(cè)圖像、飛機右側(cè)圖像、飛機前側(cè)圖像和飛機后側(cè)圖像分別對飛機進行目標(biāo)識別跟蹤，微處理器連接圖像處理器，以基于目標(biāo)識別跟蹤結(jié)果對飛機狀態(tài)檢測報警。通過本實用新型，能夠自動檢測出飛機跑道上的飛機的多個狀態(tài)，并在出現(xiàn)異常時及時進行報警，便于機場管理人員實時準(zhǔn)確地掌握飛機相關(guān)情況，避免事故的發(fā)生。
【專利說明】飛機跑道上飛機狀態(tài)的檢測報警系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及飛機監(jiān)控領(lǐng)域，尤其涉及一種飛機跑道上飛機狀態(tài)的檢測報警系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]飛機，指具有機翼和一具或多具發(fā)動機，靠自身動力能在太空或者大氣中飛行的密度大于空氣的航空器。嚴(yán)格來說，飛機指具有固定機翼的航空器。固定翼飛機是最常見的航空器型態(tài)。飛機動力的來源包含活塞發(fā)動機、渦輪螺旋槳發(fā)動機、渦輪風(fēng)扇發(fā)動機或火箭發(fā)動機等。20世紀(jì)初，美國的萊特兄弟在世界的飛機發(fā)展史上做出了重大的貢獻，在1903年制造出了第一架依靠自身動力進行載人飛行的飛機“飛行者一號”，并且獲得試飛成功，他們因此于1909年獲得美國國會榮譽獎。同年，他們創(chuàng)辦了 “萊特飛機公司”。自從飛機實用新型以后，飛機日益成為現(xiàn)代文明不可缺少的交通工具。他深刻的改變和影響了人們的生活，開啟了人們征服藍天的歷史。
[0003]飛機的主要用途體現(xiàn)在兩個方面:軍用和民用。軍用方面對飛機的需求量比較穩(wěn)定。而對飛機需求量迅速增長的是民用方面。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進步，飛機的貨運量和客運量都在快速提高。但是飛機這種運輸方式存在先天的缺陷，即其起降需要飛機跑道，而在飛機起降過程中發(fā)生事故最多的時段就是飛機起降的時段，一出事故，將會有很少人生甚至無人生還，對航空運營公司造成的經(jīng)濟損失巨大。因此，飛機跑道上的飛機狀態(tài)是航空運營公司重點監(jiān)控的目標(biāo)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)的飛機跑道上的飛機狀態(tài)監(jiān)控主要采用人工的方式，在飛機跑道周圍安裝攝像頭，安排多個工作人員時刻關(guān)注攝像頭拍攝的場景，對正在跑道上的飛機進行監(jiān)控。這種方式耗費大量的人力資源，而且由于是人工監(jiān)控，不能保證每一個工作人員在各個時間段都能集中注意力，飛機的狀態(tài)也無法及時傳遞，從而工作效率低下，可靠性不高，避免飛機事故的難度較大。
[0005]因此，需要一種新的飛機跑道上飛機狀態(tài)的技術(shù)方案，能夠自動地提高飛機跑道上的飛機的狀態(tài)，根據(jù)飛機狀態(tài)確定飛機是否陷入危險的境地，并在確定飛機發(fā)生危機時，及時提供各種報警信息給機場管理人員和管理機構(gòu)，便于相關(guān)單位和個人快速采取措施，將飛機脫離危險境地，有效地避免飛機事故的發(fā)生。
實用新型內(nèi)容
[0006]為了解決上述問題，本實用新型提供了一種飛機跑道上飛機狀態(tài)的檢測報警系統(tǒng)，通過圖像目標(biāo)識別跟蹤的方式，對攝像頭拍攝的跑道圖像進行飛機目標(biāo)識別和跟蹤，提供飛機的各種狀態(tài)，并將飛機狀態(tài)與各個參考數(shù)據(jù)比較，在出現(xiàn)異于參考數(shù)據(jù)的情況時，進行語音和視頻報警，并將報警數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給相關(guān)單位和個人，整個系統(tǒng)智能化程度較高，為飛機在跑道上的起降提供安全保障。
[0007]根據(jù)本實用新型的一方面，提供了一種飛機跑道上飛機狀態(tài)的檢測報警系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括四個攝像機、圖像處理器和微處理器，所述四個攝像機分別位于為矩形形狀的飛行跑道的左側(cè)、右側(cè)、前側(cè)和后側(cè)，用于對飛機跑道上飛機拍攝，以分別輸出飛機左側(cè)圖像、飛機右側(cè)圖像、飛機前側(cè)圖像和飛機后側(cè)圖像，所述圖像處理器與所述四個攝像機分別連接，以基于飛機左側(cè)圖像、飛機右側(cè)圖像、飛機前側(cè)圖像和飛機后側(cè)圖像分別對飛機進行目標(biāo)識別跟蹤，所述微處理器連接所述圖像處理器，以基于目標(biāo)識別跟蹤結(jié)果對飛機狀態(tài)檢測報警。
[0008]更具體地，在所述飛機跑道上飛機狀態(tài)的檢測報警系統(tǒng)中，進一步包括，用戶輸入設(shè)備，用于根據(jù)用戶的輸入，設(shè)定飛機上限灰度閾值、飛機下限灰度閾值、跑道上限灰度閾值、跑道下限灰度閾值、跑道上飛機禁行區(qū)域、飛機預(yù)定運動軌跡和飛機預(yù)定停留時間；存儲設(shè)備，連接所述用戶輸入設(shè)備以接收并存儲飛機上限灰度閾值、飛機下限灰度閾值、跑道上限灰度閾值、跑道下限灰度閾值、跑道上飛機禁行區(qū)域、飛機預(yù)定運動軌跡和飛機預(yù)定停留時間；所述圖像處理器還包括，左側(cè)目標(biāo)識別單元，連接左側(cè)攝像機和存儲設(shè)備，接收飛機左側(cè)圖像，將飛機左側(cè)圖像中灰度值在飛機上限灰度閾值和飛機下限灰度閾值之間的像素識別并組成左側(cè)飛機目標(biāo)圖像，將飛機左側(cè)圖像中灰度值在跑道上限灰度閾值和跑道下限灰度閾值之間的像素識別并組成左側(cè)跑道圖像，基于左側(cè)飛機目標(biāo)圖像和左側(cè)跑道圖像在飛機左側(cè)圖像中的相對位置確定飛機在飛機跑道中的當(dāng)前位置；左側(cè)目標(biāo)跟蹤單元，連接左側(cè)目標(biāo)識別單元，基于前后兩幀左側(cè)飛機目標(biāo)圖像，確定左側(cè)飛機的運動軌跡；右側(cè)目標(biāo)識別單元，連接右側(cè)攝像機和存儲設(shè)備，接收飛機右側(cè)圖像，將飛機右側(cè)圖像中灰度值在飛機上限灰度閾值和飛機下限灰度閾值之間的像素識別并組成右側(cè)飛機目標(biāo)圖像，將飛機右側(cè)圖像中灰度值在跑道上限灰度閾值和跑道下限灰度閾值之間的像素識別并組成右側(cè)跑道圖像，基于右側(cè)飛機目標(biāo)圖像和右側(cè)跑道圖像在飛機右側(cè)圖像中的相對位置確定飛機在飛機跑道中的當(dāng)前位置；右側(cè)目標(biāo)跟蹤單元，連接右側(cè)目標(biāo)識別單元，基于前后兩幀左側(cè)飛機目標(biāo)圖像，確定右側(cè)飛機的運動軌跡；前側(cè)目標(biāo)識別單元，連接前側(cè)攝像機和存儲設(shè)備，接收飛機前側(cè)圖像，將飛機前側(cè)圖像中灰度值在飛機上限灰度閾值和飛機下限灰度閾值之間的像素識別并組成前側(cè)飛機目標(biāo)圖像，將飛機前側(cè)圖像中灰度值在跑道上限灰度閾值和跑道下限灰度閾值之間的像素識別并組成前側(cè)跑道圖像，基于前側(cè)飛機目標(biāo)圖像和前側(cè)跑道圖像在飛機前側(cè)圖像中的相對位置確定飛機在飛機跑道中的當(dāng)前位置；前側(cè)目標(biāo)跟蹤單元，連接前側(cè)目標(biāo)識別單元，基于前后兩幀前側(cè)飛機目標(biāo)圖像，確定前側(cè)飛機的運動軌跡；后側(cè)目標(biāo)識別單元，連接后側(cè)攝像機和存儲設(shè)備，接收飛機后側(cè)圖像，將飛機后側(cè)圖像中灰度值在飛機上限灰度閾值和飛機下限灰度閾值之間的像素識別并組成后側(cè)飛機目標(biāo)圖像，將飛機后側(cè)圖像中灰度值在跑道上限灰度閾值和跑道下限灰度閾值之間的像素識別并組成后側(cè)跑道圖像，基于后側(cè)飛機目標(biāo)圖像和后側(cè)跑道圖像在飛機后側(cè)圖像中的相對位置確定飛機在飛機跑道中的當(dāng)前位置；后側(cè)目標(biāo)跟蹤單元，連接后側(cè)目標(biāo)識別單元，基于前后兩幀后側(cè)飛機目標(biāo)圖像，確定后側(cè)飛機的運動軌跡；所述微處理器與左側(cè)目標(biāo)識別單元、左側(cè)目標(biāo)跟蹤單元、右側(cè)目標(biāo)識別單元、右側(cè)目標(biāo)跟蹤單元、前側(cè)目標(biāo)識別單元、前側(cè)目標(biāo)跟蹤單元、后側(cè)目標(biāo)識別單元、后側(cè)目標(biāo)跟蹤單元和存儲設(shè)備分別連接，對左側(cè)目標(biāo)識別單元、右側(cè)目標(biāo)識別單元、前側(cè)目標(biāo)識別單元和后側(cè)目標(biāo)識別單元分別輸出的飛機在飛機跑道中的當(dāng)前位置求平均值，將求平均值后的結(jié)果作為飛機實際位置，判斷飛機實際位置是否在跑道上飛機禁行區(qū)域內(nèi)，如果在，則發(fā)出飛機誤行報警信號，基于飛機實際位置判斷飛機是否停留時間超過飛機預(yù)定停留時間，如果超過，則發(fā)出飛機滯留報警信號，分別判斷左側(cè)飛機的運動軌跡、右側(cè)飛機的運動軌跡、前側(cè)飛機的運動軌跡和后側(cè)飛機的運動軌跡是否與飛機預(yù)定運動軌跡匹配，在左側(cè)飛機的運動軌跡、右側(cè)飛機的運動軌跡、前側(cè)飛機的運動軌跡或后側(cè)飛機的運動軌跡中存在與飛機預(yù)定運動軌跡不匹配時，發(fā)出軌跡不匹配報警信號；顯示設(shè)備，連接所述微處理器以顯示與飛機誤行報警信號、飛機滯留報警信號或軌跡不匹配報警信號對應(yīng)的文字警示信息，并基于飛機實際位置動態(tài)顯示飛機和飛機跑道的動態(tài)模擬圖；語音報警設(shè)備，連接所述微處理器以播放與飛機誤行報警信號、飛機滯留報警信號或軌跡不匹配報警信號對應(yīng)的語音報警文件；無線通信設(shè)備，連接所述微處理器以將與飛機誤行報警信號、飛機滯留報警信號或軌跡不匹配報警信號對應(yīng)的文字警示信息通過無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到飛機場管理人員的移動終端；其中，左側(cè)目標(biāo)跟蹤單元、右側(cè)目標(biāo)跟蹤單元、前側(cè)目標(biāo)跟蹤單元和后側(cè)目標(biāo)跟蹤單元都采用的是基于模板匹配的目標(biāo)跟蹤算法。
[0009]更具體地，在所述飛機跑道上飛機狀態(tài)的檢測報警系統(tǒng)中，所述圖像處理器為TMS9000系列的數(shù)字處理器DSP。
[0010]更具體地，在所述飛機跑道上飛機狀態(tài)的檢測報警系統(tǒng)中，所述無線通信設(shè)備還通過無線通信網(wǎng)絡(luò)將與飛機誤行報警信號、飛機滯留報警信號或軌跡不匹配報警信號對應(yīng)的文字警示信息發(fā)送到飛機場的管理網(wǎng)絡(luò)。
[0011]更具體地，在所述飛機跑道上飛機狀態(tài)的檢測報警系統(tǒng)中，進一步包括多個位置傳感器，分設(shè)在飛機跑道的縱向的左右兩側(cè)位置，用于在飛機跑出飛機跑道時，檢測飛機跑出時的位置。
[0012]更具體地，在所述飛機跑道上飛機狀態(tài)的檢測報警系統(tǒng)中，微處理器與多個位置傳感器分別連接，根據(jù)檢測到的飛機跑出時的位置，發(fā)出飛機越界報警信號。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]以下將結(jié)合附圖對本實用新型的實施方案進行描述，其中:
[0014]圖1為根據(jù)本實用新型實施方案示出的飛機跑道上飛機狀態(tài)的檢測報警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。

【具體實施方式】
[0015]下面將參照附圖對本實用新型的飛機跑道上飛機狀態(tài)的檢測報警系統(tǒng)的實施方案進行詳細說明。
[0016]飛機跑道是機場上長條形的區(qū)域，用來供航空器起飛或著陸。跑道材質(zhì)可以是浙青或混凝土，或者是弄平的草、土或碎石地面，也可以是水面。
[0017]大型機場通常有多條跑道。這些跑道會根據(jù)他們的磁方位角而被命名，其方位角同時指明了該跑道的使用方向，即使用跑道時航空器的運動方向。命名的原則是取跑道磁方位角的前兩位數(shù)，所以可能以“09跑道”指方位角為94度(向東)的跑道；以“17跑道”指168度的跑道。由于跑道可能雙向使用，因使用方向變化，跑道對應(yīng)的方位角也發(fā)生變化，所以一般跑道會有兩個數(shù)字名稱。上述方位角變化為180度，所以只要將其中一個跑道的數(shù)字名稱上加或減18，就能得到跑道另一方向的名稱，例如“12跑道”相反方向便是“30跑道”。如果機場有超過一條方向相同的跑道，可以在數(shù)字之后加以“L”、“C”、“R”來區(qū)別，分別代表左(Left)、中(Center)和右(Right)。例如“ 15L”，“ 15C”，“ 15R”指三條互相平行，方位角均為150度的跑道。
[0018]定翼航空器和直升機在起飛及著陸時通常都需要逆風(fēng)進行，這是為了在保證有足夠升力的前提下盡量降低航空器的地速，即相對地面的運動速度，以便減少在跑道上的滑行距離。所以根據(jù)當(dāng)?shù)氐某Ｄ隁庀髼l件，有些機場會建有多條不平行跑道，以便在不同季節(jié)的不同風(fēng)向下都可以使用；對于只有一條跑道或多條平行跑道的機場，其跑道方向通常與當(dāng)?shù)厥⑿酗L(fēng)的方向一致。跑道長度一定程度上決定著可起降飛機的大小和類型，跑道道面的強度、跑道寬度和機場海拔高度對此也有影響。一般來說，機型越大，起降所需的跑道長度也就越長。
[0019]飛機跑道上有各式的標(biāo)志和記號，通常包括:跑道名稱、跑道中心線、跑道入口、著陸點、接地區(qū)、跑道邊界線等。國際民航組織規(guī)定，跑道的標(biāo)志必須是白色的，而對于淺顏色跑道可通過加黑邊的方式來改善顯示效果。這些標(biāo)志和記號用于為飛機駕駛員提供飛機起降的參考，同時，機場管理人員通過攝像頭注視飛機跑道上的飛機起降情況，以便在飛機異常時，為機場和飛機駕駛員提供報警信息。但是，上述的標(biāo)志和記號需要飛機駕駛員人工識另O，攝像頭拍攝的圖像需要機場管理人員人工對飛機識別跟蹤，數(shù)據(jù)提供速度較慢，自動化程度不高，過于依賴人工。
[0020]本實用新型的飛機跑道上飛機狀態(tài)的檢測報警系統(tǒng)，能夠自動提供飛機的各個狀態(tài)，并根據(jù)飛機狀態(tài)和參考數(shù)據(jù)確定是否發(fā)出報警信息，檢測報警機制更加自動、可靠。
[0021]圖1為根據(jù)本實用新型實施方案示出的飛機跑道上飛機狀態(tài)的檢測報警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖，所述系統(tǒng)包括左側(cè)攝像機1、右側(cè)攝像機2、如側(cè)攝像機3、后側(cè)攝像機4、圖像處理器5和微處理器6，左側(cè)攝像機1、右側(cè)攝像機2、前側(cè)攝像機3、后側(cè)攝像機4分別位于為矩形形狀的飛行跑道的左側(cè)、右側(cè)、前側(cè)和后側(cè)，用于對飛機跑道上飛機拍攝，以分別輸出飛機左側(cè)圖像、飛機右側(cè)圖像、飛機前側(cè)圖像和飛機后側(cè)圖像，所述圖像處理器5與左側(cè)攝像機1、右側(cè)攝像機2、前側(cè)攝像機3、后側(cè)攝像機4分別連接，以基于飛機左側(cè)圖像、飛機右側(cè)圖像、飛機前側(cè)圖像和飛機后側(cè)圖像分別對飛機進行目標(biāo)識別跟蹤，所述微處理器6連接所述圖像處理器5，以基于目標(biāo)識別跟蹤結(jié)果對飛機狀態(tài)檢測報警。
[0022]接著，繼續(xù)對飛機跑道上飛機狀態(tài)的檢測報警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行具體說明。
[0023]所述系統(tǒng)還包括用戶輸入設(shè)備，用于根據(jù)用戶的輸入，設(shè)定飛機上限灰度閾值、飛機下限灰度閾值、跑道上限灰度閾值、跑道下限灰度閾值、跑道上飛機禁行區(qū)域、飛機預(yù)定運動軌跡和飛機預(yù)定停留時間；存儲設(shè)備，連接所述用戶輸入設(shè)備以接收并存儲飛機上限灰度閾值、飛機下限灰度閾值、跑道上限灰度閾值、跑道下限灰度閾值、跑道上飛機禁行區(qū)域、飛機預(yù)定運動軌跡和飛機預(yù)定停留時間；所述圖像處理器5還包括，左側(cè)目標(biāo)識別單元，連接左側(cè)攝像機I和存儲設(shè)備，接收飛機左側(cè)圖像，將飛機左側(cè)圖像中灰度值在飛機上限灰度閾值和飛機下限灰度閾值之間的像素識別并組成左側(cè)飛機目標(biāo)圖像，將飛機左側(cè)圖像中灰度值在跑道上限灰度閾值和跑道下限灰度閾值之間的像素識別并組成左側(cè)跑道圖像，基于左側(cè)飛機目標(biāo)圖像和左側(cè)跑道圖像在飛機左側(cè)圖像中的相對位置確定飛機在飛機跑道中的當(dāng)前位置；左側(cè)目標(biāo)跟蹤單元，連接左側(cè)目標(biāo)識別單元，基于前后兩幀左側(cè)飛機目標(biāo)圖像，確定左側(cè)飛機的運動軌跡；右側(cè)目標(biāo)識別單元，連接右側(cè)攝像機2和存儲設(shè)備，接收飛機右側(cè)圖像，將飛機右側(cè)圖像中灰度值在飛機上限灰度閾值和飛機下限灰度閾值之間的像素識別并組成右側(cè)飛機目標(biāo)圖像，將飛機右側(cè)圖像中灰度值在跑道上限灰度閾值和跑道下限灰度閾值之間的像素識別并組成右側(cè)跑道圖像，基于右側(cè)飛機目標(biāo)圖像和右側(cè)跑道圖像在飛機右側(cè)圖像中的相對位置確定飛機在飛機跑道中的當(dāng)前位置；右側(cè)目標(biāo)跟蹤單元，連接右側(cè)目標(biāo)識別單元，基于前后兩幀左側(cè)飛機目標(biāo)圖像，確定右側(cè)飛機的運動軌跡；前側(cè)目標(biāo)識別單元，連接前側(cè)攝像機3和存儲設(shè)備，接收飛機前側(cè)圖像，將飛機前側(cè)圖像中灰度值在飛機上限灰度閾值和飛機下限灰度閾值之間的像素識別并組成前側(cè)飛機目標(biāo)圖像，將飛機前側(cè)圖像中灰度值在跑道上限灰度閾值和跑道下限灰度閾值之間的像素識別并組成前側(cè)跑道圖像，基于前側(cè)飛機目標(biāo)圖像和前側(cè)跑道圖像在飛機前側(cè)圖像中的相對位置確定飛機在飛機跑道中的當(dāng)前位置；前側(cè)目標(biāo)跟蹤單元，連接前側(cè)目標(biāo)識別單元，基于前后兩幀前側(cè)飛機目標(biāo)圖像，確定前側(cè)飛機的運動軌跡；后側(cè)目標(biāo)識別單元，連接后側(cè)攝像機4和存儲設(shè)備，接收飛機后側(cè)圖像，將飛機后側(cè)圖像中灰度值在飛機上限灰度閾值和飛機下限灰度閾值之間的像素識別并組成后側(cè)飛機目標(biāo)圖像，將飛機后側(cè)圖像中灰度值在跑道上限灰度閾值和跑道下限灰度閾值之間的像素識別并組成后側(cè)跑道圖像，基于后側(cè)飛機目標(biāo)圖像和后側(cè)跑道圖像在飛機后側(cè)圖像中的相對位置確定飛機在飛機跑道中的當(dāng)前位置；后側(cè)目標(biāo)跟蹤單元，連接后側(cè)目標(biāo)識別單元，基于前后兩幀后側(cè)飛機目標(biāo)圖像，確定后側(cè)飛機的運動軌跡；所述微處理器6與左側(cè)目標(biāo)識別單元、左側(cè)目標(biāo)跟蹤單元、右側(cè)目標(biāo)識別單元、右側(cè)目標(biāo)跟蹤單元、前側(cè)目標(biāo)識別單元、前側(cè)目標(biāo)跟蹤單元、后側(cè)目標(biāo)識別單元、后側(cè)目標(biāo)跟蹤單元和存儲設(shè)備分別連接，對左側(cè)目標(biāo)識別單元、右側(cè)目標(biāo)識別單元、前側(cè)目標(biāo)識別單元和后側(cè)目標(biāo)識別單元分別輸出的飛機在飛機跑道中的當(dāng)前位置求平均值，將求平均值后的結(jié)果作為飛機實際位置，判斷飛機實際位置是否在跑道上飛機禁行區(qū)域內(nèi)，如果在，則發(fā)出飛機誤行報警信號，基于飛機實際位置判斷飛機是否停留時間超過飛機預(yù)定停留時間，如果超過，則發(fā)出飛機滯留報警信號，分別判斷左側(cè)飛機的運動軌跡、右側(cè)飛機的運動軌跡、前側(cè)飛機的運動軌跡和后側(cè)飛機的運動軌跡是否與飛機預(yù)定運動軌跡匹配，在左側(cè)飛機的運動軌跡、右側(cè)飛機的運動軌跡、前側(cè)飛機的運動軌跡或后側(cè)飛機的運動軌跡中存在與飛機預(yù)定運動軌跡不匹配時，發(fā)出軌跡不匹配報警信號；顯示設(shè)備，連接所述微處理器6以顯示與飛機誤行報警信號、飛機滯留報警信號或軌跡不匹配報警信號對應(yīng)的文字警示信息，并基于飛機實際位置動態(tài)顯示飛機和飛機跑道的動態(tài)模擬圖；語音報警設(shè)備，連接所述微處理器6以播放與飛機誤行報警信號、飛機滯留報警信號或軌跡不匹配報警信號對應(yīng)的語音報警文件；無線通信設(shè)備，連接所述微處理器6以將與飛機誤行報警信號、飛機滯留報警信號或軌跡不匹配報警信號對應(yīng)的文字警示信息通過無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到飛機場管理人員的移動終端；其中，左側(cè)目標(biāo)跟蹤單元、右側(cè)目標(biāo)跟蹤單元、前側(cè)目標(biāo)跟蹤單元和后側(cè)目標(biāo)跟蹤單元都采用的是基于模板匹配的目標(biāo)跟蹤算法。
[0024]其中，所述飛機在飛機跑道中的當(dāng)前位置指的是飛機距離飛機場四側(cè)的四個距離值。
[0025]其中，所述圖像處理器5可選為TMS9000系列的數(shù)字處理器DSP，所述無線通信設(shè)備還可以通過無線通信網(wǎng)絡(luò)將與飛機誤行報警信號、飛機滯留報警信號或軌跡不匹配報警信號對應(yīng)的文字警示信息發(fā)送到飛機場的管理網(wǎng)絡(luò)，所述系統(tǒng)還可以包括多個位置傳感器，分設(shè)在飛機跑道的縱向的左右兩側(cè)位置，用于在飛機跑出飛機跑道時，檢測飛機跑出時的位置，微處理器6與多個位置傳感器分別連接，根據(jù)檢測到的飛機跑出時的位置，發(fā)出飛機越界報警信號。
[0026]另外，數(shù)字信號處理器(英語:digital signal processor, DSP)是一種專用于數(shù)字信號處理的微處理器。數(shù)字信號處理器的特點為:1)分開的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器(哈佛結(jié)構(gòu))；2)用于單指令流多數(shù)據(jù)流(SMD)作業(yè)的特殊指令集，可進行并行處理，但不支援多任務(wù)；3)用于宿主環(huán)境時可作為直接內(nèi)存存取(DMA)設(shè)備運作；4)從模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)獲得數(shù)據(jù)，最終輸出的是由數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)轉(zhuǎn)換為模擬信號的數(shù)據(jù)。
[0027]數(shù)字信號處理器廣泛地應(yīng)用于通信與信息系統(tǒng)、信號與信息處理、自動控制、雷達、軍事、航空航天、醫(yī)療、家用電器等許多領(lǐng)域。以往是采用通用的微處理器來完成大量數(shù)字信號處理運算，速度較慢，難以滿足實際需要；而同時使用位片式微處理器和快速并聯(lián)乘法器，曾經(jīng)是實現(xiàn)數(shù)字信號處理的有效途徑，但此方法器件較多，邏輯設(shè)計和程序設(shè)計復(fù)雜，耗電較大，價格昂貴。數(shù)字信號處理器DSP的出現(xiàn)，很好的解決了上述問題。DSP可以快速的實現(xiàn)對信號的采集、變換、濾波、估值、增強、壓縮、識別等處理，以得到符合人們需要的信號形式。
[0028]采用本實用新型的飛機跑道上飛機狀態(tài)的檢測報警系統(tǒng)，針對現(xiàn)有飛機狀態(tài)的檢測報警系統(tǒng)過于依賴人工、自動化水平不高的技術(shù)問題，采用圖像目標(biāo)識別的方式識別飛機目標(biāo)，采用圖像目標(biāo)跟蹤的方式判斷飛機軌跡，并進一步確定飛機的各個狀態(tài)，將飛機狀態(tài)與各個預(yù)定參考數(shù)據(jù)進行比較，在出現(xiàn)飛機狀態(tài)異常時及時發(fā)出多種報警信息，檢測報警速度更快更準(zhǔn)確。
[0029]可以理解的是，雖然本實用新型已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本實用新型。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本實用新型技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本實用新型技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種飛機跑道上飛機狀態(tài)的檢測報警系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括四個攝像機、圖像處理器和微處理器，所述四個攝像機分別位于為矩形形狀的飛行跑道的左側(cè)、右側(cè)、前側(cè)和后側(cè)，用于對飛機跑道上飛機拍攝，以分別輸出飛機左側(cè)圖像、飛機右側(cè)圖像、飛機前偵_像和飛機后側(cè)圖像，所述圖像處理器與所述四個攝像機分別連接，以基于飛機左側(cè)圖像、飛機右側(cè)圖像、飛機前側(cè)圖像和飛機后側(cè)圖像分別對飛機進行目標(biāo)識別跟蹤，所述微處理器連接所述圖像處理器，以基于目標(biāo)識別跟蹤結(jié)果對飛機狀態(tài)檢測報警。
2.如權(quán)利要求1所述的飛機跑道上飛機狀態(tài)的檢測報警系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括: 用戶輸入設(shè)備，用于根據(jù)用戶的輸入，設(shè)定飛機上限灰度閾值、飛機下限灰度閾值、跑道上限灰度閾值、跑道下限灰度閾值、跑道上飛機禁行區(qū)域、飛機預(yù)定運動軌跡和飛機預(yù)定停留時間； 存儲設(shè)備，連接所述用戶輸入設(shè)備以接收并存儲飛機上限灰度閾值、飛機下限灰度閾值、跑道上限灰度閾值、跑道下限灰度閾值、跑道上飛機禁行區(qū)域、飛機預(yù)定運動軌跡和飛機預(yù)定停留時間； 所述圖像處理器還包括 左側(cè)目標(biāo)識別單元，連接左側(cè)攝像機和存儲設(shè)備，接收飛機左側(cè)圖像，將飛機左側(cè)圖像中灰度值在飛機上限灰度閾值和飛機下限灰度閾值之間的像素識別并組成左側(cè)飛機目標(biāo)圖像，將飛機左側(cè)圖像中灰度值在跑道上限灰度閾值和跑道下限灰度閾值之間的像素識別并組成左側(cè)跑道圖像，基于左側(cè)飛機目標(biāo)圖像和左側(cè)跑道圖像在飛機左側(cè)圖像中的相對位置確定飛機在飛機跑道中的當(dāng)前位置； 左側(cè)目標(biāo)跟蹤單元，連接左側(cè)目標(biāo)識別單元，基于前后兩幀左側(cè)飛機目標(biāo)圖像，確定左側(cè)飛機的運動軌跡； 右側(cè)目標(biāo)識別單元，連接右側(cè)攝像機和存儲設(shè)備，接收飛機右側(cè)圖像，將飛機右側(cè)圖像中灰度值在飛機上限灰度閾值和飛機下限灰度閾值之間的像素識別并組成右側(cè)飛機目標(biāo)圖像，將飛機右側(cè)圖像中灰度值在跑道上限灰度閾值和跑道下限灰度閾值之間的像素識別并組成右側(cè)跑道圖像，基于右側(cè)飛機目標(biāo)圖像和右側(cè)跑道圖像在飛機右側(cè)圖像中的相對位置確定飛機在飛機跑道中的當(dāng)前位置； 右側(cè)目標(biāo)跟蹤單元，連接右側(cè)目標(biāo)識別單元，基于前后兩幀左側(cè)飛機目標(biāo)圖像，確定右側(cè)飛機的運動軌跡； 前側(cè)目標(biāo)識別單元，連接前側(cè)攝像機和存儲設(shè)備，接收飛機前側(cè)圖像，將飛機前側(cè)圖像中灰度值在飛機上限灰度閾值和飛機下限灰度閾值之間的像素識別并組成前側(cè)飛機目標(biāo)圖像，將飛機前側(cè)圖像中灰度值在跑道上限灰度閾值和跑道下限灰度閾值之間的像素識別并組成前側(cè)跑道圖像，基于前側(cè)飛機目標(biāo)圖像和前側(cè)跑道圖像在飛機前側(cè)圖像中的相對位置確定飛機在飛機跑道中的當(dāng)前位置； 前側(cè)目標(biāo)跟蹤單元，連接前側(cè)目標(biāo)識別單元，基于前后兩幀前側(cè)飛機目標(biāo)圖像，確定前側(cè)飛機的運動軌跡； 后側(cè)目標(biāo)識別單元，連接后側(cè)攝像機和存儲設(shè)備，接收飛機后側(cè)圖像，將飛機后側(cè)圖像中灰度值在飛機上限灰度閾值和飛機下限灰度閾值之間的像素識別并組成后側(cè)飛機目標(biāo)圖像，將飛機后側(cè)圖像中灰度值在跑道上限灰度閾值和跑道下限灰度閾值之間的像素識別并組成后側(cè)跑道圖像，基于后側(cè)飛機目標(biāo)圖像和后側(cè)跑道圖像在飛機后側(cè)圖像中的相對位置確定飛機在飛機跑道中的當(dāng)前位置； 后側(cè)目標(biāo)跟蹤單元，連接后側(cè)目標(biāo)識別單元，基于前后兩幀后側(cè)飛機目標(biāo)圖像，確定后側(cè)飛機的運動軌跡； 所述微處理器與左側(cè)目標(biāo)識別單元、左側(cè)目標(biāo)跟蹤單元、右側(cè)目標(biāo)識別單元、右側(cè)目標(biāo)跟蹤單元、前側(cè)目標(biāo)識別單元、前側(cè)目標(biāo)跟蹤單元、后側(cè)目標(biāo)識別單元、后側(cè)目標(biāo)跟蹤單元和存儲設(shè)備分別連接，對左側(cè)目標(biāo)識別單元、右側(cè)目標(biāo)識別單元、前側(cè)目標(biāo)識別單元和后側(cè)目標(biāo)識別單元分別輸出的飛機在飛機跑道中的當(dāng)前位置求平均值，將求平均值后的結(jié)果作為飛機實際位置，判斷飛機實際位置是否在跑道上飛機禁行區(qū)域內(nèi)，如果在，則發(fā)出飛機誤行報警信號，基于飛機實際位置判斷飛機是否停留時間超過飛機預(yù)定停留時間，如果超過，則發(fā)出飛機滯留報警信號，分別判斷左側(cè)飛機的運動軌跡、右側(cè)飛機的運動軌跡、前側(cè)飛機的運動軌跡和后側(cè)飛機的運動軌跡是否與飛機預(yù)定運動軌跡匹配，在左側(cè)飛機的運動軌跡、右側(cè)飛機的運動軌跡、前側(cè)飛機的運動軌跡或后側(cè)飛機的運動軌跡中存在與飛機預(yù)定運動軌跡不匹配時，發(fā)出軌跡不匹配報警信號； 顯示設(shè)備，連接所述微處理器以顯示與飛機誤行報警信號、飛機滯留報警信號或軌跡不匹配報警信號對應(yīng)的文字警示信息，并基于飛機實際位置動態(tài)顯示飛機和飛機跑道的動態(tài)模擬圖； 語音報警設(shè)備，連接所述微處理器以播放與飛機誤行報警信號、飛機滯留報警信號或軌跡不匹配報警信號對應(yīng)的語音報警文件； 無線通信設(shè)備，連接所述微處理器以將與飛機誤行報警信號、飛機滯留報警信號或軌跡不匹配報警信號對應(yīng)的文字警示信息通過無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到飛機場管理人員的移動終端； 其中，左側(cè)目標(biāo)跟蹤單元、右側(cè)目標(biāo)跟蹤單元、前側(cè)目標(biāo)跟蹤單元和后側(cè)目標(biāo)跟蹤單元都采用的是基于模板匹配的目標(biāo)跟蹤算法。
3.如權(quán)利要求2所述的飛機跑道上飛機狀態(tài)的檢測報警系統(tǒng)，其特征在于: 所述圖像處理器為TMS9000系列的數(shù)字處理器DSP。
4.如權(quán)利要求2所述的飛機跑道上飛機狀態(tài)的檢測報警系統(tǒng)，其特征在于: 所述無線通信設(shè)備還通過無線通信網(wǎng)絡(luò)將與飛機誤行報警信號、飛機滯留報警信號或軌跡不匹配報警信號對應(yīng)的文字警示信息發(fā)送到飛機場的管理網(wǎng)絡(luò)。
5.如權(quán)利要求2所述的飛機跑道上飛機狀態(tài)的檢測報警系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括: 多個位置傳感器，分設(shè)在飛機跑道的縱向的左右兩側(cè)位置，用于在飛機跑出飛機跑道時，檢測飛機跑出時的位置。
6.如權(quán)利要求5所述的飛機跑道上飛機狀態(tài)的檢測報警系統(tǒng)，其特征在于: 微處理器與多個位置傳感器分別連接，根據(jù)檢測到的飛機跑出時的位置，發(fā)出飛機越界報警信號。
【文檔編號】G08B21/18GK204010256SQ201420478902
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月24日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請人:無錫北斗星通信息科技有限公司