[实用新型]路面激光扫描探测成像系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种路面安全探测系统，尤其涉及一种激光扫描探测成像系统。 

背景技术

国际机场理事会的报告显示：2008年全年，世界范围内民用航空领域的乘客超过48亿人次，航班起降达到7700万次，报告还预测：在未来10年内，全球客运量将以每年超过4％的速度增长，同期的货运量将以每年5％的速度增长。巨大的运输压力和日益增长的客货流量对机场运行的安全性和稳定性提出了极高的要求。而各级政府，行业主管部门与包括机场本身在内的相关部门及社会各界也都对机场运营的安全性和稳定性给予了密切的关注。而因FOD(外来物残骸)的原因，导致机场跑道关闭的一类运营事故不仅会给机场带来经济损失，对机场的声誉也会带来巨大的负面影响。 

解决此类问题的关键在于：采用全新的系统和解决方案。目前的情况是：采用传统的手段和方案，即便机场方面做了最大的努力，跑道上仍然会出现FOD。这使得引擎和机身受损的风险大大增加，也给整个机场的安全运营带来了巨大的威胁。 

目前，世界范围内，全新的监测系统有Tarsier外来物探测系统(英国)、FODetect系统(以色列)、FODFinder系统(美国)和iFerret系统(新加坡)，这些采用不同技术手段的FOD监测系统在它们各自的国家都有其不同的优势，并且都实现了精准监测的目的。 

但是对于中国来说，还没有一个机场在使用FOD监测系统。并且上属探测系统由于采用军事技术领域的技术，而导致并不对华出售。据此中国机场FOD监测成为机场安全稳定运营嗜待解决的问题。 

发明内容

为了解决以上问题，本实用新型的目的在于提供一种路面激光扫描探测成像系统，用于机场跑道或路面的FOD的检测，解决因FOD带来的安全问题，实现机场的安全稳定运营。 

本实用新型通过下述的技术方案实现： 

路面激光扫描探测成像系统包括控制系统、光源系统、光路调制、信号接收模块、信号处理模块和实时监测端。控制系统连接光源系统和光路调制系统，实现对光源系统和光路调制系统的控制，光线经过光路调制后，经过路面反射后到达信号接收模块，信号处理模块连接信号接收模块，信号接收模块与实时监测端通信。 

进一步地，控制系统包括发射机和驱动电源，控制系统包括发射机系统和驱动电源，驱动电源连接发射机系统，所述发射机系统包括半导体激光器，其主要作用是在处理机的控制 下发射准直的激光光束。 

进一步地，光源系统包括分光片、调制器、扫描镜头、探测器组、APD201模块(光电二极管201模块)、数据采集卡和同步机，电源连接激光发生器，光线经过分光片后，一部分光线经过APD201模块后传给数据采集卡记录输入数据开始信号；另一部分光线到达调制器进行光路放大后，经过扫描镜头对路面进行扫描，经路面反射后的光线传给探测器组后，探测器组将信息送入数据采集卡记录输入计时结束信号，同步机连接数据采集卡，算出分光片分出两路到达数据采集卡的时间差，并根据s＝vt的原理，计算出路面有无FOD。 

进一步地，光路调制为光源系统中的调制器，对分光片分离过来的光线进行光路放大。 

进一步地，信号接收模块包括APD模块、时刻鉴别模块、测时模块和接收机，外部激光信号进入APD模块后经时刻鉴别模块和测时模块，进入接收机。 

其中，APD模块主要是接收空间中的激光信号，把光信号转换成电信号，同时放大电信号。该模块输出信号为峰值为1V左右的模拟电压信号。 

其中，时刻鉴别模块主要是鉴别有用的脉冲信号，作为测时模块的外部触发信号。输出信号为后面的测时模块提供起始和停止信息。提高信噪比，降低噪声信号的干扰是该模块的主要功能。 

其中，测时模块主要是测量起始信号和结束信号的时间间隔，该模块的测时精度达到了50ps，测距精度达到了毫米量级，实现了高精度测距。另外，该模块的输出端口为USB2.0端口，可以实现把时间信息高速传给上位机(接收机)。 

进一步地，信号处理模块包括TDC(测时芯片)，控制系统、数据传输电路和信息处理计算机。其中，信号进入TDC后经控制系统后，经过数据传输电路，进入信息处理计算机，处理机的主要作用是控制发射机发射激光，测量激光发射时刻开始时刻与激光返回时刻停止时刻之间的时间差，根据该时间差处理得到距离图像。激光扫描器的主要作用是对发射机的发射光束和接收机的瞬时接收视场方向进行同步扫描。 

进一步地，实时监测端既信号处理模块中的信息处理计算机，实现FOD监测目的。