[发明专利]一种民航空中交通管制的场面监视引导系统

说明书

技术领域

本发明属于场面区域监视技术领域，涉及一种民航空中交通管制的场面监视引导系统。

背景技术

目前机场场面监视的手段主要有场面监视雷达，多点定位，ADS-B以及卫星定位等，已有的监视技术在跑道、滑行道区域可实现<7.5M的精度水平，满足跑道、滑行道运行管理的需要。但现有技术手段只能提供二维的目标位置，特别是在站坪区域存在定位精度较低、监视连续性差、假目标多等缺陷。

在场面冲突检测领域，国外基于A-SMGCS概念的场面管理系统都提供了较为完善的跑道和滑行道冲突检测与告警功能，比如HITT的A3000和PARK AIR的NOVA9000等。部分系统也提供了停机坪告警功能，但由于现有的监视传感器所提供的监视信息只是用一个点的二维坐标来代表场面交通目标的位置，告警系统只能利用二维的场面交通目标位置或扩展的二维模型来进行检测，因为定位精度和假目标等问题导致检测不够准确。由于不具备目标三维模型信息，更不能有效地检测飞机翼尖与其他飞机、廊桥以及飞机机翼与下方的车辆和建筑物等发生碰撞的情况，因此在实际运行中，管制员因为虚警率过高而不得不将其屏蔽。在国内，在最近三年，部分厂商的A-SMGCS系统也已达到ICAO的运行需求，与国外同类系统达到了相同的技术水平并已投入应用，能够有效检测跑道和滑行道区域的冲突。

在利用视频进行活动目标定位、定姿技术方面，国外许多大学和科研组织成立了专门研究开发小组，其中比较有影响的有：MIT媒体实验室，卡内基-梅隆大学的交互系统实验室，SRI人工智能中心，除此之外，IBM，微软，google也纷纷投入大量资金和人力到这一研究领域。国内方面，百度已组建团队重点研究深度学习、智能机器人、自动驾驶等技术，这些技术中都涉及利用通过摄像机捕获运动姿态；中科院在多功能感知机系统研发中，对运动捕捉和姿态估计有深入研究。针对专门的飞行器姿态估计，清华大学自动化系和清华大学信息科学与技术国家重点实验室有研究基于机场跑道边缘信息的姿态估计方法，该方法通过在飞行器上安装摄像机或照相机获取着陆区域的景象，利用视频或图像信息获取飞机姿态。

随着我国民用航空业的快速发展，越来越多的机场场面监视理念及技术推动民航空管监视系统的发展，能实现对机场场面飞机的运行态势进行监视与定位，保障机场场面飞机的运输效率及安全。目前的机场场面监视系统主要利用协作式传感器和非协作式传感器来实现场面目标的监视，协作式传感器的原理主要是在机场场面部署多台接收器与飞机上的设备进行通信，如果设备关闭，将不能进行通信，如ADS-B监视系统和多点定位系统；非协作式传感器不依赖目标设备的信号，能够主动监视到目标，但因建设成本和安装位置的局限存在较多盲区，如场面监视雷达。对于现有的监视技术来说，飞机在进入停机坪区域后，飞行员会关闭机载通信设备，并且建筑物布局复杂，对信号造成干扰，存在定位精度低，使用和维护成本较高的缺陷；而现有的视频定位技术主要用于飞机与跑道标志线之间的机身定位，其实时性还待提高，此外，该技术不能进行机场场面内飞机的姿态(机头朝向及偏转角度)定位。

目前，国内外有关场面区域的监控技术研究还多是基于传统监视系统所提供的二维目标信息，在场面区域不能有效地检测飞机，并且在滑行道至机位间的监视效果较差，运行管理目前还严重依赖人工目视监视，自动化程度低，无法实现航空运输门到门的全过程无缝的监视与控制，越来越难以满足快速增长的交通密度条件下安全保障的需要，特别是飞机的翼尖与其他飞机、车辆、建筑物等的碰撞情况，存在严重的安全隐患。

发明内容

为了解决场面区域的监控技术限于传统的基于二维目标信息，在场面区域不能有效地检测飞机，存在严重的安全隐患的技术问题，本发明的目的是通过多点定位系统和视频定位系统有效解决停机坪区域监视精度差的问题，实现机场场面区域的无缝监视，为此本发明提供一种民航空中交通管制的场面监视引导系统。

为达成所述目的，本发明提供一种民航空中交通管制的场面监视引导系统，该系统包括：监视定位设备、应用处理设备和用户终端设备，其中：

所述监视定位设备，采集并实时发送场面交通目标的多点定位监视信息和视频定位监视信息；

所述应用处理设备，与监视定位设备连接，结合外部系统的信息对多点定位监视信息和视频定位监视信息进行关联和识别的融合处理，获得场面交通目标综合监视信息、场面交通目标告警信息、场面交通目标冲突解脱建议及场面交通目标三维模型；