[发明专利]一种机场跑道异物自动检测及清理系统

说明书

本发明提供了一种机场跑道异物自动检测及清理系统，包括支架、摄像头、摄像头控制中心、图像处理中心、小车、载物台、机器人、回收器以及工控机，摄像头安装于支架之上，摄像头控制中心用于将摄像头采集到的机场跑道图像传输至图像处理中心，图像处理中心根据机场跑道图像检测异物图像信息、计算机场跑道异物的三维空间坐标信息并将机场跑道异物的三维空间坐标信息传输至工控机，工控机根据机场跑道异物的三维空间坐标信息控制小车以及机器人移动以将机场跑道异物夹取至回收器。本发明通过图像处理技术以及机器人技术以对机场跑道异物进行检测清理，有效提升了机场跑道异物检测清理的效率，大大减少了工作量以及成本。

技术领域

本发明涉及异物检测技术领域，具体而言，涉及一种机场跑道异物自动检测及清理系统。

背景技术

随着我国经济的发展，飞机已经成为人们出行中不可或缺的一部分，飞行安全也得到了人们越来越广泛的关注，当飞机在跑道上高速滑行时，跑道上的异物对飞机和周围人员车辆的安全都是严重威胁，每年跑道碎片引起的事故造成航空工业的损失都高达数十亿美元。机场跑道异物的种类相当多，如飞机和发动机连接件(螺帽、螺钉、垫圈、保险丝等)、机械工具、飞行物品(钉子、私人证件、钢笔、铅笔等)、野生动物、树叶、石头和沙子、道面材料、木块、塑料或聚乙烯材料、纸制品、运行区的冰碴儿等等。机场道面上的外来物可以很容易被吸入发动机，导致发动机失效。2007年5月至2008年5月，中国民航共发生4500多起机场跑道异物损伤轮胎的事件。外来物不仅会造成巨大的直接损失，还会造成航班延误、中断起飞、关闭跑道等间接损失，间接损失至少为直接损失的4倍。

国际上的FOD(Foreign Object Debris，机场跑道异物)监测系统主要由Tarsier1100(T1100)FOD探测系统、FODetect系统、iFerret智能视频探测系统以及FODFinder系统，这些FOD监测系统能够对机场跑道异物进行检测。但上述系统在检测到机场跑道异物后，需要人工对机场跑道进行清理，其机场跑道异物清理速度和效率较低，有待提高。

发明内容

为了克服现有FOD监测系统对机场跑道异物清理速度和效率较低的问题，本发明提供了一种机场跑道异物自动检测及清理系统，其具体技术方案如下：

一种机场跑道异物自动检测及清理系统，包括支架、摄像头、摄像头控制中心、图像处理中心、小车、载物台、机器人、回收器以及工控机，所述支架安装于机场跑道的两侧，所述摄像头安装于支架之上，所述摄像头控制中心分别与摄像头以及图像处理中心通信连接且用于将摄像头采集到的机场跑道图像传输至图像处理中心，所述载物台安装于小车之上，所述机器人、回收器以及工控机安装于载物台之上，所述工控机与图像处理中心通信连接，所述图像处理中心根据机场跑道图像检测异物图像信息以及根据异物图像信息计算机场跑道异物的三维空间坐标信息并将机场跑道异物的三维空间坐标信息传输至工控机，所述工控机根据机场跑道异物的三维空间坐标信息控制小车以及机器人移动以将机场跑道异物夹取至回收器。

可选的，所述图像处理中心包括图像存储模块、图像预处理模块、图像检测模块以及图像定位模块，所述图像存储模块用于接收并存储摄像头采集到的机场跑道图像，所述图像预处理模块用于接收机场跑道图像并对机场跑道图像进行图像去噪以及图像增强处理，所述图像检测模块用于接收并检测处理后的机场跑道图像以获取异物图像信息，所述图像定位模块用于接收异物图像信息然后根据异物图像信息计算机场跑道异物的三维空间坐标信息并将机场跑道异物的三维空间坐标信息传输至工控机。

可选的，所述机器人包括基座、旋转气缸、水平伸缩气缸、垂直伸缩气缸以及机械夹手，所述旋转气缸的底部与基座固定连接，所述旋转气缸的输出轴与水平伸缩气缸的缸筒固定连接，所述水平伸缩气缸的活塞杆与垂直伸缩气缸的缸筒固定连接，所述垂直伸缩气缸的活塞杆与机械夹手固定连接。

可选的，所述机场跑道异物自动检测及清理系统还包括安装于小车前端的工业相机，所述工业相机与工控机通信连接，用于采集机场跑道环境图像并将机场跑道环境图像传送至工控机。