[发明专利]一种军民航机场全自动进近着陆监视方法

说明书

本发明提供了一种军民航机场全自动进近着陆监视方法，用于满足飞机进近着陆阶段的可视化引导和全自动监视的用户需求，包括：1)获取目标的航迹和图像数据；2)根据航迹数据，引导光电设备自动锁定目标，基于图像数据开始实时高精度跟踪；3)建立雷达、广播式自动相关监视系统目标跟踪通道模型；4)判断图像跟踪位置是否处于目标跟踪通道，若处于目标跟踪通道，继续跟踪；否则，返回步骤2；5)根据图像跟踪位置，计算目标区域，利用深度卷积神经网络识别目标起落架收放状态。

技术领域

本发明属于多源信息处理技术领域，尤其涉及一种军民航机场全自动进近着陆监视方法。

背景技术

空中交通管制用于防止飞机与飞机相撞、飞机与障碍物相撞，实现维护和加快空中交通的有序流动的目的，包括塔台管制、进近管制和区域管制。区域管制保障航路飞行安全；塔台管制和进近管制主要保障飞机起降阶段的飞行安全。

目前，军民航机场主要以I类盲降系统进行配置，少数大型民航机场(首都机场、广州白云机场、上海浦东机场等)配置有II类盲降系统，主要包含指点信标、MLS(微波着陆系统)、ILS(仪表着陆系统)、TACAN(塔康)、着陆雷达(793、794)等。军航机场以国产设备为主，飞行员根据机载仪表指示(包括方位、下滑角等)进行飞行降落；塔台管制利用着陆雷达回波、VHF电台等手段进行语音引导指挥，管制员通过望远镜观察飞机降落阶段的飞行姿态、起落架的收放状态。现有机场进近着陆监视手段及系统存在以下缺点：(1)民航机场依靠广播式自动相关监视系统设备、军航机场依靠着陆雷达进行降落航线监视，监视手段单一、信息化和自动化水平不足；(2)管制员通过望远镜目视飞机降落阶段的飞行姿态、起落架的收放状态，值班压力大，系统显示不直观；(3)在不良天气条件中(例如雾霾、夜晚等能见度天气)，保障能力受限，增加了飞机的着陆风险。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种军民航机场全自动进近着陆监视方法，全自动监视飞机降落全过程，为塔台指挥员或飞行员提供精准的飞机着陆信息，最大程度保障飞机降落着陆安全，用于满足军民航机场飞机进近着陆阶段的可视化引导和全自动监视的用户需求。本发明方法具体包括如下步骤：包括如下步骤：

步骤1：获取目标的航迹数据和图像数据；

步骤2：根据航迹数据，引导光电设备自动锁定目标，基于图像数据开始实时高精度跟踪；

步骤3：建立雷达、广播式自动相关监视系统目标跟踪通道模型；

步骤4：判断图像跟踪位置是否处于目标跟踪通道，如果处于目标跟踪通道，继续跟踪；否则，返回步骤2；

步骤5：根据图像跟踪位置，计算目标区域，利用深度卷积神经网络检测模型识别目标起落架收放状态。

步骤1包括：

所述目标的航迹数据包括雷达、广播式自动相关监视系统或光电设备提供的方位、俯仰和距离信息；所述图像数据是指光电设备提供的红外和可见光图像。

步骤2包括如下步骤：

步骤2-1：根据潜在目标的灰度特征、尺寸特征、角点特征，建立目标优先级模型，计算所有目标点的锁定优先级权重，选择锁定优先级权重最高目标进行自动锁定；

步骤2-2：构建图像特征匹配跟踪模型，对锁定目标进行高精度稳定跟踪。

步骤2-1包括：

利用canny分割算子计算潜在目标外接矩形框，基于潜在目标的灰度特征、尺寸特征和角点特征建立目标优先级模型，公式如下：

潜在目标的灰度特征计算公式如下：