[发明专利]近平整区域内物体的光学成像扫描方法

说明书

技术领域

本发明属于光学成像技术领域，涉及一种近平整区域内物体的光学成像扫描检测方式，特别涉及机场道面异物扫描方式，具体地说是一种近平整区域内物体的光学成像扫描方法。

背景技术

机场道面外来物FOD(Foreign Object Debris)，即可能损伤飞机或系统的某种外来的物质、碎屑或物体。FOD的种类相当多，如硬物体、软物体、鸟类、雷电等。FOD危害非常严重，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。碎片也会堆积在机械装置中，影响起落架、襟翼等设备的正常运行。FOD不仅会损坏飞机，造成空难而夺去宝贵的生命，而且还伴随着巨大的经济损失。非计划的拆换发动机本身就是昂贵的花费，更不用说航班延误或取消带来的损失。据保守估计，每年全球因FOD造成的损失至少在30亿-40亿美元，外来物FOD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，而间接损失至少为直接损失的4倍。

现有的机场道面外来物扫描设备主要采用毫米波雷达技术和光学成像技术。毫米波雷达技术就是通过毫米波扫描设备发射毫米波波束扫描机场道面，道面及附着在道面上的异物，接收到毫米波信号后会产生反射信号，这些信号由毫米波扫描装置接收机混合一起接收成混合波，数据处理系统通过对混合波信号的分析和处理，过滤掉地面背景杂散回波后，分辨出道面上的异物。光学成像技术是通过光学成像的方式采集扫描区域图像信息并通过计算机软件识别的方法分辨道面异物。

发明内容

本发明的目的是提供一种近平整区域内物体的光学成像扫描方法。

本发明所述的近平整区域为区域内与水平夹角大于0度小于等于30度。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：在近平整区域内对物体进行光学成像扫描，采用定点旋转式多光学成像系统扫描方式。所述光学成像系统包括摄像机、镜头和照明设备，所述定点旋转式是将光学成像系统固定于一维旋转转台上，光学成像系统随转台旋转，一维旋转转台可承载光学成像系统并进行水平横向的转动，进行扫描。

进一步的，所述定点旋转式多光学成像系统扫描方式为通过将多套光学系统固定于一维旋转转台且随之转动，进行一次扇形扫描实现。

进一步的，所述多套光学成像系统分别扫描由近及远的扫描区域从而实现通过一次扇形扫描完成全部扫描任务，多套光学成像系统分别由近及远的扫描，可看做纵向扫描。

对于视频采集系统，影响扫描步长的因素主要有两方面：一是横向扫描步长，主要受到光学系统视场的限制，而系统视场是由分辨率决定的，所以所选的光学成像系统的分辨率，决定了横向步长的大小。二是纵向扫描步长，主要受到光学系统景深的限制。景深随着物距变化而变化，所以纵向扫描步长是一个随物距变化逐渐变化的值。

在视频采集系统，横向扫描步长受光学系统视场限制可由如下关系式得出，

θ=2arctan(L2f/)]]>

其中θ为物方视场角，L为CCD等成像元件的横向长度，f^/为光学系统的焦距。

然而系统视场角是由分辨率决定的，在CCD等成像元件选定之后，成像的分辨率只取决于光学系统焦距f^/。

所以所选的光学成像系统的分辨率，决定了横向步长的大小。

纵向扫描步长受光学系统景深的限制，可由下述关系式给出。