[发明专利]基于静态杂波图的异物检测方法及异物检测设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种异物检测方法及异物检测设备，尤其涉及一种基于静态杂波图的异物检测方法及异物检测设备。

背景技术

随着现在民用机场航班客运量的大幅增加，外来物体（Foreign Object Debris，简称FOD）掉落机场跑道的事件大量增加，外来物体的典型例子有：混凝土沥青碎块、金属器件、橡胶碎片、塑料制品、动植物。

航空器对于FOD来说相当脆弱，一只飞鸟或一小块塑料布吸入发动机都可能引起空停，一个螺钉或者金属片甚至尖锐石子都可能扎伤轮胎引起爆破，产生的轮胎碎片可能打伤飞机机体或重要部件，如液压管、邮箱等。近年来最为引人关注的FOD事件是2000年法航协和空难，协和飞机空难事件提高了人们对于机场跑道外来异物的重视，世界各国逐渐开始研发针对FOD目标的主动探测预警系统，用于防止机场跑道外来异物撞击飞机而因此造成的飞机轮胎受损或者发动机受损，以及由此引发的机场跑道关闭或航班晚点等额外的经济损失。

毫米波雷达作为现代雷达技术发展的重要组成部分与传统雷达想必具有很多优点，例如：高分辨率和小尺寸；由于天线和微波器件的尺寸与工作频率有关，因此毫米波雷达的天线和微波元器件可以较小，比较适合安装于机场跑道附近，毫米级的探测精度可以准确的探测到机场跑道上的外来异物。

但是，现有技术中的毫米波雷达对FOD的具体位置的处理能力仍然不足，即使能够检测到FOD，但对于FOD的具体位置仍然不能精确的提供，这样，导致工作人员在排除FOD时，仍然需要进行较大量的工作，同时，面对比较细小的外来异物时，其寻找排除难度较大，从而既增加了人力成本，又难以执行排除工作，更为严重的可能会导致航班的延迟，进而增大经济损失。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供一种基于静态杂波图的异物检测方法及异物检测设备，以克服现有技术中不能精确提供FOD具体位置，导致增加人力成本的问题，从而精确的提供了FOD具体位置信息，降低了工作人员排除外来异物的难度，减少了经济损失。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于静态杂波图的异物检测方法，其中，包括：

（1）获取初始静态杂波数据，按照不同的距离和方位计算每重下的初始静态杂波图；

（2）对多个所述初始静态杂波图进行二维配准、校正、滤波和三重重间配准后，得到每重下的最终的静态杂波图；由于采用该二维配准、校正、滤波和三重重间配准四个步骤，从而使得到的静态杂波图更为清晰，为后续的获取异物位置信息提供较优数据；

（3）获取扫描帧下的初始目标杂波图并经过二维配准、校正、滤波和三重重间配准后，形成当前扫描帧下的目标杂波图；同样的，由于采用该二维配准、校正、滤波和三重重间配准四个步骤，从而使得到的目标杂波图更贴切现实，为后续准确获取异物位置信息提供支持。

（4）根据FOD判别准则对比所述静态杂波图和所述目标杂波图，获得所述异物的位置信息。

上述的基于静态杂波图的异物检测方法，其中，所述获取初始静态杂波数据包括：将二维平面划分为多个方位距离单元，将每个所述方位距离单元存储于存储器，且每个所述存储器均对应于一个所述方位距离单元。

上述的基于静态杂波图的异物检测方法，其中，所述方位距离单元中包括方位信息和距离信息。

上述的基于静态杂波图的异物检测方法，其中，所述多个初始静态杂波图为六个初始静态杂波图，采用六个初始静态杂波图便能够满足获取异物位置信息的基础。

上述的基于静态杂波图的异物检测方法，其中，对多个所述初始静态杂波图进行二维配准包括：对第一初始静态杂波图和第二初始静态杂波图进行二维FFT计算；对第一初始静态杂波图进行复共轭后与第二初始静态杂波图进行向量点对点的相乘；将相乘的结果做反二维FFT计算，而后求取最大点并记录坐标值，所述坐标值即为校正量；对所述初始静态杂波图进行校正包括：根据所述校正量对所述第二初始静态杂波图进行校正操作；而后对第一初始静态杂波图和校正后的第二初始静态杂波图进行滤波，得到第一静态杂波图；

而后，以该第一静态杂波图为基准，对第一静态杂波图和第三初始静态杂波图重复上述操作，直至多个所述初始静态杂波图均进行完所述二维配准、校正和滤波操作。

上述的基于静态杂波图的异物检测方法，其中，所述二维FFT和所述反二维FFT均是用一维FFT与一维反FFT搭建而成。

一种异物检测设备，其中，所述异物检测设备为应用上述的基于静态杂波图的异物检测方法的雷达。