

首頁(yè) > 解決方案> 機場(chǎng)安全方案> 飛機起降跟蹤
機場(chǎng)高空瞭望系統是機場(chǎng)對飛機起降過(guò)程進(jìn)行觀(guān)察、監視和跟蹤的重要設備,目前發(fā)達國家已普遍裝備使用本類(lèi)設備,以達到監控機場(chǎng)起降狀況、及時(shí)清除安全隱患、保證航空安全的目的。隨著(zhù)國內外反恐形勢的不斷變化,更突顯出對該類(lèi)設備的迫切需求。深圳華瑞通研制的系統具有全天候、跟蹤速度快、覆蓋面廣、作用距離遠、圖像穩定、高清晰的特點(diǎn),能為飛機起降、安全控制提供裝備技術(shù)上的強力支持。
機場(chǎng)高空瞭望系統是針對跟蹤監視飛機起降過(guò)程需要而設計的圖像穩定綜合處理系統,它集成了多種高性能成像系統和精密伺服控制系統。該系統的指向器安裝在機場(chǎng)的跑道起降端,顯控臺安裝在控制室內。系統組合采用高性能高清攝像系統進(jìn)行觀(guān)察、搜索監視、跟蹤目標,能高效的發(fā)現、識別和確認目標。
系統功能規劃圖:
本次無(wú)人飛機起降光電跟蹤監控系統,就是采用了先進(jìn)的陀螺穩定技術(shù)和計算機圖像處理及控制技術(shù),能有效地高速鎖定目標。該系統可以根據用戶(hù)的要求,靈活選配多種規格的光學(xué)鏡頭、高清攝像機、紅外熱像儀等。系統具有如下特點(diǎn):
1) 采用高端圖像傳感器和智能圖像處理模塊,顯著(zhù)提高產(chǎn)品性能;
2) 可以組合使用多種主被動(dòng)光學(xué)傳感器,無(wú)論是在晴朗的白天、漆黑的夜間、能見(jiàn)度不佳的霧天,都能有效發(fā)現、捕獲目標;
3) 采用先進(jìn)的智能圖像處理技術(shù)、自動(dòng)小目標動(dòng)態(tài)跟蹤技術(shù),圖像穩定清晰;
4) 采用標準化、模塊化設計技術(shù),擴展性好,維修方便;
5) 采用“三防”、密封設計技術(shù),利于惡劣環(huán)境長(cháng)期使用;
6) 采用了先進(jìn)的陀螺伺服穩定技術(shù),有效隔離強風(fēng)引起的搖擺。
7) 全中文控制界面,操作直觀(guān)方便。
在機場(chǎng)跑道兩端安裝飛機起降安全跟蹤監控-光電智能跟蹤監控攝像機系統,對飛機起降全程進(jìn)行跟蹤監控,同時(shí)機場(chǎng)雷達聯(lián)動(dòng),在飛機起降過(guò)程中出現偏離航線(xiàn)時(shí),系統自動(dòng)識別并發(fā)出預警信號,可與飛機導航系統聯(lián)動(dòng),在預警后系統自動(dòng)提示正確航線(xiàn)軌跡,修正導航設施,讓飛機重新回歸到正確航線(xiàn);以加強飛機起降的安全管理。
規劃圖如下:
機場(chǎng)起降跟蹤系統的主要功能如下:
1)通過(guò)機場(chǎng)安裝的高精光學(xué)鏡頭,對機場(chǎng)跑道空域進(jìn)行24小時(shí)成像,實(shí)時(shí)監控機場(chǎng)飛機起降狀況;第三代高精度智能控制板采用對焦深度自適應快速對焦算法,實(shí)現超大視場(chǎng)自適應快速對焦,該算法在保持調焦精度的前提下,能夠在大視場(chǎng)內快速聚焦,實(shí)現平均對焦時(shí)間小于0.5S,一次性對焦成功率高達95%。
在機場(chǎng)指揮中心采用智能跟蹤監視軟件,與機場(chǎng)雷達聯(lián)動(dòng)后實(shí)現對飛機的起降過(guò)程實(shí)時(shí)自動(dòng)追蹤;
2)在飛機起降航線(xiàn)兩側設置警戒線(xiàn),當飛機偏離航線(xiàn)越過(guò)警戒線(xiàn)時(shí),系統自動(dòng)識別并發(fā)出報警信號;
3)系統通過(guò)傳輸設備將前端視頻信號和數據信號接入機場(chǎng)指揮中心,供突發(fā)事件的指揮決策提供參考;
4)實(shí)時(shí)記錄周邊的視頻圖像資料,為現場(chǎng)情況的事后回現提供豐富的資料。
晝夜成像功能
可見(jiàn)光成像系統的彩色模式非常適合天氣晴朗、能見(jiàn)度良好的狀況下的觀(guān)察監視識別;黑白模式則具有較高的視頻分辨率和低照度成像能力
具有手動(dòng)搜索、捕獲和自動(dòng)跟蹤目標的功能
該系統操作十分方便。通過(guò)手動(dòng)操縱單桿可以在不同的轉速下對空中目標進(jìn)行搜索、觀(guān)察和監視,對需要監視的目標可轉入自動(dòng)跟蹤狀態(tài)。
具有良好的視軸穩定功能
光電指向器采用球形結構,具有風(fēng)阻小,抗風(fēng)能力強的優(yōu)點(diǎn);采用陀螺穩定系統能夠有效地隔離因強風(fēng)造成的安裝平臺搖擺,從而保持光電攝像系統的穩定,得到清晰、穩定的圖像,而且保證目標圖像始終在電視屏幕上而不丟失。
具有目標手動(dòng)、自動(dòng)跟蹤鎖定功能
采用先進(jìn)的圖像處理和識別技術(shù)、目標自動(dòng)跟蹤技術(shù),使要求跟蹤的目標保持在電視視場(chǎng)中心。
具有雷達引導跟蹤功能
通過(guò)接入雷達系統的引導信號實(shí)現雷達與光電的聯(lián)動(dòng),充分發(fā)揮雷達作用距離遠、光電系統成像直觀(guān)的優(yōu)點(diǎn),及時(shí)捕捉到目標。
具有偏離航線(xiàn)預警功能
A. 水平方向航線(xiàn)預警
Ⅰ.雷達聯(lián)動(dòng)預警:該方式預警率為100%;采用視頻圖像與機場(chǎng)雷達聯(lián)動(dòng),利用雷達的空管性能,當飛機在起降過(guò)程中將雷達探測到的信號提供給終端平臺,系統平臺通過(guò)內置算法,通過(guò)計算自動(dòng)將雷達提供的經(jīng)緯度數據轉化成云臺角度值,對飛機進(jìn)行鎖定跟蹤監控,當飛機在起降過(guò)程中出現偏離航線(xiàn)的情況時(shí),后發(fā)出告警信息給云臺控制系統,云臺接收到信息后鎖定報警飛機,視頻圖像重點(diǎn)監控該飛機,并發(fā)出預警信號給后臺管理平臺,在監控中心管理軟件中彈出報警界面,顯示報警飛機的重要視頻信息。
Ⅱ.視覺(jué)分析預警:如果飛機進(jìn)入跑道上空后水平方向的飛行線(xiàn)路為直線(xiàn)狀態(tài),即以跑道寬度對應到空中位置上去區域的直線(xiàn),可利用視頻圖像分析系統,在跑道上空對應航道兩側外圍各設置一道虛擬警戒線(xiàn),當飛機在起降過(guò)程中偏離航線(xiàn),跨越警戒線(xiàn)時(shí),視頻圖像分析系統設備產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)報警信號給終端管理系統,在管理監控中心管理軟件平臺中彈出報警飛機畫(huà)面窗口,實(shí)現偏離航線(xiàn)報警功能。
B.垂直方向航線(xiàn)預警
對系統軟件做二次開(kāi)發(fā),將飛機起降時(shí)垂直方向航線(xiàn)軌跡數據編輯到系統軟件中,在系統軟件中預先設計出一條標準軌跡路線(xiàn)數據庫。監控系統與雷達監測系統聯(lián)動(dòng)跟蹤,飛機在起飛\降落過(guò)程中,根據雷達提供的飛機在空間點(diǎn)對應的實(shí)時(shí)數據值(飛機空間坐標經(jīng)緯度)系統自動(dòng)測繪出一條當前運動(dòng)軌跡,該軌跡與系統數據庫軌跡路線(xiàn)進(jìn)行對比,當發(fā)現偏離時(shí),系統自動(dòng)做出判斷并發(fā)出預警信息;從而實(shí)現垂直方向偏離航線(xiàn)的監控跟蹤自動(dòng)識別預警功能。
如圖中所示,整個(gè)飛機起飛的全程跟蹤監控:
系統組成
系統主要由安裝于室外的指向器、現場(chǎng)控制柜和安裝于指揮中心的顯控設備三部分組成,現場(chǎng)控制柜和顯控設備之間采用光纖/電纜連接。
室外指向器 可集成高性能可見(jiàn)光攝像傳感器、紅外熱像儀、激光照明器、兩軸轉臺、陀螺伺服穩定系統等部分組成。
1) 可見(jiàn)光攝像傳感器由二可變長(cháng)焦自動(dòng)聚焦鏡頭和高性能高清攝像機組成。
2) 轉臺:由方位座、俯仰包及支撐結構組成。
3) 陀螺伺服穩定系統:由直流力矩電機、直流測速電機、陀螺、旋轉變壓器等組成。
現場(chǎng)控制柜包括:主控機箱、伺服驅動(dòng)器、低壓電源等。
室內顯控設備包括高性能工作站、軌跡球、專(zhuān)用的操控鍵盤(pán)(帶操控桿),以及21寸液晶顯示屏。
系統的組成原理框圖如下圖所示。
工作方式
(1) 單桿手動(dòng)搜索方式
由操作人員手動(dòng)操縱單桿,控制系統接收到操作員的操縱信息后,驅動(dòng)指向器掃描搜索目標。
(2) 自動(dòng)扇掃搜索方式
由操作人員設定一定的方位觀(guān)察范圍,自動(dòng)對空搜索跟蹤目標。
(3) 手動(dòng)跟蹤目標方式
操作人員在屏幕上發(fā)現可疑目標后,手動(dòng)操縱單桿,控制系統接收操作人員的操縱信息,驅動(dòng)指向器,使目標始終成像在光學(xué)系統視場(chǎng)中心部分。
(4) 自動(dòng)跟蹤目標方式
操作人員在屏幕上發(fā)現感興趣的目標后,手動(dòng)捕獲目標,系統自動(dòng)鎖定目標進(jìn)入自動(dòng)跟蹤狀態(tài)。在目標運動(dòng)過(guò)程中,不需進(jìn)一步的操作干預,控制系統驅動(dòng)精密軸系使目標始終成像在光學(xué)系統視場(chǎng)中心。
(5) 雷達引導方式
操作人員將系統設定為雷達導引工作狀態(tài)后,可實(shí)時(shí)接收雷達發(fā)出的目標方位和仰角信息,光電系統根據雷達的目標指示信息進(jìn)行自動(dòng)搜索、鎖定和跟蹤指定目標。
自動(dòng)跟蹤原理
系統采用數字跟蹤技術(shù),通過(guò)采集視頻圖像信號、數字圖像處理、目標識別,分離出目標信號和背景信息,獲得被跟蹤目標相對視軸的脫靶量。如果目標未處于視軸中心,則將脫靶量作為偏差量,經(jīng)校正控制計算后驅動(dòng)隨動(dòng)轉臺轉動(dòng),使視軸趨于指向目標。本系統設計有兩種跟蹤處理算法,可以根據實(shí)際情況選擇最佳的跟蹤方式。
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