飞机跑道上飞机状态的检测报警系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种飞机跑道上飞机状态的检测报警系统，所述系统包括四个摄像机、图像处理器和微处理器，四个摄像机分别位于为矩形形状的飞行跑道的左侧、右侧、前侧和后侧，用于对飞机跑道上飞机拍摄，以分别输出飞机左侧图像、飞机右侧图像、飞机前侧图像和飞机后侧图像，图像处理器与四个摄像机分别连接，以基于飞机左侧图像、飞机右侧图像、飞机前侧图像和飞机后侧图像分别对飞机进行目标识别跟踪，微处理器连接图像处理器，以基于目标识别跟踪结果对飞机状态检测报警。通过本发明，能够自动检测出飞机跑道上的飞机的多个状态，并在出现异常时及时进行报警，便于机场管理人员实时准确地掌握飞机相关情况，避免事故的发生。
【专利说明】飞机跑道上飞机状态的检测报警系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及飞机监控领域，尤其涉及一种飞机跑道上飞机状态的检测报警系统。
【背景技术】
[0002] 飞机，指具有机翼和一具或多具发动机，靠自身动力能在太空或者大气中飞行的 密度大于空气的航空器。严格来说，飞机指具有固定机翼的航空器。固定翼飞机是最常见 的航空器型态。飞机动力的来源包含活塞发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮风扇发动机或 火箭发动机等。20世纪初，美国的莱特兄弟在世界的飞机发展史上做出了重大的贡献，在 1903年制造出了第一架依靠自身动力进行载人飞行的飞机"飞行者一号"，并且获得试飞成 功，他们因此于1909年获得美国国会荣誉奖。同年，他们创办了 "莱特飞机公司"。自从飞 机发明以后，飞机日益成为现代文明不可缺少的交通工具。他深刻的改变和影响了人们的 生活，开启了人们征服蓝天的历史。
[0003] 飞机的主要用途体现在两个方面：军用和民用。军用方面对飞机的需求量比较稳 定。而对飞机需求量迅速增长的是民用方面。随着经济的发展和科技的进步，飞机的货运 量和客运量都在快速提高。但是飞机这种运输方式存在先天的缺陷，即其起降需要飞机跑 道，而在飞机起降过程中发生事故最多的时段就是飞机起降的时段，一出事故，将会有很少 人生甚至无人生还，对航空运营公司造成的经济损失巨大。因此，飞机跑道上的飞机状态是 航空运营公司重点监控的目标。
[0004] 现有技术的飞机跑道上的飞机状态监控主要采用人工的方式，在飞机跑道周围安 装摄像头，安排多个工作人员时刻关注摄像头拍摄的场景，对正在跑道上的飞机进行监控。 这种方式耗费大量的人力资源，而且由于是人工监控，不能保证每一个工作人员在各个时 间段都能集中注意力，飞机的状态也无法及时传递，从而工作效率低下，可靠性不高，避免 飞机事故的难度较大。
[0005] 因此，需要一种新的飞机跑道上飞机状态的技术方案，能够自动地提高飞机跑道 上的飞机的状态，根据飞机状态确定飞机是否陷入危险的境地，并在确定飞机发生危机时， 及时提供各种报警信息给机场管理人员和管理机构，便于相关单位和个人快速采取措施， 将飞机脱离危险境地，有效地避免飞机事故的发生。
【发明内容】
[0006] 为了解决上述问题，本发明提供了一种飞机跑道上飞机状态的检测报警系统，通 过图像目标识别跟踪的方式，对摄像头拍摄的跑道图像进行飞机目标识别和跟踪，提供飞 机的各种状态，并将飞机状态与各个参考数据比较，在出现异于参考数据的情况时，进行语 音和视频报警，并将报警数据通过无线通信网络发送给相关单位和个人，整个系统智能化 程度较高，为飞机在跑道上的起降提供安全保障。
[0007] 根据本发明的一方面，提供了一种飞机跑道上飞机状态的检测报警系统，所述系 统包括四个摄像机、图像处理器和微处理器，所述四个摄像机分别位于为矩形形状的飞行 跑道的左侧、右侧、前侧和后侧，用于对飞机跑道上飞机拍摄，以分别输出飞机左侧图像、飞 机右侧图像、飞机前侧图像和飞机后侧图像，所述图像处理器与所述四个摄像机分别连接， 以基于飞机左侧图像、飞机右侧图像、飞机前侧图像和飞机后侧图像分别对飞机进行目标 识别跟踪，所述微处理器连接所述图像处理器，以基于目标识别跟踪结果对飞机状态检测 报警。
[0008] 更具体地，在所述飞机跑道上飞机状态的检测报警系统中，进一步包括，用户输入 设备，用于根据用户的输入，设定飞机上限灰度阈值、飞机下限灰度阈值、跑道上限灰度阈 值、跑道下限灰度阈值、跑道上飞机禁行区域、飞机预定运动轨迹和飞机预定停留时间；存 储设备，连接所述用户输入设备以接收并存储飞机上限灰度阈值、飞机下限灰度阈值、跑道 上限灰度阈值、跑道下限灰度阈值、跑道上飞机禁行区域、飞机预定运动轨迹和飞机预定停 留时间；所述图像处理器还包括，左侧目标识别单元，连接左侧摄像机和存储设备，接收飞 机左侧图像，将飞机左侧图像中灰度值在飞机上限灰度阈值和飞机下限灰度阈值之间的像 素识别并组成左侧飞机目标图像，将飞机左侧图像中灰度值在跑道上限灰度阈值和跑道下 限灰度阈值之间的像素识别并组成左侧跑道图像，基于左侧飞机目标图像和左侧跑道图像 在飞机左侧图像中的相对位置确定飞机在飞机跑道中的当前位置；左侧目标跟踪单元，连 接左侧目标识别单元，基于前后两帧左侧飞机目标图像，确定左侧飞机的运动轨迹；右侧目 标识别单元，连接右侧摄像机和存储设备，接收飞机右侧图像，将飞机右侧图像中灰度值在 飞机上限灰度阈值和飞机下限灰度阈值之间的像素识别并组成右侧飞机目标图像，将飞机 右侧图像中灰度值在跑道上限灰度阈值和跑道下限灰度阈值之间的像素识别并组成右侧 跑道图像，基于右侧飞机目标图像和右侧跑道图像在飞机右侧图像中的相对位置确定飞机 在飞机跑道中的当前位置；右侧目标跟踪单元，连接右侧目标识别单元，基于前后两帧左侧 飞机目标图像，确定右侧飞机的运动轨迹；前侧目标识别单元，连接前侧摄像机和存储设 备，接收飞机前侧图像，将飞机前侧图像中灰度值在飞机上限灰度阈值和飞机下限灰度阈 值之间的像素识别并组成前侧飞机目标图像，将飞机前侧图像中灰度值在跑道上限灰度阈 值和跑道下限灰度阈值之间的像素识别并组成前侧跑道图像，基于前侧飞机目标图像和前 侧跑道图像在飞机前侧图像中的相对位置确定飞机在飞机跑道中的当前位置；前侧目标跟 踪单元，连接前侧目标识别单元，基于前后两帧前侧飞机目标图像，确定前侧飞机的运动轨 迹；后侧目标识别单元，连接后侧摄像机和存储设备，接收飞机后侧图像，将飞机后侧图像 中灰度值在飞机上限灰度阈值和飞机下限灰度阈值之间的像素识别并组成后侧飞机目标 图像，将飞机后侧图像中灰度值在跑道上限灰度阈值和跑道下限灰度阈值之间的像素识别 并组成后侧跑道图像，基于后侧飞机目标图像和后侧跑道图像在飞机后侧图像中的相对位 置确定飞机在飞机跑道中的当前位置；后侧目标跟踪单元，连接后侧目标识别单元，基于前 后两帧后侧飞机目标图像，确定后侧飞机的运动轨迹；所述微处理器与左侧目标识别单元、 左侧目标跟踪单元、右侧目标识别单元、右侧目标跟踪单元、前侧目标识别单元、前侧目标 跟踪单元、后侧目标识别单元、后侧目标跟踪单元和存储设备分别连接，对左侧目标识别单 元、右侧目标识别单元、前侧目标识别单元和后侧目标识别单元分别输出的飞机在飞机跑 道中的当前位置求平均值，将求平均值后的结果作为飞机实际位置，判断飞机实际位置是 否在跑道上飞机禁行区域内，如果在，则发出飞机误行报警信号，基于飞机实际位置判断飞 机是否停留时间超过飞机预定停留时间，如果超过，则发出飞机滞留报警信号，分别判断左 侧飞机的运动轨迹、右侧飞机的运动轨迹、前侧飞机的运动轨迹和后侧飞机的运动轨迹是 否与飞机预定运动轨迹匹配，在左侧飞机的运动轨迹、右侧飞机的运动轨迹、前侧飞机的运 动轨迹或后侧飞机的运动轨迹中存在与飞机预定运动轨迹不匹配时，发出轨迹不匹配报警 信号；显示设备，连接所述微处理器以显示与飞机误行报警信号、飞机滞留报警信号或轨迹 不匹配报警信号对应的文字警示信息，并基于飞机实际位置动态显示飞机和飞机跑道的动 态模拟图；语音报警设备，连接所述微处理器以播放与飞机误行报警信号、飞机滞留报警信 号或轨迹不匹配报警信号对应的语音报警文件；无线通信设备，连接所述微处理器以将与 飞机误行报警信号、飞机滞留报警信号或轨迹不匹配报警信号对应的文字警示信息通过无 线通信网络发送到飞机场管理人员的移动终端；其中，左侧目标跟踪单元、右侧目标跟踪单 元、前侧目标跟踪单元和后侧目标跟踪单元都采用的是基于模板匹配的目标跟踪算法。
[0009] 更具体地，在所述飞机跑道上飞机状态的检测报警系统中，所述图像处理器为 TMS9000系列的数字处理器DSP。
[0010] 更具体地，在所述飞机跑道上飞机状态的检测报警系统中，所述无线通信设备还 通过无线通信网络将与飞机误行报警信号、飞机滞留报警信号或轨迹不匹配报警信号对应 的文字警示信息发送到飞机场的管理网络。
[0011] 更具体地，在所述飞机跑道上飞机状态的检测报警系统中，进一步包括多个位置 传感器，分设在飞机跑道的纵向的左右两侧位置，用于在飞机跑出飞机跑道时，检测飞机跑 出时的位置。
[0012] 更具体地，在所述飞机跑道上飞机状态的检测报警系统中，微处理器与多个位置 传感器分别连接，根据检测到的飞机跑出时的位置，发出飞机越界报警信号。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
[0014] 图1为根据本发明实施方案示出的飞机跑道上飞机状态的检测报警系统的结构 方框图。
【具体实施方式】
[0015] 下面将参照附图对本发明的飞机跑道上飞机状态的检测报警系统的实施方案进 行详细说明。
[0016] 飞机跑道是机场上长条形的区域，用来供航空器起飞或着陆。跑道材质可以是浙 青或混凝土，或者是弄平的草、土或碎石地面，也可以是水面。
[0017] 大型机场通常有多条跑道。这些跑道会根据他们的磁方位角而被命名，其方位角 同时指明了该跑道的使用方向，即使用跑道时航空器的运动方向。命名的原则是取跑道磁 方位角的前两位数，所以可能以"09跑道"指方位角为94度（向东）的跑道；以"17跑道" 指168度的跑道。由于跑道可能双向使用，因使用方向变化，跑道对应的方位角也发生变 化，所以一般跑道会有两个数字名称。上述方位角变化为180度，所以只要将其中一个跑道 的数字名称上加或减18,就能得到跑道另一方向的名称，例如"12跑道"相反方向便是"30 跑道"。如果机场有超过一条方向相同的跑道，可以在数字之后加以"L"、"C"、"R"来区别， 分别代表左（Left)、中（Center)和右（Right)。例如"15L"，" 15C"，"15R"指三条互相平 行，方位角均为150度的跑道。
[0018] 定翼航空器和直升机在起飞及着陆时通常都需要逆风进行，这是为了在保证有足 够升力的前提下尽量降低航空器的地速，即相对地面的运动速度，以便减少在跑道上的滑 行距离。所以根据当地的常年气象条件，有些机场会建有多条不平行跑道，以便在不同季节 的不同风向下都可以使用；对于只有一条跑道或多条平行跑道的机场，其跑道方向通常与 当地盛行风的方向一致。跑道长度一定程度上决定着可起降飞机的大小和类型，跑道道面 的强度、跑道宽度和机场海拔高度对此也有影响。一般来说，机型越大，起降所需的跑道长 度也就越长。
[0019] 飞机跑道上有各式的标志和记号，通常包括：跑道名称、跑道中心线、跑道入口、着 陆点、接地区、跑道边界线等。国际民航组织规定，跑道的标志必须是白色的，而对于浅颜色 跑道可通过加黑边的方式来改善显示效果。这些标志和记号用于为飞机驾驶员提供飞机起 降的参考，同时，机场管理人员通过摄像头注视飞机跑道上的飞机起降情况，以便在飞机异 常时，为机场和飞机驾驶员提供报警信息。但是，上述的标志和记号需要飞机驾驶员人工识 另IJ，摄像头拍摄的图像需要机场管理人员人工对飞机识别跟踪，数据提供速度较慢，自动化 程度不高，过于依赖人工。
[0020] 本发明的飞机跑道上飞机状态的检测报警系统，能够自动提供飞机的各个状态， 并根据飞机状态和参考数据确定是否发出报警信息，检测报警机制更加自动、可靠。
[0021] 图1为根据本发明实施方案示出的飞机跑道上飞机状态的检测报警系统的结构 方框图，所述系统包括左侧摄像机1、右侧摄像机2、前侧摄像机3、后侧摄像机4、图像处理 器5和微处理器6,左侧摄像机1、右侧摄像机2、前侧摄像机3、后侧摄像机4分别位于为矩 形形状的飞行跑道的左侧、右侧、前侧和后侧，用于对飞机跑道上飞机拍摄，以分别输出飞 机左侧图像、飞机右侧图像、飞机前侧图像和飞机后侧图像，所述图像处理器5与左侧摄像 机1、右侧摄像机2、前侧摄像机3、后侧摄像机4分别连接，以基于飞机左侧图像、飞机右侧 图像、飞机前侧图像和飞机后侧图像分别对飞机进行目标识别跟踪，所述微处理器6连接 所述图像处理器5,以基于目标识别跟踪结果对飞机状态检测报警。
[0022] 接着，继续对飞机跑道上飞机状态的检测报警系统的结构进行具体说明。
[0023] 所述系统还包括用户输入设备，用于根据用户的输入，设定飞机上限灰度阈值、飞 机下限灰度阈值、跑道上限灰度阈值、跑道下限灰度阈值、跑道上飞机禁行区域、飞机预定 运动轨迹和飞机预定停留时间；存储设备，连接所述用户输入设备以接收并存储飞机上限 灰度阈值、飞机下限灰度阈值、跑道上限灰度阈值、跑道下限灰度阈值、跑道上飞机禁行区 域、飞机预定运动轨迹和飞机预定停留时间；所述图像处理器5还包括，左侧目标识别单 元，连接左侧摄像机1和存储设备，接收飞机左侧图像，将飞机左侧图像中灰度值在飞机上 限灰度阈值和飞机下限灰度阈值之间的像素识别并组成左侧飞机目标图像，将飞机左侧图 像中灰度值在跑道上限灰度阈值和跑道下限灰度阈值之间的像素识别并组成左侧跑道图 像，基于左侧飞机目标图像和左侧跑道图像在飞机左侧图像中的相对位置确定飞机在飞机 跑道中的当前位置；左侧目标跟踪单元，连接左侧目标识别单元，基于前后两帧左侧飞机目 标图像，确定左侧飞机的运动轨迹；右侧目标识别单元，连接右侧摄像机2和存储设备，接 收飞机右侧图像，将飞机右侧图像中灰度值在飞机上限灰度阈值和飞机下限灰度阈值之间 的像素识别并组成右侧飞机目标图像，将飞机右侧图像中灰度值在跑道上限灰度阈值和跑 道下限灰度阈值之间的像素识别并组成右侧跑道图像，基于右侧飞机目标图像和右侧跑道 图像在飞机右侧图像中的相对位置确定飞机在飞机跑道中的当前位置；右侧目标跟踪单 元，连接右侧目标识别单元，基于前后两帧左侧飞机目标图像，确定右侧飞机的运动轨迹； 前侧目标识别单元，连接前侧摄像机3和存储设备，接收飞机前侧图像，将飞机前侧图像中 灰度值在飞机上限灰度阈值和飞机下限灰度阈值之间的像素识别并组成前侧飞机目标图 像，将飞机前侧图像中灰度值在跑道上限灰度阈值和跑道下限灰度阈值之间的像素识别并 组成前侧跑道图像，基于前侧飞机目标图像和前侧跑道图像在飞机前侧图像中的相对位置 确定飞机在飞机跑道中的当前位置；前侧目标跟踪单元，连接前侧目标识别单元，基于前后 两帧前侧飞机目标图像，确定前侧飞机的运动轨迹；后侧目标识别单元，连接后侧摄像机4 和存储设备，接收飞机后侧图像，将飞机后侧图像中灰度值在飞机上限灰度阈值和飞机下 限灰度阈值之间的像素识别并组成后侧飞机目标图像，将飞机后侧图像中灰度值在跑道上 限灰度阈值和跑道下限灰度阈值之间的像素识别并组成后侧跑道图像，基于后侧飞机目标 图像和后侧跑道图像在飞机后侧图像中的相对位置确定飞机在飞机跑道中的当前位置；后 侧目标跟踪单元，连接后侧目标识别单元，基于前后两帧后侧飞机目标图像，确定后侧飞 机的运动轨迹；所述微处理器6与左侧目标识别单元、左侧目标跟踪单元、右侧目标识别 单元、右侧目标跟踪单元、前侧目标识别单元、前侧目标跟踪单元、后侧目标识别单元、后侧 目标跟踪单元和存储设备分别连接，对左侧目标识别单元、右侧目标识别单元、前侧目标识 别单元和后侧目标识别单元分别输出的飞机在飞机跑道中的当前位置求平均值，将求平均 值后的结果作为飞机实际位置，判断飞机实际位置是否在跑道上飞机禁行区域内，如果在， 则发出飞机误行报警信号，基于飞机实际位置判断飞机是否停留时间超过飞机预定停留时 间，如果超过，则发出飞机滞留报警信号，分别判断左侧飞机的运动轨迹、右侧飞机的运动 轨迹、前侧飞机的运动轨迹和后侧飞机的运动轨迹是否与飞机预定运动轨迹匹配，在左侧 飞机的运动轨迹、右侧飞机的运动轨迹、前侧飞机的运动轨迹或后侧飞机的运动轨迹中存 在与飞机预定运动轨迹不匹配时，发出轨迹不匹配报警信号；显示设备，连接所述微处理器 6以显示与飞机误行报警信号、飞机滞留报警信号或轨迹不匹配报警信号对应的文字警示 信息，并基于飞机实际位置动态显示飞机和飞机跑道的动态模拟图；语音报警设备，连接所 述微处理器6以播放与飞机误行报警信号、飞机滞留报警信号或轨迹不匹配报警信号对应 的语音报警文件；无线通信设备，连接所述微处理器6以将与飞机误行报警信号、飞机滞留 报警信号或轨迹不匹配报警信号对应的文字警示信息通过无线通信网络发送到飞机场管 理人员的移动终端；其中，左侧目标跟踪单元、右侧目标跟踪单元、前侧目标跟踪单元和后 侧目标跟踪单元都采用的是基于模板匹配的目标跟踪算法。
[0024] 其中，所述飞机在飞机跑道中的当前位置指的是飞机距离飞机场四侧的四个距离 值。
[0025] 其中，所述图像处理器5可选为TMS9000系列的数字处理器DSP，所述无线通信 设备还可以通过无线通信网络将与飞机误行报警信号、飞机滞留报警信号或轨迹不匹配报 警信号对应的文字警示信息发送到飞机场的管理网络，所述系统还可以包括多个位置传感 器，分设在飞机跑道的纵向的左右两侧位置，用于在飞机跑出飞机跑道时，检测飞机跑出时 的位置，微处理器6与多个位置传感器分别连接，根据检测到的飞机跑出时的位置，发出飞 机越界报警信号。
[0026] 另外，数字信号处理器（英语：digital signal processor, DSP)是一种专用于 数字信号处理的微处理器。数字信号处理器的特点为：1)分开的程序存储器和数据存储器 (哈佛结构）；2)用于单指令流多数据流（SMD)作业的特殊指令集，可进行并行处理，但不 支援多任务；3)用于宿主环境时可作为直接内存存取（DMA)设备运作；4)从模拟数字转换 器（ADC)获得数据，最终输出的是由数字模拟转换器（DAC)转换为模拟信号的数据。
[0027] 数字信号处理器广泛地应用于通信与信息系统、信号与信息处理、自动控制、雷 达、军事、航空航天、医疗、家用电器等许多领域。以往是采用通用的微处理器来完成大量 数字信号处理运算，速度较慢，难以满足实际需要；而同时使用位片式微处理器和快速并联 乘法器，曾经是实现数字信号处理的有效途径，但此方法器件较多，逻辑设计和程序设计复 杂，耗电较大，价格昂贵。数字信号处理器DSP的出现，很好的解决了上述问题。DSP可以快 速的实现对信号的采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理，以得到符合人们需要的 信号形式。
[0028] 采用本发明的飞机跑道上飞机状态的检测报警系统，针对现有飞机状态的检测报 警系统过于依赖人工、自动化水平不高的技术问题，采用图像目标识别的方式识别飞机目 标，采用图像目标跟踪的方式判断飞机轨迹，并进一步确定飞机的各个状态，将飞机状态与 各个预定参考数据进行比较，在出现飞机状态异常时及时发出多种报警信息，检测报警速 度更快更准确。
[0029] 可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以 限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下， 都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等 同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对 以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围 内。
【权利要求】
1. 一种飞机跑道上飞机状态的检测报警系统，其特征在于，所述系统包括四个摄像机、 图像处理器和微处理器，所述四个摄像机分别位于为矩形形状的飞行跑道的左侧、右侧、前 侧和后侧，用于对飞机跑道上飞机拍摄，以分别输出飞机左侧图像、飞机右侧图像、飞机前 侦_像和飞机后侧图像，所述图像处理器与所述四个摄像机分别连接，以基于飞机左侧图 像、飞机右侧图像、飞机前侧图像和飞机后侧图像分别对飞机进行目标识别跟踪，所述微处 理器连接所述图像处理器，以基于目标识别跟踪结果对飞机状态检测报警。
2. 如权利要求1所述的飞机跑道上飞机状态的检测报警系统，其特征在于，所述系统 还包括： 用户输入设备，用于根据用户的输入，设定飞机上限灰度阈值、飞机下限灰度阈值、跑 道上限灰度阈值、跑道下限灰度阈值、跑道上飞机禁行区域、飞机预定运动轨迹和飞机预定 停留时间； 存储设备，连接所述用户输入设备以接收并存储飞机上限灰度阈值、飞机下限灰度阈 值、跑道上限灰度阈值、跑道下限灰度阈值、跑道上飞机禁行区域、飞机预定运动轨迹和飞 机预定停留时间； 所述图像处理器还包括 左侧目标识别单元，连接左侧摄像机和存储设备，接收飞机左侧图像，将飞机左侧图像 中灰度值在飞机上限灰度阈值和飞机下限灰度阈值之间的像素识别并组成左侧飞机目标 图像，将飞机左侧图像中灰度值在跑道上限灰度阈值和跑道下限灰度阈值之间的像素识别 并组成左侧跑道图像，基于左侧飞机目标图像和左侧跑道图像在飞机左侧图像中的相对位 置确定飞机在飞机跑道中的当前位置； 左侧目标跟踪单元，连接左侧目标识别单元，基于前后两帧左侧飞机目标图像，确定左 侧飞机的运动轨迹； 右侧目标识别单元，连接右侧摄像机和存储设备，接收飞机右侧图像，将飞机右侧图像 中灰度值在飞机上限灰度阈值和飞机下限灰度阈值之间的像素识别并组成右侧飞机目标 图像，将飞机右侧图像中灰度值在跑道上限灰度阈值和跑道下限灰度阈值之间的像素识别 并组成右侧跑道图像，基于右侧飞机目标图像和右侧跑道图像在飞机右侧图像中的相对位 置确定飞机在飞机跑道中的当前位置； 右侧目标跟踪单元，连接右侧目标识别单元，基于前后两帧左侧飞机目标图像，确定右 侧飞机的运动轨迹； 前侧目标识别单元，连接前侧摄像机和存储设备，接收飞机前侧图像，将飞机前侧图像 中灰度值在飞机上限灰度阈值和飞机下限灰度阈值之间的像素识别并组成前侧飞机目标 图像，将飞机前侧图像中灰度值在跑道上限灰度阈值和跑道下限灰度阈值之间的像素识别 并组成前侧跑道图像，基于前侧飞机目标图像和前侧跑道图像在飞机前侧图像中的相对位 置确定飞机在飞机跑道中的当前位置； 前侧目标跟踪单元，连接前侧目标识别单元，基于前后两帧前侧飞机目标图像，确定前 侧飞机的运动轨迹； 后侧目标识别单元，连接后侧摄像机和存储设备，接收飞机后侧图像，将飞机后侧图像 中灰度值在飞机上限灰度阈值和飞机下限灰度阈值之间的像素识别并组成后侧飞机目标 图像，将飞机后侧图像中灰度值在跑道上限灰度阈值和跑道下限灰度阈值之间的像素识别 并组成后侧跑道图像，基于后侧飞机目标图像和后侧跑道图像在飞机后侧图像中的相对位 置确定飞机在飞机跑道中的当前位置； 后侧目标跟踪单元，连接后侧目标识别单元，基于前后两帧后侧飞机目标图像，确定后 侧飞机的运动轨迹； 所述微处理器与左侧目标识别单元、左侧目标跟踪单元、右侧目标识别单元、右侧目标 跟踪单元、前侧目标识别单元、前侧目标跟踪单元、后侧目标识别单元、后侧目标跟踪单元 和存储设备分别连接，对左侧目标识别单元、右侧目标识别单元、前侧目标识别单元和后侧 目标识别单元分别输出的飞机在飞机跑道中的当前位置求平均值，将求平均值后的结果作 为飞机实际位置，判断飞机实际位置是否在跑道上飞机禁行区域内，如果在，则发出飞机误 行报警信号，基于飞机实际位置判断飞机是否停留时间超过飞机预定停留时间，如果超过， 则发出飞机滞留报警信号，分别判断左侧飞机的运动轨迹、右侧飞机的运动轨迹、前侧飞机 的运动轨迹和后侧飞机的运动轨迹是否与飞机预定运动轨迹匹配，在左侧飞机的运动轨 迹、右侧飞机的运动轨迹、前侧飞机的运动轨迹或后侧飞机的运动轨迹中存在与飞机预定 运动轨迹不匹配时，发出轨迹不匹配报警信号； 显示设备，连接所述微处理器以显示与飞机误行报警信号、飞机滞留报警信号或轨迹 不匹配报警信号对应的文字警示信息，并基于飞机实际位置动态显示飞机和飞机跑道的动 态模拟图； 语音报警设备，连接所述微处理器以播放与飞机误行报警信号、飞机滞留报警信号或 轨迹不匹配报警信号对应的语音报警文件； 无线通信设备，连接所述微处理器以将与飞机误行报警信号、飞机滞留报警信号或轨 迹不匹配报警信号对应的文字警示信息通过无线通信网络发送到飞机场管理人员的移动 终端； 其中，左侧目标跟踪单元、右侧目标跟踪单元、前侧目标跟踪单元和后侧目标跟踪单元 都采用的是基于模板匹配的目标跟踪算法。
3. 如权利要求2所述的飞机跑道上飞机状态的检测报警系统，其特征在于： 所述图像处理器为TMS9000系列的数字处理器DSP。
4. 如权利要求2所述的飞机跑道上飞机状态的检测报警系统，其特征在于： 所述无线通信设备还通过无线通信网络将与飞机误行报警信号、飞机滞留报警信号或 轨迹不匹配报警信号对应的文字警示信息发送到飞机场的管理网络。
5. 如权利要求2所述的飞机跑道上飞机状态的检测报警系统，其特征在于，所述系统 还包括： 多个位置传感器，分设在飞机跑道的纵向的左右两侧位置，用于在飞机跑出飞机跑道 时，检测飞机跑出时的位置。
6. 如权利要求5所述的飞机跑道上飞机状态的检测报警系统，其特征在于： 微处理器与多个位置传感器分别连接，根据检测到的飞机跑出时的位置，发出飞机越 界报警信号。
【文档编号】G08B21/18GK104157105SQ201410419385
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月24日 优先权日:2014年8月24日
【发明者】不公告发明人 申请人:无锡北斗星通信息科技有限公司