本發(fā)明涉及光電成像探測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種機(jī)場跑道異物檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

fod(foreignobjectdebris，機(jī)場跑道異物)泛指可能損傷航空器或系統(tǒng)的某種外來的物質(zhì)，例如，各種金屬零件、行李鎖、拖車掛鏈、碎石塊、樹葉等等。由于航空器相對于外來物而言非常脆弱，一個小螺釘、一片小金屬片、一顆尖銳的石子都會導(dǎo)致輪胎損傷甚至爆裂，爆裂的輪胎碎片又會打傷飛機(jī)機(jī)身、發(fā)動機(jī)或油箱、液壓管等重要部件，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至釀成安全事故。因此，減少fod事件的發(fā)生刻不容緩。

目前，世界范圍內(nèi)用于檢測fod的系統(tǒng)主要有4個，分別是英國的tarsier系統(tǒng)、以色列的fodetect系統(tǒng)、新加坡的iferret系統(tǒng)和美國的fodfinder系統(tǒng)。這些系統(tǒng)主要是通過毫米波雷達(dá)輔助攝像系統(tǒng)采集機(jī)場跑道的圖像，然后由人工對圖像中的異物進(jìn)行識別，這些檢測fod的系統(tǒng)具有檢測不準(zhǔn)確的缺點，尤其是當(dāng)識別工人注意力不集中或分神時，極易漏過微小的異物，無法做到24小時不間斷的嚴(yán)密監(jiān)控，為機(jī)場的fod安全埋下了隱患；同時，這些監(jiān)測系統(tǒng)易受天氣和環(huán)境亮度的影響，在能見度低或跑道積水等情況下，成像效果差，識別工人也就無法準(zhǔn)確識別跑道上的微小異物，只能通過傳統(tǒng)的實地巡視的方法來檢測fod，導(dǎo)致檢測效率低下，且檢測效果不理想。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有fod監(jiān)測系統(tǒng)只能依賴人工識別fod，且易受環(huán)境影響，檢測效率低準(zhǔn)確率低，無法準(zhǔn)確檢測微小fod的缺陷，提供一種機(jī)場跑道異物檢測系統(tǒng)。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：

一種機(jī)場跑道異物檢測系統(tǒng)，包括：終端，以及分別與所述終端連接的至少一個發(fā)光裝置和至少一個攝像裝置，其中：

各所述發(fā)光裝置設(shè)置在跑道的一側(cè)，用于發(fā)射近紅外光照射所述跑道產(chǎn)生光斑，所述光斑所覆蓋的跑道上存在異物時產(chǎn)生所述異物的投影；

各所述攝像裝置設(shè)置在所述跑道的另一側(cè)，用于拍攝所述跑道上的所述光斑，得到所述光斑的圖像；

所述終端用于對所述圖像進(jìn)行處理，當(dāng)檢測到所述圖像中存在所述異物的投影時，得到所述異物的位置信息并報警。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的一種機(jī)場跑道異物檢測系統(tǒng)，通過設(shè)置在跑道一側(cè)的發(fā)光裝置發(fā)射近紅外光照射跑道，在跑道上形成光斑，使當(dāng)跑道上有異物時，產(chǎn)生異物投影，實現(xiàn)了通過光學(xué)投影原理對異物進(jìn)行放大，使探測到的異物的投影遠(yuǎn)大于異物的實際尺寸，可以便于識別微小的異物，提高了監(jiān)測的靈敏度，并通過設(shè)置在跑道另一側(cè)的攝像裝置拍攝光斑，并通過終端對圖像進(jìn)行處理，識別圖像中的異物，得到異物的位置信息并報警，實現(xiàn)了自動識別fod，避免了人工識別fod不準(zhǔn)確效率低的問題，并且攝像裝置只拍攝近紅外光形成的光斑，可以避免環(huán)境光的影響，即使在強陽光背景下或能見度低和跑道上有積水或油污的情況下，依然能夠快速準(zhǔn)確地捕捉異物的投影。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。

進(jìn)一步地，所述發(fā)光裝置包括：近紅外光源、光整形裝置和掃描裝置，其中：

所述近紅外光源用于向所述跑道發(fā)射近紅外光，在所述跑道上產(chǎn)生所述光斑；

所述光整形裝置用于對所述近紅外光進(jìn)行處理，使所述光斑的形狀為預(yù)設(shè)圖形；

所述掃描裝置用于控制所述近紅外光源轉(zhuǎn)動，使所述光斑沿著所述跑道內(nèi)對應(yīng)區(qū)域按預(yù)定軌跡移動。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：通過轉(zhuǎn)動光源，可以使光斑照過全部整個跑道，能夠得到整個跑道上全部異物的投影，擴(kuò)大了fod的監(jiān)測范圍。

進(jìn)一步地，所述近紅外光為單色的發(fā)散光，所述預(yù)設(shè)圖形為任意兩條相對邊與所述跑道的邊沿平行的矩形。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：通過使用單色發(fā)散的近紅外光，能夠在跑道上形成矩形，且矩形的對邊與跑道邊沿重合，能夠無縫地照射整個跑道，提高fod的監(jiān)測效率，且使用單色發(fā)散的近紅外光，不易受環(huán)境光影響，即使在能見底低的條件下，也能使異物產(chǎn)生易識別的投影，且近紅外光屬于不可見光，不會對飛行員的觀察產(chǎn)生影響。

進(jìn)一步地，所述攝像裝置包括：攝像機(jī)、濾光片和伺服轉(zhuǎn)臺，其中：

所述攝像機(jī)用于拍攝所述光斑的圖像；

所述濾光片為與所述近紅外光的波長匹配的濾光片，安裝在所述攝像機(jī)的鏡頭上，所述濾光片用于過濾環(huán)境中的背景光，保留與所述近紅外光源發(fā)射的所述近紅外光的波長相同的光；

所述伺服轉(zhuǎn)臺用于當(dāng)所述近紅外光源轉(zhuǎn)動時，控制所述攝像機(jī)以與所述近紅外光源轉(zhuǎn)動時相同的速度和方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動，使所述攝像機(jī)始終能拍攝到所述光斑。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：通過在攝像機(jī)的鏡頭上加裝濾光片，可以使攝像機(jī)鏡頭只捕捉波長匹配的近紅外光，能夠避免環(huán)境光的影響，并通過伺服轉(zhuǎn)臺控制攝像機(jī)與近紅外光源同步轉(zhuǎn)動，能夠保證攝像機(jī)視野內(nèi)始終能拍攝到光斑，進(jìn)而實現(xiàn)對整個跑道的高效檢測。

進(jìn)一步地，所述終端包括：通信單元、圖像處理單元，異物投影檢測單元和報警單元，其中：

所述通信單元用于獲取所述圖像；

所述圖像處理單元用于對所述圖像進(jìn)行過濾處理；

所述異物投影檢測單元用于對過濾處理后的所述圖像進(jìn)行檢測，當(dāng)檢測到所述異物的投影時，根據(jù)所述異物的投影判斷所述異物的位置和尺寸；

所述報警單元用于將包含所述異物的位置和尺寸的報警信息發(fā)送給預(yù)設(shè)的接收端。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：通過濾除背景光，可以有效降低虛警率；通過對fod的位置和尺寸進(jìn)行識別，能夠幫助機(jī)場員工更快速地找到fod并及時清理，提高清理效率。

進(jìn)一步地，所述異物投影檢測單元采用灰度檢測的負(fù)信噪比檢測法，在亮光斑中檢測暗圖形。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：只檢測異物投影，與異物及環(huán)境對照射光的反射率無關(guān)，可以實現(xiàn)恒虛警檢測。

進(jìn)一步地，所述通信單元還用于獲取所述攝像機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度和所述攝像機(jī)的位置信息；

所述異物投影檢測單元具體用于根據(jù)所述攝像機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度、所述攝像機(jī)的位置信息以及所述異物的投影在所述圖像中的位置，確定所述異物的位置。

進(jìn)一步地，各所述發(fā)光裝置和所述攝像裝置分別通過支架設(shè)置在所述跑道的兩側(cè)，且所述發(fā)光裝置的支架的長度小于所述攝像裝置的支架的長度。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：通過將發(fā)光光源設(shè)置在低于攝像裝置的位置，使照射光源低仰角照射跑道，使異物投影大于異物實際尺寸，能夠達(dá)到放大異物尺寸的目的，能夠更準(zhǔn)確地捕捉到fod的投影，提高fod識別的準(zhǔn)確性和靈敏度。

進(jìn)一步地，所述發(fā)光裝置還包括：第一自動變焦系統(tǒng)，用于當(dāng)所述光斑的位置發(fā)生改變時，改變所述近紅外光的發(fā)散角，使所述光斑在所述跑道的不同位置上的大小相同；

所述攝像裝置還包括：第二自動變焦系統(tǒng)，用于自動調(diào)節(jié)所述攝像裝置的焦距，使所述圖像中的所述光斑的尺寸、亮度及精度始終相同。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：通過發(fā)光裝置和攝像裝置上的第一、第二自動變焦系統(tǒng)，實現(xiàn)了在跑道上的不同位置，光斑尺寸相同，光斑的內(nèi)功率密度不變，提高了識別的準(zhǔn)確率。

進(jìn)一步地，所述發(fā)光裝置和所述攝像裝置的數(shù)量相同且面對面設(shè)置，各所述發(fā)光裝置按預(yù)設(shè)間隔設(shè)置在所述跑道的一側(cè)，各所述攝像裝置按所述預(yù)設(shè)間隔設(shè)置在所述跑道的另一側(cè)。

進(jìn)一步地，所述終端預(yù)存有透霧算法，用于對所述圖像進(jìn)行去霧處理。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：通過透霧算法對圖像進(jìn)行去霧處理，能夠避免霧天對fod監(jiān)測的影響，提高fod識別的準(zhǔn)確性。

本發(fā)明附加的方面的優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明實踐了解到。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種機(jī)場跑道異物檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架圖；

圖2為本發(fā)明另一實施例提供的一種機(jī)場跑道異物檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明另一實施例提供的一種機(jī)場跑道異物檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

如圖1所示，為本發(fā)明實施例提供的一種機(jī)場跑道異物40檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架圖，該系統(tǒng)包括：終端10，以及分別與終端10連接的至少一個發(fā)光裝置20和至少一個攝像裝置30，假設(shè)發(fā)光裝置20的照射極限距離為100米，或者攝像裝置30的極限攝像距離為100米，那么為了保證監(jiān)測效果，就可以每200米設(shè)置一個發(fā)光裝置20或攝像裝置30，例如，當(dāng)某段跑道只有200米，那么在該段跑道上可以只設(shè)置一個發(fā)光裝置20和一個攝像裝置30，需要說明的是，發(fā)光裝置20和攝像裝置30的數(shù)量相同，且發(fā)光裝置20和攝像裝置30的數(shù)量、任意兩個相鄰的發(fā)光裝置20之間的距離、以及任意兩個相鄰的攝像裝置30之間的距離等可以根據(jù)實際需要設(shè)置，其中：

各發(fā)光裝置20設(shè)置在跑道的一側(cè)，距離跑道邊沿的距離可以根據(jù)實際需求設(shè)定，例如，為保證飛行器的安全，可以將發(fā)光裝置20設(shè)置在距離跑道邊沿5米的地方。發(fā)光裝置20用于發(fā)射近紅外光照射跑道產(chǎn)生光斑，光斑所覆蓋的跑道上存在異物40時產(chǎn)生異物40的投影，這里的異物40主要指的是小金屬塊、鑰匙、小石塊等。

各攝像裝置30設(shè)置在跑道的另一側(cè)，攝像裝置30設(shè)置在發(fā)光裝置20的對面，例如，為保證能清晰地拍攝到發(fā)光裝置20發(fā)出的光斑及異物40的投影，可以將攝像裝置30設(shè)置在距離跑道邊沿30米的地方。用于拍攝跑道上的光斑，得到光斑的圖像，如果發(fā)光裝置20發(fā)射近紅外光照射到異物40時，就會產(chǎn)生異物40的投影，那么拍攝的圖像中就會包含異物40的投影。

終端10用于對圖像進(jìn)行處理，當(dāng)檢測到圖像中存在異物40的投影時，得到異物40的位置信息并報警，這里可以使用圖像處理提取方法對圖像進(jìn)行處理，例如，對圖像進(jìn)行二值化，在提取圖像中的輪廓，得到圖像的二值輪廓圖，再進(jìn)行去噪，再對輪廓進(jìn)行判斷，就可以識別圖中的輪廓，通過預(yù)設(shè)的算法就可以根據(jù)異物40的投影計算得到異物40的位置和尺寸了。

具體地，在沒有異物40的情況下，拍攝到的光斑圖像是明亮均勻光斑，當(dāng)有異物40時，光斑內(nèi)會產(chǎn)生明顯陰影，攝像機(jī)提取到陰影信息后，記錄拍攝到該陰影的攝像裝置30的編號(預(yù)先對各攝像裝置30進(jìn)行編號，就可以確定根據(jù)攝像裝置30的編號確定各攝像裝置30的位置)、陰影面積等信息，發(fā)送到具有處理和計算功能的終端10，通過終端10中預(yù)存的算法程序和裝置，就可以解算出異物40的位置、尺寸、危險等級等數(shù)據(jù)，發(fā)出報警信號。

需要說明的是，危險等級可以根據(jù)尺寸以及飛行器進(jìn)入跑道的時間確定，當(dāng)發(fā)現(xiàn)多個異物40，或在多個跑道同時發(fā)現(xiàn)異物40時，優(yōu)先對危險等級高的異物40進(jìn)行報警，并提示各異物40的危險等級，可以方便機(jī)場工作人員有序地清除異物40。異物40的尺寸越大、跑道使用時間越臨近，危險等級越大，越需要盡快處理。

本實施例提供的一種機(jī)場跑道異物40檢測系統(tǒng)，通過設(shè)置在跑道一側(cè)的發(fā)光裝置20發(fā)射近紅外光照射跑道，在跑道上形成光斑，使當(dāng)跑道上有異物40時，產(chǎn)生異物40投影，實現(xiàn)了通過光學(xué)投影原理對異物40進(jìn)行放大，使探測到的異物40的投影遠(yuǎn)大于異物40的實際尺寸，可以便于識別微小的異物40，提高了監(jiān)測的靈敏度，并通過設(shè)置在跑道另一側(cè)的攝像裝置30拍攝光斑，并通過終端10對圖像進(jìn)行處理，識別圖像中的異物40，得到異物40的位置信息并報警，實現(xiàn)了自動識別fod，避免了人工識別fod不準(zhǔn)確效率低的問題，并且攝像裝置30只拍攝近紅外光形成的光斑，可以避免環(huán)境光的影響，即使在強陽光背景下或能見度低和跑道上有積水或油污的情況下，依然能夠快速準(zhǔn)確地捕捉異物40的投影。

如圖2所示，為本發(fā)明另一實施例提供的一種機(jī)場跑道異物檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合圖2，下面從發(fā)光裝置20及攝像裝置30的具體結(jié)構(gòu)及排布方式等，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步地說明。

以某機(jī)場跑道為例，發(fā)光裝置20和攝像裝置30的數(shù)量相同且面對面設(shè)置，各發(fā)光裝置20按預(yù)設(shè)間隔設(shè)置在跑道的一側(cè)，各攝像裝置30按預(yù)設(shè)間隔設(shè)置在跑道的另一側(cè)，且這些發(fā)光裝置20和攝像裝置30都和一個用于數(shù)據(jù)處理的終端10連接。例如，可以包括3個發(fā)光裝置20，這3個發(fā)光裝置20都設(shè)置在跑道的一側(cè)，距離跑道邊沿5米的地方，且彼此間隔200米均勻排布，下面以一個發(fā)光裝置20對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。

發(fā)光裝置20包括：近紅外光源201、光整形裝置202和掃描裝置203，光整形裝置202安裝在近紅外光源201的發(fā)光口處，近紅外光源201安裝在掃描裝置203上，與掃描裝置203轉(zhuǎn)動連接，掃描裝置203可以控制近紅外光源201轉(zhuǎn)動，光整形裝置202可以改變近紅外光源201發(fā)出的近紅外光的形狀。

優(yōu)選地，近紅外光源201用于向跑道發(fā)射近紅外光，近紅外光為單色的發(fā)散光，由于近紅外光人眼不可見，既可保證在夜間照明探測，在白天強日光照射下，識別準(zhǔn)確率不受環(huán)境光影響，同時，因為人眼不敏感，也不會使飛機(jī)駕駛員產(chǎn)生視覺誤差。

優(yōu)選地，光整形裝置202用于對近紅外光進(jìn)行處理，使光斑的形狀為預(yù)設(shè)圖形，這里的預(yù)設(shè)圖形可以預(yù)先設(shè)置，例如，這里為了掃描跑道的方便，可以將預(yù)設(shè)圖形設(shè)置為任意兩條相對邊與跑道的邊沿重合的矩形。

優(yōu)選地，掃描裝置203用于控制近紅外光源201轉(zhuǎn)動，使光斑沿著跑道內(nèi)對應(yīng)區(qū)域按預(yù)定軌跡移動，例如，掃描裝置203可以使用各種型號的轉(zhuǎn)臺實現(xiàn)其功能，預(yù)定軌跡可以可以為使近紅外光源201在其負(fù)責(zé)的區(qū)域內(nèi)，沿著跑道的方向移動。

例如，還可以包括3個攝像裝置30，這3個攝像裝置30都設(shè)置在跑道的另一側(cè)，距離跑道邊沿30米的地方，且彼此間隔200米均勻排布，下面以一個攝像裝置30對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。

攝像裝置30包括：攝像機(jī)301、濾光片302和伺服轉(zhuǎn)臺303，濾光片302安裝在攝像機(jī)301的攝像頭處，攝像機(jī)301安裝在伺服轉(zhuǎn)臺303上，與伺服轉(zhuǎn)臺303轉(zhuǎn)動連接，伺服轉(zhuǎn)臺303可以控制攝像機(jī)301轉(zhuǎn)動，濾光片302可以過濾環(huán)境光，使攝像機(jī)301只拍攝到與近紅外光源201發(fā)射的近紅外光的波長相匹配的光。

優(yōu)選地，攝像機(jī)301用于拍攝光斑的圖像，例如，可以通過對攝像機(jī)301進(jìn)行調(diào)焦等操作，使其視野內(nèi)只出現(xiàn)光斑，提高監(jiān)測效率；

優(yōu)選地，濾光片302可以使用與近紅外光的波長匹配的窄帶濾光片302，安裝在攝像機(jī)301的鏡頭上，濾光片302用于過濾環(huán)境中的背景光，保留與近紅外光源201發(fā)射的近紅外光的波長相同的光；

優(yōu)選地，伺服轉(zhuǎn)臺303用于當(dāng)近紅外光源201轉(zhuǎn)動時，控制攝像機(jī)301以與近紅外光源201轉(zhuǎn)動時相同的速度和方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動，使攝像機(jī)301始終能拍攝到光斑。

需要說明的是，攝像機(jī)301的轉(zhuǎn)動與近紅外光源201的轉(zhuǎn)動是同步的，為了加快監(jiān)測速度，提高監(jiān)測效率，假設(shè)各發(fā)光裝置20的編號分別為a、b、c，那么可以采用以下幾種方式進(jìn)行監(jiān)測。

方式一：

可以使a先照射其負(fù)責(zé)監(jiān)測的那段跑道，當(dāng)a照射完畢后，b再照射其負(fù)責(zé)監(jiān)測的那段跑道，當(dāng)b照射完畢后，c再照射，這樣同一時間只有單光源在進(jìn)行監(jiān)測工作，各光源按序輪流工作，系統(tǒng)總功耗小，系統(tǒng)規(guī)模不影響系統(tǒng)總功耗。

方式二：

可以使a、b、c三個發(fā)光裝置20同時照射跑道，這樣可以提高監(jiān)測效率，相比于方式一，假設(shè)每個發(fā)光裝置20照射跑道所需要的時間為1分鐘，那么方式一需要3分鐘才能照射完整個跑道，而方式二只需要1分鐘，當(dāng)跑道很長，發(fā)光裝置20很多時，需要的時間會更長，但是方式二會更加消耗系統(tǒng)的資源，系統(tǒng)總功耗大，適合突發(fā)情況下對跑道進(jìn)行迅速掃描。

因此，還可以采用下述方式三。

方式三：

當(dāng)發(fā)光裝置20有多個時，可以將其分組，以組的形式依次照射跑道，例如，共有30個發(fā)光裝置20，那么5個為一組，第一組內(nèi)的5個發(fā)光裝置20首先同時掃描該組負(fù)責(zé)的跑道，該組掃描完畢后，下一組再進(jìn)行掃描，分組的數(shù)量和組內(nèi)發(fā)光裝置20的數(shù)量可以根據(jù)實際需求設(shè)定，這樣做的好處是減少了整個系統(tǒng)的功耗，同時又適當(dāng)?shù)靥嵘藱z測速度。

應(yīng)當(dāng)理解，上述各方式中包含有與發(fā)光裝置20同步轉(zhuǎn)動的攝像裝置30，由于二者相對設(shè)置且同步運動，在此不再贅述。

優(yōu)選地，各發(fā)光裝置20和攝像裝置30分別通過支架設(shè)置在跑道的兩側(cè)，且發(fā)光裝置20的支架的長度小于攝像裝置30的支架的長度，例如，發(fā)光裝置20的支架的長度可以為1米，攝像裝置30的支架的長度可以為10米，使發(fā)光裝置20的高度低于攝像裝置30的高度，使發(fā)光裝置20以低俯仰角(例如，可以為俯仰角小于45度)照射跑道，這樣做的好處是可以放大異物的投影，距離越遠(yuǎn)，俯仰角越小，放大倍率越高，在圖像識別分辨率一定的條件下，目標(biāo)識別精度更高，可以對毫米量級大小的目標(biāo)探測發(fā)現(xiàn)，例如，可以對0.5cm直徑(0.000025m²)進(jìn)行探測，遠(yuǎn)優(yōu)于faa發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)ac150/5220-24對fod的尺寸小于3.8cm的界定。

優(yōu)選地，可以將發(fā)光裝置20設(shè)置在靠近太陽的一側(cè)，這樣做的好處是可以進(jìn)一步減少太陽光中的近紅外光對監(jiān)測結(jié)果的影響。例如，當(dāng)處于北半球時，對于東西走向的跑道，可以將發(fā)光裝置20設(shè)置在靠南的方向，將攝像裝置30設(shè)置在靠北的方向。

優(yōu)選地，發(fā)光裝置20還可以包括：第一自動變焦系統(tǒng)204，用于當(dāng)光斑的位置發(fā)生改變時，改變近紅外光的發(fā)散角，使光斑在跑道的不同位置上的大小相同；

攝像裝置30還可以包括：第二自動變焦系統(tǒng)304，用于自動調(diào)節(jié)攝像裝置30的焦距，使圖像中的光斑的尺寸、亮度及精度始終相同。

如圖3所示，為本發(fā)明另一實施例提供的一種機(jī)場跑道異物檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，該系統(tǒng)包括發(fā)光裝置20、攝像裝置30和終端10，終端10分別與發(fā)光裝置20和攝像裝置30通信連接，通信連接的方式可以為通過電纜通信連接，也可以通過無線的方式通信連接。

各發(fā)光裝置20通過支架設(shè)置在跑道的一側(cè)，按預(yù)設(shè)間隔依次排布，發(fā)光裝置20用于發(fā)射近紅外光照射跑道產(chǎn)生光斑，近紅外光為單色的發(fā)散光，并當(dāng)光斑所覆蓋的跑道上存在異物時產(chǎn)生異物的投影。

各攝像裝置30通過支架設(shè)置在跑道的另一側(cè)，按預(yù)設(shè)間隔依次排布，且發(fā)光裝置20的支架的長度小于攝像裝置30的支架的長度，發(fā)光裝置20和攝像裝置30的數(shù)量相同且面對面設(shè)置，攝像裝置30用于拍攝跑道上的光斑，得到光斑的圖像。

下面從數(shù)據(jù)流向的角度，以一個發(fā)光裝置20和一個攝像裝置30為例，對系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)說明。

發(fā)光裝置20包括：近紅外光源201、光整形裝置202、掃描裝置203和第一自動變焦系統(tǒng)204。近紅外光源201用于向跑道發(fā)射近紅外光，在跑道上產(chǎn)生光斑。光整形裝置202用于對近紅外光進(jìn)行處理，使光斑的形狀為預(yù)設(shè)圖形，預(yù)設(shè)圖形為任意兩條相對邊與跑道的邊沿重合的矩形掃描裝置203用于控制近紅外光源201轉(zhuǎn)動，使光斑沿著跑道的方向移動。第一自動變焦系統(tǒng)204，用于當(dāng)光斑的位置發(fā)生改變時，改變近紅外光的發(fā)散角，使光斑在跑道的不同位置上的大小相同。

攝像裝置30包括：攝像機(jī)301、濾光片302、伺服轉(zhuǎn)臺303和第二自動變焦系統(tǒng)304。攝像機(jī)301用于拍攝光斑的圖像。濾光片302為與近紅外光的波長匹配的濾光片302，安裝在攝像機(jī)301的鏡頭上，濾光片302用于過濾環(huán)境中的背景光，保留與近紅外光源201發(fā)射的近紅外光的波長相同的光。伺服轉(zhuǎn)臺303用于當(dāng)近紅外光源201轉(zhuǎn)動時，控制攝像機(jī)301以與近紅外光源201轉(zhuǎn)動時相同的速度和方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動，使攝像機(jī)301始終能拍攝到光斑。第二自動變焦系統(tǒng)304，用于自動調(diào)節(jié)攝像裝置30的焦距，使圖像中的光斑的尺寸、亮度及精度始終相同。

終端10包括：通信單元101、圖像處理單元102，異物投影檢測單元103和報警單元104。通信單元101用于獲取圖像，以及攝像機(jī)301的旋轉(zhuǎn)角度和攝像機(jī)301的位置信息；圖像處理單元102用于對圖像進(jìn)行過濾處理，并預(yù)存有透霧算法，用于對圖像進(jìn)行去霧處理。異物投影檢測單元103用于對過濾處理后的圖像進(jìn)行檢測，當(dāng)檢測到異物的投影時，根據(jù)攝像機(jī)301的旋轉(zhuǎn)角度、攝像機(jī)301的位置信息以及異物的投影在圖像中的位置，確定異物的位置和尺寸，異物投影檢測單元可以采用灰度檢測的負(fù)信噪比檢測法，在亮光斑中檢測暗圖形；報警單元104用于將包含異物的位置和尺寸的報警信息發(fā)送給預(yù)設(shè)的接收端。

優(yōu)選地，終端10還可以包括控制單元105，用于通過通信單元101發(fā)送控制指令，控制掃描裝置203和伺服轉(zhuǎn)臺303同步轉(zhuǎn)動。

讀者應(yīng)理解，在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為了描述的方便和簡潔，上述描述的裝置和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應(yīng)過程，在此不再贅述。

在本申請所提供的幾個實施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的裝置和方法，可以通過其它的方式實現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。

作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現(xiàn)本發(fā)明實施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以是兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實現(xiàn)。

集成的單元如果以軟件功能單元的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中。基于這樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分，或者該技術(shù)方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機(jī)設(shè)備(可以是個人計算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括：u盤、移動硬盤、只讀存儲器(rom，read-onlymemory)、隨機(jī)存取存儲器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。

以上，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到各種等效的修改或替換，這些修改或替換都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。