边灯式机场跑道异物探测器的补光装置及异物探测器的制作方法

本实用新型涉及机场跑道异物检测技术领域，具体涉及一种边灯式机场跑道异物探测器的补光装置及边灯式机场跑道异物探测器。

背景技术：

随着世界民用航空业的迅猛发展，民用客机数量大幅增加，机场航班的起降越加更加频繁，机场跑道异物(foreignobjectdebris，fod)导致的飞机损伤、飞行事故及航班晚点事件发生频率不断上升，破坏程度不断加大，对民用航空业带来了巨大的影响和损失。目前，国内外跑道监察工作主要是靠道面巡查人员完成民航组织规定每天对道面进行四次步行检查，在巡查跑道时将关闭跑道，这使得航班通行能力大大降低。在雷达技术和计算机视觉目标识别技术日益发展的今天，机场跑道异物探测系统正日益成为国内外大中型机场即时发现跑道入侵，保障飞行器安全起降的重要装备。

边灯式光电复合fod探测系统因其探测性能好、响应速度快的优点得到了广泛应用。该系统使用边灯式光电复合fod探测器，安装于跑道两侧，使用雷达和光学设备分别对跑道进行异物探测。

其中，使用光学设备对跑道异物进行检测的基本原理为：通过相机对跑道进行成像，获得高清晰度图像，再使用图像算法获取跑道异物信息。相机所成的图像质量直接影响着跑道异物检测效果。

但是在夜晚环境下，因跑道能见度较低，无法获取跑道道面清晰图像，需要对跑道道面探测区域进行补光(类似于手机晚上拍照开闪光灯)，且光功率需要合适。如果补光较弱，道面还是较暗，相机成像较差；如果补光过强，则相机会过曝，图像呈现一片白色。

现有技术往往使用单个补光灯对跑道道面进行补光，但是这种方式的最大缺点是：在本应用环境中无法使补光区域的光强均匀分布，影响相机对跑道道面的成像，从而严重影响跑道异物检测效果。

原因如下：

如图1所示，边灯式光电复合fod探测器整体高度仅为35cm，补光设备的中心距离地面仅有25cm，但其需要对前方5～65米范围内的整个区域进行补光。使用单个补光灯对跑道道面进行补光时，由于光源的基本性质，近处的光强肯定远远大于远处的光强，因此会出现以下两种情况之一：

(1)为了使最远处65米的光强合适，达到图像成像的需要，就需要增大补光设备的出光功率，但这同时会导致近处的光强过大，相机会过曝，影响近处的跑道异物检测效果。

(2)为了使近处光强合适，补光设备的出光功率就不能太大，则远处的光强不够，道面较暗，相机成像效果差，影响远处的跑道异物检测效果。

需要说明的是，图1为示意图，实际环境下，边灯式光电复合fod探测器比图中还要低很多。

技术实现要素：

本实用新型实施例的目的在于提供一种边灯式机场跑道异物探测器的补光装置及边灯式机场跑道异物探测器，以解决使用单个补光灯对跑道道面进行补光，补光区域的光强无法均匀分布的问题，同时解决夜晚低能见度情况下，边灯式机场跑道异物探测器无法同时兼顾近处和远处的跑道异物检测效果。

为实现上述目的，第一方面，本实用新型实施例提供了一种边灯式机场跑道异物探测器的补光装置，包括补光灯组件、控制组件、电源组件及结构组件，所述控制组件分别连接所述补光灯组件及电源组件，所述补光灯组件、控制组件及电源组件均安装于所述结构组件。

其中，所述结构组件包括一安装面，所述补光灯组件包括第一补光灯、第二补光灯及第三补光灯，所述第一补光灯、第二补光灯及第三补光灯均安装于所述安装面，所述第一补光灯及第二补光灯处于同一水平面，所述第一补光灯距地面的高度h1大于所述第三补光灯距地面的高度h2，且所述第一补光灯、第二补光灯及第三补光灯呈倒三角形分布。

进一步地，所述第一补光灯及第二补光灯用于按照预设的第一出射功率进行远距离补光，所述第三补光灯用于按照预设的第二出射功率进行近距离补光。

在本申请的一些优选实施例中，所述第一补光灯、第二补光灯及第三补光灯按照预设的角度固定安装于所述结构组件的安装面。

在本申请的一些优选实施例中，所述补光灯组件还包括安装电路板及透镜，所述第一补光灯、第二补光灯、第三补光灯及透镜均安装于所述安装电路板。

具体地，所述控制组件包括3组控制电路，用于分别控制所述第一补光灯、第二补光灯及第三补光灯。

在本申请的一些优选实施例中，所述控制组件还用于检测所述第一补光灯、第二补光灯及第三补光灯的当前状态，并根据所述当前状态向外发出补光灯状态反馈信号。

具体地，所述电源组件外接直流电，并将所述直流电转换为所述补光灯组件的工作电压。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种边灯式机场跑道异物探测器，包括摄像组件及补光装置。其中，所述补光装置如第一方面所述，摄像组件安装于结构组件。

实施本实用新型实施例，补光灯组件包括安装于结构组件的第一补光灯、第二补光灯及第三补光灯，第一补光灯及第二补光灯处于同一水平面，第一补光灯距地面的高度h1大于第三补光灯距地面的高度h2，且第一补光灯、第二补光灯及第三补光灯呈倒三角形分布；本实用新型实施例利用呈倒三角形分布的三个补光灯能使得跑道道面补光区域的光强近似均匀分布，同时在夜晚低能见度情况下，能使得边灯式机场跑道异物探测器可同时兼顾近处和远处的跑道异物检测效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是现有技术中边灯式光电复合fod探测器补光示意图；

图2补光区域分区示意图；

图3是补光灯前视示意图；

图4是本实用新型第一实施例提供的边灯式机场跑道异物探测器的补光装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为更好地理解本实用新型实施例，先对其工作原理做如下说明：

如图2所示，将补光区域(图中的倒梯形区域)进行分区，补光装置使用3个补光灯珠呈倒三角形分布(如图3所示)，分别负责不同区域的补光(即图2中的3个椭圆形)。且其出射角可以设置得很小，仅负责本区域的补光即可，不会有余光照射到其他区域。

基于上述工作原理，本实用新型第一实施例提供的边灯式机场跑道异物探测器的补光装置的结构示意图。如图4所示，该补光装置包括补光灯组件、控制组件、电源组件及结构组件，补光灯组件、控制组件及电源组件均安装于结构组件。

其中，补光灯组件包括第一补光灯、第二补光灯、第三补光灯、安装电路板及透镜，位于整个补光装置的最前端，在控制组件的控制下被点亮，对跑道道面进行补光。具体地，结构组件包括一安装面，安装电路板安装于该安装面，第一补光灯、第二补光灯及第三补光灯均安装于安装电路板上。第一补光灯及第二补光灯处于同一水平面，第一补光灯距地面的高度h1大于第三补光灯距地面的高度h2，且第一补光灯、第二补光灯及第三补光灯呈倒三角形分布，如图2所示。

进一步地，第一补光灯及第二补光灯用于按照预设的第一出射功率进行远距离补光，第三补光灯用于按照预设的第二出射功率进行近距离补光。例如，第一补光灯用于对左侧进行补光，第二补光灯用于对右侧进行补光。即，负责近距离的第三补光灯设置为小电流，出光功率较小，负责远距离的第一补光灯和第二补光灯设置为大电流，出光功率较大，实现远距离的照度增强。

进一步地，第一补光灯、第二补光灯及第三补光灯按照预设的角度固定安装于结构组件的安装面。其中，角度包括出射角、垂直方向的俯仰角以及水平方向角。

进一步地，上述控制组件包括3组控制电路，分别控制第一补光灯、第二补光灯及第三补光灯，按照需要控制不同的电流和出射角，使得三个补光灯的出射功率不同。同时，控制组件还用于检测第一补光灯、第二补光灯及第三补光灯的当前状态，并根据当前状态向外发出补光灯状态反馈信号。

进一步地，电源组件接受外部输入的12v直流电，通过电源模块，将其转换为补光灯珠适用的电压，在控制组件的控制下向补光灯珠供电。

进一步地，结构组件为以上组件提供安装结构，其关键点为设置各补光灯的俯仰角和水平方向角。

实施本实用新型实施例，补光灯组件包括安装于结构组件的第一补光灯、第二补光灯及第三补光灯，第一补光灯及第二补光灯处于同一水平面，第一补光灯距地面的高度h1大于第三补光灯距地面的高度h2，且第一补光灯、第二补光灯及第三补光灯呈倒三角形分布；本实用新型实施例利用呈倒三角形分布的三个补光灯能使得跑道道面补光区域的光强近似均匀分布，同时在夜晚低能见度情况下，能使得边灯式机场跑道异物探测器可同时兼顾近处和远处的跑道异物检测效果。

基于相同的实用新型构思，本实用新型实施例还提供了一种边灯式机场跑道异物检测器，包括摄像组件及补光装置。其中，摄像组件包括但不仅限于摄像头等，其安装于结构组件，补光装置请参考前述实施例，在此不再赘述。

使用本实用新型实施例的边灯式机场跑道异物检测器进行异物检测时，白天关闭补光装置，利用自然光成像，晚上低能见度情况下，打开补光装置，对探测区域进行补光。使用本实施例的补光装置，能够使跑道道面补光区域的光强近似均匀分布；使得边灯式机场跑道异物探测器能够在夜晚低能见度情况下，同时兼顾近处和远处的跑道异物检测效果。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。