一种近平整区域内物体的光学成像扫描方法

摘要

本发明属于光学成像技术领域，涉及一种近平整区域内物体的光学成像扫描方法，包括定点旋转式单光学成像系统扫描方式，所述定点旋转式单光学成像系统扫描方式为通过将一套光学成像系统置于二维旋转转台上，且随之进行多次扇形扫描实现，本发明解决了针对近平整或平整区域内物体运用光学成像进行扫描的清晰度等问题。本发明适用于对近平整或平整区域内物体运用光学成像对其进行扫描，特别对近平整区域内的机场道面异物扫描，最小可识别5毫米的异物。

权利要求

1.一种近平整区域内物体的光学成像扫描方法，是针对区域内与水平夹角大于0度小于等于30度的物体用光学成像的方式进行扫描，其特征是用定点旋转式单光学成像系统进行扫描；所述的单光学成像系统包括摄像机、镜头和照明设备；所述的定点旋转式是指将单光学成像系统固定于二维旋转转台上，单光学成像系统随二维转台进行水平旋转和俯仰运动；所述二维旋转转台可承载光学成像系统并进行横向的转动及纵向俯仰位置的调整；所述单光学成像系统在每一个纵向俯仰位置，进行一次水平横向旋转；所述单光学成像系统水平横向转动，采用光学成像的方法在近平整区域内对物体进行横向扇形扫描。

2.根据权利要求1所述的近平整区域内物体的光学成像扫描方法，其特征是水平横向扫描的步长由光学成像系统的分辨率决定。

3.根据权利要求1所述的近平整区域内物体的光学成像扫描方法，其特征是光学成像系统的纵向俯仰位置即纵向扫描步长受到光学系统景深的限制，光学系统景深随着物距变化而变化，纵向扫描步长根据物距变化是一个逐渐变化的值。

说明书

一种近平整区域内物体的光学成像扫描方法

技术领域

[0001] 本发明属于光学成像技术领域，涉及一种近平整区域内物体的光学成像扫描检测技术，特别涉及机场道面异物扫描方式，具体地说是一种近平整区域内物体的光学成像扫描方法。

背景技术

[0002] 机场道面外来物FOD(Foreign Object Debris)，即可能损伤飞机或系统的外来的物体，其种类相当多，如硬物体、软物体、鸟类、雷电等。FOD危害非常严重，它们可能被吸入发动机，导致发动机失效。碎片也会堆积在机械装置中，影响起落架、襟翼等设备的正常运行。FOD不仅会损坏飞机，造成巨大的经济损失，甚至会造成空难而夺去宝贵的生命。非计划的拆换发动机费用极其昂贵，并可能造成航班延误或取消。据估计，每年全球因FOD造成直接经济损失不少于30亿美元，间接损失如航班延误、中断起飞、关闭跑道等，更是不可估量。

[0003] 现有的机场道面外来物扫描设备主要采用毫米波雷达技术、激光雷达技术或光学成像技术。毫米波雷达技术就是通过毫米波扫描设备发射毫米波波束扫描机场道面，道面及附着在道面上的异物，接收到毫米波信号后会产生反射信号，这些信号由毫米波扫描装置接收机混合一起接收成混合波，数据处理系统通过对混合波信号的分析和处理，过滤掉地面背景杂散回波后，分辨出道面上的异物。光学成像技术是通过光学成像的方式采集扫描区域图像信息并通过计算机软件识别的方法分辨道面异物。单纯利用这些设备，在非平整的情况下，如存在一定坡度，探测机场道面上的异物，精度不高。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种近平整区域内物体的光学成像扫描方法，可以提高非平整区域内物体的光学成像扫描精度。

[0005] 本发明所述的近平整区域为区域内与水平夹角大于0度小于等于30度。

[0006] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：其包括用定点旋转式单光学成像系统进行扫描，所述光学成像系统包括摄像机、镜头和照明设备，所述定点旋转式是指将光学成像系统固定于二维旋转转台上，并随二维转台进行水平旋转和俯仰运动。所述二维旋转转台可承载光学成像系统并进行横向的转动及纵向俯仰位置的调整。

[0007] 进一步的，所述定点旋转式单光学成像系统扫描方式为通过将一套光学系统置于二维旋转转台上，且随之运动进行多次扇形扫描实现。

[0008] 对于视频采集系统，影响扫描步长的因素主要有两方面：一是横向扫描步长，主要受到光学系统视场的限制。视场角：

[0009]

[0010] 其中θ为物方视场角，L为CCD等成像元件的横向长度，f\为光学系统的焦距。

[0011] 然而系统视场是由分辨率决定的，在CCD等成像元件选定之后，成像的分辨率只\取决于光学系统焦距f。

[0012] 所以所选的光学成像系统的分辨率，决定了横向步长的大小。

[0013] 二是纵向扫描步长，主要受到光学系统景深的限制。景深：

[0014]

[0015] 其中ΔL为景深，f\光学系统焦距，D为相对孔径，L为物距，δ为弥散斑的大小。

[0016] 景深随着物距变化而变化，所以纵向扫描步长是一个随物距变化逐渐变化的值。

[0017] 发明的有益效果是：本发明针对近平整或平整区域内物体运用光学成像对其进行扫描，特别对近平整区域内的机场道面异物扫描，最小可识别5毫米的异物。

附图说明

[0018] 图1为本发明定点旋转式单光学成像系统扫描方式的扫描示意图。图中R为最大扫面半径，L扫描道面的长度，H为扫描道面的宽度。

[0019] 图2为本发明定点旋转式单光学成像系统扫描方式的矩形区域优化扫描示意图。图中L扫描道面的长度，H为扫描道面的宽度。

具体实施方式

[0020] 以下结合附图对本发明的扫描过程和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

[0021] 定点旋转式单光学成像系统扫描方式如图1所示，扫描对象为机场道面，R为最大扫面半径，L及H分别为扫描道面的长度及宽度。单套扫描设备对应的扫描区域为图2中长为L、宽为H的矩形区域。定点旋转式单光学成像系统扫描方式为通过将一套光学系统置于二维旋转转台上，且随之进行多次扇形扫描实现。单光学成像系统在每一个纵向俯仰位置，进行一次水平横向旋转。光学成像系统仅就矩形扫描区域采集视频信号，矩形区域以外的区域不做视频采集。

[0022] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。