高普乐机场安全智能监控系统

一、项目背景

　　随着中国国力的日益增长，每年举办的大型国际活动也越来越多，包括：北京会、上海世博会、广州亚运会、APEC、北京亚欧经济论坛、东北亚经济论坛、博鳌亚洲论坛、中非经济论坛等，这些国际活动增进了世界对中国的了解，拓展了中国与其他国家的交流与合作空间，提升了中国的软实力，展示了开放和自信的国际形象；同时也对举办城市机场防卫与机场安全提高了要求，作为最重要之一的机场，关系到交通运输安全、参会人员安全乃至国家安全，为保证其安全、畅通和实效，机场安全管理的现代化、高科技、自动化安全防卫措施的建设和完善。同时就安全管理角度来说，机场这一个“出不起事故”的领域，无论是国际航线机场还是国内客运机场，在安全管理范畴仍然面临许多漏洞，如跑道车辆闯入、飞鸟“围攻”、无人机入侵、起落架故障、飞机降落偏离跑道、袭击等等，都是威胁机场安全的“罪魁祸首”。这些安全事故时有发生，轻则造成航班延误，旅客滞留，重则机毁人亡、带来恐慌。该系统的建设，将会对以上机场安全隐患提供技术上的支持，可成功实现监控、识别、预警及雷达指引锁定跟踪的需要，为机场的安全防范“保驾护航”。

二、系统介绍

　　机场安全智能监控系统，是针对机场飞行区内的机场跑道道面、机场净空管制、停机坪、滑行道等重要地段全天时、多角度、立体化远程昼夜视频监控管理。该系统能够为航空安全管理单位提供及时、准确、全面的机场管理信息，有效避免飞机降落时偏离跑道、起落架未打开（飞机锁定跟踪，人工判断起落架状态）、无人机“袭击”、机场跑道内车辆和人员入侵等飞行安全事故的发生，提高机场安全管理水平，从科技角度避免（或降低）机场事故的发生，实现人防、物防到技防的一个跨越。

三、软件介绍

机场飞行区全天候综合监测预警系统包括如下几个部分：

1.重点区域行人、车辆报警。为保障机场跑道及重点区域的安全，需要24小时监控跑道及相关区域。一旦检测到有人或者车辆闯入，立刻声光报警，提醒用户处理。系统能够智能区分闯入目标的类型：人、车和飞机，仅对人和车报警。

2.飞机起降跟踪监控。在机场高点架设高精度光电系统，可对接雷达系统，在昼夜24小时及全天候下，实现飞机起飞及降落全过程的手动和自动追踪、目标特写、目标定位，提供轨迹的实时刻画和事后回放分析等。辅助用户查看起落架是否落下、飞机机身特征、运行轨迹等。

四、系统特点与优势

1. 不间断检测，及时告警 多个红外热像仪无缝拼接全面覆盖整个监控区域，实现不间断检测监控区域，从分析目标到告警的时间只需5～10秒，满足用户的要求。

2. 不同点位灵活配置检测设备 我们可以根据实际需要检测的区域，按照要求的设备架设地点，灵活配置热像仪的数量、镜头焦距、相机安装角度和检测时间等，实现对关注区域的全覆盖实时检测。

3. 红外热成像全天候监测 可见光探测器受天气影响比较大，所以在白天较好的天气情况下采用可见光和红外一起检测目标。而红外成像相较可见光成像在动目标预警方面具有更高的预警率，所以在雾天、雨天、夜晚的时候本系统以红外热像仪为核心预警设备，实现昼夜监控。红外传感器主要针对的目标是人员、车辆、无人机等，从辐射学的原理来说，目标辐射峰值波长为10μm左右，所以用长波红外预警系统为。

4. 全景大视域拼接 系统将关注区域自动拼接生成全景视频，给用户很强的现场感，同时叠加显示预置点、屏蔽区、报警点以及当前检测区域等。用户通过对全景图的浏览，可以了解前端的态势。在目标预警后，可以自动引导监控云台跳转到对应位置，此外双击全景视频上一点也可以引导监控云台跳转至该位置。

由于飞机速度快而体积大，单个视频中很容易产生误报，而利用全景视频进行场景标定，尽量避免飞机被单个相机画面分割而引起的误报，提高告警准确率。

5. 重要区域检测及报警 利用智能视频分析技术，对红外和可见光视频进行实时分析处理，检测跑道等重要区域，具备目标自动智能发现和跟踪能力，主动提醒用户关注疑似目标。 检测与跟踪部分采用自主知识产权的智能图像分析技术。该技术摒弃了传统视频运动侦测（VMD）技术所采用的简单探测运动的方式。与传统VMD基于像素来检测运动不同，该技术基于目标来探测威胁，它所分析的对象是目标，其具有自学习、自适应和自调节能力。 此外，视频标记技术帮助计算机区分目标类型。通常计算机中存储和传输的图像信息都是二维信息，但在某些情况下，我们需要获取图像中物体与实际三维场景的对应关系从而得到物体的实际高度，速度等信息。摄像机标定就是通过建立摄像机成像模型和求解摄像机内外参数来建立三维空间和二维图像之间的对应关系。标定可以确定图像中物体的实际大小和空间位置，使计算机能立体地认识图像，这样便可以得到图像中目标在三维世界中的实际尺寸。一方面可以滤除检测到目标中的干扰（飞鸟，雨滴，小动物等），另一方面作为目标类型分类的一个参考依据。  

6. 目标特写跟踪 系统可以接收雷达系统反馈的飞机坐标，云台跳转至目标区域，通过手动锁定或者周界报警自动联动视频图像中的敏感目标，经过云台控制器对云台指向位置的实时修正，实现目标的自动跟踪，支持可见光对飞机的特写拍摄。跟踪算法具有一定的抗干扰能力，对于目标飞行过程中出现的遮挡、噪声，以及前景和背景差异较小的情况，都可以不受影响，实现较鲁棒。

7. 的跟踪效果。 在跟踪的过程中，根据目标的大小，平台不断的调整镜头焦距，确保目标始终保持在一个合适的大小。对于可见光相机，还要保证飞机足够清晰的细节，便于监控人员关注航班号、起落架等飞机细节特征。

8. 目标定位及轨迹展示

目标报警后，基于设备安装参数、云台角度、报警目标坐标等参数，利用数学公式计算出报警点的实际坐标，并不断更新目标当前位置，在电子地图中实时绘制目标轨迹。系统支持目标历史轨迹的回放。