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北京高普樂光電科技股份公司
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高普樂機場安全智能監控系統
一、項目背景
隨著中國國力的日益增長，每年舉辦的大型國際活動也越來越多，包括：北京會、上海世博會、廣州亞運會、APEC、北京亞歐經濟論壇、東北亞經濟論壇、博鰲亞洲論壇、中非經濟論壇等，這些國際活動增進了世界對中國的了解，拓展了中國與其他國家的交流與合作空間，提升了中國的軟實力，展示了開放和自信的國際形象；同時也對舉辦城市機場防衛與機場安全提高了要求，作為最重要之一的機場，關系到交通運輸安全、參會人員安全乃至國家安全，為保證其安全、暢通和實效，機場安全管理的現代化、高科技、自動化安全防衛措施的建設和完善。同時就安全管理角度來說，機場這一個“出不起事故"的領域，無論是國際航線機場還是國內客運機場，在安全管理范疇仍然面臨許多漏洞，如跑道車輛闖入、飛鳥“圍攻"、無人機入侵、起落架故障、飛機降落偏離跑道、襲擊等等，都是威脅機場安全的“罪魁禍首"。這些安全事故時有發生，輕則造成航班延誤，旅客滯留，重則機毀人亡、帶來恐慌。該系統的建設，將會對以上機場安全隱患提供技術上的支持，可成功實現監控、識別、預警及雷達指引鎖定跟蹤的需要，為機場的安全防范“保駕護航"。
二、系統介紹
機場安全智能監控系統，是針對機場飛行區內的機場跑道道面、機場凈空管制、停機坪、滑行道等重要地段全天時、多角度、立體化遠程晝夜視頻監控管理。該系統能夠為航空安全管理單位提供及時、準確、全面的機場管理信息，有效避免飛機降落時偏離跑道、起落架未打開（飛機鎖定跟蹤，人工判斷起落架狀態）、無人機“襲擊"、機場跑道內車輛和人員入侵等飛行安全事故的發生，提高機場安全管理水平，從科技角度避免（或降低）機場事故的發生，實現人防、物防到技防的一個跨越。
三、軟件介紹
機場飛行區全天候綜合監測預警系統包括如下幾個部分：
1.重點區域行人、車輛報警。為保障機場跑道及重點區域的安全，需要24小時監控跑道及相關區域。一旦檢測到有人或者車輛闖入，立刻聲光報警，提醒用戶處理。系統能夠智能區分闖入目標的類型：人、車和飛機，僅對人和車報警。
2.飛機起降跟蹤監控。在機場高點架設高精度光電系統，可對接雷達系統，在晝夜24小時及全天候下，實現飛機起飛及降落全過程的手動和自動追蹤、目標特寫、目標定位，提供軌跡的實時刻畫和事后回放分析等。輔助用戶查看起落架是否落下、飛機機身特征、運行軌跡等。
四、系統特點與優勢
1. 不間斷檢測，及時告警 多個紅外熱像儀無縫拼接全面覆蓋整個監控區域，實現不間斷檢測監控區域，從分析目標到告警的時間只需5～10秒，滿足用戶的要求。
2. 不同點位靈活配置檢測設備 我們可以根據實際需要檢測的區域，按照要求的設備架設地點，靈活配置熱像儀的數量、鏡頭焦距、相機安裝角度和檢測時間等，實現對關注區域的全覆蓋實時檢測。
3. 紅外熱成像全天候監測 可見光探測器受天氣影響比較大，所以在白天較好的天氣情況下采用可見光和紅外一起檢測目標。而紅外成像相較可見光成像在動目標預警方面具有更高的預警率，所以在霧天、雨天、夜晚的時候本系統以紅外熱像儀為核心預警設備，實現晝夜監控。紅外傳感器主要針對的目標是人員、車輛、無人機等，從輻射學的原理來說，目標輻射峰值波長為10μm左右，所以用長波紅外預警系統為。
4. 全景大視域拼接 系統將關注區域自動拼接生成全景視頻，給用戶很強的現場感，同時疊加顯示預置點、屏蔽區、報警點以及當前檢測區域等。用戶通過對全景圖的瀏覽，可以了解前端的態勢。在目標預警后，可以自動引導監控云臺跳轉到對應位置，此外雙擊全景視頻上一點也可以引導監控云臺跳轉至該位置。
由于飛機速度快而體積大，單個視頻中很容易產生誤報，而利用全景視頻進行場景標定，盡量避免飛機被單個相機畫面分割而引起的誤報，提高告警準確率。
5. 重要區域檢測及報警 利用智能視頻分析技術，對紅外和可見光視頻進行實時分析處理，檢測跑道等重要區域，具備目標自動智能發現和跟蹤能力，主動提醒用戶關注疑似目標。 檢測與跟蹤部分采用自主知識產權的智能圖像分析技術。該技術摒棄了傳統視頻運動偵測（VMD）技術所采用的簡單探測運動的方式。與傳統VMD基于像素來檢測運動不同，該技術基于目標來探測威脅，它所分析的對象是目標，其具有自學習、自適應和自調節能力。 此外，視頻標記技術幫助計算機區分目標類型。通常計算機中存儲和傳輸的圖像信息都是二維信息，但在某些情況下，我們需要獲取圖像中物體與實際三維場景的對應關系從而得到物體的實際高度，速度等信息。攝像機標定就是通過建立攝像機成像模型和求解攝像機內外參數來建立三維空間和二維圖像之間的對應關系。標定可以確定圖像中物體的實際大小和空間位置，使計算機能立體地認識圖像，這樣便可以得到圖像中目標在三維世界中的實際尺寸。一方面可以濾除檢測到目標中的干擾（飛鳥，雨滴，小動物等），另一方面作為目標類型分類的一個參考依據。
6. 目標特寫跟蹤 系統可以接收雷達系統反饋的飛機坐標，云臺跳轉至目標區域，通過手動鎖定或者周界報警自動聯動視頻圖像中的敏感目標，經過云臺控制器對云臺指向位置的實時修正，實現目標的自動跟蹤，支持可見光對飛機的特寫拍攝。跟蹤算法具有一定的抗力，對于目標飛行過程中出現的遮擋、噪聲，以及前景和背景差異較小的情況，都可以不受影響，實現較魯棒。
7. 的跟蹤效果。 在跟蹤的過程中，根據目標的大小，平臺不斷的調整鏡頭焦距，確保目標始終保持在一個合適的大小。對于可見光相機，還要保證飛機足夠清晰的細節，便于監控人員關注航班號、起落架等飛機細節特征。
8. 目標定位及軌跡展示
目標報警后，基于設備安裝參數、云臺角度、報警目標坐標等參數，利用數學公式計算出報警點的實際坐標，并不斷更新目標當前位置，在電子地圖中實時繪制目標軌跡。系統支持目標歷史軌跡的回放。
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