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WO2003018402A1 - System for detecting foreign bodies on airport runways - Google Patents

System for detecting foreign bodies on airport runways Download PDF

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Publication number
WO2003018402A1
WO2003018402A1 PCT/IB2002/000273 IB0200273W WO03018402A1 WO 2003018402 A1 WO2003018402 A1 WO 2003018402A1 IB 0200273 W IB0200273 W IB 0200273W WO 03018402 A1 WO03018402 A1 WO 03018402A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
track
signals
scanning
transmitters
runway
Prior art date
Application number
PCT/IB2002/000273
Other languages
French (fr)
Inventor
Edouard Menoud
Original Assignee
Edouard Menoud
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Edouard Menoud filed Critical Edouard Menoud
Publication of WO2003018402A1 publication Critical patent/WO2003018402A1/en

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F1/00—Ground or aircraft-carrier-deck installations
    • B64F1/36—Other airport installations

Definitions

  • the invention relates to a system for detecting undesirable objects known as foreign bodies on airport runways. These tracks are subject to various surveillance. One of them is precisely monitoring the absence of unwanted objects. Indeed, it is not uncommon for such objects, mainly from aircraft, to litter the ground. They can result from a tire blowout, a tail that strikes the ground on takeoff, an element that detaches from the aircraft in the high-stress phases of takeoff and landing, or an element resulting from negligence in maintenance, such as a tool forgotten on the wing of the aircraft. Elements from other sources, such as a pebble or a bit of bitumen that comes off the track may also be present.
  • the purpose of this invention is obviously to improve security by detecting this kind of disruptive and dangerous element.
  • the proposed invention is an extension of research that has been carried out in the field of monitoring and alerting the presumption of endangered bodies in swimming pools and the outcome of which is perceptible in patents CH 691151 then EP 0 764 316 B1.
  • the main differences for monitoring a runway lie in the fact that the basic medium is air rather than water, the object to be detected is much smaller and that the surface to be monitoring is not perfectly flat and therefore involves working on a fine volume rather than on a plan.
  • the invention is based on the grazing vision of the track and this from various angles in order to adapt to its shape.
  • slightly convex or concave shapes are mentioned when in reality the shapes are rather flat and the tracks aligned obliquely to the ground in order to facilitate the flow of water.
  • the first vision proposed corresponds, by analogy, to that of a man who places his head on the ground and observes the track. The operation can be facilitated by putting on the other side of the track or even inside the track white or reflective bands in order to clearly highlight the contour formed by the surface of the track.
  • FIG. 1 Drawing of the transverse profile of a track with on the right side, several light sources placed at different levels and on the other side, several detectors of the signals emitted opposite and also placed on several levels.
  • FIG. 3 Drawing of the transverse profile according to Figure 2, the transmitting and receiving devices being placed on a scanning system.
  • FIG. 7 Drawing of a complete device with one of the sensors corresponding to fig. 3, a microprocessor for processing the sensor and the central computer known as a “Host” which controls the various sensors and collects their information, then synthesizes it in order to signal the place of detection of a foreign body.
  • a microprocessor for processing the sensor and the central computer known as a “Host” which controls the various sensors and collects their information, then synthesizes it in order to signal the place of detection of a foreign body.
  • FIG. 8 Drawing of the transverse profile of a slightly concave track with a signaling strip (S) encrusted in the bitumen and comprising two reflection zones and on the right, the cut of a wire (F) also encrusted in bitumen and capable of generating a thermal emission detectable by infrared-sensitive devices and placed on each side of the runway.
  • S signaling strip
  • F wire
  • FIG. 9 Drawing of a plan view of a section of the track (1) with position of a reflection strip of type (S) and / or a heating wire (F) embedded in the bitumen .
  • FIG. 10 Drawing of the transverse profile of a track with light emission on one side (E) and scanning from another position (P) of the light contrasts corresponding to the lighted and shaded areas (OMB).
  • FIG. 1 represents the transverse profile of a slightly convex track (1) with on the right side, several light sources placed at different levels and on the other side, several detectors of the signals emitted and also placed at several levels.
  • the analysis of a transverse line can be carried out by first activating the emission lamp (2) and by recording the state of the receivers (4 to 7). The measurement can continue by triggering the lower transmitter (2) then by switching on the upper level transmitter (3) and so on if there should be more transmitters.
  • FIG 2 shows a system based on the same principle as Figure 1 however, the transmitter is placed to the left of the track, it can advantageously take the form of a laser (L).
  • the laser beam is emitted in a vertical direction and a mirror returns it to the horizontal.
  • the axis of the laser is moved by an electromagnetic device (EM) thus making it possible to move it by a few minutes of angle.
  • the laser beam is sent against a reflector placed on the other side of the track.
  • This reflector is optimized to return the light in the direction of its origin.
  • it will be of the catadioptric or ball type. This system therefore makes it possible to see the point of impact of the light in front of the track, the latter being able to act at different heights (H) as a function of the electrical signal for controlling the electromagnet (EM).
  • Figure 3 shows the same basis as Figure 2, however, the signal reflected by the reflector (R) is returned to a measuring device consisting of a deflection mirror, a focusing lens, and a detector of the received signal advantageously consisting of a camera of a type equivalent to matrix or linear CCD cameras.
  • a measuring device consisting of a deflection mirror, a focusing lens, and a detector of the received signal advantageously consisting of a camera of a type equivalent to matrix or linear CCD cameras.
  • FIG. 4 presents 4 scanning devices (A to Z) making it possible to analyze 4 different sectors of the track.
  • the sweep is produced by a motor controlled in position (M).
  • Position measurement can be obtained from information given by an angular encoder (CA)
  • Figure 5 gives an idea of the image perceived by one of the scanning devices of Figure 3 with on the abscissa: the working angle (Abs.), On the ordinate (Ord) the height (H) of the emitted ray and in height (Top), the lower level of the radius received.
  • Figure 7 shows a system as a whole.
  • a main computer called “Host” and in connection, through a network, with the set of measurement subsystems placed on the edge of the runway.
  • the main computer reconstructs the overall image of the track from the information received by each of the subsystems.
  • the main input parameters of the main computer are designated by P1 to Pn. Among these parameters there is the information coming from the bearing monitoring system on the runway and which indicates that an aircraft is in the landing or take-off phase in the x or y direction of the runway this in order to hide, in the central computer, nuisance alarms due to the detection of these objects.
  • Each of the subsystems is equipped with an uP microprocessor which includes a communication module (Corn). This communication module is connected to the main computer.
  • a control module (Pil) manages the scanning of the measuring head by sending the voltages necessary to supply the motor (M), by reading the position by means of the pulses coming from the angular encoder (CA), and by sending on the electromagnet, the voltages corresponding to the heights to be measured.
  • This same control module takes the information from the CCD optical sensor and stores it in memory.
  • the combination of the information from the CCD optical sensor with the position and height information of the light ray makes it possible to create the image of the monitored segment as presented in fig 5.
  • This image will then be compared with the reference image.
  • This is the ideal image taken in the best environmental conditions and stored in the so-called memory (Ref).
  • the reference image used for the comparison will be corrected in the direction corresponding to the change and this by more or less proportionally combining the images captured in similar conditions (Cor) with the base reference image.
  • microprocessor which can identify deviations or differences compared to the comparisons of the previous entries and which, after analysis of the variation, of the outline of the variable parts, declares sets of the virtual object type. These are supported by algorithms monitoring the size of these sets, position, evolution over time, in space.
  • the microprocessor declares that there is a probable presence of a foreign body, its dimensional characteristics and its position are transmitted to the central computer.
  • the central computer receives the information of the probable presence of a foreign body from each of the subsystems and in a system of angular coordinates. He reworked so as to present only one piece of information containing the dimensional characteristics and the position on the runway. Likewise, it generates alarms either A1 to signal that there is a dangerous object and A2 to signal that the system is in error or that it is no longer able to work because the runway is too wet or covered with thick fog or snow.
  • the detection device described above can be combined with a vision system of the infrared projector and telescope type or equivalent or with a camera having a remote control and very high magnification capacities. When signaling an alert, this second vision system (Cont) will be automatically or manually pointed at the location of the declared object and thus giving the control office a second means of verifying the veracity of the 'original alarm.
  • Manual pointing can be performed on the basis of the location information presented on a graphic screen, a digital table indicating the coordinates of the location or another similar system.
  • Another localization assistance approach for verification purposes is carried out by a device such that, when an object is reported, the radius of the scanning system which has made it possible to detect the object, goes into mode. drawn with its own ray, or even sends an auxiliary ray, the latter pointing on the object so as to facilitate the verification of the origin of the alarm by an operator working by eye or with the help of a second vision system II can be systems similar to those used by the military and which allow the shooting officer, who points an infrared ray at the target, to indicate to shooters equipped with infrared glasses to aim for. This system can work at night or during the day with pulsed rays.
  • it can also be constructed a single system placed on rail and operating a linear scanning rather than a multitude of angular scanning systems. This last case is particularly interesting when the track is continuous on one of these sides.
  • Crossings of tracks or taxiways will be resolved by combining the reflectors placed on the opposite side with reflectors placed on the fragments of the crossing sections or with reflectors embedded in the bitumen and placed on the crossing points.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

The invention relates to a system for detecting the presence of foreign bodies on airport runways. The invention aims to improve security by detecting whether or not any disruptive or dangerous items of this kind are present on the runway after every aircraft.

Description

SYSTEME DE DETECTION DE CORPS ETRANGERS SUR DETECTION SYSTEM FOR FOREIGN BODIES ON
LES PISTES D'AEROPORTSAIRPORT RUNWAYS
Description :Description:
L'invention traite d'un système de détection d'objets indésirables dits corps étrangers sur les pistes d'aéroport. Ces pistes sont sujettes à diverses surveillances. L'une d'entre elle est précisément la surveillance de l'absence d'objet indésirable. En effet, il n'est pas rare que de tels objets, principalement en provenance d'aéronef, jonchent le sol. Ils peuvent résulter d'un éclatement de pneu, d'une queue d'empennage qui heurte le sol au décollage, d'un élément qui se détache de l'aéronef dans les phases à haute sollicitation que sont le décollage et l'atterrissage ou d'un élément résultant d'une négligence de la maintenance, tel qu'un outil oublié sur l'aile de l'aéronef. Des éléments d'autres provenances, tel qu'un caillou ou un morceau de bitume qui se détache de la piste peuvent aussi se présenter.The invention relates to a system for detecting undesirable objects known as foreign bodies on airport runways. These tracks are subject to various surveillance. One of them is precisely monitoring the absence of unwanted objects. Indeed, it is not uncommon for such objects, mainly from aircraft, to litter the ground. They can result from a tire blowout, a tail that strikes the ground on takeoff, an element that detaches from the aircraft in the high-stress phases of takeoff and landing, or an element resulting from negligence in maintenance, such as a tool forgotten on the wing of the aircraft. Elements from other sources, such as a pebble or a bit of bitumen that comes off the track may also be present.
La présence de tels éléments sur la piste peut être dangereuse pour les aéronefs qui entrent en contact avec eux. Les pneus supportent déjà d'énormes contraintes liées à la pression, à la charge ainsi qu'à la force centrifuge. Un corps indésirable qui heurte un pneu peut le pousser à l'éclatement voire être projeté contre l'aéronef et l'endommager, parfois même de manière fatale provoquant ainsi des drames humains et d'énormes pertes économiques.The presence of such elements on the runway can be dangerous for aircraft coming into contact with them. The tires already bear enormous stresses linked to pressure, load and centrifugal force. An unwanted body hitting a tire can cause it to burst and even be thrown against the aircraft and damage it, sometimes even fatally, causing human tragedy and enormous economic loss.
Parmi les mesures de surveillance des pistes, il y a bien évidemment l'observation visuelle depuis la tour de contrôle qui ne peut être opérée que de jour, par bonne visibilité et pour des d'objets d'une dimension minimale. D'autres observations à partir de véhicules parcourant la piste sont régulièrement pratiquées. Des systèmes de surveillance automatique permettant de détecter l'apparition d'intrus et en particulier de terroristes ou d'animaux existent mais ces systèmes ne perçoivent pas les petits objets solides.Among the runway surveillance measures, there is obviously visual observation from the control tower which can only be operated during the day, in good visibility and for objects of a minimum size. Other observations from vehicles traveling the track are regularly performed. Automatic surveillance systems allowing to detect the appearance of intruders and in particular of terrorists or animals exist but these systems do not perceive the small solid objects.
Le but de cette invention est bien évidemment d'améliorer la sécurité en détectant ce genre d'élément perturbateur et dangereux. On peut aisément imaginer un contrôle entre deux passages d'aéronef ce qui permet aussi d'espacer les visites à partir des véhicules parcourant la piste et par là d'augmenter la disponibilité de la piste.The purpose of this invention is obviously to improve security by detecting this kind of disruptive and dangerous element. One can easily imagine a control between two aircraft passages which also makes it possible to space visits from vehicles traveling on the runway and thereby increase the availability of the runway.
L'invention proposée est un prolongement de recherches qui ont été menées dans le domaine de la surveillance et d'alerte de la présomption de corps en danger dans les piscines et dont l'aboutissement est perceptible dans les brevets CH 691151 puis EP 0 764 316 B1. Les principales différences pour la surveillance d'une piste d'aviation résident dans le fait que le médium de base est de l'air plutôt que de l'eau, l'objet à déceler est de bien plus petite taille et que la surface à surveiller n'est pas parfaitement plane et implique donc de travailler sur un volume fin plutôt que sur plan.The proposed invention is an extension of research that has been carried out in the field of monitoring and alerting the presumption of endangered bodies in swimming pools and the outcome of which is perceptible in patents CH 691151 then EP 0 764 316 B1. The main differences for monitoring a runway lie in the fact that the basic medium is air rather than water, the object to be detected is much smaller and that the surface to be monitoring is not perfectly flat and therefore involves working on a fine volume rather than on a plan.
L'invention est basée sur la vision rasante de la piste et ceci sous divers angles afin de s'adapter à sa forme. Dans le présent document et pour faciliter la compréhension, il est mentionné des formes légèrement convexes ou concaves alors qu'en réalité, les formes sont plutôt planes et les pistes alignées obliquement par rapport au sol afin de faciliter l'écoulement de l'eau. La première vision proposée correspond, par analogie, à celle d'un homme qui pose sa tête à même le sol et observe la piste. L'opération peut-être facilitée en mettant de l'autre côté de la piste ou même à l'intérieur de la piste des bandes blanches ou réfléchissantes afin de bien mettre en évidence le contour que forme la surface de la piste.The invention is based on the grazing vision of the track and this from various angles in order to adapt to its shape. In this document and to facilitate understanding, slightly convex or concave shapes are mentioned when in reality the shapes are rather flat and the tracks aligned obliquely to the ground in order to facilitate the flow of water. The first vision proposed corresponds, by analogy, to that of a man who places his head on the ground and observes the track. The operation can be facilitated by putting on the other side of the track or even inside the track white or reflective bands in order to clearly highlight the contour formed by the surface of the track.
Quelques exemples de réalisation de l'invention apparaîtront dans la description suivante présentée à titre d'exemple non limitatif, au moyen de rayons lumineux, et fait en regard des figures annexées qui représentent :Some embodiments of the invention will appear in the following description presented by way of nonlimiting example, by means of light rays, and made with reference to the appended figures which represent:
- La figure 1 : Dessin du profil transversal d'une piste avec du côté droit, plusieurs sources lumineuses placées à différents niveaux et de l'autre côté, plusieurs détecteurs des signaux émis en face et placés eux aussi à plusieurs niveaux.- Figure 1: Drawing of the transverse profile of a track with on the right side, several light sources placed at different levels and on the other side, several detectors of the signals emitted opposite and also placed on several levels.
- La figure 2 : Dessin du profil transversal d'une piste avec à gauche, un dispositif d'émission d'un spot à hauteur variable (H), ce dernier étant réfléchi à droite de la piste par un réflecteur (R) du type « catadioptre » pour être ensuite saisi dans un dispositif de réception lui même placé à proximité immédiate de l'émetteur.- Figure 2: Drawing of the transverse profile of a track with on the left, a device for emitting a variable height spot (H), the latter being reflected on the right of the track by a reflector (R) of the type "Reflector" to then be entered into a receiving device itself placed in the immediate vicinity of the transmitter.
- La figure 3 : Dessin du profil transversal selon la figure 2, les dispositifs d'émission et de réception étant placés sur un système à balayage.- Figure 3: Drawing of the transverse profile according to Figure 2, the transmitting and receiving devices being placed on a scanning system.
- La figure 4 : Dessin d'une vue en plan de plusieurs dispositifs à balayage angulaire A, B..., Z correspondants aux images précédentes et permettant de surveiller une des moitiés de la largeur de la piste- Figure 4: Drawing of a plan view of several angular scanning devices A, B ..., Z corresponding to the previous images and making it possible to monitor one of the halves of the width of the track
- La figure 5 : Dessin de l'image perçue par l'un des dispositifs à balayage de la figure 3 avec en abscisse (Abs.) l'angle de travail, en ordonnée (Ord.) la hauteur du rayon émis et en hauteur (Haut.) l'amplitude ou la hauteur du signal reçu.- Figure 5: Drawing of the image perceived by one of the scanning devices of Figure 3 with the working angle on the abscissa (Abs.), The ordinate height (Ord.) The height of the emitted ray and the height (Height) the amplitude or height of the received signal.
- La figure 6 : Dessin d'une vue en plan de plusieurs dispositifs A, B..., Z et A',- Figure 6: Drawing of a plan view of several devices A, B ..., Z and A ',
B ' , Z' placés des deux côtés de la piste et permettant ainsi de surveiller la totalité de la largeur de la piste.B ', Z' placed on both sides of the track and thus making it possible to monitor the entire width of the track.
- La figure 7 : Dessin d'un dispositif complet avec un des capteurs correspondants à la fig. 3, un microprocesseur de traitement du capteur et le calculateur central dit « Host » qui pilote les divers capteurs et récolte leurs informations puis fait la synthèse afin de signaler le lieu de détection d'un corps étranger.- Figure 7: Drawing of a complete device with one of the sensors corresponding to fig. 3, a microprocessor for processing the sensor and the central computer known as a “Host” which controls the various sensors and collects their information, then synthesizes it in order to signal the place of detection of a foreign body.
- La figure 8 : Dessin du profil transversal d'une piste légèrement concave avec une bande de signalisation (S) incrustée dans le bitume et comportant deux zones de réflexion et sur la droite, la coupe d'un fil (F) lui aussi incrusté dans le bitume et pouvant générer un émission thermique décelable par des dispositifs sensibles à l'infrarouge et placés de chaque côté de la piste.- Figure 8: Drawing of the transverse profile of a slightly concave track with a signaling strip (S) encrusted in the bitumen and comprising two reflection zones and on the right, the cut of a wire (F) also encrusted in bitumen and capable of generating a thermal emission detectable by infrared-sensitive devices and placed on each side of the runway.
- La figure 9 : Dessin d'une vue en plan d'une section de la piste (1) avec position d'une bande de réflexion du type (S) et/ou d'un fil chauffant (F) incrustés dans le bitume. - La figure 10 : Dessin du profil transversal d'une piste avec émission lumineuse d'un côté (E) et scrutation à partir d'une autre position (P) des contrastes lumineux correspondants aux zones éclairées et ombrées (OMB).- Figure 9: Drawing of a plan view of a section of the track (1) with position of a reflection strip of type (S) and / or a heating wire (F) embedded in the bitumen . - Figure 10: Drawing of the transverse profile of a track with light emission on one side (E) and scanning from another position (P) of the light contrasts corresponding to the lighted and shaded areas (OMB).
La figure 1 représente le profil transversal d'une piste (1) légèrement convexe avec du côté droit, plusieurs sources lumineuses placées à différents niveaux et de l'autre côté, plusieurs détecteurs des signaux émis et placés eux aussi à plusieurs niveaux. L'analyse d'une ligne transversale peut-être effectuée en activant d'abord la lampe d'émission (2) peut en enregistrant l'état des récepteurs ( 4 à 7). La mesure peut se poursuivre en déclenchant l'émetteur inférieur (2) puis en enclenchant l'émetteur du niveau supérieur (3) et ainsi de suite s'il devait y avoir plus d'émetteurs.FIG. 1 represents the transverse profile of a slightly convex track (1) with on the right side, several light sources placed at different levels and on the other side, several detectors of the signals emitted and also placed at several levels. The analysis of a transverse line can be carried out by first activating the emission lamp (2) and by recording the state of the receivers (4 to 7). The measurement can continue by triggering the lower transmitter (2) then by switching on the upper level transmitter (3) and so on if there should be more transmitters.
La figure 2 présente un système basé sur le même principe que la figure 1 toutefois, l'émetteur est placé à gauche de la piste, il peut avantageusement prendre la forme d'un laser (L). dans le cas présent, le rayon du laser est émis en direction verticale et un miroir le renvoie à l'horizontale. L'axe du laser est mû par un dispositif électromagnétique (EM) permettant ainsi de le déplacer de quelques minutes d'angle. Le rayon du laser est envoyé contre un réflecteur placé de l'autre coté de la piste. Ce réflecteur est optimisé pour renvoyer la lumière en direction de son origine. Avantageusement, Il sera du type catadioptrique ou à bille. Ce système permet donc de voir en face de la piste le point d'impact de la lumière, ce dernier pouvant agir à différentes hauteurs (H) en fonction du signal électrique de commande de l'électro- aimant (EM).Figure 2 shows a system based on the same principle as Figure 1 however, the transmitter is placed to the left of the track, it can advantageously take the form of a laser (L). in this case, the laser beam is emitted in a vertical direction and a mirror returns it to the horizontal. The axis of the laser is moved by an electromagnetic device (EM) thus making it possible to move it by a few minutes of angle. The laser beam is sent against a reflector placed on the other side of the track. This reflector is optimized to return the light in the direction of its origin. Advantageously, it will be of the catadioptric or ball type. This system therefore makes it possible to see the point of impact of the light in front of the track, the latter being able to act at different heights (H) as a function of the electrical signal for controlling the electromagnet (EM).
La figure 3 présente la même base que la figure 2, toutefois, le signal réfléchi par le réflecteur (R) est renvoyé vers un dispositif de mesure constitué d'un miroir de déflexion, d'une lentille de focalisation, et d'un détecteur du signal reçu avantageusement constitué d'une caméra d'un type équivalent aux caméras CCD matricielles ou linéaires. On notera que l'usage de 2 ou 3 sources de rayonnement et de lentilles cylindriques plutôt que sphériques permettent de travailler avec des raies lumineuses, émises à des hauteurs différentes plutôt que des rayons émis du même point. Ceci permet aussi de remplacer avantageusement le dispositif électromagnétique de positionnement.Figure 3 shows the same basis as Figure 2, however, the signal reflected by the reflector (R) is returned to a measuring device consisting of a deflection mirror, a focusing lens, and a detector of the received signal advantageously consisting of a camera of a type equivalent to matrix or linear CCD cameras. It will be noted that the use of 2 or 3 sources of radiation and cylindrical rather than spherical lenses makes it possible to work with light lines, emitted at different heights rather than rays emitted from the same point. This also makes it possible to advantageously replace the electromagnetic positioning device.
L'ensemble du dispositif est placé sur un axe de rotation afin de permettre un balayage angulaire de la mesure. La figure 4 présente 4 dispositifs à balayage (A à Z) permettant d'analyser 4 secteurs différents de la piste.The entire device is placed on an axis of rotation to allow angular scanning of the measurement. FIG. 4 presents 4 scanning devices (A to Z) making it possible to analyze 4 different sectors of the track.
Le balayage est produit par un moteur contrôlé en position (M). La mesure de la position peut-être obtenue à partir des informations données par un codeur angulaire (CA)The sweep is produced by a motor controlled in position (M). Position measurement can be obtained from information given by an angular encoder (CA)
La figure 5 donne une idée de l'image perçue par l'un des dispositifs à balayage de la figure 3 avec en abscisse : l'angle de travail (Abs.), en ordonnée (Ord) la hauteur (H) du rayon émis et en hauteur (Haut) , le niveau inférieur du rayon reçu.Figure 5 gives an idea of the image perceived by one of the scanning devices of Figure 3 with on the abscissa: the working angle (Abs.), On the ordinate (Ord) the height (H) of the emitted ray and in height (Top), the lower level of the radius received.
La figure 7 représente un système dans sa globalité. Un calculateur principal dit « Host » et en relation, au travers d'un réseau, avec l'ensemble de sous-systèmes de mesure placés sur les abords de la piste. Le calculateur principal reconstitue l'image globale de la piste à partir des informations reçues par chacun des sous-systèmes. Les principaux paramètres d'entrée du calculateur principal sont désignés par P1 à Pn. Parmi ces paramètres il y a les informations en provenance du système de surveillance des roulements sur la piste et qui indiquent qu'un aéronef est en phase d'atterrissage ou de décollage dans le sens x ou y de la piste ceci afin de masquer, dans le calculateur central, les alarmes intempestives dues à la détection de ces objets. Il y a aussi les informations d'environnement et climatiques et en particulier les informations de quantité d'eau sur la piste (mesurée par un dispositif annexe basé sur l'observation des réflexions lumineuses), de la valeur de l'éclairement, du niveau du brouillard, de la présence de la neige etc. Ces informations transfèrent par le calculateur central en direction de chacun des sous-système afin d'adapter les mesures aux conditions du moment.Figure 7 shows a system as a whole. A main computer called "Host" and in connection, through a network, with the set of measurement subsystems placed on the edge of the runway. The main computer reconstructs the overall image of the track from the information received by each of the subsystems. The main input parameters of the main computer are designated by P1 to Pn. Among these parameters there is the information coming from the bearing monitoring system on the runway and which indicates that an aircraft is in the landing or take-off phase in the x or y direction of the runway this in order to hide, in the central computer, nuisance alarms due to the detection of these objects. There is also environmental and climatic information and in particular information on the amount of water on the runway (measured by an additional device based on the observation of light reflections), the value of the illumination, the level fog, snow, etc. This information is transferred by the central computer to each of the subsystems in order to adapt the measurements to current conditions.
Chacun des sous-système est équipé d'un microprocesseur uP lequel comporte un module de communication (Corn). Ce module de communication est relié au calculateur principal. Un module de pilotage (Pil) gère le balayage de la tête de mesure en envoyant les tensions nécessaires à alimenter le moteur (M), en lisant la position au moyen des impulsions en provenance du codeur angulaire (CA), et en envoyant sur l'électroaimant, les tensions correspondant aux hauteurs à mesurer.Each of the subsystems is equipped with an uP microprocessor which includes a communication module (Corn). This communication module is connected to the main computer. A control module (Pil) manages the scanning of the measuring head by sending the voltages necessary to supply the motor (M), by reading the position by means of the pulses coming from the angular encoder (CA), and by sending on the electromagnet, the voltages corresponding to the heights to be measured.
Ce même module de pilotage reprend l'information du capteur optique CCD et la dépose en mémoire. La combinaison de l'information du capteur optique CCD avec les informations de position et de hauteur du rayon lumineux permettent de créer l'image du segment surveillé telle que présentée en fig 5.This same control module takes the information from the CCD optical sensor and stores it in memory. The combination of the information from the CCD optical sensor with the position and height information of the light ray makes it possible to create the image of the monitored segment as presented in fig 5.
Cette image sera ensuite comparée avec l'image de référence. Il s'agit de l'image idéale prise dans les meilleures conditions environnementales et mémorisée dans la mémoire dite (Ref). Lorsque les conditions environnementales évolues en fonction de la pluie, du brouillard, ou du niveau d'éclairage, l'image de référence servant à la comparaison sera corrigée dans le sens correspondant au changement et ceci en combinant plus ou moins proportionnellement les images saisies dans des conditions similaires (Cor) avec l'image de référence de base.This image will then be compared with the reference image. This is the ideal image taken in the best environmental conditions and stored in the so-called memory (Ref). When the environmental conditions change as a function of rain, fog, or the level of lighting, the reference image used for the comparison will be corrected in the direction corresponding to the change and this by more or less proportionally combining the images captured in similar conditions (Cor) with the base reference image.
Ces comparaisons sont traitées par le microprocesseur (uP) qui peut identifier les écarts ou les différences par rapport aux comparaisons des saisies précédentes et qui, après analyse de la variation, du contour des parties variables, déclare des ensembles du type objets virtuels. Ces derniers sont pris en charge par des algorithmes surveillant la dimension de ces ensembles, la position, l'évolution dans le temps, dans l'espace. Lorsque le microprocesseur déclare qu'il y a présence probable d'un corps étranger, ses caractéristiques dimensionnelles et sa position sont transmises au calculateur central.These comparisons are processed by the microprocessor (uP) which can identify deviations or differences compared to the comparisons of the previous entries and which, after analysis of the variation, of the outline of the variable parts, declares sets of the virtual object type. These are supported by algorithms monitoring the size of these sets, position, evolution over time, in space. When the microprocessor declares that there is a probable presence of a foreign body, its dimensional characteristics and its position are transmitted to the central computer.
Le calculateur central reçoit les informations de présence probable d'un corps étranger en provenance de chacun des sous-système et dans un système de coordonnés angulaires. Il retravaille de manière à ne présenter qu'une seule information contenant les caractéristiques dimensionnelles et la position sur le piste. De même, il génère des alarmes soit A1 pour signaler qu'il y a un objet dangereux et A2 pour signaler que le système est en erreur ou qu'il n'est plus en mesure de travailler car la piste est trop mouillée ou recouverte de brouillard épais ou de neige. Le dispositif de détection décrit ci-dessus peut être doublé d'un système de vision du type projecteur infrarouge et lunette ou équivalent ou d'une caméra possédant une télécommande et de très fortes capacités de grossissement. Lors du signalement d'une alerte, ce deuxième système de vision (Cont) sera pointé automatiquement ou manuellement sur le lieu de l'objet déclaré et donnant ainsi, à l'office de contrôle, un deuxième moyen de vérification de la véracité de l'alarme originale.The central computer receives the information of the probable presence of a foreign body from each of the subsystems and in a system of angular coordinates. He reworked so as to present only one piece of information containing the dimensional characteristics and the position on the runway. Likewise, it generates alarms either A1 to signal that there is a dangerous object and A2 to signal that the system is in error or that it is no longer able to work because the runway is too wet or covered with thick fog or snow. The detection device described above can be combined with a vision system of the infrared projector and telescope type or equivalent or with a camera having a remote control and very high magnification capacities. When signaling an alert, this second vision system (Cont) will be automatically or manually pointed at the location of the declared object and thus giving the control office a second means of verifying the veracity of the 'original alarm.
Le pointage manuel peut-être effectué sur la base de l'information du lieu présenté sur un écran graphique un tableau numérique indiquant les coordonnées du lieu ou encore un autre système similaire.Manual pointing can be performed on the basis of the location information presented on a graphic screen, a digital table indicating the coordinates of the location or another similar system.
Une autre approche d'aide à la localisation à des fins de vérification est réalisée par un dispositif tel que, lorsqu'il y a signalement d'un objet, le rayon du système de balayage ayant permis de détecter l'objet, passe en mode puisé avec son propre rayon, voire envoie un rayon auxiliaire, ce dernier pointant sur l'objet de manière à faciliter la vérification de l'origine de l'alarme par un opérateur travaillant à l'œil ou avec l'aide d'un deuxième système de vision II peut s'agir là de systèmes similaires à ceux qu'utilisent les militaires et qui permettent à l'officier de tir, qui pointe un rayon infrarouge sur la cible, d'indiquer aux tireurs équipés de lunettes infrarouges l'objet à viser. Ce système pouvant travailler de nuit ou de jour avec des rayons puisés.Another localization assistance approach for verification purposes is carried out by a device such that, when an object is reported, the radius of the scanning system which has made it possible to detect the object, goes into mode. drawn with its own ray, or even sends an auxiliary ray, the latter pointing on the object so as to facilitate the verification of the origin of the alarm by an operator working by eye or with the help of a second vision system II can be systems similar to those used by the military and which allow the shooting officer, who points an infrared ray at the target, to indicate to shooters equipped with infrared glasses to aim for. This system can work at night or during the day with pulsed rays.
Avantageusement, il peut aussi être construit un système unique placé sur rail et opérant un balayage linéaire plutôt qu'un multitude de systèmes à balayage angulaire. Ce dernier cas est particulièrement intéressant lorsque la piste est continue sur l'un de ces côtés.Advantageously, it can also be constructed a single system placed on rail and operating a linear scanning rather than a multitude of angular scanning systems. This last case is particularly interesting when the track is continuous on one of these sides.
Les croisements de pistes ou de chemins de roulage seront résolus en combinant les réflecteurs placés sur le côté opposé avec des réflecteurs placés sur les fragments des tronçons de croisement ou avec des réflecteurs incrustés dans le bitume et placés sur les points de croisement. Crossings of tracks or taxiways will be resolved by combining the reflectors placed on the opposite side with reflectors placed on the fragments of the crossing sections or with reflectors embedded in the bitumen and placed on the crossing points.

Claims

Revendications : Claims:
1. Système de détection de corps étrangers indésirables et susceptible de créer des dommages sur la piste d'un aéroport caractérisé par le fait qu'il comporte :1. Detection system for undesirable foreign bodies and liable to create damage on the runway of an airport, characterized by the fact that it comprises:
> des moyens permettant de scruter les signaux électromagnétiques du domaine des ondes à propagation en ligne droite et visualisant des éléments de la piste de l'aéroport ;> means making it possible to scan the electromagnetic signals from the field of waves propagating in a straight line and visualizing elements of the airport runway;
> des moyens de transformations des signaux électromagnétiques scrutés en signaux électriques puis en signaux aptes à être traités par l'informatique ;> means for transforming the electromagnetic signals scanned into electrical signals then into signals able to be processed by data processing;
> des moyens de comparaison et d'analyse des signaux obtenus ;> means for comparing and analyzing the signals obtained;
> des moyens d'estimation de la vraisemblable présence du corps étranger susceptible de créer des dommages> means of estimating the probable presence of the foreign body likely to create damage
> des moyens de décision propre à signaler une alarme> specific decision-making means to report an alarm
2. Système selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les signaux scrutés d'un coté de la piste sont issus d'un signal émis du côté opposé de la piste de manière à faciliter la mise en évidence de la présence d'objets indésirables sur la piste.2. System according to claim 1 characterized in that the signals scanned on one side of the track come from a signal emitted on the opposite side of the track so as to facilitate the detection of the presence of undesirable objects on the track.
3. Système selon la revendication 2 caractérisé en ce que les systèmes de scrutation et/ou d'émission placés de part et d'autre de la piste sont placés à plusieurs niveaux verticaux afin d'assurer une bonne détection des objets indésirables.3. System according to claim 2 characterized in that the scanning and / or transmission systems placed on either side of the track are placed at several vertical levels in order to ensure good detection of undesirable objects.
4. Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que les signaux sont émis de la surface de la piste et pouvant être issus de fils chauffants, de guirlandes lumineuses ou phosphorescentes, de bandes réfléchissantes ou d'une succession de petits émetteurs dont l'image s'approche d'une ligne continue ou d'autres éléments ayant des propriétés semblables.4. System according to claim 1 characterized in that the signals are emitted from the surface of the track and which can come from heating wires, luminous or phosphorescent garlands, reflective bands or a succession of small transmitters whose image approaches a solid line or other elements with similar properties.
5. Système selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un ou plusieurs émetteurs sont placés à proximité des éléments de scrutation et envoient leurs ondes en direction de réflecteurs placés sur la piste ou sur le côté opposé de la piste et remplaçant ainsi les émetteurs d'ondes, ces réflecteurs pouvant être du type catadioptrique ou similaire c'est à dire renvoyant la lumière dans la direction de l'émetteur.5. System according to claim 1 characterized in that one or more transmitters are placed near the scanning elements and send their waves towards reflectors placed on the track or on the opposite side of the track and thus replacing the transmitters of 'Waves, these reflectors can be of the catadioptric type or similar that is to say returning the light in the direction of the transmitter.
6. Système selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un ou plusieurs émetteurs sont placés d'un côté de la piste et que les récepteurs placés ailleurs et pouvant être de l'autre côté de la piste analysent les réflexions correspondant aux signaux émis sur la piste et en particulier les contrastes lumineux issus des ombres d'objets obstruant la piste. 6. System according to claim 1 characterized in that one or more transmitters are placed on one side of the track and that the receivers placed elsewhere and which can be on the other side of the track analyze the reflections corresponding to the signals transmitted on the track and in particular the light contrasts from the shadows of objects obstructing the track.
7. Système selon la revendication 2 à 6 caractérisé en ce que le ou les émetteurs et récepteurs d'onde électromagnétique sont placés sur un dispositif de balayage linéaire ou angulaire cadencé avec mesure de la position afin de connaître l'état des zones scrutées.7. System according to claim 2 to 6 characterized in that the emitter or receivers and electromagnetic wave are placed on a linear or angular scanning device clocked with position measurement in order to know the state of the scanned areas.
8. Système selon la revendication 7 caractérisé en ce que les systèmes de scrutation sont constitués de caméras vidéo linéaires ou matricielles.8. System according to claim 7 characterized in that the scanning systems consist of linear or matrix video cameras.
9. Système selon la revendication 8 caractérisé en ce que le dispositif global est constitué de nombreux sous-systèmes reliés à un ordinateur central effectuant la synthèse des sous-ensembles.9. System according to claim 8 characterized in that the overall device consists of many subsystems connected to a central computer performing the synthesis of the subsets.
10. Système selon la revendication 9 caractérisé en ce que le dispositif global est constitué de deux sous-systèmes symétriques placés de chaque côté de la piste afin d'assurer une qualité de détection symétrique.10. System according to claim 9 characterized in that the overall device consists of two symmetrical subsystems placed on each side of the track in order to ensure a quality of symmetrical detection.
11. Système selon la revendication 10 caractérisé en ce que les signaux émis sont modulés de manière à les différencier des signaux ambiants ou perturbateurs.11. System according to claim 10 characterized in that the transmitted signals are modulated so as to differentiate them from ambient or disturbing signals.
12. Système selon la revendication 1 à 11 caractérisé en ce qu'il comporte un deuxième système de vision ou de caméras à fort grossissement pouvant pointer automatiquement ou manuellement (grâce à un moyen d'aide au pointage accélérant la recherche du lieu de l'objet indésirable signalé), chacun de ces moyens permettant ainsi, à une ou des personnes responsables de la sécurité, de vérifier la véracité de l'alarme originale et de lancer l'action adéquate. 12. System according to claim 1 to 11 characterized in that it comprises a second vision system or high magnification cameras that can point automatically or manually (thanks to a pointing aid means accelerating the search for the place of the undesirable object reported), each of these means thus enabling one or more persons responsible for security to verify the veracity of the original alarm and to initiate the appropriate action.
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Cited By (1)

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CN107300722A (en) * 2017-07-18 2017-10-27 孙天宇 A kind of foreign body detection system for airfield runway

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