一、FOD

    FOD是Foreign Object Debris的缩写，泛指可能损伤航空器或系统的某种外来的物质，常称为跑道异物。

FOD的种类相当多，如飞机和发动机连接件（螺帽、螺钉、垫圈、保险丝等）、机械工具、飞行物品（钉子、私人证件、钢笔、铅笔等）、野生动物、树叶、石头和沙子、道面材料、木块、塑料或聚乙烯材料、纸制品、运行区的冰碴儿等等。

二、FOD的危害

    实验和案例都表明，机场道面上的外来物可以很容易被吸入发动机，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。据保守估计，每年全球因FOD造成的损失至少在30-40亿美元，2007年5月至2008年5月，中国民航共发生4500多起FOD损伤轮胎的事件。

    外来物不仅会造成巨大的直接损失，还会造成航班延误、中断起飞、关闭跑道等间接损失，间接损失至少为直接损失的4倍。

目前，全球绝大多数的机场的FOD监测仍然是靠人工完成的，这种方法不但可靠性差、效率低，而且占用了宝贵的跑道使用时间，这又是一笔经济损失。

三、国际上常用的四个FOD检测系统

    1、Tarsier(眼镜猴)

    英国Qinetiq公司研究开发的Tarsier1100(T1100)FOD探测系统，工作频率为94.5GHz，雷达体制为连续波调频（FMCW）。该系统具有雷达探测距离长、波束窄和分辨率高的特点，能够对目标位置准确地定位。FMCW技术具有探测灵敏度高、成本低和峰值功率低等特点；其核心技术是“切割边沿传感技术”（cutting edge sensor）和实时数字信号处理技术。眼镜猴可对目标进行实时自动探测和识别，能及时、可靠地探测到跑道上最大雷达散射截面为0.01m2杂物并予以定位。

    Qinetiq公司在Tarsier1100之后还对系统进行了升级，研发了安装有视频监控设备的新系统。新系统于2007年1月在温哥华使用，在温哥华机场安装了4部雷达，可以探测南北跑道；2008年新系统在英国希斯罗南跑道使用，使用效果良好，两部雷达可以全天候扫描3658米长的跑道。视频设备的安装使监控人员可以通过观察判断探测结果是否属实，大大提高了探测准确率。

2、FODetect

    FODetect系统由以色列的Xsight公司开发，系统由77GHz毫米波雷达和摄像设备所组成，多个道面监测单元（SDU）分别安装在不同位置的跑道边灯上，每个SDU都对跑道中线附近的区域进行扫描，发现FOD后，可以立即向机场管理人员发出报警信息，告知FOD的准确位置以及发现时间。而后，设备会拉近镜头，提供FOD的视频图像，发现FOD之后，传感器会锁定FOD的位置，以帮助机场管理人员将FOD取走，在夜间，还可使用激光指示器协助将FOD取走。

    FODetect的设计在一定程度上减少了投资（相对与Tarsier系统而言），此系统可在30秒内完成对整条跑道的扫描，采用视频识别系统可以在毫米波雷达探测到FOD后，对探测结果进行视频确认，从而使虚警率大大降低。

3、iFerrer

    iFerret智能视频探测系统，通过在跑道上每隔一定间距装置先进的高分辨率功能的摄像机，自动探测和辨认跑道上的障碍物，复杂的图像处理软件可以针对变化的照明和路面条件作出适当的调整。发现FOD后，系统能够放大物体的图像，给用户提供碎片的实时图像，让用户看到发现的物品。

    iFerret系统能够提供精确的位置、报警的时间、FOD的图像和系统发现后的持续报警记录。该系统的精度能够达到探测大小为25px的物体。

    iFerret现应用于新加坡的樟宜国际机场，并在Chicago的奥黑尔国际机场由FAA技术人员对系统进行测试。在对跑道杂物探测中，发现摄像机和视频系统受亮度和天气的影响，在能见度低的情况下具有很多局限性，性能受到黑夜和阴雨天气环境的影响和制约。

4、FOD Finder

    FOD Finder系统是由美国Trex Enterprises公司开发的一套移动监控系统，可以安装在车辆的车顶。

    系统由监控系统与后台软件处理系统组成，监控系统使用的是78-81GHz毫米波雷达、高精度的GPS定位系统和摄像系统，雷达扫描速度为30次/分钟，探测半径为200米，装在车顶的一个雷达罩中；摄像系统也装于车顶，用于跟踪所发现的FOD；GPS定位装置用于锁定探测区域和标示FOD的地理位置，除此之外，此高精度的GPS定位装置还可以应用差分技术校准场内的其它GPS设备。

    这套系统的独特之处在于它是可移动的，探测时车辆的最大行驶速度可以达到64Km/小时，其不仅可以侦测跑道上的FOD，还可以侦测滑行道、停机坪等区域的FOD。车辆向前移动时，系统扫描车辆前部的区域，并向机场控制人员提供雷达和视频信号。

    车辆上装有软件处理系统（AirBoss处理系统），由触摸式电脑、照相机、条码机组成，机场控制人员可以根据系统指示方位拾取FOD。一旦FOD被取出，装于车内的相机会给碎片照相备案，机场控制人员还会给FOD贴上条形码以作记录，同时记录信息将通过互联网存储在系统数据库中。

四、亿成安智能机场跑道异物检测系统

    亿成安智能机场跑道异物检测系统由毫米波雷达系统和智能视频识别系统组成。按民用机场与军用机场跑道的长度不同，常规情况，跑道长度为2.8-3.6公里、宽度为40-80米不等，按成像比例将跑道分割为5-6个检测区域，进行PTZ检测，可设计按600米长度分段检测。沿跑道按固定间隔安装多台高精度、高清晰的昼夜监控摄像机，摄像间隔之间穿插雷达探测系统，FOD系统监测工作时，雷达与摄像机扫描跑道道面，互补检测，雷达探测到有异常物体信号时，联动摄像机锁定，利用昼夜监控视频确定异物种类，并进行图像放大观察，自动予以判断并发出报警，同时在机场跑道电子图上显示异物的精确坐标，并将定位信息实时发送至清障车值班人员手持终端，及时清除隐患。一但检测到跑道异物时，可弹出操作系统界面提示，针对跑道固定的场景与非遗留物不做报警动作。

1、异物检测与识别系统包含异物探测、图像采集、异物检测、异物特征提取和异物分类等流程。

n 异物探测：雷达对跑道道面进行扫描和检测，发现FOD时报警。

n 图像采集：将摄像机监控的区域画面采集到PC中。

n 异物检测：对输入的画面进行异物检测，判断监控画面中是否有异物，如果有，还需确认异物位置。

n 异物特征提取：确定异物位置后，根据特定算法，提取特征。

n 异物分类：特征提取后，就进行分类识别。

2、系统主要功能

n 雷达用于异物的探测和报警；

n 激光夜视仪检测设备，白天、夜间及雾天都能提供跑道道面异物及周边环境监控所需的高清浙光学视频图像；

n 热成像用于能够详细的分析异物特征，可以自动调焦，将异物图像放大进行辨认。

n 自动巡检功能；通过设制预置位功能对所监测的跑道道面做精确的角度扫描，实时动态监控检测。

n 针对跑道上突然增加的遗留物与移动目标跟踪监控功能；

n 遗留目标物的识别与分类功能。

3、主要技术指标

n 在分段检测的覆盖距离内，必须能够检测以下规格的物体：

l 没有涂漆的金属圆柱体：高100px，直径100px

l 白色、灰色或黑色的球体：直径107.5px（即标准的高尔夫球尺寸）

l 30m×40m区域内，对下列物体的检测率超过97%。并且每组物体中至少有一个可以被检测到,每个物体的任意尺寸不大于250px（除非另有规定）:

ü 厚沥青块或混凝土块检测

ü 跑道道面裂痕与裂纷检测

ü 跑道道面突增不明物质与不规则物体检测

ü 跑道照明装置的任何部分

ü 长套管（125px长）

ü 白色PVC管（直径125px）

ü 变形金属块（250px长）

ü 可调活动扳手（500px长）

ü 耳状螺母、铁钉以及各种规格螺丝、螺帽5-10CM长。

ü 飞机或汽车轮胎上的橡胶块、爆胎后的遗留物检测

ü 飞机或汽车的燃料盖、零配件、散落的遗留物检测

ü 液压管路（飞机或地面辅助设备，10-500px长）

n 检测概率：＞0.95%；

n 虚警率：任何每30天一个周期内，每天平均不超过2个误警报；

n 可检测目标类型：金属、玻璃、塑料、鸟类、小动物等有机体；

n 响应时间（从检测到数据处理完成）：60秒/条跑道；

n 工作条件：昼夜、低照度、夜间无灯光、雾天与灰霾天气、台风、暴风、雪天、下雨天（视雨水密度与能见度有所变化，因为雨水密度过大，会产品棱射，对视频成像效果有较大影响）仍可正常完成检测，但实际检测距离会比正常天气检测的减短。

n 接口：光纤以太网。

4、系统构成

n 前端设备：

    雷达、高清多传感器夜视一体化摄像机、塔架等

n 显控设备：

   高清数字信号显示器、高清专用监控器或高清大屏LED、工业级电脑服务器、PC机、工业级高清数字硬盘录相机、带轨迹球三维操作健盘等

n 异物检测系统软件

5、环境要求

n 工作温度：-38℃～+65℃；

n 工作湿度：5%～90%；

n 供电：220V/AC