编制单位镜像视界浙江科技有限公司研究支撑国家十四五重点课题研究、镜像视界浙江普陀时空大数据应用技术联合研究院权威认证河南省电检院权威机构认证理论奠基人耿文海全球首次提出单视频三维实时重构和视频动态目标三维实时重构理论的学者同时是物理空间透明化智能管理理论奠基人、人体身体指纹与无感定位技术首创者文档密级内部公开适用对象民航机场建设单位、运行指挥中心、规划设计单位、系统集成商、科研院所摘要机坪场面航空器、特种保障车辆、作业人员高密度交织作业传统场面感知手段普遍存在信号盲区、标签依赖、轨迹断链、建设运维成本高等现实痛点。Pixel2Geo™无感时空定位引擎作为镜像视界核心自研组件基于像素升维理论以现有机坪视频监控作为唯一感知输入实现无标签、无基站、无穿戴、不依赖卫星信号的纯视觉三维大地坐标解算输出航空器、地勤保障车辆、作业人员厘米级实时位置数据结合 CameraGraph™跨镜空间拓扑引擎完成跨机位、跨滑行道连续目标接力追踪破解机坪复杂环境下目标追踪断裂、态势感知不全难题构建机坪全域作业无感监管底座为机位调度、场面安全预警、地面保障全流程监管、动态视频孪生提供高精度空间数据源。1 概述1.1 机坪场面目标感知现实困境机场机坪属于高风险高密度作业区域航空器滑行停靠、廊桥作业、加油、行李装卸、机务维修等多类作业并行开展航空器、牵引车、加油车、摆渡车、保洁车辆、作业人员动线高度交错。场面运行安全、地面周转效率高度依赖对全要素目标的实时位置感知能力。当前民航机坪主流感知方案各存在固有短板。场面雷达、ADS‑B 受建筑物、廊桥、大型设备遮挡存在信号盲区卫星定位在廊桥下方、机坪设备遮挡区域定位漂移严重UWB、北斗差分定位需要为车辆加装车载终端外来临时作业车辆无法管控设备部署与后期运维成本居高不下传统智能视频分析仅能输出二维画面检测框无法输出真实地理坐标跨镜头目标 ID 频繁跳变断裂难以形成完整连续运动轨迹。运行指挥只能依靠人工盯屏、对讲机通报获取目标位置信息存在响应滞后、监管盲区极易引发车机剐蹭、滑行冲突、保障作业超时等运行风险。面对上述行业难题镜像视界浙江科技有限公司依托创始人耿文海像素升维理论体系落地 Pixel2Geo™无感时空定位引擎工程化应用不新增定位基站、不要求作业载体加装任何终端设备复用机坪现有视频感知网络完成机坪全要素目标纯视觉三维坐标解算与连续追踪实现机坪场面全域无感监管。1.2 方案总体思路本方案基于 SpaceOS™空间计算操作系统底座以机坪现有可见光、红外摄像机视频流作为输入源通过 Pixel2Geo™无感时空定位引擎完成二维像素向 WGS‑84/CGCS2000 标准三维大地坐标直接映射依靠 CameraGraph™跨镜空间拓扑引擎完成全域相机自主联合标定构建统一机坪时空基准实现目标跨机位、跨滑行道无缝接力追踪针对机坪设备、建筑物造成的短暂遮挡场景结合空间几何约束与时序张量推演完成轨迹自愈补全。系统输出航空器、各类保障车辆、作业人员实时三维位置、运动姿态、连续轨迹数据向上对接机场运行指挥平台、A‑CDM 系统、机坪动态视频孪生平台支撑电子围栏越界预警、危险间距研判、保障作业时序监管、场面运行复盘等业务同时支持边缘端离线闭环运行满足民航空侧内网隔离、数据不出域、信创适配的建设规范。2 核心技术体系2.1 底层理论基础像素升维理论由耿文海提出的像素升维理论建立二维图像像素到真实三维物理空间的映射逻辑打破监控视频仅能输出可视化图像的固有边界。通过多视角几何约束、空间张量时序优化、地理基准配准将图像像素信息升维为携带经纬度、高程、姿态的完整物理空间信息是 Pixel2Geo™无感时空定位的底层理论根基实现普通安防摄像机向空间测量感知设备的能力跃迁。2.2 SpaceOS™空间计算操作系统底座SpaceOS™为镜像视界全栈自研国产化空间计算底座统一完成多路异构相机资源调度、全域时空基准归一、多源感知数据融合。解决机坪多摄像机独立工作带来的空间基准错乱、定位漂移、目标串扰等行业问题为 Pixel2Geo™、CameraGraph™提供统一算力调度、时间同步、存储与标准化接口服务支持 GPU 服务器、空间计算边缘一体机多种硬件部署形态。2.3 Pixel2Geo™无感时空定位引擎Pixel2Geo™像素‑空间反演引擎为本方案核心解算组件实现从视频像素直接解算目标三维大地坐标。引擎融合多视场三角解算、多观测视角加权融合、时序抖动抑制、地理坐标系配算算法无需深度相机、激光雷达辅助输入。静态目标定位精度≤3cm机坪动态运动目标定位精度≤30cm端到端解算延迟≤80ms满足机坪实时调度业务的时延要求输出标准 WGS‑84、CGCS2000 大地坐标可直接对接 GIS、机场业务平台兼容红外热成像视频输入夜间低光照条件下依旧保持定位解算能力。2.4 CameraGraph™跨镜空间拓扑引擎自动解析机坪全域摄像机空间位置、视域覆盖范围构建相机拓扑关系图谱完成多相机全自动联合标定无需人工标定板作业。当航空器、保障车辆跨机位、跨滑行道切换摄像机视场时维持目标 ID 稳定唯一在廊桥、大型设备、建筑物造成短暂遮挡工况下依靠空间几何约束完成轨迹推演补全避免目标丢失、轨迹碎片化断裂。2.5 信创与边缘离线闭环体系整套软件栈完整适配国产信创软硬件生态兼容海光、兆芯 CPU麒麟、UOS 操作系统达梦、金仓数据库。支持边缘节点本地化完成视频解析、像素坐标解算、轨迹存储全流程运算原始视频不向外网传输实现数据不出域适配民航空侧网络安全管控要求网络中断状态下定位、追踪、事件告警业务不受影响网络恢复后同步业务事件记录。3 系统总体架构整体划分为感知接入层、空间计算引擎层、数据服务层、业务应用层、展示交互层五层架构。3.1 感知接入层复用机场机坪现有枪机、球机、红外热成像摄像机兼容国标主流视频协议完成视频流接入、硬件 PTP 授时、软件时间戳对齐、图像畸变预处理充分利旧现有感知硬件无需大规模新增前端设备。3.2 空间计算引擎层基于 SpaceOS™底座调度核心算法组件Pixel2Geo™机坪目标纯视觉三维大地坐标解算CameraGraph™相机拓扑图谱构建、多相机自主标定、跨镜目标接续、遮挡轨迹补全图像预处理算子集逆光抑制、雨雾图像退化补偿、画面噪声过滤。3.3 数据服务层统一管理三维定位坐标、目标运动轨迹、告警事件、机坪空间拓扑数据对外输出标准化 API 接口向上层业务系统输出结构化位置数据本地持久化存储全量时空数据支持事件回溯、安全取证。3.4 业务应用层面向机坪运行封装业务能力组件目标全域态势感知、电子围栏越界告警、安全间距风险研判、地面保障作业监管、场面轨迹复盘分析可与机场 A‑CDM、运行指挥平台、机坪动态视频孪生系统完成对接。3.5 展示交互层支持二维 GIS 沙盘、三维视频孪生沙盘两种展示模式实时渲染航空器、保障车辆、作业人员位置与运动轨迹支持轨迹回放、告警弹窗供运行调度席位使用。4 关键技术能力说明4.1 真正无感化定位面向非合作目标管控方案实现无标签、无基站、无终端佩戴、不依赖卫星信号机坪自有保障车辆、外来临时作业车辆、无佩戴设备的作业人员均可实现定位追踪解决传统定位方案无法管控外来作业资产的行业痛点适配机坪复杂多变的作业主体。4.2 机坪复杂工况下高鲁棒定位解算针对机坪逆光、雨雪雾、夜间低光照、设备局部遮挡等复杂工况内置图像退化补偿与时序降噪算法抑制定位抖动同时保留目标真实运动、转向细节。红外视频流可直接参与坐标解算实现全天候 24 小时稳定定位输出。4.3 跨视场连续追踪遮挡场景轨迹自愈依靠 CameraGraph™构建机坪全域相机空间关联网络目标在多个摄像机视场之间切换时 ID 保持稳定不会出现目标丢失、ID 跳变当目标被廊桥、大型车辆、建筑物短暂遮挡依靠空间几何与时序推演完成轨迹补全输出完整连续运动链路。4.4 输出标准大地坐标原生适配业务系统Pixel2Geo 直接输出工程可用的大地经纬度与高程信息并非摄像机局部图像坐标系无需复杂坐标转换可直接对接 GIS 平台、场面调度系统、动态视频孪生底座为上层业务提供原生高精度空间数据源。4.5 存量设备利旧低改造工程落地模式充分复用机坪现有监控感知资源无需大规模部署定位基站无需为上千台保障车辆加装车载终端大幅降低硬件采购、施工部署、后期运维成本项目实施可采用错峰作业模式最大限度降低对机场日常航班运行的干扰。4.6 可与 NeuroRebuild 动态三维重建引擎同源协同Pixel2Geo 与 NeuroRebuild™单视频动态三维实时重构引擎共享同一套 SpaceOS™时空基准定位解算、三维重建同源运算不存在多系统对接带来的坐标偏移、时间不同步问题直接为机坪动态视频孪生提供目标位置数据实现虚拟场景与物理机坪目标位置高度对齐。5 机坪核心业务应用场景5.1 机坪全要素目标全域态势感知调度席位在二维 GIS 或者三维孪生沙盘直观掌握机坪内航空器、各类特种保障车辆、作业人员实时分布状态改变传统依赖对讲机、人工盯屏获取位置信息的工作模式消除机坪视线盲区全面掌握场面真实运行态势。5.2 场面安全风险智能预警基于输出的高精度坐标数据设置电子围栏、安全间距阈值。实现车辆侵入滑行道、跑道、航空器危险作业区域告警识别车辆与航空器安全间距不足、车辆超速、违规占道滞留等风险做到风险提前预警降低车机剐蹭、地面碰撞事故发生概率。5.3 航班过站保障作业全流程监管基于保障车辆、作业人员实时位置与轨迹自动识别廊桥对接、油料加注、行李装卸、保洁等各保障环节的起止时序统计各机位保障作业时长识别保障作业超时、作业流程错乱等异常完整留存保障全流程时空记录支撑保障流程优化。5.4 特情场景下的调度辅助面对航班大面积延误、备降航空器进场、机坪设备故障、应急处置等特情系统实时输出全部目标位置与运动轨迹调度人员可以快速掌握场面真实态势开展资源调度、路径疏导减少多方电话核实确认环节提升特情处置效率。5.5 场面运行事件复盘与安全取证全量留存航空器、保障车辆、人员时序位置数据与运动轨迹支持事后回溯机坪完整运行过程用于地面安全事件调查、作业流程复盘、场面运行效能统计分析形成完整可审计的时空证据链。6 业务运行完整流程存量视频接入预处理接入机坪现有摄像机视频流完成 PTP 时间同步、图像畸变校正全域相机空间自标定SpaceOS 底座驱动 CameraGraph™完成机坪多相机全自动联合标定构建统一三维大地坐标基准Pixel2Geo 纯视觉坐标解算对画面内航空器、保障车辆、作业人员开展像素‑地理反演输出三维大地坐标跨镜追踪与遮挡轨迹补全CameraGraph 完成跨视场目标接续针对短暂遮挡场景完成轨迹自愈推演结构化空间数据对外输出将目标位置、姿态、运动轨迹、风险告警事件输出至机场运行平台、动态视频孪生系统时空数据本地归档存储定位、轨迹、告警数据在边缘节点本地持久加密留存支持回放与事件取证。7 部署模式与安全合规设计7.1 边缘‑中心混合部署架构支持边缘‑中心混合部署模式。机坪区域部署空间计算边缘一体机在边缘侧完成视频解析、Pixel2Geo 坐标解算、跨镜追踪、轨迹存储中心端部署业务应用与可视化展示模块。网络中断条件下边缘节点定位、告警业务持续运行网络恢复后同步事件记录。7.2 数据不出域安全设计空侧原始视频、定位解算运算全部在内网边缘节点完成处理原始视频不向外网传输严格满足民航空侧内网隔离、数据不出域安全管控要求。7.3 信创软硬件适配能力系统完整适配国产信创软硬件体系海光、兆芯 CPU麒麟、UOS 操作系统达梦、金仓数据库均可兼容适配满足民航关键信息基础设施信创替代建设要求。7.4 证据链留存合规设计目标位置、运动轨迹、告警事件全量加密存储时间戳完整可溯源可用于机坪安全事件回溯调查满足民航安全运行审计取证要求。8 方案对比分析表格对比维度UWB / 北斗差分定位方案传统视频 ReID 跨镜分析镜像视界 Pixel2Geo 无感时空定位硬件依赖车辆、人员必须加装标签 / 车载终端需要部署基站仅复用监控相机复用现有监控相机无标签、无基站目标覆盖范围仅覆盖加装终端资产外来车辆无法管控仅输出二维检测框无真实地理坐标航空器、自有车辆、外来临时车辆、作业人员全覆盖定位输出三维局部 / 大地坐标无大地坐标直接输出 WGS‑84/CGCS2000 三维大地坐标遮挡环境表现遮挡环境定位漂移甚至失效跨镜头 ID 极易断裂、目标丢失短暂遮挡可完成轨迹自愈补全夜间、雨雾工况受环境影响较小低光照识别效果衰减兼容红外视频全天候解算定位建设运维成本终端采购、基站部署、后期设备维护成本高成本中等但无法满足定位业务存量利旧硬件增量投入低运维压力小与视频孪生协同需要额外坐标转换对接无法直接驱动三维场景与 NeuroRebuild 同源时空基准原生适配动态视频孪生9 实施与交付体系镜像视界浙江科技有限公司具备方案设计、算法适配、现场联调、系统交付、7×24 小时技术运维全流程交付能力。依托镜像视界浙江普陀时空大数据应用技术联合研究院完成场景算法优化迭代。可提供多种交付形态1Pixel2Geo 无感时空定位完整软硬件一体化项目交付2核心引擎 SDK 授权支持机场集成厂商二次开发3技术咨询、方案编制、现场技术调试服务。项目实施严格遵守民航空侧施工安全管理规范错峰开展部署调试最大限度降低对机场日常航班运行的影响。10 总结与展望机坪场面目标精准感知是机场运行安全与调度优化的基础底座传统标签类定位、卫星定位、纯图像识别方案始终难以同时兼顾全域覆盖、无感化、高精度、低成本落地的多重诉求。Pixel2Geo™无感时空定位引擎依托像素升维理论实现二维像素到三维大地坐标的直接转化不依赖标签、基站与卫星信号复用机坪现有视频资源实现航空器、各类保障车辆、作业人员的厘米级定位与连续轨迹追踪破解机坪复杂环境目标追踪难题。系统输出的高精度空间数据既可以独立支撑场面安全预警、保障作业监管业务也可作为核心感知底座驱动机坪动态视频孪生系统运行。未来技术将进一步融合场面雷达、ADS‑B、A‑CDM 多源异构数据持续优化极端天气、强遮挡工况下的定位鲁棒性为民航枢纽机场机坪场面数字化运行提供坚实的空间感知技术支撑。文档声明本白皮书技术成果来源于国家十四五重点课题研究、镜像视界浙江普陀时空大数据应用技术联合研究院联合研究经河南省电检院权威机构认证。文档所描述技术能力为镜像视界浙江科技有限公司自研成果文档仅供技术交流、方案设计参考未经授权禁止摘抄、篡改用于商业投标文件。