[發(fā)明專利]機(jī)場(chǎng)跑道異物檢測(cè)中去除水泥裂縫干擾的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310384639.X
• 申請(qǐng)日: 2013-08-29
• 公開（公告）號(hào): CN103489179A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王明佳;武治國(guó);韓廣良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00
• 代理公司: 長(zhǎng)春菁華專利商標(biāo)代理事務(wù)所 22210
• 代理人: 張偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種異物檢測(cè)方法，特別涉及一種機(jī)場(chǎng)跑道異物檢測(cè)中去除水泥裂縫干擾的方法。

背景技術(shù)

機(jī)場(chǎng)跑道表面的光滑性對(duì)著飛機(jī)起飛降落的安全性有著重要影響。利用人工檢測(cè)機(jī)場(chǎng)跑道細(xì)小的異常物體，將浪費(fèi)巨大的人力物力，人工檢測(cè)經(jīng)常出現(xiàn)漏判現(xiàn)象。利用先進(jìn)的圖像處理技術(shù)可以快速對(duì)異物出現(xiàn)的位置進(jìn)行定位，及時(shí)發(fā)出警報(bào)，避免災(zāi)害發(fā)生。圖像處理自動(dòng)檢測(cè)異物常常采用高分辨率相機(jī)，將細(xì)小異物放大的同時(shí)，同時(shí)也將跑道上的細(xì)小裂縫放大。

機(jī)場(chǎng)異物檢測(cè)工程中當(dāng)跑道中有細(xì)小異物出現(xiàn)時(shí)，要求立即將異物定位并報(bào)警；當(dāng)沒有異物出現(xiàn)時(shí)，不能把圖像中的干擾信息當(dāng)作異物發(fā)出報(bào)警。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，采用圖像處理自動(dòng)檢測(cè)異物時(shí)，跑道中的水泥裂縫對(duì)誤警的影響最嚴(yán)重，本文研究?jī)?nèi)容為：利用圖像處理技術(shù)在機(jī)場(chǎng)異物檢測(cè)時(shí)，分析水泥裂縫與跑道異物的異同點(diǎn)，找到二者在成像時(shí)的規(guī)律，能夠?qū)⒍弑鎰e，從而剔除水泥裂縫對(duì)異物檢測(cè)的干擾。

第一步：采集參考幀圖像

如圖1所示，利用圖像處理技術(shù)自動(dòng)檢測(cè)機(jī)場(chǎng)異物，采用相機(jī)擺掃技術(shù)，記錄相機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一周內(nèi)所有的圖像到計(jì)算機(jī)內(nèi)存，每幀圖像附帶該幀圖像的方位角度信息，將此周內(nèi)的圖像作為參考幀圖像。

第二步：采集實(shí)時(shí)圖像

如圖2所示：相機(jī)從初始點(diǎn)繼續(xù)擺掃實(shí)時(shí)采集圖像，采集圖像的同時(shí)，記錄當(dāng)前幀圖像的方位角信息。

第三步：當(dāng)前幀圖像與背景圖像配準(zhǔn)

如圖3所示：采集當(dāng)前幀圖像之后，利用方位角信息，找到參考幀圖像中與當(dāng)前幀重疊率最高的圖像，采用相應(yīng)匹配算法，找到兩幅圖像對(duì)應(yīng)點(diǎn)。

第四步：當(dāng)前幀圖像與參考幀圖像對(duì)應(yīng)點(diǎn)差分運(yùn)算

理想情況下，沒有異物出現(xiàn)的位置，當(dāng)前幀和參考幀圖像對(duì)應(yīng)點(diǎn)完全相同，獲得的差分圖像如圖4中的黑色像素所示，接近0，如果當(dāng)前幀圖像中出現(xiàn)異物，當(dāng)前幀與參考幀圖像進(jìn)行差分運(yùn)算后，異物位置附近形成很高的灰度級(jí)，利用相關(guān)圖像處理算法，容易將異物識(shí)別出來。

以上考慮的是理想情況下的機(jī)場(chǎng)異物檢測(cè)。實(shí)際情況噪聲干擾源比較多，尤其機(jī)場(chǎng)跑道中的細(xì)小水泥縫隙，獲得的差分圖像與異物差別很小，難以將二者識(shí)別。機(jī)場(chǎng)中細(xì)小水泥間隙非常普遍，為異物檢測(cè)帶來非常高的誤警率。本專利充分分析機(jī)場(chǎng)跑道異物與水泥縫隙獲得差分圖像的形成機(jī)制，找到二者的差異點(diǎn)，從而斷定哪種情況是水泥縫隙，避免水泥縫隙對(duì)異物檢測(cè)造成極高的誤警率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決現(xiàn)有技術(shù)中實(shí)際情況噪聲干擾源比較多，尤其機(jī)場(chǎng)跑道中的細(xì)小水泥縫隙，獲得的差分圖像與異物差別很小，難以將二者識(shí)別的技術(shù)問題，提供一種機(jī)場(chǎng)跑道異物檢測(cè)中去除水泥裂縫干擾的方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下：

一種機(jī)場(chǎng)跑道異物檢測(cè)中去除水泥裂縫干擾的方法，包括以下步驟：

將當(dāng)前幀圖像與參考幀圖像配準(zhǔn)；將參考幀圖像與當(dāng)前幀圖像分割成若干個(gè)子區(qū)域，將配準(zhǔn)的當(dāng)前幀圖像與參考幀圖像對(duì)應(yīng)的子區(qū)域做差分運(yùn)算；

以能量高的差分子區(qū)域圖像能量為記為V_i；

參考幀圖像位置保持不變，當(dāng)前幀圖像沿著上下左右方向分別平移n個(gè)像素，平移后再與參考幀圖像做差分運(yùn)算，差分能量為記為W_i,n，其中n為自然數(shù)；

如果W_i,n/V_i>1.5，則該位置為水泥縫隙；如果W_i,n/V_i≤1.5，則該位置為機(jī)場(chǎng)異物。

在上述技術(shù)方案中，n為1、2、3、4或5。

本發(fā)明具有以下的有益效果：

本發(fā)明的機(jī)場(chǎng)跑道異物檢測(cè)中去除水泥裂縫干擾的方法是一種非常有效的方法，通過采用該方法，異物檢測(cè)時(shí)誤警率明顯下降。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1為相機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)拍照的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為相機(jī)實(shí)時(shí)采集圖像的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為尋找參考幀圖像與當(dāng)前幀圖像對(duì)應(yīng)點(diǎn)的過程示意圖；

圖4當(dāng)前幀與參考幀圖像差分運(yùn)算獲得的圖像；

圖5為當(dāng)前幀與參考幀圖像在配準(zhǔn)點(diǎn)位置的位置示意圖；

圖6為當(dāng)前幀在配準(zhǔn)點(diǎn)位置平移n個(gè)像素的位置示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的發(fā)明思想為：