[發(fā)明專利]一種混凝土材質(zhì)飛機(jī)跑道路面的膠印識別方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510096037.3
• 申請日: 2015-03-04
• 公開（公告）號: CN104616314A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉曉琳;郭雙;袁昆
• 申請（專利權(quán)）人: 中國民航大學(xué)
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 天津才智專利商標(biāo)代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學(xué)欣

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)字圖像識別技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種混凝土材質(zhì)飛機(jī)跑道路面的膠印識別方法。

背景技術(shù)

隨著民航運(yùn)輸業(yè)的繁榮發(fā)展，機(jī)場跑道上飛機(jī)起降變得日益密集，因此跑道著陸區(qū)路面上附著的黑色膠印也日益增厚，這些黑色膠印不僅會降低飛機(jī)輪胎與跑道之間的摩擦系數(shù)，而且會影響飛機(jī)起降安全。當(dāng)前，國內(nèi)外的跑道膠印清洗設(shè)備主要包括高壓清洗機(jī)、地面銑刨機(jī)、移動式拋丸機(jī)等。然而，相對于大面積的飛機(jī)跑道，這類設(shè)備仍然效率低下，為了盡快完成跑道的除膠工作，同時也不影響航班的正常起降，除膠工作人員通常需要在夜間機(jī)場關(guān)閉以后，先通過肉眼在跑道路面上找到膠印，再利用這些操作除膠設(shè)備采用高壓水沖洗、機(jī)械刷打磨、化學(xué)藥劑清洗等方法清除膠印。

由于上述的除膠方式受人力限制比較嚴(yán)重，不僅影響了飛機(jī)跑道除膠工作的效率，也與當(dāng)前特種設(shè)備大型化、高效化的發(fā)展方向不符，因此國內(nèi)外開始研發(fā)大型的車載移動式跑道除膠車，然而這類大型除膠車不僅價格昂貴，而且需要駕駛員進(jìn)行現(xiàn)場操作，這些操作包括控制除膠車的行駛方向、確定跑道路面上的膠印位置、操作除膠車的除膠機(jī)構(gòu)工作等，這類設(shè)備仍舊需要操作人員在現(xiàn)場進(jìn)行工作的監(jiān)控，特別是冬季寒冷的晚上，將給現(xiàn)場操作人員帶來一定的不便。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠提高自動化程度和工作高效、并降低對人工依賴性的混凝土材質(zhì)飛機(jī)跑道路面的膠印識別方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的混凝土材質(zhì)飛機(jī)跑道路面的膠印識別方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟：

1)利用攝像頭對機(jī)場道面進(jìn)行拍攝以獲得圖像；

2)將上述拍攝的圖像分割成三個區(qū)域：左無效區(qū)域、右無效區(qū)域和膠印識別區(qū)域，其中膠印識別區(qū)域為下底與圖像底邊寬度相同，上底與圖像頂邊重合的等腰梯形，該區(qū)域與車載式除膠設(shè)備即將清除的區(qū)域?qū)?yīng)；左無效區(qū)域和右無效區(qū)域為圖像中扣除膠印識別區(qū)域后余下的兩個直角三角形；

3)對上述膠印識別區(qū)域的圖像中各像素點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行灰度化后再二值化處理；

4)對上述二值化后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行中值濾波，以消除孤立的噪聲點(diǎn)；

5)從上述去噪后的二值化圖像數(shù)據(jù)中統(tǒng)計出像素值為0和255的像素點(diǎn)個數(shù)n1和n2；

6)將像素值為0的像素點(diǎn)視為膠印對應(yīng)的點(diǎn)，則像素值為0的像素點(diǎn)占像素值為0和255的總像素點(diǎn)的比值q＝n1/(n1+n2)就等于當(dāng)前膠印識別區(qū)域202內(nèi)膠印所占的面積比，輸出該比值q。

所述的混凝土材質(zhì)飛機(jī)跑道路面的膠印識別方法還包括將上述膠印的比值q與設(shè)定閾值Q進(jìn)行比較，如果該比值q超過設(shè)定閾值Q，則認(rèn)為該膠印識別區(qū)域202內(nèi)的膠印需要被清除的步驟。

在步驟1)中，所述的攝像頭安裝于車載式除膠設(shè)備前端的中間位置，并且攝像頭的安裝高度調(diào)整至其拍攝的圖像中底邊的寬度與車載式除膠設(shè)備的實際工作寬度一致。

在步驟3)中，所述的對上述膠印識別區(qū)域202的圖像中各像素點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行灰度化后再二值化處理的具體過程為：對每一點(diǎn)的RGB顏色數(shù)據(jù)根據(jù)Gray＝0.11B+0.59G+0.3R進(jìn)行灰度化，灰度化完成后的圖像數(shù)據(jù)均在0～255之間，根據(jù)眾多這類灰度化后的跑道路面圖片的數(shù)據(jù)，利用統(tǒng)計學(xué)分別統(tǒng)計出路面上有膠印位置和沒有膠印位置上對應(yīng)像素點(diǎn)的灰度值Gray1和Gray2，接著以Gray1和Gray2的平均值為圖像二值化的閾值對圖像進(jìn)行二值化。

在步驟4)中，所述的中值濾波方法為：在二值化后的圖像中，取一點(diǎn)的n×n相鄰區(qū)域為采樣窗口，對該窗口內(nèi)奇數(shù)個像素點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計，該奇數(shù)為不大于n×n且最接近n×n的整數(shù)，分別統(tǒng)計出像素值為0和255的個數(shù)k1和k2，將k1，k2較大者對應(yīng)的像素值賦值給該點(diǎn)的像素值；依此算法對整幅圖像進(jìn)行濾波。

本發(fā)明提供的混凝土材質(zhì)飛機(jī)跑道路面的膠印識別方法可以較為準(zhǔn)確地實現(xiàn)混凝土材質(zhì)跑道路面上橡膠印的自動識別，為自動除膠車的膠印識別裝置提供了一種可行的參考方法。利用以上膠印識別方法，將能實現(xiàn)飛機(jī)跑道除膠設(shè)備對橡膠膠印的自動查找過程，從而不再需要人工現(xiàn)場查找膠印，在車載式除膠設(shè)備裝有自主導(dǎo)航設(shè)備的條件下，其將不再需要駕馭室這一結(jié)構(gòu)。這樣不受駕駛員工作時間、安全、舒適等因素限制的車載式除膠設(shè)備將會解決該類設(shè)備價格昂貴、效率受限的問題。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的混凝土材質(zhì)飛機(jī)跑道路面的膠印識別方法流程圖；

圖2是本發(fā)明提供的混凝土材質(zhì)飛機(jī)跑道路面的膠印識別方法中分割圖像區(qū)域示意圖。

具體實施方式