[發(fā)明專利]一種基于視覺的精密進近指示器飛行校驗方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810017691.4 | 申請日： | 2018-01-09 |
| 公開（公告）號： | CN108225735B | 公開（公告）日： | 2020-10-13 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 史曉鋒;羅曉燕;鄧思琪 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京航空航天大學(xué) |
| 主分類號： | G01M11/00 | 分類號： | G01M11/00;G06T7/136;G06T7/70;G06T7/90 |
| 代理公司： | 北京永創(chuàng)新實專利事務(wù)所 11121 | 代理人： | 祗志潔 |
| 地址： | 100191*** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 視覺 精密 指示器 飛行 校驗 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種基于視覺的精密進近指示器飛行校驗方法，屬于航空飛行校驗技術(shù)領(lǐng)域。飛機上搭載的相機將獲取到的視頻序列實時輸入到計算機中，依次對當(dāng)前幀圖像進行顯著性區(qū)域檢測。依次找到當(dāng)前幀圖像中矩形區(qū)域的中點，作為每只PAPI燈在對應(yīng)時刻的穩(wěn)定光點的坐標(biāo)。將同一PAPI燈在后一時刻與前一時刻的穩(wěn)定光點進行匹配。找到每個光點由白色變成紅色的時刻，當(dāng)相似距離Δd大于閾值時T2時，認為光點由白色變成紅色。繪出Δd隨時間t變化的曲線，依次記錄四盞燈顏色跳變時刻tn。獲取各跳變時刻的飛機定位數(shù)據(jù)，得到飛機高度和飛機距燈具的水平距離之后，計算四盞PAPI燈具的仰角。本發(fā)明提高了飛行校驗的精度、飛行校驗的效率以及校驗的完整性。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于航空飛行校驗技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于視覺的精密進近指示器飛行校驗方法。
背景技術(shù)
精密進近指示器系統(tǒng)(Precision Approach Path Indicator,簡稱PAPI)，是為進近著陸中的飛機提供正確的下滑航道的助航燈光系統(tǒng)。它能夠在飛機降落過程中為飛行員提供正確的下滑航道指示信息和不同的偏離指示信息。工作原理是四只PAPI燈以不同的角度朝向進近著陸的飛機，利用光的折射原理，當(dāng)飛機沿著不同下滑坡度下滑時，飛行員觀察到四只燈的顏色不同，從而提供正確的下滑航道信息和偏離指示信息，為飛機安全著陸提供了可靠的保障。
在國際民航組織附件、民用機場飛行區(qū)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等規(guī)范中都對PAPI燈具的安裝、設(shè)置角度做了明確的規(guī)定。典型的PAPI燈具安裝設(shè)置角度分別為2°30’、2°50’、3°10’和3°30’。在首次投入使用之前和規(guī)定的維護周期間隔都要對PAPI系統(tǒng)的仰角進行飛行校驗。
目前民用機場上PAPI燈光飛行校驗的方法是校驗員對燈光顏色做出目視判斷，手動觸發(fā)校驗事件。存在兩大缺點：一是飛機是動態(tài)的，對校驗員的反應(yīng)時間要求很高，而人工操作可能出現(xiàn)延時。二是不同光照情況下，人眼對光的敏感程度不同；同一光照情況下，不同人對光的敏感程度也不同。這樣不同校驗員對同一設(shè)備的校驗結(jié)果不一致。所以，現(xiàn)行的PAPI燈校驗方法受人為因素影響大，精度低，校驗過程復(fù)雜，自動化程度低。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于視覺的精密進近指示器飛行校驗的方法，利用圖像自動分析代替人眼觀察，視覺識別PAPI燈光顏色的變化，自動記錄校驗時刻飛機空間基準(zhǔn)坐標(biāo)，提高PAPI燈飛行校驗的精度和效率。
本發(fā)明提供的基于視覺的精密進近指示器飛行校驗方法，包括以下步驟：
步驟1、將四只PAPI燈依據(jù)排列順序標(biāo)記為A，B，C，D。飛機上搭載的相機將獲取到的視頻序列實時輸入到計算機中，以每幀圖像作為一個處理單元，依次對當(dāng)前幀圖像進行顯著性區(qū)域檢測；標(biāo)記檢測出來的代表A、B、C、D燈有效位置的矩形區(qū)域分別為RA、RB、RC、RD。
步驟2、依次找到當(dāng)前幀圖像中矩形區(qū)域RA、RB、RC、RD的中點，作為每只PAPI燈在對應(yīng)時刻的穩(wěn)定光點的坐標(biāo)。
步驟3、將同一PAPI燈在后一時刻與前一時刻的穩(wěn)定光點進行匹配。
步驟4、找到每個光點由白色變成紅色的時刻，以HSI顏色對的相似距離Δd為判斷依據(jù)，當(dāng)相似距離大于閾值時T2，認為光點由白色變成紅色。對校驗視頻繪出Δd隨時間t變化的曲線，依次記錄四盞燈顏色跳變時刻tn。
步驟5、獲取各PAPI燈顏色跳變時刻的飛機定位數(shù)據(jù)，得到的飛機高度和飛機距燈具的水平距離之后，計算四盞PAPI燈具的仰角。
所述步驟1中對圖像進行顯著性區(qū)域檢測具體步驟包括：
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于北京航空航天大學(xué)，未經(jīng)北京航空航天大學(xué)許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201810017691.4/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
