[發明專利]采用二維與三維視覺處理相結合的圖像標定方法

在審

• 申請號: 202010791609.0
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN111932635A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 范生宏;勾志陽;吳樹林;王賀;丁立順;邵江;陳雨輝
• 申請（專利權）人: 江蘇普達迪泰科技有限公司
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G06T5/00;G06T5/40;G06T7/149;G06T7/155;G06T7/194
• 代理公司: 天津市尚儀知識產權代理事務所(普通合伙) 12217
• 代理人: 王山

本發明涉及機場道面異物檢測技術領域，具體為采用二維與三維視覺處理相結合的圖像標定方法。本發明利用二維圖像采集機構和三維圖像采集機構分別獨立的采集機場道面圖像，采集完成后分別將圖像反饋給圖像計算核心；圖像計算核心再對二維圖像和三維圖像分別進行計算，然后再進行融合運算，最終確定異物形態并獲得異物的坐標位置。本發明利用Dempster?Shafer證據理論融合了二維與三維路面異物檢測結果，并獲得道面異物的深度特征和外形輪廓，從而提高了異物檢測的準度，提高了道面清理人員的工作效率。

技術領域

本發明涉及機場道面異物檢測技術領域，具體為采用二維與三維視覺處理相結合的圖像標定方法。

背景技術

機場跑道異物(簡稱FOD)一直以來都是危害飛機飛行安全的重要因素之一，其不僅影響起落架的展開與收斂，也影響著襟翼等設備的正常運行，而更為嚴重的是一旦異物被吸入發動機內，不僅會導致發動機受損，造成重大經濟損失，甚至可能引發事故奪去飛行員和乘客的寶貴生命。根據國家民航局統計，全國每年因機場道面異物導致的飛機輪胎損壞達4000多條，全球每年因機場道面異物造成的直接損失至少達30至40億美元，因此對于機場道面異物的檢測刻不容緩。

目前，我國也在大力開發自己獨立的FOD檢測系統，或采用雷達，或采用視覺掃描機構，但總體而言，和國外先進的設備相比仍有不小的差距，這主要體現在識別精度不夠，且常容易造成誤判，比如將輪胎剎車印誤判成異物，或對于小體積物體無法識別。這主要是因為，現有技術中的視覺掃描機構所采集到的二維平面圖像無法清楚的還原機場道面信息，無法獲得異物的深度特征，也難以確定異物的輪廓，所以才會頻繁出現誤判和漏判，因此，若能夠設計一種可以將二維平面圖像與三維輪廓圖像相融合的異物識別技術，將可以大大提高異物的探測精度，為機場工作人員的異物清理帶來便利，為此，我們提出了采用二維與三維視覺處理相結合的圖像標定方法以良好的解決上述弊端。

發明內容

本發明的目的在于提供采用二維與三維視覺處理相結合的圖像標定方法，用于將圖像采集機構采集到的二維平面圖像與三維輪廓圖像進行融合，并獲取異物的深度特征和輪廓，提高異物的探測精度。

本發明的上述發明目的是通過以下技術方案得以實現的：

采用二維與三維視覺處理相結合的圖像標定方法，包括以下步驟：

步驟一：利用二維圖像采集機構和三維圖像采集機構分別獨立的采集機場道面圖像，采集完成后分別將圖像反饋給圖像計算核心；

步驟二：圖像計算核心對二維圖像采集機構反饋的圖像依次進行標定和預處理操作；

步驟三：圖像計算核心對步驟二處理后的圖像進行輪廓梯度提取；

步驟四：圖像計算核心對三維圖像采集機構反饋的圖像進行預處理操作；

步驟五：圖像計算核心將步驟三處理后的二維圖像與步驟四處理后的三維輪廓圖像進行融合運算，最終確定異物形態并獲得異物的坐標位置。

進一步的，所述步驟二中針對二維圖像進行的預處理包括有以下步驟：

S1：對標定后的圖像進行灰度化和空間濾波處理；

S2：對S1處理后的圖像進行分段線性灰度增強處理；

S3：對S2處理后的圖像進行分割，然后再進行形態學圖像處理；

S4：對S3處理后當圖像進行特征提取和識別，并輸出結果。

進一步的，所述步驟三中針對二維圖像進行的輪廓梯度提取包括有以下步驟：

S1：令迭代系數次數為t＝0，精度控制參數res＝0.1；

S2：利用Forstner算子和內插值法進一步提高精度t＝t+1；