機場近空復(fù)雜環(huán)境異物監(jiān)測及預(yù)警方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種機場近空環(huán)境監(jiān)測及預(yù)警方法，屬于機場安全防護相關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】。包括如下步驟：(1)對機場凈空進行掃描，獲取初始圖像信息；(2)對步驟(1)中獲取的機場跑道圖像特征分析，得到待測區(qū)域；(3)機場跑道背景建模；(4)圖像邊緣檢測；(5)若步驟(4)中圖像邊緣檢測結(jié)果為1，則判斷機場近空存在異物，進行預(yù)警提示；若圖像邊緣檢測結(jié)果為0，則判斷機場近空不存在異物，屬于安全范疇，無需預(yù)警。本發(fā)明方法利用飛行間隙(著陸前)，自動進行機場區(qū)周邊環(huán)境的凈空掃描，及時發(fā)現(xiàn)風(fēng)箏、氣球、超高吊車等空中障礙，較人工目視不僅增加了頻度，發(fā)現(xiàn)能力更是得到大幅提升。
【專利說明】機場近空復(fù)雜環(huán)境異物監(jiān)測及預(yù)警方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機場近空環(huán)境監(jiān)測及預(yù)警方法，屬于機場安全防護相關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)行機場環(huán)境監(jiān)測及預(yù)警的方法主要通過信號員和值班人員使用望遠鏡瞭望，初略觀測機場上空的鳥群、低空云層以及跑道停機坪、機場周邊的風(fēng)箏、漂浮物、超高建筑及施工塔吊等具有潛在威脅的異常物體，由于觀測視角大、范圍廣，復(fù)雜環(huán)境下經(jīng)常有忽略視角、判斷不及時等問題，存在安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種適用于各型飛機近場飛行時機場近空復(fù)雜環(huán)境異物監(jiān)測及預(yù)警的方法。該方法通過對飛行近空區(qū)域不定時的掃描，進行空中異物檢測，并快速準確的對異物進行識別，分析潛在的威脅并預(yù)警。
[0004]本發(fā)明目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的:機場近空復(fù)雜環(huán)境異物監(jiān)測及預(yù)警方法，其特征在于:包括如下步驟:
[0005](I)對機場凈空進行掃描，獲取初始圖像信息； [0006](2)對步驟(1)中獲取的機場跑道圖像特征分析:對原始圖像進行區(qū)域分割，得到待測區(qū)域，將待測區(qū)域定位在較小的周圍內(nèi)，對原始圖像的區(qū)域分割可提高目標檢測算法的效率；
[0007](3)機場跑道背景建模:進行區(qū)域分割后場景采用中值濾波法進行背景建模，獲得了運動前景；
[0008](4)圖像邊緣檢測:采用圖像邊緣檢測算法，最優(yōu)化數(shù)值方法，以適應(yīng)信噪比低，復(fù)雜度高，光照條件不均的實際應(yīng)用圖像；
[0009](5)若步驟(4)中圖像邊緣檢測結(jié)果為1，則判斷機場近空存在異物，進行預(yù)警提
示(干預(yù))；若圖像邊緣檢測結(jié)果為0，則判斷機場近空不存在異物，屬于安全范疇，無需預(yù)
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目O
[0010]所述步驟(3)中機場跑道背景建模過程中，運用的低通濾波算法公式如下:
【權(quán)利要求】
1.機場近空復(fù)雜環(huán)境異物監(jiān)測及預(yù)警方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)對機場凈空進行掃描，獲取初始圖像信息； (2)對步驟(1)中獲取的機場跑道圖像特征分析:對原始圖像進行區(qū)域分割，得到待測區(qū)域； (3)機場跑道背景建模:進行區(qū)域分割后場景采用中值濾波法進行背景建模，獲得了運動前景； (4)圖像邊緣檢測:采用圖像邊緣檢測算法，最優(yōu)化數(shù)值方法，以適應(yīng)信噪比低，復(fù)雜度高，光照條件不均的實際應(yīng)用圖像； (5)若步驟⑷中圖像邊緣檢測結(jié)果為1，則判斷機場近空存在異物，進行預(yù)警提示；若圖像邊緣檢測結(jié)果為O，則判斷機場近空不存在異物，無需預(yù)警。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機場近空復(fù)雜環(huán)境異物監(jiān)測及預(yù)警方法，其特征在于:所述步驟(3)中機場跑道背景建模過程中，運用的低通濾波算法公式如下:
N -1 Bk= Σ ail ki=0 K -1 其中，對某位置的像素點，取當(dāng)前幀及之前N-1幀圖像像素值的中值，作為當(dāng)前幀圖像的背景像素值，即 為: I =f(bn_j +LlM±llkJ-(x -bn_,)

-b?-1
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機場近空復(fù)雜環(huán)境異物監(jiān)測及預(yù)警方法，其特征在于:所述步驟(4)圖像邊緣檢測算法為:通過對邊緣圖像中各邊緣像素點進行分析和邊緣細化，依據(jù)數(shù)字圖像像素排列的特點，與進行原始圖像像素點比較分析處理，當(dāng)像素點P U，y)不滿足式算法(I)和(2)時，就認為不滿足匹配值條件，需要進行分割處理； 所述的算法⑴:
(Max (bx (x, y), b5 (x, y))≥(Max (b3 (x, y), b7 (x, y)) & (S (x, y-1) < S(x, y)&S(x, y) >(S(x, y+1))
(Max (b2 (x, y)，b7 (x, y))≥(Max (bx (x, y), b5 (x, y)) & 算法 2 所述的算法(2) 令T1≥T2,那么X，y對于X e [I, m]y e [I, η],其中圖像平面Ω為mXn 1)判定像素P(x, y)為邊緣點，令 E(x, y) = I, S(x, y) e (T1XT0, + )和(x,y) e (T2XT0T1XT0) 2)判定像素P(x，y)不是邊緣點，令E(X，y) = O, else。
【文檔編號】G06T7/20GK104021557SQ201410265776
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】王小凌, 朱德成, 侯宇杰 申請人:沈陽飛機工業(yè)（集團）有限公司