基于图像识别技术的可遥控自动除胶系统及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于机场跑道着陆区的轮胎胶印清除技术领域，特别是涉及一种基于图像识别技术的可遥控自动除胶系统及控制方法。
【背景技术】
[0002]随着民航运输业的繁荣发展，机场跑道上起降的飞机变得日益密集，因此跑道着陆区路面上附着的黑色胶印也日益增厚。这些黑色胶印会降低飞机轮胎与跑道之间的摩擦系数，从而影响飞机起降安全，因此，根据相关条例规定，当飞机跑道路面的摩擦阻尼系数小于0.5时，就应当对跑道进行除胶。当前，国内外机场跑道的除胶设备主要包括车载式或者手推式高压清理机、地面铣刨机、移动式抛丸机等，如合肥通用机械研宄院开发的GM-300-J型车载式机场跑道除胶车、英国喷射系统有限公司(Jetting Systems Ltd.)开发的车载式除胶车。可见，现有除胶设备均需要人工在现场进行操作，即人工控制设备的移动方向、人工查找跑道路面上的黑色胶印、人工启动车载的胶印清理机构、人工监控除胶设备上的仪表读数等；此外，现有的车载式除胶车购置和使用费用高昂，据民航资源网数据显示，从国外购置的车载式除胶车每台单价约为400万，而使用一次该除胶车的价格在15到20万。在民航运输日益繁荣的时代背景下，这类设备由于受人力限制而显得效率低下，同时由于价格昂贵而难以普及；而且考虑到大部分机场会将这类除胶工作安排在机场关闭的夜间，从而会导致操作这类设备的工作人员作息时间黑白颠倒、工作负担重等问题。
【发明内容】
[0003]为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于图像识别技术的可遥控自动除胶系统及控制方法。
[0004]为了达到上述目的，本发明提供的基于图像识别技术的可遥控车载式自动除胶系统包括:自动除胶车和监控器两部分，其中自动除胶车通过无线的方式与监控器相连接；自动除胶车包括车体和安装在车体上的自主导航子系统、胶印识别子系统、胶印清理子系统及无线通信子系统；无线通信子系统分别与自主导航子系统、胶印识别子系统和胶印清理子系统相连接；
[0005]所述的自主导航子系统、胶印识别子系统和胶印清理子系统能够通过无线通信子系统实现相互之间的数据交换；
[0006]监控器为自动除胶车的远程操控平台，由无线通信模块和远程监控子系统组成；远程监控子系统与无线通信模块相连接，并通过无线通信模块与自动除胶车上的无线通信子系统实现无线连接；
[0007]远程监控子系统用于显示自动除胶车的状态、控制自动除胶车的动作，并通过无线通信模块与自动除胶车进行信息交换。
[0008]所述的无线通信子系统和无线通信模块为GPRS无线通信模块，所述的远程监控子系统为在个人计算机上搭建的监控平台。
[0009]所述的自主导航子系统由跑道标线识别模块、GPS定位模块、动力转向驱动模块和导航中央控制模块组成，其中:导航中央控制模块分别与跑道标线识别模块、GPS定位模块、动力转向驱动模块和无线通信子系统相连接；跑道标线识别模块包括安装在车体前端的摄像头和高速图像处理芯片，其中摄像头用于采集车体前方识别区域内诸如跑道中线、跑道边线及轮胎胶印等信息，高速图像处理芯片利用图像识别算法得出跑道的白色中轴线，自动除胶车以此为参照物进行导航；动力转向驱动模块主要包括车载电池组、大功率电动机和传动机构，其主要负责车体的左右转弯和前进后退等动作；导航中央控制模块主要负责接收无线通信子系统和跑道标线识别模块的信号，控制动力转向驱动模块的具体动作，同时向无线通信子系统发送当前自动除胶车的运动参数；仅当自动除胶车处于自动模式时，GPS定位模块才启动，辅助跑道标线识别模块工作，共同实现自主导航。
[0010]所述的胶印识别子系统由胶印识别模块和识别中央控制模块组成，其中胶印识别模块通过识别中央控制模块与无线通信子系统相连接，主要采用高速图像处理芯片，其能够利用图像识别算法对摄像头采集的车体前方识别区域内的轮胎胶印进行识别，并通过在线模板比对技术对混凝土材质跑道路面上的橡胶胶印进行评估；中央控制模块根据胶印识别模块的胶印评估结果判断是否启动胶印清理子系统，同时由识别中央控制模块1.22为无线通信子系统、导航中央控制模块和胶印清理中央控制模块提供胶印信息。
[0011]所述的胶印清理子系统由清理电机驱动模块和胶印清理中央控制模块组成；清理电机驱动模块主要用于与胶印清理有关的机构的动力输出；胶印清理中央控制模块即时获取识别中央控制模块和无线通信子系统的信号，综合控制清理电机驱动模块驱动相应除胶机构工作。
[0012]所述的跑道标线识别模块和胶印识别模块上的高速图像处理芯片采用W99713图像处理芯片、日本NEC的图像并行处理芯片IMAPCAR2及美国TI公司的TM320C6X。
[0013]本发明提供的基于图像识别技术的可遥控自动除胶系统所采用的控制方法的具体步骤如下:
[0014]1、启动自动除胶车和监控器的总电源，实现系统上各硬件的初始化；硬件启动正常转步骤，否则蜂鸣器报错提示；
[0015]2、启动远程监控子系统和无线通信子系统，实现自动除胶车和远程监控子系统的数据通信校验，数据校验无误转步骤，否则远程监控子系统报错提示；远程监控子系统和无线通信子系统一旦启动将持续运行，直到手动关闭为止；
[0016]3、远程监控子系统向自动除胶车发送控制指令，自动除胶车接收到这些控制指令后转步骤，否则提示远程监控子系统重新发送；
[0017]4、自动除胶车执行接受的控制指令。
[0018]本发明提供的基于图像识别技术的可遥控自动除胶系统及控制方法具有如下技术效果:
[0019]1、使用摄像头代替人眼，进行自动除胶车的自动导航和胶印自动识别，因此车体上无需设置驾驶室，避免了原有除胶车对驾驶员的依赖，减轻了现有除胶设备对现场工作人员的压力，有助于节省人力，降低车载式除胶车的成本；
[0020]2、使用无线通信技术实现一台远程监控子系统对多台自动除胶车的远程监控，提高了跑道胶印清理的效率。
【附图说明】
[0021]图1为本发明提供的基于图像识别技术的可遥控自动除胶系统组成框图。
[0022]图2为本发明提供的基于图像识别技术的可遥控自动除胶系统中自主导航子系统组成框图。
[0023]图3为本发明提供的基于图像识别技术的可遥控自动除胶系统中胶印识别子系统组成框图。
[0024]图4为本发明提供的基于图像识别技术的可遥控自动除胶系统中胶印清理子系统组成框图。
[0025]图5为本发明提供的基于图像识别技术的可遥控自动除胶系统的控制方法简图。
[0026]图6为本发明提供的基于图像识别技术的可遥控自动除胶系统中一台监控器操控多台自动除胶车时模拟图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图和具体实施例对本发明提供的基于图像识别技术的可遥控自动除胶系统及其控制方法进行详细说明。
[0028]如图1所示，本发明提供的基于图像识别技术的可遥控自动除胶系统包括自动除胶车I和监控器2两部分，其中自动除胶车I通过无线的方式与监控器2相连接；自动除胶车I包括车体和安装在车体上的自主导航子系统1.1、胶印识别子系统1.2、胶印清理子系统1.3及无线通信子系统1.4 ;无线通信子系统1.4分别与自主导航子系统1.1、胶印识别子系统1.2和胶印清理子系统1.3相连接；
[0029]所述的自主导航子系统1.1、胶印识别子系统1.2和胶印清理子系统1.3能够通过无线通信子系统1.4实现相互之间的数据交换；
[0030]监控器2为自动除胶车I的远程操控平台，由无线通信模块2.1和远程监控子系统2.2组成；远程监控子系统2.2与无线通信模块2.1相连接，并通过无线