机场近空复杂环境异物监测及预警方法
【专利摘要】本发明涉及一种机场近空环境监测及预警方法，属于机场安全防护相关【技术领域】。包括如下步骤：(1)对机场净空进行扫描，获取初始图像信息；(2)对步骤(1)中获取的机场跑道图像特征分析，得到待测区域；(3)机场跑道背景建模；(4)图像边缘检测；(5)若步骤(4)中图像边缘检测结果为1，则判断机场近空存在异物，进行预警提示；若图像边缘检测结果为0，则判断机场近空不存在异物，属于安全范畴，无需预警。本发明方法利用飞行间隙(着陆前)，自动进行机场区周边环境的净空扫描，及时发现风筝、气球、超高吊车等空中障碍，较人工目视不仅增加了频度，发现能力更是得到大幅提升。
【专利说明】机场近空复杂环境异物监测及预警方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种机场近空环境监测及预警方法，属于机场安全防护相关【技术领域】。
【背景技术】
[0002]现行机场环境监测及预警的方法主要通过信号员和值班人员使用望远镜瞭望，初略观测机场上空的鸟群、低空云层以及跑道停机坪、机场周边的风筝、漂浮物、超高建筑及施工塔吊等具有潜在威胁的异常物体，由于观测视角大、范围广，复杂环境下经常有忽略视角、判断不及时等问题，存在安全隐患。
【发明内容】
[0003]为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种适用于各型飞机近场飞行时机场近空复杂环境异物监测及预警的方法。该方法通过对飞行近空区域不定时的扫描，进行空中异物检测，并快速准确的对异物进行识别，分析潜在的威胁并预警。
[0004]本发明目的是通过下述技术方案实现的:机场近空复杂环境异物监测及预警方法，其特征在于:包括如下步骤:
[0005](I)对机场净空进行扫描，获取初始图像信息； [0006](2)对步骤(1)中获取的机场跑道图像特征分析:对原始图像进行区域分割，得到待测区域，将待测区域定位在较小的周围内，对原始图像的区域分割可提高目标检测算法的效率；
[0007](3)机场跑道背景建模:进行区域分割后场景采用中值滤波法进行背景建模，获得了运动前景；
[0008](4)图像边缘检测:采用图像边缘检测算法，最优化数值方法，以适应信噪比低，复杂度高，光照条件不均的实际应用图像；
[0009](5)若步骤(4)中图像边缘检测结果为1，则判断机场近空存在异物，进行预警提
示(干预)；若图像边缘检测结果为0，则判断机场近空不存在异物，属于安全范畴，无需预
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[0010]所述步骤(3)中机场跑道背景建模过程中，运用的低通滤波算法公式如下:
【权利要求】
1.机场近空复杂环境异物监测及预警方法，其特征在于:包括如下步骤: (1)对机场净空进行扫描，获取初始图像信息； (2)对步骤(1)中获取的机场跑道图像特征分析:对原始图像进行区域分割，得到待测区域； (3)机场跑道背景建模:进行区域分割后场景采用中值滤波法进行背景建模，获得了运动前景； (4)图像边缘检测:采用图像边缘检测算法，最优化数值方法，以适应信噪比低，复杂度高，光照条件不均的实际应用图像； (5)若步骤⑷中图像边缘检测结果为1，则判断机场近空存在异物，进行预警提示；若图像边缘检测结果为O，则判断机场近空不存在异物，无需预警。
2.根据权利要求1所述的机场近空复杂环境异物监测及预警方法，其特征在于:所述步骤(3)中机场跑道背景建模过程中，运用的低通滤波算法公式如下:
N -1 Bk= Σ ail ki=0 K -1 其中，对某位置的像素点，取当前帧及之前N-1帧图像像素值的中值，作为当前帧图像的背景像素值，即 为: I =f(bn_j +LlM±llkJ-(x -bn_,)
-b?-1
3.根据权利要求1所述的机场近空复杂环境异物监测及预警方法，其特征在于:所述步骤(4)图像边缘检测算法为:通过对边缘图像中各边缘像素点进行分析和边缘细化，依据数字图像像素排列的特点，与进行原始图像像素点比较分析处理，当像素点P U，y)不满足式算法(I)和(2)时，就认为不满足匹配值条件，需要进行分割处理； 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对于X e [I, m]y e [I, η],其中图像平面Ω为mXn 1)判定像素P(x, y)为边缘点，令 E(x, y) = I, S(x, y) e (T1XT0, + )和(x,y) e (T2XT0T1XT0) 2)判定像素P(x，y)不是边缘点，令E(X，y) = O, else。
【文档编号】G06T7/20GK104021557SQ201410265776
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月13日 优先权日:2014年6月13日
【发明者】王小凌, 朱德成, 侯宇杰 申请人:沈阳飞机工业（集团）有限公司