[发明专利]一种具有涂装反射影响补偿功能的飞机残冰检测装置

说明书

一种具有涂装反射影响补偿功能的飞机残冰检测装置。其包括三角支架、红外光源、多相机图像采集装置、红外光谱分析仪、图像处理系统和计算机；本发明在模板匹配算法中采用像素相关性约束和机身固定结构两种约束条件。首先将待匹配图像经过像素相关性匹配算法去除无用点，然后根据飞机机身固定结构的特征采用机身固定结构约束匹配算法再进一步剔除误匹配对，从而提取出精确的匹配点。这样模板图像中所有的特征点均可由此匹配算法在待匹配图像中精确提取出来。另外，本装置中的图像采集系统处理时是将四部CCD相机采集的近红外数字图像与模板图像上的特征点进行匹配，依据光谱仪检测数据进行修正，减少飞机涂装反射干扰，提高残冰检测速度和效率。

技术领域

本发明属于民航机场飞机地面残冰检测技术领域，特别是涉及一种可补偿飞机涂装反射影响的飞机残冰检测装置。

背景技术

在冬季，我国北方大部分机场易受冰雪天气的影响，飞机积冰容易导致大量航班延误，从而造成经济损失。因此，提高飞机冬季除冰保障水平是降低冬季飞机延误的有效方法之一。而飞机除冰后的残冰检测又极为关键，直接影响除冰效率和飞行安全，并且成为国际民航领域研究的重点课题。

基于近红外多光谱的飞机地面残冰自动检测方法是基于冰、水在不同的波段下不同发射特性的差异而对飞机表面的残冰进行识别的。视觉检测区域利用CCD相机和特定机型结构特征的检测定位，以便于确定残冰位置。系统工作时飞机表面反射的红外光线经滤光片、相机镜头进入CCD相机并经图像采集、图像处理等环节得到特定光谱范围检测区域每一个点的反射光强值。图像采集时用分时采集的方法，四个波段的滤光片在轮盘的控制下分时转动到镜头前部采集相应波长通道下的图像。

上述方法存在的问题就是没有考虑飞机涂装的反射影响，飞机涂装覆盖机身表面，不同涂装具有的发射特性差异较大，对残冰检测精度有影响，为了提高残冰检测效果，需要考虑补偿涂装反射带来的影响。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种具有涂装反射影响补偿功能的飞机残冰检测装置，在采集飞机残冰图像的同时对飞机涂装的反射特性进行检测，以达到减小飞机涂装反射误差的目的。

为了达到上述目的，本发明提供的具有涂装反射影响补偿功能的飞机残冰检测装置包括三角支架、红外光源、多相机图像采集装置、红外光谱分析仪、图像处理系统和计算机；其中三角支架的下端固定在地面上；红外光源安装在三角支架的中下部位，用于对飞机蒙皮表面的待检测区进行照射；红外光谱分析仪安装在三角支架中部，用于实时检测飞机蒙皮表面的红外光谱，并通过对红外光谱的分析得到蒙皮各区域的红外反射特性；多相机图像采集装置包括四部CCD相机，四部CCD相机安装在三角支架的顶部两侧，以红外光谱分析仪为中心排列成一个矩形，每部CCD相机的镜头前面都安装有一个滤光片，四个滤光片具有不同带通，并且四部CCD相机均与图像处理系统连接；图像处理系统和红外光谱分析仪均与计算机连接，计算机控制四部CCD相机同时拍照，同时处理图像处理系统和红外光谱分析仪传送过来的数据，进行残冰检测分析和判断。

所述的CCD相机1采用工业红外CCD相机。

本发明提供的具有涂装反射影响补偿功能的飞机残冰检测装置在模板匹配算法中采用了两种约束条件：像素相关性约束和机身固定结构约束。首先将待匹配图像经过像素相关性匹配算法去除无用点，然后根据飞机机身固定结构的特征采用机身固定结构约束匹配算法再进一步剔除误匹配对，从而提取出精确的匹配点。这样模板图像中所有的特征点均可由此匹配算法在待匹配图像中精确提取出来。另外，本装置中的计算机处理时是将四部CCD相机采集的近红外数字图像与模板图像上的特征点进行匹配，可以快速处理图像，节省时间，并且能够减少环境因素干扰，依据光谱仪检测数据进行修正，减少飞机涂装反射干扰，提高残冰检测速度和效率。

附图说明

图1为本发明提供的具有涂装反射影响补偿功能的飞机残冰检测装置结构示意图。

图2为本发明提供的模板匹配过程示意图。