[发明专利]一种机场跑道外来物识别图像处理装置和方法

说明书

本发明提供一种机场跑道外来物识别图像处理装置和方法，包括高清网络摄像头；与高清网络摄像头连接的FPGA；FPGA连接中控台。通过雷达获取机场跑道的外来物位置信息，并根据外来物位置信息将设置在机场跑道外部的高清网络摄像头的视轴转向外来物所在的区域；高清网络摄像头对外来物所在的区域进行视频采集，处理模块计算接收的当前帧图像的灰度均值，并根据灰度均值与判断是否需要开启激光照明单元；同时根据外来物的位置信息，将外来物在图像上的区域标识出；通过大气湍流图像复原算法对图像进行复原。本发明具备在中弱大气湍流下实现退化图像的清晰复原，提高机场跑道外来物检测系统环境适应能力。

技术领域

本发明涉及一种机场跑道外来物识别图像处理装置好而方法，采用GPU+FPGA技术，通过一种适应于跑道使用环境的外来物目标识别算法，在不同天气条件下完成对外来物的高精度探测，并在中弱大气湍流下实现退化图像的清晰复原，提高机场跑道外来物检测系统环境适应能力。

背景技术

典型的 FOD 目标有金属器件（螺钉、螺帽、垫圈、钉子和保险丝等）、机械工具、飞行物品（私人物品、钢笔、铅笔和纽扣等）、混凝土沥青碎块、橡胶碎片、塑料制品和动植物等。当前国内机场跑道巡检主要依赖道面巡查人员完成，在道面巡查时将关闭跑道，这使得航班通行能力大大降低。

发明内容

本发明提供一种机场跑道外来物识别图像处理装置和方法，以解决现有技术存在的问题。

本发明采用以下技术方案：

一种机场跑道外来物识别图像处理装置，包括：

获取机场跑道图像信息的高清网络摄像头；

通过以太网接口模块接收高清网络摄像头的图像的FPGA；所述FPGA上连接有远端的中控台；

接收FPGA处理后的图像的GPU模块。

所述GPU具有256个通用处理单元，FPGA发送给GPU的图像分为至少9个宏块，每个宏块均发送给不同的通用处理单元上进行并行处理。

所述FPGA与远端的中控台连接的串口上连接有磁耦合电路。

一种机场跑道外来物识别图像处理方法，

S1：通过雷达获取机场跑道的外来物位置信息，并根据外来物位置信息将设置在机场跑道外部的高清网络摄像头的视轴转向外来物所在的大致区域；

S2：高清网络摄像头对外来物所在的区域进行视频采集，并将采集的视频数据通过以太网接收模块传输给后续的处理模块，后续的处理模块接收到视频图像后，计算接收的当前帧图像的平均灰度均值，并将灰度均值与设定的灰度阈值比较，若灰度均值大于设定的阈值，则关闭用于补光的激光照明单元；若灰度均值小于设定的阈值，则打开用于补光的激光照明单元；

S3：根据外来物的位置信息，将外来物在图像上的区域标识出；

S4：通过大气湍流图像复原算法对图像进行复原。

所述S2中，若灰度均值小于设定的阈值，打开用于补光的激光照明单元，然后通过处理模块与远端的中控台连接，获取当前的天气气象信息，使用图像光照补偿算法对图像进行光照补偿。

所述处理模块包括FPFA和与FPGA连接的GPU，FPGA对图像进行滤波和积分图处理后，将处理后的图像发送给GPU。

本发明的有益效果：本发明采用磁耦合隔离技术提高抗雷击和浪涌等能力，可承受±15kV高压而不损坏，电源部分前向主回路的AC-DC变换器具有软启动电路确保后级计算单元稳定供电。具备在中弱大气湍流下实现退化图像的清晰复原，提高机场跑道外来物检测系统环境适应能力。

附图说明

图1为本发明涉及硬件原理框图；