[发明专利]一种机场跑道异物检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种机场异物检测装置及方法，该装置包括图像采集模块和视觉检测模块；图像采集模块通过USB接口与视觉检测模块相连接，并包含一字形线激光器、PCI接口的USB3.0扩展卡、高速工业相机、镜头和滤光片；视觉检测模块用于实现机场跑道异物的检测功能，包含图像预处理和特征提取识别算法。本发明采用并排安装的图像数据采集单元构成，在检测过程中，携带检测设备的移动设备沿待检测的跑道区域行驶，每次单程的检测宽度等于相机的有效图像采集视场，利用图像处理算法进行处理，从而分析出跑道上是否有异物。

技术领域

本发明涉及图像识别领域中的异物检测和识别技术领域，主要涉及一种用于机场跑道异物检测装置及方法。

背景技术

FOD(Foreign Object Debris)是任何不属于机场的可能损伤飞行器的外来物质，即跑道异物。FOD根据材质不同分为混凝土碎片、金属碎片、橡胶碎片、塑料碎片等。目前国内机场跑道的检查工作主要依赖于人工步行方式检测，在道路检测的过程中需要关闭机场跑道，大大降低了航班的通行时间，而且人工检测主要依赖于工人的主观意念，受人为心情和精神影响较大，容易出现漏检测等情况，随着机器视觉技术和人工智能技术的不断发展，开发智能化机场跑道异物检测系统具有重要意义。

一种用于机场跑道异物检测装置及方法针对机场跑道路面FOD检测，根据飞行部常务大队日常工作需求，测试地点分为飞行器起降的重点区域及非重点区域，对于起降重点区域的轮印具有良好的抗干扰能力，对于轮印中的异物仍能够实现准确的检测。该方法能够实现全天候检测，可工作在白天、夜晚、雾天、雨雪(极端恶劣天气除外)等气候条件下。

发明内容

本发明的目的是针对现有国内机场跑道靠道面巡查人员人工检测存在效率低下的问题，提供一种能够对国内机场跑道进行实时智能检测的系统，降低工人的劳动强度，提高航班的通行效率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明一种机场跑道异物检测装置的特点包括：图像采集模块和视觉检测模块；

所述图像采集模块包含：一字形线激光器、PCI接口的USB3.0扩展卡、高速工业相机、工业镜头和滤光片；

所述高速工业相机设置在机场跑道路面的正上方位置，所述一字形激光器作为光源并与所述高速工业相机的垂直距离成α度夹角照射于路面，α的角度在30-45度范围内；

所述高速工业相机配合滤光片以及工业镜头垂直采集机场跑道路面的图像信息，并通过USB3.0接口的PCI扩展卡实时将所述图像信息传输给视觉检测模块；

所述视觉检测模块用于实现机场跑道异物的检测功能，并包含：图像预处理单元和特征提取检测单元；

所述图像预处理单元采用图像高斯去噪模型去除所述图像信息中的噪声点干扰，再对去噪后的图像信息进行二值化阈值分割处理，得到二值化图像；然后对相邻两帧的二值化图像进行差分运算，得到差分图像；最后对所述差分图像进行遍历，计算出差分图像在纵轴上的图像数据跳变值和断裂值，当跳变值或断裂值大于所设置的阈值时，表示机场跑道路面上存在异常物体。

本发明所述机场跑道异物检测装置的特点也在于：设置所述图像采集模块为N组并排分布，其中，任意一个图像采集模块的检测区域为L，而N组图像采集模块的检测区域扩展小于L×N。

所述图像采集模块中一字形激光器发射一束光到机场跑道上，并经过机场跑道的反射后进入滤光片进行滤光，得到红色的激光后射入所述工业镜头并在高速工业相机上成像。

本发明一种机场跑道异物检测方法的特点是按如下步骤进行：

步骤1、在移动平台上设置有高速工业相机，且所述高速工业相机设置在机场跑道路面的正上方位置上；

步骤2、设置所述一字形激光器与所述高速工业相机的垂直距离成α度夹角照射于路面；