[发明专利]基于颜色直方图特征的民航飞机空速管套安全警示方法

说明书

本发明涉及一种基于颜色直方图特征的民航飞机空速管套安全警示方法，包括：截取包含有空速管的候选区域，保存候选区域；对候选区域筛选，得经目标检测后的图像；在空间域对图像对比度进行增强得到增强图像；对增强图像进行颜色通道灰度值的颜色量化，得到颜色直方图特征；从颜色直方图特征中提取两类特征长向量，添加标签并整合成训练数据集和测试数据集；将训练数据集导入到分类器并设置分类器初始参数；将训练数据集导入到优化后的分类器；取待测民航飞机空速管套待测试图像样本，完成空速管套是否正常摘取的检测识别；若检测识别到空速管套未正常摘取则发出安全警示。本发明能有效解决现有人为目视检查存在的工作量大以及可靠性低的问题。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及一种基于颜色直方图特征的民航飞机空速管套安全警示方法。

背景技术

空速管广泛应用于测量飞机的空速和高度，是飞机全静压系统的最核心部件，空速管发生故障会严重威胁飞行安全。空速管的典型失效模式包括加热失效，静压孔堵塞和全压管管口堵塞。为防止因砂尘、蚊虫等异物侵入而导致管口堵塞，需要使用皮托管套和静压孔堵盖。此外，如有昆虫活动、沙尘暴或火山灰增多可能污染皮托管和静压孔时，也需要安装保护套和堵盖，外来物如昆虫堵塞了皮托管、静压孔，会引起空速/高度感应信号误差，影响飞行安全。现代民航飞机上一般使用带有20～70cm长红色飘带的凯夫拉编织护套作为空速管套。

但是空速管套却常因工作人员航前疏忽忘记取下，成为飞行中空速管堵塞的主要原因。现行航空公司为了防止这种维修人为差错的通常做法是认为目视检查，其是民航飞机维护中最基本、最常用的检查方法之一，但目视检查工作量较大，分别占货机和客机机务维修检查工作量的80％和90％以上。同时还存在一定的缺陷：即依然会因为人为因素导致空速管套未正常摘取导致的生产类故障，因此认为该方法严重依赖于人的目检，并不可靠。

机器视觉是用机器代替人眼来做测量和判断，是通过图像采集系统代替人眼获取外界信息，然后利用图像处理系统代替人神经系统处理和传输视觉信息，最后利用计算机综合分析系统代替人脑的视觉中枢分析与判断视觉信息。机器视觉在速度、准确性、灰度分辨力、空间分辨力、感光范围等方面具有人类视觉无可比拟的优势，可适应现代生产制造维修自动化的需求。其中采用的图像处理技术是指用计算机对图像进行分析处理，减少图像中影响分析结果的因素，提取所需要信息的一种技术，其包含图像增强和复原灰度变换，分割和压缩等技术。因此，亟需设计一种利用机器视觉检查空速管套是否全部取下的技术方案。

发明内容

为了改善民航飞机航行前检查受人为主观因素影响大，可靠性不高的问题，本发明提出了一种基于颜色直方图特征的民航飞机空速管套安全警示方法，其能有效解决现有人为目视检查存在的工作量大以及可靠性低的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：

一种基于颜色直方图特征的民航飞机空速管套安全警示方法，包括如下步骤：

步骤A.采用固定步长的划窗法截取包含有空速管的候选区域，并保存截取的候选区域；

步骤B.对候选区域使用模板匹配法结合HSV颜色模型内颜色直方图方法进行筛选，去除无用信息，得到经目标检测后的图像；

步骤B的具体过程如下：

步骤B1.采取基于灰度的模板匹配法，选定600×600像素的模板图片，将候选区域与模板图片进行匹配，之后采取归一化互信息来度量图片相似度，计算各候选区域图片与模板图片的归一化互信息N(A,B)＝[H(A)+H(B)]/H(A,B)，其中H(A)、H(B)分别为图像A、B的信息熵，H(A,B)是图像A与B的联合信息熵；

步骤B2：引入HSV颜色模型下的颜色直方图特征辅助识别，统计各候选区域图像H通道灰度在[0，1/24]、[23/24，1]红色范围的的归一化频数比率；