[发明专利]一种指针式航空地平仪示数自动读取实现方法

权利要求书

1.一种指针式航空地平仪示数自动读取实现方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤(1)俯仰角示数读取：包括静态测试读数和动态测试读数；

步骤(11)静态测试读数：

先基于YOLOv3算法进行地平仪刻度线检测，实现地平仪俯仰角示数计算读取，然后基于地平仪动态响应能力检测方法，实现地平仪刻度盘运动的均匀性和平稳性检测；

步骤(12)动态测试读数：

先使地平仪处于振动状态，然后基于固定场景视频消抖快速算法消除振动影响实现地平仪俯仰角示数计算读取；

步骤(2)倾斜角示数读取：包括静态测试读数和动态测试读数；

步骤(21)静态测试读数：

先基于深度学习进行地平仪关键点检测，实现地平仪倾斜角示数计算读取，然后基于地平仪动态响应能力检测方法，实现地平仪指针运动的均匀性和平稳性检测；

步骤(22)动态测试读数：

先使地平仪处于振动状态，然后基于固定场景视频消抖快速算法消除振动影响实现地平仪倾斜角示数计算读取。

2.根据权利要求1所述的一种指针式航空地平仪示数自动读取实现方法，其特征在于：步骤(11)中基于YOLOv3算法进行地平仪刻度线检测具体为：

根据地平仪结构特点，将待检测的刻度线目标分为5类；通过Labelme对不同种类的目标进行标注，进行数据集的制作；再通过YOLOv3算法来进行模型训练，并通过YOLOv3算法来对不同目标进行识别提取。

3.根据权利要求1所述的一种指针式航空地平仪示数自动读取实现方法，其特征在于：步骤(11)中实现地平仪俯仰角示数计算读取具体为：

先将训练好的神经网络对地平仪的地平刻度线和天地刻度线等进行识别检测，对识别到的关键点进行圆心提取，并对刻度线进行中心点提取。

4.根据权利要求3所述的一种指针式航空地平仪示数自动读取实现方法，其特征在于：步骤(11)中实现地平仪俯仰角示数计算读取具体还包括为：再通过计算关键点圆心和不同刻度线中心线中点的距离得到俯仰角。

5.根据权利要求1所述的一种指针式航空地平仪示数自动读取实现方法，其特征在于：步骤(11)以及步骤(21)中地平仪动态响应能力检测方法具体为：

针对地平仪刻度盘和指针运动的均匀性和平稳性检测，通过连续采集多帧画面并采用快速目标识别的方式对画面进行刻度线和指针的识别，然后对特征点进行提取。

6.根据权利要求5所述的一种指针式航空地平仪示数自动读取实现方法，其特征在于：步骤(11)以及步骤(21)中地平仪动态响应能力检测方法具体还包括：根据特征点计算多帧画面之间相关刻度盘和指针运动速度和轨迹，评价地平仪刻度盘和指针运动的均匀性和平稳性。

7.根据权利要求1所述的一种指针式航空地平仪示数自动读取实现方法，其特征在于：步骤(21)以及步骤(22)中固定场景视频消抖快速算法具体为：

针对检测中相机画面抖动，综合考虑计算精度和时间开销，在以Harris角点检测算子和金字塔LK光流法作为运动估计的基础上，通过特征点布局优化、角点亚像素化、RANSAC剔除前景目标和单纯形法优化运动参数来提高抖动参数估计的精度。

8.根据权利要求7所述的一种指针式航空地平仪示数自动读取实现方法，其特征在于：步骤(21)以及步骤(22)中固定场景视频消抖快速算法具体还包括：采用逆映射法和双线性插值算法提高抖动补偿环节重构图像的质量。

9.根据权利要求1所述的一种指针式航空地平仪示数自动读取实现方法，其特征在于：步骤(21)中基于深度学习进行地平仪关键点检测具体为：

针对地平仪表盘指针末端点和数字刻度等两类关键点，利用深度学习技术中的关键点检测算法进行识别提取。

10.根据权利要求1所述的一种指针式航空地平仪示数自动读取实现方法，其特征在于：步骤(21)中实现地平仪倾斜角示数计算读取具体为：

先对所有关键点完成聚类分组，得到地平仪的关键点信息，再在此基础上通过计算指针相对于数字刻度关键点的偏移角度得到倾斜角。