雾天机场跑道异物检测算法研究

• 作 者: 张东海
• 出 处: 中国民航大学
• 发表日期: 2013年期
• 关键词: 图像去雾 跑道提取 异物检测 边缘检测 数学形态学

在民航业快速发展的同时,随之而来的安全隐患问题也日益增多。机场跑道上的异物会在飞机起飞和降落过程中,对飞机造成极大的损害,已在国内外造成多次重大空难事故。因此,提高机场跑道异物检测效率及准确性是保障民航运输业安全运行的关键,所以急需一种可行方案来解决上述问题。论文在分析和研究了现有的异物检测系统的基础上,并结合实际应用需要,选择一种基于CCD视觉传感器的监控扫描系统。本课题主要工作是应用计算机数字图像处理技术解决有雾天气条件下机场跑道异物自动检测的问题,针对该问题主要分为三个部分进行了研究:图像的去雾、机场跑道区域的提取、异物图像分割与质心定位。首先,根据成像过程中的大气物理散射模型,提出了一种改进的基于暗原色先验的去雾方法,不仅能够准确估计大气光而且极大的提高了算法的运算速度,并将该算法应用于雾天机场跑道图像进行验证;然后,通过讨论各种常用的边缘检测算子,将其应用于机场跑道图像测试,对处理结果加以分析比较,选择适合本文的最佳算子,得到边缘图之后再用Hough直线检测算法结合跑道边线的固有特征单独提取出没有其他背景干扰的跑道区域。最后,根据异物的特征,应用一系列数学形态学方法在提取出的跑道区域中进行异物的图像分割、质心定位,并给出异物在图像中的像素坐标,为确定其在三维空间中的准确位置做准备。每一章最后都对讨论的算法进行了测试,验证了算法的可行性。