[发明专利]一种基于机器视觉的入坞飞机实时捕获方法及系统

说明书

一种基于机器视觉的入坞飞机实时捕获方法及系统，该方法包括将监测场景划分为不同的信息处理功能区，以提高处理效率；基于中值滤波的背景模型、混合高斯背景模型或基于核密度概率估计的背景模型来模拟场景中背景的动态分布并进行背景建模，然后将当前帧与背景模型作差分以消除背景；统计通过背景消除提取的前景区域中的灰度值进行阴影消除；建立标准正面飞机区域模板，检测提取目标区域并求取该区域的垂直投影曲线，然后求取该垂直投影曲线与所述标准正面飞机区域模板的垂直投影曲线的相关系数判定是否为飞机，通过检测捕获到的飞机的引擎和前轮来进一步验证。本发明还提供了对应实现上述方法的入坞飞机实时捕获系统。

技术领域

本发明涉及一种泊位飞机定位及引导技术，特别是一种用于飞机泊位引导的运动物体检测、特征识别和验证的基于机器视觉的入坞飞机实时捕获方法及系统。

背景技术

飞机泊位引导是指将到港飞机从滑行道末端导引至机坪的停机位置并准确停泊的过程。飞机泊位引导的目的是保障入坞飞机安全准确停泊，能方便飞机与各种地勤接口的准确对接，并使登机桥能有效靠接飞机舱门，提高机场运行效率和安全。自动飞机泊位引导系统按使用传感器的类型不同主要分为：(1)地埋线圈类；(2)激光扫描测距类；(3)视觉感知类。由于激光扫描测距类和视觉感知类自动引导系统能有效获取入坞飞机的可视化信息，因此该两类自动飞机泊位引导系统又称为可视化泊位引动系统。地埋感应线圈类自动引导系统通过探测是否有金属物体经过或停留来确定入坞飞机的位置。地埋感应线圈的优点是响应速度快、成本低，对天气和照度无要求，但误差较大、抗干扰能力低。同时，埋在地下的引线和电子元件容易被压坏、可靠性不高，测量精度不高，不能识别机型，可调试可维修性差。激光扫描测距类自动引导系统通过激光测距和激光扫描来确定飞机位置、速度和机型等信息，不受环境照度的影响、且受天气影响较小，精度较高，可调试可维修性好，但成本较高，且激光扫描频率有限，限制了引导的实时性和稳定性。视觉感知类自动引导系统通过光学成像方式获取飞机入坞过程的图像信息，进而通过智能化信息处理技术确定入坞飞机的位置、速度和机型等信息，系统架构简单、成本低，具有高的智能化水平，可调性可维护性较好，但对天气和照度有要求、适应性较差。

随着视觉感知成像技术、智能化信息处理技术和计算机技术的不断深入发展，可视化飞机泊位引导技术能精确、快速获取入坞飞机的入坞信息，已在机场的泊位引导系统中得到应用。美国Honeywell公司研制的可视化飞机泊位引导系统(VDGS)和德国西门子公司研制的视频泊位引导系统(VDOCKS)作为国际领先水平的视觉引导设备也在国际上一些机场得到应用，但这些系统对天气和照度要求较高、适应性较差，且缺乏智能化的信息处理能力。在整个泊位飞机引导过程中，飞机跟踪和定位、机型识别及身份验证操作都是在泊位飞机捕获之后进行。如果泊位系统并未捕获到泊位飞机，那么后续的一切操作将不会执行。因此，泊位飞机的快速、准确捕获是泊位引导系统完成泊位飞机引导任务的基础和前提。一个快速、准确的泊位飞机捕获方法能够为后续的飞机机型识别、跟踪和引导提供更准确的信息和更多的处理时间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够快速、准确捕获泊位飞机基于机器视觉的入坞飞机实时捕获方法及系统。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于机器视觉的入坞飞机实时捕获方法，其中，包括如下步骤：

S1、飞机泊位场景设置，将监测场景划分为不同的信息处理功能区，以缩小图片的处理区域范围，提高处理效率；

S2、飞机捕获，包括：

S21、背景消除，基于中值滤波的背景模型、混合高斯背景模型或基于核密度概率估计的背景模型来模拟场景中背景的动态分布并进行背景建模，然后将当前帧与背景模型作差分以消除背景；

S22、阴影消除，统计通过背景消除提取的前景区域中的灰度值，找出最大灰度值gmax和最小灰度值gmin，然后在灰度值小于T＝gmin+(gmax-gmin)*0.5的区域进行阴影消除；