[发明专利]机场跑道橡胶胶痕检测系统及检测方法

说明书

一种机场跑道橡胶胶痕检测系统及检测方法。系统包括信息采集子系统、信息传输子系统和信息识别子系统；信息采集子系统通过信息传输子系统与信息识别子系统连接；信息采集子系统包括GPS定位模块、摄像头模块和下位机模块；信息识别子系统上设有显示器，包括图像特征提取模块、中值滤波模块、二值化处理模块和图像分割模块。本发明提供的机场跑道橡胶胶痕检测系统及检测方法能够弥补传统检测方法的不足，完成机场跑道胶痕检测和判定工作，发出是否除胶信号，从而能够提高维护人员的工作效率，改善机场跑道道面情况，保障飞机的起降安全。

技术领域

本发明属于民航机场跑道胶痕检测技术领域，特别是涉及一种机场跑道橡胶胶痕检测系统及检测方法。

背景技术

我国民航业发展日新月异，在高端技术向前突破的同时，民用航空基础建设也取得大幅度进展，其中机场跑道作为机场运行的关键环节，直接关系到飞机的起落安全。民航机场跑道主要由混凝土浇筑而成，这种特制的道面具有防滑性能，使飞机能够保持有效的制动距离，有利于飞机的滑行安全，便于管制员管理飞机。然而在飞机滑行过程中，飞机轮胎表面与跑道道面发生摩擦会产生高温，致使轮胎表面的橡胶颗粒脱落并附着在跑道上，形成跑道胶痕。积累的胶痕会减小跑道摩擦系数，影响跑道防滑性能，延长飞机滑行距离，对飞机起落安全产生不利影响。因此有必要对机场跑道胶痕的检测和去除方法进行深入研究。

目前国内外机场跑道除胶工作常采用目视直接检测法，这种检测方法主要依靠机场工作人员的经验，通过肉眼对跑道道面进行逐一辨别，对胶痕残留较为严重的区域予以除胶处理。但是人工目视的检测方法只对胶痕附着严重的区域进行除胶处理，具有偶然性和不确定性，同时面对机场跑道庞大作业量，这种检测方法降低了跑道除胶工作的效率。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种简单可行的机场跑道橡胶胶痕检测方法。

为了达到上述目的，本发明提供的机场跑道橡胶胶痕检测系统包括：信息采集子系统、信息传输子系统和信息识别子系统；其中信息采集子系统通过信息传输子系统与信息识别子系统连接；信息采集子系统包括GPS定位模块、摄像头模块和下位机模块，GPS定位模块和摄像头模块分别与下位机模块相连接，下位机模块通过信息传输子系统与作为上位机的信息识别子系统连接而进行信息交换；信息识别子系统上设有显示器，包括图像特征提取模块、中值滤波模块、二值化处理模块和图像分割模块，用于对信息采集子系统经信息传输子系统上传的原始图像信息和位置信息进行检测判别处理后做出是否除胶的指示并显示在显示器上。

本发明提供的利用机场跑道橡胶胶痕检测系统的检测方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)在特种车辆行驶过程中，由所述的摄像头模块实时采集跑道道面的原始图像；与此同时，由GPS定位模块对跑道道面橡胶胶痕位置进行定位，同时获取特种车辆行车速度信息；下位机模块根据特种车辆行驶速度调整摄像头模块的图像采集时间间隔；GPS定位模块和摄像头模块将实时采集的位置信息和原始图像上传至下位机模块进行缓存处理；

2)下位机模块对上述位置信息和原始图像打包处理后经由信息传输子系统上传至信息识别子系统；

3)由图像特征提取模块采用颜色特征提取法，对原始图像进行灰度化预处理，用以区分原始图像的内容，获得特征提取后的图像；

4)由中值滤波模块采用非线性滤波法，用特征提取后的图像中一像素点某邻域窗口内所有像素点灰度值的中值代替该像素点的灰度值，从而消除孤立的噪声点，保持原始图像本身良好的边缘特性，得到灰度化图像；

5)由二值化处理模块采用OTSU算法对上述灰度化图像进行二值化处理，得到二值化图像；

6)由图像分割模块采用基于BP神经网络图像分割法，对上述二值化图像进行BP神经网络训练，提取出RGB值和灰度值数据作为BP神经网络的输入参数，由此创建训练样本并确定出最优化网络参数，并根据最优化网络参数对需要判定的机场跑道胶痕边缘区域进行检测；