[发明专利]一种无人机的机场跑道FOD自动探测方法

说明书

本发明公开了一种无人机的机场跑道FOD自动探测方法，根据探测任务，控制无人机/无人机队沿设定的飞行航线飞行时，拍摄无任何障碍物时所述机场跑道的图像；根据所述探测任务，控制无人机/无人机队沿所述飞行航线飞行时，拍摄运行一段时间后所述机场跑道的图像；通过对比无任何障碍物时所述机场跑道的图像和运行一段时间后所述机场跑道的图像，判断运行一段时间后的所述机场跑道上是否有FOD，实现了机场跑道FOD的自动探测，降低了人工检测FOD的成本，也提高了检测FOD的精确度，缩短了检测时间。

技术领域

本发明涉及机场跑道探测领域，特别涉及一种无人机的机场跑道FOD自动探测方法。

背景技术

目前，民航业快速发展，机场的不断扩建扩容，机场的繁忙程度不断增加，导致运行安全问题也被频繁提出。

各类型的飞机在起飞和着陆的过程中偶尔会丢失一些小部件。这些部件留在跑道上，可能会损坏其他起落飞机的轮胎、机身或挡风玻璃，并很可能吸入发动机，导致严重的安全事故。全球范围内出现FOD(跑道异物)导致的直接和间接事故成本高达130亿美元每年。目前FOD是导致多起航空事故的主要原因之一。所以跑道上FOD的检测和清理对保障机场运行安全起到了重要的作用。然而，现有的机场FOD(跑道异物)检测，对人力的需求很大，检测时间长，并且人通过视觉检测FOD不一定可靠。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的人力需求大、检测时间长、可靠性低的不足，提供一种无人机的机场跑道FOD自动探测方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种无人机的机场跑道FOD自动探测方法，包括如下步骤：

步骤一、根据输入的待进行FOD探测的机场跑道的参数数据以及无人机的参数数据，确定所述探测任务；

步骤二、根据所述探测任务，控制无人机/无人机队沿设定的飞行航线飞行时，拍摄无任何障碍物时所述机场跑道的图像；

步骤三、根据所述探测任务，控制无人机/无人机队沿所述飞行航线飞行时，拍摄运行一段时间后所述机场跑道的图像；

步骤四、通过对比所述步骤二和所述步骤三中拍摄的所述机场跑道的图像，判断运行一段时间后的所述机场跑道上是否有FOD。

优选的，所述步骤二和所述步骤三中，根据所述探测任务，控制无人机/无人机队在所述飞行航线上设定的拍照点，拍摄所述机场跑道的图像；所述步骤四中，通过对比同一拍照点拍摄的所述机场跑道的图像，以判断运行一段时间后的所述机场跑道上是否有FOD。

优选的，所述步骤四中，将步骤二和步骤三分别在同一拍照点拍摄的图像转换为灰度图像；然后对齐两个灰度图像，确定二者之间的绝对差异；将存在绝对差异的部分锐化成二进制图像；根据所述二进制图像，确定运行一段时间后的所述机场跑道上是否有FOD。

优选的，所述二进制图像的FOD周围绘制FOD边框；在运行一段时间后的所述机场跑道的图像中覆盖上所述FOD边框；将覆盖了所述FOD边框的所述图像用显示屏进行显示。

优选的，所述步骤一，所述机场跑道的参数数据包括机场跑道的宽度、数量和布局，所述无人机的参数数据包括无人机机载相机的地面覆盖区域范围；根据机场跑道的宽度、数量和布局，以及无人机机载相机的地面覆盖区域范围，确定执行所述探测任务的无人机的数量和每架无人机的飞行航线。

优选的，所述飞行航线包括起飞点、航线关键点；所述航线关键点包括无人机飞行航线拐角点的经度、纬度和飞行高度。

优选的，所述飞行高度h与地面采样间隔GSD相关：

其中，d_w是无人机机载相机的地面覆盖区域范围，是图像帧的尺寸，以像素为单位；