[发明专利]跑道监视系统和方法

权利要求书

1.一种用于探测跑道上异物、碎片或外物损伤的监视系统包括：

一个或多个摄像机，以俘获所述跑道的图像；以及

一图像处理系统，基于由所述摄像机俘获图像的自适应图像处理，来探测所述跑道上的外物损伤；

其中，所述监视系统对于外物损伤探测是自适应可操作的，在白天和夜晚环境光线条件下，无需辅助照明装置，如红外或激光照明装置。

2.根据权利要求1所述的监视系统，其中所述图像处理系统应用图像增强方法以增强所述俘获图像。

3.根据权利要求2所述的监视系统，其中用于增强所述俘获图像的装置包括一高通滤波器，一Sobel X从左至右过滤器以及一Sobel X从右至左过滤器，或一对所俘获图像的Scharr X过滤器。

4.根据权利要求2或3所述的监视系统，其中所述图像处理系统决定即时处理是白天还是夜晚；并且从夜晚所俘获的图像探测异常光线条件，比如由于飞机着落或飞机起飞或地面交通工具移动所导致的。

5.根据权利要求4所述的监视系统，其中所述异常光线条件的探测包括整体直方图和统计分析以便将每幅图和一个或多个先前图像作比较，并且以参考阈值所得到的强度变化为基础，确认所述异常光线条件。

6.根据权利要求4或5所述的监视系统，其中从进一步处理中忽略所述异常光线条件被探测的图像。

7.根据权利要求2至6中的任一权利要求所述的监视系统，其中所述图像处理系统自适应地估计不同环境条件下用于最优外物损伤边缘提取的一个或多个阈值；并基于逐步获悉的背景图像边缘图，利用一统计方法，产生一像素级边缘图，以便决定将被用来生成像素级阈值图的灰度查找表。

8.根据权利要求7所述的监视系统，其中所述图像处理系统进一步应用时域滤波到一叠像素级边缘图，以便只保留强边缘图，其仅由已累积通过阈值的像素所组成。

9.根据权利要求8所述的监视系统，其中所述图像处理系统进一步使所述强边缘图经受自适应背景获悉，所述自适应背景获悉包括：

比较先前即时获得的背景边缘图像和当前图像；

识别跑道上的缓慢变化特征；以及

更新具有所述缓慢变化特征的所述背景边缘图像。

10.根据权利要求9所述的监视系统，其中所述图像处理系统进一步生成一复合背景边缘图，其包括一自适应背景边缘图，一先前获悉并存储的白天或夜晚背景边缘图，以及一为特定季节或天气条件产生的季节性标记图。

11.根据权利要求10所述的监视系统，其中所述图像处理系统进一步将所述复合背景边缘图和强边缘图作比较；并去除背景边缘以提取一外物损伤的可疑边缘图。

12.根据权利要求11所述的监视系统，其中所述图像处理系统进一步进行边缘滤波，以便相对于环境变化，从所述可疑边缘图过滤不需要的边缘，并且从所述可疑边缘图中计算外物损伤的边缘参数。

13.根据权利要求12所述的监视系统，其中所述环境条件包括白天到夜晚的转换，或夜晚到白天的转换，天气条件，雨，烟，云等。

14.根据在前权利要求中任一权利要求所述的监视系统，其中所述图像处理进一步在一视频显示器上，覆盖一外物损伤图到跑道的一可疑区域，以警示在控制塔或控制室内进行外物损伤探测的工作人员。

15.根据权利要求14所述的监视系统，其中排列一个或多个摄像机，或一个或多个辅助摄像机，用于变焦到所述可疑区域，以进行视觉验证。

16.根据在前权利要求中任一权利要求所述的监视系统，其中所述图像处理系统进一步将所述外物损伤分类。

17.根据在前权利要求中任一权利要求所述的监视系统，其中所述一个或多个摄像机包括一个或多个静态摄像机，一个或多个非静态摄像机，或静态摄像机和非静态摄像机的组合。

18.根据在前权利要求中任一权利要求所述的监视系统，其中所述摄像机放置在所述跑道的一侧。

19.根据在前权利要求中任一权利要求所述的监视系统，其中所述摄像机以交错的方式放置在所述跑道的两侧。