[发明专利]一种基于近红外多光谱残冰检测的多相机图像采集装置

说明书

技术领域

本发明属于民航机场飞机除冰后的残冰检测技术领域，特别是涉及一种基于近红外多光谱残冰检测的多相机图像采集装置。

背景技术

近年来，我国民航业快速发展，但在运行保障能力方面还存在不足。在冬天全国范围内大部分机场易受冰雪天气影响，从而导致大量航班延误，结果给人们出行带来不便。因此，开展飞机除冰自动化技术研究，提高飞机冬季除冰自动化水平和效率已成为我国降低冬季飞机延误的重要手段之一。而飞机除冰后的残冰检测又极为关键，直接影响除冰效率和飞行安全，并且成为国际民航领域研究的重点课题。

基于近红外多光谱理论的飞机地面残冰自动检测方法研究，可提升我国民航冬季运行保障能力，大量减少我国航班因为冰雪天气造成的延误，提高了正点率。虽然现阶段采用的近红外多光谱飞机残冰检测技术可以有效检测残冰的面积，并且检测残冰的厚度可以精确到0.5mm。该方法基于冰、水在不同的波长下产生不同的反射与散射，建立模型。视觉检测区域利用CCD相机和特定机型结构特征的检测定位，以便于确定残冰位置。系统工作时飞机表面反射的红外光线经滤光片、相机镜头进入CCD相机并经图像采集、图像处理等环节得到特定光谱范围检测区域每一个点的反射光强值。图像采集时用分时采集的方法，四个波段的滤光片在轮盘的控制下分时转动到镜头前部采集相应波长通道下的图像。

以上方法存在的问题就是各通道下的图像不是同时采集，所以环境变化带来的干扰无法消除，因此对残冰检测精度存在影响，为了提高残冰检测效果，需要考虑从原理上消除环境差异带来的误差。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能够减少环境误差的基于近红外多光谱残冰检测的多相机图像采集装置。

为了达到上述目的，本发明提供的基于近红外多光谱残冰检测的多相机图像采集装置包括三角支架、红外光源、多相机图像采集装置和图像处理系统；其中三角支架的下端固定在地面上；红外光源安装在三角支架的中间部位，用于对飞机蒙皮待检测区进行照射；多相机图像采集装置包括一部颜色识别相机和四部CCD相机；每部CCD相机的镜头前面都安装有一个具有不同带通的滤光片；其中颜色识别相机位于中间部位，四部CCD相机在颜色识别相机的四角呈矩形设置；五部相机均与图像处理系统相连接，并且由图像处理系统控制五部相机同时拍照。

所述的CCD相机为工业红外CCD相机；颜色识别相机为工业可见光相机。

本发明提供的基于近红外多光谱残冰检测的多相机图像采集装置在模板匹配算法中采用了两种约束条件：像素相关性约束和机身固定结构约束。首先将待匹配图像经过像素相关性匹配算法去除无用点，然后根据飞机机身固定结构的特征采用机身固定结构约束匹配算法再进一步剔除误匹配对，从而提取出精确的匹配点。这样模板图像中所有的特征点均可由此匹配算法在待匹配图像中精确提取出来。另外，本装置中的图像采集系统处理时是将五部相机采集的数字图像与模板图像上的特征点进行匹配，可以快速处理图像，节省时间，并且能够减少环境因素干扰，提高残冰检测速度和效率。

附图说明

图1为本发明提供的基于近红外多光谱残冰检测的多相机图像采集装置结构示意图。

图2为本发明提供的模板匹配过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的基于近红外多光谱残冰检测的多相机图像采集装置进行详细说明。

如图1所示，本发明提供的基于近红外多光谱残冰检测的多相机图像采集装置包括三角支架9、红外光源8、多相机图像采集装置7和图像处理系统6；其中三角支架9的下端固定在地面上；红外光源8安装在三角支架9的中间部位，用于对飞机蒙皮待检测区进行照射；多相机图像采集装置7包括一部颜色识别相机5和四部CCD相机1；每部CCD相机1的镜头前面都安装有一个具有不同带通的滤光片；其中颜色识别相机5位于中间部位，四部CCD相机1在颜色识别相机5的四角呈矩形设置；五部相机均与图像处理系统6相连接，并且由图像处理系统6控制五部相机同时拍照。

所述的CCD相机(1)为工业红外CCD相机；颜色识别相机5为工业可见光相机。