[发明专利]一种地基视角多机型飞机起落架收放状态检测方法

权利要求书

1.一种地基视角多机型飞机起落架收放状态检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，利用地基光电成像设备采集N帧飞机降落下滑过程正视角图像，用I_k表示第k帧视频帧图像，k取值为1～N；

步骤2，对I_k进行自适应阈值的边缘特征提取得到边缘特征图E_k；

步骤3，提取边缘特征图E_k中飞机结构信息F_k；

步骤4，利用特征库中存在的机型结构信息定位飞机起落架数量Q与起落架区域位置，用Area_i表示第i个起落架区域位置，i＝1,2,...,Q；

步骤5，分别对每个起落架区域位置进行考察，通过区域内特征图的均线与腰线特征判定起落架收放状态，获得第k帧视频帧图像起落架状态判定的结果

步骤6，重复步骤1至步骤5，累计N帧起落架状态识别结果R_i，根据R_i给出最终判定结果；

步骤1包括：

采用地基视角的飞机下滑降落正视角度图进行飞机起落架收放状态检测，地基长焦复合光电探测设备布设于机场跑道侧翼，布设点与跑道垂直距离保持在M米范围内，使得获取到的图像为飞机降落正视图，复合光电探测设备红外与可见光探测器同时工作，同时采集图像，最终得到N帧飞机降落下滑过程正视角图像；

步骤2包括：

对于原始图像I_k进行算子大小为5的高斯滤波得到图像I′_k，采用Canny边缘检测算法对I′_k进行边缘提取得到边缘特征图E_k，其中Canny边缘检测算法两个参数HighParam与LowParam确定方法如下：

对图像I′_k利用Sobel算子求取其x方向和y方向导数图像，并求取每个像素点的一阶范数梯度强度值得到梯度强度图像I″_k，获取I″_k中最大像素点值MaxV，然后对I″_k建立直方图Hist_k，直方图组数为HistSize，设定阈值参数ThresholdEdge，像素点总数为TotalPix＝Width*Height，其中Width和Height分别为图像I″_k的宽度和高度，计算Hist_k中每个Bin中的像素个数为bin_j,j＝1,2,...,HistSize，累计像素点数之和Bin为直方图数值的分段区间，图像灰度值为0～255，将0～255分为HistSize个等段，则每一段都是一个Bin；

求取一个j的值，使得SumPix≥ThresholdEdge·TotalPix成立，则Canny边缘检测高阈值参数HighParam＝(j+1)·HistSize/MaxV，低阈值参数lowParam＝0.4·HighParam，根据Canny边缘检测算法得到边缘特征图E_k；

步骤3包括：

步骤3-1，对二值图像E_k进行形态学滤波，选择直径为5的圆形算子进行闭运算得到二值图像E′_k，对二值图像E′_k进行连通域分析，提取最大的联通区域，获取点迹集合Pnt＝{E′_k(x_n,y_n),n＝1,2,...,N}，其中E′_k(x_n,y_n)为二值图像E′_k上像素值为1且属于最大联通区域的像素点，获取Pnt的外接矩形区域其中x_min，x_max分别为集合Pnt中像素点E′_k(x_n,y_n)横坐标x_n的最小取值、最大取值，y_min，y_max分别为集合Pnt中像素点E′_k(x_n,y_n)横坐标y_n的最小取值、最大取值，在中寻找左极点Pnt_left＝E′_k(x_min,y′)与右极点Pnt_right＝E′_k(x_max,y″)，确定轴长特征L，其中E′_k(x_min,y′)代表集合Pnt中横坐标x值最小的像素点，y′为该点对应的纵坐标值；E′_k(x_max,y″)代表集合Pnt中横坐标x值最大的像素点，y″为该点对应的纵坐标值；

步骤3-2，计算中心点特征Pnt_center：

从而得到飞机结构信息其中x_center,y_center分别表示中心点Pnt_center的横坐标值和纵坐标值，E′_k(x_center,y_center)表示集合Pnt中横坐标和纵坐标分别为x_center,y_center的像素点；

步骤4包括：

机型结构信息包含起落架个数Q，各起落架的位置分布，结合当前图片特征信息得到起落架区域位置：

其中代表飞机的第i个起落架的区域位置，为Area_i在图像中左上顶点坐标值，为Area_i在图像中右下顶点坐标值；代表计算第i个起落架区域左上顶点坐标的定位系数，代表计算第i个起落架区域右下顶点坐标的定位系数，皆包含于飞机结构信息中。