[发明专利]一种机场跑道胶痕自动识别方法

权利要求书

1.一种机场跑道胶痕自动识别方法，其特征在于：所述的机场跑道胶痕自动识别方法包括按顺序进行的下列步骤：

步骤1)构建跑道胶痕识别系统；所述的跑道胶痕识别系统包括上位机(1)和下位机(2)；其中：上位机(1)包括无线网卡(3)和PC机(4)；下位机包括单片机(5)、摄像头(6)和WIFI模块(7)，其中，单片机(5)分别与摄像头(6)和WIFI模块(7)相连接，WIFI模块(7)通过无线网卡(3)与PC机(4)连接；

步骤2)利用摄像头(6)实时采集机场跑道着落区路面的原始图像，然后经单片机(5)、WIFI模块(7)和无线网卡(3)传送给PC机(4)，在PC机(4)中裁剪下除胶设备不能触及的区域，得到有效识别区域图像；

步骤3)建立RGB立方体模型，将机场跑道着落区路面上所有的颜色表示出来，确定标准灰度线和灰度空间，并将灰度空间划分为白色、灰色、黑色三个区域；

步骤4)利用阈值K将上述有效识别区域图像中的黑色胶痕与其他物体区分开，然后将有效识别区域图像数据经矩阵变换映射到RGB立方体模型中，得到机场跑道胶痕识别公式，利用该公式识别出重度胶痕区、轻度胶痕区、无胶痕区和跑道异物。

2.根据权利要求1所述的机场跑道胶痕自动识别方法，其特征在于：在步骤1)中，所述的摄像头(6)采用0V7670摄像头，多个摄像头(6)间隔距离排成一排设置在位于机场跑道着落区外侧的草地上。

3.根据权利要求1所述的机场跑道胶痕自动识别方法，其特征在于：在步骤2)中，所述的在PC机(4)中裁剪下除胶设备不能触及的区域，得到有效识别区域图像的方法是：某一摄像头(6)实际采集的原始图像为机场跑道着落区路面上四边形ABDC区域的图像，其中原始图像远端上顶点为A点，远端下顶点为B点，近端上顶点为C点，近端下顶点为D点，离摄像头6越远的区域，其视角越宽，即AB边长于CD边；除胶设备的最大工作宽度上边界线与下边界线之间的区域，上边界线经过C点且垂直于机场跑道长度方向，下边界线经过D点且垂直于机场跑道长度方向，上边界线和下边界线与AB边的交点分别为E点和F点；上边界线和下边界线以外的三角形ACE和三角形BDF区域是除胶设备不能触及的区域；从原始图像中裁剪下除胶设备不能触及的区域，得到有效识别区域图像，即四边形CEFD区域的图像。

4.根据权利要求1所述的机场跑道胶痕自动识别方法，其特征在于：在步骤3)中，所述的建立RGB立方体模型，将机场跑道着落区路面上所有的颜色表示出来，确定标准灰度线和灰度空间，并将灰度空间划分为白色、灰色、黑色三个区域的方法是：

首先，建立RGB立方体模型，其中点O坐标为(0,0,0)，点N坐标为(255,255,255)，点O到点N之间的连线为RGB立方体模型的对角线ON，该对角线ON是从黑到白渐变的标准灰度线；然后，以对角线ON为轴，以任意一点M到对角线ON的距离r为半径作一圆柱体，并将该圆柱体近似为灰度空间；最后，从点N到点O沿标准灰度线将灰度空间划分为白色、灰色、黑色三个区域。

5.根据权利要求1所述的机场跑道胶痕自动识别方法，其特征在于：在步骤4)中，所述的利用阈值K将上述有效识别区域图像中的黑色胶痕与其他物体区分开，然后将有效识别区域图像数据经矩阵变换映射到RGB立方体模型中，得到机场跑道胶痕识别公式，利用该公式识别出重度胶痕区、轻度胶痕区、无胶痕区和跑道异物的方法是：

当空间内任意一点处于以RGB立方体模型中对角线ON为轴，r为半径的圆柱体内时，可近似将该点视为机场跑道着落区路面上正常物体的颜色；否则，则认为是跑道异物；然后，为了将黑色胶痕与其他物体区分开，引入一个阈值K，阈值K的数值为R、G、B值的算术平均值；再次，将有效识别区域图像进行矩阵转换，映射到RGB立方体模型中；最后，根据半径r的大小，分辨出跑道异物、重度胶痕区、轻度胶痕区和无胶痕区。

6.根据权利要求5所述的机场跑道胶痕自动识别方法，其特征在于：所述的机场跑道胶痕识别公式为：

式中，p、q1和q2均是阈值，其中阈值p将RGB立方体模型中圆柱体区域以外的区域归类为跑道异物；阈值q1和q2将RGB立方体模型中圆柱体区域截成三部分，即重度胶痕区、轻度胶痕区和无胶痕区；阈值p、q1、q2的最佳取值可利用跑道胶痕识别系统对实物进行对比测试来确定。