[发明专利]采用二维与三维视觉处理相结合的图像标定方法

说明书

本发明涉及机场道面异物检测技术领域，具体为采用二维与三维视觉处理相结合的图像标定方法。本发明利用二维图像采集机构和三维图像采集机构分别独立的采集机场道面图像，采集完成后分别将图像反馈给图像计算核心；图像计算核心再对二维图像和三维图像分别进行计算，然后再进行融合运算，最终确定异物形态并获得异物的坐标位置。本发明利用Dempster‑Shafer证据理论融合了二维与三维路面异物检测结果，并获得道面异物的深度特征和外形轮廓，从而提高了异物检测的准度，提高了道面清理人员的工作效率。

技术领域

本发明涉及机场道面异物检测技术领域，具体为采用二维与三维视觉处理相结合的图像标定方法。

背景技术

机场跑道异物(简称FOD)一直以来都是危害飞机飞行安全的重要因素之一，其不仅影响起落架的展开与收敛，也影响着襟翼等设备的正常运行，而更为严重的是一旦异物被吸入发动机内，不仅会导致发动机受损，造成重大经济损失，甚至可能引发事故夺去飞行员和乘客的宝贵生命。根据国家民航局统计，全国每年因机场道面异物导致的飞机轮胎损坏达4000多条，全球每年因机场道面异物造成的直接损失至少达30至40亿美元，因此对于机场道面异物的检测刻不容缓。

目前，我国也在大力开发自己独立的FOD检测系统，或采用雷达，或采用视觉扫描机构，但总体而言，和国外先进的设备相比仍有不小的差距，这主要体现在识别精度不够，且常容易造成误判，比如将轮胎刹车印误判成异物，或对于小体积物体无法识别。这主要是因为，现有技术中的视觉扫描机构所采集到的二维平面图像无法清楚的还原机场道面信息，无法获得异物的深度特征，也难以确定异物的轮廓，所以才会频繁出现误判和漏判，因此，若能够设计一种可以将二维平面图像与三维轮廓图像相融合的异物识别技术，将可以大大提高异物的探测精度，为机场工作人员的异物清理带来便利，为此，我们提出了采用二维与三维视觉处理相结合的图像标定方法以良好的解决上述弊端。

发明内容

本发明的目的在于提供采用二维与三维视觉处理相结合的图像标定方法，用于将图像采集机构采集到的二维平面图像与三维轮廓图像进行融合，并获取异物的深度特征和轮廓，提高异物的探测精度。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

采用二维与三维视觉处理相结合的图像标定方法，包括以下步骤：

步骤一：利用二维图像采集机构和三维图像采集机构分别独立的采集机场道面图像，采集完成后分别将图像反馈给图像计算核心；

步骤二：图像计算核心对二维图像采集机构反馈的图像依次进行标定和预处理操作；

步骤三：图像计算核心对步骤二处理后的图像进行轮廓梯度提取；

步骤四：图像计算核心对三维图像采集机构反馈的图像进行预处理操作；

步骤五：图像计算核心将步骤三处理后的二维图像与步骤四处理后的三维轮廓图像进行融合运算，最终确定异物形态并获得异物的坐标位置。

进一步的，所述步骤二中针对二维图像进行的预处理包括有以下步骤：

S1：对标定后的图像进行灰度化和空间滤波处理；

S2：对S1处理后的图像进行分段线性灰度增强处理；

S3：对S2处理后的图像进行分割，然后再进行形态学图像处理；

S4：对S3处理后当图像进行特征提取和识别，并输出结果。

进一步的，所述步骤三中针对二维图像进行的轮廓梯度提取包括有以下步骤：

S1：令迭代系数次数为t＝0，精度控制参数res＝0.1；

S2：利用Forstner算子和内插值法进一步提高精度t＝t+1；