[发明专利]一种飞机入离位状态识别方法

说明书

本发明提供了一种飞机入离位状态识别方法，包括步骤构建机场场面飞机数据集；构建YOLOX‑CS飞机检测模型，将待检测视频输入YOLOX‑CS飞机检测模型中，得到飞机在该视频各帧图像中的检测框信息；将检测框信息输入BYTE跟踪器，获得包括轨迹框坐标、轨迹ID在内的飞机轨迹信息文件；平滑轨迹数据而后计算停机位处飞机在监控视频中的位移情况，判断视频中的飞机为推入或推出状态，并通过文本形式反馈入位到达时刻和离位开始时刻至图像中对应飞机框中。本方法针对停机位侧向监控视频内入离位的飞机进行检测与跟踪，为机场协同决策提供数据参考，助力机场运行管理精细化管理。

技术领域

本发明属于机场运行管理领域，尤其是涉及一种飞机入离位状态识别方法。

背景技术

民航运行具有较强的系统性，一架飞机从起飞到完成过站再次起飞，其间涉及撤轮挡等共几十个保障节点、十几家驻场单位，而各民航运行主体隶属关系各不相同，存在较大的信息壁垒，机场协同决策系统（Airport Collaborative Decision Making，A-CDM）应运而生。

CDM是面向机场的协调决策方法，通过信息态势共享来改善空管能力，优化航班延误及成本计算等问题。民航局今年发布的《机场协同决策实施规范》里统一和具体地列出了航班运行全流程共48个保障节点。其中，航空器实际入位时刻、推出时刻均对机场运行保障具有重要作用。但是在实际运行中，这些关键节点数据存在缺失度较高、人力化程度高、难以追溯查实、数据准确度低的问题。

远程塔台、孪生机场等机场辅助系统可为获取保障节点信息提供技术和数据支撑。在这些系统中，视频监控设备都扮演了重要角色。相较于场面雷达监视系统，视频监控都有低成本且覆盖广的优点，可以有效监视机场场面态势，为管制人员提供直观的图像信息。目前，在停机位处布设的大量监控设备仅具备传统记录和查看功能，无法智能地采集数据，反馈地面服务进程。因此，如何通过视觉的方式，利用监控视频准确地获得飞机入位、推出时刻已成为重要问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种飞机入离位状态识别方法，通过低成本的视频监控为机场、航司等单位提供准确的入离位数据资源，助力机场运行管理精细化。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种飞机入离位状态识别方法，包括如下步骤

步骤1：构建机场场面飞机数据集，包括多个机场场面视频监控设备及机场塔台安全拍摄获得的机场场面飞机的图像数据，并进行数据处理；

步骤2：构建YOLOX-CS飞机检测模型，YOLOX-CS飞机检测模型包括主干特征提取网络、加强特征提取网络和预测部分，并在加强特征提取网络中引入卷积块注意模块，使用步骤1构建的机场场面飞机数据集训练YOLOX-CS飞机检测模型，将待检测视频输入YOLOX-CS飞机检测模型中，得到飞机在该待检测视频各帧图像中的检测框信息，包括检测框左上角坐标、检测框宽度、检测框高度以及检测框置信度；

步骤3：将步骤2得到的每帧检测框信息输入BYTE跟踪器，获得飞机轨迹信息文件，并利用步骤1构建的机场场面飞机数据集测试跟踪效果，得到各项评价指标；

步骤4：处理飞机轨迹信息文件，计算停机位处飞机在监控视频中的位移情况，判断视频中的飞机是推入或推出状态，并通过文本形式反馈入位到达时刻和离位开始时刻至图像中对应飞机轨迹ID上。

进一步的，所述步骤1具体包括

步骤101：采集机场场面监控视频和机场塔台安全拍摄得到的视频和单帧图片，并将其存储入计算机；

步骤102：对视频与图片数据进行筛选，去除重复图像；