近幾年民用航空技術(shù)迅速發(fā)展,隨之而來機場區(qū)域的安全保障對飛機成功起飛和降落起著決定性作用。而機場跑道病害為航空器飛行安全帶來巨大的安全隱患,針對機場跑道病害視覺檢測方法的研究,本文主要對機場跑道采集時的圖像處理和采集后的病害檢測進行了研究,具體包括圖像采集系統(tǒng)設計及視覺檢測系統(tǒng)的標定方法研究、機場跑道病害檢測前的圖像預處理研究、機場跑道病害檢測研究三個方面。（1）研究了線陣CCD相機的標定方法,為提高線陣CCD相機內(nèi)參校準精度,確定準確的攝像機模型,結(jié)合線陣CCD成像特性,借助于小孔成像模型和垂線法,提出建立線陣CCD相機成像的非參數(shù)模型來進行內(nèi)參校準,直接確定空間特征點與成像點間的映射關(guān)系以及理想成像點與實際成像點間的畸變量大小,同時選擇重投影誤差作為評價標準,對比分析其優(yōu)勢。（2）研究機場跑道病害檢測前的圖像預處理。首先對機場跑道圖像采集進行了誤差補償;其次針對環(huán)境中常出現(xiàn)的高斯噪聲和椒鹽噪聲兩者的混合噪聲,基于自適應中值濾波算法對椒鹽噪聲的敏感,加權(quán)梯度倒數(shù)濾波算法對高斯噪聲的敏感,雙邊濾波算法的保邊降噪優(yōu)點,提出了一種融合自適應梯度加權(quán)倒數(shù)的雙邊濾波算法。然后施加兩者不同強度的... 

【文章來源】：中國民航大學天津市

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

跑道病害

2中國民航大學碩士學位論文降落起著決定性作用。如圖1-2所示，跑道出現(xiàn)的裂紋、膠痕對高速轉(zhuǎn)動的機輪有可能造成輪胎破損，微小的跑道脫落物可能會造成發(fā)動機故障，均可能致使一定的生命財產(chǎn)甚至航空災難的發(fā)生等。當機場跑道道面出現(xiàn)了橫、縱向裂紋、塊狀裂紋，周向裂紋、龜裂以及橡膠膠痕和跑道脫落物等病害時，不但是影響了機場跑道道面的整體美觀，更為突出的致命要點是這些病害所隱藏著巨大的安全隱患。在機場跑道道面遭到這些病害尤其是裂紋與膠痕后，極大影響到跑道壽命及航空器的起降安全，這使得機場跑道病害檢測技術(shù)的提高也迫在眉睫[6-7]。（a）飛機輪胎磨損（b）飛機沖出跑道（c）空難圖1-2跑道病害的危害綜上所述，針對以上待解決問題，本課題擬對機場跑道病害采用視覺檢測方法，通過車載移動裝置配合高速線陣CCD掃描成像系統(tǒng)對機場跑道掃描進行圖像采集，研究機場跑道病害檢測和識別的圖像處理等相關(guān)技術(shù)與方法。重點針對機場跑道圖像采集前對線陣CCD攝像機的內(nèi)參校準，采集過程中的誤差補償、圖像拼接，以及研究圖像噪聲去除問題以期得到高質(zhì)量的機場跑道圖像，為后續(xù)精確的實現(xiàn)機場跑道病害的檢測與識別提供現(xiàn)實依據(jù)基矗1.2機場跑道病害檢測的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1970年初往后，法國交通管理有關(guān)研發(fā)部門逐步推出更新?lián)Q代的路面攝影車(GERPHO)。如圖1-3所示，人們對機場跑道病害的檢測由最初的人字墻耗時、耗力的人工檢測，且工作環(huán)境充滿眾多的不安全性和不確定性，而且受人為因素影響太大，轉(zhuǎn)換到通過移動車載PC機進行人工記錄和分析數(shù)據(jù)，進而很大程度有效地避免了人工檢查現(xiàn)場的風險性[8]。

3中國民航大學碩士學位論文圖1-3跑道病害的人工檢測20世紀50年代，美國地球技術(shù)公司(EarthTechnologyCorporation)牽頭研發(fā)出了路面狀況評價系統(tǒng)(PavementConditionEvaluationService-PCES)[9]，如圖1-4的圖a所示，該裝置首次引入行式掃描攝像機。行式掃描攝像機以20Mhz頻率，512×512像素/次對道面進行圖像采集。移動測試車載裝置安裝有補光源，在光線不足或外界環(huán)境光線過強時可自動給予或補償光源，速度最快可控制在100km/h。伴隨著數(shù)字化進程的發(fā)展，在機場跑道道面病害探測系統(tǒng)自動報警預警功能開發(fā)，高速CCD攝像機和計算機視覺技術(shù)的廣泛推廣與發(fā)展，此時具有一定示范和發(fā)揮引導作用有IMS工作室的PAVUE系統(tǒng)、美國PAVEDEX研發(fā)部門的PAS1系統(tǒng)、澳大利亞NSW交通運輸局與CRISO公司聯(lián)合研發(fā)的具有高度智能化的機場跑道破損檢測車RoadCrack等。此外，瑞典基設服務(IME)在1995年先后開發(fā)出更新中的PAVUE系統(tǒng)，如圖1-4圖c所示，該移動車載裝置主要包括數(shù)據(jù)采集與儲存系統(tǒng)和圖像分析與檢測系統(tǒng)。其中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)含有速度移動補償裝置、照明系統(tǒng)、攝像裝置等，時速可控制在8-88km/h，對于機場跑道病害中的裂紋檢測有良好的效果，但是整個檢測系統(tǒng)裝置的實現(xiàn)成本相對來說都比較高，除此外在車載軟硬件中的圖像處理系統(tǒng)含有很強的微處理器提高檢測時效性[10]。（a）美國地球科技公司PCES系統(tǒng)（b）加拿大Roadware公司ARAN

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]地鐵隧道圖像數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)[D]. 亓大鵬.北京交通大學 2016
[4]基于機器視覺的表面平整度檢測方法研究[D]. 謝劍.中南大學 2014
[5]霧天機場跑道異物檢測算法研究[D]. 張東海.中國民航大學 2013
[6]隧道襯砌裂縫車載檢測圖像分析研究[D]. 王睿.西南交通大學 2012
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[8]石油開采過程中的散裝油管計數(shù)方法研究[D]. 于聯(lián)周.東北大學 2012
[9]基于SIFT的圖像配準及其應用研究[D]. 李穎.中南民族大學 2012
[10]基于圖像處理的混凝土裂縫寬度檢測技術(shù)的研究[D]. 盧曉霞.電子科技大學 2010



本文編號：3316248