一种机场跑道异物检测快速定位方法技术

本发明专利技术属于光电产品应用技术领域，具体涉及一种机场跑道异物检测快速定位方法，通过采用多帧累计算法，将异物报警位置信息与报警次数进行统计；并采用模拟跑道与实际位置信息相结合的方法，对报警次数大于阈值T的每个目标进行计算，根据当前视场编号、实际测量所得的视场大小以及目标位置信息得到该目标的实际位置；最后将该目标的报警框与实际位置信息显示于模拟机场跑道图像上，从而实现机场跑道异物检测的快速定位。通过本发明专利技术技术方案的应用，使得机场跑道异物检测系统的操作更加人性化，异物位置信息更为准确。同时，可以直观可视化的形式显示异物的实际位置，使得异物定位更加快速，为异物的后期清理工作带来了便利。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光电产品应用
，具体涉及一种机场跑道异物检测快速定位方法。
技术介绍
本专利技术基于机场跑道异物检测系统，其主要功能是通过探测器获取机场跑道区域的探测数据，对探测数据进行分析，获取跑道区域外来异物的存在状况。本专利技术对机场跑道异物检测过程中所探测到的外来异物快速定位，及时对工作人员发出报警提示，提醒工作人员尽快清除异物，以确保机场的运营安全。在实际应用中，探测器所获取的机场跑道区域的视频图像呈现出背景单一、纹理均匀的特点，若将报警信息仅以报警框的形式显示在视频图像上，无法直观显示异物的实际定位，这便为异物的清理带来困难。因此，找到一种针对机场跑道等单一背景条件下目标信息唯一标识的快速定位方法，是提高机场跑道异物检测系统可用性的关键所在。因此，针对上述问题，亟需研制一种面向机场跑道异物检测系统的报警信息可视化方法，为异物的后期清理工作带来了便利。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种机场跑道异物检测快速定位方法，通过记录同一视场中对某一物体的报警次数，减少虚警次数；同时，在视频图像下方显示模拟机场跑道图像，并将异物位置信息同步显示在模拟机场跑道图像上，以直观可视化的形式显示异物的实际位置，为异物的后期清理工作带来了便利。为了实现这一目的，本专利技术采取的技术方案是：一种机场跑道异物检测快速定位方法，通过采用多帧累计算法，将异物报警位置信息与报警次数进行统计；并采用模拟跑道与实际位置信息相结合的方法，对报警次数大于阈值T的每个目标进行计算，根据当前视场编号、实际测量所得的视场大小以及目标位置信息得到该目标的实际位置；最后将该目标的报警框与实际位置信息显示于模拟机场跑道图像上，从而实现机场跑道异物检测的快速定位；具体包括以下步骤：（1）待探测器转至检测位置后，系统设置当前视场编号为n，n=0、1、2…N，根据需要观测的视场数确定N，并在显控界面显示视频图像；（2）从图像处理板获取当前视场内所检测出的异物目标信息，包括位置信息和报警信息，对该视场内的异物目标位置信息进行多帧累计，计算该视场内所检测出的目标个数以及每个目标的位置信息和报警次数；多帧累计算法的具体流程如下；（2.1）定义obj结构体数组，用来表示累计后异物目标报警信息，obj结构体定义如下：定义变量objNum用来表示当前obj数组中目标的个数，初始化为0；定义变量frameNum用来表示累计帧数，初始化为0；针对同一视场，对20帧图像进行多帧累计；（2.2）从图像处理板获取一帧当前视场内所检测出的异物目标信息数组objectInfo和异物目标数量objectNumber；目标区域在图像中对应上下左右四个边界值，这四个值定义一个矩形区域，为目标区域的外接矩形；其中objectInfo结构体定义如下所示：定义BlockX表示横坐标，用于标识外接矩形中心横坐标；定义BlockY表示纵坐标，用于标识外接矩形中心纵坐标；定义BlockWide表示宽度，用于标识外接矩形的宽度；定义BlockHeight表示高度，用于标识外接矩形高度；（2.3）定义变量objectID用来标识objectInfo数组中当前目标编号，初始化为0；（2.4）判断objectID是否小于objectNumber，若小于，则转步骤（2.5），否则，转步骤（2.11）；（2.5）定义变量objCounterID用来标识obj数组中当前目标编号，初始化为0；（2.6）判断objCounterID是否小于objNum，若小于，则转步骤（2.7），否则，转步骤（2.9）；（2.7）通过以下公式计算两目标间的距离；dx=obj[objCounterID].BlockX-objectInfo[objectID].BlockXdy=obj[objCounterID].BlockY-objectInfo[objectID].BlockY---(1)]]>则两目标间的距离（2.8）判断d是否大于5，若大于5，objCounterID++，转步骤（2.6），否则，转步骤（2.10）；（2.9）变量objectCounterID的数值加1，将objectInfo[objectID]目标信息存储至obj[objCounterID]，变量objNum的数值加1，转步骤（2.10）；（2.10）在一帧中，目标已经确认，即在此帧中形成一次报警信息，alarmCount数值加1，alarmCount代表目标确认的图像帧数目，即形成报警信息的帧的数目：变量obj[objCounterID].alarmCount的数值加1，变量objectID的数值加1，转步骤（2.3）；（2.11）变量frameNum的数值加1，判断frameNum是否大于20，若大于，则结束，否则，转步骤（2.2）；（3）定义计数器i，初始化为0；（4）在一帧中，目标已经确认，即在此帧中形成一次报警信息，alarmCount数值加1，alarmCount代表目标确认的图像帧数目，即形成报警信息的帧的数目；判断object[i].alarmCount是否大于阈值T，若大于，则根据当前视场编号与目标信息得到该目标的实际位置，计算跑道异物目标的实际位置，方法如下；通过实际测量得到一个视场的实际宽度为W，高度为H，视频图像显示宽度为width，高度为height，当前视场编号为n（n=0，1，2，…，N），从图像处理板获取所检测出的异物目标位置为（BlockX，BlockY），则通过公式（1）计算得到异物目标的实际位置（x，y）；x=BlockX·W/width+n·W;(n=0,1,2,...,N)y=BlockY·H/height---(2)]]>（5）将该目标的报警框与实际位置信息显示于模拟机场跑道图像上；（6）变量i的数值加1，判断i是否小于objNum，若小于，则转步骤（4）；否则，结束。在机场跑道异物检测系统中，由于探测器所获取的机场跑道区域的视频图像呈现出背景单一、纹理均匀的特点，若将报警信息仅以报警框的形式显示在视频图像上，无法直观显示异物的实际定位，这为异物的及时清理带来了困难。本专利技术采用多帧累计算法，将异物报警位置信息与报警次数进行统计，减少虚警，针对机场跑道区域呈现出背景单一、纹理均匀的特点，提供一种跑道异物快速定位方法，实现异物信息的直观显示与实时报警，降低异物清理的难度，...

【技术保护点】
一种机场跑道异物检测快速定位方法，其特征在于：通过采用多帧累计算法，将异物报警位置信息与报警次数进行统计；并采用模拟跑道与实际位置信息相结合的方法，对报警次数大于阈值T的每个目标进行计算，根据当前视场编号、实际测量所得的视场大小以及目标位置信息得到该目标的实际位置；最后将该目标的报警框与实际位置信息显示于模拟机场跑道图像上，从而实现机场跑道异物检测的快速定位；具体包括以下步骤：（1）待探测器转至检测位置后，系统设置当前视场编号为n，n=0、1、2…N，根据需要观测的视场数确定N，并在显控界面显示视频图像；（2）从图像处理板获取当前视场内所检测出的异物目标信息，包括位置信息和报警信息，对该视场内的异物目标位置信息进行多帧累计，计算该视场内所检测出的目标个数以及每个目标的位置信息和报警次数；多帧累计算法的具体流程如下；（2.1）定义obj结构体数组，用来表示累计后异物目标报警信息，obj结构体定义如下：定义变量objNum用来表示当前obj数组中目标的个数，初始化为0；定义变量frameNum用来表示累计帧数，初始化为0；针对同一视场，对20帧图像进行多帧累计；（2.2）从图像处理板获取一帧当前视场内所检测出的异物目标信息数组objectInfo和异物目标数量objectNumber；目标区域在图像中对应上下左右四个边界值，这四个值定义一个矩形区域，为目标区域的外接矩形；其中objectInfo结构体定义如下所示：定义BlockX表示横坐标，用于标识外接矩形中心横坐标；定义BlockY表示纵坐标，用于标识外接矩形中心纵坐标；定义BlockWide表示宽度，用于标识外接矩形的宽度；定义BlockHeight表示高度，用于标识外接矩形高度；（2.3）定义变量objectID用来标识objectInfo数组中当前目标编号，初始化为0；（2.4）判断objectID是否小于objectNumber，若小于，则转步骤（2.5），否则，转步骤（2.11）；（2.5）定义变量objCounterID用来标识obj数组中当前目标编号，初始化为0；（2.6）判断objCounterID是否小于objNum，若小于，则转步骤（2.7），否则，转步骤（2.9）；（2.7）通过以下公式计算两目标间的距离；dx=obj[objCounterID].BlockX-objectInfo[objectID].BlockXdy=obj[objCounterID].BlockY-objectInfo[objectID].BlockY---(1)]]>则两目标间的距离（2.8）判断d是否大于5，若大于5，objCounterID++，转步骤（2.6），否则，转步骤（2.10）；（2.9）变量objectCounterID 的数值加1，将objectInfo[objectID]目标信息存储至obj[objCounterID]，变量objNum 的数值加1，转步骤（2.10）；（2.10）在一帧中，目标已经确认，即在此帧中形成一次报警信息，alarmCount数值加1，alarmCount代表目标确认的图像帧数目，即形成报警信息的帧的数目：变量obj[objCounterID].alarmCount的数值加1，变量objectID的数值加1，转步骤（2.3）；（2.11）变量frameNum的数值加1，判断frameNum是否大于20，若大于，则结束，否则，转步骤（2.2）；（3）定义计数器i，初始化为0；（4）在一帧中，目标已经确认，即在此帧中形成一次报警信息，alarmCount数值加1，alarmCount代表目标确认的图像帧数目，即形成报警信息的帧的数目；判断object[i].alarmCount是否大于阈值T，若大于，则根据当前视场编号与目标信息得到该目标的实际位置，计算跑道异物目标的实际位置，方法如下；通过实际测量得到一个视场的实际宽度为W，高度为H，视频图像显示宽度为width，高度为height，当前视场编号为n（n=0，1，2，…，N），从图像处理板获取所检测出的异物目标位置为（BlockX，BlockY），则通过公式（1）计算得到异物目标的实际位置（x，y）；x=BlockX·W/width+n·W;(n=0,1,2,...,N)y=BlockY·H/height---(2)]]>（5）将该目标的报警框与实际位置信息显示于模拟机场跑道图像上；（6）变量i的数值加1，判断i是否小于objNum，若小于，则转步骤（4）；否则，结束。...

【技术特征摘要】
1.一种机场跑道异物检测快速定位方法，其特征在于：
通过采用多帧累计算法，将异物报警位置信息与报警次数进行统计；并采
用模拟跑道与实际位置信息相结合的方法，对报警次数大于阈值T的每个目标
进行计算，根据当前视场编号、实际测量所得的视场大小以及目标位置信息得
到该目标的实际位置；最后将该目标的报警框与实际位置信息显示于模拟机场
跑道图像上，从而实现机场跑道异物检测的快速定位；具体包括以下步骤：
（1）待探测器转至检测位置后，系统设置当前视场编号为n，n=0、1、2…N，
根据需要观测的视场数确定N，并在显控界面显示视频图像；
（2）从图像处理板获取当前视场内所检测出的异物目标信息，包括位置信
息和报警信息，对该视场内的异物目标位置信息进行多帧累计，计算该视场内
所检测出的目标个数以及每个目标的位置信息和报警次数；
多帧累计算法的具体流程如下；
（2.1）定义obj结构体数组，用来表示累计后异物目标报警信息，obj结构
体定义如下：
定义变量objNum用来表示当前obj数组中目标的个数，初始化为0；定义
变量frameNum用来表示累计帧数，初始化为0；针对同一视场，对20帧图像
进行多帧累计；
（2.2）从图像处理板获取一帧当前视场内所检测出的异物目标信息数组
objectInfo和异物目标数量objectNumber；
目标区域在图像中对应上下左右四个边界值，这四个值定义一个矩形区域，
为目标区域的外接矩形；其中objectInfo结构体定义如下所示：定义BlockX表
示横坐标，用于标识外接矩形中心横坐标；定义BlockY表示纵坐标，用于标识
外接矩形中心纵坐标；定义BlockWide表示宽度，用于标识外接矩形的宽度；

\t定义BlockHeight表示高度，用于标识外接矩形高度；
（2.3）定义变量objectID用来标识objectInfo数组中当前目标编号，初始化
为0；
（2.4）判断objectID是否小于objectNumber，若小于，则转步骤（2.5），
否则，转步骤（2.11）；
（2.5）定义变量objCounterID用来标识obj数组中当前目标编号，初始化
为0；
（2.6）判断objCounterID是否小于objNum，若小于，则转步骤（2.7），否
则，转步骤（2.9）；
（2....

【专利技术属性】
技术研发人员：张晶辉，柴智，王楠，石志强，赵剑宇，石春雷，
申请(专利权)人：北京环境特性研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11