一種抗云層干擾的飛機(jī)目標(biāo)檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于圖像處理【技術(shù)領(lǐng)域】中的光電技術(shù)飛行目標(biāo)檢測(cè)方法，具體涉及一種抗云層干擾的飛機(jī)降落過(guò)程中飛機(jī)目標(biāo)檢測(cè)方法。具體步驟如下：(1)濾波；⑵計(jì)算均值和標(biāo)準(zhǔn)差；⑶計(jì)算最優(yōu)分割閾值；⑷分割圖像；⑸確定候選目標(biāo)區(qū)域；⑹計(jì)算候選目標(biāo)長(zhǎng)寬比；⑺根據(jù)長(zhǎng)寬比參數(shù)篩選候選目標(biāo)；⑻計(jì)算并存儲(chǔ)所有候選目標(biāo)的中心坐標(biāo)；⑼確定連續(xù)存在的候選目標(biāo)；⑽確定第一級(jí)候選目標(biāo)；⑾計(jì)算第一級(jí)候選目標(biāo)5幀之內(nèi)的橫向坐標(biāo)變化：⑿根據(jù)橫向坐標(biāo)變化篩選第一級(jí)候選目標(biāo)；⒀計(jì)算候選目標(biāo)的軌跡；⒁進(jìn)一步獲取跟蹤目標(biāo)的目標(biāo)位置；⒂計(jì)算第二級(jí)候選目標(biāo)的位置坐標(biāo)估計(jì)值；⒃計(jì)算第7幀和第9幀位置坐標(biāo)估計(jì)值與實(shí)際值之間的距離；⒄確定目標(biāo)；⒅最終確定目標(biāo)。
【專利說(shuō)明】一種抗云層干擾的飛機(jī)目標(biāo)檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于圖像處理【技術(shù)領(lǐng)域】中的光電技術(shù)飛行目標(biāo)檢測(cè)方法，具體涉及一種抗云層干擾的飛機(jī)目標(biāo)檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)場(chǎng)低空立體防控系統(tǒng)的主要功能之一是對(duì)飛機(jī)降落過(guò)程的監(jiān)控。飛機(jī)的降落過(guò)程是航空事故概率較高的時(shí)段，全程監(jiān)控飛機(jī)降落過(guò)程，有利于掌握飛機(jī)的飛行姿態(tài)等信息，為事故的調(diào)查和事故隱患的排除提供重要依據(jù)。在機(jī)場(chǎng)立體防控系統(tǒng)中，采用紅外探測(cè)設(shè)備對(duì)機(jī)場(chǎng)低空區(qū)域進(jìn)行成像，當(dāng)正在降落的飛機(jī)出現(xiàn)在視場(chǎng)中時(shí)，根據(jù)特征進(jìn)行目標(biāo)捕獲，確定飛機(jī)目標(biāo)在圖像中的位置，啟動(dòng)跟蹤過(guò)程，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行隨動(dòng)跟蹤，直至安全降落到跑道。
[0003]在飛機(jī)降落過(guò)程跟蹤中，對(duì)飛機(jī)目標(biāo)的捕獲十分關(guān)鍵。在飛機(jī)目標(biāo)剛出現(xiàn)在紅外探測(cè)器視野中時(shí)，目標(biāo)在圖像中所占面積小，容易被紅外探測(cè)器的噪聲信號(hào)淹沒，而機(jī)場(chǎng)低空區(qū)域的天氣也直接影響到目標(biāo)捕獲過(guò)程，特別是當(dāng)天空中云量較多的時(shí)候，飛機(jī)目標(biāo)過(guò)程捕獲中易將形狀相似的云團(tuán)誤檢測(cè)為飛機(jī)目標(biāo)，因此在云量較大的背景下對(duì)飛機(jī)目標(biāo)的有效識(shí)別就是問(wèn)題的關(guān)鍵。
[0004]由于云層與飛機(jī)目標(biāo)在飛行速度上有明顯區(qū)別，根據(jù)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)特征，可以有效的將云層干擾剔除，從而實(shí)現(xiàn)飛機(jī)目標(biāo)的正確識(shí)別。因此，針對(duì)機(jī)場(chǎng)立體視頻監(jiān)控系統(tǒng)中對(duì)飛機(jī)降落過(guò)程中捕獲飛機(jī)目標(biāo)的需求，目前亟需一種采用目標(biāo)幾何特征和運(yùn)動(dòng)特征相結(jié)合的方法，通過(guò)對(duì)目標(biāo)幾何特征的分析來(lái)有效剔除提出在形狀上明顯不符合飛機(jī)特征的目標(biāo)區(qū)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種采用目標(biāo)幾何特征和運(yùn)動(dòng)特征相結(jié)合的方法，在紅外監(jiān)控圖像中，通過(guò)圖像處理方法將空中的小目標(biāo)進(jìn)行提取，從而根據(jù)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)特征進(jìn)行目標(biāo)判別，剔除云層干擾，獲取真實(shí)的飛機(jī)目標(biāo)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是
[0007]—種抗云層干擾的飛機(jī)目標(biāo)檢測(cè)方法，應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)立體防控系統(tǒng)中飛機(jī)降落過(guò)程中飛機(jī)目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)，根據(jù)紅外圖像中降落飛機(jī)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)特性，對(duì)低空目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)特征進(jìn)行分析，去除云層干擾，在待確認(rèn)低空目標(biāo)中確定降落過(guò)程中的飛機(jī)目標(biāo)，具體步驟如下:
[0008]⑴濾波:
[0009]在機(jī)場(chǎng)區(qū)域低空監(jiān)控紅外圖像中確定圖像中的低空區(qū)域，低空區(qū)域根據(jù)攝像機(jī)擺放位置和視場(chǎng)范圍確定；
[0010]針對(duì)圖像中飛機(jī)目標(biāo)的低空區(qū)域，采用先橫向后縱向的方式進(jìn)行Top-Hat形態(tài)學(xué)濾波，濾波因子長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)際圖像中目標(biāo)確定；[0011]⑵計(jì)算均值和標(biāo)準(zhǔn)差:
[0012]對(duì)進(jìn)行Top-Hat濾波的圖像區(qū)域計(jì)算濾波圖像的均值μ和標(biāo)準(zhǔn)差。；
[0013]設(shè)置濾波圖像If為r行c列,均值μ表示為
【權(quán)利要求】
1.一種抗云層干擾的飛機(jī)目標(biāo)檢測(cè)方法，應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)立體防控系統(tǒng)中飛機(jī)降落過(guò)程中飛機(jī)目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于: 根據(jù)紅外圖像中降落飛機(jī)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)特性，對(duì)低空目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)特征進(jìn)行分析，去除云層干擾，在待確認(rèn)低空目標(biāo)中確定降落過(guò)程中的飛機(jī)目標(biāo)，具體步驟如下: ⑴濾波: 在機(jī)場(chǎng)區(qū)域低空監(jiān)控紅外圖像中確定圖像中的低空區(qū)域，低空區(qū)域根據(jù)攝像機(jī)擺放位置和視場(chǎng)范圍確定； 針對(duì)圖像中飛機(jī)目標(biāo)的低空區(qū)域，采用先橫向后縱向的方式進(jìn)行Top-Hat形態(tài)學(xué)濾波，濾波因子長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)際圖像中目標(biāo)確定； ⑵計(jì)算均值和標(biāo)準(zhǔn)差: 對(duì)進(jìn)行Top-Hat濾波的圖像區(qū)域計(jì)算濾波圖像的均值μ和標(biāo)準(zhǔn)差σ ;


設(shè)置濾波圖像IF*r行c列，均值μ表示為
2.如權(quán)利要求1所述的一種抗云層干擾的飛機(jī)目標(biāo)檢測(cè)方法，其特征在于:步驟(12)中，系統(tǒng)閾值The取為10。
3.如權(quán)利要求1所述的一種抗云層干擾的飛機(jī)目標(biāo)檢測(cè)方法，其特征在于:步驟(17)中，系統(tǒng)閾值Ted取為10。
4.如權(quán)利要求1所述的一種抗云層干擾的飛機(jī)目標(biāo)檢測(cè)方法，其特征在于:步驟(1)中，攝像機(jī)圖像分辨率為640X 256，選取中間l/2d的第65行至192行區(qū)域?yàn)榈涂諈^(qū)域。
5.如權(quán)利要求1所述的一種抗云層干擾的飛機(jī)目標(biāo)檢測(cè)方法，其特征在于:步驟(1)中，進(jìn)行Top-Hat形態(tài)學(xué)濾波時(shí)，濾波因子橫向?yàn)?7，縱向?yàn)?1。
【文檔編號(hào)】G06T7/00GK103679128SQ201210359066
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月24日
【發(fā)明者】柴智, 李香禎, 楊文佳, 王楠, 石春雷 申請(qǐng)人:中國(guó)航天科工集團(tuán)第二研究院二O七所