基于雷達(dá)圖像的機(jī)場(chǎng)跑道異物檢測(cè)系統(tǒng)搭建及算法研究.pdf

1、一般將可能損傷航空器或系統(tǒng)的某種外來(lái)的物質(zhì)，稱為跑道異物(ForeignObject Debris)，簡(jiǎn)寫為FOD。常見的FOD種類相當(dāng)多，如飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)連接件、野生動(dòng)物、樹枝、木塊、塑制品、石塊等。FOD的危害非常嚴(yán)重，實(shí)驗(yàn)和案例都表明，機(jī)場(chǎng)道面上的外來(lái)物可以很容易被吸入發(fā)動(dòng)機(jī)，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)失效，因此研制FOD檢測(cè)系統(tǒng)是十分必要的。目前為止，國(guó)外已經(jīng)成功研制多款FOD檢測(cè)系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)對(duì)這方面的研究還在起步階段，因此研究機(jī)場(chǎng)雷達(dá)檢測(cè)系統(tǒng)具有

2、實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　本文基于雷達(dá)圖像，對(duì)機(jī)場(chǎng)跑道FOD檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行研究。首先介紹了機(jī)場(chǎng)異物檢測(cè)系統(tǒng)的搭建，包括軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架和實(shí)現(xiàn)方案。為便于調(diào)試，在debug模式下將軟件系統(tǒng)分為圖像獲取模塊和圖像處理模塊兩個(gè)部分來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖像獲取模塊的主要功能是從DSP中獲得極坐標(biāo)系下的雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)，圖像處理模塊主要集成了一系列的圖像處理算法。重點(diǎn)介紹了軟件搭建過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)和難點(diǎn)，并針對(duì)難點(diǎn)提出了相應(yīng)的解決方案。其次，雷達(dá)圖像處理方法是雷

3、達(dá)異物檢測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，重點(diǎn)介紹了噪聲濾除方法和邊緣檢測(cè)方法，并在二維混合變換的基礎(chǔ)上提出一種改進(jìn)的噪聲濾除方法。獲得的雷達(dá)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)噪聲濾除、圖像增強(qiáng)和邊緣檢測(cè)，便于異物的檢測(cè)和定位。最后，對(duì)預(yù)處理后的雷達(dá)圖像進(jìn)行閾值分割，實(shí)現(xiàn)背景和目標(biāo)的分離，利用Hough變換將圖像中的道路等線段檢測(cè)出來(lái)，然后采用簡(jiǎn)單有效的聚類分析方法，實(shí)現(xiàn)跑道中異物的標(biāo)識(shí)和定位。
　　本文首先對(duì)機(jī)場(chǎng)跑道的異物檢測(cè)系統(tǒng)的軟件需求進(jìn)行了分析，并在分析的基礎(chǔ)上

4、進(jìn)行平臺(tái)的搭建；然后對(duì)獲得的雷達(dá)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將異物檢測(cè)出來(lái)并進(jìn)行定位。主要工作如下：
　　1、對(duì)異物檢測(cè)系統(tǒng)的軟件功能需求進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果，將系統(tǒng)分成圖像獲取模塊和圖像處理模塊分別進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。
　　2、閱讀并分析有關(guān)雷達(dá)圖像處理的資料及相關(guān)學(xué)術(shù)論文，在分析的基礎(chǔ)上選擇適合機(jī)場(chǎng)跑道背景的處理算法，對(duì)機(jī)場(chǎng)跑道的雷達(dá)圖像進(jìn)行處理，并將多種算法的檢測(cè)效果進(jìn)行對(duì)比分析。
　　3、基于Microsoft Visual C