基于图像识别的航空器场面运行监视技术研究

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1、硕士学位论文基于图像识别的航空器场面运行监视技术研究研究生姓名：焦阳导师姓名：岳仁田副研究员赵嶷飞教授2016年4月23日分类号：v355密级：公开UDC：656.7学号：1303002中国民航大学硕士学位论文基于图像识别的航空器场面运行监视技术研究研究生姓名：焦阳导师姓名：岳仁田副研究员赵嶷飞教授申请学位级别工学硕士学科专业名称交通信息工程及控制所在院系空中交通管理学院论文答辩日期2016年4月23日2016年4月23日Researchonmonitoringtechnologyforaircraftoperationbasedonimag

2、erecognitionADissertationSubmittedtoCivilAviationUniversityofChinaFortheAcademicDegreeofMasterofScienceBYJiaoYangSupervisedbyAssociateresearcher.YueRen-tianAndProf.ZhaoYi-feiCollegeofAirTrafficManagementCivilAviationUniversityofChinaApril23,2016学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指

3、导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得本校或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文使用授权声明本校、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。

4、论文的公布（包括刊登）授权本校研究生部办理。中国民航大学硕士学位论文摘要机场是民航交通系统的基础运营设施，承担着航空器的起飞、着陆及地面活动。近年来我国机场航空器起降架次、场面运行数量不断增加，极易发生拥堵，造成机场容量瓶颈及安全隐患。有效地监视航空器起、降、滑行等事件，是提高机场运行效率、保证运行安全的必要手段。目前计算机视觉技术日趋成熟，能够满足机场场面的监视要求，而且摄像机价格便宜，可以降低机场监视成本。鉴于此，本文基于图像识别技术对机场场面航空器运行方面的理论及应用进行研究，主要的工作及研究内容如下：1、根据机场监视场景的特点，对比分

5、析了目前常用的几种运动目标检测算法。采用自适应背景更新模型作为本文检测场景中运动目标的算法，并每隔固定周期重构背景，更新监视场景信息。2、针对航空器运动过程中经过背景差异较大，提出一种改进的自适应阈值分割的方法，实时计算分割阈值，采用形态学的方法，填补目标断裂和空洞。3、考虑到相邻两帧同一个目标特征变化较小，建立位置、大小、形状三个评价指标，计算相邻帧之间的各个目标的评价函数，完成目标在帧间的匹配，跟踪机场场面运行多架航空器。4、提出一种航空器离场时刻识别方法。在图像中定义跑道滑行监视区，分别建立航空器由远及近和由近及远两种离场时刻识别模型。

6、5、提出一种航空器着陆时刻识别方法。采用HSV色彩模型分割跑道区域作为索引矩阵，结合航空器的着陆航迹，识别航空器的落地时刻。6、提出一种着陆阶段航空器风险识别方法。建立航空器滑行运动模型，采用卡尔曼滤波计算航空器正常滑行航迹与检测的航迹对比，识别危险着陆航迹。利用天津滨海国际机场和朝阳通航机场采集的机场场面监视视频验证，本文的研究结果是有效的。能够为管制人员的决策提供辅助支持。关键词：机场场面监视；图像识别算法；多目标跟踪；离场时刻识别；着陆风险识别I中国民航大学硕士学位论文AbstractAirportisthebasicoperation

7、facilitiesofcivilaviationtransportationsystem,whichbearsthetakeoff,landingandgroundactivitiesoftheaircraft.Inrecentyears,thenumberofaircraftmovementsandairportoperationinChina'sairportcontinuetoincrease,whichextremelypronetocongestion,thencausecapacitybottleneckandsecurityr

8、isks.Toimprovetheoperationefficiencyandensurethesafeoperationoftheairport,itisnece