机场跑道橡胶胶痕检测方法研究

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1、硕士学位论文机场跑道橡胶胶痕检测方法研究研究生姓名：郭双导师姓名：刘晓琳副教授2016年4月分类号：TP391.4密级：公开UDC：621.3学号：1302080中国民航大学硕士学位论文机场跑道橡胶胶痕检测方法研究研究生姓名：郭双导师姓名：刘晓琳副教授申请学位类别：工程硕士专业学位学科专业名称：控制工程所在院系：电子信息与自动化学院论文答辩日期：2016年4月24日2016年4月ResearchontheautomaticdetectionmethodofrubbermarksontherunwayADissertationSubmittedtoCivilAv

2、iationUniversityofChinaFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYGuoShuangSupervisedbyProf.LIUXiao-linCollegeofElectronicInformationandAutomationCivilAviationUniversityofChinaApril2016摘要随着我国民航业的发展，民航基础设施逐渐向大规模、复杂化发展。机场跑道是民航基础设施的重要组成部分，其路面抗滑性能直接关系着飞机的飞行安全。在飞机起降过程中，轮胎与跑道路面摩擦会脱落橡胶颗粒，从

3、而在机场跑道路面上附着橡胶胶痕。跑道橡胶胶痕会逐渐降低跑道的抗滑性能，从而引发侧滑甚至冲出跑道的安全事故。因此，为了保证民航机场跑道的安全性和适航性，橡胶胶痕检测就成了机场基础设施维护中的一项重要内容。开展本课题的研究，对于提高我国机场跑道维护设备的自动化程度具有促进作用。本文在分析目前橡胶胶痕检测方法的基础上，首先分析了机场跑道橡胶胶痕形成的主要原因，研究了橡胶胶痕对机场跑道的摩擦系数、平整度和裂纹评估三个参数的影响，总结了机场跑道橡胶胶痕的主要特征。然后，设计了以单片机为控制核心的机场跑道橡胶胶痕检测系统，搭建了系统的硬件平台和软件平台。该系统由车载移动终

4、端子系统、无线通信子系统和远程遥控子系统三部分组成，实现了胶痕图像采集、图像检测、数据传输和检测结果提示的功能。其次，采用灰度化图像特征提取算法，解决了机场跑道橡胶胶痕的自动检测问题。并且针对灰度化图像检测方法无法识别跑道彩色异物的问题，提出了基于RGB颜色空间的图像特征提取算法，从而提高了胶痕检测的准确度。从系统实际应用的角度来看，上述两种算法都缺乏对机场跑道路面环境复杂性的自适应能力，因此，为了保障系统硬件实现时的可靠性，采用BP神经网络技术分别对上述两种算法进行了改进。最后，通过计算机仿真和硬件实物验证了该系统对于机场跑道橡胶胶痕检测的可行性和有效性。关

5、键词：机场跑道；橡胶胶痕；自动检测；RGB颜色空间；BP神经网络IAbstractWiththedevelopmentofourcountry'scivilaviationindustry,itsinfrastructureisgraduallybecominglarge-scaleandcomplex.Theairportrunwayisanimportantpartofcivilaviationinfrastructure,anditsskidresistanceofrunwaypavementaffectstheflightsafetydirectly.

6、Intheprocessofaircraftlanding,rubberparticlesarecreatedbecauseofthefrictionbetweenthetireandpavement,whichbecomestherubbermarksandattachesontherunwaypavement.Therubbermarkswillgraduallyreducerunwayskidresistance,whichwillcaseaccident,forexample,skiddingofftherunway.Inordertoensureth

7、esafetyofcivilaviationairportrunwayandairworthiness,therubbermarksdetectionhasbecomeanimportantpartofairportinfrastructuremaintenance.Thisresearchcanpromotetheautomationoftheairportrunwaymaintenanceequipment.Basedontheanalysisofthecurrentdetectionmethodsofrubbermark,thisarticlehas,f

8、irstly,analyzedthem