基于混合高斯和帧间差分的机场跑道入侵检测

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1、第3l卷第11期计算机仿真2014年11月文章编号：1006—9348(2014)11—0038—04基于混合高斯和帧间差分的机场跑道入侵检测谭笑1’2，柯泽贤3(1．武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室，湖北武汉430079；2．海军工程大学管理工程系，湖北武汉430033；3．海军工程大学电气工程学院，湖北武汉430033)摘要：入侵机场跑道的威胁目标检测，难点在于算法的高精度和实时性。针对传统混合高斯背景差分运动目标检测算法自适应性较差的缺点，提出一种混合高斯背景差分与帧间差分相结合的运动目标检测算法，将帧间差分

2、的结果反馈到混合高斯模型中，实现光线突变时高斯模型快速收敛，再进行图像后处理以获得精准的运动威胁目标。在Matlab仿真平台上进行实验，结果表明，提出的算法兼顾了检测的速度和精度，分别可达lO‘1秒级和像素级，满足了入侵机场跑道的威胁目标检测的需求，为机场终端区跑道入侵检测提供了有效的方法。关键词：帧间差分；混合高斯模型；背景更新；运动目标检测；跑道入侵中图分类号：TP391文献标识码：BRunwayIncursionDetectionBasedonMlllti—GaussianandFrameDifferencingT

3、ANXia01”．KEZe—xian3(1．StateKeyLaboratoryforInformationEngineeringinSurveying，MappingandRemoteSensing，WuhanUniversity，WuhanHubei430079，China；2．DepartmentofManagementEngineering，NavalUniversityofEngineering，WuhanHubei430033，China；3．CollegeofElectricalEngineering，Na

4、valUniversityofEngineering，WuhanHubei430033，China)ABSTRACT：Thedifficultyofrunwayincursionliesintheaccuracyandtimelinessofthedetectionalgorithm．Ade—tectionalgorithmformotionobjectsproposedbasedonGaussianmixesmodelandframedifferencing．Theincrementofilluminationsupp

5、liedbytheframesdifferencingiscompensatedtotheGaussianMixtureModelSOtheGaussianMixtureModelCanconvergequickly，whichcallremedythedefectoftheGMMwhentheilluminationhasjumpingchanges．Then，post—processingisdonetogetaccuratemotionobjects．Inthesoftwaredevelopmentplatform

6、ofMat·lab7．1，comparativeexperimentsGaussianMixtureModelbackgrounddifferencingmethodandthealgorithmproposedbythispaperarCmade．Thesimulationresultsshowthatthisalgorithmcandetectthemotionobjectseffectivelyandreal—time．KEYWORDS：Framedifferencing；GMM；Backgroundupdatin

7、g；Motionobjectsdetection；runwayincursion1引言伴随航空运输事业的蓬勃发展，机场安全问题的13益突出，跑道人侵是机场终端区影响飞行器安全进近的主要威胁事件之一。国际民用航空组织(ICAO)将跑道入侵定义为：在机场中发生的任何错误地出现在用于飞机起飞和降落的保护区表面的飞机、车辆以及行人的事件。由于缺乏有效的跑道入侵告警系统，1990年至2006年，我国共发生了18起基金项目：国家重点基础研究发展计划资助项目(2010CB731801、2012CB719902)；国家自然科学基金青年项

8、目(41201478)收稿13期：2014一01—02修回13期：2014—02—05—38一起飞阶段的跑道入侵事件。2008年到2010年美国每年分别发生了1009、951、996起跑道入侵事故，每百万架次跑道事故率为17．2、17．9、18．9架次。国外现有的场面活动监控方法主要有GroundBasedA。ler