基于灰度检测的定向目标预防系统的制作方法

1.本发明涉及视觉检测领域，尤其涉及一种基于灰度检测的定向目标预防系统。


背景技术：

2.视觉检测就是用机器代替人眼来做测量和判断。视觉检测是指通过机器视觉产品(即图像摄取装置，分cmos和ccd两种)将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。是用于生产、装配或包装的有价值的机制。它在检测缺陷和防止缺陷产品被配送到消费者的功能方面具有不可估量的价值。
3.视觉检测可以应用到各种领域中。当前，飞机着陆时发生事故的概率较大，主要原因在于着陆时环境的复杂性，例如，飞机跑道没有持续定时清理，导致飞机跑道上存在诸如石块等较大分布体积的杂物，以及着陆区域狭窄导致驾驶员无法有效避免上述较大分布体积的杂物，从而严重危及飞机乘客的安全和乘坐体验。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中的技术问题，本发明提供了一种基于灰度检测的定向目标预防系统，通过在飞机上引入下落之前的飞机跑道的石块检测机制对飞机跑道是否存在较大体积石块进行现场检测，并基于现场检测结果决定是否采用定制结构的纵向清扫结构对飞机跑道执行快速清理，其中，开关磁阻电动机的使用为快速清理提供大功率驱动动力，从而避免出现飞机着陆时的相关事故。
5.为此，本发明至少需要具有以下两个重要发明点：
6.(1)采用定制结构的纵向清扫结构，所述纵向清扫结构包括开关磁阻电动机、左侧竖杆、右侧竖杆和紧贴地面的清扫横杆机构，用于在飞机跑道存在较大石块时，完成一次从飞机跑道的起端到飞机跑道的末端的石块清扫操作；
7.(2)采用针对性的视觉检测机制对飞机跑道上的较大石块的存在场景进行现场检测，从而为后续应对处理提供关键数据。
8.根据本发明的一方面，提供了一种基于灰度检测的定向目标预防系统，所述系统包括；
9.纵向清扫结构，包括开关磁阻电动机、左侧竖杆、右侧竖杆和紧贴地面的清扫横杆机构，所述清扫横杆机构默认状态下设置在飞机跑道的起端且与飞机跑道的宽度方向平行，其下方设置紧贴飞机跑道的地面的清扫刷头，所述左侧竖杆和所述右侧竖杆用于固定所述清扫横杆机构且分别设置在飞机跑道的左右两侧，所述开关磁阻电动机用于在接收到清扫启动命令时，驱动所述左侧竖杆和所述右侧竖杆以带动所述清扫横杆机构完成一次从飞机跑道的起端到飞机跑道的末端的杂物清扫操作；
10.单眼抓拍机构，设置在即将下落到飞机跑道上的飞机的前端，用于对前方的飞机
跑道执行抓拍操作，以获得对应的前方抓拍图像；
11.信号操控设备，设置在飞机内部，与所述单眼抓拍机构连接，用于对接收到的前方抓拍图像执行引导滤波操作，以获得对应的操控处理图像；
12.直方图处理设备，与所述信号操控设备连接，用于对接收到的操控处理图像执行直方图均衡处理，以获得对应的直方图处理图像；
13.灰度存储芯片，设置在飞机内部，用于存储石块的成像区域中像素点的灰度分布区间；
14.石块检测机构，分别与所述灰度存储芯片和所述直方图处理设备连接，用于基于所述灰度分析区间在所述直方图处理图像中识别存在石块的子图像；
15.信息提取机构，与所述石块检测机构连接，用于获取存在石块的子图像中每一个像素点的景深数据，并对存在石块的子图像中各个像素点的各个景深数据执行算术平均值计算以获得对应的参考景深数据；
16.分布辨识设备，分别与所述石块检测机构和所述信息提取机构连接，用于基于存在石块的子图像占据的像素点数量和对应的参考景深数据估算石块的实际体积；
17.命令分发设备，设置在飞机内部，分别与所述分布辨识设备和所述纵向清扫结构连接，用于在接收到的实际体积大于等于预设体积数值时，发送所述清扫启动命令；
18.其中，所述开关磁阻电动机驱动所述左侧竖杆和所述右侧竖杆的驱动速度大于等于最大飞机落地速度；
19.其中，所述开关磁阻电动机还用于接收到归位请求命令时，驱动所述左侧竖杆和所述右侧竖杆以从飞机跑道的末端归位到飞机跑道的起端。
附图说明
20.以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
21.图1为根据本发明实施方案示出的基于灰度检测的定向目标预防系统的开关磁阻电动机的内部结构图。
具体实施方式
22.下面将参照附图对本发明的基于灰度检测的定向目标预防系统的实施方案进行详细说明。
23.飞机跑道是机场上长条形的区域，用来供航空器起飞或着陆。跑道材质可以是沥青或混凝土，或者是弄平的草、土或碎石地面，也可以是水面(水面跑道仅供两栖飞机使用)。
24.大型机场通常有多条跑道。这些跑道会根据它们的磁方位角而被命名，其方位角同时指明了该跑道的使用方向，即使用跑道时航空器的运动方向。命名的基本原则是取跑道磁方位角的前两位数或者四舍五入后取前两位数，所以可能有不同方向但是同名的跑道(比如磁方位角分别为173度和179度的两条跑道，他们都可以叫做17号跑道)。因此，“36跑道”指磁方位角为360度
±
9度(向磁北)的跑道；“09跑道”指磁方位角为90
±
9度(向磁东)的跑道。由于跑道可能是双向使用的，因使用方向变化，跑道对应的磁方位角也发生变化，所以跑道两端对应不同的名称。上述磁方位角变化为180度，所以只要将其中一个跑道的数字
名称上加或减18，就能得到跑道另一方向的名称，例如“12跑道”相反方向便是“30跑道”。
25.当前，飞机着陆时发生事故的概率较大，主要原因在于着陆时环境的复杂性，例如，飞机跑道没有持续定时清理，导致飞机跑道上存在诸如石块等较大分布体积的杂物，以及着陆区域狭窄导致驾驶员无法有效避免上述较大分布体积的杂物，从而严重危及飞机乘客的安全和乘坐体验。
26.为了克服上述不足，本发明搭建了一种基于灰度检测的定向目标预防系统，能够有效解决相应的技术问题。
27.根据本发明实施方案示出的基于灰度检测的定向目标预防系统包括：
28.纵向清扫结构，包括开关磁阻电动机、左侧竖杆、右侧竖杆和紧贴地面的清扫横杆机构，所述清扫横杆机构默认状态下设置在飞机跑道的起端且与飞机跑道的宽度方向平行，其下方设置紧贴飞机跑道的地面的清扫刷头，所述左侧竖杆和所述右侧竖杆用于固定所述清扫横杆机构且分别设置在飞机跑道的左右两侧，所述开关磁阻电动机用于在接收到清扫启动命令时，驱动所述左侧竖杆和所述右侧竖杆以带动所述清扫横杆机构完成一次从飞机跑道的起端到飞机跑道的末端的杂物清扫操作；
29.其中，所述开关磁阻电动机的内部结构如图1所示；
30.单眼抓拍机构，设置在即将下落到飞机跑道上的飞机的前端，用于对前方的飞机跑道执行抓拍操作，以获得对应的前方抓拍图像；
31.信号操控设备，设置在飞机内部，与所述单眼抓拍机构连接，用于对接收到的前方抓拍图像执行引导滤波操作，以获得对应的操控处理图像；
32.直方图处理设备，与所述信号操控设备连接，用于对接收到的操控处理图像执行直方图均衡处理，以获得对应的直方图处理图像；
33.灰度存储芯片，设置在飞机内部，用于存储石块的成像区域中像素点的灰度分布区间；
34.石块检测机构，分别与所述灰度存储芯片和所述直方图处理设备连接，用于基于所述灰度分析区间在所述直方图处理图像中识别存在石块的子图像；
35.信息提取机构，与所述石块检测机构连接，用于获取存在石块的子图像中每一个像素点的景深数据，并对存在石块的子图像中各个像素点的各个景深数据执行算术平均值计算以获得对应的参考景深数据；
36.分布辨识设备，分别与所述石块检测机构和所述信息提取机构连接，用于基于存在石块的子图像占据的像素点数量和对应的参考景深数据估算石块的实际体积；
37.命令分发设备，设置在飞机内部，分别与所述分布辨识设备和所述纵向清扫结构连接，用于在接收到的实际体积大于等于预设体积数值时，发送所述清扫启动命令；
38.其中，所述开关磁阻电动机驱动所述左侧竖杆和所述右侧竖杆的驱动速度大于等于最大飞机落地速度；
39.其中，所述开关磁阻电动机还用于接收到归位请求命令时，驱动所述左侧竖杆和所述右侧竖杆以从飞机跑道的末端归位到飞机跑道的起端。
40.接着，继续对本发明的基于灰度检测的定向目标预防系统的具体结构进行进一步的说明。
41.在所述基于灰度检测的定向目标预防系统中：
42.所述命令分发设备还用于在接收到的实际体积小于所述预设体积数值时，发送无需清扫命令。
43.在所述基于灰度检测的定向目标预防系统中：
44.所述开关磁阻电动机还用于接收到无需清扫命令时，维持在飞机跑道的起端位置。
45.在所述基于灰度检测的定向目标预防系统中：
46.基于存在石块的子图像占据的像素点数量和对应的参考景深数据估算石块的实际体积包括：存在石块的子图像占据的像素点数量越多，估算的石块的实际体积越大。
47.在所述基于灰度检测的定向目标预防系统中：
48.基于存在石块的子图像占据的像素点数量和对应的参考景深数据估算石块的实际体积包括：存在石块的子图像对应的参考景深数据越深，估算的石块的实际体积越大。
49.在所述基于灰度检测的定向目标预防系统中：
50.基于所述灰度分析区间在所述直方图处理图像中识别存在石块的子图像包括：获取所述直方图处理图像中每一个像素点的灰度值，将灰度值位于所述灰度分析区间的像素点作为疑似像素点。
51.在所述基于灰度检测的定向目标预防系统中：
52.基于所述灰度分析区间在所述直方图处理图像中识别存在石块的子图像还包括：对所述直方图处理图像中的各个疑似像素点执行拟合处理以获得对应的存在石块的图像区域以作为存在石块的子图像。
53.在所述基于灰度检测的定向目标预防系统中：
54.所述命令分发设备内置第一无线接口，所述纵向清扫结构还包括第二无线接口。
55.在所述基于灰度检测的定向目标预防系统中：
56.所述第一无线接口用于将接收到的清扫启动命令或者无需清扫命令无线发送给所述第二无线接口。
57.在所述基于灰度检测的定向目标预防系统中，还包括：
58.人工操控机构，设置在飞机内，用于在人工操控下，将所述归位请求命令发送给所述命令分发设备；
59.其中，所述命令分发设备通过所述第一无线接口将所述归位请求命令发送给所述第二无线接口。
60.另外，在所述基于灰度检测的定向目标预防系统中，所述第一无线接口和所述第二无线接口都为zigbee通信接口。zigbee是基于ieee802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，zigbee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称(又称紫蜂协议)来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，zigbee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。zigbee是一种低速短距离传输的无线网络协议。zigbee协议从下到上分别为物理层(phy)、媒体访问控制层(mac)、传输层(tl)、网络层(nwk)、应用层(apl)等。其中物理层和媒体访问控制层遵循ieee 802.15.4标准的规定。
61.采用本发明的基于灰度检测的定向目标预防系统，针对现有技术中飞机跑道杂物对飞机安全造成不利影响的技术问题，通过在飞机着陆之前对跑道上的石块体积进行估算的估算结果，实现对飞机跑道的快速的纵向清扫操作，从而提升飞机着陆时的安全性能。
62.尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功能。