基于雷達圖像的機場跑道異物檢測系統(tǒng)搭建及算法研究.pdf

1、一般將可能損傷航空器或系統(tǒng)的某種外來的物質(zhì)，稱為跑道異物(ForeignObject Debris)，簡寫為FOD。常見的FOD種類相當多，如飛機和發(fā)動機連接件、野生動物、樹枝、木塊、塑制品、石塊等。FOD的危害非常嚴重，實驗和案例都表明，機場道面上的外來物可以很容易被吸入發(fā)動機，導致發(fā)動機失效，因此研制FOD檢測系統(tǒng)是十分必要的。目前為止，國外已經(jīng)成功研制多款FOD檢測系統(tǒng)，國內(nèi)對這方面的研究還在起步階段，因此研究機場雷達檢測系統(tǒng)具有

2、實際應用價值。
　　本文基于雷達圖像，對機場跑道FOD檢測系統(tǒng)進行研究。首先介紹了機場異物檢測系統(tǒng)的搭建，包括軟件系統(tǒng)的結(jié)構框架和實現(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部分來實現(xiàn)。圖像獲取模塊的主要功能是從DSP中獲得極坐標系下的雷達掃描數(shù)據(jù)，圖像處理模塊主要集成了一系列的圖像處理算法。重點介紹了軟件搭建過程中的關鍵技術和難點，并針對難點提出了相應的解決方案。其次，雷達圖像處理方法是雷

3、達異物檢測系統(tǒng)的關鍵技術，重點介紹了噪聲濾除方法和邊緣檢測方法，并在二維混合變換的基礎上提出一種改進的噪聲濾除方法。獲得的雷達數(shù)據(jù)，經(jīng)過噪聲濾除、圖像增強和邊緣檢測，便于異物的檢測和定位。最后，對預處理后的雷達圖像進行閾值分割，實現(xiàn)背景和目標的分離，利用Hough變換將圖像中的道路等線段檢測出來，然后采用簡單有效的聚類分析方法，實現(xiàn)跑道中異物的標識和定位。
　　本文首先對機場跑道的異物檢測系統(tǒng)的軟件需求進行了分析，并在分析的基礎上

4、進行平臺的搭建；然后對獲得的雷達圖像數(shù)據(jù)進行處理，將異物檢測出來并進行定位。主要工作如下：
　　1、對異物檢測系統(tǒng)的軟件功能需求進行分析，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行實現(xiàn)。
　　2、閱讀并分析有關雷達圖像處理的資料及相關學術論文，在分析的基礎上選擇適合機場跑道背景的處理算法，對機場跑道的雷達圖像進行處理，并將多種算法的檢測效果進行對比分析。
　　3、基于Microsoft Visual C