本實用新型涉及機場助航燈監(jiān)測裝置，特別是一種基于圖像分析的機場助航燈監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有機場助航燈檢測系統(tǒng)多使用傳感器檢測方法，具有的問題：傳感點數(shù)量大，每個燈加裝傳感裝置，必然成本高；施工復(fù)雜，必須在跑道停用的絕對安全的前提下，才可實施施工，效率必然很低，且牽扯部門多；可靠性低，檢測點數(shù)量大，則根據(jù)可靠性分析的基本原理必然造成可靠性降低。由于跑道的惡劣環(huán)境，抗震動、防酸雨以及溫差適應(yīng)等方面的指標，必然要求非?？量?。另外，由于施工過程對原照明燈設(shè)備進行了改造，必會大大引起照明燈本身的故障率的提高；檢修困難，由于傳感器安裝在每個燈罩內(nèi)，當發(fā)現(xiàn)傳感點故障后，未必能及時排除故障，必須在跑道停航后才可前去檢修，這也相應(yīng)地增加了維護成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的發(fā)明目的在于：針對現(xiàn)有助航燈檢測系統(tǒng)施工復(fù)雜、可靠性低、成本高等問題，提出了一種基于圖像分析的機場助航燈監(jiān)測系統(tǒng)。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為：

一種基于圖像分析的機場助航燈監(jiān)測系統(tǒng)，包括前端信息采集系統(tǒng)和后端計算機系統(tǒng)，所述前端信息采集系統(tǒng)包括CCD圖像采集單元，圖像分析單元，圖像壓縮單元；其中，

所述CCD圖像采集單元分別與圖像分析單元和圖像壓縮單元相連，所述CCD圖像采集單元采集跑道助航燈狀態(tài)圖像，并將其分別發(fā)送到圖像分析單元和圖像壓縮單元；

所述圖像分析單元與圖像壓縮單元連接，所述圖像分析單元對所述助航燈狀態(tài)圖像進行模式識別，以檢測助航燈的燈光狀態(tài)信息，并將所述燈光狀態(tài)信息發(fā)送到圖像壓縮單元；

所述圖像壓縮單元與后端計算機系統(tǒng)連接，所述圖像壓縮單元具有圖像壓縮模塊和嵌入式處理模塊，所述圖像壓縮模塊將所述助航燈狀態(tài)圖像按照H.265壓縮標準進行壓縮處理，并將其發(fā)送到后端計算機系統(tǒng)；并且所述圖像壓縮單元將所述燈光狀態(tài)信息發(fā)送到后端計算機系統(tǒng)；所述嵌入式處理模塊用于設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)和對圖像數(shù)據(jù)流程進行調(diào)度；

所述后端計算機系統(tǒng)，用于顯示助航燈狀態(tài)圖像，并將所述助航燈的燈光狀態(tài)信息與標準助航燈燈光狀態(tài)信息進行對比，判斷助航燈否異常工作，當有助航燈異常工作時，發(fā)出報警信息。

作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述嵌入式處理模塊設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，包括配置圖像數(shù)據(jù)壓縮參數(shù)，配置系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。

作為本實用新型的優(yōu)選方案，還包括FPGA圖像預(yù)處理單元，所述FPGA圖像預(yù)處理單元分別與CCD圖像采集單元、圖像分析單元以及圖像壓縮單元連接，所述FPGA圖像預(yù)處理單元接收所述助航燈狀態(tài)圖像，并對其進行至少包括降噪、增強、去抖和去霧的預(yù)處理。

作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述圖像分析單元為高性能DSP。

作為本實用新型的優(yōu)選方案，還包括與圖像壓縮單元連接的PHY控制器，所述PHY控制器對所述助航燈狀態(tài)圖像和所述助航燈的燈光狀態(tài)信息進行處理，并將其通過以太網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到后端計算機系統(tǒng)。

作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述CCD圖像采集單元為低照度CCD圖像采集單元，并且所述低照度CCD圖像采集單元具有大靶面的1/2”CCD傳感器芯片。

作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述圖像壓縮單元為ARM+DSP架構(gòu)的SOC芯片。

作為本實用新型的優(yōu)選方案，還包括電源轉(zhuǎn)換單元，所述電源轉(zhuǎn)換單元的輸入端與外部電源連接，所述電源轉(zhuǎn)換單元的輸出端分別與CCD圖像采集單元、圖像預(yù)處理單元、FPGA圖像分析單元以及圖像壓縮單元連接，所述外部電源通過電源轉(zhuǎn)換單元對各單元進行供電。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型的有益效果是：本實用新型采用CCD圖像采集單元，圖像分析單元，圖像壓縮單元組成了前端信息采集系統(tǒng)，本實用新型采集圖像信息范圍廣，實現(xiàn)了非接觸式的監(jiān)測系統(tǒng)，技術(shù)先進，設(shè)備簡單可靠和布設(shè)施工靈活。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型優(yōu)選的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本實用新型作詳細的說明。

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

一種基于圖像分析的機場助航燈監(jiān)測系統(tǒng)，包括前端信息采集系統(tǒng)和后端計算機系統(tǒng)，所述前端信息采集系統(tǒng)包括CCD圖像采集單元，圖像分析單元，圖像壓縮單元。

在實際應(yīng)用中，按平均每個機場跑道4000m計算，每隔500m安裝一臺前端信息采集系統(tǒng)，一個跑道需要8臺設(shè)備，在每處攝像頭固定好后，在跑道助航燈全部正常工作時進行一次攝像采集，對采集到的圖像進行分析，將助航燈在圖像中的位置加以確認。所述CCD圖像采集單元分別與圖像分析單元和圖像壓縮單元相連，在監(jiān)測時，所述CCD圖像采集單元采集跑道助航燈狀態(tài)圖像，并將其分別發(fā)送到圖像分析單元和圖像壓縮單元。

所述圖像分析單元與圖像壓縮單元連接，所述圖像分析單元對所述助航燈狀態(tài)圖像進行模式識別，先將采集到的助航燈狀態(tài)圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像，再對圖像進行分割，將圖像中的助航燈圖像(亮像素)與背景圖像(暗像素)完全分離，再檢測助航燈所在區(qū)域中亮像素所占的比重，得到助航燈的燈光狀態(tài)信息，并將所述燈光狀態(tài)信息發(fā)送到圖像壓縮單元。

所述圖像壓縮單元與后端計算機系統(tǒng)連接，所述圖像壓縮單元具有圖像壓縮模塊和嵌入式處理模塊，所述圖像壓縮模塊將所述助航燈狀態(tài)圖像按照H.265壓縮標準進行壓縮處理，并將其發(fā)送到后端計算機系統(tǒng)；并且所述圖像壓縮單元將所述燈光狀態(tài)信息發(fā)送到后端計算機系統(tǒng)；所述嵌入式處理模塊用于設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，配置系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，如IP地址，網(wǎng)關(guān)等；并對圖像數(shù)據(jù)流程進行調(diào)度。

所述后端計算機系統(tǒng)，用于顯示助航燈狀態(tài)圖像，并將所述助航燈的燈光狀態(tài)信息與標準助航燈燈光狀態(tài)信息進行對比，判斷助航燈否異常工作，當有助航燈異常工作時，發(fā)出報警信息。

具體的，還包括FPGA圖像預(yù)處理單元，所述FPGA圖像預(yù)處理單元分別與CCD圖像采集單元、圖像分析單元以及圖像壓縮單元連接，所述FPGA圖像預(yù)處理單元接收所述助航燈狀態(tài)圖像，并對其進行至少包括降噪、增強、去抖和去霧的預(yù)處理。

具體的，所述CCD圖像采集單元為低照度CCD圖像采集單元，并且所述低照度CCD圖像采集單元具有靶面尺寸為1/2英寸的CCD傳感器芯片，以便提高圖像在低照度環(huán)境下的圖像質(zhì)量，提高圖像分析的準確率。

具體的，所述圖像壓縮單元為ARM+DSP架構(gòu)的SOC芯片，所述嵌入式處理模塊采用ARM Cotex A9的嵌入式硬件處理構(gòu)架，其中采用高性能浮點型DSP完成圖像壓縮，用以實現(xiàn)對采集的原始圖像編碼壓縮傳輸，其中ARM處理器完成壓縮數(shù)據(jù)流程控制、系統(tǒng)參數(shù)配置、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸控制。

具體的，所述圖像分析單元為高性能DSP，對圖像數(shù)據(jù)接收及傳輸、助航燈圖像分析。其它硬件設(shè)計主要內(nèi)容有：完成存儲器擴展外圍電路、DSP復(fù)位及時鐘電路、串行口等接口電路。

具體的，還包括與圖像壓縮單元連接的PHY控制器，所述PHY控制器對所述助航燈狀態(tài)圖像和所述助航燈的燈光狀態(tài)信息進行處理，并將其通過以太網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到后端計算機系統(tǒng)。

具體的，還包括電源轉(zhuǎn)換單元，所述電源轉(zhuǎn)換單元的輸入端與外部電源連接，所述電源轉(zhuǎn)換單元的輸出端分別與CCD圖像采集單元、FPGA圖像預(yù)處理單元、圖像分析單元以及圖像壓縮單元連接，所述外部電源通過電源轉(zhuǎn)換單元對各單元進行供電，電源轉(zhuǎn)換單元接收外部電源設(shè)備提供的12V電源，變換成系統(tǒng)內(nèi)部所需要的3.3V、2.5V、1.8V、1.1V電源，完成對各組電源的上電時序的管理和控制。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。