基于计算机视觉的机场增强型地勤检测系统的设计与实现

发布时间：2020-03-23 23:48

【摘要】：机场在对飞机进行航线维护和特种维护中,地勤人员会对飞机进行一次普通检修来排查飞机可能的安全隐患。在检修中,飞机的蒙皮损伤检测是非常关键的一个环节。在对蒙皮进行检测时,地勤人员采用目视检测的方法。很多情况下,预留给检测人员的检测时间比较短,检测的任务相对而言比较重,且检测结果受地勤人员的经验积累和其他的人为因素的影响,检测结果相对不稳定。检测效率的低下可能导致航班晚点,而检测结果的误差可能导致严重的后果,使乘客和航空公司蒙受损失。因此,促进蒙皮损伤检测的自动化半自动化实现具有现实的意义。本文调研了国内外飞机维护中用于蒙皮损伤检测的常用方法,对当前用于航线维护和特种维护中的问题进行了剖析。文中重点讨论了基于计算机视觉的检测方式,对蒙皮损伤检测和识别算法进行了深入的研究。本文对飞机蒙皮损伤检测系统的功能需求进行了分析,并完成了系统整体的设计和实现工作。第一,为了辅助地勤人员进行高效率的蒙皮损伤检测,将系统分为四个子系统,分别是:中心管理子系统,地勤检测子系统,辅助地勤检测子系统和损伤检测子系统。在各子系统之间定义了简单的通信协议,完成了图像的采集、传输以及其他信息的处理。第二,在损伤检测子系统中加入了基于计算机视觉的无损检测技术,目的是对飞机蒙皮图像进行损伤定位和识别。文中针对损伤的特点提出使用SUSAN边缘检测的快速损伤检测方法,并在此基础上用机器学习的方法对损伤进行了识别。最后,根据项目的实际需求,实现了系统并利用实际数据验证了系统的有效性。
【图文】：

磁光图像,飞机蒙皮,目视检查

每次检测由两名以上的地勤人员独立的完成检查。目视检查中，可检纹的最小长度约为２ｍｍ，宽度约为Ｏ．ｌｍｍＷ。统计结果显示，目视检查对２５ｍｍ的裂纹的检出率在３０％左右，５０ｍｍ的裂纹的检出率在７０％左右［２］。逡逑目视检查的优点是过程简单，其缺点也比较明显：（１）由于人本身存在局限性，目视检查不能保证结果的可靠性；（２）人为因素对结果的影响大；（民用飞机的体积越来越大，目视检查的检测周期变长，这也增大了出错的几１．２．２磁光检测法逡逑磁光检测法是基于磁光效应的无损检测技术。磁光效应是指在外磁场的下，具有磁矩的物质的电磁特性被改变，导致光波在其内部的传输特性也发变的现象。磁光检测法通过捕捉变化的光波信号来反映物质内部的结构，该法历史悠久，在飞机损伤检测中常用于蒙皮表面及亚表面铆钉周围损伤的检波音飞机的无损检测手册中规定了使用磁光成像仪（Ｍａｇｎｅｔｏ－ｏｐｔｉｃ邋Ｉｍａｇｉｎｇ，邋Ｍ对紧固件周围裂纹检测的注意事项和流程ｍ。图Ｍ是从ＭＯＩ成像仪使用中截取的飞机蒙皮表面和亚表面铆钉周围的磁光图像。逡逑

检查技术,目视检查,无人机,机器视觉

逡逑视检查而又比较危险或枯燥的工作成为可能。如图１－２所示，２０１６年空客在范堡逡逑罗航空展上展示了使用无人机执行飞机检查技术，通过在无人机上绑定高清摄像逡逑头来获取飞机表面的状态数据，，使用传统方法需要两个小时，而无人机获取方式逡逑只需要１０到１５分钟，大大缩短了检测周期。除此以外，文献［４］用机器视觉的技逡逑术来在航前检查中检测飞机表面零件的状态，如氧舱手柄是否复位和进气口是否逡逑有异物等。文献［５］使用机器视觉的方法来检测飞机轮胎表面的损伤。逡逑图１－２空客在航空展展示的无人机检查技术逡逑机器视觉无损检测的优点是检测面积大、检测结果直观，在代替目视检查的逡逑应用场景中优势明显，其丰富的信息以及模式识别的快速发展给无损检测带来比逡逑较大的潜力。逡逑１．３蒙皮检测算法研究现状逡逑磁光检测方法和机器视觉检测方法都通过传感器从蒙皮表面获得图像，但是逡逑两者“看”到的内容不一样
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V351.3;TP391.41

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