Разработка алгоритма автоматического обнаружения взлетно-посадочной полосы на видеоизображениях

Содержание

Слайд 2

1. Поиск линии горизонта и определение относительного расположения земли и неба
2. Поиск

1. Поиск линии горизонта и определение относительного расположения земли и неба 2.
области интереса, содержащей объекты типа ВПП
3. Проверка наличия маркера начала ВПП
4. Определение продольных границ ВПП
5. Уточнение положения начала и конца ВПП
6. Пространственно-временная фильтрация полученных для текущего кадра оценок положения ВПП

Алгоритм обнаружения ВПП

В представленном варианте алгоритма обнаружение ВПП производится без опоры на текущую ПНИ и априорные сведения об аэродроме и ВПП

Слайд 3

Поиск линии горизонта и определение относительного расположения земли и неба

Типовое модельное изображение

Градиентная

Поиск линии горизонта и определение относительного расположения земли и неба Типовое модельное
карта (модуль амплитуды градиента яркости), полученная при помощи фильтра Собела

К типовому прореженному изображению
применяется оператор Собела:

A =

ϕ = arctg(gy/gx)

Результатом применения оператора Собела является вектор-градиент (gx,gy):

Слайд 4

Изображение аккумулятора Хафа
контурного препарата типового
модельного изображения.
Линии горизонта соответствует локальный максимум,

Изображение аккумулятора Хафа контурного препарата типового модельного изображения. Линии горизонта соответствует локальный
с одной стороны от которого свободное от контуров пространство (небо), а с другой – информативная область (земля).

Параметризация и процедура голосования преобразования Хафа.

Выделение линии горизонта на контурном основано на использовани классического преобразования Хафа

Поиск линии горизонта и определение относительного расположения земли и неба

Слайд 5

Поиск области интереса, содержащей объекты типа ВПП

Выделенный фрагмент изображения, содержащий изображение ВПП

Карта

Поиск области интереса, содержащей объекты типа ВПП Выделенный фрагмент изображения, содержащий изображение
углов градиента для области интереса, полученная с помощью фильтра Собела

Отфильтрованная медианой 3х3 карта вертикальных контуров

Локализация объекта типа ВПП по результатам двумерного скользящего среднего

Слайд 6

Проверка наличия маркера начала ВПП

Маркер начала ВПП, присутствующий на тестовых видеопоследовательностях

Карта горизонтальных

Проверка наличия маркера начала ВПП Маркер начала ВПП, присутствующий на тестовых видеопоследовательностях
градиентов фрагмента, содержащего изображение ВПП высокого разрешения.

ProjY[y] = ∑x = 0...DimX–1 Im[x,y]

Горизонтальная проекция карты градиентов. Максимум в проекции определяет положение штрихового маркера.

Слайд 7

Определение продольных границ ВПП


Параметризация ортонормального преобразования Хафа (x1, x2)

Результат ортонормального

Определение продольных границ ВПП Параметризация ортонормального преобразования Хафа (x1, x2) Результат ортонормального

преобразования Хафа изображения ВПП

Выделенное направление границ ВПП

Оптимальная строка дифференцированного ОПХ (вверху), ее профиль (внизу) и соответствующие симметричные положения сигналов для левой и правой границ ВПП

Слайд 8

Уточнение положения начала и конца ВПП

Нормализованная вертикальная проекция яркости внутри треугольника ВПП.

Уточнение положения начала и конца ВПП Нормализованная вертикальная проекция яркости внутри треугольника
Вертикальными линиями отмечены начало и конец ВПП.

Для определения положения начала и конца ВПП (нижней и верхней границ) используется предположение о том, что образ ВПП на изображении имеет большую яркость, чем окружающий фон.
Линии продольных границ образуют треугольник, а начало и конец полосы в нем далее определяются как резкие перепады яркости при построчном суммировании внутри этого треугольника.

Слайд 9

Пространственно-временная фильтрация параметров положения ВПП

Оцениваемые параметры положения ВПП:
A - Координата точки схода

Пространственно-временная фильтрация параметров положения ВПП Оцениваемые параметры положения ВПП: A - Координата
(точка схода всегда принадлежит линии горизонта),
B – Расстояние от конца ВПП до линии горизонта,
C – Расстояние от начала ВПП до линии горизонта,
α – Угол между вертикалью и средней линией ВПП,
β – Угол раствора между левой и правой границами ВПП

Слайд 10



Прототип EVS реализован на базе БУП ИМА и включен в

Прототип EVS реализован на базе БУП ИМА и включен в состав демонстрационного
состав демонстрационного стенда ФГУП «ГосНИИАС»


Быстродействующая унифицированная платформа (БУП) ИМА

Реализация алгоритма в составе системы EVS/SVS

Слайд 11


Ролик ФГУП «ГосНИИАС», моделирование ФГУП «ПИЦ»

Пример обнаружения ВПП на модельном ролике

Ролик ФГУП «ГосНИИАС», моделирование ФГУП «ПИЦ» Пример обнаружения ВПП на модельном ролике

Слайд 12

Как показывают проведенные тесты, описанный алгоритм обеспечивает устойчивое обнаружение, прослеживание и индикацию

Как показывают проведенные тесты, описанный алгоритм обеспечивает устойчивое обнаружение, прослеживание и индикацию
визуального положения ВВП на модельных видеопоследовательностях
Тестирование программной реализации алгоритма на крейте ИМА показало возможность обработки видеопотока в реальном времени на борту самолета.
Достижение работоспособности алгоритма на реальных изображениях ВПП, в том числе – многоспектральных (ТВ+ИК)
Повышение вероятности правильного обнаружения ВПП в сложных случаях за счет использования дополнительной информации – как текущей ПНИ, так и априорных картографических сведений об аэродроме и структуре расположения ВПП в аэродромном комплексе

Основные результаты и направления дальнейшей работы

Направления дальнейшей работы

Имя файла: Разработка-алгоритма-автоматического-обнаружения-взлетно-посадочной-полосы-на-видеоизображениях.pptx
Количество просмотров: 120
Количество скачиваний: 0