一种基于图像识别的飞机机翼、平尾结冰实时探测方法技术

本发明专利技术属于飞行安全技术领域，公开了一种基于图像识别的飞机机翼、平尾结冰实时探测方法，建立基于卷积神经网络的结冰探测模型；获取实时机翼、平尾图像数据；对获取的图像数据进行预处理；对预处理后的图像输入建立的于卷积神经网络的结冰探测模型进行特征提取和分类识别，判断飞机机翼、平尾是否处于结冰状态，若处于结冰状态，则获取结冰的位置、结冰类型以及结冰程度数据。本发明专利技术能够实时判断机翼、平尾结冰情况飞机机翼结冰探测方法，对保证飞机飞行安全具有重要意义。本发明专利技术能够基于当前应用范围较广的动态监视方法，在减轻飞行员负担的同时并向飞行员提供结冰位置、结冰类型和结冰程度等信息，为飞行员采取防除冰操作提供支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像识别的飞机机翼、平尾结冰实时探测方法
本专利技术属于飞行安全
，尤其涉及一种飞机机翼、平尾结冰实时探测方法。
技术介绍
目前，结冰作为影响飞行的六大气象因素之一，是飞行事故的主要诱因。当飞机穿过含有过冷水滴的云层时，过冷水滴极易在机翼、平尾的表面上结冰，机翼、平尾的结冰将严重影响飞机的气动特性，对飞行安全产生极大隐患。截至目前，过冷水滴环境下的防除冰问题仍未得到合理解释和有效解决。飞机结冰探测作为保证飞行安全的重要方法，能够在结冰情况下提醒飞行员组织防除冰手段，其主要功用在于判断飞机是否结冰、结冰的位置(有些位置一旦形成冰脊，防除冰装置很难完全将其除去)、结冰的严重程度。现有技术中，关于机翼、平尾的结冰探测的研究十分活跃，但大多数探测方法皆是基于传统测量方法，其大致可以分为两种，一是伸出型结冰传感器，此类探测装置通过在飞机固定位置安装，根据探测器的结冰情况判断机翼的结冰情况，专利CN109927910A公开了一种基于光电传感器的冰晶探测方法，是一种结构简单、可靠性高、易于实现、功耗小的冰晶探测方法，但是这种探测方法要求本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于图像识别的飞机机翼、平尾结冰实时探测方法，其特征在于，所述基于图像识别的飞机机翼、平尾结冰实时探测方法包括：/n建立基于卷积神经网络的结冰探测模型；获取实时机翼、平尾图像数据；对获取的图像数据进行预处理；/n对预处理后的图像输入建立的卷积神经网络的结冰探测模型进行特征提取和分类识别，判断飞机机翼、平尾是否处于结冰状态，若处于结冰状态，则获取结冰的位置、结冰类型以及结冰程度数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于图像识别的飞机机翼、平尾结冰实时探测方法，其特征在于，所述基于图像识别的飞机机翼、平尾结冰实时探测方法包括：
建立基于卷积神经网络的结冰探测模型；获取实时机翼、平尾图像数据；对获取的图像数据进行预处理；
对预处理后的图像输入建立的卷积神经网络的结冰探测模型进行特征提取和分类识别，判断飞机机翼、平尾是否处于结冰状态，若处于结冰状态，则获取结冰的位置、结冰类型以及结冰程度数据。


2.如权利要求1所述基于图像识别的飞机机翼、平尾结冰实时探测方法，其特征在于，所述建立基于卷积神经网络的结冰探测模型包括：
(1)采集一定数量的机翼、平尾结冰图像作为飞机机翼结冰图像数据集；
(2)通过随机裁剪、随机改变亮度、随机马赛克对图像数据集进行数据增强；
(3)将数据增强后的机翼、平尾结冰图像数据集划分为训练集与测试集；
(4)以ResNet-50作为基础模型，引入损失函数，通过调整卷积滤波器的大小、步幅和卷积神经网层数的方法，改进所述结冰探测模型。


3.如权利要求1所述基于图像识别的飞机机翼、平尾结冰实时探测方法，其特征在于，所述对获取的图像数据进行预处理包括：
1)沿固定边界对采集的机翼、平尾图像进行剪裁；
2)利用一个线性或非线性函数，对图像数据中的像素做线性扩展，得到图像数据的灰阶图；
3)利用最大类间方差法对机翼、平尾图像数据进行阈值分割。


4.如权利要求3所述基于图像识别的飞机机翼、平尾结冰实时探测方法，其特征在于，步骤1)中，所述剪裁边界为机翼、平尾与背景的交界。


5.如权利要求1所述基于图像识别的飞机机翼、平尾结冰实时探测方法，其特征在于，所述基于图像识别的飞机机翼、平尾结冰实时探测方法还包括：
将探测得到的飞机机翼、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李哲，王师浩，董泽洪，谢理科，吴云，徐浩军，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61