一种面向航空视频中水平安定面的参数动态检测方法技术

本发明专利技术涉及航空视频图像检测技术领域，公开了一种面向航空视频中水平安定面的参数动态检测方法，包括以下步骤：步骤一：制作水平安定面参数匹配模板；步骤二：采集航空视频中的水平安定面显示图像，对水平安定面显示图像二值化处理后存储；步骤三：在二值化后的水平安定面显示图像中进行小数点动态检测，识别出小数点位置；步骤四：根据小数点位置，确定箭头指示的位置，从而获得水平安定面的移动单位；步骤五：根据小数点位置，确定数字截取区域范围，基于水平安定面参数匹配模板对数字截取区域范围进行滑动匹配，识别出水平安定面移动角度范围。范围。范围。

【技术实现步骤摘要】
一种面向航空视频中水平安定面的参数动态检测方法


[0001]本专利技术涉及航空视频图像检测
，特别涉及一种面向航空视频中水平安定面的参数动态检测方法。

技术介绍

[0002]在航空设计领域，水平安定面作为飞机的重要组成部分，使飞机在俯仰方向上具有适当的静稳定性。水平安定面是水平尾翼中的固定翼面部分。当飞机水平飞行时，水平安定面不会对飞机产生额外的力矩；而当飞机受到扰动抬头时，此时作用在水平安定面上的气动力就会产生一个使飞机低头的力矩，使飞机恢复到水平飞行姿态；同样，如果飞机低头，则水平安定面产生的力矩就会使飞机抬头，直至恢复水平飞行为止。为了提高飞机安全飞行的可靠性，飞行员对于水平安定面的实际控制结果需要在与飞行员进行直接交互的交互式显示装置IDU中实时并准确地显示出来，据此飞行员可以调整水平安定面的参数，使飞机达到最佳飞行状态。
[0003]由于飞行显示画面可能存在错误显示，误导飞行员作出错误操作，导致飞机飞行事故，为了保证飞行的安全，可靠，对水平安定面显示参数进行实时监控，从而避免因画面错误误导飞行员作出错误操作。
[0004]在飞机上的IDU上对水平安定面的参数进行显示，包括安定面前缘向上向下移动的角度范围(HSTAB_position)及移动单位(HSTAB_position_value)。其显示示意图如图1所示，其中箭头内的数字显示的值即为HSTAB_position；而箭头指向的位置在NU和ND中间，对应着
‑
100到+100之间的值，为HSTAB_position_value。随着飞行员对水平安定面的操作，参数会发生变化，箭头图形上下移动对应着不同的position及position_value的值。
[0005]对水平安定面的监控，实际是对画面中的这两个参数进行动态识别，将识别结果与其他通信通道传输的信息进行对比，从而保证飞行的安全性。本文采用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)对这两个参数的值进行动态识别，设计了一种用于航空视频图像中水平安定面的动态检测方法。

技术实现思路

[0006]专利技术目的：为解决上述水平安定面的参数动态检测需求，本专利技术的专利技术目的在于提供一种面向航空视频中水平安定面的参数动态检测方法。本专利技术可以在图像是动态的情况下对水平安定面的参数进行检测，且该方法易于FPGA设计实现。
[0007]本专利技术的技术方案是：
[0008]一种面向航空视频中水平安定面的参数动态检测方法，包括以下步骤：
[0009]步骤一：制作水平安定面参数匹配模板；
[0010]步骤二：采集航空视频中的水平安定面显示图像，对水平安定面显示图像二值化处理后存储；
[0011]步骤三：在二值化后的水平安定面显示图像中进行小数点动态检测，识别出小数
点位置；
[0012]步骤四：根据小数点位置，确定箭头指示的位置，从而获得水平安定面的移动单位；
[0013]步骤五：根据小数点位置，确定数字截取区域范围，基于水平安定面参数匹配模板对数字截取区域范围进行滑动匹配，识别出水平安定面移动角度范围。
[0014]进一步，所述步骤一中，水平安定面参数匹配模板包括竖直排列的十四个字符，分别是数字0
‑
9，负号，向左的箭头，空白和向左的箭头加负号。
[0015]进一步，所述步骤二中，对水平安定面显示图像二值化处理过程包括：首先将RGB图像转换为灰度图，然后再由灰度图转换为二值化的黑白图。
[0016]进一步，所述步骤三中，小数点动态检测包括以下过程：
[0017]确定小数点截取区域X1*X2，X1和X2为小数点截取区域行和列方向的像素点个数；
[0018]根据小数点大小，在小数点截取区域中从下到下进行滑动匹配；
[0019]从所有的总匹配误差值中选择最小的总匹配误差值对应的行坐标作为小数点所在位置对应的行坐标。
[0020]进一步，所述步骤四中，箭头指示位置的行坐标等于小数点行坐标+H；
[0021]H为箭头指示位置与小数点行坐标之间的固定差值。
[0022]进一步，所述步骤四中，水平安定面的移动单位position_value获得方式如下：
[0023]定义箭头指示的位置为pos_arrow，其原点在NU上方，距离NU线12个像素距离，定义pixel_num＝|pos_arrow
‑
68|，其原点为position_value的原点；
[0024]当pos_arrow＞68，则position_value＝pixel_num*7，position_value误差为7个像素点；
[0025]当pos_arrow＜＝68，则position_value＝pixel_num*(
‑
2)+offset，position_value误差为2个像素点；
[0026]偏移量offset与pos_arrow的关系如下表所示：
[0027]pos_arrowoffsetvalue(62,68]0(51,62]2(40,51]4(29,40]6(18,29]8(12,18]10。
[0028]进一步，所述步骤三中，小数点截取区域内无数字显示，仅有小数点区域和黑色区域。
[0029]进一步，所述步骤五中，在小数点左右两侧确定数字截取区域范围，数字截取区域范围内仅包含数字。
[0030]本专利技术具有以下有益效果：
[0031]本专利技术充分分析航空视频图像中水平安定面参数的显示特点，利用图形的相对位置关系及模板匹配法，专利技术了一种面向航空视频中水平安定面的参数动态检测方法。该方
法能在占用FPGA资源量较少的情况下完成高置信度的参数识别，且该方法易于FPGA等编程设计实现。
附图说明
[0032]图1为水平安定面参数显示示意图；
[0033]图2为一种面向航空视频中水平安定面的参数动态检测方法流程图；
[0034]图3为小数点截取区域示意图；
[0035]图4为position_value参数识别示意图；
[0036]图5为模板示意图；
[0037]图6为滑动匹配法示意图；
[0038]图7为水平安定面参数显示图像；
[0039]图8为图像二值化后水平安定面参数显示图像。
具体实施方式
[0040]下面结合具体实现过程对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。
[0041]一种面向航空视频中水平安定面的参数动态检测方法，其包括图像二值化、小数点动态检测、参数识别三步，如图2所示。
[0042]图像二值化：将RGB彩色图转化为二值化图，以用于后续的动态检测，其方法是将图像信息输入到FPGA中，按照一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向航空视频中水平安定面的参数动态检测方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤一：制作水平安定面参数匹配模板；步骤二：采集航空视频中的水平安定面显示图像，对水平安定面显示图像二值化处理后存储；步骤三：在二值化后的水平安定面显示图像中进行小数点动态检测，识别出小数点位置；步骤四：根据小数点位置，确定箭头指示的位置，从而获得水平安定面的移动单位；步骤五：根据小数点位置，确定数字截取区域范围，基于水平安定面参数匹配模板对数字截取区域范围进行滑动匹配，识别出水平安定面移动角度范围。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤一中，水平安定面参数匹配模板包括竖直排列的十四个字符，分别是数字0
‑
9，负号，向左的箭头，空白和向左的箭头加负号。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤二中，对水平安定面显示图像二值化处理过程包括：首先将RGB图像转换为灰度图，然后再由灰度图转换为二值化的黑白图。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤三中，小数点动态检测包括以下过程：确定小数点截取区域X1*X2，X1和X2为小数点截取区域行和列方向的像素点个数；根据小数点大小，在小数点截取区域中从下到下进行滑动匹配；从所有的总匹配误差值中选择最小的总匹配误差值对应的行坐标作为小数点所在位置对应的行坐标。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙赫，朱晓巍，石磊，陈栋，李敏江，
申请(专利权)人：中国航空无线电电子研究所，
类型：发明
国别省市：