【技术实现步骤摘要】
：本专利技术涉及光电测量中的近景摄影测量，尤其涉及一种基于监控视频的实时飞机着陆轨迹测量系统及方法。
技术介绍
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技术介绍
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1、在飞行试验中，飞行着陆轨迹的测量是常规测量科目，通过飞机的着陆轨迹可以判定飞机着陆状态是否正常，在一些特定的科目中，比如起落架强度试飞，需要结合飞机的着陆姿态去判定起落架的设计是否达到要求，另外通过对飞机着陆的轨迹分析可以辅助飞行指挥决策和预测，比如用于无人机自动着陆等项目。
2、通过视频影像对飞机着陆轨迹测量方法包括实时和事后两种手段，事后测量是通过测量相机通过影像分析、数据处理的方法实现，实时测量的方法目前相对较少，一般通过光电经纬仪测量实现，但光电经纬仪的测量成本较高。
技术实现思路
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技术实现思路
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1、本专利技术的目的：针对实时飞机着陆轨迹测量，本专利技术提出一种基于监控视频的实时飞机着陆轨迹测量系统及方法，利用通过在机场跑道端头布设两台监控相机，获取飞机着陆的监控视频，通过图像处理，数据处理，实时计算飞行着陆轨迹的测量方法。
2、本专利技术的技术方案：为了实现上述专利技术目的，根据本专利技术的第一方面，提出一种基于监控视频的实时飞机着陆轨迹测量系统，包括：视频采集单元、传输单元、数据处理单元；所述视频采集单元设置于机场跑道防吹坪外侧，所述视频采集单元通过所述传输单元与所述数据处理单元通讯连接；
3、所述视频采集单元包括中线监控相机、跟踪监控相机；所述中线监控相机固定于跑道防吹坪外
4、在一个可能的实施例中，所述视频采集单元还包括易碎支架、配电柜；所述中线监控相机、跟踪监控相机分别通过易碎支架进行固定；所述配电柜分别与所述中线监控相机、跟踪监控相机电连接，用于为所述中线监控相机、跟踪监控相机供电。
5、优选地，所述易碎支架与地面水平安装，误差不超过1度。
6、优选地，所述易碎支架的高度不高于地面50厘米。
7、优选地，所述中线监控相机固定于跑道防吹坪外正对跑道中心处5-10米处。
8、优选地，所述中线监控相机采用高清数字相机；所述跟踪监控相机采用具有转台并能实时输出方位角和俯仰角的跟踪相机。
9、优选地，距离所述垂直中线监控相机100米到150米处布设所述跟踪监控相机。
10、在一个可能的实施例中，由于需要进行远距离传输，所述传输单元包括光传输设备前端、光传输设备后端、传输光缆、交换机；所述中线监控相机、跟踪监控相机分别通过传输光缆依次与光传输设备前端、光传输设备后端相连接；所述光传输设备后端的输出端通过传输光缆与所述交换机相连接，所述交换机通过传输光缆与所述数据处理单元相连接。
11、当将中线监控相机和跟踪监控相机的网络格式数字电信号视频通过光传输前端转换光信号视频，并传输到光传输设备后端，由光传输设备后端将光信号转换为电信号，再连接图像处理电脑进行处理。
12、在一个可能的实施例中，所述数据处理单元包括图像处理设备，用于图像轨迹测量与分析。
13、根据本专利技术的第二方面，提出一种基于监控视频的实时飞机着陆轨迹测量方法，采用上述的一种基于监控视频的实时飞机着陆轨迹测量系统，包括如下步骤：
14、步骤1：建立机场测量坐标系
15、以中线监控相机为原点，机场跑道方向为x方向，中线监控相机指向跟踪监控相机方向为y方向，垂直向上为z方向，建立右手坐标系；
16、步骤2：目标锁定
17、利用数据处理单元，当观测到中线监控相机图像中的目标的横向像素或纵向像素任一方向超过5个像素，进行目标锁定，并以目标为中心生成a*a像素的图像搜索框；所述视频采集单元采集目标初始位置监控视频并通过传输单元实时传输至所述数据处理单元，所述数据处理单元记录并显示目标初始位置监控视频，并分别记录目标初始位置在中线监控相机监控视频画面中的坐标(xzt，yzt)与跟踪监控相机监控视频画面中的坐标(xgt，ygt)，以及跟踪相机的初始方位角与初始俯仰角(ft，yt)；
18、步骤3：目标跟踪
19、实时记录目标坐标，中线监控相机画面中目标坐标记录为(xzt，yzt)，跟踪监控相机中坐标记录为(xgt，ygt),同时记录跟踪监控相机的方位角与俯仰角(ft，yt)；
20、步骤4：数据实时处理
21、根据以下公式1-4，分别对跟踪相机到飞机的方位角∠a，跟踪相机到飞机的俯仰角∠c，中线相机到飞机的方位角∠b，中线相机到飞机的俯仰角∠d进行修正；
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26、gf为跟踪相机视频图像俯仰修正角；
27、gy为跟踪相机视频图像方位修正角；
28、zf为中线相机视频图像俯仰修正角；
29、zy为中线相机视频图像方位修正角；
30、gsh为跟踪相机横向分辨率；
31、gsz为跟踪相机纵向分辨率；
32、zsh为中线相机横向分辨率；
33、zsz为跟踪相机纵向分辨率；
34、gka为跟踪相机开口角；
35、zka为中线相机开口角；
36、步骤5：根据中线监控相机、跟踪监控相机与目标的空间位置几何关系计算得到目标实时坐标。
37、在一个可能的实施例中，当中线监控相机图像中的目标在宽度方向的坐标低于10像素坐标时，实时记录目标形心在画面中的坐标作为目标坐标；当中线监控相机图像中的目标在宽度方向的坐标大于10像素坐标时，通过图像搜索框模板匹配的方式提取目标飞机机头，实时记录目标飞机机头在画面中的坐标作为目标坐标。
38、在一个可能的实施例中，a取值为20。
39、本专利技术的优点：利用监控相机实时的出具飞机的轨迹，计算方法简单便捷，消耗电脑内存资源有限；该专利技术相对于光电经纬仪测量飞机轨迹，硬件成本较低。同时对操作的难度较低，系统的维护成本较低，同时适合在民用军用机场。
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1.一种基于监控视频的实时飞机着陆轨迹测量系统，其特征在于，包括：视频采集单元、传输单元、数据处理单元；所述视频采集单元设置于机场跑道防吹坪外侧，所述视频采集单元通过所述传输单元与所述数据处理单元通讯连接；
2.根据权利要求1所述的一种基于监控视频的实时飞机着陆轨迹测量系统，其特征在于，所述视频采集单元还包括易碎支架、配电柜；所述中线监控相机、跟踪监控相机分别通过易碎支架进行固定；所述配电柜分别与所述中线监控相机、跟踪监控相机电连接，用于为所述中线监控相机、跟踪监控相机供电。
3.根据权利要求2所述的一种基于监控视频的实时飞机着陆轨迹测量系统，其特征在于，所述易碎支架与地面水平安装，误差不超过1度。
4.根据权利要求2所述的一种基于监控视频的实时飞机着陆轨迹测量系统，其特征在于，所述易碎支架的高度不高于地面50厘米。
5.根据权利要求1所述的一种基于监控视频的实时飞机着陆轨迹测量系统，其特征在于，所述中线监控相机固定于跑道防吹坪外正对跑道中心处5-10米处。
6.根据权利要求1所述的一种基于监控视频的实时飞机着陆轨迹测量
7.根据权利要求1所述的一种基于监控视频的实时飞机着陆轨迹测量系统，其特征在于，距离所述垂直所述中线监控相机100米到150米处布设所述跟踪监控相机。
8.一种基于监控视频的实时飞机着陆轨迹测量方法，采用权利要求1-7任意一项所述的一种基于监控视频的实时飞机着陆轨迹测量系统，其特征在于，包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种基于监控视频的实时飞机着陆轨迹测量方法，其特征在于，当中线监控相机图像中的目标在宽度方向的坐标低于10像素坐标时，实时记录目标形心在画面中的坐标作为目标坐标；当中线监控相机图像中的目标在宽度方向的坐标大于10像素坐标时，通过图像搜索框模板匹配的方式提取目标飞机机头，实时记录目标飞机机头在画面中的坐标作为目标坐标。
10.根据权利要求8所述的一种基于监控视频的实时飞机着陆轨迹测量方法，其特征在于，a取值为20。
...【技术特征摘要】
1.一种基于监控视频的实时飞机着陆轨迹测量系统，其特征在于，包括：视频采集单元、传输单元、数据处理单元；所述视频采集单元设置于机场跑道防吹坪外侧，所述视频采集单元通过所述传输单元与所述数据处理单元通讯连接；
2.根据权利要求1所述的一种基于监控视频的实时飞机着陆轨迹测量系统，其特征在于，所述视频采集单元还包括易碎支架、配电柜；所述中线监控相机、跟踪监控相机分别通过易碎支架进行固定；所述配电柜分别与所述中线监控相机、跟踪监控相机电连接，用于为所述中线监控相机、跟踪监控相机供电。
3.根据权利要求2所述的一种基于监控视频的实时飞机着陆轨迹测量系统，其特征在于，所述易碎支架与地面水平安装，误差不超过1度。
4.根据权利要求2所述的一种基于监控视频的实时飞机着陆轨迹测量系统，其特征在于，所述易碎支架的高度不高于地面50厘米。
5.根据权利要求1所述的一种基于监控视频的实时飞机着陆轨迹测量系统，其特征在于，所述中线监控相机固定于跑道防吹坪外正对跑道中心处5-10米处。
6.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈贝，张虎龙，王赞超，张建花，刘晓磊，
申请(专利权)人：中国飞行试验研究院，
类型：发明
国别省市：
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