一种在机场场面监视视频中实现飞机自动挂标牌的方法技术

本发明专利技术公开了一种在机场场面监视视频中实现飞机自动挂标牌的方法。该方法包括：通过图像跟踪技术获取视频中的飞机图像坐标，在机场电子地图与视频图像上分别选取4个及以上点特征或线特征来计算出机场地理平面与视频图像平面之间的单应矩阵；对机场场面监视视频中的飞机进行目标监测与跟踪，并利用单应矩阵将飞机位置映射成实时位置坐标；利用数据融合技术将飞机位置坐标与机场场面监视视频中的实时图像跟踪坐标关联；提取ADS-B数据中航班标牌信息，把标牌信息叠加到视频图像中，实现自动挂标牌。本发明专利技术的有益效果是：实时跟踪飞机的位置并将航班标牌信息自动关联并叠加到机场场面监视视频中的视频图像中，使用者可以直观地了解场面活动情况。

Method for realizing automatic hanging mark of airplane in airport scene monitoring video

The invention discloses a method for automatically signing a plane in an airport scene surveillance video. The method includes: the image tracking technology to obtain the image plane coordinates in the video at the airport, the electronic map and video image were selected 4 or more feature points or line features to calculate the airport geographical plane and video image homography; target detection and tracking of the airport surface surveillance video in the plane, and using the homography matrix will be mapped into real-time aircraft position coordinates; using data fusion technology in the real-time image plane coordinates and field surveillance video tracking coordinate correlation; extracting flight label information in the ADS-B data, the label information is added to the video image, realize the automatic tagging. The invention has the advantages that the real-time tracking of the position of the aircraft and flight information automatic video label Association and superimposed field surveillance video, users can intuitively understand the activities of the scene.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机场数据处理
，特别是。
技术介绍
视频监视已经在机场场面得到广泛应用，通过在跑道、滑行道、停机位等重要区域安装监视摄像头实现对场面飞机活动的监视，能有效帮助场面管制员管理场面交通情况，是机场场面运行管理不可或缺的监视手段。一些大型机场往往有多条跑道，场面布局复杂，常出现一些在塔台无法直接肉眼观察的死角，此时摄像头是管制员直观掌握场面活动情况的必要手段。作为一种非协作传感器，监视视频上只能提供目标图像信息，无法提供目标标牌信息。场面管制员还需要通过查看飞行计划、ATC监视画面等来确定视频中的飞机标牌信息，目前只能采用人工方式对飞机进行手动挂标牌。而ADS-B作为一种协作传感器也只能提供目标位置、速度等定位信息以及航班号、起降机场等标牌信息，无法提供飞机图像信息。因此，视频挂标牌方面的技术还需要进一步的改进。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于:针对上述存在的问题，提供，通过数据融合技术把ADS-B的标牌信息叠加到视频监视中，以实现场面监视视频中的飞机自动挂标牌。本专利技术涉及的，包括以下几个步骤: 一、从摄像头摄下的机场场面监视视频中截取一帧视频图像，在图像上选取四个以上的点特征或线特征并确定图像坐标；在机场电子地图上找出对应的点标志或线标志并确定地理坐标； 二、利用找到的图像坐标和地理坐标来计算视频图像平面与机场地图平面之间的单应矩阵； 三、通过图像跟踪技术对机场场面监视视频中的飞机进行目标监测与跟踪确定飞机的实时图像跟踪坐标，并利用单应矩阵将其映射成实时地理坐标； 四、利用ADS-B数据处理技术获取飞机的实时位置坐标，再利用数据融合技术将其与机场场面监视视频中的实时图像跟踪坐标关联； 五、提取ADS-B数据中与机场场面监视视频中的飞机关联上的航班标牌信息，把标牌信息叠加到视频图像中，实现自动挂标牌。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是:实时跟踪飞机的位置并将航班标牌信息自动关联并叠加到机场场面监视视频中的视频图像中，使用者可以更加方便直观地了解场面活动情况。【附图说明】图1是本专利技术实现机场场面监视视频飞机自动挂标牌的基本流程图。图2是本专利技术中由单应矩阵决定的机场地理平面与视频图像平面之间的投影关系O图中标记:1为投影中心,2为视频图像平面，3为单应矩阵，4为机场地图平面。【具体实施方式】下面结合附图，对本专利技术作详细的说明。实施例如图1所示，本专利技术涉及的，包括以下几个步骤: 一、从摄像头摄下的机场场面监视视频中截取一帧视频图像，在图像上选取四个以上的点特征或线特征并确定图像坐标；在机场电子地图上找出对应的点标志或线标志并确定地理坐标； 二、利用找到的图像坐标和地理坐标来计算视频图像平面与机场地图平面之间的单应矩阵； 三、通过图像跟踪技术对机场场面监视视频中的飞机进行目标监测与跟踪确定飞机的实时图像跟踪坐标，并利用单应矩阵将其映射成实时位置坐标； 四、利用ADS-B数据处理技术获取飞机的实时位置坐标，再利用数据融合技术将其与机场场面监视视频中的实时图像跟踪坐标关联； 五、提取ADS-B数据中与机场场面监视视频中的飞机关联上的航班标牌信息，把标牌信息叠加到视频图像中，实现自动挂标牌。在本方法第一步骤中，机场场面监视视频的图像上的点特征或险特征选取可以采用人工方式或机器自动识别方式，应选取易于识别、易于获取地图坐标的点特征或线特征，并具有较好的几何分布以减小坐标转换误差。在本方法第二步骤中，单应矩阵计算是为了实现被跟踪飞机的图像坐标与实际的机场地图坐标间的相互转换，是实现视频自动挂标牌的关键一步。如果把机场地图看作一个投影面即机场地图平面4，视频图像看作另一个投影面即视频图像平面2，那么这两个平面之间的投影变换关系可用一个3x3的单应矩阵Ji来描述。针对点特征，机场地图与视频图像上的一对点1<-?尤存在如下坐标变换关系: JC = BX(I) 把地图坐标C^F)和图像坐标(KV)写为三维齐次列矢量X = JOf ,If = CiMOf ,则方程(I)可写为:MX \Xλ V = H y — \ Jijf Js6 y (2)IJ [?\ Ifh Hs对于单应矩阵JT有意义的仅仅是矩阵元素的比率，在JT的9个元素中有8个独立比率，因此单应矩阵M有8个自由度。此方程中的单应矩阵.r乘以一个非零尺度因子不会改变投影变换关系，即单应矩阵仅能确定到相差一个非零尺度因子A。在方程(2)中消去I得到关于ff元素的两个线性方程:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在机场场面监视视频中实现飞机自动挂标牌的方法，其特征在于包括以下几个步骤：一、从摄像头摄下的机场场面监视视频中截取一帧视频图像，在图像上选取四个以上的点特征或线特征并确定图像坐标；在机场电子地图上找出对应的点标志或线标志并确定地理坐标；二、利用找到的图像坐标和地理坐标来计算视频图像平面与机场地图平面之间的单应矩阵；三、通过图像跟踪技术对机场场面监视视频中的飞机进行目标监测与跟踪确定飞机的实时图像跟踪坐标，并利用单应矩阵将其映射成实时位置坐标；四、利用ADS?B数据处理技术获取飞机的实时位置坐标，再利用数据融合技术将其与机场场面监视视频中的实时图像跟踪坐标关联；五、提取ADS?B数据中与机场场面监视视频中的飞机关联上的航班标牌信息，把标牌信息叠加到视频图像中，实现自动挂标牌。

【技术特征摘要】
1.一种在机场场面监视视频中实现飞机自动挂标牌的方法，其特征在于包括以下几个步骤: 一、从摄像头摄下的机场场面监视视频中截取一帧视频图像，在图像上选取四个以上的点特征或线特征并确定图像坐标；在机场电子地图上找出对应的点标志或线标志并确定地理坐标； 二、利用找到的图像坐标和地理坐标来计算视频图像平面与机场地图平面之间的单应矩阵； 三、通过图像跟踪技...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐勇，黄荣顺，吴宏刚，徐自励，吴敏，
申请(专利权)人：中国民用航空总局第二研究所，
类型：发明
国别省市：