基于红外多光谱的飞机残冰检测关键技术研究

This research is about the basic theory and key technology of civil aviation airport aircraft ice detection.The research contents include: research on the system and the theory of ice detection based on infrared multispectral, the identification method of the aircraft ice, the elimination strategy of active light source fluctuation and environmental interference.On the basis of the researches mention about, according to the international standard and the actual process of the aircraft ground deicing operation, new theories, methods and techniques are proposed for safe and efficient aircraft ice detection. This project has important theoretical significance and practical value for the exploration of new aircraft ice detection technology, solve the low efficiency and poor security problems of the traditional civil aviation airport ground ice detection.The research will contribute to enhance the winter operation support capability of civil aviation airport, to improve the research level of the guarantee of the civil aviation aircraft ground deicing, to lay the theoretical and technical foundation for the development of independent intellectual property rights of the high level aircraft ice detection equipment.

本项目主要研究民航机场飞机残冰检测的基础理论和关键技术，研究内容包括：红外多光谱残冰检测理论及系统研究、飞机表面残冰的识别方法、主动光源波动及环境光照干扰消除策略。在上述研究的基础上，根据国际标准和实际的飞机地面除冰作业流程，提出面向安全、高效的飞机残冰检测新的理论、方法和技术。本项目研究对于探索新的飞机残冰检测技术、解决传统的民航机场飞机地面残冰检测效率低、安全性差等问题具有重要的理论意义和实用价值，将有助于增强我国民航机场冬季运行保障能力、提高我国民航在飞机地面除冰保障方面的研究水平，为研制具有自主知识产权的高水平飞机残冰检测装备奠定理论和技术基础。

冬季恶劣天气条件下，停放在地面上的飞机表面极有可能产生积冰，严重威胁安全运行。这种情况下，根据国际民航组织规定，飞机起飞之前需要进行除冰作业，而除冰后需要进行残冰检测，目前我国机场仍采用传统的目视人工检测方法，可靠性和工作效率亟待提高。本项目针对民航机场残冰检测的需求，对飞机残冰检测的基础理论和关键技术展开研究，完成以下研究工作： .1..完成了红外多光谱飞机残冰检测的理论及系统研究。.建立了飞机残冰反射/折射模型，依据飞机残冰在不同波段上的反射特性差异，提出了基于红外多光谱的飞机残冰检测方法，构建了红外多光谱探测系统，实现飞机残冰的检测。.2..完成了飞机表面残冰识别方法的研究。.采用近红外成像系统通过不同波长通道对被测区域进行图像采集，对各通道采集的红外图像进行配准，对相同位置不同波长下的检测数据进行对比分析，根据飞机残冰反射/折射模型，通过单元匹配的方法实现对残冰的识别与检测。.3..完成了飞机残冰检测影响因素分析及影响抑制策略研究。.分析了飞机涂装反射特性，采用可见光图像与红外图像异源匹配的方法，对涂装差异带来的影响进行修正与补偿。同时，为了克服红外光源不稳定以及环境辐射带来的影响，提出了一种基于积分球的补偿方法和系统，实现光源不同波段光强的实时检测与反馈，起到补偿与修正作用。.项目完成了基于红外多光谱的飞机残冰检测关键技术研究，搭建了飞机残冰检测系统并完成了机场试用。研究成果有助于提高我国机场冬季运行保障能力，提高我国民航在地面除冰保障方面的研究水平，具有较为广阔的应用前景。