تشخيص بقاياي اشياء خارجي (فعال و غيرفعال) و ترك بر روي باند فرودگاه با استفاده از تكنيك‌هاي بينايي ماشين

Detection of Foreign Object Debris (Active and Inactive) and Cracks on the Runway Using Machine Vision Techniques

هدف از اين مقاله استفاده از تكنيك‌هاي بينايي ماشين، و پردازش تصاوير ارسالي گرفته شده توسط دوربين براي شناسايي و تشخيص بقاياي اشياء خارجي (فعال و غير فعال) و ترك‌ها بر روي باند فرودگاه‌ها مي‌باشد. تشخيص دادن بقاياي اشياء خارجي و ترك بر روي باند فرودگاه‌ها مسئله قابل توجهي است كه مي‌تواند سبب وارد شدن آسيب‌هاي جدي به هواپيما گردد. راه حل پيشنهادي مبتني بر سيستم بينايي ماشين و پرادزش ويدئو است. هدف اصلي الگوريتم پيشنهادي، تشخيص بقاياي اشياء خارجي مي‌باشد. بنابراين مطمئن‌ترين روش براي تشخيص مبتني بر بينايي ماشين در باند فرودگاه‌ها نظارت ناحيه‌اي به‌صورت فريم به فريم و استفاده از الگوريتم‌هاي تفريق پس‌زمينه است. با استفاده از داده‌هاي نزديك به واقعيت به صورت ويدئو از قبيل (تراشه‌هاي فلزي، پيچ و واشرها، ابزارآلات، لاشه پرندگان و حيوانات و غيره) و اعمال آنها به الگوريتم تشخيص، خروجي با كارايي بالا و دقيق را بدست آمده است، به‌طوري كه الگوريتم قادر به تشخيص بقاياي اشياء خارجي فعال و غيرفعال (واشر‌ها) با مساحت بسيار كوچك 0.0023 (متر مربع) و كارايي 79%، قطعاتي در ابعاد متوسط با مساحت 0.2201 (متر مربع) و كارايي 98%، آتش‌سوزي، حركت پرندگان و ترك‌ها را با دقت بالا تشخيص داده و هشدار‌هاي (سطح بالا و پايين) لازم (به‌صورت صوتي (آژير) و نمايش در نمايشگر كاربر برج مراقبت را جهت توقف پرواز‌ها مي‌دهد. تا كاربر برج مراقبت با بهره‌گيري از نمايشگر كاملا گرافيكي و كاربرپسند خود، ابعاد و اندازه و محل دقيق بقاياي اشياء خارجي را در اختيار تيم‌هاي بازرسي و آتش‌نشاني فرودگاه قرار دهد.

The purpose of this article is to use machine vision techniques, and to process images by the camera to identify and detect the remains of foreign objects on the runway. Recognizing the remains of foreign objects on the runway of airports is a significant issue that can cause serious damage to the aircraft and delays in the air transport system and many financial and human losses. The proposed solution is based on machine vision system and video processing. The main purpose of the proposed algorithm is to detect the remains of foreign objects and a large number of unknown objects that cannot be categorized. The safest way to diagnose based on machine vision in the runway of airports is to monitor the area on a frame-by-frame basis and use background subtraction algorithms. Using near-realistic data in the form of video and their application to the detection algorithm, the algorithm is able to detect the remains of active and inactive foreign objects with a very small size of 0.0023 (square meters) and 79% efficiency, parts in medium dimensions with an area of 0.2201 (square meters), and 98% efficiency, detects fire, bird movements and cracks with high accuracy and the necessary warnings (high and low level) (audible siren) and display on the air traffic controller. Fully graphical and user-friendly display provide the exact dimensions, size, and location of the foreign objects (active and inactive) to the airport inspection and firefighting teams.