收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于Faster R-CNN的机场跑道异物检测研究

刘运凯  
【摘要】:机场跑道异物(Foreign Object Debris,FOD)作为起降阶段威胁飞机安全的致命杀手,会造成航班延误、起飞中断,甚至危及乘客的生命安全。目前国内外的机场跑道异物检测系统大都采用雷达探测为主、视觉为辅的机制,对小尺寸FOD目标的检测结果并不理想。本文研究基于视觉的FOD目标检测系统,借助数字图像处理方法和深度学习策略,准确高效地检测小尺寸FOD目标。Faster R-CNN是深度学习中的一种重要识别算法,可以实现对图像高层语义特征的获取。Faster RCNN框架可以有效识别一般卷积神经网络算法较难分类的FOD目标。本文主要研究改进的Faster R-CNN目标检测算法,给出了FOD目标识别策略,在FOD图像库上比较和验证了算法和策略的有效性。(1)针对机场跑道上经常出现的大尺寸FOD目标,考虑到系统的有效性和实用性,采用传统的数字图像处理方法作变化检测识别出大螺丝和大螺帽等比较明显的FOD目标;(2)对经变化检测处理后未检测出来的小尺寸FOD目标,进行基于Faster RCNN框架的识别,生成目标候选区域并进一步分类与回归。采用Dense Net代替Res Net-50进行特征提取,极大地减少了网络参数。提出了改进的RPN层中分类的损失函数和回归定位的损失函数,使用Focal Loss优化难以分类样本的权重,使得训练结果聚焦在难以分类的小样本和小尺寸的FOD目标上。在回归层中使用KL Loss,结合KL散度,使得网络更有效地回归和收敛。实验结果表明,本文方法能够实时地对机场跑道FOD目标进行检测,FOD目标检测准确率高、抗干扰性良好。主要体现在Dense Net可以降低网络冗余度、缓解梯度消失,进而提高检测速度;利用两类优化的损失函数可以保证分类和目标定位的检测准确率;Faster R-CNN架构提高了检测模块的鲁棒性,确保了系统良好的抗干扰性能。针对五类(小钢珠、金属螺母、细铁丝、大螺丝和小螺丝)FOD目标,本文方法实现了98.96%的FOD目标检测准确率,检测速度比经典的Faster R-CNN提高了一倍多。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前18条
1 王天宝;;揭阳潮汕机场跑道延长工程正式启用[J];民航管理;2019年12期
2 陈云峰;林智;曹维搏;;机场跑道风场精细化预报方案研究[J];民航管理;2020年01期
3 侯启真;刘衍帆;尚美琪;;机场跑道临时关闭警示灯的光学设计[J];应用光学;2017年02期
4 孔欣;;试论民航机场跑道的安全风险管理[J];中国高新区;2017年13期
5 李亮;;民用机场跑道沥青混凝土不停航施工抢修工程中统筹方法应用刍议[J];中国标准化;2017年12期
6 ;世界四大离奇的机场跑道[J];交通世界(建养.机械);2013年09期
7 马平川;;我国机场跑道侵入分析与解决方法[J];中国产业;2012年08期
8 唐懿;首都机场跑道改造工程竣工[J];工程机械与维修;2000年06期
9 华遵孟;沈秋武;;某机场跑道破坏原因与防治[J];工程勘察;1992年06期
10 廖顺遂;;在机场跑道上寻找财富[J];青年博览;2009年12期
11 廖顺遂;;铺在机场跑道上的财富[J];文化月刊;2009年11期
12 闫启琨;;机场跑道延伸设计技术研究[J];交通世界;2019年12期
13 周婷婷;;如何有效防止空管原因造成的机场跑道侵入[J];科技传播;2014年11期
14 ;机场跑道建设中设备与材料的应用[J];交通世界(建养.机械);2013年09期
15 王卫星;周宁;;遥感图像中机场跑道的检测[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2010年01期
16 吴健新;李翠华;吴晓昶;柯渝;;航拍图像中机场跑道的快速检测[J];模式识别与人工智能;2006年02期
17 高勇;宋一鑫;唐顺仙;;一种优化的高原机场跑道利用率计算方法研究[J];成都信息工程大学学报;2021年05期
18 苏晟;郝文琦;;基于热管技术的飞机场跑道融雪系统的长期热分析[J];化工管理;2020年08期
中国重要会议论文全文数据库 前19条
1 李文强;;机场跑道异物检测技术及发展趋势[A];2015年第二届中国航空科学技术大会论文集[C];2015年
2 ;飞行区运行安全监控技术动态——悉尼机场跑道安全保障技术[A];《上海空港》第14辑[C];2012年
3 武治国;王明佳;丁南南;;基于视觉分析的机场跑道异物检测技术研究[A];仪器仪表学报(2015(增刊)第36卷)[C];2015年
4 于海洋;卢小平;甘甫平;;一种基于带通滤波的机场跑道提取方法[A];中国测绘学会第九次全国会员代表大会暨学会成立50周年纪念大会论文集[C];2009年
5 王敏;张艳宁;孙瑾秋;;一种遥感图像机场跑道的多尺度提取方法[A];第八届全国信号与信息处理联合学术会议论文集[C];2009年
6 谢永利;顾安全;;澳门机场跑道软基沉降的有限元分析[A];中国土木工程学会土力学及基础工程学会地基处理学术委员会第四届地基处理学术讨论会论文集[C];1995年
7 刘胜利;崔荣耀;;飞机机场跑道不平度模拟试验技术研究[A];全面建成小康社会与中国航空发展——2013首届中国航空科学技术大会论文集[C];2013年
8 宋雪静;吴仁彪;刘家学;;基于GPR的机场跑道灾害识别[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
9 安成锦;韩建涛;陈曾平;;基于机场跑道识别的SAR图像自动配准算法[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
10 靳文忠;韩建军;范玲;张永安;;机场跑道外来物(FOD)实时监测光电系统的设计[A];第四届中国指挥控制大会论文集[C];2016年
11 李庆嵘;;一种前视机场跑道识别方法[A];2009通信理论与技术新发展——第十四届全国青年通信学术会议论文集[C];2009年
12 王一帆;牛照东;陈曾平;;基于自适应高斯滤波的红外机场跑道识别方法[A];2007年光电探测与制导技术的发展与应用研讨会论文集[C];2007年
13 谢建国;;高速公路机场[A];养护与管理2010年10月号(总第10期)[C];2010年
14 张劳恩;;城际铁路施工降水对机场跑道沉降影响研究[A];第二十四届铁路地质路基年会论文专辑[C];2014年
15 王帅;陈立云;袁曦;张汉锋;;子母弹打击机场跑道毁伤概率的蒙特卡洛仿真[A];2009系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2009年
16 张献民;邱鹏炼;;瞬态激振技术在机场道面检测中的应用[A];第二十二届全国振动与噪声应用学术会议论文集[C];2009年
17 赵隆茂;马宏伟;;白云山机场跑道等用混凝土动态劈裂拉伸力学性能的实验研究[A];第三届全国爆炸力学实验技术交流会论文集[C];2004年
18 袁寅辉;卢芳云;蒋邦海;谢美华;江增荣;;子母弹参数对机场跑道封锁效能的影响研究[A];第六届全国爆炸力学实验技术学术会议论文集[C];2010年
19 邢志伟;蒋立辉;于之靖;;航空地面保障技术发展研究[A];航空科学技术学科发展报告(2010-2011)[C];2011年
中国博士雷竞技下载ios 全文数据库 前7条
1 赵贤利;机场跑道安全风险演化机理研究[D];武汉理工大学;2017年
2 胡守云;下穿机场跑道隧道爆破动力效应及控制[D];中国地质大学;2018年
3 牛犇;机场跑道视频异物检测与识别关键技术研究[D];南京航空航天大学;2016年
4 马少龙;基于深度学习技术-Faster R-CNN对颈脊髓损伤及颈间盘疾病核磁图像的识别检测[D];吉林大学;2020年
5 林小平;复杂条件下机场跑道沥青加铺层结构设计理论与方法[D];同济大学;2007年
6 齐振伟;反机场跑道串联随进弹终点效应的实验研究与数值模拟[D];国防科学技术大学;2007年
7 王洪群;两种目标图像特征检测与应用[D];华中科技大学;2006年
中国硕士雷竞技下载ios 全文数据库 前20条
1 刘运凯;基于Faster R-CNN的机场跑道异物检测研究[D];上海交通大学;2020年
2 敖丹丹;机场跑道异物监测雷达关键技术研究[D];电子科技大学;2013年
3 陶永奎;机场跑道病害视觉检测方法研究[D];中国民航大学;2020年
4 邹璨;基于随机森林的极化SAR图像机场跑道检测[D];中国民航大学;2019年
5 王幸;嵌入式助航灯干粉清洗过程研究及参数控制[D];厦门理工学院;2018年
6 洪敬波;机场跑道异物检测高增益天线设计[D];西安电子科技大学;2019年
7 于晨;基于深度学习的机场跑道异物检测与识别技术研究[D];北京工业大学;2019年
8 涂德志;机场跑道检测机器人无线网络反馈控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2019年
9 陶灿灿;机场跑道检测多机器人系统控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2018年
10 党国龙;机场跑道异物检测与识别的相关算法研究[D];南京航空航天大学;2018年
11 刘衍帆;机场跑道临时关闭警示装置研究[D];中国民航大学;2017年
12 杨简;机场跑道多年冻土地基温度场特征研究[D];中国民航大学;2017年
13 孟西西;机场跑道微小障碍物图像模式识别系统研究与设计[D];武汉理工大学;2015年
14 唐辛欣;机场跑道侵入人为风险评价研究[D];武汉理工大学;2014年
15 郑浪;机场跑道除障机器人设计与异物辨识研究[D];重庆交通大学;2019年
16 成威;机场跑道异物检测系统算法研究与软件实现[D];北京交通大学;2014年
17 张东海;雾天机场跑道异物检测算法研究[D];中国民航大学;2013年
18 李煜;机场跑道异物检测识别算法与系统设计研究[D];上海交通大学;2012年
19 潘亮;基于嵌入式系统的机场跑道温度预测系统的研究与开发[D];大连海事大学;2013年
20 雷家翔;机场跑道异物检测系统的研究与实现[D];电子科技大学;2016年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 记者 袁岚 通讯员 尹路杨;首都机场跑道翻新重铺 首次使用升级版沥青料[N];中国建材报;2020年
2 本报记者 张丰蘩;与机场跑道有关的那些事儿[N];中国民航报;2020年
3 记者 赵丹;北京大兴国际机场跑道全面贯通[N];中国民航报;2018年
4 记者 张钰斌;玉林福绵机场跑道雏形初现[N];玉林日报;2019年
5 加布·安迪诺;揭秘机场跑道强度设计[N];大飞机报;2019年
6 本报驻以色列记者 毛黎;让机场跑道异物无处遁形[N];科技日报;2018年
7 记者 钟太昌;南部新城机场跑道周边规划公示[N];南京日报;2019年
8 记者 曹连荣;倒排工序 挂图作战[N];绍兴日报;2017年
9 通讯员 黄忠涛 刘鹏飞 司泉;民航二所“机场跑道异物监测技术示范验证”项目通过民航局验收[N];中国民航报;2017年
10 记者 朱钊 通讯员 张阔 张磊;“昆仑”沥青尝鲜“冰城”机场跑道[N];中国石油报;2017年
11 本报记者 赵瑜;记者连线专家为您解析机场跑道为何破损?[N];中国民航报;2011年
12 张北光 特约通讯员 王山河;空军机场跑道实现不停航抢修[N];解放军报;2003年
13 通讯员 田钟汉 融媒体记者 田诗雨;南部新城机场跑道地下空间开建[N];南京日报;2020年
14 本报记者 花为华;苏中机场跑道走向:东南—西北[N];扬州日报;2010年
15 王舒岚;上海机场跑道延伸至杭州空港[N];国际商报;2007年
16 通讯员 孟凡优;襄樊机场跑道道面应急改造工程通过行业验收[N];中国民航报;2011年
17 康雪梅;玉树机场跑道建设完工[N];青海日报;2008年
18 本报记者 张超群;壳牌沥青助力多个大型机场跑道改造[N];中国交通报;2020年
19 记者 徐景明通讯员 刘婷婷;厦门机场跑道今晨开始大修[N];厦门日报;2008年
20 李新龙 首席记者 张守梅;机场跑道盖被工程竣工[N];牡丹江日报;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978