CN105973835B - 一种红外多光谱残冰检测多幅成像环境差异消除装置 - Google Patents
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Abstract
一种红外多光谱残冰检测多幅成像环境差异消除装置。其包括三角支架、红外光源、图像采集装置、图像处理系统和显示器；其中三角支架的下端设置在地面上；红外光源安装在三角支架的中部；图像采集装置设置在三角支架的上端；图像处理系统同时与图像采集装置和显示器电连接。本发明提供的本发明提供的红外多光谱残冰检测多幅成像环境差异消除装置能够使其上的CCD相机利用四个不同通带滤光片后的四束光线同时成像，因此能够大幅度减少图像采集时间，有效削弱了分时成像时环境光等不确定因素的影响，从而提高了红外多光谱残冰检测精度和效率。另外，方便图像采集，操作简单快速，结构简单，成本低。
Description
技术领域
本发明属于民航机场飞机除冰后残冰检测技术领域，特别是涉及一种红外多光谱残冰检测多幅成像环境差异消除装置。
背景技术
在冬季寒冷天气条件下，我国北方机场上的飞机很容易受结冰、降雪的影响，南方机场偶尔也会受到影响，结冰的飞机起飞容易发生事故，因此飞机起飞前必须进行除冰，以确保飞机飞行安全。为确保飞机安全起飞，除冰后和起飞前还要对飞机表面的残冰进行检测。飞机除冰不完善和二次结冰导致的残冰附着是影响民航飞机冬季运行的重要安全隐患，而且因此原因在国内外已造成多起空难。飞机除冰和残冰检测就显得尤为重要，残冰检测系统已作为我国民航机场安全保障的重要设施之一，所以提高检测技术非常必要。
针对自动残冰检测，世界各国民航科技工作者一直都在不断地进行研究。目前，国内对于残冰检测采用的近红外多光谱的飞机残冰检测技术，可以有效地检测飞机残冰存在的区域、面积以及厚度。为了提高残冰检测精度和速度，还需要研究残冰检测的各种环境影响因素。在现有的技术中，检测系统工作时，其上红外光源向被测区域表面发射红外光，该表面反射的红外光线经滤光片后进入CCD相机，CCD相机采集图像并经过图像处理得到特定光谱范围检测区域内每一个点的反射光强值，系统采用分时采集方式，四个波段的滤光片在轮盘的控制下分时转动到镜头前部并采集对应波长通道下的图像，通过数据处理获取四波段图像的对比度值，再对被测区域表面的残冰进行识别。
但是，上述已有技术的飞机残冰检测系统存在下列问题：如上所述，该系统中CCD相机是采用分时成像的方式进行图像采集，因此所用采集时间长、操作复杂，同时分时成像易受环境光等不确定因素的影响。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种红外多光谱残冰检测多幅成像环境差异消除装置。
为了达到上述目的，本发明提供的红外多光谱残冰检测多幅成像环境差异消除装置包括三角支架、红外光源、图像采集装置、图像处理系统和显示器；其中三角支架的下端设置在地面上；红外光源安装在三角支架的中部；图像采集装置设置在三角支架的上端；图像处理系统同时与图像采集装置和显示器电连接。
所述的图像采集装置包括壳体和安装在壳体内的物镜、第一级半透半反分光棱镜、两个第二级半透半反分光棱镜、四个滤光片、四个光路连接器和CCD相机；其中物镜安装在壳体前端；第一级半透半反分光棱镜设置在物镜的后侧；两个第二级半透半反分光棱镜设置在第一级半透半反分光棱镜后侧的光路上，每个第二级半透半反分光棱镜后侧的光路上分别设有一个滤光片，每个滤光片分别通过一个光路连接器同时与CCD相机的输入端光连接。
所述的四个滤光片具有不同通带。
本发明提供的本发明提供的红外多光谱残冰检测多幅成像环境差异消除装置能够使其上的CCD相机利用四个不同通带滤光片后的四束光线同时成像，因此能够大幅度减少图像采集时间，有效削弱了分时成像时环境光等不确定因素的影响，从而提高了红外多光谱残冰检测精度和效率。另外，方便图像采集，操作简单快速，结构简单，成本低。
附图说明
图1为本发明提供的红外多光谱残冰检测多幅成像环境差异消除装置结构示意图。
图2为本发明提供的红外多光谱残冰检测多幅成像环境差异消除装置中图像采集装置成像原理图示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的红外多光谱残冰检测多幅成像环境差异消除装置进行详细说明。
如图1—图2所示，本发明提供的红外多光谱残冰检测多幅成像环境差异消除装置包括三角支架1、红外光源2、图像采集装置3、图像处理系统4和显示器5；其中三角支架1的下端设置在地面上；红外光源2安装在三角支架1的中部；图像采集装置3设置在三角支架1的上端；图像处理系统4同时与图像采集装置3和显示器5电连接。
所述的图像采集装置3包括壳体和安装在壳体内的物镜6、第一级半透半反分光棱镜7、两个第二级半透半反分光棱镜8、四个滤光片9、四个光路连接器10和CCD相机11；其中物镜6安装在壳体前端；第一级半透半反分光棱镜7设置在物镜6的后侧；两个第二级半透半反分光棱镜8设置在第一级半透半反分光棱镜7后侧的光路上，每个第二级半透半反分光棱镜8后侧的光路上分别设有一个滤光片9，每个滤光片9分别通过一个光路连接器10同时与CCD相机11的输入端光连接。
所述的四个滤光片9具有不同通带。
现将本发明提供的红外多光谱残冰检测多幅成像环境差异消除装置工作原理阐述如下：当需要检测飞机表面的残冰时，首先由工作人员调整好三角支架1与飞机12之间的距离，然后将红外光源2及图像采集装置3上的物镜6同时对准飞机12表面的某一待检测区域，之后利用红外光源2向飞机12表面照射红外光，飞机12表面反射的红外光将通过图像采集装置3上的物镜6形成目标实像，然后由第一级半透半反分光棱镜7将上述目标实像的光强度一分为二，再由两个第二级半透半反分光棱镜8分为四等份并分别输出；之后四个不同通带的滤光片9使选定波段的光通过，通带以外的光截止，然后经各自的光路连接器10送入CCD相机11的输入端，使CCD相机11上的镜头分四部分区域接收四束光线，并由CCD相机11进行目标图像成像；之后上述由图像采集装置3采集的图像实时传送到图像处理系统4，图像处理系统4对上述图像进行边缘处理、去噪、去重叠等操作，得到有效图像，检测图像中每个像素点的灰度值和对比度值，以此来分析飞机表面结冰情况，然后发送到显示器5进行显示。待该区域检测结束后，可利用调整三角支架1及红外光源2、图像采集装置3的方式使红外光源2及图像采集装置3上的物镜6同时对准飞机12表面的另一待检测区域，并重复上述过程进行检测。
Claims (1)
1.一种红外多光谱残冰检测多幅成像环境差异消除装置，所述的装置包括三角支架(1)、红外光源(2)、图像采集装置(3)、图像处理系统(4)和显示器(5)；其中三角支架(1)的下端设置在地面上；红外光源(2)安装在三角支架(1)的中部；图像采集装置(3)设置在三角支架(1)的上端；图像处理系统(4)同时与图像采集装置(3)和显示器(5)电连接；
其特征在于：所述的图像采集装置(3)包括壳体和安装在壳体内的物镜(6)、第一级半透半反分光棱镜(7)、两个第二级半透半反分光棱镜(8)、四个滤光片(9)、四个光路连接器(10)和CCD相机(11)；其中物镜(6)安装在壳体前端；第一级半透半反分光棱镜(7)设置在物镜(6)的后侧；两个第二级半透半反分光棱镜(8)设置在第一级半透半反分光棱镜(7)后侧的光路上，每个第二级半透半反分光棱镜(8)后侧的光路上分别设有一个滤光片(9)，每个滤光片(9)分别通过一个光路连接器(10)同时与CCD相机(11)的输入端光连接。
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