结合区域分割和Wishart分类器的机场跑道区域快速检测方法

作者：韩萍; 程争^*; 万义爽; 韩宾宾; 韩绍程

来源：交通运输工程学报, 2020, 20(03): 225-236.

DOI：10.19818/j.cnki.1671-1637.2020.03.021

• 交通信息
• 机场跑道区域检测
• 极化合成孔径雷达
• 简单线性迭代聚类
• Wishart距离度量因子
• 结构特征

提出了一种结合区域分割和Wishart分类器的极化合成孔径雷达图像机场跑道区域快速检测方法;利用简单线性迭代聚类算法分割极化合成孔径雷达图像,并将分割得到的超像素作为后续分类处理的基本单元;采用一种优化后的距离度量方式给超像素分配类别标签,解决了传统Wishart距离度量因子冗余运算量大的问题;分析了机场跑道区域像素的极化散射特性,利用机场跑道区域的弱散射特性从分类结果中提取感兴趣区域;利用机场跑道的结构特征筛选辨识感兴趣区域,进而确定机场跑道区域的准确位置;利用极化合成孔径雷达实测数据测试了算法的有效性,并与传统基于像素的检测结果进行对比。试验结果表明:该算法在复杂大场景下能够快速有效检测出机场跑道区域,检测出的跑道轮廓清晰,结构比较完整;采用简单线性迭代聚类算法预处理图像极大地降低了后续处理的复杂性;针对墨西哥湾试验数据,Wishart分类器处理单元个数分别是Freeman+Wishart算法和FCM+Wishart算法的1.0%和2.4%,整个检测过程耗时分别为Freeman+Wishart算法和FCM+Wishart算法的9.9%和27.1%;针对大岛试验数据,Wishart分类器处理单元个数分别是Freeman+Wishart算法和FCM+Wishart算法的1.0%和2.6%,整个检测过程耗时分别为Freeman+Wishart算法和FCM+Wishart算法的14.0%和31.8%。可见,所提检测方法的实时性能优于基于像素的检测方法。

• 单位
  中国民航大学; 自动化学院