[發明專利]一種基于連續幀圖像拼接的軌道長弦測量方法

在審

• 申請號: 201611155320.X
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN106600592A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 王一軍;韋森;朱齊果;黃小雨
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13;G06T5/00;G06T3/40
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所43114
• 代理人: 歐陽迪奇

1.一種基于連續幀圖像拼接的軌道長弦測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，采集連續多幀拍攝的軌道近景影像，根據圖像拼接的精度和序列圖像的重疊度的關系，取圖像合適重疊度值，使圖像拼接對軌向的誤差影像最小，然后根據重疊度求出兩幅圖像之間的間隔，進而從原序列圖像中抽取出用于拼接的新的序列圖像；

步驟2，對所提取的新的序列圖像進行消除拍攝設備鏡頭畸變影響的矯正處理；

步驟3，對步驟2得到的矯正后的圖像再進行幾何矯正處理，以將傾斜視角圖像轉變為俯視角度圖像；

步驟4，將步驟3得到的俯視角度圖像進行圖像拼接，形成一幅鐵路軌道長圖；

步驟5，對步驟4所得到的鐵路軌道圖像使用邊緣檢測的方法，提取軌道圖像的邊緣圖像；

步驟6，對步驟5得到的邊緣圖像進行濾波處理，降低圖像中的噪聲干擾，消除橫向之間連接的邊緣，剔除像素個數小于設定閾值的邊緣線段，擬合出軌道內邊緣；

步驟7，利用步驟6所得到的軌道內邊緣圖像結合坐標解算，得到任意弦長的鐵路軌道軌向測量。

2.根據權利要求要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟1中，連續多幀拍攝的軌道近景影像，是通過在軌道上設置相應攝像設備，并沿軌道移動進行動態拍攝所得到的。

3.根據權利要求要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟1中，根據圖像拼接的精度和序列圖像的重疊度的關系，取圖像合適重疊度值的步驟包括：

根據圖像拼接的精度a和序列圖像的重疊度c的關系a＝f(c)，整個的拼接共有條接縫，其中L_a表示要拼接圖像的總長度，L_c為重疊區域長度，L為一幅圖像的長度；取每條接縫取處的誤差為X_i(i＝1,2,…,m)在(-a,a)內服從均勻分布，拼接圖像的整體誤差通過計算整體誤差的期望值E(Y)的最小值，確定最佳圖像重疊度值，其中a取0.2mm。

4.根據權利要求要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟1中，根據重疊度求出兩幅圖像之間的間隔，是通過以下公式計算：

$c=\frac{L-L_0}{L}$

其中c為重疊度，L₀為用于拼接的兩幅圖像之間的間隔，L為拍攝到的軌道圖像的長度。

5.根據權利要求要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟1中，從原序列圖像中抽取出用于拼接的新的序列圖像的步驟包括：

根據重疊度求出兩幅圖像之間的間隔L₀＝L-cL，每隔張圖像抽取一張作為新的圖像序列，其中N為原圖像序列總張數，c為重疊度，L為拍攝到的軌道圖像的長度，L_a表示要拼接圖像的總長度。