[發明專利]一種道砟顆粒三維廓形的檢測方法及裝置

在審

• 申請號: 201710338543.8
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN107169981A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 王平;王源;林渝軻;鐘瑞;劉浩;熊震威;張華;劉淦中;肖杰靈;徐井芒
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G06T7/13
• 分類號: G06T7/13;G06T7/60;G06T7/64
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 畢翔宇

1.一種道砟顆粒三維廓形的檢測方法，其特征在于，包括：

獲取待檢測的道砟顆粒在多個旋轉角度下的多張二維圖像；

根據所述二維圖像中道砟顆粒的色彩明度特征，提取每一張所述二維圖像中所述道砟顆粒的二維廓形邊界圖像；

根據預設角度采樣點以及道砟顆粒的預設三維廓形邊界半徑，構建用于描述所述道砟顆粒的三維廓形表面點的球坐標系；所述球坐標系的坐標參數分別表示所述道砟顆粒的經度、緯度和三維廓形邊界半徑，這三個坐標參數對應的一個點表示道砟顆粒的三維廓形表面點；

根據所述球坐標系中任意一個點在多個旋轉角度下投射到二維平面上的二維投影點與所述二維廓形邊界圖像的位置關系以及設定調整次數，對所述預設三維廓形邊界半徑進行調整處理，確定所述道砟顆粒的三維廓形邊界半徑；

根據每一個預設角度采樣點對應的經緯度以及與每一組經緯度匹配的三維廓形邊界半徑，確定所述道砟顆粒的三維廓形。

2.根據權利要求1所述的道砟顆粒三維廓形的檢測方法，其特征在于，根據所述二維圖像中道砟顆粒的色彩明度特征，提取每一張所述二維圖像中所述道砟顆粒的二維廓形邊界圖像，包括：

從每一張所述二維圖像中提取滿足設定色彩明度閾值的像素點，利用明度矩陣存儲提取的所述像素點；

對所述明度矩陣進行二值化處理，得到明度二值矩陣；所述明度二值矩陣用于表征所述道砟顆粒和背景色；

利用梯度算子確定所述明度二值矩陣中與四周像素點的灰度值相比產生變化的像素點，得到所述道砟顆粒的邊界；

以所述邊界中的預設初始化邊界點為中心，對設定窗口中的像素點進行線性擬合處理，確定所述預設初始化邊界點的邊界方向，根據所述邊界方向確定下一個所述邊界點的位置，直至得到的所述邊界點的位置與所述預設初始化邊界點的距離滿足設定距離閾值，得到表示所述二維廓形邊界的多邊形。

3.根據權利要求2所述的道砟顆粒三維廓形的檢測方法，其特征在于，所述道砟顆粒的預設三維廓形邊界半徑為預設三維廓形邊界范圍中上界邊界半徑和下界邊界半徑的平均值；

根據所述球坐標系中任意一個點在多個旋轉角度下投射到二維平面上的二維投影點與所述二維廓形邊界圖像的位置關系以及設定調整次數，對所述預設三維廓形邊界半徑進行調整處理，確定所述道砟顆粒的三維廓形邊界半徑，包括：

根據所述球坐標系中任意一個點在多個旋轉角度下投射到二維平面上的二維投影點與所述二維廓形邊界圖像的位置關系，確定所述球坐標系中任意一個點與所述道砟顆粒的三維廓形的位置關系；

當球坐標系中任意一個點在所述道砟顆粒的三維廓形內部時，調整所述預設三維廓形邊界范圍，使調整后的所述預設三維廓形邊界范圍中的下界邊界半徑為預設三維廓形邊界半徑；

當球坐標系中任意一個點在所述道砟顆粒的三維廓形外部，調整所述預設三維廓形邊界范圍，使調整后的所述預設三維廓形邊界范圍中的上界邊界半徑為預設三維廓形邊界半徑；

判斷當前調整次數是否滿足設定調整次數，若滿足，確定當前調整次數對應的預設三維廓形邊界范圍的上界邊界半徑和下界邊界半徑，將所述上界邊界半徑和下界邊界半徑的均值作為所述道砟顆粒的三維廓形邊界半徑；若不滿足，繼續檢測球坐標系中任意一個點與所述道砟顆粒的三維廓形的位置關系，以及確定當前調整次數匹配的上界邊界半徑和下界邊界半徑，直至所述當前調整次數匹滿足所述設定調整次數時，確定所述設定調整次數對應的上界邊界半徑和下界邊界半徑的均值為所述道砟顆粒的三維廓形邊界半徑。