[發(fā)明專利]異物侵入檢測方法及異物侵入檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710342757.2
• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號(hào): CN107253485B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王堯;余祖俊;郭保青;朱力強(qiáng);寧濱
• 申請（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B61L23/04
• 分類號(hào): B61L23/04;G06K9/46;G06K9/62;G06T7/254
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 張?jiān)菩?/td>

1.一種異物侵入檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

利用紅外相機(jī)獲取監(jiān)測范圍內(nèi)的紅外圖像并將其傳輸至圖像采集處理系統(tǒng)；

所述圖像采集處理系統(tǒng)根據(jù)所述紅外圖像來確定在所述紅外相機(jī)的監(jiān)測范圍內(nèi)是否出現(xiàn)疑似異物；

在出現(xiàn)疑似異物的情況下，使激光光源與可見光相機(jī)聚焦到所述監(jiān)測范圍內(nèi)的所述疑似異物上并利用所述激光光源對(duì)所述疑似異物進(jìn)行激光補(bǔ)光；

獲取所述疑似異物的可見光圖像并將其傳輸至所述圖像采集處理系統(tǒng)；

所述圖像采集處理系統(tǒng)將所述可見光圖像與所述紅外圖像中的疑似異物區(qū)域圖像進(jìn)行圖像配準(zhǔn)與融合；

利用融合后圖像提供疑似異物信息，利用所述疑似異物信息對(duì)所述疑似異物進(jìn)行特征提取與分類，實(shí)現(xiàn)所述疑似異物的自動(dòng)識(shí)別與報(bào)警；

所述圖像配準(zhǔn)的步驟包括：

利用所述紅外圖像與所述可見光圖像的局部不變特征，進(jìn)行所述紅外圖像與所述可見光圖像的配準(zhǔn)，所述局部不變特征是指圖像在幾何變化、光照變化、噪聲干擾時(shí)仍保持穩(wěn)定性的特征，

圖像配準(zhǔn)的步驟還包括：

①基于SURF的特征點(diǎn)提取與初匹配：利用SURF對(duì)所述紅外圖像與所述可見光圖像進(jìn)行特征點(diǎn)檢測與描述，然后利用歐式距離基于最近鄰與次近鄰之比進(jìn)行初始特征點(diǎn)對(duì)匹配；

②誤匹配點(diǎn)對(duì)剔除：采用三級(jí)遞進(jìn)的方法進(jìn)行誤匹配點(diǎn)對(duì)剔除，其中，首先根據(jù)相機(jī)安裝方式建立圖像的相關(guān)幾何約束條件進(jìn)行篩選；然后利用相似三角形匹配原則進(jìn)一步剔除；最后，基于RANSAC實(shí)現(xiàn)精匹配；

③基于多幀圖像序列匹配點(diǎn)對(duì)累積的幾何變換模型求解：由于單幀紅外與可見光圖像的正確匹配點(diǎn)對(duì)數(shù)目較少，當(dāng)少于4個(gè)點(diǎn)對(duì)時(shí)不足以求解出變換模型參數(shù)；即使匹配點(diǎn)對(duì)數(shù)目滿足計(jì)算要求，也會(huì)由于特征點(diǎn)分布不均勻?qū)е虑蟪龅膸缀巫儞Q模型出現(xiàn)偏差，基于多幀圖像序列累積足夠多的正確匹配點(diǎn)對(duì)通過最小二乘法進(jìn)行幾何變換模型求解能夠解決上述問題；

④將求出的幾何變換模型應(yīng)用到可見光圖像上，然后進(jìn)行雙線性插值，完成紅外與可見光圖像的配準(zhǔn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異物侵入檢測方法，其特征在于，

所述的使激光光源與可見光相機(jī)聚焦到所述監(jiān)測范圍內(nèi)的所述疑似異物上的步驟包括：

a)獲取所述疑似異物的像點(diǎn)；

b)利用安裝好的所述紅外相機(jī)的固定的角度、焦距及所述紅外相機(jī)的相機(jī)坐標(biāo)系和世界坐標(biāo)系的關(guān)系，以及在由所述紅外相機(jī)獲得的圖像中所述疑似異物的像素點(diǎn)位置，來計(jì)算出所述疑似異物在世界坐標(biāo)系下的實(shí)際空間中的方位角；

c)利用計(jì)算出的所述疑似異物在世界坐標(biāo)系下的實(shí)際空間中的方位角，以及所述激光光源與所述可見光相機(jī)相對(duì)于所述紅外相機(jī)的相對(duì)位置和相對(duì)姿態(tài)，來確定所述激光光源與可見光相機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度和俯仰角度；

d)所述激光光源和所述可見光相機(jī)根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)角度和俯仰角度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和俯仰動(dòng)作，以使所述激光光源和所述可見光相機(jī)聚焦到所述疑似異物上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異物侵入檢測方法，其特征在于，所述的利用所述疑似異物信息對(duì)所述疑似異物進(jìn)行特征提取與分類的步驟包括：

利用圖像提供所述疑似異物的輪廓、紋理、溫度、色彩的信息，基于所述輪廓、紋理、溫度、色彩的信息，提取所述疑似異物的特征并對(duì)所述特征進(jìn)行分類。