[發明專利]一種基于圖像的軌道異物檢測方法

在審

• 申請號: 201910029546.2
• 申請日: 2019-01-11
• 公開（公告）號: CN109766839A
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 上海澤高電子工程技術有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62;G06T7/73
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于圖像的軌道異物檢測方法，其特征在于，其包括以下步驟：

S001：根據車廠要求安裝攝像頭，在合適的位置安裝攝像頭；

Si00：分別構建鋼軌，軌道上設備的特征矩陣；

S200：獲取檢測區域的圖像；

S300：對獲取圖像進行處理，識別鋼軌位置；

S400：對列車前方兩根鋼軌間的位置進行檢測，判斷是否存在異物；

S500：檢測到異物時，估算異物與列車間的大致距離。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述S100具體為：

S1001：獲取標準鋼軌，軌道上設備的圖像數據；

S1002：軌道上設備包括扣件，底板，道床，軌距桿，應答器；

S1003：對所屬提取的鋼軌和軌道上設備的若干組圖像數據進行灰度處理，并變形成30*60像素的圖像。將圖像轉換成為一維數組。將所有數組組合，形成二維數組，每組數組行數即相同設備的圖像樣本數，列數即每個圖像的像素數。

S1004：對于軌距桿分成兩段采樣構建數組。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述S1004具體為：

S1004a：軌距桿兩端進行數據采樣構建一類數組；

S1004b：軌距桿中間段進行數據采樣構建一類數組。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述S300具體為：

S3001：將圖像灰度化處理，對收集到的圖像下1/5部分采取使用濾波器對整個圖像進行卷積提取鋼軌在圖像下1/5部分的位置；

S3002：沿著已知鋼軌位置的邊緣像素點求該點的梯度，尋找到梯度最小點作為鋼軌在圖像中像素點的下一位置；

S3003：重復S3002，至遍歷整個圖像，若到某點后該點所有梯度均大于某一閾值，停止遍歷。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述S400具體為：

S4001：根據S300中識別出的鋼軌位置提取出兩根鋼軌間的圖像；

S4002：計算兩根鋼軌間圖像的興趣點及匹配描述子；

S4003：提取尺度大于一定閾值的興趣點，以其為中心對其附近像素進行采樣，并將采樣像素變形呈為20*30的圖像，并將該像素轉換成一維向量。

S4004：將圖像并入S1003中所構建的二維數組，形成新的二維數組，并對其進行歸一化處理。

S4005：計算S4004中所求矩陣的特征值及對應特征向量，提取出特征值最大的前30個特征值所對應的特征向量，使用該向量進行層次聚類，從而判別該興趣點上的對應物體是否是鋼軌或軌道上設備還是未知異物。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述S500具體為：

S5001：提取出異物對應興趣點在圖像中的位置信息，計算出其在圖像縱坐標的相對位置。

S5002：攝像頭安裝好后，對地面某點到攝像頭距離與該點在圖像中該點在圖像中相對縱坐標的位置進行標定

S5003：根據圖像縱坐標的相對位置和S5003中的標定結果估算異物的大致位置。

[0018]由于在軌道異物檢測中，攝像頭安裝在車體的固定位置，因此軌道上地面上任意一點到攝像頭的距離和圖像中對應點到圖像最底端的距離呈特定的關系。因此通過預先對兩種距離之間的關系進行標定，從而可以在實際檢測中通過預先標定好關系估算出異物到攝像頭之間的距離。