[發明專利]基于偏振分光的鋼軌廓形檢測方法、系統及裝置

有效

• 申請號: 202010147291.2
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111307065B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 方玥;王樂;王昊;王勝春;趙延峰;趙鑫欣;王寧;周謙;張翼;李海浪;黎國清;任盛偉
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院集團有限公司基礎設施檢測研究所;北京鐵科英邁技術有限公司;中國鐵道科學研究院集團有限公司
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25;G06T7/13;G06T7/66
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王天堯;湯在彥

1.一種基于偏振分光的鋼軌廓形檢測方法，其特征在于，包括：

獲取鋼軌表面反射光的P分量偏振圖像和S分量偏振圖像，其中，鋼軌表面反射光經偏振分光棱鏡分解為振動平面互相垂直的P分量透射光和S分量反射光，P分量偏振圖像為P分量透射光形成的圖像，S分量偏振圖像為S分量反射光形成的圖像；

根據P分量偏振圖像和S分量偏振圖像，確定鋼軌表面反射光的總強度圖像；

對P分量偏振圖像、S分量偏振圖像和總強度圖像進行融合處理，得到融合圖像；

根據融合圖像，提取鋼軌廓形數據；

其中，對P分量偏振圖像、S分量偏振圖像和總強度圖像進行融合處理，得到融合圖像，包括：根據P分量偏振圖像、S分量偏振圖像和總強度圖像中光條的特征信息，確定P分量偏振圖像、S分量偏振圖像和總強度圖像的融合權重；根據P分量偏振圖像、S分量偏振圖像和總強度圖像的融合權重，對P分量偏振圖像、S分量偏振圖像和總強度圖像進行融合處理，得到融合圖像；

其中，根據P分量偏振圖像、S分量偏振圖像和總強度圖像中光條的特征信息，確定P分量偏振圖像、S分量偏振圖像和總強度圖像的融合權重，包括如下任意之一：

根據P分量偏振圖像、S分量偏振圖像和總強度圖像中光條的寬度信息，確定不同光條偏振圖像的融合權重；

根據P分量偏振圖像、S分量偏振圖像和總強度圖像中光條的強度信息，確定不同光條偏振圖像的融合權重。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，通過如下公式對P分量偏振圖像、S分量偏振圖像和總強度圖像進行融合處理：

其中，F_kj表示融合圖像F中第j列第k行像素的灰度值；表示第i幅待融合圖像中第j列第k行像素的灰度值；表示第i幅待融合圖像中第j列像素的融合權重；N表示待融合圖像數量。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，通過如下公式確定P分量偏振圖像、S分量偏振圖像和總強度圖像的融合權重：

其中，表示第i幅待融合圖像中第j列的光條寬度；M_r表示光條參考寬度；表示第i幅待融合圖像中第j列的光條寬度與光條參考寬度的差值；Δ₀表示當等于0時設置的一個數，以排除分母為0的情況；m表示權重調節因子。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，根據融合圖像，提取鋼軌廓形數據，包括：

提取融合圖像中光條中心的位置信息；

對融合圖像中光條中心的位置信息進行坐標轉換，得到鋼軌一側的半斷面廓形數據；

對鋼軌兩側的半斷面廓形數據進行廓形拼接處理，得到鋼軌的全斷面廓形數據。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，采用如下任意一種算法提取融合圖像中光條中心的位置信息：極大值法、灰度重心法和Steger法。