[發(fā)明專利]基于單目視覺3D重建技術的鐵路貨車超限檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010580778.X
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111768417A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發(fā)明（設計）人: 劉斯斯;朱天賜;杜倫平
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11;G06T5/00;G06T7/73;G06T17/00;G06K9/62
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所(普通合伙) 43205
• 代理人: 寧星耀;趙靜華

1.基于單目視覺3D重建技術的鐵路貨車超限檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟（1）：搭載單目相機的無人機，通過單目相機對鐵路貨車即目標貨運列車進行攝像，獲取鐵路貨車即目標貨運列車的視頻；

步驟（2）：需將步驟（1）中通過單目相機攝像得到的視頻，通過無線傳輸裝置進行傳輸；

步驟（3）：視頻存儲裝置接收從無線傳輸裝置傳輸過來的視頻并進行存儲；

步驟（4）：再通過計算機對視頻存儲裝置中的視頻進行解幀處理，將視頻解幀為連續(xù)序列圖像；

步驟（5）：計算機根據(jù)步驟（2）得到的連續(xù)序列圖像生成場景點云圖；

步驟（6）：將生成的場景點云圖進行處理；

步驟（7）：計算機進行超限檢測判斷；

步驟（8）：在計算機中進行圖形運算，得出超限檢測判斷結果。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于單目視覺3D重建技術的鐵路貨車超限檢測方法，其特征在于，所述步驟（5）中，計算機根據(jù)步驟（2）得到的連續(xù)序列圖像生成場景點云圖，具體包括如下步驟：

步驟（5-1）、視覺里程計：利用由視頻解幀而來的連續(xù)序列圖像幀構建視覺里程計，構成視覺里程計的過程中存在相機位姿及場景位置參數(shù)；

步驟（5-2）、回環(huán)檢測：利用回環(huán)檢測功能進一步減少相機位姿和場景位置的參數(shù)誤差；即對于相機位姿和場景位置的參數(shù)誤差，利用回環(huán)檢測進行減少；

步驟（5-3）、非線性優(yōu)化：對相機位姿及場景位置等參數(shù)進行非線性優(yōu)化，提高解算精度；

步驟（5-4）、生成場景點云圖：利用（5-3）獲得的非線性優(yōu)化后的相機位姿參數(shù)和場景位置參數(shù)生成場景點云圖。

3.根據(jù)權利要求1或2所述的基于單目視覺3D重建技術的鐵路貨車超限檢測方法，其特征在于，所述步驟（6）中，將生成的場景點云圖進行處理，具體包括如下步驟：

步驟（6-1）、分割場景得到目標貨運列車：根據(jù)獲得的場景點云圖，對場景點云進行分割處理，獲取目標貨運列車所在位置的點云；

步驟（6-2）、對場景點云濾波降噪處理：對分割后的目標貨運列車點云進行濾波降噪處理，減少目標貨運列車點云中非目標部分噪點；

步驟（6-3）、提取軌道平面：對降噪處理后得到的目標貨運列車點云，利用平面分割算法在目標貨運列車點云中提取軌道平面；

步驟（6-4）、建立以軌道平面為基準的新坐標系：以軌道平面為基準面建立新坐標系；

步驟（6-5）、目標貨運列車轉化到新坐標系中：通過轉換矩陣將步驟（6-2）降噪處理后的目標貨運列車點云坐標轉換為新坐標系坐標；

步驟（6-6）、獲取目標貨運列車點云切片：在新坐標系中，將目標貨運列車點云沿X軸方向均勻分成10000份，獲取點云切片。

4.根據(jù)權利要求1或2所述的基于單目視覺3D重建技術的鐵路貨車超限檢測方法，其特征在于，所述步驟（7）中，計算機進行超限檢測判斷，具體包括如下步驟：

步驟（7-1）、目標貨運列車投影生成橫截面圖形：將點云切片中的點云沿新坐標系的X軸方向進行投影，在YZ面上生成點云二維圖形，生成點云二維圖形的即可認定為目標貨運列車橫截面圖形；

步驟（7-2）、獲取貨運列車標準界限圖形：向計算機輸入貨運列車類型的界限條件信息，計算機根據(jù)輸入的貨運列車類型的界限條件信息，生成貨運列車標準界限圖形。

5.根據(jù)權利要求1或2所述的基于單目視覺3D重建技術的鐵路貨車超限檢測方法，其特征在于，所述步驟（8）中，在計算機圖形運算過程中，將目標貨運列車橫截面圖形與貨運列車標準界限圖形匹配到同一個二維坐標系中進行比較；貨運列車標準界限圖形包括第一級超限圖形和第二級超限圖形；

當目標貨運列車橫截面圖形不能被貨運列車標準界限圖形的第二級超限圖形完全包括在內(nèi)，表明該貨運列車二級超限；

當目標貨運列車橫截面圖形貨運列車標準界限圖形的第二級超限圖形完全包括在內(nèi)，但不能被貨運列車標準界限圖形的第一級超限圖形完全包括在內(nèi)時，表明該貨運列車一級超限；

當目標貨運列車橫截面圖形被貨運列車標準界限圖形的第一級超限圖形完全包括在內(nèi)時，表明該貨運列車未超限。