[發明專利]鋼軌外觀狀態的多偏振光點云數據融合方法及裝置

在審

• 申請號: 202111583998.9
• 申請日: 2021-12-22
• 公開（公告）號: CN114240916A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 王勝春;王樂;韓強;方玥;王昊;王寧;王凡;李海浪;任盛偉;戴鵬
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院集團有限公司;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
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/10;G06T7/143
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 楊丹;沈珍珠

1.一種鋼軌外觀狀態的多偏振光點云數據融合方法，其特征在于，包括：

將讀取的偏振相機數據合并為鋼軌廓形數據；

根據軌頂點坐標和軌距點坐標將鋼軌廓形數據分為多個區域；

對多個區域的鋼軌廓形數據利用隨機采樣一致性RANSAC算法進行擬合，獲得多個區域的擬合曲線；

將多個區域的擬合曲線進行曲線融合，獲得最佳鋼軌廓形擬合曲線；

利用最佳鋼軌廓形擬合曲線進行鋼軌輪廓測量。

2.如權利要求1所述的鋼軌外觀狀態的多偏振光點云數據融合方法，其特征在于，所述偏振相機數據包括四向偏振分量圖像、線偏振角度圖像、線偏振度圖像和斯托克斯參量圖像；

將讀取的偏振相機數據合并為鋼軌廓形數據，包括：

分別計算四向偏振分量圖像、線偏振角度圖像、線偏振度圖像和斯托克斯參量圖像對應的光條中心；

根據對應的光條中心計算得到對應的廓形偏振點云數據；

將對應的廓形偏振點云數據按照點云坐標排列合并為一個鋼軌廓形數據。

3.如權利要求1所述的鋼軌外觀狀態的多偏振光點云數據融合方法，其特征在于，按照如下公式將讀取的偏振相機數據合并為鋼軌廓形數據：

P＝∪(P₀,P₄₅,P₉₀,P₁₃₅,P_AoP,P_DoP,S′₀,S′₁,S′₂)；

其中，P表示鋼軌廓形數據；∪(·)表示點云坐標數據合并操作；P₀表示偏振方向為0°的偏振分量圖像I₀對應的廓形偏振點云數據；P₄₅表示偏振方向為45°的偏振分量圖像I₄₅對應的廓形偏振點云數據；P₉₀表示偏振方向為90°的偏振分量圖像I₉₀對應的廓形偏振點云數據；P₁₃₅表示偏振方向為135°的偏振分量圖像I₁₃₅對應的廓形偏振點云數據；P_AoP表示線偏振角度圖像I_AoP對應的廓形偏振點云數據；P_DoP表示線偏振度圖像I_DoP對應的廓形偏振點云數據；S′₀表示斯托克斯參量圖像的第一分量圖像S₀對應的廓形偏振點云數據；S′₁表示斯托克斯參量圖像的第二分量圖像S₁對應的廓形偏振點云數據；S′₂表示斯托克斯參量圖像的第三分量圖像S₂對應的廓形偏振點云數據。

4.如權利要求1所述的鋼軌外觀狀態的多偏振光點云數據融合方法，其特征在于，按照如下公式根據軌頂點坐標和軌距點坐標將鋼軌廓形數據分為多個區域：

其中，P_t,分別表示劃分的5個區域的鋼軌廓形數據；segment(·)表示區域分割操作；P表示鋼軌廓形數據；T_x,y表示軌頂點坐標；G_x,y表示軌距點坐標。

5.如權利要求1所述的鋼軌外觀狀態的多偏振光點云數據融合方法，其特征在于，按照如下公式對多個區域的鋼軌廓形數據利用隨機采樣一致性RANSAC算法進行擬合，獲得多個區域的擬合曲線：

其中，C_t,分別表示劃分的5個區域的RANSAC擬合多項式曲線；ξ_t,分別表示劃分的5個區域的內點閾值；m_t,分別表示劃分的5個區域的采樣迭代次數；n_t,分別表示劃分的5個區域的最佳多項式擬合冪次。