一种轨道图像自动校正方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108230394A(43)申请公布日2018.06.29(21)申请号201611156157.9(22)申请日2016.12.14(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号(72)发明人余明杨朱齐果羊鹏(74)专利代理机构长沙市融智专利事务所43114代理人欧阳迪奇(51)Int.Cl.G06T7/80(2017.01)权利要求书2页说明书3页附图2页(54)发明名称一种轨道图像自动校正方法(57)摘要本发明公开了一种轨道图像自动校正方法。将标定板置于轨检小车前端。标定板是一块标准矩形的平面板，平面板上的中心为一个白色矩形，除此白色区域外均为黑色，在标定板后放置一个相机，相机与轨面成角度θ，对轨道进行拍摄，确保标定板在所拍摄的图像中。从拍摄图像中截取标定板中心区域(含完整白色矩形区域)，对截取图像进行轮廓提取，对轮廓进行直线检测得到四条直线，求得四个直线交点坐标，然后，可求得四个交点在原图像中的坐标，通过这四个交点坐标求取校正矩阵，将校正矩阵应用在原图像上，即可实现轨道图像的自动校正。CN108230394ACN108230394A权利要求书1/2页1.一种铁路轨道图像自动校正方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，在铁路轨道上设置图像采集装置，图像采集装置设置于轨道中央并朝向轨道拍摄，图像采集装置与轨面呈θ角；在图像采集装置拍摄范围内设置标定板，所述的标定板上设有矩形色块，所述的矩形色块的中线和轨道的中线重合；步骤2，从图像采集装置拍摄的初始轨道图像中采集标定板图像，获取图像中矩形色块轮廓；步骤3，对矩形色块轮廓进行直线检测得到表示轮廓边缘的四条直线，然后求得四条直线在采集的标定板图像上的四个交点坐标，进而求得四个交点在图像采集装置拍摄的初始轨道图像中的坐标；步骤4，根据四个交点在原图像中的坐标求取校正矩阵，将校正矩阵应用在原图像上，以实现轨道图像的自动校正。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤1中，图像采集装置设置于沿轨道方向运动的轨检小车上。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤2中，所采集的标定板图像，是从图像采集装置拍摄的轨道图像中截取的。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，截取的标定板图像为固定的(K1：K2，K3：K4)图像，其中K1、K2、K3、K4为截取的标定板图像在图像采集装置拍摄的轨道图像上的位置坐标。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的步骤3的具体步骤为：首先，采用canny算子对标定板图像进行边缘检测；然后，采用radon变换对轮廓进行直线提取；最后，通过提取出来的四条直线求解标定板白色矩形四个角点坐标，以四个角点坐标分别为a(a1，a2)、b(b1，b2)、c(c1，c2)、d(d1，d2)，则四个角点在原图像中的坐标为a’(a1+K1，a2+K3)、b’(b1+K1，b2+K3)、c’(c1+K1，c2+K3)、d’(d1+K1，d2+K3)。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的步骤4的具体步骤为：将步骤3中求出四个角点在原图像中的原坐标作为输入点，以图像上方两点a’b’为基准，计算出四个输出点1234，使得输出点1234为一个矩形四个顶点；构造校正矩阵Th＝(h11,h12,h13,h21,h22,h23,h31,h32,h33)，其中h为校正待求参数；根据投影关系和坐标转换公式，有：2CN108230394A权利要求书2/2页其中x1y1、x2y2、x3y3、x4y4分别是a’b’c’d’的坐标，x1’y1’、x2’y2’、x3’y3’、x4’y4’是1234的坐标，代入四个输入点和四个输出点以计算出校正矩阵H，求出校正矩阵后，将原图像的点坐标带入式(1)x1y1x2y2x3y3x4y4中，求得x1’y1’x2’y2’x3’y3’x4’y4’，即这些点在校正后图像中的坐标，再把原坐标上的值赋予新坐标上的点，即实现校正。3CN108230394A说明书1/3页一种轨道图像自动校正方法技术领域[0001]本发明涉及一种轨道图像自动校正方法。背景技术[0002]随着我国铁路交通事业的快速发展，普通铁路提速和高速铁路建设已经成为提高铁路运送能力的重要手段。其中，高速铁路以其快捷舒服、运载量大、低碳环保的优点成为了我国交通运输的重要组成部分。列车运行速度的提高，对轨道平顺性提出了更为严格的要求。高速列车在长期运行过程中，由于轮轨反复作用以及沉降等众多因素影响，铁路轨道易发生几何变形，如果轨道平顺性不达标，将危害轨道和机车车辆部件，降低轨道及机车车辆的使用年限，甚至危及行车安全。因此，对轨道的平顺性进行精确、快速的检测具有重要意义。[0