一种快速的车道线检测方法

针对辅助驾驶系统中重要的车道线检测问题,提出了一种基于霍夫变换和最小二乘法拟合的车道线检测方法。根据相机参数确定图像中的感兴趣区域,对感兴趣区域中灰度图像进行高斯滤波和边缘检测,并利用颜色信息进一步选取检测到的边缘像素。利用霍夫变换提取边缘像素组成的直线,并利用角度信息去除错误的提取结果。用最小二乘法对车道左右两侧提取出的标识线像素分别进行直线拟合,从而检测出当前车道的标识线。通过对800帧不同车道线种类的图片进行算法检验,结果表明该方法能达到30帧/秒的实时检测速度,晴好天气下的直线车道线的检测正确率为99. 6%。     

基于形态学方法的车道线检测算法研究

对车道标识线检测技术进行深入研究,分析结构化道路的模型特征,结合形态学处理图像的方法,提出一种基于形态学方法的车道线检测算法,该算法能够灵活构造具有不同车道模型特征的结构元素,提取左右车道线,有效解决了车道线检测的准确性与鲁棒性矛盾的问题.仿真实验表明,在多种天气状况下,对不同质量的路面,该算法均能正确地检测出车道标识线,去除双边缘,其得到的单线车道左右标识线清晰且准确,具有一定的实用价值.     

基于均值漂移和粒子滤波算法的接触网几何参数检测方法研究

随着高速铁路6C检测监测系统技术规范的提出,基于视觉技术的非接触式接触网检测方法越来越受到业内研究人员的重视。为提高接触线上激光斑点跟踪定位的实时性以及测量值的准确性,提出了一种基于均值漂移和粒子滤波算法的接触网几何参数检测的新方法。首先,基于灰度颜色直方图特征分布和接触网"之"字形架构建立光斑目标模型;其次,利用聚类方法对粒子进行聚类,以聚类中心为起点运用均值漂移算法进行迭代计算,对迭代计算的结果利用粒子滤波算法得到光斑目标的图像坐标;然后,将激光斑点在图像坐标系下的坐标进行空间变换,得出接触线的几何参数导高和拉出值在世界坐标系下的测量值。最后,结合检测车在某供电段测试区的实际运行数据,验证了该方法的实时性和准确性。     

地铁接触线磨损动态非接触检测方法

为了实现地铁接触线磨损的高效检测,研发了一套地铁接触线磨损动态非接触检测系统。通过线激光器照射接触线,双相机配合滤光片避免外部光干扰,提高接触线图像的拍摄质量。对拍摄的图像先采用自适应中值滤波、接触线图像初步分割方法分割出接触线图像,再利用改进Canny算法计算图像梯度与方向,然后采用自适应阈值分割方法,消除由于噪声和颜色变化引起的一些边缘像素并提取亚像素边缘,最后采用自适应滑移直线拟合方法提取接触线磨损边缘,利用磨损量计算方法和相机标定参数计算接触线磨损直径长度。实验表明,该方法不受背景图像和光照影响,识别精度高,检测速度快,具有很好的应用前景。     

基于数学形态学的遥感图像道路提取

从遥感影像上提取道路信息是一个重要的研究方向。首先读入遥感图像并对其进行增强处理;然后通过直方图均衡化选择合理的分割阈值,得到二值化图像;最后,基于数学形态学方法进行道路识别提取。利用ENVI+IDL,以高分辨率遥感图像IKONOS为数据源来验证方法的有效性。实验结果表明,该方法能够很好的提取遥感图像中的道路。     

一种改进的铁路扣件图像校正算法

基于HOG特征的铁路扣件检测算法中,各类扣件特征的可辨性易受光照不均匀因素影响,降低了检测准确率.针对此类光照不均匀图像,将二维经验模态分解(BEMD)理论与直方图均衡化相结合,首先利用BEMD变换提取图像的细节分量和照射分量,并通过直方图均衡化增强细节分量;然后进行光照判断,据光照判断对细节增强分量叠加调整后的照射分量,得到光照均匀、细节增强的扣件图像.真实实验表明,与传统方法相比,此方法能有效增强图像对比度,提高铁路扣件检测精度.     

高速铁路近景影像轨道边缘提取与匹配方法

近景摄影测量应用于铁路轨道几何平顺性检测具有较大潜力,为获得轨道几何状态参数,需对轨道数字影像进行定向与建模,本文探索一种高速铁路近景影像轨道边缘提取方法并构建轨道边缘线的同名点坐标映射模型。根据轨道数字影像的灰度信息与点位分布特点,利用Canny算法和概率Hough变换提取铁路轨道的内边缘特征,采用ORB算法与KNN算法匹配轨道表面同名点,建立轨道表面同名点的坐标对应关系。利用边缘线与轨道表面几何关系,构建轨道边缘线的多项式映射模型以匹配出边缘同名点。试验结果表明,该方法在轨道边缘识别与同名点匹配方面有较高的可靠性,可为高速铁路轨道几何状态检测提供影像处理技术支持。     

一种近景大斜角的限界检测 相机标定方法

研究一种基于单目视觉的非接触式站台限界检测系统,并针对近景大范围下相机标定的问题,提出一种基于大型点阵标定板的新的综合标定方法。提取有效标定区域进行预处理,并提出一种局部阈值迭代分割的方法分割出基准圆,然后提取圆心坐标并编码,最后利用透视变换求出最优变换矩阵进行图像矫正还原,像素标定误差可达到2pixel以内。经在上海地铁的现场测试验证,本文方法标定后的检测系统可准确获取站台断面轮廓几何尺寸,多次反复测量后轨距精度在±1 mm以内,站台高度和站台距离精度可达到±5 mm以内。     

基于区域级和像素级特征的路面裂缝检测方法

路面裂缝图像普遍存在光照不均匀,对比度低,噪声干扰严重等问题,传统图像处理方法无法有效检测路面裂缝。提出一种综合区域级和像素级特征的分步路面裂缝检测算法,将检测过程分为裂缝区域检测和区域内裂缝精确检测2部分依次进行。设计一种基于拟合图像背景的匀光算法,并结合其他预处理算法改善图像质量;而后基于图像连通域特征,采用基于多特征的滤波方法以及基于SVM的裂缝区域分类法完成裂缝区域检测;在裂缝区域内采用基于像素灰度与梯度特征的种子生长法提取裂缝目标。实验结果表明,该算法能够较好的检测和标识出复杂路面裂缝图像中的裂缝目标。     

基于摄像机标定的非接触式接触线导高和拉出值的检测

提出一种基于摄像机标定的非接触式接触线几何参数检测方法:在Matlab软件平台基础上,对CCD摄像机采集到的接触线二维图像进行预处理;利用迭代阈值法,对图像中由车载激光器发射到接触线上所形成的激光光斑的中心点进行定位;最后,根据摄像机针孔成像模型,将该激光光斑点在图像坐标系中的坐标与该点由摄像机标定的世界坐标系中的三维空间坐标建立对应关系,并据其算出接触线的几何参数。将用此方法计算与用光学测量仪对同一段实际线路测量的结果进行比较得知,此方法求得的拉出值与光学测量仪的实测值之差小于11mm,所得导高之差小于10mm。该结果表明:此方法较准确地计算出接触线导高、拉出值,可满足检测的需求。     

基于机器视觉的车轮裂纹识别与提取

针对列车车轮轮缘及轮辋裂纹图像特点,提出根据裂纹图像特征结合Fisher法判别的车轮裂纹识别算法,同时针对图像分割后提取出的图像裂纹线断裂不连续且不完整的问题,提出交互式裂纹线点采集提取结合曲线拟合生成裂纹线的方法;算法首先在图像预处理基础上,利用局部统计可变阈值法分割图像,用小面积阈值初筛去斑,结合形态学操作后,计算面积、平均宽度、外接矩形长宽比和圆形度4个特征量,然后计算连续性筛选图像中这些特征量的极值,再利用Fisher判别法对图像中的裂纹进行识别,并提取图像裂纹线坐标,用多项式最小二乘曲线拟合出完整裂纹线。实验结果表明本文方法具有较好的鲁棒性。     

基于HOG特征与二维Gabor小波变换的高铁接触网支撑装置耳片断裂故障检测

针对高速铁路接触网支撑结构中旋转双耳耳片断裂故障难以检测的问题,提出一种HOG(histogram of oriented gradients,梯度方向直方图)特征与二维Gabor小波相结合的图像检测方法。为实现旋转双耳在待检测图像中的定位,利用其正负样本的HOG特征对线性SVM分类器进行训练,对检测窗口内是否包含旋转双耳进行判别。为实现耳片断裂故障的可靠诊断,利用二维Gabor小波变换能量值对图像中的边缘信息进行筛选,进而对耳片断裂故障引起的故障裂痕进行识别。实验结果表明,本文提出的方法能在复杂的接触网支撑与悬挂装置图像中准确识别发生耳片断裂故障的旋转双耳部件,检测结果不受拍摄距离、拍摄角度以及曝光度等因素的影响,具有较高的使用价值。     

基于车载的轨道扣件同步采集系统设计及实现

线阵相机常用于轨道扣件检测时图像获取,在拍摄轨道扣件图像时受车辆变速和振动的影响,获取的图像信息容易出现失真现象;为了解决该问题,设计了一种基于车载的轨道扣件同步采集系统。通过建立测速及补偿模型和等距变换关系,实现线阵相机等间距拍摄轨道扣件图像的触发控制,通过建立传感器同步采集模型实现多传感器信息的同步采集控制。利用FPGA实现线阵相机等距触发控制和传感器信号同步采集功能。最后,搭建轨道检测小车对该系统进行实验验证,并在相同的测试条件下与基于常规光电编码器直接触发采集的方法进行对比;实验结果表明,基于车载脉冲等距触发采集的方法在变速条件下采集的轨道扣件图像不失真,并能准确同步采集各传感器信息。     

基于图像处理的单轨交通PC轨道梁边缘检测

本文结合跨座式单轨交通系统PC轨道梁自身的特性,提出一种基于图像处理技术的PC轨道梁边缘检测方法.首先对轨道梁实景图进行同态滤波,增强图像对比度,突出边缘信息;其次利用canny算子进行边缘粗提取;最后,利用边缘跟踪自适应去除背景干扰信息,提取单一PC轨道梁边缘,同时结合Hough变换进行断线连接优化轨道边缘.仿真结果表明该算法能够准确提取PC轨道梁边缘信息,为后续的单轨线路诊断工作奠定了基础.     

高铁轨道CPⅢ基准点自动检测方法研究

为实现高铁轨道CPⅢ基准点的自动高效检测,研发基于双目视觉的CPⅢ基准点动态非接触自动检测系统。首先对双相机拍摄的图像进行自适应分割处理,对分割后的图像利用改进模板匹配算法计算获得CPⅢ标识物在图像中的位置;然后对提取的标识物目标图像进行自适应阈值分割提取边缘轮廓,计算标识物中心坐标;最后利用基准点计算方法和双相机标定的参数计算CPⅢ基准点坐标。试验结果表明,检测系统在水平方向上的最大误差为0.95 mm,垂直方向最大误差0.25 mm,最大变异系数为0.211%,该方法可为CPⅢ基准点高精度自动化检测的应用提供参考。     

一种单轨列车受电弓滑板磨耗检测系统的设计

针对单轨列车受电弓滑板磨耗问题,提出一种基于线结构光测量技术的受电弓磨耗在线检测方法,该方法利用线激光获取受电弓滑板轮廓畸变图像,并对图像进行图像处理操作从而计算出受电弓滑板的磨耗最大量。首先,当机车驶入指定区域,自动触发摄像机采集受电弓滑板实时状态的光条纹图像;然后将采集到的图像进行预处理,提取光条纹中心,计算滑板的磨耗量;最后根据计算的磨耗量对机车的运行状况进行评估,从而保证机车安全运行。采用磨损后的受电弓滑板实物为检测对象,实测最大磨损量为8.500 mm,使用本文磨耗检测技术得出的受电弓滑板最大磨损量最大绝对误差为0.300 1 mm,实验结果表明,本文方案满足铁路技术标准要求的最大绝对误差值0.5 mm以内的条件。     

基于截线法的铁路扣件骨架提取算法

为了能够精确描述铁路扣件端部形状,提高铁路扣件的识别率,以及满足扣件检测的实时性要求,提出了一种基于截线法的铁路扣件骨架提取算法。首先,通过预处理得到原始图像的二值图像及其感兴趣区域;其次,应用不同方向的方位距离变换计算扣件各端部区域的骨架生长点;然后,以骨架生长点为中心沿扣件的弯曲方向分别利用水平线族和竖直线族扫描扣件端部轮廓,得到截线段后,计算其中心点;最后依次连接骨架生长点和所有截线中心点即可得到完整的扣件图像骨架。理论分析与实验结果证明,本文算法对扣件形状的描述能力强,并且可以准确识别扣件形状。对于复杂图像的识别具有较好的效果,在识别缺陷扣件时具有较强的应用优势。算法运行时间较短,可以达到实时性的要求。     

基于激光图像处理的接触网测量方法

针对国内电气化铁路接触网检测和检修的需要,基于图像处理技术提出了通过相机识别激光光斑,运用相机图像像素位置与接触网被测位置的角度关系测量接触网几何参数的方法,实现了同时对接触网2支接触线几何参数的非接触、连续测量。     

基于HALCON的钢轨表面缺陷检测技术研究

针对当前检测钢轨表面缺陷存在的效率低、易漏检误检问题,提出一种基于HALCON图像处理软件开发的钢轨表面缺陷检测方法,实现测量过程中对缺陷图像的识别和处理。通过钢轨模拟检测平台采集钢轨表面图像,利用HALCON软件对获取的原始图像进行预处理、边缘检测、目标特征提取,计算相关几何特征信息并定位钢轨表面缺陷。实验表明,该方法具有较高的测量精度和测量效率,能够满足实际应用,为钢轨表面缺陷在线检测提供了新的途径。     

基于尺度不变特征变换的钢轨蠕变检测研究

针对钢轨现有定点蠕变检测技术的不足,提出一种基于尺度不变特征变换及图像配准的非接触式实时观测方法。通过安装于轨侧观测桩上的相机对待检钢轨进行拍摄,提取图像中轨腰附近预定义的感兴趣区域,而后基于尺度不变特征变换,与同一视场中钢轨未蠕变图像的对应感兴趣区域进行配准,得到定场环境下多关键点在像素坐标系中的轨向及高低位移集。根据相机的内外及畸变参数将像素位移集映射到世界坐标系,对轨向及高低位移集分别求均值,得出钢轨的轨向及高低蠕变量。为验证方法的有效性,搭建试验平台并采用OpenCV开发了仿真系统。研究结果表明:高低和轨向蠕变的相对测量误差均值分别低于0.606%和1.170%。