《钢轨磨耗动态测量结构光条纹中心提取算法》.pdf

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钢轨磨耗动态测量结构光条纹中心提取算法Hessianstructuredlight钢轨磨耗检测是铁路安全运营的重要保证，对触、速度快、实时性强及主动受控等特点已成为物体广泛的重视，文献籟对此做了研究，即由激集光条纹图像，结构光条纹受到被测物体止表尺寸数据信息，必须首先从图像中获取光条纹中·光电技术与系统·王伟华，孙军华，刘震，张广军摘要：针对钢轨磨耗结构光动态测量中结构光条纹中心提取的实时性问题，提出一种新的序列图像中结构光条纹中心的快速提取算法。以上一帧图像中提取的钢轨条纹中心作为条纹中心的初始位置，首先对初始位置进行校正，以补偿传感器振动所带来的图像中条纹纵向变化，然后在法向方向上使用灰度质心法计算得到条纹中心的近似值，通过在近似值点计算单点基于结构光视觉的钢轨磨耗动态测量中条纹中心的实时精确提取问题。Hessian中图分类号：籘Awearmachine引言于制定合理的铁路运输计划和降低维护成本是非常重要的。长期以来，对钢轨磨耗的测量都是由人工采用专用卡尺抽样检测，效率低下，无法实现在线动态测量。目前，随着机器视觉测量技术发展与日臻成熟，以结构光为代表的三维视觉测量技术因非接表面磨耗测量最有效的方法。基于结构光视觉的钢轨磨耗测量的研究已受到光器投射光平面于钢轨内侧形成测量光条，相机采面的调制而发生变化，要想准确地获得钢轨表面的第卷120101激光与红外文章编号：琒JunhuaLIUUniversityBeijing，琣；；centerHessianJanuary2010本┖娇蘸教齑笱Ь芄饣缫惶寤际踅逃恐氐闶笛槭遥本ZhenZHANGEducationmeasurement基金项目：国家自然科学基金项目；铁道部科技(No2008G020C)作者简介：王伟华，男，硕士研究生，主要研究方向为******@grnail收稿日期：琋—AbstractA甌centerwhichvibrationThenthe甋—matrixThe，wordsrail
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o㈩(+Z+)法、质心法等，这些方法实现简单，但精度不高，且易受噪声影响。贺俊吉等提出在光条截面上进行1于方向模板的结构光条纹中心检测方法，抗噪声能性好，但运算量大，难以满足实时性要求高的应用场合。胡坤川等将大模板高斯卷积的递归实现引入StegerHessian针对上述问题，提出一种序列图像中钢轨结构光条纹中心的快速、亚像素级提取算法。该方法充分利用序列图像中的先验知识，以上一帧的提取结果为初始值，经校正后在光条法向法向上使用灰度质心法得到近似条纹中心，然后在近似值点通过计1结构光视觉传感器安装于列车底部，激光器投摄像机拍摄获得测量光条图像。经图像处理提取结构光条中心点，采用视觉测量模型计算获得钢轨横截面轮廓的尺寸数据，通过与标准设计轮廓对比求结构光条纹中心是实现钢轨磨耗动态测量的关键。在列车运行中，摄像机所拍摄的图像中光条位帧的图像条纹中心的快速提取。该算法的基本原理包括如下步骤：在条纹中心初始位置点，沿法向方向的一段区Hessian基本保持不变。但由于振动，传感器在钢轨横截面其中，硎咎崛」煅跷浦行牡愀鍪Ｔ虻心的准确位置信息。结构光条纹中心的快速、精确提取是实现钢轨磨耗动态测量的关键。传统的光条纹中心线提取方法有极值法、阈值曲线拟合得到条纹中心的亚