[发明专利]一种高速铁路CPⅢ标志物的自动识别系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于机器视觉检测技术，涉及一种基于机器视觉检测平台对高速铁路CPⅢ标志物的自动识别方法。

背景技术

列车多次提速，其养护与安全运营要求越来越高，此外，在经过全面提速以及旅客流量的快速增加以后，铁路负荷日益增加，运行安全问题更加突现，由此轨道各种参数发生变化，甚至轨道在受到破损后以至于存在运行安全隐患。为了保证铁路的运营安全，需要加强对铁路轨道的检测。

目前，对轨道检测多采用静态检测方法，通常使用仪器的为全站仪，道尺等工具，该检测方法突出问题是工作强度大、可靠性差、检测效率低、和检查精度低等，不能满足铁路快速养护及维修的要求。CPⅢ标志物是是安装在高速铁路轨道两侧水泥圆墩柱上的标志物，标志物如图1所示。CPⅢ是高速铁路沿线路布设的基桩，主要为铺设无碴轨道和运营维护提供控制基准，在高铁线路上每60m左右设一个CPⅢ。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，结合现代非接触式测量技术对铁路安全检测和养护进行技术创新，结合多种高精密传感器设备设计出一种对高速铁路CPⅢ标志物的自动识别方法，完成标志物的快速自动识别，为高铁轨道安全的高效检测提供有力支持。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：

一种高速铁路CPⅢ标志物的自动识别方法，包括以下步骤：

采集一张含有高速铁路CPⅢ标志物的图像，在计算机系统中进行如下处理：

步骤一，对采集到的图像依次进行均值滤波、图像差分和图像分割处理；

步骤二，对步骤一处理后的图像灰度进行均衡化，合并经前面步骤处理后分散的各个像素，使其形成一个像素连通区；

步骤三，在步骤二处理后的图像中选择矩形的特征区域，该特征区域中包含CPⅢ标志物的四个黑色圆点，记该步骤处理后的图像为目标图像；

步骤四，在计算机系统中，创建CPIII标志物模板，模板中含有CPIII标志物的各个特征；

步骤五，建立位移矩阵，具体过程如下：

步骤S50，提取步骤四建立的标志物模板的轮廓；并将提取后图像记为模板图像；

步骤S51，对步骤三的目标图像进行二值化处理，使其转化为黑白两色图像；

步骤S52，以步骤S50图像左上角第一个像素为原点建立坐标系，向右为X轴正方向，向下为Y轴正方向，建立位移矩阵HomMat2D：

HomMat2D=[Ht]·[Hr]=10Δx01Δy001·cosθsinθ0-sinθcosθ0001]]>

在上式中：