[发明专利]钢轨光带分布检测装置与方法

权利要求书

1.一种钢轨光带分布检测装置，其特征在于，所述钢轨光带分布检测装置包括：

信息接收单元，用于接收两个图像采集装置分别发送的从两个不同的角度采集到的第一钢轨图像、第二钢轨图像；

光带区域识别单元，用于识别出第一钢轨图像及第二钢轨图像各自的光带区域；

钢轨轮廓曲线获得单元，用于依据第一钢轨图像、第二钢轨图像以及第一钢轨图像、第二钢轨图像各自的光带区域获得空间钢轨轮廓曲线及光带在空间钢轨轮廓曲线的分布；

钢轨光带分布获得单元，用于将空间钢轨轮廓曲线及光带在空间钢轨轮廓曲线的分布映射到预存储的标准钢轨轮廓曲线模型，并提取映射后的光带分布数据。

2.根据权利要求1所述的钢轨光带分布检测装置，其特征在于，所述钢轨轮廓曲线获得单元包括：

特征点提取子单元，用于分别提取第一钢轨图像、第二钢轨图像的多个特征点；

对应特征点查找子单元，用于找出第一钢轨图像的特征点与第二钢轨图像的特征点满足极几何约束m^’TFm＝0的多对特征点，其中，m为第一钢轨图像的一个特征点像素坐标，m′为第二钢轨图像的一个特征点像素坐标，F为预设定的矩阵；

钢轨轮廓曲线集成子单元，用于依据第一钢轨图像、第二钢轨图像的摄像机参数矩阵、每对特征点的坐标计算出每对特征点对应的空间坐标点，并将多个空间坐标点集成空间钢轨轮廓曲线。

3.根据权利要求2所述的钢轨光带分布检测装置，其特征在于，钢轨轮廓曲线集成子单元用于依据算式计算出每对特征点对应的空间坐标点，并将多个空间坐标点集成为空间钢轨轮廓曲线，其中，P为第一钢轨图像所在的摄像机参数矩阵、P′第二钢轨图像所在的摄像机参数矩阵，m＝(u，v，1)^T；m′＝(u′，v′，1)^T，m为第一钢轨图像的一个特征点像素坐标，m′为第二钢轨图像的一个特征点像素坐标，X为空间坐标点的齐次坐标，1T为第一行向量转置，2T为第二行向量转置，3T为第三行向量转置。

4.根据权利要求1所述的钢轨光带分布检测装置，其特征在于，所述钢轨光带分布获得单元用于依据算式T₁＝X×R_t(θ，x，y)将空间钢轨轮廓曲线及光带在空间钢轨轮廓曲线的分布映射到预存储的标准钢轨轮廓曲线模型，并提取映射后的光带分布数据，其中，X为空间钢轨轮廓曲线上所有点组成的矩阵，R_t(θ，x，y)为等距变换矩阵，且(θ，x，y)满足θ为旋转参数，x，y均为平移参数，为θ，x，y均满足最小误差时的值，S＝{X_i|i＝1，2，...，s}，S为获得的钢轨轮廓曲线有序离散点列，T＝{Y_i|i＝1，2，...，t}，T为预存储的钢轨轮廓曲线有序离散点列，T1为以与存储标准钢轨廓形曲线为基准的光带分布信息；Xi表示第i个坐标点。

5.根据权利要求1所述的钢轨光带分布检测装置，其特征在于，所述光带区域识别单元用于第一钢轨图像及第二钢轨图像从RGB颜色空间转换至XYZ颜色空间，再将处于XYZ颜色空间的第一钢轨图像及第二钢轨图像转换至Lab颜色空间，分别将第一钢轨图像及第二钢轨图像的明度大于预设定阈值的区域识别为各自的光带区域。

6.一种钢轨光带分布检测方法，其特征在于，所述钢轨光带分布检测方法包括：

接收两个图像采集装置分别发送的从两个不同的角度采集到的第一钢轨图像、第二钢轨图像；

识别出第一钢轨图像及第二钢轨图像各自的光带区域；

依据第一钢轨图像、第二钢轨图像以及第一钢轨图像、第二钢轨图像各自的光带区域获得空间钢轨轮廓曲线及光带在空间钢轨轮廓曲线的分布；

将空间钢轨轮廓曲线及光带在空间钢轨轮廓曲线的分布映射到预存储的标准钢轨轮廓曲线模型，并提取映射后的光带分布数据。