[发明专利]一种基于图像处理的钢轨廓形检测装置及方法

摘要

本发明涉及一种基于图像处理的钢轨廓形检测装置及方法。该装置包括四个传感器、传感器支架(5)、底座(6)、轨道输送辊(7)和钢轨(8)，四个传感器分别安装在传感器支架的四个内角处，各传感器坐标系的Z轴均相交于固定在底座上的传感器支架的中心，底座上固定有轨道输送辊，用来支撑和输送钢轨。该方法是将四个传感器采集到的图像进行坐标变换，统一到同一个世界坐标系中，以其中一个图像作为基准，搜索四个图像中的特征点，根据特征点将其余三个图像向基准转换，获取钢轨断面轮廓，计算断面轮廓的几何尺寸并与铁标进行比较判断。本发明能显著提高生产效率，提高测量精度。

主权项

1.一种基于图像处理的钢轨廓形检测方法，其特征是利用非接触激光成像原理，采用四个三维激光轮廓传感器采集钢轨断面轮廓数据，通过对各个传感器采集到的图像数据进行坐标变换、旋转、平移，进行图形拼合，获取钢轨断面轮廓，将计算得出的断面轮廓几何尺寸与铁标进行比较判断；/n其中，根据旋转后的图像将四个坐标系进行平移处理，具体是将一个传感器的图像保持不变，将其余三个传感器旋转后的图像向第一传感器的图像进行平移，获得拼接后的标准块断面轮廓图,从而获得标定参数2，即数据平移量S1、S2、S3、S4；/n所述平移处理包括以下步骤：/n步骤1：将第二传感器的拐点平移到与第一传感器的拐点的X坐标重合，Z坐标在第一传感器的拐点的Z坐标向上长度为标准块宽的距离的点重合，以该平移量平移第二传感器的图像数据；将第三传感器的拐点平移到与第一传感器的拐点的Z坐标重合，X坐标在第一传感器的拐点的X坐标向右长度为标准块长的距离的点重合，以该平移量平移第三传感器的图像数据；将第四传感器的拐点平移到与第一传感器的拐点的X坐标向右长度为标准块长的距离，第一传感器的拐点的Z坐标向上长度为标准块宽的距离的点重合，以该平移量平移第四传感器的图像数据；/n步骤2：用上述标定过程中线性拟合的方法求各传感器采集到的侧边的拟合直线，分别计算每个传感器采集到的原始数据的顶边或底边的拟合直线与侧边的拟合直线的交点，并将该点以及对应的旋转角代入坐标旋转公式，获得旋转后的拐点Z_max1，Z_max2，Z_max3，Z_max4；/n步骤3：将每个传感器采集到的原始数据进行多次采集，采集N次，取出N组数据的经过步骤2所得的拐点Z_max1，Z_max2，Z_max3，Z_max4，分别求其平均值，得到Avg_max1，Avg_max2，Avg_max3，Avg_max4；/n步骤4：第一传感器的旋转后数据的平移量为S₁＝0，第二传感器的旋转后数据的平移量为S₂＝Avg_max2(x,z)-Avg_max1(x,z+b)，第三传感器的旋转后数据的平移量为S₃＝Avg_max3(x,z)-Avg_max1(x+a,z)，第四传感器的旋转后数据的平移量为S₄＝Avg_max4(x,z)-Avg_max1(x+a,z+b)。/n