一种基于光场深度图像的轨道异物入侵检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于光场深度图像的轨道异物入侵检测方法，该方法包括如下步骤：利用光场相机拍摄并采集直线轨道的背景图像，通过Lytro Desktop软件得到背景图像的原始RGB图像和深度图像；在背景图像的RGB图像中提取直线轨道并建立危险区域异物检测窗口；利用光场相机拍摄并采集轨道危险区域检测图像，对所获得的RGB图像和深度图像进行预处理；对预处理后的轨道危险区域检测图像进行显著物检测，获得异物图像，标记异物图像中的异物；若监测到异物，则发出报警信号，否则，继续监测异物。该发明专利技术利用光场相机可以同时获得RGB图像和深度图像的特点，引入深度差特征实现了对轨道异物入侵的自动检测，节省人力和成本，有效避免列车运行过程中的交通事故。列车运行过程中的交通事故。列车运行过程中的交通事故。

【技术实现步骤摘要】
一种基于光场深度图像的轨道异物入侵检测方法


[0001]本专利技术涉及图像处理
，尤其涉及一种基于光场相机的轨道异物入侵检测方法。

技术介绍

[0002]铁路运输具有运输能力强、效率高、运营成本低等优点，近年来在我国得到了飞速发展，异物侵入铁路安全限界可能引发交通事故，危害铁路交通的安全与稳定，已引起社会的高度重视。一旦有异物侵入铁路轨道，就会对铁路系统的安全运行造成危害，甚至可能威胁到乘客的生命安全。因此，及时准确地检测铁路轨道区域内的异物对铁路安全至关重要。
[0003]光场相机作为一种新型相机，有着巨大的发展潜力与广泛的应用前景，截至到目前为止，还没有应用光场相机去做轨道异物入侵检测的研究。光场相机机身外形与普通传统相机差不多，但内部结构大有不同。传统相机的工作原理是主镜头捕捉光线，聚焦在镜头后的胶片或感光器上，其中所有的光线总和形成相片上的小点，以显示成像。而光场相机最大的结构特点是在主镜头与感光器之间，有一个布满9万个微型镜片的显微镜阵列，每一个微小透镜阵列接收由主镜而来的光线后，尽管只记录了光线的强度信息，但却因其相对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光场深度图像的轨道异物入侵检测方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：1)利用光场相机拍摄并采集直线轨道的背景图像，在背景图像的RGB图像中提取直线轨道并建立危险区域异物检测窗口；2)利用光场相机拍摄并采集轨道危险区域检测图像，对图像进行预处理；3)提取预处理过后的检测图像显著性特征；4)检测图像是否存在异物并提取ROI区域，发出报警信号。2.根据权利要求1所述的一种基于光场深度图像的轨道异物入侵检测方法，其特征在于：所述步骤1)和步骤2)中的光场相机采用LYTRO公司生产的第二代Lytro Illum相机。3.根据权利要求1所述的基于光场深度图像的轨道异物入侵检测方法，其特征在于：所述步骤1)中在背景图像的RGB图像中提取直线轨道并建立危险区域异物检测窗口的方法包括:对背景图像的轨道通过高斯高通滤波器提取轨道边缘：对提取轨道边缘后的图像利用霍夫变换进行直线提取；根据轨道的形状和位置，在轨道外周侧建立危险区域异物检测窗口；将位于危险区域异物检测窗口外侧的图像分割出来，保留位于危险区域异物检测窗口内侧的图像，形成背景图像轨道危险区域检测窗口。4.根据权利要求1所述的基于光场深度图像的轨道异物入侵检测方法，其特征在于：所述步骤2)中利用光场相机拍摄并采集轨道危险区域检测图像，对图像进行预处理的方法包括：a)对轨道危险区域检测图像的深度图像进行快速引导滤波处理；b)对优化后的深度图像深度差异计算；c)融合检测图像的RGB图显著图和优化后的深度差异图。5.根据权利要求4所述的基于光场深度图像的轨道异物入侵检测方法，其特征在于：所述步骤a)中对轨道危险区域检测图像的深度图像进行快速引导滤波处理的方法包括：输入图像为深度图像P，引导图像为RGB图像R，输出图像为优化深度图像Q，滤波函数的输入P和输出Q是一个局部线性模型；计算公式如下：系数a
k
和b
k
可用线性回归最小二乘法求得：可用线...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宁，张谷静，酒明远，汪松，孙钢灿，焦战威，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：