基于无人机和GSD的铁路安全区域划分方法技术

本发明专利技术涉及一种基于无人机和GSD的铁路安全区域划分方法，包括：S1.利用无人机获取铁路沿线拍摄视频，同时记录无人机参数；S2.对得到的铁路沿线拍摄视频进行抽帧处理，得到大量铁路沿线图片；S3.计算飞行时刻摄像头的地面采样间距GSD；S4.通过深度学习算法识别筛选出铁路沿线图片中含有异物的图片；S5.在筛选出的含有异物的图片中提取出感兴趣区域图像；S6.对感兴趣区域图像通过图像处理，得到轨道的线性方程；S7.得到轨道中心线；S8.确定轨道中心线两侧的两个限界，将两个限界之间的区域划定为安全区域。本发明专利技术利用无人机对铁路沿线进行拍摄，灵活性高、操作简单，不需要选择固定标准件为参照物，效率和精度高。效率和精度高。效率和精度高。

【技术实现步骤摘要】
基于无人机和GSD的铁路安全区域划分方法


[0001]本专利技术涉及一种铁路安全区域划分技术，具体地说是一种基于无人机和GSD的铁路安全区域划分方法。

技术介绍

[0002]因恶劣气候等影响，在高速和普速铁路两侧一定范围内时常有如彩钢瓦、塑料薄膜、防尘网、大棚、地膜等轻飘物体入侵，如果异物入侵到铁路的安全区域内，将会对铁路行车造成不同程度的危害，或影响接触网的正常工作。因为异物入侵导致的列车突发事故时有发生，所以判断异物入侵是否会影响列车的安全行驶变得至关重要。
[0003]但目前对于铁路线路周围异物入侵的检测，一般是在天窗期人工进行铁路沿线的巡检，或通过监控设备摄像后进行安全区域的划分，效率较低，存在死角和盲区，需要选择固定的标准件作为参照物以确定区域范围。当需选择标准件做参照物时，首先对于铁路沿线拍摄过程中选取一直存在的标准件是困难的，并且沿线一直存在的标准件也可能会因恶劣天气、极端情况影响发生损坏或形变。其次，选择好标准件后，需要让无人机保持固定的飞行高度不变化进行拍摄，确保图像中标准件所对应的像素个数不变，一旦飞行高度发生变化，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机和GSD的铁路安全区域划分方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.利用无人机对电气化铁路沿线进行视频拍摄，获取铁路沿线拍摄视频，同时记录无人机实际飞行高度、摄像头倾斜角度以及摄像头的变焦倍数；S2.对得到的铁路沿线拍摄视频进行抽帧处理，得到大量铁路沿线图片；S3.根据记录的无人机实际飞行高度、摄像头倾斜角度以及变焦倍数参数，计算出飞行时刻摄像头的地面采样间距GSD；S4.通过深度学习算法识别筛选出铁路沿线图片中含有异物的图片；S5.在筛选出的含有异物的图片中提取出感兴趣区域图像；S6.对感兴趣区域图像通过图像处理得到轨道轮廓，对两条轨道进行识别拟合得到轨道的线性方程；S7.根据两条轨道的线性方程得到轨道中心线；S8.根据不同地区铁路局对异物侵入安全区域规范标准以及摄像头的采样间距GSD，计算以铁路的轨道中心线为基准向两侧平移实际距离时，在图像中相对应的像素个数n，轨道中心线向两侧分别扩展n个像素得到两个限界，将两个限界之间的区域划定为安全区域。2.根据权利要求1所述的基于无人机和GSD的铁路安全区域划分方法，其特征在于，在步骤S3中，摄像头的地面采样间距GSD为倾斜影像GSD，计算公式如下：其中，H为无人机实际飞行高度，a为像元大小，f为摄像头焦距，β为摄像头倾斜角度。3.根据权利要求1所述的基于无人机和GSD的铁路安全区域划分方法，其特征在于，在步骤S4中，利用YOLOv5算法识别出铁路沿线图片中含有异物的图片。4.根据权利要求1所述的基于无人机和GSD的铁路安全区域划分方法，其特征在于，在步骤S5中，利用鼠标交互获取多边形区域，将选取的多边形区域中的每个像素的RGB通道数值均填为255做为掩膜图像，使掩膜图像与原图片进行掩膜运算，提取出感兴趣区域图像。5.根据权利要求1所述的基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王硕禾，王勇达，薛强，蔡承才，赵瑞康，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：