基于3D点云分割的铁轨表面损伤检测方法、系统和介质技术方案

本发明专利技术公开了一种基于3D点云分割的铁轨表面损伤检测方法、系统和介质，可应用于工件损伤检测技术领域。本发明专利技术方法包括以下步骤：获取网口相机采集的第一工件图像；对所述第一工件图像进行预处理，得到第一特征像素图像，所述预处理包括去背景和像素统计；获取所述第一特征像素图像的铁轨点数特征数据；对所述铁轨点数特征数据进行点云分割，得到铁轨显性点云特征数据和需要重构点云特征数据；根据所述铁轨显性点云特征数据和所述需要重构点云特征数据进行铁轨表面损伤检测。本发明专利技术无需对铁轨进行接触检测，即能有效且准确的地完成铁轨表面损伤检测，有效提高检测效果和检测准确度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
基于3D点云分割的铁轨表面损伤检测方法、系统和介质


[0001]本专利技术涉及工件损伤检测
，尤其是一种基于3D点云分割的铁轨表面损伤检测方法、系统和介质。

技术介绍

[0002]相关技术中，火车速度的提高对铁轨线路的轨道平顺性比以往有了更高的要求；特别是高速铁路，对铁轨的平顺性有着更严格的要求，如果轨道的平顺性不良，轻则引起机车车辆树剧烈振动，轮轨的动作用力成倍增加，严重危害轨道和机车车辆部件，影响列车速度的提高，降低轨道及机车车辆的寿命；重则引起列车脱轨、倾覆等恶性事故，危及行车安全。
[0003]目前的特征识别检测不仅识别效率低下、精度不高、识别错误率较高，尤其对于一些超大复杂工件特征图像数据信息的识别，效率很低。而其他一些接触式的采集识别设备虽然可以满足采集要求，但是因接触式的采集方式对现场要求较高，不适用于铁轨检测，从而也无法提高铁轨损伤检测的准确度。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种基于3D点云分割的铁轨表面损伤检测方法、系统和介质，能够有效提高铁轨损伤检测的准确度。
[0005]一方面，本专利技术实施例提供了一种基于3D点云分割的铁轨表面损伤检测方法，包括以下步骤：
[0006]获取网口相机采集的第一工件图像；
[0007]对所述第一工件图像进行预处理，得到第一特征像素图像，所述预处理包括去背景和像素统计；
[0008]获取所述第一特征像素图像的铁轨点数特征数据；
[0009]对所述铁轨点数特征数据进行点云分割，得到铁轨显性点云特征数据和需要重构点云特征数据；
[0010]根据所述铁轨显性点云特征数据和所述需要重构点云特征数据进行铁轨表面损伤检测。
[0011]在一些实施例中，所述对所述铁轨点数特征数据进行点云分割，得到铁轨显性点云特征数据和需要重构点云特征数据，包括：
[0012]对所述铁轨点数特征数据进行第一点云分割，得到铁轨有效点云特征数据和混合点云特征数据，所述铁轨有效点云特征数据包括第一铁轨显性点云特征数据和需重构点云特征数据；
[0013]对所述混合点云特征数据进行第二点云分割，得到第二铁轨显性点云特征数据。
[0014]在一些实施例中，所述根据所述铁轨显性点云特征数据和所述需要重构点云特征
数据进行铁轨表面损伤检测，包括：
[0015]根据所述第一铁轨显性点云特征数据进行第一铁轨表面损伤检测，第一损伤检测结果；
[0016]将所述第二铁轨显性点云特征数据和所述需重构点云特征数据进行拟合和重构后，得到目标特征数据；
[0017]根据所述目标特征数据进行第二铁轨表面损伤检测，得到第二损伤检测结果；
[0018]将所述第一损伤检测结果和所述第二损伤检测结果融合，得到目标铁轨表面损伤检测结果。
[0019]在一些实施例中，所述对所述第一工件图像进行去背景，包括：
[0020]采用如下公式对所述第一工件图像进行去背景：
[0021][0022]其中，P(m,n)表示所述第一工件图像去背景后的任一特征像素，m和n表示所述第一工件图像上任一特征像素点的坐标值，T表示所述第一工件图像对应3D点云特征像素灰度值，R和K表示3D点云特征像素灰度的分割极限值
[0023]在一些实施例中，所述对所述第一工件图像进行像素统计，包括：
[0024]采用如下公式统计所述第一工件图像对应的特征像素总和：
[0025][0026]其中，S1表示特征像素总和，Py表示所述第一工件图像上的第y个特征像素；
[0027]采用如下公式统计所述第一工件图像的图像像素总和：
[0028][0029]其中，S2表示特征像素总和，Qy表示所述第一工件图像上的第y个图像像素；
[0030]根据所述特征像素总和所述图像像素总和进行像素统计。
[0031]在一些实施例中，在所述像素统计后，所述方法还包括以下步骤：
[0032]当像素统计结果小于像素阈值，获取所述网口相机在调整视野后的第二工件图像；
[0033]对所述第二工件图像进行预处理，得到第二特征像素图像；
[0034]将所述第二特征像素图像与所述第一工件图像进行预处理后的特征像素图像进行像素融合处理，得到融合后的特征像素图像作为第一特征像素图像。
[0035]在一些实施例中，所述获取所述第一特征像素图像的铁轨点数特征数据，包括：
[0036]通过太赫兹三维层析算法获取所述第一特征像素图像的铁轨点数特征数据。
[0037]另一方面，本专利技术实施例提供了一种基于3D点云分割的铁轨表面损伤检测系统，包括：
[0038]第一获取模块，用于获取网口相机采集的第一工件图像；
[0039]预处理模块，用于对所述第一工件图像进行预处理，得到第一特征像素图像，所述预处理包括去背景和像素统计；
[0040]第二获取模块，用于获取所述第一特征像素图像的铁轨点数特征数据；
[0041]分割模块，用于对所述铁轨点数特征数据进行点云分割，得到铁轨显性点云特征数据和需要重构点云特征数据；
[0042]检测模块，用于根据所述铁轨显性点云特征数据和所述需要重构点云特征数据进行铁轨表面损伤检测。
[0043]另一方面，本专利技术实施例提供了一种基于3D点云分割的铁轨表面损伤检测系统，包括：
[0044]至少一个存储器，用于存储程序；
[0045]至少一个处理器，用于加载所述程序以执行所述的基于3D点云分割的铁轨表面损伤检测方法。
[0046]另一方面，本专利技术实施例提供了一种存储介质，其中存储有计算机可执行的程序，所述计算机可执行的程序被处理器执行时用于实现所述的基于3D点云分割的铁轨表面损伤检测方法。
[0047]本专利技术实施例提供的一种基于3D点云分割的铁轨表面损伤检测方法，具有如下有益效果：
[0048]本专利技术通过获取网口相机采集的工件图像进行损伤检测，并通过对工件图像进行去背景和像素统计的预处理后，对特征像素图像对应的铁轨点数特征数据进行点云分割，然后根据分割得到铁轨显性点云特征数据和需要重构点云特征数据进行铁轨表面损伤检测，从而无需对铁轨进行接触检测，即能有效且准确的地完成铁轨表面损伤检测，有效提高检测效果和检测准确度。
[0049]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0050]下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步的说明，其中：
[0051]图1为本专利技术实施例一种基于3D点云分割的铁轨表面损伤检测方法的流程图。
具体实施方式
[0052]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于3D点云分割的铁轨表面损伤检测方法，其特征在于，包括以下步骤：获取网口相机采集的第一工件图像；对所述第一工件图像进行预处理，得到第一特征像素图像，所述预处理包括去背景和像素统计；获取所述第一特征像素图像的铁轨点数特征数据；对所述铁轨点数特征数据进行点云分割，得到铁轨显性点云特征数据和需要重构点云特征数据；根据所述铁轨显性点云特征数据和所述需要重构点云特征数据进行铁轨表面损伤检测。2.根据权利要求1所述的一种基于3D点云分割的铁轨表面损伤检测方法，其特征在于，所述对所述铁轨点数特征数据进行点云分割，得到铁轨显性点云特征数据和需要重构点云特征数据，包括：对所述铁轨点数特征数据进行第一点云分割，得到铁轨有效点云特征数据和混合点云特征数据，所述铁轨有效点云特征数据包括第一铁轨显性点云特征数据和需重构点云特征数据；对所述混合点云特征数据进行第二点云分割，得到第二铁轨显性点云特征数据。3.根据权利要求2所述的一种基于3D点云分割的铁轨表面损伤检测方法，其特征在于，所述根据所述铁轨显性点云特征数据和所述需要重构点云特征数据进行铁轨表面损伤检测，包括：根据所述第一铁轨显性点云特征数据进行第一铁轨表面损伤检测，第一损伤检测结果；将所述第二铁轨显性点云特征数据和所述需重构点云特征数据进行拟合和重构后，得到目标特征数据；根据所述目标特征数据进行第二铁轨表面损伤检测，得到第二损伤检测结果；将所述第一损伤检测结果和所述第二损伤检测结果融合，得到目标铁轨表面损伤检测结果。4.根据权利要求1所述的一种基于3D点云分割的铁轨表面损伤检测方法，其特征在于，所述对所述第一工件图像进行去背景，包括：采用如下公式对所述第一工件图像进行去背景：其中，P(m,n)表示所述第一工件图像去背景后的任一特征像素，m和n表示所述第一工件图像上任一特征像素点的坐标值，T表示所述第一工件图像对应3D点云特征像素灰度值，R和K表示3D点云特征像素灰度的分割极限值。5.根据权利要求4所述的一种基于3D点云分割的铁轨表面损伤检测方法，其特征在于，所述对所述第一工件图像进行像素统计，包括：采用如下公式统...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇，张勇，戴护民，胡晓岳，王广海，程昌宏，林彩仪，
申请(专利权)人：广东机电职业技术学院，
类型：发明
国别省市：