基于视觉辅助的转向架落车对位校正方法技术

本发明专利技术涉及图像处理技术领域，提出了基于视觉辅助的转向架落车对位校正方法，包括：根据需要进行对位的转向架的实时图像获取转向架单侧图像和转向架对比图像；划分出图像中的一

【技术实现步骤摘要】
基于视觉辅助的转向架落车对位校正方法


[0001]本专利技术涉及图像处理
，具体涉及基于视觉辅助的转向架落车对位校正方法
。

技术介绍

[0002]随着我国轨道交通行业的大力发展，对跨坐式单轨等轨道车辆的检修效率及检修能力的要求越来越高
。
转向架落车对位可确保车辆安全
、
便捷地进行维修保养，将转向架落在正确的位置可以使工人更加容易得进行维修，并且可以确保车辆的平衡和稳定，防止意外发生
。
因此，亟需一种适应时代发展的用于跨坐式单轨车辆重点修
、
全面修的架车落车技术
。
[0003]但是在转向架落车对位的过程中，由于车辆移动过程中的晃动
、
车架的形变
、
地台水平面的不平等因素，往往使得车辆难以准确对位
。
同时，为防止车体与落架装置移出转向架作业干涉，落架装置往往体积较小，车辆与落架装置对位均采用人力推动，对位难度高，作业强度大，作业效率低
。
所以，需要一种针对转向架落车对位校正的基于视觉的对位校正方法
。
[0004]由于转向架的对称性，可以在落架装置正中位置获取的转向架图像，对转向架图像的左右两侧进行图像匹配，当可以匹配成功，则认为转向架落车对位正确
。
但是，大部分匹配算法为根据像素点之间的灰度值的相似性进行匹配，而转向架位于跨坐式单轨等轨道车辆的底部，转向架表面往往附着大量灰尘，灰尘的附着遮挡导致不同位置的灰度特征较为相似，所以现有的图像匹配算法在进行匹配时，受到附着在转向架表面的灰尘等杂质的影响较大，对转向架落车对位校正的效果不佳
。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供基于视觉辅助的转向架落车对位校正方法，以解决现有的传统匹配算法在进行图像匹配时仅基于像素点周围的灰度特征进行匹配，而转向架表面附着的灰尘会导致像素点周围的灰度特征趋于一致，导致匹配效果不佳
、
转向架落车对位校正不准确的问题，所采用的技术方案具体如下：本专利技术一个实施例提供了基于视觉辅助的转向架落车对位校正方法，该方法包括以下步骤：根据需要进行对位的转向架的实时图像获取转向架单侧图像和转向架对比图像；根据转向架单侧图像获取一级边缘像素点和一级像素点，根据车辆驾对比图像获取二级边缘像素点和二级像素点；获取每个一级边缘像素点和二级边缘像素点的边缘方向特征值，根据边缘方向特征值获取相似度衡量序列；根据一级像素点与一级边缘像素点的位置关系
、
二级像素点与二级边缘像素点的位置关系，获取每个一级像素点和每个二级像素点对应的特征序列；
根据转向架单侧图像中每个一级边缘像素点和转向架对比图像中每个二级边缘像素点对应的相似度衡量序列获取任意一个一级边缘像素点与任意一个二级边缘像素点之间的边缘相似度，根据转向架单侧图像中一级像素点和转向架对比图像中二级像素点对应的特征序列获取两个像素点之间的相似度，根据边缘相似度和相似度对转向架单侧图像和转向架对比图像中的各像素点进行匹配，获得匹配结果；根据转向架单侧图像和转向架对比图像中的各像素点的匹配结果，对转向架落车对位进行校正
。
[0006]进一步，所述根据需要进行对位的转向架的实时图像获取转向架单侧图像和转向架对比图像，包括的具体方法为：分别取所述需要进行对位的转向架的实时图像第一行和最后一行像素点的中点，根据两个中点确定中位线，中位线会将转向架图像划分为左右两个部分；将左侧部分对应的图像记为转向架单侧图像；取右侧部分对应的图像的左右镜像，将该图像记为转向架对比图像
。
[0007]进一步，所述根据转向架单侧图像获取一级边缘像素点和一级像素点，根据车辆驾对比图像获取二级边缘像素点和二级像素点，包括的具体方法为：将所述转向架单侧图像转换为灰度图像，记为转向架单侧灰度图像；对所述转向架单侧灰度图像使用预设边缘检测算子，获取转向架单侧边缘图像；将所述转向架单侧边缘图像中包含的所有像素值为
255
的像素点标记为一级边缘像素点，将所述转向架单侧图像中非所述一级边缘像素点的各个像素点标记为一级像素点；将所述转向架对比图像转换为灰度图像，记为转向架对比灰度图像；对所述转向架对比灰度图像使用预设边缘检测算子，获取转向架对比边缘图像；将所述转向架对比边缘图像中包含的所有像素值为
255
的像素点标记为二级边缘像素点，将转向架对比图像中非所述一级边缘像素点的各个像素点标记为二级像素点
。
[0008]进一步，所述获取每个一级边缘像素点和二级边缘像素点的边缘方向特征值，包括的具体方法为：获取所述一级边缘像素点对应的海森矩阵；以所述一级边缘像素点为中心像素点建立预设大小的窗口，获取所述窗口包含的各一级边缘像素点，将这些一级边缘像素点记为所述一级边缘像素点的待比较像素点；对所述一级边缘像素点与其对应的待比较像素点使用预设拟合算法与直线进行拟合，获得拟合直线和拟合直线的拟合优度；统计拟合直线上包含的所述一级边缘像素点与其对应的所述待比较像素点的个数；根据所述一级边缘像素点和其待比较像素点对应的海森矩阵
、
在拟合直线上的像素点个数
、
拟合优度，获取所述一级边缘像素点的边缘方向特征值；获取所述二级边缘像素点对应的边缘方向特征值
。
[0009]进一步，所述根据边缘方向特征值获取相似度衡量序列，包括的具体方法为：获取以所述一级边缘像素点为中心的预设大小的窗口，按照预设顺序，根据所述窗口内像素点的灰度值获取所述一级边缘像素点对应的灰度值序列；
根据所述一级边缘像素点对应的灰度值序列和边缘方向特征值获取所述一级边缘像素点对应的相似度衡量序列；获取所述二级边缘像素点对应的相似度衡量序列
。
[0010]进一步，所述边缘方向特征值的具体获取方法为：式中，为一级边缘像素点对应的边缘方向特征值；为一级边缘像素点对应的海森矩阵中第行第列的数值，其中，；为一级边缘像素点对应的第个待比较像素点对应的海森矩阵中第行第列的数值，其中，；为一级边缘像素点对应的待比较像素点的个数；为一级边缘像素点与其对应的待比较像素点与直线进行拟合的拟合优度；为一级边缘像素点与其对应的待比较像素点在拟合直线上的个数；为以自然常数为底数的指数函数
。
[0011]进一步，所述根据一级像素点与一级边缘像素点的位置关系
、
二级像素点与二级边缘像素点的位置关系，获取每个一级像素点和每个二级像素点对应的特征序列，包括的具体方法为：获取所述一级像素点的预设数量个近邻像素点，所述近邻像素点即与所述一级像素点欧氏距离最近的预设数量个一级边缘像素点；获取所述每个近邻像素点与所述一级像素点之间的欧式距离和近邻角度；获取以所述一级像素点为中心的预设大小的窗口，按照预设顺序，根据所述窗口内像素点的灰度值获取所述一级像素点对应的灰度值序列；根据所述一级像素点与近邻像素点之间的欧式距离
、
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于视觉辅助的转向架落车对位校正方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：根据需要进行对位的转向架的实时图像获取转向架单侧图像和转向架对比图像；根据转向架单侧图像获取一级边缘像素点和一级像素点，根据车辆驾对比图像获取二级边缘像素点和二级像素点；获取每个一级边缘像素点和二级边缘像素点的边缘方向特征值，根据边缘方向特征值获取相似度衡量序列；根据一级像素点与一级边缘像素点的位置关系
、
二级像素点与二级边缘像素点的位置关系，获取每个一级像素点和每个二级像素点对应的特征序列；根据转向架单侧图像中每个一级边缘像素点和转向架对比图像中每个二级边缘像素点对应的相似度衡量序列获取任意一个一级边缘像素点与任意一个二级边缘像素点之间的边缘相似度，根据转向架单侧图像中一级像素点和转向架对比图像中二级像素点对应的特征序列获取两个像素点之间的相似度，根据边缘相似度和相似度对转向架单侧图像和转向架对比图像中的各像素点进行匹配，获得匹配结果；根据转向架单侧图像和转向架对比图像中的各像素点的匹配结果，对转向架落车对位进行校正
。2.
根据权利要求1所述的基于视觉辅助的转向架落车对位校正方法，其特征在于，所述根据需要进行对位的转向架的实时图像获取转向架单侧图像和转向架对比图像，包括的具体方法为：分别取所述需要进行对位的转向架的实时图像第一行和最后一行像素点的中点，根据两个中点确定中位线，中位线会将转向架图像划分为左右两个部分；将左侧部分对应的图像记为转向架单侧图像；取右侧部分对应的图像的左右镜像，将该图像记为转向架对比图像
。3.
根据权利要求1所述的基于视觉辅助的转向架落车对位校正方法，其特征在于，所述根据转向架单侧图像获取一级边缘像素点和一级像素点，根据车辆驾对比图像获取二级边缘像素点和二级像素点，包括的具体方法为：将所述转向架单侧图像转换为灰度图像，记为转向架单侧灰度图像；对所述转向架单侧灰度图像使用预设边缘检测算子，获取转向架单侧边缘图像；将所述转向架单侧边缘图像中包含的所有像素值为
255
的像素点标记为一级边缘像素点，将所述转向架单侧图像中非所述一级边缘像素点的各个像素点标记为一级像素点；将所述转向架对比图像转换为灰度图像，记为转向架对比灰度图像；对所述转向架对比灰度图像使用预设边缘检测算子，获取转向架对比边缘图像；将所述转向架对比边缘图像中包含的所有像素值为
255
的像素点标记为二级边缘像素点，将转向架对比图像中非所述一级边缘像素点的各个像素点标记为二级像素点
。4.
根据权利要求1所述的基于视觉辅助的转向架落车对位校正方法，其特征在于，所述获取每个一级边缘像素点和二级边缘像素点的边缘方向特征值，包括的具体方法为：获取所述一级边缘像素点对应的海森矩阵；以所述一级边缘像素点为中心像素点建立预设大小的窗口，获取所述窗口包含的各一级边缘像素点，将这些一级边缘像素点记为所述一级边缘像素点的待比较像素点；对所述一级边缘像素点与其对应的待比较像素点使用预设拟合算法与直线进行拟合，
获得拟合直线和拟合直线的拟合优度；统计拟合直线上包含的所述一级边缘像素点与其对应的所述待比较像素点的个数；根据所述一级边缘像素点和其待比较像素点对应的海森矩阵
、
在拟合直线上的像素点个数
、
拟合优度，获取所述一级边缘像素点的边缘方向特征值；获取所述二级边缘像素点对应的边缘方向特征值
。5.
根据权利要求1所述的基于视觉辅助的转向架落车对位校正方法，其特征在于，所述根据边缘方向特征值获取相似度衡量序列，包括的具体方法为：获取以所述一级边缘像素点为中心的预设大小的窗口，按照预设顺序，根据所述窗口内像素点的灰度值获...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙先锋，李春宇，闫壮，邬猛，
申请(专利权)人：中车城市交通规划设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：