[发明专利]一种用于捣固作业下轨枕定位方法

说明书

本发明公开了一种用于捣固作业下轨枕定位方法，运用MATLAB软件调用基础图像数据库中轨枕图像，首先针对轨枕图像，采用图像裁剪操作剪切得到其目标区域，其次对得到的目标区域执行开操作，同时对开操作结果进行二值化处理；再者，目标区域与开操作结果进行图像减法（背景减法）运算，另外，选取矩形结构元素与所述的二值化结果作开运算操作；然后对所述的开运算操作作坎尼边缘检测；根据轨枕定位算法对图像数据处理后，得到其定位结果，同时帧抓取器记录行车状态监测结果。以解决现有轨道线路轨枕定位方式作业失误较高、智能化程度较低和下镐状态不稳定的技术难题。

技术领域

本发明涉及到铁路工程检测领域，尤其是涉及一种用于捣固作业下轨枕定位方法。

背景技术

对铁路的有碴道床进行捣固是将轨枕与道床之间的空隙捣实，使轨枕和铁轨受力均匀，道床平整密实，以稳定起、拨道后轨道的位置，提高道床缓冲能力，从而确保铁路的安全运行。有碴铁路的捣固通常有由大型养路机械捣固车来完成，而捣固车在作业过程中需要提前确定下镐位置，定位一旦发生错误，镐头可能会损坏铁道和轨枕，甚至损坏捣固车本身，因此下镐定位是捣固作业中的重要环节。

传统的下镐定位采用人工方法，操作员预先人工判断捣固位置，然后停下捣固车、踩下捣固下降踏板，镐头下放至作业位置进行捣固，结束后上收捣镐头，再行进下一捣固位，依次完成整个线路捣固作业。这样的人工操作使得作业强度大、效率低下，同时疲劳操作易造成作业失误。为了降低人工定位的操作强度，提高作业效率，近年来出现了多种自动定位方法。较为简单的是等距定位法，即固定每次捣固作业的行进距离。然而，该方法只适合于枕间距相等的铁轨，另外，一种自动捣固作业方法是线路测量和捣固作业同步进行，简单地采用磁力传感器感应道钉来确认轨枕位置，缺陷在于遇到线路状况较为恶劣和连续测量感应不到道钉时，根本无法下镐作业，同时在轨缝接口处，可能会误测鱼尾板的横穿锚钉，这将导致无法作业。由于实际的铁轨枕间距是在一定范围内呈正态分布的随机变量。较为可行的是借助高精度高速工业CCD相机运用计算机视觉和图像处理技术来处理拍摄的轨枕图像，定位轨枕从而实现下镐定位。

发明内容

有鉴于此，本发明的终极目标在于提供一种用于捣固作业下轨枕定位方法，以解决现有轨道线路轨枕位置测量方式作业失误较高、人工投入多、智能化程度较低和下镐状态不稳定的技术难题。为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种用于捣固作业下轨枕定位方法的技术实现方案，本技术方案包括以下步骤：

所述轨道线路轨枕定位装置，包括三只高精度高速工业CCD相机，帧抓取器一部，计算机一台和一辆实验测试车，高性能连接网线若干。

S101)当位于铁道作业线路的起点，轨道线路轨枕定位装置将公里标定位至起点，同时打开所述设备仪器开关，调试各仪器设备的规定参数，令其处于正常工作模式；

S102)所述的轨道线路轨枕定位装置以一定速度沿铁道线路行进并进行拍摄铁轨图像和轨枕图像，铁轨图像保证测试车保持在轨实验行进状态，轨枕图像依工业CCD相机拍摄为主，另外，标记所述轨枕图像的顺序编号，并标记相应的公里标；

S103)当完成铁道线路中所有轨枕的图像采集程序时，将所有图像导入计算机中进行分类存储，形成基础图像数据库；

本发明专利解决其技术难题所采用得技术方案是：一种用于捣固作业下轨枕定位方法，其步骤如下：

步骤一、采集轨道线路轨枕定位图像，将定位图像导入计算机中，并根据图像编号进行分类存储，形成基础图像数据库；

步骤二、利用MATLAB软件调用基础图像数据库中的图像进行预处理；

步骤三、首先利用图像裁剪操作对轨枕图像进行目标区域剪切；其次对目标区域进行开运算操作，同时将图像开运算结果进行二值化处理；

步骤四、再者，目标区域与开操作结果进行图像减法运算，另外，选取矩形结构元素与步骤三中的二值化结果作开运算操作；