[发明专利]一种列车车轮踏面图像校正方法

权利要求书

1.一种列车车轮踏面图像校正方法，其特征在于：该方法采用基于图像的透视校正和曲面校正来对用于在线检测的列车车轮踏面图像进行处理；所述透视校正方法：对动态运行中从斜下方拍摄的列车车轮图像进行基于轮辋变形位置的透视校正，采用基于随机抽样一致算法RANSAC的鲁棒算法得到透视校正图像；所述曲面校正方法，采用如下步骤：

(1)首先对车轮踏面图像进行左右边缘的提取；

(2)对提取的边缘曲线点进行二次插值补齐不连续点；

(3)计算校正系数index；

(4)对原始图像每一行和每一列逐点计算校正后的位置，在计算坐标值时对浮点数进行取整；

(5)对取整跳点导致的摩尔纹进行基于临近点的线性平滑后得到最终校正后图像。

2.根据权利要求1所述的列车车轮踏面图像校正方法，其特征在于，所述透视校正方法：在原始图像上直接按照左上、右上、右下、左下的顺序标定4个感兴趣的轮辋变形位置点，并采集这4个点在原始图像上的坐标数据；确定轮辋变形位置点在目标图像上的位置点，采用基于随机抽样一致算法RANSAC的鲁棒算法得到原始图像上所有点到校正后图像上的目标点的转换矩阵，通过转换矩阵得到透视校正图像。

3.根据权利要求1或2所述的列车车轮踏面图像校正方法，其特征在于：所述RANSAC算法采用迭代的方式从一组包含离群的被观测数据中估算出数学模型的参数，RANSAC算法假设数据中包含正确数据和异常数据，正确数据记为内点，异常数据记为外点，同时RANSAC也假设，给定一组正确的数据，存在可以计算出符合这些数据的模型参数的方法。

4.根据权利要求1所述的列车车轮踏面图像校正方法，其特征在于，左右边缘线的提取：在透视校正图像上标出左右边缘线特征点，通过最小二乘三次拟合算法得到连续的左右边缘线曲线描述。

5.根据权利要求1所述的列车车轮踏面图像校正方法，其特征在于，所述校正系数index的计算方法为：

ratio＝(Rightcol_line-Leftcol_line)/(Rightcol_curve-Leftcol_curve)

offset＝Leftcol_line-(Rightcol_line-Leftcol_line)/(Rightcol_curve-Leftcol_curve)*Leftcol_curve

index＝ratio*Rightcol_curve+offset

其中：Leftcol_line：左直线边缘线列位置；Rightcol_line：右直线边缘线列位置；Leftcol_curve：左曲线边缘线列位置；Rightcol_curve：右曲线边缘线列位置；ratio：斜率；offset：偏移量；

左、右曲线边缘线列位置来自上一步边缘线提取的结果，左、右直线线边缘线列位置可由用户指定于原图上的特定位置。

6.根据权利要求1所述的列车车轮踏面图像校正方法，其特征在于，所述摩尔纹的处理：在图像校正过程中按列保存每个校正过的点集，在校正完成后对点集进行连续性检查，记录下每个取整造成的跳点，然后按行进行临近点插值得到跳点像素值，补入校正图像。