[发明专利]基于偏振分光的钢轨廓形检测方法、系统及装置有效
| 申请号： | 202010147291.2 | 申请日： | 2020-03-05 |
| 公开（公告）号： | CN111307065B | 公开（公告）日： | 2021-10-26 |
| 发明（设计）人： | 方玥;王乐;王昊;王胜春;赵延峰;赵鑫欣;王宁;周谦;张翼;李海浪;黎国清;任盛伟 | 申请（专利权）人： | 中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所;北京铁科英迈技术有限公司;中国铁道科学研究院集团有限公司 |
| 主分类号： | G01B11/25 | 分类号： | G01B11/25;G06T7/13;G06T7/66 |
| 代理公司： | 北京三友知识产权代理有限公司 11127 | 代理人： | 王天尧;汤在彦 |
| 地址： | 100081 北京*** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 基于 偏振 分光 钢轨 检测 方法 系统 装置 | ||
1.一种基于偏振分光的钢轨廓形检测方法，其特征在于，包括：
获取钢轨表面反射光的P分量偏振图像和S分量偏振图像，其中，钢轨表面反射光经偏振分光棱镜分解为振动平面互相垂直的P分量透射光和S分量反射光，P分量偏振图像为P分量透射光形成的图像，S分量偏振图像为S分量反射光形成的图像；
根据P分量偏振图像和S分量偏振图像，确定钢轨表面反射光的总强度图像；
对P分量偏振图像、S分量偏振图像和总强度图像进行融合处理，得到融合图像；
根据融合图像，提取钢轨廓形数据；
其中，对P分量偏振图像、S分量偏振图像和总强度图像进行融合处理，得到融合图像，包括：根据P分量偏振图像、S分量偏振图像和总强度图像中光条的特征信息，确定P分量偏振图像、S分量偏振图像和总强度图像的融合权重；根据P分量偏振图像、S分量偏振图像和总强度图像的融合权重，对P分量偏振图像、S分量偏振图像和总强度图像进行融合处理，得到融合图像；
其中，根据P分量偏振图像、S分量偏振图像和总强度图像中光条的特征信息，确定P分量偏振图像、S分量偏振图像和总强度图像的融合权重，包括如下任意之一：
根据P分量偏振图像、S分量偏振图像和总强度图像中光条的宽度信息，确定不同光条偏振图像的融合权重；
根据P分量偏振图像、S分量偏振图像和总强度图像中光条的强度信息，确定不同光条偏振图像的融合权重。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过如下公式对P分量偏振图像、S分量偏振图像和总强度图像进行融合处理：
其中，Fkj表示融合图像F中第j列第k行像素的灰度值；表示第i幅待融合图像中第j列第k行像素的灰度值；表示第i幅待融合图像中第j列像素的融合权重；N表示待融合图像数量。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过如下公式确定P分量偏振图像、S分量偏振图像和总强度图像的融合权重：
其中，表示第i幅待融合图像中第j列的光条宽度；Mr表示光条参考宽度；表示第i幅待融合图像中第j列的光条宽度与光条参考宽度的差值；Δ0表示当等于0时设置的一个数，以排除分母为0的情况；m表示权重调节因子。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据融合图像，提取钢轨廓形数据，包括：
提取融合图像中光条中心的位置信息；
对融合图像中光条中心的位置信息进行坐标转换，得到钢轨一侧的半断面廓形数据；
对钢轨两侧的半断面廓形数据进行廓形拼接处理，得到钢轨的全断面廓形数据。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用如下任意一种算法提取融合图像中光条中心的位置信息：极大值法、灰度重心法和Steger法。
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