[发明专利]一种面向轨道车辆车门运动的视觉检测方法

说明书

本发明公开了一种面向轨道车辆车门运动的视觉检测方法，首先，搭建测量环境，安装包括视频采集设备和数据处理设备的测量装置；其次，对运动物体的运动状态进行准确拍摄，获取视频数据：然后，对获取的视频数据进行边缘检测，提取视频数据的关键特征；最后，对车门运动的位移、速度、动能进行计算，并显示在界面上。本发明利用处理现场采集的视频，采用图像处理技术与视觉测量算法对运动车门进行测量的方法，解决了现有传感器测量数据单一的问题；同时，本发明克服了复杂环境对视觉特征检测难、标定难、精度误差大的问题。

技术领域

本发明涉及机器视觉在轨道车辆领域的应用，具体涉及一种面向轨道车辆车门运动的视觉检测方法。

背景技术

为了研究门系统运动特性，通过优化软件运动曲线，实现最优控制方案，减少机械锁闭系统冲击和磨损。目前轨道门系统门扇动能采集比较繁琐，需要加装相应传感器才能实现门扇位移和速度的采集，此外由于产品的空间限制，难以加入体积较大的传感设备。因此，如何实现低成本和非接触速度/动能检测是现车数据采集的首选方法。视觉测量具有成本低、精度高、易实现自动化等优点，在车门的运动检测方面具有较好的优势。

发明内容

发明目的：本发明提供一种面向轨道车辆车门运动的视觉检测方法，利用处理现场采集的视频，采用图像处理技术与视觉测量算法对运动车门进行测量的方法，解决了现有传感器测量数据单一的问题；同时，本发明克服了复杂环境对视觉特征检测难、标定难、精度误差大的问题。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种面向轨道车辆车门运动的视觉检测方法，包括如下步骤：

(1)搭建测量环境，安装包括视频采集设备和数据处理设备的测量装置；

(2)对运动物体的运动状态进行准确拍摄，获取视频数据；

(3)对获取的视频数据进行边缘检测，提取视频数据的关键特征；

(4)对车门运动的位移、速度、动能进行计算，并显示在界面上。

进一步地，步骤(1)具体包括以下步骤：

光照均匀无遮挡；相机采样速度高；被检测对象无振动；相机安装位置正对被检测对象中间位置；所述相机采样需对相机进行标定：打印一张棋盘格，作为标定物；通过调整标定物或摄像机的方向，为标定物拍摄不同方向的照片；从照片中提取棋盘格角点；通过标定标准，获取畸变参数，进行校准。

进一步地，步骤(2)具体包括以下步骤：

视频采集装置需稳定的安置在物体运动区域的正中间，视野需要覆盖整个运动区域；运动区域内背景尽量简单；拍摄的过程中需保证光线稳定，没有干扰和振动。

进一步地，步骤(3)具体包括以下步骤：

(31)基于改进的欧氏距离计算法强化图像块中心像素：

其中，d_c为图像中两个像素的新的欧式距离；v[N_i]是以i为中心的环绕i的图像块；c[N_i]是以i为中心的环绕i的图像块；

(32)对图像数据进行均值化处理，然后对噪声图像进行PCA降噪：对于噪声图像I_v的协方差矩阵为因为I和V是不相关的，所以对于无噪声I的协方差矩阵可以表示为是特征向量，Λ_I是特征值对角矩阵；对于高斯白噪声V的协方差Ω_V来说，是一个对角线上的值σ²，其他值为零的对称矩阵；则E是单位对角矩阵；根据PCA原理，令则PCA变换域表示为变换域中的协方差为在PCA域中，数据信息集中在前面的维度中；在变换域中第k行数据为其中再通过PCA反变换得到其中再将原来图像的均值和相加得到PCA降噪图像；