[发明专利]一种铁路油罐车罐口视觉定位方法

摘要

本发明公开了一种铁路油罐车罐口视觉定位方法，包括由大鹤管正对罐口时的图像提取罐口的单像素边缘并拟合椭圆，由椭圆公式计算罐口边缘的坐标及梯度作为形状模板；对模板与待搜索图像进行图像金字塔分解；计算待搜索图像各金字塔层中的梯度信息；设定罐口匹配的感兴趣区域及形状匹配阈值，在金字塔分解的最低图像分辨率层，使用归一化梯度互相关作为形状相似性度量函数进行罐口定位。本发明的方法具有可靠性强，实施成本低，自动化率高等特点。

主权项

一种铁路油罐车罐口视觉定位方法，其特征在于，包括：S1.从大鹤管正对罐口时摄像机拍摄的罐口图像中提取形状模板；S2.将所述模板与待搜索图像进行图像金字塔分解；S3.使用边缘检测算子计算所述待搜索图像各金字塔层中的梯度信息；S4.在金字塔分解的最低图像分辨率层，使用梯度归一化互相关函数作为罐口形状相似性度量函数，在待搜索图像感兴趣区域内将所述模板逐点移动并计算相似性度量值，如果计算的相似性度量值超过设定的匹配阈值，则将所述模板移动的位置作为罐口出现的候选点，选择所有候选点中相似性度量值最大的位置作为罐口位置；步骤S1包括：S1.1在大鹤管正对罐口时，利用Canny边缘检测算子提取罐口的单像素边缘；S1.2选择罐口的单像素边缘中无干扰位置作为起始点，使用边缘跟踪算法搜索罐口边缘点；S1.3使用最小二乘法对搜索到的边缘点进行椭圆拟合，得到椭圆的长短轴；S1.4根据不同车型罐口大小按比例对拟合的椭圆进行缩放，罐口边缘位置及梯度向量构成形状模板，使用罐口边缘形状作为模板参考点；在步骤S1.4中，罐口形状模板以拟合罐口边缘点位置和边缘梯度表示；在步骤S1.4中，对不同车型罐口按比例计算不同的形状模板；在步骤S2中，使用图像金字塔技术对所述模板和所述待搜索图像进行分解；在步骤S4中，使用感兴趣区域加快罐口定位速度；所述步骤S4还包括：如所有位置的相似性度量值均未超过设定阈值，则表示未找到罐口；在步骤S4之后，所述方法还包括：S5.如在步骤S4中未找到罐口，则切换至下一尺寸罐口模板，返回步骤S4继续查找，直至遍历所有车型，如在步骤S4中找到罐口，则转入步骤S6；S6.将步骤S4中得到的金字塔最低分辨率层罐口定位结果向上一高分辨率层映射，并将映射后结果作为匹配初值进行求精，该过程循环进行直至金字塔最高分辨率层；S7.如摄像机经过标定，则利用变换矩阵可将S6中得到的罐口中心像素坐标转化为世界坐标，如摄像机未经标定，则直接输出罐口中心像素坐标作为定位结果。