(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210774667.1 (22)申请日 2022.07.01 (71)申请人 福州地铁维保有限公司 地址 350009 福建省福州市台江区洋中街 道达道路15 6号 (72)发明人 程小毛　翁齐文　苏荣涛　苏宝贵　 孟政良　余利平　王江宁　曾熠　 罗健　吴镇市　 (74)专利代理 机构 成都市集智汇华知识产权代 理事务所(普通 合伙) 51237 专利代理师 李华 (51)Int.Cl. G06T 7/00(2017.01) G06T 7/11(2017.01) G06T 7/73(2017.01)G06T 5/30(2006.01) G01N 21/88(2006.01) (54)发明名称 一种基于机器视觉的钢轨波磨光截图像测 量方法及设备 (57)摘要 本发明公开了一种基于机器视觉的钢轨波 磨光截图像测量方法及设备， 该方法包括获取激 光垂直照射在钢轨表面上的图像； 从图像中提取 激光线； 提取图像中的激光线区域的亚像素点； 求取与图像中的激光线相同的波形图； 对波形图 进行判断。 本发 明利用激光在钢轨顶 面的投影图 像判断钢轨的波磨程度， 不受载具抖动的影响， 其检测准确度高， 稳定性好。 可长时间在轨道上 运行， 进行长距离大范围的检测， 大大提高了检 测的效率。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115187536 A 2022.10.14 CN 115187536 A 1.一种基于 机器视觉的钢轨波磨光截图像测量方法， 其特 征在于包括： 获取激光垂直照射在钢轨表面上的图像； 从图像中提取激光线； 按照提取激光线区域的像素点信息扩展亚像素点形成新的激光曲线； 从新的激光曲线中求取激光线的波形图； 求取波形图参数用于判断是否存在超限波磨。 2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的钢轨波磨光截图像测量方法， 其特征在 于所述从图像中提取激光线包括： 通过裁剪图像得到 激光线位置区域范围图像； 对图像进行腐蚀操作； 对腐蚀后的图像进行 滤波； 提取图像中的激光线。 3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的钢轨波磨光截图像测量方法， 其特征在 于扩展亚像素点 为： 采用公式 进行亚像素点的提取； 其 中P为原始图像的像素值 大小， x,y为像素坐标位置， n 为亚像素点的精度， 1≤n≤4。 4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的钢轨波磨光截图像测量方法， 其特征在 于所述从新的激光曲线中求取激光线的波形图包括： 对亚像素点进行傅里叶变换， 求取亚像素点y坐标的频谱图像； 在频谱图像上找到频域最大值点， 并利用频域最大值点进行傅里叶反变换得到激光线 波形图像。 5.根据权利要求4所述的一种基于机器视觉的钢轨波磨光截图像测量方法， 其特征在 于采用公式 (k＝0,1, …,N‑1)对亚像素点进行傅里叶变 换； 其中N为2的幂次级数； 采用公式 对频域最大值点进行傅里叶反变换。 6.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的钢轨波磨光截图像测量方法， 其特征在 于判断波形图中振幅及波长是否超过 过阈值， 如果是则认为存在超限波磨进行报警。 7.一种基于机器视觉的钢轨波磨光截图像测量设备， 其特征在于包括： 激光发射器， 用 于向钢轨顶面发射激光， 在轨顶呈现出直线激光线； 图像采集装置， 用于采集激光在钢轨顶面形成的直线激光线图像；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115187536 A 2控制器， 用于提取图像采集装置采集的图像中的激光线并生成与激光线相同的波形 图， 分析波形图中振幅及波长是否超过阈值。 8.根据权利要求7所述的一种基于机器视觉的钢轨波磨光截图像测量设备， 其特征在 于： 所述激光 发射器位于钢轨正上方并垂 直于钢轨； 所述激光 发射器距离钢轨顶 面为190～ 210mm； 所述激光发射器发射的激光为线型激光， 其宽度＜0.25mm， 线型弯曲弧高＜0.3mm； 所述图像采集装置位于钢轨侧面， 并与水平面 成8～12°夹角； 所述图像采集装置物距 为280 ～290mm； 所述激光发射器和图像采集装置的相对位置固定 。 9.根据权利要求7所述的一种基于机器视觉的钢轨波磨光截图像测量设备， 其特征在 于： 还包括用于承载激光 发射器和图像采集装置的小 车， 所述小 车可在钢轨上运行； 还包括 用于采集小车车轮转速的编码器， 根据车轮转速计算小车 的速度， 并根据小车 的速度设置 图像采集装置的 曝光时间。 10.根据权利要求7所述的一种基于机器视觉的钢轨波磨光截图像测量设备， 其特征在 于： 所述小车的速度计算公式为 其中C为编码 器信号触发次数， R为小 车车轮半径， T为时间， V 为小车速 度； 所述图像采集装置的 曝光时间计算公式为 其中Tcamera为曝光时间， P为图像采集装置分辨 率， V为小车速度。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115187536 A 3