專利名稱：一種軌道識(shí)別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鐵路安全監(jiān)控技術(shù)，特別涉及一種軌道識(shí)別方法。
背景技術(shù)：
鐵路軌道的正確識(shí)別是識(shí)別和判定前方軌道是否被掩埋，有無(wú)障礙物和彎道的前提，為火車的安全行駛提供保障。鐵路事故時(shí)有發(fā)生，鐵路事故分析表明，主要原因是行人在鐵路線路上行走、坐臥、橫過(guò)線路、穿越鐵路站場(chǎng)、爬車、鉆車、跳車，行人、機(jī)動(dòng)車輛搶過(guò)鐵路道口以及自殺等。這些事故的發(fā)生，不僅導(dǎo)致了公民生命財(cái)產(chǎn)的直接損失，而且對(duì)鐵路行車安全構(gòu)成了極大威脅，特別是機(jī)動(dòng)車輛違章?lián)屧降揽诮?jīng)常將列車撞擊脫軌。如果能根據(jù)前方鐵路軌道的狀況提前對(duì)可能發(fā)生的事故報(bào)警，并采 取應(yīng)急措施，那么就能夠在一定程度上避免人員傷亡和財(cái)物損失。計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)又稱機(jī)器視覺(jué)，是指由人類設(shè)計(jì)并在計(jì)算機(jī)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的模擬或再現(xiàn)與人類視覺(jué)有關(guān)的某些智能行為的技術(shù)。機(jī)器視覺(jué)技術(shù)是多學(xué)科的交叉與結(jié)合，它涉及到計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)、光學(xué)、物理學(xué)及信號(hào)處理等諸多學(xué)科，它已經(jīng)吸引了來(lái)自各個(gè)學(xué)科的研究者參加到對(duì)它的研究之中。機(jī)器視覺(jué)是對(duì)人類視覺(jué)的模擬和延伸，能夠完成對(duì)物體的形狀和類別的識(shí)別。近年來(lái)，隨著公路安全的迫切需求，機(jī)器視覺(jué)技術(shù)在車道識(shí)別領(lǐng)域取得了很大的發(fā)展。經(jīng)過(guò)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，申請(qǐng)?zhí)枮?00910085183的中國(guó)專利，專利名稱為一種車道線檢測(cè)方法及其設(shè)備，“該方法包括對(duì)圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)，計(jì)算圖像中各像素點(diǎn)的邊緣強(qiáng)度和邊緣方向；根據(jù)所述邊緣強(qiáng)度和邊緣方向?qū)Ω飨袼攸c(diǎn)進(jìn)行邊緣連接，得到圖像中的邊緣線段；對(duì)所述邊緣線段進(jìn)行霍夫變換，求出其在包括方向區(qū)間和距離區(qū)間的霍夫變換累積直方圖中的最大累積方向；在所述最大累積方向所在區(qū)間上，尋找較大累積值對(duì)應(yīng)的距離區(qū)間，從而依據(jù)最大累積方向和較大累積值對(duì)應(yīng)距離區(qū)間確定車道線。本發(fā)明通過(guò)連接檢測(cè)到的邊緣，濾除點(diǎn)狀邊緣的干擾，并且通過(guò)尋找最大累積方向，在存在多條平行車道線的場(chǎng)景中更好地排除了強(qiáng)干擾。”申請(qǐng)?zhí)枮?00720088218的中國(guó)專利，專利名稱為一種車道線識(shí)別和安全警示的車載圖像處理裝置，“該裝置包含光學(xué)鏡頭、圖像傳感器、數(shù)據(jù)信號(hào)處理器、顯示器和兩路總線接口。本裝置用光學(xué)鏡頭和圖像傳感器將車道線及障礙物的圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)、由數(shù)據(jù)信號(hào)處理器采集和處理，得到車輛與車道的位置關(guān)系，障礙物的類型以及相對(duì)距離和速度；通過(guò)I2C總線控制圖像傳感器的參數(shù)，通過(guò)CAN總線發(fā)送到車載電子控制單元，供安全警示和控制使用；另一路CAN總線和CCP協(xié)議進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定。優(yōu)點(diǎn)是將數(shù)字處理芯片與圖像傳感器結(jié)合成嵌入式車載圖像處理裝置，實(shí)現(xiàn)了攝像頭和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的集成，結(jié)構(gòu)緊湊、性能可靠、價(jià)格便宜、適合汽車使用?！币陨蟽蓚€(gè)專利可以作為機(jī)器視覺(jué)在車道線識(shí)別領(lǐng)域的應(yīng)用的典型。上述兩個(gè)專利將機(jī)器視覺(jué)技術(shù)應(yīng)用在公路車道線識(shí)別中，提出了識(shí)別車道線的方法和處理裝置，而機(jī)器視覺(jué)技術(shù)在識(shí)別鐵路軌道線方面還屬于空白。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的目的在于提供一種軌道識(shí)別方法，能夠準(zhǔn)確計(jì)算前方軌道某點(diǎn)距火車的距離和對(duì)彎道進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別，并實(shí)時(shí)提醒和報(bào)警。本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種軌道識(shí)別方法，包括以下步驟(I)安裝視頻采集裝置所述視頻采集裝置 包括攝像頭、攝像頭固定支架和標(biāo)定尺；其中，攝像頭固定支架豎直固定在火車頭頂部前端正中央位置，攝像頭固定在攝像頭支架上，攝像頭的中心軸線與豎直支架的夾角為0，攝像頭的中心軸線與火車的前進(jìn)方向處在同一豎直平面；將攝像頭固定在攝像頭支架上，使攝像頭的中心軸線與火車的前進(jìn)方向處在同一豎直平面，攝像頭的中心軸線與豎直方向的夾角為銳角0，攝像頭與鐵路軌道的垂直距離設(shè)為H，標(biāo)定尺為一個(gè)標(biāo)有m個(gè)等間距刻度的細(xì)長(zhǎng)的金屬尺，標(biāo)定尺與軌道平面平行，標(biāo)定尺置于攝像頭中心軸線與火車行駛方向所在平面內(nèi)，并與軌道面平行，同時(shí)，使標(biāo)定尺恰好全部落入攝像頭視角范圍，且標(biāo)定尺的最小刻度端靠近火車頭；(2)攝像頭采集圖像，并輸入至數(shù)據(jù)處理裝置；(3)確定感興趣區(qū)域，所述感興趣區(qū)域至少包括圖像中的軌道；(4)對(duì)步驟(3)中得到的感興趣區(qū)域進(jìn)行預(yù)處理，得到軌道的輪廓點(diǎn)；(5)采用Hough變換對(duì)步驟⑷得到的輪廓點(diǎn)進(jìn)行處理，分別得到兩條待擬合的直線的斜率；(6)根據(jù)步驟(5)所得兩條待擬合的直線的斜率擬合得到兩條直線；(7)識(shí)別軌道從原點(diǎn)向X軸負(fù)方向搜索斜率為正的直線，若能搜索到符合要求的直線，則該直線為左側(cè)鐵軌，該直線與直角坐標(biāo)系的X軸的正方向的夾角為Ci2;然后從原點(diǎn)向X軸正方向搜索斜率為負(fù)的直線，若能搜索到符合要求的直線，則該直線為右側(cè)鐵軌，該直線與直角坐標(biāo)系的X軸的正方向的夾角為ci2;其中a1+a2= Ji ;其中所述直角坐標(biāo)系的X軸為圖像的底邊，原點(diǎn)為圖像底邊的中點(diǎn)；(8)根據(jù)圖像計(jì)算軌道上每點(diǎn)到火車的距離s = - K1-1 - I) taK (e — ' 2 : + 卜工--—+ '
■il'' - ，i=l,2,3,4…m;其中，i按以下步驟確定圖像中軌道上的點(diǎn)向圖像中的標(biāo)尺做垂線，垂足所對(duì)應(yīng)的圖像中的標(biāo)尺的刻度即為i 為攝像頭的最大可視角與最小可視角之差；(9)檢測(cè)前方是否有彎道，若無(wú)，則對(duì)下一幀圖像重復(fù)步驟(2) (9);若有，顯示彎道離火車的距離并發(fā)出告警信息并對(duì)下一幀圖像重復(fù)步驟(2) (9)。步驟(8)所述檢測(cè)前方是否有彎道的方法具體為對(duì)于步驟(6)擬合得到的兩條直線的任一條，從縱坐標(biāo)為零的點(diǎn)開(kāi)始依次向上，在該直線的附近沿X軸方向搜索，若搜索到十個(gè)連續(xù)點(diǎn)的橫坐標(biāo)位于該直線的同側(cè)，則判定前方有彎道。步驟(5)所述Hough變換，具體為(5-1)設(shè)直線方程為P = x*cos a+y*sin a ;其中p為直線上的點(diǎn)與原點(diǎn)的距離，a為直線上的點(diǎn)與原點(diǎn)的連線與X軸的夾角；將參數(shù)空間量化成m*n個(gè)單元，其中，m為a的等份數(shù)，n為P的等份數(shù)；并設(shè)置累加器矩陣Qmxn ；
( 5-2)給參數(shù)空間的每個(gè)單元分配一個(gè)累加器，并把每個(gè)累加器的初始值置零；(5-3)取出直角坐標(biāo)系中的一個(gè)已知輪廓點(diǎn)的坐標(biāo),代入P = x*cos a+y*sin a中；并以量化的a值算出P ;(5-4)在參數(shù)空間中，找到步驟(5-3)計(jì)算所得到的p和a所對(duì)應(yīng)的單元，并將該單元所對(duì)應(yīng)的累加器加I ;(5-5)重復(fù)步驟(5-3) (5_4)，直至直角坐標(biāo)系中所有的已知輪廓點(diǎn)都遍歷；(5-6)檢測(cè)累加器中的每個(gè)累加器的值，值最大的累加器對(duì)應(yīng)的單元所對(duì)應(yīng)的P和a即為所求直線方程的參數(shù)；(5-7)根據(jù)a計(jì)算直線的斜率。步驟(4)所述對(duì)步驟(3)中得到的感興趣區(qū)域進(jìn)行預(yù)處理，得到軌道的輪廓點(diǎn)，具體為對(duì)感興趣區(qū)域進(jìn)行灰度變換，得到灰度圖像，再使用CANNY算子對(duì)灰度圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)，得到軌道的輪廓點(diǎn)。 所述感興趣區(qū)域?yàn)榈妊菪?。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)與有益效果I、本發(fā)明利用標(biāo)定尺對(duì)前方鐵軌進(jìn)行標(biāo)定，方法簡(jiǎn)單，計(jì)算量小，提高了本方法的實(shí)時(shí)性；2、本發(fā)明對(duì)擬合出的直線的遠(yuǎn)點(diǎn)的附近進(jìn)行像素搜索，用于判定彎道，相對(duì)于傳統(tǒng)的曲線識(shí)別方法，本方法具有簡(jiǎn)單，計(jì)算量小，準(zhǔn)確可靠的優(yōu)點(diǎn)；3、本發(fā)明增補(bǔ)了軌道識(shí)別領(lǐng)域的空白。


圖I為本發(fā)明的實(shí)施例的軌道識(shí)別裝置。圖2為本發(fā)明的實(shí)施例的軌道識(shí)別方法的流程圖。圖3為視頻采集裝置的安裝示意圖。 圖4為在圖像上讀取刻度i的示意圖。圖5為根據(jù)圖像計(jì)算軌道上每點(diǎn)到火車的距離的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例如圖I所示，本實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的軌道識(shí)別方法的軌道識(shí)別裝置包括視頻采集裝置、數(shù)據(jù)處理裝置、顯示裝置和語(yǔ)音播報(bào)裝置，其中數(shù)據(jù)處理裝置分別與視頻采集裝置、顯示裝置、語(yǔ)音播報(bào)裝置連接。所述視頻采集裝置包括寬視角攝像頭、攝像頭固定支架和標(biāo)定尺。視頻采集裝置采集視頻，其輸出端通過(guò)電纜連接到數(shù)據(jù)處理裝置的輸入端。所述的數(shù)據(jù)處理裝置包括DSP芯片和ARM芯片。DSP芯片負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)，接收視頻采集裝置所采集的視頻中每幀圖像信息，并運(yùn)行本發(fā)明的鐵路軌道識(shí)別方法中所用算法對(duì)圖像信息進(jìn)行處理，提取出我們所關(guān)心的圖像中蘊(yùn)含的信息，包括距離、彎道等。所述ARM芯片在系統(tǒng)中起控制和協(xié)調(diào)的作用，它接收DSP芯片所提取出的信息，控制顯示裝置和語(yǔ)音播報(bào)裝置，對(duì)所識(shí)別出的軌道進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和語(yǔ)音播報(bào)。所述顯示裝置和語(yǔ)音播報(bào)裝置用于顯示數(shù)據(jù)處理的結(jié)果并進(jìn)行實(shí)時(shí)提醒，顯示裝置實(shí)時(shí)顯示前方的路況信息，包括鐵軌曲直和距離等，語(yǔ)音播報(bào)裝置對(duì)異常情況進(jìn)行實(shí)時(shí)提醒，以提醒駕駛?cè)藛T采取必要操作。如圖2所示，本實(shí)施例的軌道識(shí)別方法包括以下步驟(I)安裝視頻采集裝置如圖3所示，攝像頭固定支架豎直固定在火車頭頂部前端正中央位置，攝像頭固定在攝像頭支架上，攝像頭的中心軸線與豎直支架的夾角為e，攝像頭的中心軸線與火車的前進(jìn)方向處在同一豎直平面；將攝像頭固定在攝像頭支架上，使攝像頭的中心軸線與火車的前進(jìn)方向處在同一豎直平面，攝像頭的中心軸線與豎直方向的夾角為銳角0，攝像頭與鐵路軌道的垂直距離設(shè)為H，標(biāo)定尺為一個(gè)標(biāo)有m個(gè)等間距刻度的細(xì) 長(zhǎng)的金屬尺，標(biāo)定尺與軌道平面平行，標(biāo)定尺置于攝像頭中心軸線與火車行駛方向所在平面內(nèi)，并與軌道面平行，同時(shí)，使標(biāo)定尺恰好全部落入攝像頭視角范圍，且標(biāo)定尺的最小刻度端靠近火車頭；安裝好后進(jìn)行系統(tǒng)初始化，自動(dòng)檢測(cè)所有硬件，若系統(tǒng)能夠正常工作，則顯示人機(jī)交互界面，并語(yǔ)音播報(bào)檢測(cè)結(jié)果；詢問(wèn)用戶是是否要啟動(dòng)應(yīng)用程序，若暫時(shí)不用啟動(dòng)，則系統(tǒng)暫時(shí)進(jìn)行休眠狀態(tài)，若稍后要啟動(dòng)設(shè)備則將系統(tǒng)從休眠狀態(tài)喚醒，啟動(dòng)系統(tǒng)。(2)數(shù)據(jù)處理裝置攝像頭采集圖像，并輸入數(shù)據(jù)處理裝置。(3)數(shù)據(jù)處理裝置確定感興趣區(qū)域，感興趣區(qū)域?yàn)榈妊菪?，至少包括圖像中的軌道;由于梯形效應(yīng)，用攝像頭拍攝到的鐵路軌道形狀會(huì)出現(xiàn)梯形形變；感興趣區(qū)域之等腰梯形可以顯著減少處理器的計(jì)算量，并減少圖像處理里噪聲的干擾。(4)數(shù)據(jù)處理裝置對(duì)步驟(3)中得到的感興趣區(qū)域進(jìn)行預(yù)處理對(duì)感興趣區(qū)域進(jìn)行灰度變換，得到灰度圖像，再使用CANNY算子對(duì)灰度圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)，得到軌道的輪廓占.(5)采用Hough變換對(duì)步驟(4)得到的輪廓點(diǎn)進(jìn)行處理，分別得到兩條待擬合的直線的斜率；所述Hough變換，具體為(5-1)設(shè)直線方程為P = x*cos a+y*sin a ;其中p為直線上的點(diǎn)與原點(diǎn)的距離，a為直線上的點(diǎn)與原點(diǎn)的連線與X軸的夾角；將參數(shù)空間量化成m*n個(gè)單元，其中，m為a的等份數(shù)，n為P的等份數(shù)；并設(shè)置累加器矩陣Qmxn ；(5-2)給參數(shù)空間的每個(gè)單元分配一個(gè)累加器，并把每個(gè)累加器的初始值置零；(5-3)取出直角坐標(biāo)系中的一個(gè)已知輪廓點(diǎn)的坐標(biāo),代入P = x*cos a+y*sin a中；并以量化的a值算出P ;(5-4)在參數(shù)空間中，找到步驟(5-3)計(jì)算所得到的p和a所對(duì)應(yīng)的單元，并將該單元所對(duì)應(yīng)的累加器加I ;(5-5)重復(fù)步驟(5-3) (5-4)，直至直角坐標(biāo)系中所有的已知輪廓點(diǎn)都遍歷；(5-6)檢測(cè)累加器中的每個(gè)累加器的值，值最大的累加器對(duì)應(yīng)的單元所對(duì)應(yīng)的P和a即為所求直線方程的參數(shù)；(5-7)根據(jù)a計(jì)算直線的斜率。(6)根據(jù)步驟(5)所得兩條待擬合的直線的斜率擬合得到兩條直線；(7)數(shù)據(jù)處理裝置識(shí)別軌道從原點(diǎn)向X軸負(fù)方向搜索斜率為正的直線，若能搜索到符合要求的直線，則該直線為左側(cè)鐵軌，該直線與直角坐標(biāo)系的X軸的正方向的夾角為a 2 ;然后從原點(diǎn)向X軸正方向搜索斜率為負(fù)的直線，若能搜索到符合要求的直線，則該直線為右側(cè)鐵軌，該直線與直角坐標(biāo)系的X軸的正方向的夾角為a2;其中a Ja 2= n ;其中所述直角坐標(biāo)系的X軸為圖像的底邊，原點(diǎn)為圖像底邊的中點(diǎn)；(8)數(shù)據(jù)處理裝置根據(jù)圖像上軌道計(jì)算軌道上每點(diǎn)到火車的距離-=蘭:二-■- sr. e —", i.:-卜e + 2 ;
…，1=1,2,3,4 …m;其中，i按以下步驟確定圖像中軌道上的點(diǎn)向圖像中的標(biāo)尺做垂線，垂足所對(duì)應(yīng)的圖像中的標(biāo)尺的刻度即為i(如圖4所示)為攝像頭的最大可視角與最小可視角之差；并將計(jì)算結(jié)果在顯示裝置上顯示；(9)數(shù)據(jù)處理裝置檢測(cè)前方是否有彎道，若無(wú)，重復(fù)步驟(2) (9);若有，在顯示裝置上顯示彎道離火車的距離并發(fā)出告警信息；所述檢測(cè)前方是否有彎道的方法具體為對(duì)于步驟(6)擬合得到的兩條直線的任一條，從縱坐標(biāo)為零的點(diǎn)開(kāi)始依次向上，在該直線的附近沿X軸方向搜索，若搜索到連續(xù)十個(gè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)位于該直線的同側(cè)，則判定前方有彎道。上述步驟(8)所述根據(jù)圖像計(jì)算軌道上每點(diǎn)到火車的距離
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ITl ■ .— ■_.L 廣其推導(dǎo)過(guò)程如下(示意圖見(jiàn)圖5)(A)Ll為在軌道平面上火車距最小可視角處的距離，利用三角函數(shù)關(guān)系可得LI的計(jì)算方法為L(zhǎng)I = H*tan( 9/2)(B)L3為在軌道平面上火車距最大可視角處的距離，利用三角函數(shù)關(guān)系可得L3的計(jì)算方法為L(zhǎng)3 = H*tan ( 9 + /2)(C)由(A)和⑶可得最大可視范圍的長(zhǎng)度L3，其計(jì)算方法為L(zhǎng)2 = L3-L1 = H* [tan ( 9 + /2) -tan ( 0 - ^ /2)](D)從圖5中可知，由于L平行為L(zhǎng)2，以L為底邊的三角形和以L2為底邊的三角形為相似三角形，所以，對(duì)應(yīng)軌道上的任意一點(diǎn)，只要在圖像上以圖像中的標(biāo)尺為參照，讀
出其與Y軸的刻度數(shù)i，根據(jù)相似三角形的原理可得
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「00801 I' = LI + i — —~:;.r. T ---.
m jr: '-- ■■ ■ 上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受所述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種軌道識(shí)別方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)安裝視頻采集裝置所述視頻采集裝置包括攝像頭、攝像頭固定支架和標(biāo)定尺；其中，攝像頭固定支架豎直固定在火車頭頂部前端正中央位置，攝像頭固定在攝像頭支架上，攝像頭的中心軸線與豎直支架的夾角為e，攝像頭的中心軸線與火車的前進(jìn)方向處在同一豎直平面；將攝像頭固定在攝像頭支架上，使攝像頭的中心軸線與火車的前進(jìn)方向處在同一豎直平面，攝像頭的中心軸線與豎直方向的夾角為銳角0，攝像頭與鐵路軌道的垂直距離設(shè)為H，標(biāo)定尺為一個(gè)標(biāo)有m個(gè)等間距刻度的細(xì)長(zhǎng)的金屬尺，標(biāo)定尺與軌道平面平行，標(biāo)定尺置于攝像頭中心軸線與火車行駛方向所在平面內(nèi)，并與軌道面平行，同時(shí)，使標(biāo)定尺恰好全部落入攝像頭視角范圍，且標(biāo)定尺的最小刻度端靠近火車頭； (2)攝像頭采集圖像，并輸入數(shù)據(jù)處理裝置； (3)確定感興趣區(qū)域，所述感興趣區(qū)域至少包括圖像中的軌道； (4)對(duì)步驟(3)中得到的感興趣區(qū)域進(jìn)行預(yù)處理，得到軌道的輪廓點(diǎn)； (5)采用Hough變換對(duì)步驟(4)得到的輪廓點(diǎn)進(jìn)行處理，分別得到兩條待擬合的直線的斜率； (6)根據(jù)步驟(5)所得兩條待擬合的直線的斜率擬合得到兩條直線； (7)識(shí)別軌道從原點(diǎn)向X軸負(fù)方向搜索斜率為正的直線，若能搜索到符合要求的直線，則該直線為左側(cè)鐵軌，該直線與直角坐標(biāo)系的X軸的正方向的夾角為Ci1 ;然后從原點(diǎn)向X軸正方向搜索斜率為負(fù)的直線，若能搜索到符合要求的直線，則該直線為右側(cè)鐵軌，該直線與直角坐標(biāo)系的X軸的正方向的夾角為a2;其中Qja2= JI ;其中所述直角坐標(biāo)系的X軸為圖像的底邊，原點(diǎn)為圖像底邊的中點(diǎn)； (8)根據(jù)圖像計(jì)算軌道上每點(diǎn)到火車的距離
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軌道識(shí)別方法，其特征在于，步驟(8)所述檢測(cè)前方是否有彎道的方法具體為對(duì)于步驟(6)擬合得到的兩條直線的任一條，從縱坐標(biāo)為零的點(diǎn)開(kāi)始依次向上，在該直線的附近沿X軸方向搜索，若搜索到十個(gè)連續(xù)點(diǎn)的橫坐標(biāo)位于該直線的同偵U，則判定前方有彎道。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軌道識(shí)別方法，其特征在于，步驟(5)所述Hough變換，具體為 (5-1)設(shè)直線方程為P = x*cos a+y*sin a ;其中p為直線上的點(diǎn)與原點(diǎn)的距離，a為直線上的點(diǎn)與原點(diǎn)的連線與X軸的夾角； 將參數(shù)空間量化成m*n個(gè)單元，其中，m為a的等份數(shù)，n為P的等份數(shù)；并設(shè)置累加器矩陣Qnixn ； (5-2)給參數(shù)空間的每個(gè)單元分配一個(gè)累加器，并把每個(gè)累加器的初始值置零； (5-3)取出直角坐標(biāo)系中的一個(gè)已知輪廓點(diǎn)的坐標(biāo),代入P = x*cos a+y*sin a中；并以量化的a值算出p ； (5-4)在參數(shù)空間中，找到步驟(5-3)計(jì)算所得到的p和a所對(duì)應(yīng)的單元，并將該單元所對(duì)應(yīng)的累加器加I ; (5-5)重復(fù)步驟(5-3) (5-4)，直至直角坐標(biāo)系中所有的已知輪廓點(diǎn)都遍歷； (5-6)檢測(cè)累加器中的每個(gè)累加器的值，值最大的累加器對(duì)應(yīng)的單元所對(duì)應(yīng)的P和a即為所求直線方程的參數(shù)； (5-7)根據(jù)a計(jì)算直線的斜率。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軌道識(shí)別方法，其特征在于，步驟(4)所述對(duì)步驟(3)中得到的感興趣區(qū)域進(jìn)行預(yù)處理，得到軌道的輪廓點(diǎn)，具體為 對(duì)感興趣區(qū)域進(jìn)行灰度變換，得到灰度圖像，再使用CANNY算子對(duì)灰度圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)，得到軌道的輪廓點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軌道識(shí)別方法，其特征在于，所述感興趣區(qū)域?yàn)榈妊菪巍?br> 全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種軌道識(shí)別方法，包括以下步驟(1)安裝視頻采集裝置；(2)攝像頭采集圖像；(3)確定感興趣區(qū)域；(4)對(duì)感興趣區(qū)域進(jìn)行預(yù)處理，得到軌道的輪廓點(diǎn)；(5)采用Hough變換對(duì)輪廓點(diǎn)進(jìn)行處理；(6)直線擬合；(7)識(shí)別軌道；(8)根據(jù)圖像計(jì)算軌道上每點(diǎn)到火車的距離；(9)檢測(cè)前方是否有彎道，若無(wú)，重復(fù)步驟(2)～(9)；若有，顯示彎道離火車的距離并發(fā)出告警信息。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠準(zhǔn)確識(shí)別軌道線，標(biāo)定前方軌道某一處離火車的距離，并對(duì)意外情況實(shí)時(shí)提醒和報(bào)警。
文檔編號(hào)G06K9/00GK102663352SQ20121008039
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月23日
發(fā)明者吳東承, 周智恒, 張文婷, 李帥旗, 歐曉文, 沈東凱, 鐘輝強(qiáng) 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)