王昆，郑树彬，柴晓冬，李立明

(上海工程技术大学 城市轨道交通学院，上海 201620)



轨道扣件几何特征提取算法研究

王昆，郑树彬，柴晓冬，李立明

(上海工程技术大学 城市轨道交通学院，上海 201620)

摘要:通过研究轨道组成及部件，分析能提取出稳定目标特征的轨道部件。首先，在CCD获取图像后，对图像进行滤波处理。同时，针对Canny算子提取边缘具有伪像素、像素宽等缺点，采用改进的Canny算子对图像进行边缘检测。其次，对于RHT在直线提取上具有无效采样、无效累积等缺点，将检测后的图像边缘采用改进的RHT进行直线特征检测。最后，根据实验进一步证明改进后的RHT在直线特征提取上面具有速度快，降低内存等优点，DSP开发节约Flash空间，为整个课题做理论支撑。

关键词：Canny算子;直线特征;边缘检测;RHT变换;轨道沉降

轨道沉降是轨道结构不平顺变形发生的直接原因[1]，而轨道结构不平顺是机车车辆产生振动的主要根源，直接影响轮轨间相互作用及列车运行的安全性，平稳性以及舒适性。轨道结构由钢轨、轨枕、扣件、铁座等连接而成，轨道支承在路基上，上部承受列车荷载。轨道结构示意图如图1所示。从图中可知轨道中钢轨和扣件排列均匀且分布较密，轨枕、扣板等其他部件从分布上都不利于作为提取轨道几何特征的有效部件。基于此，文中采用钢轨和扣件作为提取轨道几何特征的有效部件。即提取钢轨和扣件的几何特征，作为SLAM算法的匹配点[2]。点(如角点)、线(直线)、区域(面)特征是图像中的几何特性，被外界环境影响较小，是图像中最稳定的特征[3]。……