[发明专利]一种道砟颗粒三维廓形的检测方法及装置

权利要求书

1.一种道砟颗粒三维廓形的检测方法，其特征在于，包括：

获取待检测的道砟颗粒在多个旋转角度下的多张二维图像；

根据所述二维图像中道砟颗粒的色彩明度特征，提取每一张所述二维图像中所述道砟颗粒的二维廓形边界图像；

根据预设角度采样点以及道砟颗粒的预设三维廓形边界半径，构建用于描述所述道砟颗粒的三维廓形表面点的球坐标系；所述球坐标系的坐标参数分别表示所述道砟颗粒的经度、纬度和三维廓形边界半径，这三个坐标参数对应的一个点表示道砟颗粒的三维廓形表面点；

根据所述球坐标系中任意一个点在多个旋转角度下投射到二维平面上的二维投影点与所述二维廓形边界图像的位置关系以及设定调整次数，对所述预设三维廓形边界半径进行调整处理，确定所述道砟颗粒的三维廓形边界半径；

根据每一个预设角度采样点对应的经纬度以及与每一组经纬度匹配的三维廓形边界半径，确定所述道砟颗粒的三维廓形。

2.根据权利要求1所述的道砟颗粒三维廓形的检测方法，其特征在于，根据所述二维图像中道砟颗粒的色彩明度特征，提取每一张所述二维图像中所述道砟颗粒的二维廓形边界图像，包括：

从每一张所述二维图像中提取满足设定色彩明度阈值的像素点，利用明度矩阵存储提取的所述像素点；

对所述明度矩阵进行二值化处理，得到明度二值矩阵；所述明度二值矩阵用于表征所述道砟颗粒和背景色；

利用梯度算子确定所述明度二值矩阵中与四周像素点的灰度值相比产生变化的像素点，得到所述道砟颗粒的边界；

以所述边界中的预设初始化边界点为中心，对设定窗口中的像素点进行线性拟合处理，确定所述预设初始化边界点的边界方向，根据所述边界方向确定下一个所述边界点的位置，直至得到的所述边界点的位置与所述预设初始化边界点的距离满足设定距离阈值，得到表示所述二维廓形边界的多边形。

3.根据权利要求2所述的道砟颗粒三维廓形的检测方法，其特征在于，所述道砟颗粒的预设三维廓形边界半径为预设三维廓形边界范围中上界边界半径和下界边界半径的平均值；

根据所述球坐标系中任意一个点在多个旋转角度下投射到二维平面上的二维投影点与所述二维廓形边界图像的位置关系以及设定调整次数，对所述预设三维廓形边界半径进行调整处理，确定所述道砟颗粒的三维廓形边界半径，包括：

根据所述球坐标系中任意一个点在多个旋转角度下投射到二维平面上的二维投影点与所述二维廓形边界图像的位置关系，确定所述球坐标系中任意一个点与所述道砟颗粒的三维廓形的位置关系；

当球坐标系中任意一个点在所述道砟颗粒的三维廓形内部时，调整所述预设三维廓形边界范围，使调整后的所述预设三维廓形边界范围中的下界边界半径为预设三维廓形边界半径；

当球坐标系中任意一个点在所述道砟颗粒的三维廓形外部，调整所述预设三维廓形边界范围，使调整后的所述预设三维廓形边界范围中的上界边界半径为预设三维廓形边界半径；

判断当前调整次数是否满足设定调整次数，若满足，确定当前调整次数对应的预设三维廓形边界范围的上界边界半径和下界边界半径，将所述上界边界半径和下界边界半径的均值作为所述道砟颗粒的三维廓形边界半径；若不满足，继续检测球坐标系中任意一个点与所述道砟颗粒的三维廓形的位置关系，以及确定当前调整次数匹配的上界边界半径和下界边界半径，直至所述当前调整次数匹满足所述设定调整次数时，确定所述设定调整次数对应的上界边界半径和下界边界半径的均值为所述道砟颗粒的三维廓形边界半径。