捣固车是一种用于铁路的工程车辆,其用途在于对铁路的枕木进行加固整理维护,使得长久使用的铁路路基平整、牢固:目前在我国铁路系统应用的捣固车都是从国外进口,价格昂贵,自动化程度不高。特别是作业时捣搞位置的确定必须由人眼观察实现,这样效率低,劳动强度叉大,为了将其由人工控制转换成自动控制,提高作业率,国内有些单位曾试图采用电磁感应和超声测距的方法来实现对枕木定位,从而控制捣固车的走步.确定捣镐的落点位置,由于采用的方案适应性太差而未能成功。
为了实现捣固车由人工定位枕木转变成机器自动识别定位枕木,一种采用图象处理和模式识别技术开发成功捣固车铁路枕木图象自动识别实验系统应运而生。
根据捣固车捣旃的操作需要,一次必须同时测量出至少四根枕木位置,而且考虑到车辆对摄像头的安装约束,要求选用广角镜头,安装在离枕木高度1m左右的位置,即便这样,一个摄像头也不能满足同时测量四根枕木的要求,我们知道广角镜头成的图象,畸变十分严重,这会对测量枕木精度有非常大的影响,因此,一方面考虑到能满足任务要求,同时又能不致于严重影响定位精度,决定采用双摄象头方案,该方案有以下特点:a、保证每个摄像头能摄取至少三根枕木的图象。从捣固车控制的角度考虑,每个摄像头只要正确定位两根枕木即可,这种使每个摄像头取至少三根枕木图象的安装方式,使系统对枕木的识别和定位有一定的冗余性,便于提高定位精度和可靠性。b、使摄像头垂直枕木,并且位于两根铁轨之间的中分线的上方,这样使枕木尽可能占据图象中较大的区域,即使枕木上存在一定范围的石子或其它杂物覆盖,也不至于影响系统对枕木的识别和定位。
一般来说,外部环境是复杂多变,很难对其建立起通用的模型以便于处理,更何况由于捣固车作业环境的非约束性,使得摄像头获取的外部图象是动态时变的,因而更增加了对其理解的难度,虽然如此,并不意味我们对铁道枕木图象的理解无从下手,毕竟在某种程度上,铁道枕木图象存在结构性特征。