基于機(jī)器視覺的列車前方障礙物檢測方法研究.pdf

1、到目前為止，我國鐵路已經(jīng)歷了六次全面大提速，列車的行車安全問題受到了越來越多的關(guān)注。近年來，隨著我國鐵路行業(yè)客貨運(yùn)輸量的不斷增加，鐵路路外傷亡事故的發(fā)生頻率也越來越高，鐵路障礙物對列車的行車安全已構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。將機(jī)器視覺技術(shù)用于列車前方障礙物的檢測具有重大的實(shí)際意義。
　　本文針對靜態(tài)障礙物檢測和動(dòng)態(tài)障礙物檢測與跟蹤進(jìn)行理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。設(shè)計(jì)了以機(jī)器視覺技術(shù)為基礎(chǔ)的列車前方障礙物檢測的系統(tǒng)軟件。
　　在靜態(tài)障礙物的檢測

2、方法中，首先對采集到的視頻圖像進(jìn)行圖像的預(yù)處理，接著以鐵軌自身特點(diǎn)為基礎(chǔ)采用鏈碼跟蹤算法提取出鐵軌輪廓線，并建立檢測窗，最后使用圖像紋理特征和灰度值方差以及黑白像素比相結(jié)合的方法在檢測窗內(nèi)進(jìn)行靜態(tài)障礙物的檢測。檢測窗的建立能夠有效的減少靜態(tài)障礙物檢測的范圍，在很大程度上降低了檢測算法的計(jì)算復(fù)雜度。
　　通過對常用的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測方法進(jìn)行分析，同時(shí)結(jié)合列車運(yùn)行的實(shí)際環(huán)境，考慮到光照等的復(fù)雜多變，采用基于三幀差法和光流法的方法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)目

3、標(biāo)檢測。首先采用三幀差法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的初步檢測，然后使用光流法去除運(yùn)動(dòng)背景，最終得到實(shí)際的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。該算法一方面解決了光流法計(jì)算復(fù)雜度大的問題，另一方面能夠有效補(bǔ)償光照的變化，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的準(zhǔn)確檢測。對檢測到的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)采用圖像邊緣方向直方圖與Kalman濾波相結(jié)合的方法進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，該算法不僅能夠?qū)崿F(xiàn)單目標(biāo)物體的準(zhǔn)確跟蹤，而且能夠完成多目標(biāo)物體在遮擋條件下的有效跟蹤。
　　設(shè)計(jì)了基于機(jī)器視覺的列車前方障礙物檢測的系統(tǒng)軟件，其具有視