基于不变矩的制动开关图像匹配方法

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1、基于不变矩的制动开关图像匹配方法　　摘要：针对TFDS检测系统中制动开关定位耗时较长的缺点，提出一种基于Hu不变矩的变步长匹配方法。该方法由粗匹配和精匹配组成，并根据制动开关形状设计了横向匹配的变步长计算公式。首先通过Hu不变矩计算模板图像与检测图像中模板窗口的匹配值，根据匹配值的权重来选择对应步长，并把匹配值大于设定阈值的点作为初级预选点；然后获取每个预选点邻域内的最佳匹配点，将其保存到极大值序列以搜索最大值，最终锁定制动开关所在区域。实验结果表明，该算法对尺度变换、平移以及旋转具有一定的不变性，且匹配速度大大提高，取得了良好的匹配效果。　　

2、关键词：制动开关；图像匹配；Hu不变矩；变步长　　中图分类号：TN911.73?34；TP399文献标识码：A文章编号：1004?373X（2016）24?0092?04　　Brakingswitchimagematchingalgorithmbasedoninvariantmoment　　WUBo1，2，FENGSonglin1，2，AIChenghan3，YANGLinjie3，SUNGuodong3，WuXi4　　（1.ShanghaiAdvancedResearchInstitute，ChineseAcademyofSciences，S

3、hanghai201210，China；　　2.UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China；3.HubeiUniversityofTechnology，Wuhan8430068，China；　　4.WuxiPowerSupplyCompany，JiangsuElectricPowerCompany，Wuxi214062，China）　　Abstract：AmatchingmethodofvariablestepsizebasedonHuinvariantmomentsispr

4、oposedtoovercomethedisadvantageoftime?consumingpositioningofthebrakingswitchinTFDSdetectingsystem.Themethodconsistsofcoarsematchingandprecisematching.Thevariablestepsizecalculationformulaforhorizontalmatchingwasdesignedaccordingtotheshapeofthebreakingswitch.Thematchingvalues

5、ofthetemplatewindowsintemplateimageanddetectionimagearecalculatedwithHuinvariantmoments.Thecorrespondingstepsizeisselectedaccordingtotheweightofthematchingvalues.Thosepointswhosematchingvaluesaregreaterthanthegiventhresholdaretakenasthepre?selectedpointstogettheoptimalmatchi

6、ngpointsintheneighborhoodofeachpre?selectedpointandthensavethemintothemaximumsequencetosearchthemaximumvalue.Theregionwherethebreakingswitchliesinislocatedfinally.Theexperimentalresultsshowthatthisalgorithmhascertaininvariantpropertiesintheaspectsofscalingvariation，translati

7、onandrotation，improvesthematchingspeedgreatly，andhasobtainedagoodmatchingeffect.　　Keywords：brakingswitch；imagematching；Huinvariantmoment；8variablestepsize　　目前，我国列车故障检测主要以人工现场检测为主，其劳动强度大、效率低，检测质量难以保证，已无法满足我国高速发展的货运列车检测要求。部分铁路线安装的货车故障轨边图像检测系统[1]（TroubleofmovingFreightcarDetect

8、ionSystem，TFDS）虽减轻了现场检测的繁琐与劳动强度，提高了检测效率，但长时间、高度集中观察图片给检测人员带来了极大的精神疲劳，导致检测质量