(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111676797.3 (22)申请日 2021.12.31 (71)申请人 江苏集萃智能光电系统研究所有限 公司 地址 215300 江苏省苏州市昆山 开发区春 旭路258号 东安大厦13 01室 (72)发明人 李苏祺　沈国峰　王刘杰　 (74)专利代理 机构 苏州国诚专利代理有限公司 32293 代理人 顾阳 (51)Int.Cl. G06T 7/292(2017.01) G06T 3/40(2006.01) G06K 9/62(2022.01) G06V 20/52(2022.01)G06V 10/764(2022.01) G06V 10/774(2022.01) G06V 10/82(2022.01) G06N 3/04(2006.01) (54)发明名称 一种列车图像线扫描方法和装置 (57)摘要 本发明提供了一种列车车辆图像线扫描方 法和装置， 其可解决因现有测速模块测速不准及 传输延时引起的线阵相机扫描图像拉伸变形问 题， 有效提升线阵扫描 图像的质量， 并兼顾高低 不同车速和倒调车往复运动的应用场景和要求； 一种列车图像线扫描方法， 包括： 获取统一的时 间戳信息； 通过线 阵相机， 获得对列车车辆扫描 部位的线扫描图像， 并将时间戳信息实时绑定至 每帧线扫描 图像上， 形成扫描数据包； 实现对通 过列车车辆的检测后， 根据时间戳信息生成用于 线扫描图像重建的参数； 根据扫描数据包和线扫 描图像重建的参数， 完成线扫描图像的压缩或拉 伸处理， 从而得到 重建后的图像 。 权利要求书3页 说明书8页 附图2页 CN 114299123 A 2022.04.08 CN 114299123 A 1.一种列车图像线扫描方法， 其特 征在于： 包括： 获取统一的时间戳信息； 通过线阵相机， 获得对列车车辆扫描部位的线扫描图像， 并将时间戳信息实时绑定至 每帧线扫描图像上， 形成扫描数据包； 实现对通过列车 车辆的检测后， 根据时间戳信息生成用于线扫描图像重建的参数； 根据扫描数据包和线扫描图像重建的参数， 完成线扫描图像的压缩或拉伸处理， 从而 得到重建后的图像。 2.根据权利要求1所述的一种列车图像线扫描方法， 其特征在于： 对通过列 车车辆的检 测， 得到所述列车车辆的运动状态信息， 其中， 运动状态信息包括所述列车车辆的位置、 速 度、 加速度、 运行 方向； 线扫描图像重建的参数包括根据列车车辆的运行方向和速度得到每一扫描时刻线扫 描图像的插值 倍数、 列车 车辆起始或结束的位置标志。 3.根据权利要求1所述的一种列车图像线扫描方法， 其特征在于： 所述线阵相机在工作 时， 采集频率f固定不变， 其中， f＝v/r， r为所述线阵相机在所述列车车辆运行方向的空间 分辨率， v为所述列车 车辆的运动速度， 且 v采取各所述列车 车辆中的最大速度值。 4.根据权利要求1所述的一种列车图像线扫描方法， 其特征在于： 所述线阵相机按照采 集频率f采集得到线扫描图像数据， 并实时将时间戳信息 的时刻数据ts绑定至每帧线扫描 图像数据， 形成扫描数据包， 其中， s≥1， s为每帧线扫描图像采集时得到的时刻序号。 5.根据权利要求1所述的一种列车图像线扫描方法， 其特征在于： 对通过列 车车辆的检 测步骤包括： 获取列车 车辆通过轨道时的视频图像， 并实时将时间戳信息绑定 至所述视频图像中； 对所述视频图像中的所述轨道进行检测， 以建立列车 车辆运动的坐标系； 对所述视频图像进行所述列 车车辆检测， 以得到所述列 车车辆在 建立的坐标系中的坐 标位置； 根据所述列车 车辆的坐标位置， 得到所述列车 车辆的速度、 加速度、 运行 方向。 6.根据权利要求1所述的一种列车图像线扫描方法， 其特征在于： 获取的视频图像同时 包含有所述轨道、 通过时的所述列车车辆的一个侧 面和所述列车车辆的顶部； 在建立的列 车车辆运动的坐标系中， 以所述轨道方向作为坐标轴； 在所述轨道一侧设置若干呈直线状 的位置标示物， 所述位置标示物分布于所述线阵相 机两侧， 且在所述线阵相 机安装位置处 同样布置所述位置标示物， 随后对所述位置标示物进行直线拟合， 通过拟合的直线得到坐 标系中的坐标轴刻度， 以及获得所述线阵相机的位置坐标值xC， 其中c≥1为所述线阵相机 数量。 7.根据权利要求1所述的一种列车图像线扫描方法， 其特征在于： 得到所述列 车车辆在 建立的坐标系中的坐标位置， 包括以下步骤： S1、 对所述视频图像进行所述列车车辆检测， 得到每一节所述列车车辆的目标框； 所述 目标框为两个矩形方框嵌套形成， 两个所述矩形方框共用一个嵌套点， 其中一个矩形方框 包含当前所述列车车辆的整个列车车辆范围， 另一个矩形方框只包含当前所述列车车辆在 所述视频图像中的侧面范围； S2、 对每一个所述目标框， 选取只包含当前所述列车车辆侧面的矩形方框右下角顶点，权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114299123 A 2沿所述轨道方向判断所述右下角顶点前后是否都存在拟合的直线， 若存在， 则根据所述右 下角顶点位于前后两条拟合直线之 间的位置， 通过线性插值计算得到所述右下角顶点位于 所述轨道上的位置， 即当前所述列车车辆在所述坐标系中的坐标值xj， 其中j＝1,2, …m,m ≥1为检测到的列车 车辆数量； S3、 对视频中的每帧视频图像重 复所述步骤S1、 S2， 得到每一个所述目标框在不同时刻 tk的位置， 则 根据每一时刻所述列车车辆目标框的坐标值 得到所述列车车辆的运行方 向、 速度、 加速度， 其中， k≥1， k 为每帧视频图像采集时得到的时刻序号。 8.根据权利要求1所述的一种列车图像线扫描方法， 其特征在于： 生成用于线扫描图像 重建的参数步骤 包括： 在所述列车车辆目标框的坐标值 中， 选取与位置坐标值xC距离最近的则为当前被扫 描列车车辆A， 即 当 时， 表示为列车车辆A的结束位置标志； 当 时， 表示为列车车辆A+1的起始位置标志； 其中， TE为所述列车车辆多扫描余量的调整阈值； TB为提前开始扫描列车车辆的调整阈 值； 通过公式得到每一扫描时刻线扫描图像的插值 倍数 其中， 表示为在tk时刻， 当前被扫描列车 车辆A的速度值。 9.根据权利要求1所述的一种列车图像线扫描方法， 其特征在于： 重建图像的步骤包 括： 对插值倍数 进行线性插值计算， 得到所述线阵相机每帧线扫描图像的采集时刻ts对 应的插值 倍数参数 根据插值倍数参数 在所述列车车辆运动方向进行图像插值处理， 插值后的结果即 为重建后的扫描图像， 其中， 当 时则直接将线扫描图像丢弃去除。 10.根据权利要求1所述的一种列车图像线扫描方法， 其特征在于： 所述线扫描方法还 包括根据列车车辆起始或结束的位置标志， 即选取与tk时刻最近的时刻数据ts作为所述线 阵相机采集时刻， 并将该采集时刻设为所述线阵相机线扫描列车车辆的起始或是结束位 置， 并根据设定的起始或是 结束位置按照每节列车 车辆完成独立的图像裁 剪和存储。 11.一种列车图像线扫描装置， 其特 征在于， 其包括： 时统模块， 用于提供统一的时间戳信息； 线扫描模块， 与所述 时统模块连接， 用于实现对列 车车辆扫描部位的图像线扫描， 并将 接收的时间戳信息实时绑定 至每帧线扫描图像上， 形成扫描数据包；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114299123 A 3