机车驾驶路面状况监控系统障碍检测算法的研究

超木日力格，赵守国，王 静，刘硕研

（1.北京交通大学计算机与信息技术学院，北京100044；2.中国铁道科学研究院电子计算技术研究所，北京100044）

随着铁路运营速度的提高、客货运量的不断增加，对其安全性和可靠性都提出了更高的要求。智能监控系统能帮助司机更好地监视路面状况，把司机从繁杂而又重复的工作中解脱出来，有足够的时间和精力处理故障和突发事件。本文提出的机车驾驶路面情况监控系统包含路障检测、定位及报警等功能，其中纹理特征提取和匹配计算是机车驾驶路面状况监控系统的核心[1-2]。

1 机车驾驶路面状况监控系统介绍

系统主要研究的内容为动态背景下机车驾驶路面障碍物的检测。由于车头振动导致的摄像机拍摄图像的抖动和背景的丰富性及动态性给路轨障碍物的识别造成了难度。系统的框架如图1。

图1 系统框架

2 铁轨路障检测

铁轨静态路障检测，即通过图像处理方法探查铁轨上是否有阻碍列车行进的障碍物。在静态图像处理的基础上，根据铁路路轨的特殊情况，使用检测区纹理作为特征进行障碍物目标定位。首先从图像序列中将比较有代表性的铁轨上无障碍物的背景图像作为固定的图像存储起来，作为标准背景图像，并且获得其铁轨部分的图像，取区域纹理特征作为辨别铁轨上有无异物的依据。将当前铁轨区域图像纹理特征与标准背景图像铁轨区域纹理特征进行对比，比较原则为：2幅图像铁轨区域纹理特征之差不超过一定阈值时，即视为铁轨上无障碍物，否则视为有路障且进行报警提示。……