CN108896558B - 铁路自密实混凝土表面质量检测方法及终端设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铁路施工技术领域，公开了一种铁路自密实混凝土表面质量检测方法及终端设备。获取在同一时刻第一摄像机采集的图像F₁和第二摄像机采集的图像F₂的重叠区域图像Fc；获取Fc中的气泡k，根据两摄像机孔距、对i的视场角，获取k中的像素点i到L的垂直距离h_ki；获取第一摄像机或第二摄像机在平面直角坐标系中对于像素点i和像素点i‑1的x轴视场角和y轴视场角；根据h_ki、像素点i和像素点i‑1的x轴视场角和y轴视场角，获得像素点i的面积S_i；根据气泡k中的n个像素点的面积，获得气泡k的表面积S_k。通过这种方法，能够高效、准确的获取自密实混凝土表面的气泡分布及面积情况，自动判定自密实混凝土是否合格。

Description

铁路自密实混凝土表面质量检测方法及终端设备

技术领域

本发明涉及铁路施工技术领域，特别是涉及一种铁路自密实混凝土表面质量检测方法及终端设备。

背景技术

高速铁路无砟轨道作为高速铁路的载体，其质量好坏，内部存在病害与否，直接关系到高速铁路的运营安全。目前，我国已经颁布了多项CRTS(China Railway TrackSystem，板式无砟轨道)-Ⅲ型无砟轨道混凝土相关标准，如标准《高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土》(Q/CR 596-2017)对自密实混凝土的质量提出了严格要求。

对于CRTS-Ⅲ无砟轨道自密实混凝土表面状态而言，主要是提出了表面不能存在大于50cm²以上的气泡，以及面积6cm²及其以上的气泡面积之和不超过自密实混凝土板面积的2％的要求。

目前对自密实混凝土表面质量的检测方法，主要是采用钢尺或百格网半量测气泡面积的检测方法，需要人工测量、记录、计算、统计。操作繁琐、费时费力，工作效率低，且存在受人为因素影响大，检测结果不精确，检测结果难以准确、客观反映自密实混凝土填充层表面气泡状况的问题。

发明内容

针对现有技术在进行自密实混凝土表面质量检测效率低，检测结果不准确的问题，本发明提供一种铁路自密实混凝土表面质量检测方法及终端设备。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

本发明实施例的第一方面提供了一种铁路自密实混凝土表面质量检测方法，该方法应用于一种双目摄像机采集***，所述双目摄像机采集***包含第一摄像机和第二摄像机，所述第一摄像机和第二摄像机的孔距为常量A，所述第一摄像机与所述第二摄像机的视场角相同，所述第一摄像机的视场角的顶点c₁和所述第二摄像机的视场角的顶点c₂的连线L与所述自密实混凝土表面平行，所述第一摄像机和所述第二摄像机同时采集所述自密实混凝土表面的图像，该方法包括：

获取在同一时刻所述第一摄像机采集的图像F₁和所述第二摄像机采集的图像F₂，并获取图像F₁和图像F₂的重叠区域图像Fc；

获取所述重叠区域图像Fc中的所有气泡图像，所述重叠区域图像Fc中包含m个气泡图像，m≥1，m为正整数；

所述m个气泡中的气泡k由n个像素点组成，对于所述n个像素点中的像素点i，第一摄像机的视场角为β₁，所述第二摄像机的视场角为β₂，根据所述常量A、所述β₁和所述β₂，获取像素点i到连线L的垂直距离h_ki；

获取第一摄像机或第二摄像机在平面直角坐标系中对于像素点i的x轴视场角β_xi和y轴视场角β_yi，以及与像素点i相邻的像素点i-1的x轴视场角β_x(i-1)和y轴视场角β_y(i-1)；

根据所述h_ki、β_xi、β_yi、β_x(i-1)和β_y(i-1)获得像素点i的面积S_i；

获取所述气泡k中n个像素点的面积，并根据所述气泡k中n个像素点的面积，获得所述气泡k的表面积S_k；

获取被测自密实混凝土表面所有气泡的表面积，并根据所述所有气泡的表面积，判断被测自密实混凝土是否合格。

进一步的，获取所述重叠区域图像Fc中的所有气泡图像包括：

利用边缘提取方法，获取所述重叠区域图像Fc中的所有气泡图像。

进一步的，根据所述常量A、所述β₁和所述β₂，获取像素点i到L的垂直距离h_ki包括：

h_ki＝A/[(tanβ₁)^-1+(tanβ₂)^-1]

进一步的，根据所述h_ki、β_xi、β_yi、β_x(i-1)和β_y(i-1)获得像素点i的面积S_i包括：

根据h_ki、β_xi和β_x(i-1)获得像素点i在x轴方向的距离d_xi，包括：

dx_i＝h_kicsc²β_xi(β_xi-β_x(i-1))

根据h_ki、β_yi和β_y(i-1)获得像素点i在y轴方向的距离d_yi，包括：

dy_i＝h_kicsc²β_yi(β_yi-β_y(i-1))

根据所述h_ki、β_xi、β_yi、β_x(i-1)和β_y(i-1)获得像素点i的面积S_i包括：

S_i＝d_xid_yi＝h_kicsc²β_xi(β_xi-β_x(i-1))h_kicsc²β_yi(β_yi-β_y(i-1))

进一步的，根据所述气泡k中的n个像素点的面积，获得所述气泡k的表面积S_k包括：

进一步的，该方法还包括：第一摄像机和第二摄像机在同一时刻共同采集所述气泡k的图像，共获得a个时刻的所述气泡k的图像，分别计算a个时刻获得的气泡k面积，其中在所述a个时刻的第j个时刻获得的气泡k的面积为S_kj，a≥2，a为正整数，则，

进一步的，该方法还包括：

根据所述所有气泡的表面积，判断被测自密实混凝土是否合格包括：

若所述被测自密实混凝土表面包含面积大于第一预设面积的气泡，则所述被测自密实混凝土不合格；

若所述被测自密实混凝土表面每个气泡的面积都小于第一预设面积，但大于第二预设面积的气泡的总面积超过被测自密实混凝土表面面积的预设比例，则所述被测自密实混凝土不合格，其中，第一预设面积＞第二预设面积；

若所述被测自密实混凝土表面每个气泡的面积都小于第一预设面积，且大于第二预设面积的气泡的总面积不超过被测自密实混凝土表面面积的预设比例，则所述被测自密实混凝土合格。

本发明实施例的第二方面提供了一种铁路自密实混凝土表面质量检测装置，该装置包括一种双目摄像机采集模块，所述双目摄像机采集模块包含第一摄像机和第二摄像机，所述第一摄像机和第二摄像机的孔距为常量A，所述第一摄像机与所述第二摄像机的视场角相同，该装置还包括：第一获取单元、第二获取单元、第一计算单元、第三获取单元、第二计算单元、第三计算单元和判断单元；

所述第一获取单元，用于获取在同一时刻所述第一摄像机采集的图像F₁和所述第二摄像机采集的图像F₂，并获取图像F₁和图像F₂的重叠区域图像Fc；

所述第二获取单元，用于获取所述重叠区域图像Fc中的所有气泡图像，所述重叠区域图像Fc中包含m个气泡图像，m≥1，m为正整数；

所述第一计算单元，用于根据所述常量A、β₁和β₂，计算像素点i到L的垂直距离h_ki，其中m个气泡中的气泡k由n个像素点组成，对于所述n个像素点中的像素点i，第一摄像机的视场角为β₁，所述第二摄像机的视场角为β₂；

所述第三获取单元，用于获取第一摄像机或第二摄像机在平面直角坐标系中对于像素点i的x轴视场角β_xi和y轴视场角β_yi，以及与像素点i相邻的像素点i-1的x轴视场角β_x(i-1)和y轴视场角β_y(i-1)；

所述第二计算单元，用于根据所述h_ki、β_xi、β_yi、β_x(i-1)和β_y(i-1)获得像素点i的面积S_i；

所述第三计算单元，用于获取气泡k中n个像素点的面积，并根据所述气泡k中n个像素点的面积，获得所述气泡k的表面积S_k；

所述判断单元，用于获取被测自密实混凝土表面所有气泡的表面积，并根据所述所有气泡的表面积，判断被测自密实混凝土是否合格。

本发明实施例的第三方面提供了一种铁路自密实混凝土表面质量检测终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面任一项铁路自密实混凝土表面质量检测方法的步骤。

本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面任一项铁路自密实混凝土表面质量检测方法的步骤。

本发明技术方案技术效果：通过获取在同一时刻第一摄像机采集的图像F₁和第二摄像机采集的图像F₂，并获取图像F₁和图像F₂的重叠区域图像Fc；获取重叠区域图像Fc中的气泡k，对于气泡k中的像素点i，根据两个摄像机之间的孔距、两个摄像机对i的视场角，获取像素点i到L的垂直距离h_ki；获取第一摄像机或第二摄像机在平面直角坐标系中对于像素点i的x轴视场角β_xi和y轴视场角β_yi，以及与像素点i相邻的像素点i-1的x轴视场角β_x(i-1)和y轴视场角β_y(i-1)；根据所述h_ki、β_xi、β_yi、β_x(i-1)和β_y(i-1)获得像素点i的面积S_i；根据气泡k中的n个像素点的面积，获得气泡k的表面积S_k。从而高效、准确的获取自密实混凝土表面的气泡分布及面积情况，自动判定自密实混凝土是否合格。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种铁路自密实混凝土表面质量检测方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种双目摄像机采集***示意图；

图3是本发明实施例提供的一种铁路自密实混凝土表面质量检测装置和工作方法示意图；

图4是本发明实施例提供的一种铁路自密实混凝土表面质量检测装置示意图；

图5是本发明实施例提供的一种铁路自密实混凝土表面质量检测终端设备示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定***结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的***、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

本发明实施例提供了一种铁路自密实混凝土表面质量检测方法，结合图1，该方法包括：

S101，获取在同一时刻所述第一摄像机采集的图像F₁和所述第二摄像机采集的图像F₂，并获取图像F₁和图像F₂的重叠区域图像Fc。

如图2所示，该方法应用于一种双目摄像机采集***，所述双目摄像机采集***包含第一摄像机和第二摄像机，所述第一摄像机和第二摄像机的孔距为常量A，所述第一摄像机与所述第二摄像机的视场角相同，所述第一摄像机的视场角的顶点c₁和所述第二摄像机的视场角的顶点c₂的连线L与所述自密实混凝土表面平行，所述第一摄像机和所述第二摄像机同时采集所述自密实混凝土表面的图像。

在同一时刻所述第一摄像机采集的图像F₁和所述第二摄像机采集的图像F₂，如图2所示，第一摄像机和第二摄像机在同一时刻采集的图像包含重叠区域，获取图像F₁和图像F₂的重叠区域图像Fc。

S102，获取所述重叠区域图像Fc中的所有气泡图像，所述重叠区域图像Fc中包含m个气泡图像。

其中，m≥1，m为正整数。

可选的，利用边缘提取方法，获取所述重叠区域图像Fc中的所有气泡图像的边缘，从而获取重叠区域内所有的气泡图像。

S103，m个气泡中的气泡k由n个像素点组成，对于所述n个像素点中的像素点i，第一摄像机的视场角为β₁，所述第二摄像机的视场角为β₂，根据所述常量A、所述β₁和所述β₂，获取像素点i到L的垂直距离h_ki。

对于重叠区域中的m个气泡中的一个气泡，例如气泡k，通过步骤2获取到气泡k的边缘后，对于处于气泡k边缘内的一个像素点i，第一摄像机的视场角为β₁，所述第二摄像机的视场角为β₂，可选的，可通过如下公式计算像素点i到直线L，即由点c₁和点c₂组成的直线的垂直距离h_ki：

h_ki＝A/[(tanβ₁)^-1+(tanβ₂)^-1]

S104，获取第一摄像机或第二摄像机在平面直角坐标系中对于像素点i的x轴视场角β_xi和y轴视场角β_yi，以及与像素点i相邻的像素点i-1的x轴视场角β_x(i-1)和y轴视场角β_y(i-1)。

以被测自密实混凝土表面作为平面建立直角坐标系，获取第一摄像机或第二摄像机在平面直角坐标系中对于像素点i的x轴视场角β_xi和y轴视场角β_yi，以及与像素点i相邻的像素点i-1的x轴视场角β_x(i-1)和y轴视场角β_y(i-1)。

在本步骤中，只需要获取第一摄像机在所述平面直角坐标系中相对于像素点i和像素点i-1的x轴视场角和y轴视场角，或第二摄像机在所述平面直角坐标系中相对于像素点i和像素点i-1的x轴视场角和y轴视场角，不需要同时获取两个摄像机所述平面直角坐标系中相对于像素点i和像素点i-1的x轴视场角和y轴视场角。

S105，根据所述h_ki、β_xi、β_yi、β_x(i-1)和β_y(i-1)获得像素点i的面积S_i。

可选的，通过如下步骤计算S_i。

根据h_ki、β_xi和β_x(i-1)获得像素点i在x轴方向的距离d_xi，包括：

dx_i＝h_kicsc²β_xi(β_xi-β_x(i-1))

根据h_ki、β_yi和β_y(i-1)获得像素点i在y轴方向的距离d_yi，包括：

dy_i＝h_kicsc²β_yi(β_yi-β_y(i-1))

根据所述h_ki、β_xi、β_yi、β_x(i-1)和β_y(i-1)获得像素点i的面积S_i包括：

S_i＝d_xid_yi＝h_kicsc²β_xi(β_xi-β_x(i-1))h_kicsc²β_yi(β_yi-β_y(i-1))

S106，根据所述气泡k中的n个像素点的面积，获得所述气泡k的表面积S_k。

可选的，按照上述步骤依次获得气泡k中所有像素点的面积，并通过如下公式计算气泡k的表面积：

可选的，如图3所示，双目摄像机采集***固定在滑动平台上，动力模块与滑动平台相连，控制模块分别与动力模块和双目摄像机采集***相连。控制模块控制动力模块正转或反转，动力模块正转时，带动滑动平台由左向右匀速移动，动力模块反转时，带动滑动平台由右向左移动。控制模块还控制双目摄像机进行图像采集，在本发明实施例中，举例来说，当双目摄像机开始随滑动平台由左向右匀速移动时，控制模块控制双目摄像机启动并以每秒25帧的速度对待测自密实混凝土表面进行拍摄，当双目摄像机移动到滑动平台的最右侧时控制模块控制双目摄像机停止拍摄，完成一次拍摄。

可选的，当双目摄像机开始随滑动平台由右向左匀速移动时，控制模块控制双目摄像机启动并以每秒25帧的速度对待测自密实混凝土表面进行拍摄，当双目摄像机移动到滑动平台的最右侧时控制模块控制双目摄像机停止拍摄，完成二次拍摄。

为提高S_k的精度，可以按照上述方法，获得多个时刻的气泡k的图像，如共有a个时刻(a＞2)第一个摄像机和第二摄像机采集的重叠区域图像中都包含气泡k。此时，利用SIFT(Scale-invariant feature transform，尺度不变特征变换)对相邻帧图像进行配准，识别出气泡k出现在第一摄像机，第二摄像机序列帧重叠区域内的的时刻点范围。分别计算a个时刻获得的气泡k面积，其中在所述a个时刻的第j个时刻获得的气泡k的面积为S_kj，a≥2，a为正整数。则将a个时刻气泡k的面积求和再平均，可得到精确的气泡k的面积，具体的，可通过如下公式计算气泡k的面积：

S107，获取被测自密实混凝土表面所有气泡的表面积，并根据所述所有气泡的表面积，判断被测自密实混凝土是否合格。

可选的，若所述被测自密实混凝土表面包含面积大于第一预设面积的气泡，则所述被测自密实混凝土不合格；

若所述被测自密实混凝土表面每个气泡的面积都小于第一预设面积，但大于第二预设面积的气泡的总面积超过被测自密实混凝土表面面积的预设比例，则所述被测自密实混凝土不合格，其中，第一预设面积＞第二预设面积；

若所述被测自密实混凝土表面每个气泡的面积都小于第一预设面积，且大于第二预设面积的气泡的总面积不超过被测自密实混凝土表面面积的预设比例，则所述被测自密实混凝土合格。

根据标准《高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土》(Q/CR596-2017)，第一预设面积为50平方厘米，第二预设面积为6平方厘米，预设比例为2％。

本发明实施例提供了一种铁路自密实混凝土表面质量检测方法，通过获取在同一时刻第一摄像机采集的图像F₁和第二摄像机采集的图像F₂，并获取图像F₁和图像F₂的重叠区域图像Fc；获取重叠区域图像Fc中的气泡k，对于气泡k中的像素点i，根据两个摄像机之间的孔距、两个摄像机对i的视场角，获取像素点i到L的垂直距离h_ki；获取第一摄像机或第二摄像机在平面直角坐标系中对于像素点i的x轴视场角β_xi和y轴视场角β_yi，以及与像素点i相邻的像素点i-1的x轴视场角β_x(i-1)和y轴视场角β_y(i-1)；根据所述h_ki、β_xi、β_yi、β_x(i-1)和β_y(i-1)获得像素点i的面积S_i；根据气泡k中的n个像素点的面积，获得气泡k的表面积S_k。通过这种方法，能够高效、准确的获取自密实混凝土表面的气泡分布及面积情况，自动判定自密实混凝土是否合格。

进一步的，结合图4，本发明实施例提供了一种铁路自密实混凝土表面质量检测装置，该装置包括一种双目摄像机采集模块40，所述双目摄像机采集模块包含第一摄像机401和第二摄像机402，所述第一摄像机401和第二摄像机402的孔距为常量A，所述第一摄像机401与所述第二摄像机402的视场角相同，结合图4，该装置还包括：第一获取单元41、第二获取单元42、第一计算单元43、第三获取单元44、第二计算单元45、第三计算单元46和判断单元47；

所述第一获取单元41，用于获取在同一时刻所述第一摄像机采集的图像F₁和所述第二摄像机采集的图像F₂，并获取图像F₁和图像F₂的重叠区域图像Fc；

所述第二获取单元42，用于获取所述重叠区域图像Fc中的所有气泡图像，所述重叠区域图像Fc中包含m个气泡图像，m≥1，m为正整数；

所述第一计算单元43，用于根据所述常量A、β₁和β₂，计算像素点i到L的垂直距离h_ki，其中m个气泡中的气泡k由n个像素点组成，对于所述n个像素点中的像素点i，第一摄像机的视场角为β₁，所述第二摄像机的视场角为β₂；

所述第三获取单元44，用于以被测自密实混凝土表面为平面建立平面直角坐标系，获取第一摄像机或第二摄像机在平面直角坐标系中对于像素点i的x轴视场角β_xi和y轴视场角β_yi，以及与像素点i相邻的像素点i-1的x轴视场角β_x(i-1)和y轴视场角β_y(i-1)；

所述第二计算单元45，用于根据所述h_ki、β_xi、β_yi、β_x(i-1)和β_y(i-1)获得像素点i的面积S_i；

所述第三计算单元46，用于获取气泡k中n个像素点的面积，并根据所述气泡k中n个像素点的面积，获得所述气泡k的表面积S_k；

所述判断单元47，用于获取被测自密实混凝土表面所有气泡的表面积，并根据所述所有气泡的表面积，判断被测自密实混凝土是否合格。

可选的，所述第二获取单元42具体用于：利用边缘提取方法，获取所述重叠区域图像Fc中的所有气泡图像。

可选的，所述第一计算单元43具体用于：根据公式h_ki＝A/[(tanβ₁)^-1+tanβ2-1计算像素点i到L的垂直距离hki；

根据h_ki和β_xi获得像素点i在x轴方向的距离d_xi，包括：

可选的，所述第二计算单元45具体用于：根据公式dx_i＝h_kicsc²β_xi(β_xi-βx(i-1)计算像素点i在x轴方向的距离dxi，根据公式dy_i＝h_kicsc²β_yi(β_yi-β_y(i-1))计算像素点i在y轴方向的距离d_yi，根据公式S_i＝d_xid_yi＝h_kicsc²β_xi(β_xi-β_x(i-1))h_kicsc²β_yi(β_yi-β_y(i-1))计算像素点i的面积。

可选的，所述第三计算单元46具体用于：根据公式

计算气泡k的面积S_k，其中，第一摄像机和第二摄像机在同一时刻共同采集所述气泡k的图像，共获得a个时刻的所述气泡k的图像，在所述a个时刻的第j个时刻获得的气泡k的面积为S_kj，a≥2，a为正整数。

本发明实施例提供了一种铁路自密实混凝土表面质量检测装置，该装置通过获取在同一时刻第一摄像机采集的图像F₁和第二摄像机采集的图像F₂，并获取图像F₁和图像F₂的重叠区域图像Fc；获取重叠区域图像Fc中的气泡k，对于气泡k中的像素点i，根据两个摄像机之间的孔距、两个摄像机对i的视场角，获取像素点i到L的垂直距离h_ki；获取第一摄像机或第二摄像机在平面直角坐标系中对于像素点i的x轴视场角β_xi和y轴视场角β_yi，以及与像素点i相邻的像素点i-1的x轴视场角β_x(i-1)和y轴视场角β_y(i-1)；根据所述h_ki、β_xi、β_yi、β_x(i-1)和β_y(i-1)获得像素点i的面积S_i；根据气泡k中的n个像素点的面积，获得气泡k的表面积S_k。通过这种方法，能够高效、准确的获取自密实混凝土表面的气泡分布及面积情况，自动判定自密实混凝土是否合格。

图5是本发明实施例提供的一种铁路自密实混凝土表面质量检测终端设备的示意图。如图5所示，该实施例的一种铁路自密实混凝土表面质量检测终端设备5包括：处理器50、存储器51以及存储在所述存储器51中并可在所述处理器50上运行的计算机程序52，例如一种铁路自密实混凝土表面质量检测程序。所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各个铁路自密实混凝土表面质量检测方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤101至103或者例如图1所示的步骤101至107。或者，所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各装置实施例中各单元的功能，例如图4所示模块40至47的功能。

示例性的，所述计算机程序52可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器51中，并由所述处理器50执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序52在铁路自密实混凝土表面质量检测终端设备5中的执行过程。例如，所述计算机程序52可以被分割成同步模块、汇总模块、获取模块、返回模块(虚拟装置中的模块)。

所述一种铁路自密实混凝土表面质量检测终端设备5可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述一种铁路自密实混凝土表面质量检测终端设备可包括，但不仅限于，处理器50、存储器51。本领域技术人员可以理解，图5仅仅是一种铁路自密实混凝土表面质量检测终端设备5的示例，并不构成对一种铁路自密实混凝土表面质量检测终端设备5的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述一种铁路自密实混凝土表面质量检测终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器50可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器51可以是所述一种铁路自密实混凝土表面质量检测终端设备5的内部存储单元，例如一种铁路自密实混凝土表面质量检测终端设备5的硬盘或内存。所述存储器51也可以是所述一种铁路自密实混凝土表面质量检测终端设备5的外部存储设备，例如所述一种铁路自密实混凝土表面质量检测终端设备5上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器51还可以既包括所述一种铁路自密实混凝土表面质量检测终端设备5的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器51用于存储所述计算机程序以及所述一种铁路自密实混凝土表面质量检测终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器51还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述***中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种铁路自密实混凝土表面质量检测方法，其特征在于，该方法应用于一种双目摄像机采集***，所述双目摄像机采集***包含第一摄像机和第二摄像机，所述第一摄像机和第二摄像机的孔距为常量A，所述第一摄像机与所述第二摄像机的视场角相同，所述第一摄像机的视场角的顶点c₁和所述第二摄像机的视场角的顶点c₂的连线L与所述自密实混凝土表面平行，所述第一摄像机和所述第二摄像机同时采集所述自密实混凝土表面的图像，该方法包括：

获取在同一时刻所述第一摄像机采集的图像F₁和所述第二摄像机采集的图像F₂，并获取图像F₁和图像F₂的重叠区域图像Fc；

获取所述重叠区域图像Fc中的所有气泡图像，所述重叠区域图像Fc中包含m个气泡图像，m≥1，m为正整数；

所述m个气泡中的气泡k由n个像素点组成，对于所述n个像素点中的像素点i，第一摄像机的视场角为β₁，所述第二摄像机的视场角为β₂，根据所述常量A、所述β₁和所述β₂，获取像素点i到连线L的垂直距离h_ki；

以被测自密实混凝土表面为平面建立平面直角坐标系，获取第一摄像机或第二摄像机在平面直角坐标系中对于像素点i的x轴视场角β_xi和y轴视场角β_yi，以及与像素点i相邻的像素点i-1的x轴视场角β_x(i-1)和y轴视场角β_y(i-1)；

根据h_ki、β_xi和β_x(i-1)获得像素点i在x轴方向的距离d_xi，包括：

d_xi＝h_kicsc²β_xi(β_xi-β_x(i-1))；

根据h_ki、β_yi和β_y(i-1)获得像素点i在y轴方向的距离d_yi，包括：

d_yi＝h_kicsc²β_yi(β_yi-β_y(i-1))；

根据所述h_ki、β_xi、β_yi、β_x(i-1)和β_y(i-1)获得像素点i的面积S_i，包括：

S_i＝d_xid_yi＝h_kicsc²β_xi(β_xi-β_x(i-1))h_kicsc²β_yi(β_yi-β_y(i-1))；

获取所述气泡k中n个像素点的面积，并根据所述气泡k中n个像素点的面积，获得所述气泡k的表面积S_k；

获取被测自密实混凝土表面所有气泡的表面积，并根据所述所有气泡的表面积，判断被测自密实混凝土是否合格。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述重叠区域图像Fc中的所有气泡图像包括：

利用边缘提取方法，获取所述重叠区域图像Fc中的所有气泡图像。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述常量A、所述β₁和所述β₂，获取像素点i到L的垂直距离h_ki包括：

h_ki＝A/[(tanβ₁)^-1+(tanβ₂)^-1]。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述气泡k中的n个像素点的面积，获得所述气泡k的表面积S_k包括：

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括：第一摄像机和第二摄像机在同一时刻共同采集所述气泡k的图像，共获得a个时刻的所述气泡k的图像，分别计算a个时刻获得的气泡k面积，其中在所述a个时刻的第j个时刻获得的气泡k的面积为S_kj，a≥2，a为正整数，则，

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述所有气泡的表面积，判断被测自密实混凝土是否合格包括：

若所述被测自密实混凝土表面包含面积大于第一预设面积的气泡，则所述被测自密实混凝土不合格；

若所述被测自密实混凝土表面每个气泡的面积都小于第一预设面积，但大于第二预设面积的气泡的总面积超过被测自密实混凝土表面面积的预设比例，则所述被测自密实混凝土不合格，其中，第一预设面积＞第二预设面积；

若所述被测自密实混凝土表面每个气泡的面积都小于第一预设面积，且大于第二预设面积的气泡的总面积不超过被测自密实混凝土表面面积的预设比例，则所述被测自密实混凝土合格。

7.一种铁路自密实混凝土表面质量检测装置，其特征在于，该装置包括一种双目摄像机采集模块，所述双目摄像机采集模块包含第一摄像机和第二摄像机，所述第一摄像机和第二摄像机的孔距为常量A，所述第一摄像机与所述第二摄像机的视场角相同，该装置还包括：第一获取单元、第二获取单元、第一计算单元、第三获取单元、第二计算单元、第三计算单元和判断单元；

所述第一获取单元，用于获取在同一时刻所述第一摄像机采集的图像F₁和所述第二摄像机采集的图像F₂，并获取图像F₁和图像F₂的重叠区域图像Fc；

所述第二获取单元，用于获取所述重叠区域图像Fc中的所有气泡图像，所述重叠区域图像Fc中包含m个气泡图像，m≥1，m为正整数；

所述第一计算单元，用于根据所述常量A、β₁和β₂，计算像素点i到L的垂直距离h_ki，其中m个气泡中的气泡k由n个像素点组成，对于所述n个像素点中的像素点i，第一摄像机的视场角为β₁，所述第二摄像机的视场角为β₂；

所述第三获取单元，用于以被测自密实混凝土表面为平面建立平面直角坐标系，获取第一摄像机或第二摄像机在平面直角坐标系中对于像素点i的x轴视场角β_xi和y轴视场角β_yi，以及与像素点i相邻的像素点i-1的x轴视场角β_x(i-1)和y轴视场角β_y(i-1)；

所述第二计算单元，用于

根据h_ki、β_xi和β_x(i-1)获得像素点i在x轴方向的距离d_xi，包括：

d_xi＝h_kicsc²β_xi(β_xi-β_x(i-1))；

根据h_ki、β_yi和β_y(i-1)获得像素点i在y轴方向的距离d_yi，包括：

d_yi＝h_kicsc²β_yi(β_yi-β_y(i-1))；

根据所述h_ki、β_xi、β_yi、β_x(i-1)和β_y(i-1)获得像素点i的面积S_i，包括：

S_i＝d_xid_yi＝h_kicsc²β_xi(β_xi-β_x(i-1))h_kicsc²β_yi(β_yi-β_y(i-1))；

所述第三计算单元，用于获取气泡k中n个像素点的面积，并根据所述气泡k中n个像素点的面积，获得所述气泡k的表面积S_k；

所述判断单元，用于获取被测自密实混凝土表面所有气泡的表面积，并根据所述所有气泡的表面积，判断被测自密实混凝土是否合格。

8.一种铁路自密实混凝土表面质量检测终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述方法的步骤。

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