1.一种基于偏振图像融合的钢轨廓形检测方法,其特征在于,包括:采集钢轨多个方向的光条偏振图像;根据钢轨多个方向的光条偏振图像,确定Stokes参量图像;根据Stokes参量图像,确定线偏振度图像和线偏振角度图像;从钢轨多个方向的光条偏振图像、Stokes参量图像、线偏振度图像和线偏振角度图像中选取待融合图像,并对选取的待融合图像进行图像融合处理,得到融合图像;根据融合图像,提取钢轨廓形数据;其中,通过如下公式对待融合图像进行图像融合处理:其中, 其中, 其中,F kj 表示融合图像F中第j列第k行像素的灰度值; 表示第i幅待融合图像中第j列第k行像素的灰度值; 表示第i幅待融合图像中第j列像素的融合权重;N表示待融合图像数量; 表示第i幅待融合图像中第j列的光条宽度与光条参考宽度的差值;Δ 0 表示当 等于0时设置的一个很小的数,取值范围为0.001~0.1,以排除分母为0的情况;m表示权重调节因子; 表示第i幅待融合图像中第j列的光条宽度;M r 表示光条参考宽度。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,从钢轨多个方向的光条偏振图像、Stokes参量图像、线偏振度图像和线偏振角度图像中选取待融合图像,并对选取的待融合图像进行图像融合处理,得到融合图像,包括如下任意之一:对钢轨多个方向的光条偏振图像和线偏振度图像进行图像融合处理,得到融合图像;对Stokes参量图像和线偏振度图像进行图像融合处理,得到融合图像;对钢轨多个方向的光条偏振图像、Stokes参量图像、线偏振度图像和线偏振角度图像进行图像融合处理,得到融合图像。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,根据融合图像,提取钢轨廓形数据,包括:提取融合图像中光条中心的位置信息;对融合图像中光条中心的位置信息进行坐标转换,得到钢轨一侧的半断面廓形数据;对钢轨两侧的半断面廓形数据进行廓形拼接处理,得到钢轨的全断面廓形数据。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,采用如下任意一种算法提取融合图像中光条中心的位置信息:极大值法、灰度重心法和Steger法。
5.如权利要求1至4任一项所述的方法,其特征在于,采集钢轨多个方向的光条偏振图像,包括:由偏振相机同时采集钢轨0°、90°、45°和135°四个方向的光条偏振图像。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,通过如下公式计算Stokes参量图像:S 0 =I 0 +I 90 ;S 1 =I 0 -I 90 ;S 2 =I 45 -I 135 ;其中,S 0 表示Stokes参量中第一个参数对应的图像;S 1 表示Stokes参量中第二个参数对应的图像;S 2 表示Stokes参量中第三个参数对应的图像;I 0 表示0°方向采集的光条偏振图像;I 45 表示45°方向采集的光条偏振图像;I 90 表示90°方向采集的光条偏振图像;I 135 表示135°方向采集的光条偏振图像。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,通过如下公式计算线偏振度图像和线偏振角度图像:其中,I DoLP 表示线偏振度图像;I AoP 表示线偏振角度图像。
8.一种基于偏振图像融合的钢轨廓形检测装置,其特征在于,包括:偏振图像采集单元,用于采集钢轨多个方向的光条偏振图像;第一图像确定单元,用于根据钢轨多个方向的光条偏振图像,确定Stokes参量图像;第二图像确定单元,用于根据Stokes参量图像,确定线偏振度图像和线偏振角度图像;图像融合处理单元,用于从钢轨多个方向的光条偏振图像、Stokes参量图像、线偏振度图像和线偏振角度图像中选取待融合图像,并对选取的待融合图像进行图像融合处理,得到融合图像;钢轨廓形提取单元,用于根据融合图像,提取钢轨廓形数据;其中,通过如下公式对待融合图像进行图像融合处理:其中, 其中, 其中,F kj 表示融合图像F中第j列第k行像素的灰度值; 表示第i幅待融合图像中第j列第k行像素的灰度值; 表示第i幅待融合图像中第j列像素的融合权重;N表示待融合图像数量; 表示第i幅待融合图像中第j列的光条宽度与光条参考宽度的差值;Δ 0 表示当 等于0时设置的一个很小的数,取值范围为0.001~0.1,以排除分母为0的情况;m表示权重调节因子; 表示第i幅待融合图像中第j列的光条宽度;M r 表示光条参考宽度。
9.如权利要求8所述的装置,其特征在于,所述图像融合处理单元包括如下任意之一:第一图像融合模块,用于对钢轨多个方向的光条偏振图像和线偏振度图像进行图像融合处理,得到融合图像;第二图像融合模块,用于对Stokes参量图像和线偏振度图像进行图像融合处理,得到融合图像;第三图像融合模块,用于对钢轨多个方向的光条偏振图像、Stokes参量图像、线偏振度图像和线偏振角度图像进行图像融合处理,得到融合图像。
10.如权利要求8所述的装置,其特征在于,钢轨廓形提取单元包括:光条中心提取模块,用于提取融合图像中光条中心的位置信息;钢轨半断面廓形数据确定模块,用于对融合图像中光条中心的位置信息进行坐标转换,得到钢轨一侧的半断面廓形数据;钢轨全断面廓形数据确定模块,用于对钢轨两侧的半断面廓形数据进行廓形拼接处理,得到钢轨的全断面廓形数据。
11.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在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权利要求1至7任一项所述基于偏振图像融合的钢轨廓形检测方法。
12.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至7任一项所述基于偏振图像融合的钢轨廓形检测方法的计算机程序。