本發(fā)明涉及軌道工程機械技術領域，尤其是涉及一種應用于軌道工程車輛，特別是快速換軌作業(yè)車的基于圖像識別的軌枕螺栓位置檢測方法。

背景技術：

在發(fā)達國家，鐵路線路換軌作業(yè)大都采用機械化作業(yè)，而我國目前換軌作業(yè)的方法主要使用簡易機具或改裝車輛，施工安全性差、施工組織復雜、換軌作業(yè)效率低。國內，全路每年換軌作業(yè)量達上萬公里，施工任務十分繁重。為了提高效率，滿足換軌任務量要求，用來更換無縫線路的專用機械-快速換軌作業(yè)車應需而生。快速換軌作業(yè)車更換新鋼軌通常采用三點入槽，入槽點處的定位夾鉗與軌枕螺栓之間保持了一定的相對位置關系，因此能夠有效保證夾持于夾鉗的新鋼軌準確、快速的放置于內外軌枕螺栓之間的承軌槽內，這是換軌車高效、準確作業(yè)的關鍵。

目前，在換軌作業(yè)中，現(xiàn)有的軌枕螺栓檢測主要采用人工操作方式，夾鉗與軌枕螺栓的相對定位通常采用肉眼觀察，主要依據(jù)操作員個人經(jīng)驗手動調整與夾鉗相連接的機械手柄，以達到調整新鋼軌放置位置的目的。具體操作主要包括以下幾個步驟：

第一步)整軌準備，并調整與夾鉗相連接的機械手柄，使夾鉗和鐵軌位于正確的點位；

第二步)啟動換軌作業(yè)；

第三步)換軌作業(yè)過程中，尤其是小曲線和緩和曲線段內，肉眼觀察夾鉗相對于正確放軌位置是否發(fā)生偏移；

第四步)若發(fā)生偏移，手動操作機械手柄，將夾鉗撥至正確軌道位置。

由上述作業(yè)步驟可知，現(xiàn)有的軌枕螺栓檢測系統(tǒng)未實現(xiàn)作業(yè)的自動化，準確度不高、效率低下。通過肉眼觀察和作業(yè)經(jīng)驗確定需調整的偏移量值，容易發(fā)生誤判與誤操作，從而導致軌枕螺栓毀壞，破壞換軌進程。尤其在小半徑圓曲線和緩和曲線作業(yè)時，由于經(jīng)驗不足、操作不及時等原因極易造成軌枕螺栓毀壞，且存在較大的人員安全隱患。同時，操作人員的持續(xù)性疲勞作業(yè)，存在較大的安全隱患。

因此，迫切需要一種能夠實現(xiàn)自動定位的軌枕螺栓位置檢測方式，以實現(xiàn)換軌作業(yè)的準確性與高效性。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種快速換軌作業(yè)軌枕螺栓位置檢測方法，解決現(xiàn)有軌枕螺栓檢測方式未實現(xiàn)作業(yè)的自動化，效率低下，存在較大的安全隱患，容易發(fā)生誤判與誤操作，導致軌枕螺栓毀壞，破壞換軌進程的技術問題。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明具體提供了一種快速換軌作業(yè)軌枕螺栓位置檢測方法的技術實現(xiàn)方案，一種快速換軌作業(yè)軌枕螺栓位置檢測方法，包括以下步驟：

s10)獲取軌枕螺栓的圖像數(shù)據(jù)；

s20)對獲取的軌枕螺栓的圖像數(shù)據(jù)進行處理，當計算出所述軌枕螺栓相對于初始標定狀態(tài)發(fā)生橫向偏移時，則發(fā)出控制夾鉗移動方向和位移量的作業(yè)偏移量數(shù)據(jù)；

s30)根據(jù)所述圖像處理模塊發(fā)出的作業(yè)偏移量數(shù)據(jù)控制所述夾鉗移動，以保持所述夾鉗與所述軌枕螺栓之間的相對位置關系。

優(yōu)選的，所述步驟s20)進一步包括以下過程：

s21)進行相機的參數(shù)標定，以及線光源發(fā)出的激光平面標定；

s22)設置參與判斷采集圖像是否為所述軌枕螺栓的閾值信息；

s23)通過所述相機采集所述軌枕螺栓的圖像信息，將所述相機采集的軌枕螺栓的線軌跡拼接成圖形面，并判斷所述圖形面與所述軌枕螺栓的截面是否一致，如果一致則進行所述軌枕螺栓的識別判斷；

s24)判斷采集圖像對應的軌枕螺栓是否在理論的里程間隔內，并是否超出了合理的橫向偏移范圍，如均滿足條件，則判斷為軌枕螺栓；

s25)以初始對中狀態(tài)下的檢測值為基準，計算出所述軌枕螺栓相對于初始標定狀態(tài)的橫向偏移量，并得出作業(yè)偏移量數(shù)據(jù)；

s26)將計算出的作業(yè)偏移量數(shù)據(jù)發(fā)送至控制板，并由所述控制板向作業(yè)油缸控制系統(tǒng)發(fā)送動作指令控制所述夾鉗的移動方向和位移量。

優(yōu)選的，所述步驟s21)中相機的參數(shù)標定進一步包括以下過程：

標定所述相機的參數(shù)，以確定所述相機的內部參數(shù)、外部參數(shù)和畸變參數(shù)，所述相機的參數(shù)包括ccd主點在圖像平面坐標系中的坐標、焦距、像素寬度和高度，以及旋轉矩陣和平移向量。在標定所述相機的參數(shù)前，完成所述相機在工作狀態(tài)下的光圈和焦距調節(jié)，并固定所述相機的姿態(tài)。

優(yōu)選的，所述步驟s21)中相機的激光平面標定進一步包括以下過程：

以標定靶平面p0中的某一點o0為原點，建立標定坐標系o0-x0y0z0，相機的坐標系為oc-xcyczc。設所述相機的圖像平面為pi，激光平面為p1，激光平面p1與標定靶平面p0相交于直線l，點p為直線l上的一點，設所述點p在標定坐標系上的坐標為(x0,y0,0)，在相機的圖像平面中坐標為(xc,yc,zc)。點p在所述相機中的像點為p，設點p在圖像平面坐標系中的坐標為(u，v)，將圖像平面坐標系中的坐標(u，v)轉換至標定坐標系o0-x0y0z0。

優(yōu)選的，所述步驟s22)進一步包括以下過程：

設置參與判斷采集圖像是否為正確的軌枕螺栓的各類閾值，所述閾值包括軌枕螺栓間距、橫向偏移量、高度范圍、截面積大小、報警條件和初始偏移量。

優(yōu)選的，所述步驟s23)進一步包括以下過程：

所述線光源投射至所述軌枕螺栓的表面，由所述相機采集所述軌枕螺栓的輪廓光影。在換軌車運行時，對所述軌枕螺栓的輪廓光影進行連續(xù)采集，以所述軌枕螺栓的理論高度為基準，截取在該基準設定上下范圍內的掃描圖像，從而實現(xiàn)線軌跡到圖形面的拼接。將采集到的軌枕螺栓的線軌跡拼接成圖形面，并判斷所述圖形面與所述軌枕螺栓的截面是否一致。

優(yōu)選的，所述步驟s24)進一步包括以下過程：

通過測量輪采集所述換軌車的作業(yè)里程信息，以提供所述軌枕螺栓所在位置的信息。判斷采集的圖像是否在理論的里程間隔內，以及是否超出合理的橫向偏移范圍，如均滿足條件，則判斷為軌枕螺栓。

優(yōu)選的，所述步驟s25)進一步包括以下過程：

偏移量的計算以初始對中狀態(tài)下的檢測值為基準，初始對中狀態(tài)為在換軌車啟動作業(yè)前，鋼軌對軌入槽就緒后的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，所述線光源發(fā)出的激光線中心與位于鋼軌外側的軌枕螺栓的中心大致重合，入槽處的鋼軌位于每對軌枕螺栓之間的中央位置，測量所述軌枕螺栓到初始標定中心的初始值xo。當所述換軌車運行，并檢測出所述軌枕螺栓相對于初始標定中心的橫向偏移x≠xo時，則控制所述夾鉗移動的位移量為δx＝x-xo。

優(yōu)選的，所述步驟s23)進一步包括以下過程：

所述相機在觸發(fā)板的連續(xù)觸發(fā)下，等時間間隔地采集所述線光源在作業(yè)現(xiàn)場的掃描軌跡。

優(yōu)選的，所述線光源、相機與鏡頭以固定的三角結構整體安裝于所述換軌車的第二鋼軌收放裝置上靠近所述夾鉗的固定連接結構處，以及第五鋼軌收放裝置上靠近所述夾鉗的固定連接結構處。

通過實施上述本發(fā)明提供的快速換軌作業(yè)軌枕螺栓位置檢測方法的技術方案，具有如下有益效果：

(1)本發(fā)明實現(xiàn)了換軌作業(yè)的自動化，大幅提升了換軌作業(yè)的效率，有效避免了安全隱患的發(fā)生，避免了誤判與誤操作造成的破壞；

(2)本發(fā)明采用高速相機捕獲線光源的掃描軌跡，在線光源的檢測模式下，相機的最大幀頻可以達到7000fps，保證了快速換軌車直線作業(yè)10km/h，曲線作業(yè)5km/h的作業(yè)要求，大大提升了換軌作業(yè)的效率；

(3)本發(fā)明增強了軌枕螺栓定位的準確性，通過采用高精度的圖像識別自動檢測，并結合里程間隔，高度范圍設置、偏移量界限等一系列邏輯判斷，使誤檢率和漏檢率大大降低，有效保證了定位的準確性；

(4)本發(fā)明有效消除換軌作業(yè)的安全隱患，通過自動化檢測代替人工檢測，避免了操作人員的持續(xù)性疲勞作業(yè)，且檢測結果的正確性、可靠性的提高，減少了軌枕螺栓的位置誤判，避免了作業(yè)的誤動作，大大地消除了安全隱患。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的實施例。

圖1是本發(fā)明快速換軌作業(yè)軌枕螺栓位置檢測方法所基于的快速換軌作業(yè)軌枕螺栓位置檢測系統(tǒng)的結構組成框圖；

圖2是本發(fā)明所基于的快速換軌作業(yè)軌枕螺栓位置檢測系統(tǒng)中圖像處理和數(shù)據(jù)分析模塊的結構功能框圖；

圖3是本發(fā)明所基于的快速換軌作業(yè)軌枕螺栓位置檢測系統(tǒng)在快速換軌車上的安裝結構示意圖；

圖4是本發(fā)明快速換軌作業(yè)軌枕螺栓位置檢測方法一種具體實施方式的檢測原理示意圖；

圖5是本發(fā)明快速換軌作業(yè)軌枕螺栓位置檢測方法一種具體實施方式中系統(tǒng)標定過程的程序流程圖；

圖6是本發(fā)明快速換軌作業(yè)軌枕螺栓位置檢測方法一種具體實施方式中激光平面標定過程的原理示意圖；

圖7是本發(fā)明快速換軌作業(yè)軌枕螺栓位置檢測方法一種具體實施方式圖像處理過程中的軌枕螺栓掃描圖像；

圖8是本發(fā)明快速換軌作業(yè)軌枕螺栓位置檢測方法一種具體實施方式圖像處理過程中的從線軌跡拼接成圖形面的示意圖；

圖9是本發(fā)明快速換軌作業(yè)軌枕螺栓位置檢測方法一種具體實施方式檢測過程的程序流程圖；

圖10是本發(fā)明所基于的快速換軌作業(yè)軌枕螺栓位置檢測系統(tǒng)中圖像采集模塊在鋼軌收放裝置上的安裝結構示意圖；

圖中：1-圖像采集模塊，2-圖像處理模塊，3-作業(yè)控制模塊，4-觸發(fā)板，5-電源，6-第二鋼軌收放裝置一，7-第五鋼軌收放裝置，8-前司機室，9-后司機室，10-換軌車，11-線光源，12-鏡頭，13-相機，20-鋼軌收放裝置，21-圖像處理和分析模塊，22-工業(yè)pc機，30-夾鉗，31-控制板，32-作業(yè)油缸控制系統(tǒng)，33-測量輪，40-軌枕螺栓，50-鋼軌，60-軌枕，70-固定連接結構，210-系統(tǒng)標定單元，211-參數(shù)設置單元，212-圖像處理單元，213-螺栓識別單元，214-偏移量計算單元，215-通信單元。

具體實施方式

為了引用和清楚起見，將下文中使用的技術名詞、簡寫或縮寫記載如下：

換軌車：一種能快速更換鋼軌、實現(xiàn)扣件自動回收的車輛；

夾鉗：鋼軌收放裝置的一部分，通過左右兩部分將鋼軌夾持于中央；

工業(yè)pc機：工業(yè)計算機的簡稱；

ccd：charge-coupleddevice，電荷耦合元件的簡稱。

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

如附圖1至附圖10所示，給出了本發(fā)明快速換軌作業(yè)軌枕螺栓位置檢測方法的具體實施例，下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。

實施例1

如附圖1所示，一種本發(fā)明方法所基于的快速換軌作業(yè)軌枕螺栓位置檢測系統(tǒng)的具體實施例，包括：

圖像采集模塊1，用于獲取軌枕螺栓40的圖像數(shù)據(jù)；

圖像處理模塊2，對圖像采集模塊1獲取的軌枕螺栓40的圖像數(shù)據(jù)進行處理，當計算出軌枕螺栓40相對于初始標定狀態(tài)(換軌車10在初始對中狀態(tài)下，線光源11發(fā)出的激光線中心與位于鋼軌50外側的軌枕螺栓40的中心大致重合，使得激光線能夠照射在位于鋼軌50外側的軌枕螺栓40上，此狀態(tài)被稱為初始標定狀態(tài))發(fā)生橫向偏移時，則發(fā)出控制夾鉗30移動方向和位移量的作業(yè)偏移量數(shù)據(jù)；

作業(yè)控制模塊3，根據(jù)圖像處理模塊2發(fā)出的作業(yè)偏移量數(shù)據(jù)控制夾鉗30移動，以保持夾鉗30與軌枕螺栓40之間的相對位置關系。

如附圖4所示，圖像采集模塊1進一步包括線光源11、鏡頭12和相機13，相機13進一步采用高速3dccd相機。線光源11、鏡頭12和相機13以固定的三角結構封裝，并整體固接于換軌車10的鋼軌收放裝置20上靠近夾鉗30的固定連接結構70處，使得夾鉗30至相機13中心的相對位置固定。鏡頭12設置于相機13的前端，線光源11配合相機13進行成像，由線光源11發(fā)出的激光線中心保持投射至軌枕螺栓40的中心一定范圍(基本位于軌枕螺栓40的中心)，由線光源11發(fā)出的激光線在相機13的圖像平面上成像。相機13采集線光源11在作業(yè)現(xiàn)場的掃描軌跡，保存并通過千兆以太網(wǎng)傳輸至圖像處理模塊2進行后續(xù)處理。

圖像采集模塊1還包括與相機13相連的觸發(fā)板4，觸發(fā)板4為相機13提供脈沖觸發(fā)信號，觸發(fā)相機13等時間間隔地采集線光源11在作業(yè)現(xiàn)場的掃描軌跡，線光源11在作業(yè)現(xiàn)場的掃描軌跡再傳輸至圖像處理模塊2進行分析和處理。

作業(yè)控制模塊3進一步包括控制板31，及與控制板31相連的作業(yè)油缸控制系統(tǒng)32。控制板31接收圖像處理模塊2發(fā)出的作業(yè)偏移量數(shù)據(jù)，發(fā)送動作指令至作業(yè)油缸控制系統(tǒng)32，控制夾鉗30的移動方向和位移量。

作業(yè)控制模塊3還包括測量輪33，測量輪33用于采集并向圖像處理模塊2提供換軌車10的作業(yè)里程信息，以提供軌枕螺栓40所在位置的信息。

圖像處理模塊2進一步包括圖像處理和分析模塊21，圖像處理和分析模塊21基于工業(yè)pc機22實現(xiàn)。圖像處理和分析模塊21獲取相機13的中心與軌枕螺栓40圖像的位置關系，并計算出軌枕螺栓40與夾鉗30之間的距離，從而控制夾鉗30移動對應的位移量，并將鋼軌50放置在位于內外軌枕螺栓40之間的承軌槽內。

如附圖2所示，圖像處理和分析模塊21進一步包括系統(tǒng)標定單元210、參數(shù)設置單元211、圖像處理模塊212、螺栓識別單元213、偏移量計算單元214和通信單元215。

系統(tǒng)標定單元210，用于進行相機13的參數(shù)標定，以及線光源11發(fā)出的激光平面標定；

參數(shù)設置單元211，用于設置參與判斷采集圖像是否為軌枕螺栓40的閾值信息；

圖像處理模塊212，用于將相機13采集的軌枕螺栓40的線軌跡拼接成圖形面，并判斷圖形面與軌枕螺栓40的截面是否一致，如果一致則進行軌枕螺栓40的識別判斷；

螺栓識別單元213，判斷采集圖像對應的軌枕螺栓40是否在理論的里程間隔內，并是否超出合理的橫向偏移范圍，如均滿足條件，則判斷為軌枕螺栓40；

偏移量計算單元214，以初始對中狀態(tài)下的檢測值為基準，計算出軌枕螺栓40相對于初始標定狀態(tài)的橫向偏移量，并得出作業(yè)偏移量數(shù)據(jù)；初始對中狀態(tài)為在換軌車10啟動作業(yè)前，鋼軌50對軌入槽就緒后的狀態(tài)；

通信單元215，將計算出的作業(yè)偏移量數(shù)據(jù)通過rs232串口通信發(fā)送至換軌車10的控制板31，并由控制板31向作業(yè)油缸控制系統(tǒng)32發(fā)送動作指令控制夾鉗30的移動方向和位移量。

如附圖3和附圖10所示，線光源11、鏡頭12和相機13以固定的三角結構整體安裝于換軌車10的第二鋼軌收放裝置6上靠近夾鉗30的固定連接結構70處，以及第五鋼軌收放裝置7上靠近夾鉗30的固定連接結構70處(或第三鋼軌收放裝置上靠近夾鉗30的固定連接結構處，以及第六鋼軌收放裝置上靠近夾鉗30的固定連接結構處)。觸發(fā)板4、圖像處理模塊2及控制板31布置于后司機室9內的控制機柜中。作業(yè)油缸控制系統(tǒng)32布置于前司機室8內的控制機柜中。附圖10中，20為鋼軌收放裝置，50為鋼軌，60為軌枕。

實施例1描述的快速換軌作業(yè)軌枕螺栓位置檢測系統(tǒng)基于機器視覺檢測，提高了換軌作業(yè)效率，節(jié)約了人力成本，消除了安全隱患，實現(xiàn)了基于機器視覺的軌枕螺栓自動化檢測。實施例2

一種快速換軌作業(yè)軌枕螺栓位置檢測方法的具體實施例，包括以下步驟：

s10)獲取軌枕螺栓40的圖像數(shù)據(jù)；

s20)對獲取的軌枕螺栓40的圖像數(shù)據(jù)進行處理，當計算出軌枕螺栓40相對于初始標定狀態(tài)發(fā)生橫向偏移時，則發(fā)出控制夾鉗30移動方向和位移量的作業(yè)偏移量數(shù)據(jù)；

s30)根據(jù)圖像處理模塊2發(fā)出的作業(yè)偏移量數(shù)據(jù)控制夾鉗30移動，以保持夾鉗30與軌枕螺栓40之間的相對位置關系。

步驟s20)進一步包括以下過程：

s21)進行相機13的參數(shù)標定，以及線光源11發(fā)出的激光平面標定；

s22)設置參與判斷采集圖像是否為軌枕螺栓40的閾值信息；

判斷檢測高度范圍設置是否完成，如果設置完成則進入下一步；

s23)通過相機13采集軌枕螺栓40的圖像數(shù)據(jù)，將相機13采集的軌枕螺栓40的線軌跡拼接成圖形面，并判斷圖形面與所述螺栓40的截面是否一致，如果一致則進行軌枕螺栓40的識別判斷；

s24)判斷采集圖像對應的軌枕螺栓40是否在理論的里程間隔內，并是否超出了合理的橫向偏移范圍，如均滿足條件(即軌枕螺栓40在理論的里程間隔內，并且沒有超出合理的橫向偏移范圍)，則判斷為軌枕螺栓40；

s25)以初始對中狀態(tài)下的檢測值為基準，計算出軌枕螺栓40相對于初始標定狀態(tài)的橫向偏移量，并得出作業(yè)偏移量數(shù)據(jù)；

s26)將計算出的作業(yè)偏移量數(shù)據(jù)發(fā)送至控制板31，并由控制板31向作業(yè)油缸控制系統(tǒng)32發(fā)送動作指令控制夾鉗30的移動方向和位移量。

軌枕螺栓40檢測過程的程序流程如附圖9所示，檢測流程包含了以上的參數(shù)設置、圖像處理、軌枕螺栓40識別、偏移量計算和串口通信流程。

如附圖5所示，步驟s21)中相機13的參數(shù)標定進一步包括以下過程：

標定相機13的參數(shù)，以確定相機13的內部參數(shù)、外部參數(shù)和畸變參數(shù)，相機13的參數(shù)包括ccd主點在圖像平面坐標系中的坐標、焦距、像素寬度和高度，以及旋轉矩陣和平移向量。在標定相機13的參數(shù)前，完成相機13在工作狀態(tài)下的光圈和焦距調節(jié)，并固定相機13的姿態(tài)，標定過程的優(yōu)劣將直接影響原始圖像數(shù)據(jù)的質量好壞。

如附圖5和附圖6所示，步驟s21)中相機13的激光平面標定進一步包括以下過程：

以標定靶平面p0中的某一點o0為原點，建立標定坐標系o0-x0y0z0，相機13的坐標系為oc-xcyczc。設相機13的圖像平面為pi，激光平面為p1，激光平面p1與標定靶平面p0相交于直線l，點p為直線l上的一點，設點p在標定坐標系上的坐標為(x0,y0,0)，在相機13的圖像平面中坐標為(xc,yc,zc)。點p在相機13中的像點為p，設點p在圖像平面坐標系中的坐標為(u，v)，將圖像平面坐標系中的坐標(u，v)轉換至標定坐標系o0-x0y0z0。激光平面標定的目的在于確定激光平面在標定坐標系(xoooyo)下的方程。同時，激光平面的標定過程也明確了相機坐標系(xcocyc)和標定坐標系之間的轉換關系，由此結合相機13的標定參數(shù)，就能夠實現(xiàn)相機13拍攝的影像與實際被測物(軌枕螺栓40)的對應關系，從而實現(xiàn)識別定位。

步驟s22)進一步包括以下過程：

設置參與判斷采集圖像是否為正確的軌枕螺栓40的各類閾值，閾值包括軌枕螺栓間距、橫向偏移量、高度范圍、截面積大小、報警條件和初始偏移量。

步驟s23)進一步包括以下過程：

線光源11投射至軌枕螺栓40的表面，由相機13采集軌枕螺栓40的輪廓光影，如附圖7所示。在換軌車10運行時，對軌枕螺栓40的輪廓光影進行連續(xù)采集，以軌枕螺栓40的理論高度為基準，截取在該基準一定上下范圍內的掃描圖像，從而實現(xiàn)線軌跡到圖形面的拼接，如附圖8所示。線光源11投射到軌枕螺栓40的表面，可由相機13采集其輪廓光影。將采集到的軌枕螺栓40的線軌跡拼接成圖形面，并判斷圖形面與軌枕螺栓40的截面是否一致。

步驟s24)進一步包括以下過程：

通過測量輪33采集換軌車10的作業(yè)里程信息，以提供軌枕螺栓40所在位置的信息。判斷采集的圖像是否在理論的里程間隔內，以及是否超出合理的橫向偏移范圍，如均滿足條件，則判斷為軌枕螺栓40。

步驟s25)進一步包括以下過程：

偏移量的計算以初始對中狀態(tài)下的檢測值為基準，初始對中狀態(tài)為在換軌車10啟動作業(yè)前，鋼軌50對軌入槽就緒后的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，線光源11發(fā)出的激光線中心與位于鋼軌50外側的軌枕螺栓40中心大致重合，使得激光線能夠照射在位于鋼軌50外側的軌枕螺栓40上。入槽處的鋼軌50位于每對軌枕螺栓40之間的中央位置，測量軌枕螺栓40到初始標定中心(在初始標定狀態(tài)下，線光源11發(fā)出的激光線中心)的初始值xo。因為初始狀態(tài)是換軌車10作業(yè)啟動后應保持的最佳狀態(tài)，因此當換軌車10運行，并檢測出軌枕螺栓40相對于初始標定中心的橫向偏移x≠xo時，則控制夾鉗30移動的位移量為δx＝x-xo，從而保持線光源11發(fā)出的激光線中心與位于鋼軌50外側的軌枕螺栓40的中心大致重合。

步驟s23)進一步包括以下過程：

相機13在觸發(fā)板4的連續(xù)觸發(fā)下，等時間間隔地采集線光源11在作業(yè)現(xiàn)場的掃描軌跡。

通過實施本發(fā)明具體實施例描述的快速換軌作業(yè)軌枕螺栓位置檢測方法的技術方案，能夠產(chǎn)生如下技術效果：

(1)本發(fā)明具體實施例描述的快速換軌作業(yè)軌枕螺栓位置檢測方法實現(xiàn)了換軌作業(yè)的自動化，大幅提升了換軌作業(yè)的效率，有效避免了安全隱患的發(fā)生，避免了誤判與誤操作造成的破壞；

(2)本發(fā)明具體實施例描述的快速換軌作業(yè)軌枕螺栓位置檢測方法采用高速3d相機捕獲線光源的掃描軌跡，在線光源的檢測模式下，相機的最大幀頻可以達到7000fps，保證了快速換軌車直線作業(yè)10km/h，曲線作業(yè)5km/h的作業(yè)要求，大大提升了換軌作業(yè)的效率；

(3)本發(fā)明具體實施例描述的快速換軌作業(yè)軌枕螺栓位置檢測方法增強了軌枕螺栓定位的準確性，通過采用高精度的圖像識別自動檢測，并結合里程間隔，高度范圍設置、偏移量界限等一系列邏輯判斷，使誤檢率和漏檢率大大降低，有效保證了定位的準確性；

(4)本發(fā)明具體實施例描述的快速換軌作業(yè)軌枕螺栓位置檢測方法有效消除換軌作業(yè)的安全隱患，通過自動化檢測代替人工檢測，避免了操作人員的持續(xù)性疲勞作業(yè)，且檢測結果的正確性、可靠性的提高，減少了軌枕螺栓的位置誤判，避免了作業(yè)的誤動作，大大地消除了安全隱患。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領域的技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神實質和技術方案的情況下，都可利用上述揭示的方法和技術內容對本發(fā)明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同替換、等效變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案保護的范圍。