專利名稱：鐵路路軌位移量誤差修正檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鐵路路軌位移量誤差修正檢測(cè)方法，主要涉及鐵路路軌縱向位移的測(cè)量技術(shù)。
背景技術(shù)：
鐵路軌道由于長(zhǎng)期承受外界環(huán)境的影響，尤其是列車上下行區(qū)間的反復(fù)作用必定使鐵路軌道產(chǎn)生縱向位移量，該位移量的測(cè)量和測(cè)量精度將直接關(guān)系到鐵路的運(yùn)行安全和維護(hù)問(wèn)題。本申請(qǐng)人申請(qǐng)的201010210223. 2發(fā)明專利中公開了一種基于圖像模板匹配技術(shù)的測(cè)量鐵路路軌位移量的方法，該方法中圖像識(shí)別裝置將歷史標(biāo)柱影像與實(shí)時(shí)標(biāo)柱影像進(jìn)行匹配，獲得標(biāo)柱的位移量，并調(diào)整攝像頭的拍攝仰角，依次拍攝上行線路和下行線路各根路軌上的路軌標(biāo)記與歷史路軌標(biāo)記影像進(jìn)行匹配，獲得路軌標(biāo)記中心的偏移量，最終圖像識(shí)別裝置根據(jù)標(biāo)柱的位移量和路軌標(biāo)記中心的偏移量，按照既定的算法確定鐵路路軌的縱向位移量；但該方法未提及拍攝分辨率和拍攝距離對(duì)測(cè)量誤差的影響，實(shí)用性優(yōu)勢(shì)被削弱。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種鐵路路軌位移量誤差修正檢測(cè)方法，充分考慮拍攝分辨率和拍攝距離對(duì)于測(cè)量誤差的影響，以提高鐵路路軌縱向位移量的檢測(cè)精度。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是該鐵路路軌位移量誤差修正檢測(cè)方法，其特征在于圖像識(shí)別裝置按照修正的邏輯算法進(jìn)行目標(biāo)影像的誤差修正，并在修正完成的條件下實(shí)現(xiàn)目標(biāo)影像的在線匹配。所述的圖像識(shí)別裝置包括攝像系統(tǒng)、定位系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，攝像系統(tǒng)采用可控變焦攝像頭，定位系統(tǒng)增設(shè)激光測(cè)距模塊，控制系統(tǒng)增設(shè)目標(biāo)影像誤差修正的邏輯算法模塊。所述修正的邏輯算法具體步驟如下步驟1 圖像識(shí)別裝置進(jìn)行模塊內(nèi)部各項(xiàng)參數(shù)的初始化操作，包括可控變焦攝像頭和激光測(cè)距模塊的軟硬件初始化操作；步驟2 圖像識(shí)別裝置中的可控變焦攝像頭通過(guò)激光測(cè)距模塊獲取目標(biāo)影像距離，并根據(jù)目標(biāo)影像距離自動(dòng)調(diào)節(jié)拍攝焦距Fc來(lái)保證成像比例；目標(biāo)影像包括標(biāo)柱和路軌標(biāo)尺零點(diǎn)；拍攝焦距Fc的調(diào)節(jié)按照如下公式進(jìn)行Fc = β (F1+F2)；Fl = Fh(l + jpl+Dl)
ηF2 = 2^-yj(D4-0.5h)2 +D21其中，β為焦距誤差修正系數(shù)，且0 < β < 1 ；Fh為可控變焦攝像頭底片高度，F(xiàn)1 為可控變焦攝像頭底片長(zhǎng)度，D1為路軌的中心線與可控變焦攝像頭在鐵路路基平面上的投影之間的垂直距離山2為可控變焦攝像頭在路軌的中心線方向投影點(diǎn)與路軌標(biāo)尺上沿的垂直距離；D3為可控變焦攝像頭在路軌中心線上的投影距離；D4為可控變焦攝像頭在鐵路路基平面上的投影距離；h為目標(biāo)影像實(shí)際平面高度；1為目標(biāo)影像實(shí)際平面長(zhǎng)度。步驟3 圖像識(shí)別裝置中的微處理模塊根據(jù)成像比例和可控變焦攝像頭的像素特征，按照修正的邏輯運(yùn)算公式自動(dòng)設(shè)定最佳目標(biāo)影像分辨率；最佳目標(biāo)影像分辨率的設(shè)定按照如下公式進(jìn)行
“__UFcPr_Kr =-1‘'
ε · (2^(/; -12 cos a) - 0.5hf + D1x )
_h Fc PcKc =-1,,‘
ε·(Η + 2y[(/j -12 cos a) - 0.5hf + D21 )其中，艮為行分辨率，Rc為列分辨率，ε為預(yù)先設(shè)定的位移量允許誤差量，Pr為預(yù)先設(shè)定的位移量允許誤差量ε下所需要的最小行像素?cái)?shù)，P。為預(yù)先設(shè)定的位移量允許誤差量ε下所需要的最小列像素?cái)?shù)，I1為可控調(diào)焦攝像頭水平線距離鐵路路基的垂直距離，I2 為可控變焦攝像頭身長(zhǎng)，α為可控變焦攝像頭仰角。圖像識(shí)別裝置綜合以上條件按照本申請(qǐng)人在先申請(qǐng)已公開的申請(qǐng)?zhí)枮?201010210223. 2專利中的控制策略進(jìn)行目標(biāo)影像的在線模板比對(duì)，以此確定鐵路路軌縱向
位移量。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的鐵路路軌位移量誤差修正檢測(cè)方法所具有的有益效果是克服了本申請(qǐng)人在先申請(qǐng)的基于圖像模板匹配技術(shù)的測(cè)量鐵路路軌位移量的方法由于拍攝分辨率和拍攝距離導(dǎo)致的鐵路路軌位移量的測(cè)量誤差，本圖像識(shí)別裝置利用誤差修正的控制方法，能夠?qū)崿F(xiàn)各種惡劣天氣環(huán)境下鐵路路軌位移量的準(zhǔn)確測(cè)量。


圖1為本發(fā)明修正的邏輯算法流程示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。其中1為路軌 2為標(biāo)柱 3為可控調(diào)焦攝像頭 4為定位支架 5為定位基樁6為鐵路路基 7為攝像頭仰角 I1為可控調(diào)焦攝像頭水平線距離鐵路路基的垂直距離I2為可控變焦攝像頭身長(zhǎng) D1為路軌的中心線與可控變焦攝像頭在鐵路路基平面上的投影之間的垂直距離 D2為可控變焦攝像頭在路軌的中心線方向投影點(diǎn)與路軌標(biāo)尺上沿的垂直距離 D3為可控變焦攝像頭在路軌中心線上的投影距離 D4為可控變焦攝像頭在鐵路路基平面上的投影距離。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合圖1-2對(duì)本發(fā)明鐵路路軌位移量誤差修正檢測(cè)方法作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示為本發(fā)明修正的邏輯算法流程示意圖，步驟如下步驟1，圖像識(shí)別裝置進(jìn)行模塊內(nèi)部各項(xiàng)參數(shù)的初始化操作，包括可控變焦攝像頭和激光測(cè)距模塊的軟硬件初始化操作；主要是激光測(cè)距模塊的歸零化，保證測(cè)距的精確性；
步驟2，圖像識(shí)別裝置中的可控變焦攝像頭通過(guò)激光測(cè)距模塊獲取目標(biāo)影像距離， 并根據(jù)此距離自動(dòng)調(diào)節(jié)拍攝焦距來(lái)保證成像比例；目標(biāo)影像包括標(biāo)柱和路軌標(biāo)尺零點(diǎn)；拍攝焦距Fc的調(diào)節(jié)按照如下公式進(jìn)行

權(quán)利要求
1.一種鐵路路軌位移量誤差修正檢測(cè)方法，其特征在于圖像識(shí)別裝置按照修正的邏輯算法進(jìn)行目標(biāo)影像的誤差修正，并在修正完成的條件下實(shí)現(xiàn)目標(biāo)影像的在線匹配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路路軌位移量誤差修正檢測(cè)方法，其特征在于所述的圖像識(shí)別裝置包括攝像系統(tǒng)、定位系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，攝像系統(tǒng)采用可控變焦攝像頭，定位系統(tǒng)增設(shè)激光測(cè)距模塊，控制系統(tǒng)增設(shè)目標(biāo)影像誤差修正的邏輯算法模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路路軌位移量誤差修正檢測(cè)方法，其特征在于所述修正的邏輯算法具體步驟如下步驟1 圖像識(shí)別裝置進(jìn)行模塊內(nèi)部各項(xiàng)參數(shù)的初始化操作，包括可控變焦攝像頭和激光測(cè)距模塊的軟硬件初始化操作；步驟2 圖像識(shí)別裝置中的可控變焦攝像頭通過(guò)激光測(cè)距模塊獲取目標(biāo)影像距離，并根據(jù)目標(biāo)影像距離自動(dòng)調(diào)節(jié)拍攝焦距Fc來(lái)保證成像比例；目標(biāo)影像包括標(biāo)柱和路軌標(biāo)尺零點(diǎn)；拍攝焦距Fc的調(diào)節(jié)按照如下公式進(jìn)行
全文摘要
一種鐵路路軌位移量誤差修正檢測(cè)方法，主要涉及鐵路路軌縱向位移的測(cè)量技術(shù)。圖像識(shí)別裝置按照修正的邏輯算法進(jìn)行目標(biāo)影像的誤差修正，并在修正完成的條件下實(shí)現(xiàn)目標(biāo)影像的在線匹配?？朔吮旧暾?qǐng)人在先申請(qǐng)的基于圖像模板匹配技術(shù)的測(cè)量鐵路路軌位移量的方法由于拍攝分辨率和拍攝距離導(dǎo)致的鐵路路軌位移量的測(cè)量誤差，本圖像識(shí)別裝置利用誤差修正的控制方法，能夠?qū)崿F(xiàn)各種惡劣天氣環(huán)境下鐵路路軌位移量的準(zhǔn)確測(cè)量。
文檔編號(hào)G06T7/00GK102173297SQ20111003771
公開日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月15日
發(fā)明者宮春勇, 韓宇, 高小群 申請(qǐng)人:山東申普交通科技有限公司