详情

原文传递高速列车动态限界测量方法、装置、存储介质及电子设备

专利名称：	高速列车动态限界测量方法、装置、存储介质及电子设备
摘要：	本发明提供一种高速列车动态限界测量方法、存储介质及电子设备，方法包括：利用张正友标定法标定多张棋盘格板采集图像的棋盘格板标定特征点，获取所述棋盘格板标定特征点的像素坐标；利用相机成像原理根据所述像素坐标建立像素坐标系与世界坐标系之间的第一对应关系；提取多张结构光图像中的光条中心线；利用线激光光平面的特点根据所述光条中心线建立结构光平面参数与所述世界坐标系之间的第二对应关系；根据所述第一对应关系和所述第二对应关系获得所述结构光平面参数；根据所述结构光平面参数对高速列车进行动态限界测量。减少了精密标靶使用过程中变形、损伤造成的测量误差；减少了高速相机的数量，缩短了实验准备时间。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中铁检验认证中心有限公司
发明人：	高福来;黄健;张锐;杨鹏;王克俊;王科理;姜君;李肖刚;王娜
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-05T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-06T00:00:00+0800
申请号：	CN201910366991.8
公开号：	CN110091891A
代理机构：	北京科石知识产权代理有限公司
代理人：	唐玉刚
分类号：	B61K9/02(2006.01);B;B61;B61K;B61K9
申请人地址：	100081 北京市海淀区大柳树路2号
主权项：	1.一种高速列车动态限界测量方法，其特征在于，该方法包括：利用张正友标定法标定多张棋盘格板采集图像的棋盘格板标定特征点，获取所述棋盘格板标定特征点的像素坐标；利用相机成像原理根据所述像素坐标建立像素坐标系与世界坐标系之间的第一对应关系；提取多张结构光图像中的光条中心线；利用线激光光平面的特点根据所述光条中心线建立结构光平面参数与所述世界坐标系之间的第二对应关系；根据所述第一对应关系和所述第二对应关系获得所述结构光平面参数；以及根据所述结构光平面参数对高速列车进行动态限界测量。 2.根据权利要求1所述的高速列车动态限界测量方法，其特征在于，利用张正友标定法对多张棋盘格板采集图像进行标定，获取棋盘格板标定特征点的像素坐标的步骤之前，该方法还包括：将棋盘格板设置在标定工装卡槽内，旋转所述棋盘格板利用高速相机拍摄多张所述棋盘格板在不同角度时的所述棋盘格板采集图像。 3.根据权利要求1所述的高速列车动态限界测量方法，其特征在于，提取多张结构光图像中的光条中心线的步骤之前，该方法还包括：将棋盘格板设置在多个不同位置的标定工装卡槽内，并利用激光器照射所述棋盘格板，利用高速相机拍摄所述棋盘格板在不同所述标定工装卡槽内的所述结构光图像，其中，所述棋盘格板在不同所述标定工装卡槽内时所在的平面相互平行。 4.根据权利要求1所述的高速列车动态限界测量方法，其特征在于，利用线激光光平面的特点根据所述光条中心线建立结构光平面参数与所述世界坐标系之间的第二对应关系的步骤之前，该方法还包括：对多张所述结构光图像进行降噪、特征点提取，其中，所述结构光图像的数量为3，Yw3-Yw1＝1435mm，Yw1是第1张结构光图像的特征点在世界坐标系中的Y轴坐标，Yw3是第3张结构光图像的特征点在世界坐标系中的Y轴坐标。 5.根据权利要求4所述的高速列车动态限界测量方法，其特征在于，所述第一对应关系的表达式为：其中，fx和fy是等效焦距；XW、YW和ZW是世界坐标系下的坐标位置；u和v是像素坐标系下坐标；s是像面坐标系下的Z轴坐标；cx和cy是像素坐标系与像面坐标系的转换系数；R是旋转矩阵；T是平移矩阵；利用解析解估算方法计算出内部参数fx和fy，并利用解析解估算方法计算出外部参数R和T；m11，m12…，m34是转换矩阵元素。 6.根据权利要求5所述的高速列车动态限界测量方法，其特征在于，所述第二对应关系的表达式为：其中，A、B、C和D是结构光平面参数；XW、YW和ZW是世界坐标系下的坐标位置；u和v是像素坐标系下的坐标；m11，m12，…，m34是转换矩阵元素。 7.根据权利要求6所述的高速列车动态限界测量方法，其特征在于，根据所述结构光平面参数对高速列车进行动态限界测量的步骤，具体包括：利用激光器向行驶列车上投射线结构光，并在所述行驶列车上形成光条；利用高速相机同步拍摄所述光条获得所述高速列车行驶图片；根据所述结构光平面参数计算所述高速列车行驶图片中的所述光条在所述世界坐标系中的实际坐标；以及根据所述实际坐标计算所述高速列车行驶中的偏摆角和平移量。 8.根据权利要求7所述的高速列车动态限界测量方法，其特征在于，根据所述结构光平面参数对高速列车进行动态限界测量的步骤之后，该方法还包括：根据测量得到的动态限界测量值和车辆限界标准值确定所述高速列车行驶过程中是否超出限界；如果所述高速列车行驶过程中超出限界，进行报警；以及显示所述高速列车行驶过程中超出限界的位置和超限值。 9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1～8任一所述的高速列车动态限界测量方法。 10.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上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权利要求1～8任一所述的高速列车动态限界测量方法。
所属类别：	发明专利