專利名稱：貨運(yùn)列車超限計(jì)算機(jī)視覺檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明歸屬于精密光學(xué)測(cè)量、計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)等領(lǐng)域、涉及到使用計(jì)算機(jī)視覺方法在線測(cè)量大尺度運(yùn)動(dòng)物體(列車)外部輪廓的幾何尺寸技術(shù)。
背景技術(shù)：
鐵路貨運(yùn)車輛在進(jìn)站時(shí)，如果所載的貨物超寬、超高、超限將會(huì)對(duì)車站設(shè)施及人員造成傷害，所以對(duì)貨運(yùn)列車的外形進(jìn)行在線實(shí)時(shí)檢測(cè)，有利于及時(shí)判斷貨車安全狀態(tài)。由于超限貨車的外形多樣變化、種類較多，需在一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)下對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)分類。現(xiàn)有技術(shù)存在以下不足I.測(cè)量可靠性不高比較常用的方法是采用包括激光在內(nèi)的光學(xué)傳感器，這種傳感器只能測(cè)量光線通過(guò)范圍內(nèi)的物品遮擋，屬于點(diǎn)檢測(cè)，容易漏掉或誤報(bào)?！?.測(cè)量范圍覆蓋不夠無(wú)論是光學(xué)傳感器還是激光雷達(dá)檢測(cè)都會(huì)漏檢一些區(qū)域。3.對(duì)被測(cè)物超限的種類判別能力不強(qiáng)由于傳感器或激光雷達(dá)很難判別出具體的超限物品，無(wú)法對(duì)物品整體的識(shí)別做出準(zhǔn)確的結(jié)論。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于線激光和2組高速面陣CXD攝像機(jī)組成的三維視覺高速測(cè)量系統(tǒng)。此系統(tǒng)將線激光標(biāo)投射到貨運(yùn)列車的頂部和兩側(cè)，再用高速面陣CCD攝像機(jī)拍攝激光線投射在貨運(yùn)列車頂部及兩側(cè)上的投影輪廓。再經(jīng)過(guò)相應(yīng)的計(jì)算，就可以得出行進(jìn)列車的每一個(gè)截面的外形尺寸，經(jīng)過(guò)高速拍攝和計(jì)算處理即可得到整列貨車的外形圖，再與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)相比較就可準(zhǔn)確得出超限的尺寸及種類。本發(fā)明的硬件由安裝在龍門架上的攝像機(jī)及線結(jié)構(gòu)光激光器組成，可快速實(shí)現(xiàn)對(duì)貨運(yùn)列車頂部及兩側(cè)的各種超限尺寸的自動(dòng)測(cè)量。本發(fā)明的技術(shù)方案是貨運(yùn)列車超限計(jì)算機(jī)視覺檢測(cè)系統(tǒng)，包括線激光模塊、攝像模塊、視覺處理模塊、報(bào)警分類模塊。攝像模塊的數(shù)據(jù)輸出端連接視覺處理模塊的數(shù)據(jù)輸入端，視覺處理模塊輸出端連接報(bào)警分類模塊的數(shù)據(jù)輸入端。所述視覺處理模塊包括圖像預(yù)處理模塊、坐標(biāo)系變換模塊、高速測(cè)量模塊。所述線激光模塊包含2臺(tái)激光器發(fā)出905nm線激光，將被測(cè)貨車的頂部及兩側(cè)進(jìn)行無(wú)縫連接。所述攝像模塊為能夠?qū)⒈粶y(cè)貨車的頂部及兩側(cè)全部收入視場(chǎng)中的2臺(tái)數(shù)碼攝像機(jī)。其攝像靶面與激光投射面的夾角在30度至50度之間。所述攝像模塊中的數(shù)碼攝像機(jī)鏡頭前安裝只可通過(guò)905nm附近光線的光學(xué)濾色鏡片，可以克服雜散光干擾。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)是I.測(cè)量速度極快。2.測(cè)量范圍覆蓋全面,可做到無(wú)漏檢。
3.可以測(cè)得實(shí)時(shí)的貨車頂部及兩側(cè)外形輪廓圖，這是其他方法很難做到的。4.由于在光學(xué)系統(tǒng)排除了外界光干擾，使用脈沖發(fā)光及高速曝光拍攝，從而使得畫面清晰無(wú)抖動(dòng)，同時(shí)延長(zhǎng)了激光器使用壽命，優(yōu)化的測(cè)量算法大大提高了對(duì)高速運(yùn)動(dòng)的貨車的外形數(shù)據(jù)處理。


圖I是本發(fā)明的框圖；圖2是本發(fā)明的配置示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，本發(fā)明貨運(yùn)列車超限計(jì)算機(jī)視覺檢測(cè)系統(tǒng)，所采集的貨車的頂部及·兩側(cè)的信息經(jīng)過(guò)攝像模塊輸入圖像信息后，依次經(jīng)過(guò)圖像預(yù)處理模塊、坐標(biāo)系變換模塊、高速測(cè)量模塊處理，最后通過(guò)報(bào)警分類模塊向車站管理人員提供可靠信息。所述的圖像預(yù)處理模塊，是指將拍攝的貨車的頂部及兩側(cè)的激光標(biāo)線圖像，進(jìn)行去噪、細(xì)化、二值化等圖像預(yù)處理。所述的坐標(biāo)系變換模塊，是指對(duì)攝像機(jī)拍攝的貨車的頂部及兩側(cè)的激光標(biāo)線圖像坐標(biāo)，通過(guò)空間變換方程(該方程由預(yù)先標(biāo)定算法得到)轉(zhuǎn)化為真實(shí)物理空間的橫斷面二維坐標(biāo)，再結(jié)合快速拍攝的連續(xù)截面圖像即可合成出三維空間坐標(biāo)。所述的高速測(cè)量模塊，是指依據(jù)測(cè)量點(diǎn)的真實(shí)物理空間的三維空間坐標(biāo)，合成出車廂的立體圖，再對(duì)關(guān)鍵部位計(jì)算出實(shí)際幾何尺寸。如圖2所示，2臺(tái)905nm線型激光器2發(fā)射出2條線型激光3相接照射在被測(cè)量的在線運(yùn)行的被測(cè)貨車4的頂部及兩側(cè)表面上。如圖2所示，數(shù)碼攝像機(jī)1，能夠?qū)⒈粶y(cè)貨運(yùn)列車4的頂部及兩側(cè)的橫斷面全部收入視場(chǎng)，攝像靶面與激光投射面的夾角在30度至50度之間，使測(cè)量精度與設(shè)備安裝空間達(dá)到較好的平衡。以上對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.貨運(yùn)列車超限計(jì)算機(jī)視覺檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于包括線激光模塊、攝像模塊、視覺處理模塊、報(bào)警分類模塊。所述視覺處理模塊包括圖像預(yù)處理模塊、坐標(biāo)系變換模塊、高速測(cè)量模塊。
2.所述線激光模塊包含2臺(tái)激光器發(fā)出905nm線激光，將被測(cè)貨車的頂部及兩側(cè)進(jìn)行無(wú)縫照射連接。
3.所述攝像模塊中的數(shù)碼攝像機(jī)鏡頭前安裝只可通過(guò)905nm附近光線的光學(xué)濾色鏡片，可以克服雜散光干擾。
全文摘要
本發(fā)明提供貨運(yùn)列車超限計(jì)算機(jī)視覺檢測(cè)系統(tǒng)，歸屬于精密光學(xué)測(cè)量領(lǐng)域。包括線激光模塊、攝像模塊、視覺處理模塊、報(bào)警分類模塊。攝像模塊的數(shù)據(jù)輸出端連接視覺處理模塊的數(shù)據(jù)輸入端，視覺處理模塊輸出端連接報(bào)警分類模塊的數(shù)據(jù)輸入端。所述視覺處理模塊包括圖像預(yù)處理模塊、坐標(biāo)系變換模塊、高速測(cè)量模塊。本發(fā)明的硬件由安裝在龍門架上的攝像機(jī)及線結(jié)構(gòu)光激光器組成，可快速實(shí)現(xiàn)對(duì)貨運(yùn)列車頂部及兩側(cè)的各種超限尺寸的自動(dòng)測(cè)量。
文檔編號(hào)B61K9/02GK102887155SQ20111020629
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日
發(fā)明者羅金榮, 牛曉芳 申請(qǐng)人:天津思博科科技發(fā)展有限公司