專利名稱：鐵路路軌位移量誤差修正檢測方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種鐵路路軌位移量誤差修正檢測方法，主要涉及鐵路路軌縱向位移的測量技術(shù)。
背景技術(shù)：
鐵路軌道由于長期承受外界環(huán)境的影響，尤其是列車上下行區(qū)間的反復作用必定使鐵路軌道產(chǎn)生縱向位移量，該位移量的測量和測量精度將直接關系到鐵路的運行安全和維護問題。本申請人申請的201010210223. 2發(fā)明專利中公開了一種基于圖像模板匹配技術(shù)的測量鐵路路軌位移量的方法，該方法中圖像識別裝置將歷史標柱影像與實時標柱影像進行匹配，獲得標柱的位移量，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記與歷史路軌標記影像進行匹配，獲得路軌標記中心的偏移量，最終圖像識別裝置根據(jù)標柱的位移量和路軌標記中心的偏移量，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測量誤差的影響，實用性優(yōu)勢被削弱。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種鐵路路軌位移量誤差修正檢測方法，充分考慮拍攝分辨率和拍攝距離對于測量誤差的影響，以提高鐵路路軌縱向位移量的檢測精度。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該鐵路路軌位移量誤差修正檢測方法，其特征在于圖像識別裝置按照修正的邏輯算法進行目標影像的誤差修正，并在修正完成的條件下實現(xiàn)目標影像的在線匹配。所述的圖像識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)增設激光測距模塊，控制系統(tǒng)增設目標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 圖像識別裝置進行模塊內(nèi)部各項參數(shù)的初始化操作，包括可控變焦攝像頭和激光測距模塊的軟硬件初始化操作；步驟2 圖像識別裝置中的可控變焦攝像頭通過激光測距模塊獲取目標影像距離，并根據(jù)目標影像距離自動調(diào)節(jié)拍攝焦距Fc來保證成像比例；目標影像包括標柱和路軌標尺零點；拍攝焦距Fc的調(diào)節(jié)按照如下公式進行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與路軌標尺上沿的垂直距離；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為目標影像實際平面高度；1為目標影像實際平面長度。步驟3 圖像識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，按照修正的邏輯運算公式自動設定最佳目標影像分辨率；最佳目標影像分辨率的設定按照如下公式進行
“__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為預先設定的位移量允許誤差量，Pr為預先設定的位移量允許誤差量ε下所需要的最小行像素數(shù)，P。為預先設定的位移量允許誤差量ε下所需要的最小列像素數(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，α為可控變焦攝像頭仰角。圖像識別裝置綜合以上條件按照本申請人在先申請已公開的申請?zhí)枮?201010210223. 2專利中的控制策略進行目標影像的在線模板比對，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方法所具有的有益效果是克服了本申請人在先申請的基于圖像模板匹配技術(shù)的測量鐵路路軌位移量的方法由于拍攝分辨率和拍攝距離導致的鐵路路軌位移量的測量誤差，本圖像識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確測量。


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)明實施例結(jié)構(gòu)示意圖。其中1為路軌 2為標柱 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 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與路軌標尺上沿的垂直距離 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。
具體實施例方式下面結(jié)合圖1-2對本發(fā)明鐵路路軌位移量誤差修正檢測方法作進一步詳細說明。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，圖像識別裝置進行模塊內(nèi)部各項參數(shù)的初始化操作，包括可控變焦攝像頭和激光測距模塊的軟硬件初始化操作；主要是激光測距模塊的歸零化，保證測距的精確性；
步驟2，圖像識別裝置中的可控變焦攝像頭通過激光測距模塊獲取目標影像距離， 并根據(jù)此距離自動調(diào)節(jié)拍攝焦距來保證成像比例；目標影像包括標柱和路軌標尺零點；拍攝焦距Fc的調(diào)節(jié)按照如下公式進行

權(quán)利要求
1.一種鐵路路軌位移量誤差修正檢測方法，其特征在于圖像識別裝置按照修正的邏輯算法進行目標影像的誤差修正，并在修正完成的條件下實現(xiàn)目標影像的在線匹配。
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方法，其特征在于所述的圖像識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)增設激光測距模塊，控制系統(tǒng)增設目標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 圖像識別裝置進行模塊內(nèi)部各項參數(shù)的初始化操作，包括可控變焦攝像頭和激光測距模塊的軟硬件初始化操作；步驟2 圖像識別裝置中的可控變焦攝像頭通過激光測距模塊獲取目標影像距離，并根據(jù)目標影像距離自動調(diào)節(jié)拍攝焦距Fc來保證成像比例；目標影像包括標柱和路軌標尺零點；拍攝焦距Fc的調(diào)節(jié)按照如下公式進行
全文摘要
一種鐵路路軌位移量誤差修正檢測方法，主要涉及鐵路路軌縱向位移的測量技術(shù)。圖像識別裝置按照修正的邏輯算法進行目標影像的誤差修正，并在修正完成的條件下實現(xiàn)目標影像的在線匹配?？朔吮旧暾埲嗽谙壬暾埖幕趫D像模板匹配技術(shù)的測量鐵路路軌位移量的方法由于拍攝分辨率和拍攝距離導致的鐵路路軌位移量的測量誤差，本圖像識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確測量。
文檔編號G06T7/00GK102173297SQ20111003771
公開日2011年9月7日 申請日期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 申請人:山東申普交通科技有限公司