[發明專利]一種軌道列車速度和位移的檢測方法和裝置

有效

• 申請號: 201410355253.0
• 申請日: 2014-07-24
• 公開（公告）號: CN105277735B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 袁浩;李文波;胡云卿;唐愛斌;彭輝水;劉布麒
• 申請（專利權）人: 南車株洲電力機車研究所有限公司
• 主分類號: G01P3/68
• 分類號: G01P3/68;G01C22/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 趙洪;周長清

1.一種軌道列車速度和位移的檢測方法，其特征在于具體實施步驟為：

1)實時采集列車運行時地面的運動圖像，并計算相鄰兩幀圖像之間的位移；

2)根據所述步驟1)計算得到的相鄰兩幀圖像之間的位移以及采集相鄰兩幀圖像之間的間隔時間計算當前地面圖像的移動速度，并由列車速度與地面圖像的移動速度的函數關系得到當前列車速度；將當前時刻之前所述步驟1)各次計算得到的相鄰兩幀圖像之間的位移進行累加，得到當前列車位移；

所述步驟2)的具體實施方法為：

2.1)接收所述步驟1)計算得到的相鄰兩幀圖像之間的位移S，并根據相鄰兩幀圖像之間的位移S以及采集相鄰兩幀圖像之間的間隔時間T按照式計算得到當前地面圖像的移動速度V_p；

2.2)根據計算得到的當前地面圖像的移動速度V_p、列車速度與地面圖像的移動速度的函數關系得到當前列車速度V_m，其中H′為用于采集地面運動圖像的圖像采集部件的鏡頭距離地面的高度，h′為所述圖像采集部件的鏡頭與所述圖像采集部件的圖像傳感器之間的距離；

2.3)按照下式計算得到當前列車位移，其中S_sum為列車當前t時刻的位移，S_i為當前t時刻計算得到的相鄰兩幀圖像之間的位移，S₀、S₁、...、S_i-1分別為當前t時刻前各次計算得到的相鄰兩幀圖像之間的位移；

S_sum＝S₀+S₁+....+S_i-1+S_i。

2.根據權利要求1所述的軌道列車速度和位移的檢測方法，其特征在于，所述步驟2.2)中圖像采集部件的鏡頭距離地面的高度H′是通過不斷垂直向地面發射檢測波、接收檢測波的回波并根據發射檢測波與接收檢測波的回波的時間差計算得到。

3.根據權利要求1或2所述的軌道列車速度和位移的檢測方法，其特征在于，所述步驟1)通過圖像處理芯片實現。

4.根據權利要求1或2所述的軌道列車速度和位移的檢測方法，其特征在于，所述步驟1)中實時采集列車運行時地面的運動圖像時，通過生成補光光源進行補光。

5.根據權利要求1或2所述的軌道列車速度和位移的檢測方法，其特征在于：所述步驟1)中采集垂直方向的列車運行時地面的運動圖像。

6.一種軌道列車速度和位移的檢測裝置，其特征在于包括：

圖像采集及處理模塊(22)，用于實時采集列車運行時地面的運動圖像，并計算相鄰兩幀圖像之間的位移；

數據處理模塊(23)，用于根據所述圖像采集及處理模塊(22)計算得到的相鄰兩幀圖像之間的位移以及采集相鄰兩幀圖像之間的間隔時間計算當前地面圖像的移動速度，并由列車速度與地面圖像的移動速度的函數關系得到當前列車速度；將當前時刻之前所述圖像采集及處理模塊(22)各次計算得到的所述相鄰兩幀圖像之間的位移進行累加，得到當前列車位移；

所述數據處理模塊(23)根據所述圖像采集及處理模塊(22)輸出的相鄰兩幀圖像之間的位移數據S、采集相鄰兩幀圖像之間的間隔時間T以及測高模塊（24）輸出的高度H ′按照式計算得到當前列車速度V_m，其中H′為用于采集地面運動圖像的圖像采集部件的鏡頭距離地面的高度，h′為所述圖像采集部件的鏡頭與所述圖像采集部件的圖像傳感器之間的距離，按照式S_sum＝S₀+S₁+....+S_i-1+S_i計算得到當前列車位移，其中S_sum為列車當前t時刻的位移，S_i為當前t時刻計算得到的相鄰兩幀圖像之間的位移，S₀、S₁、...、S_i-1分別為當前t時刻前各次計算得到的相鄰兩幀圖像之間的位移。