[發(fā)明專利]基于視頻分析的軌道車輛在隧道內(nèi)的振動檢測系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710034307.7
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN108317997A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發(fā)明（設計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權）人: 大連因特視智能傳感科技有限公司
• 主分類號: G01C7/06
• 分類號: G01C7/06;G01H9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

公開了一種基于視頻分析的軌道車輛在隧道內(nèi)的振動檢測系統(tǒng)，包括：至少一個視覺傳感器，其安裝在列車的外周的至少一個表面上以用于在列車經(jīng)過隧道時采集隧道內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)，每一個視覺傳感器包括沿著列車運行方向布置的第一攝像機和第二攝像機；數(shù)據(jù)處理單元，用于處理視覺傳感器所采集到的圖像數(shù)據(jù)并確定列車的振動數(shù)據(jù)，其中第一攝像機與第二攝像機之間的距離等于列車工作速度與攝像機幀間時間的乘積，由此位于后方的第一攝像機在當前時刻的圖像與位于前方的第二攝像機在前一幀時刻的圖像具有重合區(qū)域，數(shù)據(jù)處理單元對重合區(qū)域進行特征提取和匹配，從而能夠確定當前時刻的圖像與前一幀時刻的圖像之間的坐標差，由此獲得列車當前的振動參數(shù)。

技術領域

本發(fā)明提供了一種列車在隧道運行中的振動檢測方法和裝置，屬于鐵路隧道檢測技術領域和振動傳感器領域。

背景技術

近年來，隨著城市地鐵和高鐵的快速發(fā)展，對地鐵隧道和鐵路隧道的運營管理和養(yǎng)護提出了更高的要求，因此對隧道表面結(jié)構缺陷檢測的各種技術方案也應運而生。其中，以相機、激光器等攝影掃描測量技術對隧道進行全斷面掃描的方案尤為突出。全斷面掃描的方案通常可分為手持的檢測設備和車載的檢測設備。手持的檢測設備具有很多不足，如檢測速度慢、效率低，因此越來越不適應現(xiàn)代隧道檢測窗口時間短的特點。而車載的全斷面檢測方案可以在較高的運行速度下進行隧道的檢測，因此具有更高的效率和便利性。

但是，在車載的全斷面檢測方案中，各類傳感器面臨的一個最重要的影響因素是列車的振動。目前，一種有效的方案是采用陀螺儀來測量其振動，然而陀螺儀在應用中自身存在零點漂移，因此不得不采用加裝在地面上的設備去校正它。這使得以陀螺儀檢測振動的方法在應用上受到很多的限制。

另一方面，目前高速相機及視頻分析技術的日趨成熟，使得以視頻分析為技術手段完成對剛性物體振動的檢測成為可能。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述問題以及其它尚待解決的技術問題，做出了本發(fā)明。

本發(fā)明的目的在于，提供一種基于視頻分析技術在隧道全斷面檢測中有效地檢測列車的振動的方法和裝置，其能夠精確可靠地校正傳感器的測量數(shù)據(jù)，完成隧道的全斷面檢測。

根據(jù)本公開的一個方面，提供了一種基于視頻分析的軌道車輛在隧道內(nèi)的振動檢測系統(tǒng)，包括：

至少一個視覺傳感器，所述視覺傳感器被安裝在列車的外周的至少一個表面上以用于在列車經(jīng)過隧道時采集隧道內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)，每一個視覺傳感器包括沿著列車運行方向布置的第一攝像機和第二攝像機；

數(shù)據(jù)處理單元，用于處理視覺傳感器所采集到的圖像數(shù)據(jù)，并確定當前時刻列車的振動數(shù)據(jù)，

其中，所述第一攝像機與所述第二攝像機之間的距離等于列車工作速度與攝像機幀間時間的乘積，由此，位于列車后方的所述第一攝像機在當前時刻所采集的圖像與位于列車前方的所述第二攝像機在前一幀時刻所采集的圖像具有重合區(qū)域，并且

其中，所述數(shù)據(jù)處理單元對所述重合區(qū)域進行特征提取和匹配，從而能夠確定當前時刻的圖像與前一幀時刻的圖像之間的坐標差，由此獲得列車當前的振動參數(shù)。

優(yōu)選地，第一攝像機和第二攝像機被剛性地連接。

優(yōu)選地，攝像機的參數(shù)被提前標定，或者進行自標定。其中自標定的方法指在圖像點的三維坐標未知的情況下，通過不同角度拍攝的場景中圖像對應點的關系來進行標定的方法。

優(yōu)選地，振動檢測系統(tǒng)進一步包括控制模塊，用于使所述視覺傳感器同時地或選擇性地對圖像進行采集。

優(yōu)選地，視覺傳感器進一步包括溫度補償裝置，用于對所述攝像機的參數(shù)進行溫度補償。

優(yōu)選地，視覺傳感器進一步包括布置在第一攝像機和第二攝像機之間的光源。