[發明專利]一種基于幾何放大原理和單目計算機視覺的接觸網幾何參數測量方法

有效

• 申請號: 201810182553.1
• 申請日: 2018-03-06
• 公開（公告）號: CN108801149B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 彭亞輝;姜旺俊;朱中杰;楊浩雷;曹旭陽;陳后金
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G01B11/14
• 代理公司: 11257 北京正理專利代理有限公司
• 代理人: 付生輝;白淑賢

1.一種基于幾何放大原理和單目計算機視覺的接觸網幾何參數測量方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

將攝像機以及線激光器進行安裝固定，并使所述攝像機的成像平面保持水平；

使用攝像機對接觸線表面進行圖像采集，并得到圖像一；

開啟線激光器，令其發射的線激光形成的平面與水平面之間的夾角為α，線激光與接觸線相交，形成激光亮斑；

再次使用所述攝像機以與水平面垂直的方式對帶有所述激光亮斑的接觸線表面進行圖像采集，得到圖像二；

對所述圖像一以及圖像二進行預處理，并得到所述激光亮斑的中心點A′對應在所述攝像機的成像平面中的點A的坐標；

設定拉出值為0的參考點C′并得出參考點C′對應在所述攝像機的成像平面中的點C的坐標，測量參考點C′的導高，其中，設定平行于鐵軌的參考線，所述參考線位于鐵軌上方并正對于鐵軌正中心，選取所述參考線上拉出值為0的參考點C′；

通過所述點A坐標與所述點C的坐標計算得出A′處的接觸線的導高；

通過所述點A坐標與所述點C的坐標計算得出A′處的接觸線的拉出值。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述對所述圖像一以及圖像二進行預處理，并得到所述激光亮斑的中心點A′對應在所述攝像機的成像平面中的點A的坐標包括：

通過將所述圖像一與圖像二進行差值運算；

在所述圖像一與圖像二進行差值運算的結果上設置閾值，得到激光亮斑的中心點A′對應在所述攝像機的成像平面中的點A的坐標A(x，y)。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述設定拉出值為0的參考點C′并得出參考點C′對應在所述攝像機的成像平面中的點C的坐標，測量參考點C′的導高包括：

通過測量得到所述參考點C′的導高h₀；

通過使用所述攝像機對接觸線表面進行圖像采集，并獲取圖像三；

通過所述圖像三，計算所述參考點C′在所述攝像機的成像平面中的點C的坐標C(x₀，y₀)。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述通過所述點A坐標與所述點C的坐標計算得出A′處的接觸線的導高包括：

通過下式得到A與C在所述攝像機的成像平面中的x方向上的像素點差值dx₁：

dx₁＝x-x₀

取所述攝像機的成像平面與攝像機光軸的交點為點K，其坐標為K(x_c，y_c)；

通過下式得到所述點A與所述點K在所述攝像機的成像平面中的x方向上的像素點差值dx₂：

dx₂＝x-x_c

通過下式得到A與C在所述攝像機的成像平面中的x方向上的實際距離dx′₁：

AC＝dx′₁＝dx₁*w

其中，w為所述攝像機的像素的實際大小；

通過下式得到A′處的接觸線的導高H：

其中，f為所述攝像機的攝像頭焦距，N為所述攝像機的光學中心到所述參考點C′之間的垂直距離。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于：所述通過所述點A坐標與所述點C的坐標計算得出A′處的接觸線的拉出值包括：

通過下式得到A與C在所述攝像機的成像平面中的y方向上的像素點差值dy：

dy＝y₀-y

通過下式得到A與C在所述攝像機的成像平面中的y方向上的實際距離dy′：

dy′＝dy*w

通過下式得到A′處的接觸線上的拉出值DY：

其中，H為A′處的接觸線的導高。