[發明專利]一種基于無人檢測車自動定位系統的誤差分析與補償方法

有效

• 申請號: 201810369827.8
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108844542B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 吳焱明;朱家誠;許林;吳天星;許海波;李回歸;王聯琦;茍超;王幫興
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G01C11/02;G06T7/73;G06T7/80
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 奚華保

本發明涉及一種基于無人檢測車自動定位系統的誤差分析與補償方法，該方法包括下列順序的步驟：（1）分析工業攝像機存在的安裝偏差位置；（2）分析各安裝偏差位置對圖像處理的影響；（3）根據安裝偏差位置對圖像處理的影響設計相應的補償方法；所述安裝偏差位置包括工業攝像機在X方向、Y方向、Z方向、φ方向、β方向和α方向的安裝偏差。本發明可以對工業攝像機可能存在的安裝偏差影響進行補償，保證精定位的定位精度。

技術領域

本發明涉及自動定位技術領域，尤其是一種基于無人檢測車自動定位系統的誤差分析與補償方法。

背景技術

隨著科技的發展和世界人口數量的劇增，電氣化鐵路運輸系統已經成為了推動經濟發展、促進人口流動的重要基礎設施，世界各國也越來越注重電氣化鐵路的建設工作。接觸網通過與受電弓的滑動接觸直接為火車提供動力，是電氣化鐵路系統的重要組成部分之一。但是接觸網露天架設于鐵軌線路上方，工作狀態容易受到環境、氣候等自然因素的影響，如果接觸網出現故障，則會直接影響沿線鐵路運輸系統的正常運行，給國家和人民造成巨大的損失。因此，需要對接觸網進行定期維護，對可能存在的隱患進行排除，而對接觸網的檢修作業主要圍繞接觸網立柱進行。

無人檢測車作為接觸網檢測設備的搭載平臺，先通過北斗導航系統實現接觸網立柱位置的粗定位后，再通過圖像處理實現接觸網立柱位置的精定位，因此，自動定位的準確性是實現接觸網無人檢測的重要基礎。由于用于無人檢測車精定位的工業攝像機安裝誤差的影響，對工業攝像機采集的圖片進行圖像處理并不能得到正確的立柱特征像素坐標，造成無法實現自動定位。因此，知道工業攝像機安裝誤差對精定位的影響規律，可以合理的設計補償辦法，提高自動定位的精度，目前有沒有這種補償方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠對工業攝像機可能存在的安裝偏差影響進行補償，保證精定位的定位精度的基于無人檢測車自動定位系統的誤差分析與補償方法。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：一種基于無人檢測車自動定位系統的誤差分析與補償方法，該方法包括下列順序的步驟：

(1)分析工業攝像機存在的安裝偏差位置；

(2)分析各安裝偏差位置對圖像處理的影響；

(3)根據安裝偏差位置對圖像處理的影響設計相應的補償方法；

所述安裝偏差位置包括工業攝像機在X方向、Y方向、Z方向、φ方向、β方向和α方向的安裝偏差。

針對工業攝像機在X方向的安裝偏差位置，若工業攝像機在X方向上的安裝位置偏移了e，則X方向安裝位置偏差對精定位的影響誤差ε_X＝e。

針對工業攝像機在Y方向的安裝偏差位置，若工業攝像機在Y方向上的安裝位置偏移了b，則Y方向安裝位置偏差對精定位的影響誤差ε_Y＝0。

針對工業攝像機在Z方向的安裝偏差位置，工業攝像機采集的照片經過處理后獲得接觸網立柱特征在照片中的像素坐標，圖像處理只需要得到接觸網立柱特征中心的像素坐標，圖像處理的實際區域為源照片中心像素大小為1920*200的部分；若工業攝像機的安裝位置在Z方向上偏差了距離a，此時采集的照片相較于處于理論位置時采集的照片而言，除了在Z方向上偏移量距離a外仍然保留著同樣的接觸網立柱特征，故這并沒有對照片中心像素大小為1920*200部分的圖像處理構成影響，再加上Z方向的偏差值a較小，因此Z方向安裝位置的偏差并沒有影響無人檢測車的自動定位，即Z方向安裝位置偏差可能對精定位的影響誤差ε_Z＝0。

針對工業攝像機在φ方向的安裝偏差位置，該方向上的安裝偏差可以分解為Y方向和X方向兩個基本方向的分量。