[發明專利]基于三維相機的跨座式單軌指形板異常檢測系統及方法

有效

• 申請號: 202010006452.6
• 申請日: 2020-01-03
• 公開（公告）號: CN111122602B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 葉俊勇;劉鳴;楊力源
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01N21/95
• 分類號: G01N21/95
• 代理公司: 重慶航圖知識產權代理事務所(普通合伙) 50247
• 代理人: 胡小龍

1.一種基于三維相機的跨座式單軌指形板異常檢測系統，其特征在于：包括工控機(1)、三維相機(2)、支架(3)、線結構激光器(4)、接近開關(5)、光電編碼器(6)、檢測車(7)和相機穩定器(8)；

所述接近開關(5)安裝在檢測車(7)上，所述接近開關(5)與三維相機連接并控制三維相機(2)；

所述光電編碼器(6)安裝在檢測車(7)上，用于觸發控制三維相機采集光條圖像；

所述相機穩定器( 8) 固定設置于檢測車( 7) 上；

所述支架(3)固定設置于相機穩定器(8)上；

所述線結構激光器(4)安裝在支架(3)上且位于軌道梁面正上方，以適于在被測軌道梁面形成線性光條；

所述三維相機(2)設置于檢測車(7)上用于采集被線性光條照射的軌道梁面的圖像數據；

所述工控機(1)與三維相機(2)連接，用于儲存及處理采集到的圖像數據；

所述工控機(1)通過網線或數據線與三維相機(2)相連，用于線結構光光條圖像數據儲存及數據處理；

所述工控機中包括數據處理分析器，所述數據處理分析器包括數據格式處理模塊、濾波預處理模塊、點云數據處理模塊、點云分割模塊、RANSAC平面擬合模塊、計算法線夾角模塊、判斷模塊；

所述數據格式處理模塊，用于將采集到的點云數據轉為.pcd格式；

所述濾波預處理模塊，用于結合PCL點云庫對采集的點云數據進行濾波預處理；

所述點云數據處理模塊，用于根據點云數據特點進行處理；

所述點云數據分割模塊，用于將指形板區域與梁面分割出來；

所述RANSAC平面擬合模塊，用于擬合同一對指形板兩塊指形板的區域；

所述計算法線夾角模塊，用于計算兩塊指形板的法線及法線的夾角；

所述判斷模塊，用于判斷指形板是否存在異常現象，同時將檢測結果顯示儲存在數據庫。

2.如權利要求1所述的系統，其特征在于：所述相機穩定器(8)包括第一陀螺儀(81)、第二陀螺儀(82)、第三陀螺儀(83)、連接桿(84)、把手桿(85)、承重卡盤(86)；

所述第一陀螺儀(81)通過連接桿(84)與把手桿(85)連接，用以補償相機水平方向的抖動；

所述把手桿(85)與檢測車連接，用于固定或安裝相機穩定器；

所述第二陀螺儀(82)與連接桿相連接，用以補償相機俯仰變化的抖動；

所述承重卡盤(86)固定于底部支撐桿上，用于放置相機；

所述第三陀螺儀(83)固定于連接桿上，用以補償相機豎直方向的抖動。

3.如權利要求1所述的系統，其特征在于：所述接近開關(5)安裝在檢測車(7)的底部或車輪上，用于控制三維相機的采集及數據儲存；或

所述支架(3)固定在檢測車(7)的底部或表面；或

所述三維相機(2)安裝在支架(3)上，且位于軌道梁面正上方；或

所述三維相機(2)與線結構激光器(4)呈預設角度設置，以適于采集結構光在被測物表面形成的線結構光光條圖像；或

所述光電編碼器(6)安裝在檢測車(7)的車輪上，用于觸發控制三維相機采集線結構光光條圖像。

4.如權利要求3所述的系統，其特征在于：所述點云數據處理模塊包括關鍵點提取模塊、局部特征提取模塊、關鍵點數據模塊；

所述關鍵點提取模塊，用于計算提取數據中的關鍵點信息；

所述局部特征提取模塊，用于計算提取指形板區域的特征；

所述關鍵點數據模塊，用于將所得到的關鍵點特征與坐標組成模板，用于點云分割與精準定位。

5.如權利要求4所述的系統，其特征在于：所述點云數據處理模塊包括下采樣模塊，所述下采樣模塊采用隔固定行取點進行壓縮點云數據。