[發明專利]基于單目視覺3D重建技術的鐵路貨車超限檢測方法

在審

• 申請號: 202010580778.X
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111768417A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 劉斯斯;朱天賜;杜倫平
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11;G06T5/00;G06T7/73;G06T17/00;G06K9/62
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所(普通合伙) 43205
• 代理人: 寧星耀;趙靜華

基于單目視覺3D重建技術的鐵路貨車超限檢測方法，包括以下步驟：搭載單目相機的無人機，通過單目相機對鐵路貨車即目標貨運列車進行攝像，獲取鐵路貨車的視頻；視頻通過無線傳輸裝置進行傳輸；視頻存儲裝置接收從無線傳輸裝置傳輸過來的視頻并進行存儲；再通過計算機對視頻存儲裝置中的視頻進行解幀處理，將視頻解幀為連續序列圖像；計算機根據連續序列圖像生成場景點云圖；將生成的場景點云圖進行處理；計算機進行超限檢測判斷；在計算機中進行圖形運算，得出超限檢測判斷結果。使用本發明，檢測設備成本低、檢測質量高。

技術領域

本發明涉及一種基于單目視覺3D重建技術的鐵路貨車超限檢測方法。

背景技術

鐵路部門目前在貨運列車超限檢測作業中主要依靠人工攜帶皮尺手動測量或使用大型固定式的龍門測量方法進行檢測。依靠人工攜帶皮尺手動測量作業流程中，需要職工爬上貨運列車拉標尺，測長度。職工不但作業強度較高，同時也面臨很大的人身安全風險，作業效率和準確率也收到職工業務熟練度的影響，對操作者有特殊的技能要求。在運用龍門架和激光等檢測方法時，需要列車緩慢通過檢測區域，且需要重新停車以及估計超限位置。

后來出現了鐵路貨車超限檢測系統，鐵路貨車超限檢測系統是輔助鐵路工作人員進行判斷貨車是否超限的一種輔助性工具，該系統由可以提高鐵路工作人員作業效率，減輕工作強度。目前已有的超限檢測系統主要基于兩種技術方案，一種是基于激光技術，另一種是基于CCD相機技術。

CN201920303485.X公開了一種鐵路運輸超限檢測儀，利用激光探測組件、信號處理電路和報警設備組成了鐵路列車超限檢測系統，該系統能夠在列車通過檢測系統后判定出列車是否存在超限部位。該系統的主要缺點有：只能檢測移動通過的列車，無法對靜止狀態下的列車實現超限測量；激光傳感器容易受到陽光等環境因素影響，對作業場所有著較高要求；檢測位置有限，由于傳感器安裝位置限制，只能實現對列車上部的超限測量，無法對貨運列車整體進行超限檢測；檢測設備成本高，激光探測組件價格高昂，需要頻繁維護。

CN 201710617329.6公開了一種鐵路貨車限界自動化測量方法，利用工業CCD相機群組建立待測列車三維模型實現超限檢測。該方案中使用的設備系統構成復雜，成本高昂；使用時需要現場手動標定CCD相機，對操作者的熟練度要求較高；同時容易CCD相機容易受到陽光等環境因素影響，因而應用范圍有限，同時裝備成本較高，限制了產品的進一步推廣。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種檢測設備成本低、檢測質量高的基于單目視覺3D重建技術的鐵路貨車超限檢測方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

基于單目視覺3D重建技術的鐵路貨車超限檢測方法，包括以下步驟：

步驟(1)：搭載單目相機的無人機，通過單目相機對鐵路貨車即目標貨運列車進行攝像，獲取鐵路貨車的視頻。

步驟(2)：需將步驟(1)中通過單目相機攝像得到的視頻，通過無線傳輸裝置進行傳輸。

步驟(3)：視頻存儲裝置接收從無線傳輸裝置傳輸過來的視頻并進行存儲。

步驟(4)：再通過計算機對視頻存儲裝置中的視頻進行解幀處理，將視頻解幀為連續序列圖像。

步驟(5)：計算機根據步驟(2)得到的連續序列圖像生成場景點云圖。

步驟(6)：將生成的場景點云圖進行處理。

步驟(7)：計算機進行超限檢測判斷。

步驟(8)：在計算機中進行圖形運算，得出超限檢測判斷結果。

進一步，所述步驟(5)中，計算機根據步驟(2)得到的連續序列圖像生成場景點云圖，具體包括如下步驟：