[發明專利]軌廓測量系統激光平面調整方法及裝置

有效

• 申請號: 202110080826.3
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112902869B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 王樂;方玥;王勝春;王昊;黎國清;任盛偉
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院集團有限公司基礎設施檢測研究所;北京鐵科英邁技術有限公司;中國鐵道科學研究院集團有限公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 薛平;王天堯

1.一種軌廓測量系統激光平面調整方法，其特征在于，包括：

獲取軌廓測量系統中左右兩側激光攝像組件中相機的內部參數和外部參數；

采集凸形標定塊的光條圖像；凸形標定塊的三個上表面分別放置一平面靶標標定板，每一平面靶標標定板上設置有多個均勻分布的標記點；凸形標定塊和對應的平面靶標標定板設置在左右兩側激光攝像組件的工作范圍內；

根據左右兩側激光攝像組件中相機的內部參數、外部參數及凸形標定塊的光條圖像，確定左右兩側激光平面參數；根據左右兩側激光平面參數，確定左右兩側激光平面的共面程度；

根據兩側激光平面的共面程度，調整左右兩側激光攝像組件中激光器的位置，以調整軌廓測量系統中左右兩側的激光平面至共面；

根據左右兩側激光攝像組件中相機的內部參數、外部參數及凸形標定塊的光條圖像，確定左右兩側激光平面參數；根據左右兩側激光平面參數，確定左右兩側激光平面的共面程度，包括：對左右側凸形標定塊光條圖像提取光條中心，得到左右側凸形標定塊光條圖像的光條中心像素坐標；根據左右兩側激光攝像組件中相機的內部參數和外部參數，將左右側凸形標定塊光條圖像的光條中心像素坐標變換到相應的靶標坐標系下；以任一靶標坐標系為世界坐標系，通過坐標變換將靶標坐標系下的光條中心坐標變換到世界坐標系下；在世界坐標系下，對左側激光平面的兩個交線和右側激光平面的兩個交線分別擬合平面，得到左右側激光平面參數；根據所述左右側激光平面參數，計算左右兩側擬合平面的法線夾角和平面距離；根據所述法線夾角和平面距離，確定左右兩側激光平面的共面程度。

2.如權利要求1所述的軌廓測量系統激光平面調整方法，其特征在于，還包括：根據激光攝像組件深度方向的量程，確定凸形標定塊的中間的上表面與其左右的兩個上表面之間的高度差。

3.如權利要求1所述的軌廓測量系統激光平面調整方法，其特征在于，還包括：實時顯示左右兩側激光平面，得到實時顯示結果；

根據左右兩側激光平面的共面程度，調整左右兩側激光攝像組件中激光器的位置，包括：根據左右兩側激光平面的共面程度和實時顯示結果，調整左右兩側激光攝像組件中的激光器的位置。

4.一種軌廓測量系統激光平面調整裝置，其特征在于，包括：

獲取單元，用于獲取軌廓測量系統中左右兩側激光攝像組件中相機的內部參數和外部參數；

圖像采集單元，用于采集凸形標定塊的光條圖像；凸形標定塊的三個上表面分別放置一平面靶標標定板，每一平面靶標標定板上設置有多個均勻分布的標記點；凸形標定塊和對應的平面靶標標定板設置在左右兩側激光攝像組件的工作范圍內；

共面程度確定單元，用于根據左右兩側激光攝像組件中相機的內部參數、外部參數及凸形標定塊的光條圖像，確定左右兩側激光平面參數；根據左右兩側激光平面參數，確定左右兩側激光平面的共面程度；

調整單元，用于根據兩側激光平面的共面程度，調整左右兩側激光攝像組件中激光器的位置，以調整軌廓測量系統中左右兩側的激光平面至共面；

所述共面程度確定單元具體用于：對左右側凸形標定塊光條圖像提取光條中心，得到左右側凸形標定塊光條圖像的光條中心像素坐標；根據左右兩側激光攝像組件中相機的內部參數和外部參數，將左右側凸形標定塊光條圖像的光條中心像素坐標變換到相應的靶標坐標系下；以任一靶標坐標系為世界坐標系，通過坐標變換將靶標坐標系下的光條中心坐標變換到世界坐標系下；在世界坐標系下，對左側激光平面的兩個交線和右側激光平面的兩個交線分別擬合平面，得到左右側激光平面參數；根據所述左右側激光平面參數，計算左右兩側擬合平面的法線夾角和平面距離；根據所述法線夾角和平面距離，確定左右兩側激光平面的共面程度。

5.如權利要求4所述的軌廓測量系統激光平面調整裝置，其特征在于，還包括：高度差確定單元，用于根據激光攝像組件深度方向的量程，確定凸形標定塊的中間的上表面與其左右的兩個上表面之間的高度差。

6.如權利要求4所述的軌廓測量系統激光平面調整裝置，其特征在于，還包括：實時顯示單元，用于實時顯示左右兩側激光平面，得到實時顯示結果；

所述調整單元具體用于：根據左右兩側激光平面的共面程度和實時顯示結果，調整左右兩側激光攝像組件中的激光器的位置。