CN102521868A - 铁路信息可视化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁路信息可视化方法，该方法包括：将沿铁路沿线拍摄的显示铁路沿线固定设备的多帧视频图像中的每帧视频图像与相应的拍摄地点的里程坐标一一映射；按照所述铁路沿线的里程坐标的顺序来播放所述里程坐标映射的相应的视频帧。通过上述技术方案，能够以铁路沿线的一维里程坐标为基础，结合流媒体技术，直观地显示铁路沿线的固定设备的视频信息。优选地，还可以将流媒体技术、二维Web GIS技术、三维地理信息系统技术结合起来，通过坐标转换和位置同步等，来全方位展示铁路沿线的视频、固定设备信息和地理信息等，实现铁路沿线的多源信息的高效集成与可视化表达。

Description

铁路信息可视化方法

技术领域

本发明涉及一种铁路信息可视化方法。

背景技术

随着信息技术的进步，铁路设备管理信息技术也得到很大的提高。铁路设备管理已由传统的设备台账管理扩展到图形化管理、设备图纸电子化和专题图。照片和录像等多媒体技术的引入，使得铁路设备管理的内容更加丰富，管理效率显著提高，管理也由单机版向网络化方向发展，为设备管理多源信息的整合、集成和共享提供了技术条件。

目前，铁路信息可视化通常是采用一维里程坐标系，即从铁路线路起点开始，沿线路方向，计算线路长度(里程数据)，形成里程坐标。这种铁路信息可视化方法能够表现的信息非常少，处理信息的能力较差，已经不能够满足对铁路设备和信息管理的需要。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种铁路信息可视化方法，用于对铁路沿线的设备信息和地理信息等进行直观地、方便地进行显示。

本发明提供了一种铁路信息可视化方法，该方法包括：将沿铁路沿线拍摄的显示铁路沿线固定设备的多帧视频图像中的每帧视频图像与相应的拍摄地点的里程坐标一一映射；按照所述铁路沿线的里程坐标的顺序来播放所述里程坐标映射的相应的视频帧。

优选地，该方法还包括：显示铁路沿线的三维地图。

优选地，该方法还包括：根据当前播放的视频帧的里程坐标来计算铁路沿线上的位置点K的三维坐标K(x，y，z)，其中x为经度坐标，y为纬度坐标，z为高度坐标；在铁路沿线的三维地图中突出显示与所播放的视频帧的里程坐标所对应的位置点K(x，y，z)。

优选地，通过以下方法来计算铁路沿线的位置点K的三维坐标K(x，y，z)：预先存储铁路沿线的多个控制点的三维坐标；对于里程坐标为l的位置点K，查找与该位置点K的里程坐标相邻的两个控制点K1(x1，x2，x3)和K2(x2，y2，z2)，其中控制点K1的里程坐标为l1，控制点K2的里程坐标为l2，并且l1＜l＜l2，根据以下公式计算位置点K的三维坐标K(x，y，z)：

$\left\{\begin{array}{c}x=x1+\frac{(x2-x1)(l-l1)}{l2-l1}\\ y=y1+\frac{(y2-y1)(l-l1)}{l2-l1}\\ z=z1+\frac{(z2-z1)(l-l1)}{l2-l1}\end{array}\right..$

优选地，在铁路沿线的三维地图中突出显示与所播放的视频帧的里程坐标所对应的位置点K(x，y，z)还包括，使所述位置点K(x，y，z)位于所述三维地图的中心。

优选地，该方法还包括：以所述里程坐标为横坐标，以设备信息为纵坐标，显示二维设备信息图。

优选地，该方法还包括：根据当前播放的视频帧的里程坐标，将纵向扫描线移动到所播放的视频帧的里程坐标所对应的位置处。

优选地，所述设备信息为车站、曲线坡度、钢轨、轨枕、桥梁、隧道信息中的一种或多种。

通过上述技术方案，能够以铁路沿线的一维里程坐标为基础，结合流媒体技术，直观地显示铁路沿线的固定设备的视频信息。优选地，还可以将流媒体技术、二维Web GIS技术、三维地理信息系统技术结合起来，通过坐标转换和位置同步等，来全方位展示铁路沿线的视频、固定设备信息和地理信息等，实现铁路沿线的多源信息的高效集成与可视化表达。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1示出了根据本发明的铁路信息可视化方法得到的铁路沿线固定设备的视频图。

图2示出了一种示例性的二维设备信息图。

图3示出了根据本发明的优选实施方式的铁路信息可视化方法的效果图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1示出了根据本发明的铁路信息可视化方法得到的铁路沿线固定设备的视频图的截屏。

参考图1，本发明提供了一种铁路信息可视化方法，该方法包括：将沿铁路沿线拍摄的多帧显示铁路沿线固定设备的视频图像中的每帧视频图像与相应的拍摄地点的里程坐标一一映射；按照所述铁路沿线的里程坐标的顺序来播放所述里程坐标映射的相应的视频帧。

其中，沿铁路沿线拍摄多帧显示铁路沿线固定设备的视频图像，将每帧视频图像与相应的拍摄地点的里程坐标一一映射，即对每一帧视频数据赋予里程坐标，这样可以建立每帧视频图像与里程坐标的对应关系。视频播放时，就可以知道当前图像帧所对应的位置的里程坐标，反之，知道某位置的里程坐标，就可以将视频定位到相应的帧。

可见，得到的视频数据的基本坐标可以是帧位坐标，即视频播放的坐标为视频帧数坐标。根据每秒播放的帧数，也可换算成时间坐标，即视频播放的坐标可以为时间坐标。

由于视频帧位较多，数据量很大，可以采用铁路沿线固定设备关键帧定位方法，也就是只对拍摄铁路沿线的某些关键的设备的视频图像帧准确地映射里程坐标，这种拍摄关键的设备的视频图像帧也被称为关键帧，然后将关键帧与里程坐标之间的对应关系存储在数据库中。其它视频帧可根据相邻的关键帧，按照平均分布的方式计算里程坐标。表1示出了铁路沿线的某些关键的设备，拍摄了表1中的设备的视频图像帧可以作为关键帧。

顺号	关键设备
		1	公里标
2	半公里标
		3	百米标
4	车站中心
		5	进站信号机
6	出站信号机
		7	桥梁起点
8	桥梁终点
		9	小桥中心
10	隧道、明洞、棚洞进口

11	隧道、明洞、棚洞出口
		12	道口、人行过道、平过道中心
13	立交、渡槽中心
		14	区间信号机
15	区间接触网支柱
		16	长链起点
17	长链终点
		18	短链起点
19	短链终点
		20	长链前连续里程终点
21	长链后连续里程起点

表1

根据另一种实施方式，也可以对所有视频图像帧准确地映射里程坐标，并将所有视频图像帧与里程坐标之间的对应关系存储在数据库中。

在以铁路沿线的一维里程坐标为基础，结合流媒体技术，显示铁路沿线的固定设备的视频信息的同时，还可以结合三维地理信息系统技术，从而可以更为形象、直观地显示铁路沿线的地理信息数据。因而，根据本发明的优选实施方式，所述铁路信息可视化方法还可以包括显示铁路沿线的三维地图，从而大大地提高了空间分析和显示功能。

优选地，通过建立三维地图中的三维坐标与一维里程坐标之间的关系，可以将三维地图与上述播放的视频图像同步起来，实现联动。由此，该方法还可以包括：根据当前的里程坐标来计算铁路沿线的位置点K的三维坐标K(x，y，z)，其中x为经度坐标，y为纬度坐标，z为高度坐标；在铁路沿线的三维地图中突出显示与所播放的视频帧的里程坐标所对应的位置点K(x，y，z)。

例如，可以通过可移动的、不断闪烁的三维球体模型来突出显示当前播放的视频帧的里程坐标所对应的位置点K(x，y，z)。也可以采用其他方式来突出显示位置点K，不局限于该方式。

由于铁路沿线的各个位置点是连续的，而实际上，可以采集铁路沿线上的多个离散点的三维坐标，采集的离散点就是控制点，从而可以根据离散的控制点的三维坐标，来计算得到铁路沿线上所有位置点的三维坐标。由此，优选地，可以通过以下方法来计算铁路沿线的位置点K的三维坐标K(x，y，z)：预先存储铁路沿线的多个控制点的三维坐标；对于里程坐标为l的位置点K，查找与该位置点K的里程坐标相邻的两个控制点K1(x1，x2，x3)和K2(x2，y2，z2)，其中控制点K1的里程坐标为l1，控制点K2的里程坐标为l2，并且l1＜l＜l2，根据以下公式计算位置点K的三维坐标K(x，y，z)：

$\left\{\begin{array}{c}x=x1+\frac{(x2-x1)(l-l1)}{l2-l1}\\ y=y1+\frac{(y2-y1)(l-l1)}{l2-l1}\\ z=z1+\frac{(z2-z1)(l-l1)}{l2-l1}\end{array}\right..$

优选地，在铁路沿线的三维地图中突出显示与所播放的视频帧的里程坐标所对应的位置点K(x，y，z)还可以包括使所述位置点K(x，y，z)位于所述三维地图的中心，从而便于工作人员的查看。

在结合流媒体技术和三维地理信息系统技术来显示铁路沿线的信息数据同时，还可以进一步结合二维Web GIS技术，来显示铁路沿线的固定设备信息。因而，根据本发明的优选实施方式，所述铁路信息可视化方法还可以包括以所述里程坐标为横坐标，以设备信息为纵坐标，显示设备信息图。根据另一种实施方式，也可以仅将流媒体技术和二维Web GIS技术结合起来，从而在以铁路沿线的一维里程坐标为基础，通过流媒体技术显示铁路沿线的固定设备的视频信息的同时，还通过二维Web GIS技术显示铁路沿线的固定设备信息。

为了将该二维设备信息图与铁路沿线的固定设备的视频帧同步起来，该铁路信息可视化方法还可以包括：根据当前播放的视频帧的里程坐标，将纵向扫描线移动到所播放的视频帧的里程坐标所对应的位置处。

图2示出了一种示例性的二维设备信息图的截屏。

参考图2，其中，该设备信息图为二维平面图，X轴为线路里程，Y轴为不同设备的信息，可以通过图形来显示不同设备的分布并标注其简要特征。所述设备信息可以为车站、曲线坡度、钢轨、轨枕、桥梁、隧道信息中的一种或多种。

该二维设备信息图内容丰富，不仅能够反映行车固定设备的空间位置，而且同时反映设备之间的空间关系，是设备管理人员重要的管理工具。通过该二维设备信息图，可以获取最大里程x_max和最小里程x_min，即窗口对应的最大线路里程L1和最小线路里程L2，从而可以进行二维设备信息图的里程定位。

图3示出了根据本发明的优选实施方式的铁路信息可视化方法的效果图的截屏，其中同时结合了流媒体技术、二维Web GIS技术、三维地理信息系统技术三种技术，显示了铁路沿线的固定设备的视频图、三维地图和二维设备信息图。

通过上述技术方案，能够以铁路沿线的一维里程坐标为基础，结合流媒体技术，直观地显示铁路沿线的固定设备的视频信息。优选地，还可以v，通过坐标转换和位置同步等，来全方位展示铁路沿线的视频、固定设备信息和地理信息等，实现铁路沿线的多源信息的高效集成与可视化表达。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (8)

1.一种铁路信息可视化方法，该方法包括：

将沿铁路沿线拍摄的显示铁路沿线固定设备的多帧视频图像中的每帧视频图像与相应的拍摄地点的里程坐标一一映射；

按照所述铁路沿线的里程坐标的顺序来播放所述里程坐标映射的相应的视频帧。

2.根据权利要求1所述的铁路信息可视化方法，其中，该方法还包括：

显示铁路沿线的三维地图。

3.根据权利要求2所述的铁路信息可视化方法，其中，该方法还包括：

根据当前播放的视频帧的里程坐标来计算铁路沿线上的位置点K的三维坐标K(x，y，z)，其中x为经度坐标，y为纬度坐标，z为高度坐标；

在铁路沿线的三维地图中突出显示与所播放的视频帧的里程坐标所对应的位置点K(x，y，z)。

4.根据权利要求3所述的铁路信息可视化方法，其中，通过以下方法来计算铁路沿线的位置点K的三维坐标K(x，y，z)：

预先存储铁路沿线的多个控制点的三维坐标；

对于里程坐标为l的位置点K，查找与该位置点K的里程坐标相邻的两个控制点K1(x1，x2，x3)和K2(x2，y2，z2)，其中控制点K1的里程坐标为l1，控制点K2的里程坐标为l2，并且l1＜l＜l2，根据以下公式计算位置点K的三维坐标K(x，y，z)：

$\left\{\begin{array}{c}x=x1+\frac{(x2-x1)(l-l1)}{l2-l1}\\ y=y1+\frac{(y2-y1)(l-l1)}{l2-l1}\\ z=z1+\frac{(z2-z1)(l-l1)}{l2-l1}\end{array}\right..$

5.根据权利要求3所述的铁路信息可视化方法，其中，在铁路沿线的三维地图中突出显示与所播放的视频帧的里程坐标所对应的位置点K(x，y，z)还包括，使所述位置点K(x，y，z)位于所述三维地图的中心。

6.根据权利要求1-5中任一项权利要求所述的铁路信息可视化方法，其中，该方法还包括：

以所述里程坐标为横坐标，以设备信息为纵坐标，显示二维设备信息图。

7.根据权利要求6所述的铁路信息可视化方法，其中，该方法还包括：

根据当前播放的视频帧的里程坐标，将纵向扫描线移动到所播放的视频帧的里程坐标所对应的位置处。

8.根据权利要求6所述的铁路信息可视化方法，其中，所述设备信息为车站、曲线坡度、钢轨、轨枕、桥梁、隧道信息中的一种或多种。

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