CN102887155A - 货运列车超限计算机视觉检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供货运列车超限计算机视觉检测系统,归属于精密光学测量领域。包括线激光模块、摄像模块、视觉处理模块、报警分类模块。摄像模块的数据输出端连接视觉处理模块的数据输入端,视觉处理模块输出端连接报警分类模块的数据输入端。所述视觉处理模块包括图像预处理模块、坐标系变换模块、高速测量模块。本发明的硬件由安装在龙门架上的摄像机及线结构光激光器组成,可快速实现对货运列车顶部及两侧的各种超限尺寸的自动测量。
Description
技术领域
本发明归属于精密光学测量、计算机软件开发等领域、涉及到使用计算机视觉方法在线测量大尺度运动物体(列车)外部轮廓的几何尺寸技术。
背景技术
铁路货运车辆在进站时,如果所载的货物超宽、超高、超限将会对车站设施及人员造成伤害,所以对货运列车的外形进行在线实时检测,有利于及时判断货车安全状态。
由于超限货车的外形多样变化、种类较多,需在一个统一的标准下对其进行检测分类。现有技术存在以下不足:
1.测量可靠性不高:比较常用的方法是采用包括激光在内的光学传感器,这种传感器只能测量光线通过范围内的物品遮挡,属于点检测,容易漏掉或误报。
2.测量范围覆盖不够:无论是光学传感器还是激光雷达检测都会漏检一些区域。
3.对被测物超限的种类判别能力不强:由于传感器或激光雷达很难判别出具体的超限物品,无法对物品整体的识别做出准确的结论。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于线激光和2组高速面阵CCD摄像机组成的三维视觉高速测量系统。此系统将线激光标投射到货运列车的顶部和两侧,再用高速面阵CCD摄像机拍摄激光线投射在货运列车顶部及两侧上的投影轮廓。再经过相应的计算,就可以得出行进列车的每一个截面的外形尺寸,经过高速拍摄和计算处理即可得到整列货车的外形图,再与设定的标准相比较就可准确得出超限的尺寸及种类。
本发明的硬件由安装在龙门架上的摄像机及线结构光激光器组成,可快速实现对货运列车顶部及两侧的各种超限尺寸的自动测量。
本发明的技术方案是:货运列车超限计算机视觉检测系统,包括线激光模块、摄像模块、视觉处理模块、报警分类模块。摄像模块的数据输出端连接视觉处理模块的数据输入端,视觉处理模块输出端连接报警分类模块的数据输入端。所述视觉处理模块包括图像预处理模块、坐标系变换模块、高速测量模块。
所述线激光模块包含2台激光器发出905nm线激光,将被测货车的顶部及两侧进行无缝连接。
所述摄像模块为能够将被测货车的顶部及两侧全部收入视场中的2台数码摄像机。其摄像靶面与激光投射面的夹角在30度至50度之间。
所述摄像模块中的数码摄像机镜头前安装只可通过905nm附近光线的光学滤色镜片,可以克服杂散光干扰。
本发明具有的优点是:
1.测量速度极快。
2.测量范围覆盖全面,可做到无漏检。
3.可以测得实时的货车顶部及两侧外形轮廓图,这是其他方法很难做到的。
4.由于在光学系统排除了外界光干扰,使用脉冲发光及高速曝光拍摄,从而使得画面清晰无抖动,同时延长了激光器使用寿命,优化的测量算法大大提高了对高速运动的货车的外形数据处理。
附图说明
图1是本发明的框图;
图2是本发明的配置示意图。
具体实施方式
如图1所示,本发明货运列车超限计算机视觉检测系统,所采集的货车的顶部及两侧的信息经过摄像模块输入图像信息后,依次经过图像预处理模块、坐标系变换模块、高速测量模块处理,最后通过报警分类模块向车站管理人员提供可靠信息。
所述的图像预处理模块,是指:将拍摄的货车的顶部及两侧的激光标线图像,进行去噪、细化、二值化等图像预处理。
所述的坐标系变换模块,是指:对摄像机拍摄的货车的顶部及两侧的激光标线图像坐标,通过空间变换方程(该方程由预先标定算法得到)转化为真实物理空间的横断面二维坐标,再结合快速拍摄的连续截面图像即可合成出三维空间坐标。
所述的高速测量模块,是指:依据测量点的真实物理空间的三维空间坐标,合成出车厢的立体图,再对关键部位计算出实际几何尺寸。
如图2所示,2台905nm线型激光器2发射出2条线型激光3相接照射在被测量的在线运行的被测货车4的顶部及两侧表面上。
如图2所示,数码摄像机1,能够将被测货运列车4的顶部及两侧的横断面全部收入视场,摄像靶面与激光投射面的夹角在30度至50度之间,使测量精度与设备安装空间达到较好的平衡。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (3)
1.货运列车超限计算机视觉检测系统,其特征在于:包括线激光模块、摄像模块、视觉处理模块、报警分类模块。所述视觉处理模块包括图像预处理模块、坐标系变换模块、高速测量模块。
2.所述线激光模块包含2台激光器发出905nm线激光,将被测货车的顶部及两侧进行无缝照射连接。
3.所述摄像模块中的数码摄像机镜头前安装只可通过905nm附近光线的光学滤色镜片,可以克服杂散光干扰。
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130123 |