CN105423924B - 声屏障的在线测量方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种声屏障的在线测量方法和系统。所述声屏障的在线测量方法，包括：步骤一，当列车行驶时，激光视觉传感器获取声屏障的相对位移量；步骤二，判断所述相对位移量是否大于位移阈值，生成判断结果；步骤三，当所述相对位移量大于所述位移阈值时，则所述判断结果为：所述声屏障存在松脱隐患；步骤四，输出所述判断结果。本发明能够实现高速铁路声屏障松动故障的智能化检测，克服了人工巡查检查效率低、受主观因素影响等问题。

Description

声屏障的在线测量方法和系统

技术领域

本发明涉及光电检测领域，尤其涉及一种声屏障的在线测量方法和系统。

背景技术

近几年，我国高铁产业迅速发展。然而，在列车速度提升的同时，也面临着越来越严重的噪音污染问题。高速铁路沿线很可能会经过人口密集的城市及地区，噪声影响较大，声屏障是控制铁路噪声影响的重要措施之一。由于声屏障距离铁路线路较近，当列车高速通过时，将在铁路线路两侧声屏障构件的表面上产生较大的气动力。高速铁路车流密度较大，气动力会持久作用在声屏障上，导致声屏障振动，此时声屏障主体部件极可能会发生松脱。当松脱达到一定程度时，部件可能被车辆通过时产生的强气流卷入撞击车体，从而造成重大事故，成为危及行车安全的重要隐患之一。

现有的高速铁路声屏障的检测手段存在着一些不足：

(1)松脱现象在无气流扰动状态下不明显，导致人工上线对静止屏障进行检查难以发现具体问题。

(2)声屏障紧固结构局部松脱时，只有列车高速通过(300km/h)所产生的强气流才会引起人眼能感知到的摆动，因此人工以及低速车辆开行通过时的肉眼观察都很难发现具体问题。

(3)关键紧固结构安装在屏障外侧，某些路段如桥梁处不具备直接对关键部件进行检修的条件，对于是否存在松脱隐患无法确认。

因此，目前尚无精确高效的声屏障松动故障检测手段。

发明内容

本发明的实施例提供了一种声屏障的在线测量方法和系统，能够实现高速铁路声屏障松动故障的智能化检测。

一种声屏障的在线测量方法，包括：

步骤一，当列车行驶时，激光视觉传感器获取声屏障的相对位移量；

步骤二，判断所述相对位移量是否大于位移阈值，生成判断结果；

步骤三，当所述相对位移量大于所述位移阈值时，则所述判断结果为：所述声屏障存在松脱隐患；

步骤四，输出所述判断结果。

当所述激光视觉传感器为第一激光视觉传感器时，所述激光视觉传感器获取声屏障的相对位移量的步骤包括：所述第一激光视觉传感器分别获取声屏障的不同位置到车体的距离；对所述距离做差分，得到所述第一激光视觉传感器先后经过所述声屏障的不同位置时，所述声屏障的所述不同位置处的相对位移量；或者

当所述激光视觉传感器为第一激光视觉传感器时，所述激光视觉传感器获取声屏障的相对位移量的步骤包括：所述第一激光视觉传感器分别获取声屏障的同一位置在不同时刻到车体的距离；对所述距离做差分，得到所述第一激光视觉传感器在不同时刻经过所述声屏障的同一位置时，所述声屏障的同一位置处的相对位移量；或者

当所述激光视觉传感器包括第一激光视觉传感器和第二激光视觉传感器时，所述激光视觉传感器获取声屏障的相对位移量的步骤包括：所述第一激光视觉传感器和所述第二激光视觉传感器分别获取同一声屏障的同一位置到车体的距离；对所述距离做差分，得到所述第一激光视觉传感器和所述第二激光视觉传感器先后经过所述声屏障时，所述声屏障的同一位置处的相对位移量。

所述对所述距离做差分的步骤包括：

对所述距离进行校正，以补偿所述列车晃动带来的误差；

对校正后的所述距离做差分。

所述步骤一之前，所述方法还包括：

第三激光视觉传感器检测是否所述列车当前是否经过声屏障；

当经过声屏障时，则执行所述步骤一。

所述步骤一之前，所述方法还包括：

获取列车的当前速度；

判断所述列车的当前速度是否大于速度阈值；

如果所述列车的当前速度大于所述速度阈值，则执行所述步骤一。

一种声屏障的在线测量系统，包括：激光视觉传感器和数据处理装置；

所述激光视觉传感器用于，当列车行驶时，获取声屏障的相对位移量；

所述数据处理装置，判断所述相对位移量是否大于位移阈值，生成判断结果；当所述相对位移量大于所述位移阈值时，则所述判断结果为：所述声屏障存在松脱隐患，并输出所述判断结果。

所述的系统，还包括：时空同步装置、控制装置；

所述时空同步装置用于，获取列车的当前速度；

所述控制装置用于，判断所述列车的当前速度是否大于速度阈值；如果所述列车的当前速度大于速度阈值，则控制所述激光视觉传感器工作。

所述的系统，还包括：

第三激光视觉传感器，用于检测是否所述列车当前是否经过声屏障；当经过声屏障时，则控制所述激光视觉传感器工作。

当所述激光视觉传感器为第一激光视觉传感器时，所述第一激光视觉传感器用于，分别获取声屏障的不同位置到车体的距离；所述数据处理装置还用于，对所述距离做差分，得到所述第一激光视觉传感器先后经过所述声屏障的不同位置时，所述声屏障的所述不同位置处的相对位移量；或者

当所述激光视觉传感器为第一激光视觉传感器时，所述第一激光视觉传感器用于：所述第一激光视觉传感器分别获取声屏障的同一位置在不同时刻到车体的距离；所述数据处理装置还用于，对所述距离做差分，得到所述第一激光视觉传感器在不同时刻经过所述声屏障的同一位置时，所述声屏障的同一位置处的相对位移量；或者

当所述激光视觉传感器包括第一激光视觉传感器和第二激光视觉传感器时，所述第一激光视觉传感器和所述第二激光视觉传感器用于，分别获取同一声屏障的同一位置到车体的距离；所述数据处理装置还用于，对所述距离做差分，得到所述第一激光视觉传感器和所述第二激光视觉传感器先后经过所述声屏障时，所述声屏障的同一位置处的相对位移量。

所述激光视觉传感器包括：水平方向依次设置的线激光器、第一反射镜、第二反射镜、相机，所述激光视觉传感器还包括：处理器；

所述线激光器用于，产生与列车行进方向不平行的线结构光，使得所述线结构光照射在所述第一反射镜上；

所述第一反射镜，用于第一次反射所述线结构光，使得经过第一次反射后的所述线结构光射到所述声屏障，形成一个光条；所述声屏障第一次漫反射所述光条，漫反射的所述光条照射到所述第二反射镜；

所述第二反射镜，用于第二次漫反射所述光条，使得经过第二次漫反射后的所述光条进入所述相机的镜头；

所述相机，根据进入的所述光条，形成光条图像；

所述处理器，根据物像的三角关系，计算在声屏障的一位置处到车体的距离。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明的基于激光视觉的高速铁路声屏障在线检测系统，在列车运行过程中，即可对其两侧的声屏障进行实时的智能化检测，判断声屏障是否存在松动故障。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种声屏障的在线测量方法的流程示意图；

图2为本发明一种声屏障的在线测量系统的结构示意图；

图3为本发明一种基于激光视觉的高速铁路声屏障在线测量系统的结构示意图；

图4为本发明一种基于激光视觉的高速铁路声屏障在线测量系统中激光视觉传感器的结构示意图；

图5为本发明一种基于激光视觉的高速铁路声屏障在线测量系统中视觉传感器的测量原理示意图；

图6为本发明的一种声屏障的在线测量系统中直射式激光三角法的原理图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

如图1所示，为本发明所述的一种声屏障的在线测量方法，包括：

步骤11，当列车行驶时，激光视觉传感器获取声屏障的相对位移量；

步骤12，判断所述相对位移量是否大于位移阈值，生成判断结果；

步骤13，当所述相对位移量大于所述位移阈值时，则所述判断结果为：所述声屏障存在松脱隐患；

步骤14，输出所述判断结果。

上述实施例中，可以实现对高速铁路声屏障松动故障的智能化、实时化和高精度的在线测量，可以适用于铁路安全运营方面，特别是高速铁路线路两侧声屏障的松动故障的在线检测，可以实现高速铁路声屏障松动故障检测的智能化、实时化和高精度，以保障列车的行车安全。也可以适用于地铁周围设备的检测，例如安装的广告牌(此时广告牌可以作为声屏障)等。

在一个实施例中，当所述激光视觉传感器为第一激光视觉传感器时，步骤11包括：所述第一激光视觉传感器分别获取声屏障的不同位置到车体的距离；对所述距离做差分，得到所述第一激光视觉传感器先后经过所述声屏障的不同位置时，所述声屏障的所述不同位置处的相对位移量。本领域技术人员可以理解，可以有多个第一激光视觉传感器，然后根据多个第一激光视觉传感器的相对位移量的平均值与位移阈值进行比较，来确定声屏障存在松脱隐患。

在一个实施例中，当所述激光视觉传感器为第一激光视觉传感器时，步骤11包括：所述第一激光视觉传感器分别获取声屏障的同一位置在不同时刻到车体的距离；对所述距离做差分，得到所述第一激光视觉传感器在不同时刻经过所述声屏障的同一位置时，所述声屏障的同一位置处的相对位移量。本领域技术人员可以理解，可以有多个第一激光视觉传感器，然后根据多个第一激光视觉传感器计算的的相对位移量的平均值与位移阈值进行比较，来确定声屏障存在松脱隐患。

在一个实施例中，当所述激光视觉传感器包括第一激光视觉传感器和第二激光视觉传感器时，步骤11包括：所述第一激光视觉传感器和所述第二激光视觉传感器分别获取同一声屏障的同一位置到车体的距离；对所述距离做差分，得到所述第一激光视觉传感器和所述第二激光视觉传感器先后经过所述声屏障时，所述声屏障的同一位置处的相对位移量。本领域技术人员可以理解，可以有多个第一和第二激光视觉传感器，然后根据多个第一和第二激光视觉传感器计算的相对位移量的平均值与位移阈值进行比较，来确定声屏障存在松脱隐患。

上述实施例中，所述对所述距离做差分的步骤包括：

对所述距离进行校正，以补偿所述列车晃动带来的误差；

对校正后的所述距离做差分。

在一个实施例中，所述步骤11之前，所述方法还包括：

步骤11A,第三激光视觉传感器检测是否所述列车当前是否经过声屏障。当经过声屏障时，则执行所述步骤11。该步骤中，当第三激光视觉传感器检测到的与声屏障的距离在预订区间内，则认为列车当前经过声屏障。

本领域技术人员可以理解，可以有多个第三激光视觉传感器，从而增加检测判断的准确率。

上述实施例中，当检测到列车当前经过声屏障，才启动第一激光视觉传感器和第二激光视觉传感器进行工作，节省了系统功耗。

在一个实施例中，所述步骤11之前，所述方法还包括：

步骤11B,获取列车的当前速度；

步骤11C,判断所述列车的当前速度是否大于速度阈值；

如果所述列车的当前速度大于所述速度阈值，则执行所述步骤11A。

当前速度是否大于速度阈值时，第一激光视觉传感器和第二激光视觉传感器才能进行检测。上述实施例中，当检测到列车当前速度大于速度阈值，才启动第一激光视觉传感器和第二激光视觉传感器进行工作，节省了系统功耗。

如图2所示，为本发明所述的一种声屏障的在线测量系统，包括：激光视觉传感器21和数据处理装置22；

所述激光视觉传感器21用于，当列车行驶时，获取声屏障的相对位移量；

所述数据处理装置22，判断所述相对位移量是否大于位移阈值，生成判断结果；当所述相对位移量大于所述位移阈值时，则所述判断结果为：所述声屏障存在松脱隐患，并输出所述判断结果。

所述的系统，还包括：时空同步装置23、控制装置24；

所述时空同步装置23用于，获取列车的当前速度；

所述控制装置24用于，判断所述列车的当前速度是否大于速度阈值；如果所述列车的当前速度大于速度阈值，则控制所述激光视觉传感器工作。

所述的系统，还包括：

第三激光视觉传感器25，用于检测是否所述列车当前是否经过声屏障；当经过声屏障时，则控制所述激光视觉传感器工作。

当所述激光视觉传感器为第一激光视觉传感器时，所述第一激光视觉传感器用于，分别获取声屏障的不同位置到车体的距离；所述数据处理装置还用于，对所述距离做差分，得到所述第一激光视觉传感器先后经过所述声屏障的不同位置时，所述声屏障的所述不同位置处的相对位移量；或者

当所述激光视觉传感器为第一激光视觉传感器时，所述第一激光视觉传感器用于：所述第一激光视觉传感器分别获取声屏障的同一位置在不同时刻到车体的距离；所述数据处理装置还用于，对所述距离做差分，得到所述第一激光视觉传感器在不同时刻经过所述声屏障的同一位置时，所述声屏障的同一位置处的相对位移量；或者

当所述激光视觉传感器包括第一激光视觉传感器和第二激光视觉传感器时，所述第一激光视觉传感器和所述第二激光视觉传感器用于，分别获取同一声屏障的同一位置到车体的距离；所述数据处理装置还用于，对所述距离做差分，得到所述第一激光视觉传感器和所述第二激光视觉传感器先后经过所述声屏障时，所述声屏障的同一位置处的相对位移量。

所述的系统，还包括：

列车姿态补偿装置26，用于对所述距离进行校正，以补偿所述列车晃动带来的误差；

所述数据处理装置22还用于，对校正后的所述距离做差分。

所述激光视觉传感器21包括：水平方向依次设置的线激光器、第一反射镜、第二反射镜、相机，所述激光视觉传感器还包括：处理器；

所述线激光器用于，产生与列车行进方向不平行的线结构光，使得所述线结构光照射在所述第一反射镜上；

所述第一反射镜，用于第一次反射所述线结构光，使得经过第一次反射后的所述线结构光射到所述声屏障，形成一个光条；所述声屏障第一次漫反射所述光条，漫反射的所述光条照射到所述第二反射镜；

所述第二反射镜，用于第二次漫反射所述光条，使得经过第二次漫反射后的所述光条进入所述相机的镜头；

所述相机，根据进入的所述光条，形成光条图像；

所述处理器，根据物像的三角关系，计算在声屏障的一位置处到车体的距离。

可选的，所述激光视觉传感器21，还包括：滤光片，安装在所述相机的镜头上，所述滤光片的中心波长与所述线激光器的波长一致。

可选的，所述线激光器的光线中心和所述相机的镜头中心位于同一水平高度。

可选的，所述第一激光视觉传感器和所述第二激光视觉传感器，设于列车车厢中车窗的内侧，并且沿列车行进方向依次排列，且位于同一水平高度。

以下描述本发明的应用场景。

以下描述本发明的一种基于激光视觉的高速铁路声屏障检测方法，包括：

列车高速经过声屏障时，在控制装置的控制下，时空同步装置提供车载信号及统一的脉冲距离信息，每个激光视觉传感器得到声屏障与车身之间的距离。将激光视觉传感器得到的同一位置处的距离信息做差分，可得到列车通过此位置时两个传感器的距离差。该差值超过一定阈值，说明声屏障的此处存在安全隐患，给出报警信息。

在上述基于激光视觉的高速铁路声屏障检测方法中，作为实施的一个特例，采用两个激光视觉传感器进行测量，每个激光视觉传感器设于高速列车车厢中车窗内侧，两个激光视觉传感器沿列车行进方向排列，光条投射到声屏障表面，光条的图像被高速相机获取，可以分别检测出声屏障相对于车体的位移量。

如图3所示，为一种基于激光视觉的高速铁路声屏障在线测量系统的结构示意图，包括：第一激光视觉传感器31，第二激光视觉传感器32，时空同步装置33，控制装置34，数据处理装置35，列车姿态补偿装置36。

所述第一和第二激光视觉传感器31、32，设于列车车厢(可以为高速列车车厢)中车窗的内侧，获取声屏障到车体的距离信息。根据高速列车通过声屏障时的声压特性曲线分析可知，若要有效检测出声屏障的振动信息，激光视觉传感器应当安装在靠近列车车头的位置。

所述时空同步装置33，为传感器提供统一的脉冲距离信号；

所述控制装置34，为整个检测系统提供开始、停止、自检等控制信号；协调第一、第二激光视觉传感器同步采样，根据通信协议进行数据传输等。

所述数据处理装置35，对传感器获取的数据进行处理，判断声屏障的状态信息。

所述列车姿态补偿装置36，对由于列车运行中产生的晃动引起的测量误差行补偿。进行补偿可以根据需要采用现有技术中的一些方法，此处不赘述。

工作过程如下：整个基于激光视觉的高速铁路声屏障在线测量系统安装在列车第一节车厢38内。第一激光视觉传感器31和第二激光视觉传感器32分别设于车厢中靠近声屏障311的车窗39和车窗310的内侧。开始工作后，系统进行自检，确认各部件性能是否正常。由于声屏障紧固结构局部松脱时，只有列车高速通过所产生的强气流才会引明显振动，所以系统完成自检后，时空同步装置33开始工作，连接车载信号，获得列车行驶的时间、里程、速度等信息。根据列车的当前速度，判断系统是否能够获得有效数据。当列车速度到的预定速度后，认为系统可以获得有效数据，控制装置34发出工作信号，激光视觉传感器31和激光传感器32开始工作，获取声屏障相对于车体的距离，采集距离数据并进行处理。将激光视觉传感器31和激光视觉传感器32获得的同一位置处声屏障与车体的距离做差分，可得到列车前后经过声屏障此处时声屏障的相对位移量。当该位移量超过预先设定的阈值时，认为声屏障存在松脱隐患，系统给出报警信息。时空同步装置33和控制装置34持续工作，判断当前列车的速度下系统是否能够获取有效数据。如果当前速度依据大于预设速度，即可以获得有效数据，激光视觉传感器31和激光视觉传感器32持续工作，采集数据并进行处理，列车姿态补偿装置36持续工作，补偿列车晃动带来的误差。如果当前速度低于预设速度，即不能获得有效数据，激光视觉传感器31和激光视觉传感器32停止工作，等待下一次工作信号。这样可以避免无效数据的采集，减少系统的工作量。

基于激光视觉的高速铁路声屏障在线测量系统的主要部分为激光视觉传感器。如图4所示，为本发明一种基于激光视觉的高速铁路声屏障在线测量系统中激光视觉传感器的结构示意图，包括：线激光器43，高速相机47，滤光片48，第一反射镜42，第二反射镜49以及其他固定装置。其中，线激光器43和高速相机4的厚度，以保证线激光器43的中心和高速相机47的镜头中心位于同一水平高度。滤光片48安装在高速相机47的镜头上，滤光片48的中心波长应与线激光器43中心波长一致，可以减少外界杂散光对结果的影响。反射镜42和反射镜49分别通过镜架41和镜架410固定安装在支架4上，改变镜架42和镜架410的倾斜角度可以改变激光线的出射方向以及相机获得的视场大小。

图5为基于激光视觉的高速铁路声屏障在线测量系统中视觉传感器的测量原理示意图。视觉传感器包括线激光器43，高速相机47，滤光片48，第一反射镜42，第二反射镜49以及被测物30。

激光视觉传感器是基于激光三角法实现测量的。线激光器43会产生线结构光，经第一反射镜42反射后垂直射出。线结构光投射到被测物体30表面，形成一个光条。由被测物体30反射回来的光线经由第二反射镜49反射，在高速相机47中形成光条图像。由于线激光器43和高速相机47的相对位置固定，当激光视觉传感器与被测物体(即声屏障)之间的距离发生变化时，入射线结构光的方向不变，导致高速相机47得到的光条图像移动，位置相应发生变化。根据物像的三角关系，即可计算出传感器与被测物体之间的距离变化。

其中，考虑到激光视觉传感器最终会安装在列车的车窗内侧，空间有限，所以利用第一反射镜和第二反射镜将线激光器与高速相机一字排开，水平排放。第一反射镜使激光光条可以竖直地投射到被测物体表面，第二反射镜使被测物体出现在高速相机的视场内，从而形成完整光路。考虑到实际工作环境中很可能存在较强的外界环境光，所以在高速相机前安装滤光片，减少外界杂散光对实验结果的影响。

本发明的基于激光视觉的高速铁路声屏障在线检测系统，在列车运行过程中，即可对其两侧的声屏障进行实时的智能化检测，判断声屏障是否存在松动故障。根据有关声屏障在列车经过时受到的气动力的相关文献可知，声屏障受到的最大负压力的位置在列车头部后约30m的范围内。声屏障受到脉动风压后才产生振动，因此在距离车头30m往后的区域，可以得到声屏障的振动信息。考虑到声屏障的振动和检测车的实际情况，可以将检测声屏障振动的激光视觉传感器安装在距车头45m靠后的位置，两个激光视觉传感器间隔5m左右。两个传感器均获得声屏障相对于车体的位移，通过根据不同传感器得到的同一位置处的声屏障的位移，可以检测出声屏障的相对振动，根据振幅的大小可判断是否存在松动故障。

如图6所示，描述根据物像的三角关系，计算传感器与被测物体之间的距离变化的原理。

高速铁路的声屏障检测系统的主要部件是激光视觉传感器，它是基于激光三角法的原理进行工作的，主要包括：激光光源和探测器(如PSD光电位置传感器，CCD电荷耦合元件等)。以直射式激光三角法为例，直射式激光三角法的基本原理如图4所示。

工作过程为：首先，激光器发出一束激光，经会聚透镜会聚后，入射到被测平面的A点，会聚透镜的光轴与接收透镜的光轴相交于O点。A点发出的散射光经接收透镜成像于探测器CCD上的A’点，O点经接收透镜成像于O’点。当被测面的表面高度发生变化时，入射光点A沿入射光轴移动，导致像点A’在CCD上移动。为确保一定范围内的被测点都可以在成像面上准确成像，保证测量精度，需满足Scheimpflug条件：

tanθ₁＝βtanθ₂ (1)

其中，θ₁为入射光轴和成像光轴之间的夹角；β为成像系统的横向放大率；θ₂为CCD基线与成像光轴之间的角度。

假设成像点在CCD上移动的位移为x’,根据几何关系，可以得到被测表现变化的位移x:

其中，a为入射光轴与成像光轴的交点到接收透镜前主面的距离；b为接收透镜后主面到成像面中心点的距离。当待测面在参考面的上方时，上式分母取“+”号。

本发明产生的有益效果是：

(1)实现高速铁路声屏障松动故障的智能化检测，克服了人工巡查检查效率低、受主观因素影响等问题；

(2)实现高速铁路声屏障松动故障的实时化检测，在列车运行过程中发现松动故障，实时发出警报；

(3)实现高速铁路声屏障松动故障的高精度检测，克服了目前检测方法只能针对声屏障严重破损或缺失进行检测的局限，可以检测出声屏障局部部件的松脱。因此，基于激光视觉的高速铁路声屏障检测系统及其方法能够实现高速铁路声屏障松动故障检测的智能化、实时化和高精度，以保障列车的行车安全。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种声屏障的在线测量方法，激光视觉传感器安装在行驶的列车上，其特征在于，包括：

步骤一，当列车行驶时，判断列车是否经过声屏障，当经过声屏障时通过激光视觉传感器获取声屏障的相对位移量；其中，

当所述激光视觉传感器为第一激光视觉传感器时，所述第一激光视觉传感器分别获取声屏障的不同位置到车体的距离，对所述距离做差分，得到所述第一激光视觉传感器先后经过所述声屏障的不同位置时，所述声屏障的所述不同位置处的相对位移量；或者

当所述激光视觉传感器为第一激光视觉传感器时，所述第一激光视觉传感器分别获取声屏障的同一位置在不同时刻到车体的距离，对所述距离做差分，得到所述第一激光视觉传感器在不同时刻经过所述声屏障的同一位置时，所述声屏障的同一位置处的相对位移量；或者

当所述激光视觉传感器包括第一激光视觉传感器和第二激光视觉传感器时，所述第一激光视觉传感器和所述第二激光视觉传感器分别获取同一声屏障的同一位置到车体的距离；对所述距离做差分，得到所述第一激光视觉传感器和所述第二激光视觉传感器先后经过所述声屏障时，所述声屏障的同一位置处的相对位移量；

步骤二，判断所述相对位移量是否大于位移阈值，生成判断结果；

步骤三，当所述相对位移量大于所述位移阈值时，则所述判断结果为：所述声屏障存在松脱隐患；

步骤四，输出所述判断结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述距离做差分的步骤包括：

对所述距离进行校正，以补偿所述列车晃动带来的误差；

对校正后的所述距离做差分。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括：

采用第三激光视觉传感器检测是否所述列车当前是否经过声屏障；

当经过声屏障时，则执行利用激光视觉传感器获取声屏障的相对位移量。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一之前，所述方法还包括：

获取列车的当前速度；

判断所述列车的当前速度是否大于速度阈值；

如果所述列车的当前速度大于所述速度阈值，则执行所述步骤一。

5.一种声屏障的在线测量系统，基于权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，包括：激光视觉传感器和数据处理装置；

所述激光视觉传感器用于，当列车行驶时，所述列车经过声屏障时获取声屏障的相对位移量；其中，

当所述激光视觉传感器为第一激光视觉传感器时，所述第一激光视觉传感器用于，分别获取声屏障的不同位置到车体的距离；或者

当所述激光视觉传感器为第一激光视觉传感器时，所述第一激光视觉传感器用于：分别获取声屏障的同一位置在不同时刻到车体的距离；或者

当所述激光视觉传感器包括第一激光视觉传感器和第二激光视觉传感器时，所述第一激光视觉传感器和所述第二激光视觉传感器用于，分别获取同一声屏障的同一位置到车体的距离；所述数据处理装置用于，当所述激光视觉传感器为第一激光视觉传感器时，对所述声屏障的不同位置到车体的距离做差分，得到所述第一激光视觉传感器先后经过所述声屏障的不同位置时，所述声屏障的所述不同位置处的相对位移量；或者

所述数据处理装置用于，当所述激光视觉传感器为第一激光视觉传感器时，对所述声屏障的同一位置在不同时刻到车体的距离做差分，得到所述第一激光视觉传感器在不同时刻经过所述声屏障的同一位置时，所述声屏障的同一位置处的相对位移量；或者

所述数据处理装置用于，当所述激光视觉传感器包括第一激光视觉传感器和第二激光视觉传感器时，对所述同一声屏障的同一位置到车体的距离做差分，得到所述第一激光视觉传感器和所述第二激光视觉传感器先后经过所述声屏障时，所述声屏障的同一位置处的相对位移量；

所述数据处理装置，还用于判断所述相对位移量是否大于位移阈值，生成判断结果；当所述相对位移量大于所述位移阈值时，则所述判断结果为：所述声屏障存在松脱隐患，并输出所述判断结果。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括：时空同步装置、控制装置；

所述时空同步装置用于，获取列车的当前速度；

所述控制装置用于，判断所述列车的当前速度是否大于速度阈值；如果所述列车的当前速度大于速度阈值，则控制所述激光视觉传感器工作。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括：

第三激光视觉传感器，用于检测是否所述列车当前是否经过声屏障；当经过声屏障时，则控制所述激光视觉传感器工作。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述激光视觉传感器包括：水平方向依次设置的线激光器、第一反射镜、第二反射镜、相机，所述激光视觉传感器还包括：处理器；

所述线激光器用于，产生与列车行进方向不平行的线结构光，使得所述线结构光照射在所述第一反射镜上；

所述第一反射镜，用于第一次反射所述线结构光，使得经过第一次反射后的所述线结构光射到所述声屏障，形成一个光条；所述声屏障第一次漫反射所述光条，漫反射的所述光条照射到所述第二反射镜；

所述第二反射镜，用于第二次漫反射所述光条，使得经过第二次漫反射后的所述光条进入所述相机的镜头；

所述相机，根据进入的所述光条，形成光条图像；

所述处理器，根据物像的三角关系，计算在声屏障的一位置处到车体的距离。