CN105866132A - 一种车载信号机外观检测系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种车载信号机外观检测系统及方法，其中，系统包括：高速识别摄像头、激光测距仪、图像采集装置及控制器；高速识别摄像头、激光测距仪及图像采集装置设置列车一侧底部；控制器连接高速识别摄像头、激光测距仪及图像采集装置，用于当高速识别摄像头识别到信号机后，于第一预定时间开启激光测距仪测量其与信号机的距离，根据激光测距仪测得的距离信息调整图像采集装置的焦距，于第二预定时间开启图像采集装置采集信号机的图像数据。本发明能够在需要检查时开启图像采集装置采集信号机的图像数据，延长设备的使用寿命；可根据激光测距仪测得的距离信息实时调整图像采集装置的焦距，提高采集图像的精度。

Description

一种车载信号机外观检测系统及方法
技术领域
本发明涉及铁路检测技术领域，特别涉及一种车载信号机外观检测系统及方法。
背景技术
随着高速铁路、普速铁路线路运营里程快速增长，信号机的巡检工作量也大大增加，现有的巡检方式主要以人工上道巡检的方式进行，人工上道巡检的方式存在如下问题：
检查准确性较低，由于高速铁路、普速铁路线路天窗时间主要在夜间，夜间照明较差，容易出现漏检和错检，造成安全隐患。检查效率低下，平均每小时检查3-5公里高速铁路、普速铁路线路，几百公里的高速铁路、普速铁路线路占用大量的人力资源和检查时间。危险性较高，人工上道作业存在一定的危险性，容易造成安全事故。受外界环境因素影响较为明显，雨雪天气和低温天气对人工巡检造成了较大的影响，特别是冬季低温，夜间上道造成人员冻伤等情况的出现。
发明内容
本发明提供一种车载信号机外观检测系统及方法，用于解决现有技术中对信号机检测浪费人力物力、检查效率低及检查效果不佳等问题。
为了解决上述技术问题，本发明的一技术方案为提供一种车载信号机外观检测系统，包括高速识别摄像头、激光测距仪、图像采集装置及控制器；
所述高速识别摄像头设置于列车一侧底部，用于识别信号机；
所述激光测距仪及所述图像采集装置设置于列车一侧底部；
所述控制器连接所述高速识别摄像头、所述激光测距仪及所述图像采集装置，用于当所述高速识别摄像头识别到所述信号机后，于第一预定时间开启所述激光测距仪测量其与所述信号机的距离，根据所述激光测距仪测得的距离信息调整所述图像采集装置的焦距，于第二预定时间开启所述图像采集装置采集所述信号机的图像数据。
本发明系统的进一步方面，所述高速识别摄像头、所述激光测距仪及所述图像采集装置的测量方向相同。
本发明系统的进一步方面，所述高速识别摄像头、所述激光测距仪及所述图像采集装置沿车头到车尾的方向按高速识别摄像头、激光测距仪及图像采集装置的顺序设置于列车一侧底部。
本发明系统的进一步方面，所述系统还包括光源及测光传感器，设置于列车上；
所述控制器连接所述光源及所述测光传感器，当所述测光传感器测得的光强小于预定阈值时，开启所述光源。
本发明系统的进一步方面，所述系统还包括测速传感器及存储器，分别连接所述控制器；
所述测速传感器用于测量列车当前速度信息，所述存储器中存储有速度与所述图像采集装置所使用的光圈和快门参数对应关系，所述控制器根据当前速度信息从存储器中匹配所述图像采集装置所使用的光圈和快门参数。
本发明系统的进一步方面，所述系统还包括时钟模块及存储器，分别连接所述控制器；
所述时钟模块用于输出时间信息，所述存储器中存储有时间与所述图像采集装置所使用的光圈和快门参数对应关系，所述控制器根据所述时间信息从存储器中匹配所述图像采集装置所使用的光圈和快门参数。
本发明系统的进一步方面，所述系统还包括存储器，用于存储信号机材料信息与所述图像采集装置所使用的光圈和快门参数对应关系；
所述控制器进一步用于根据所述高速识别摄像头采集的图像识别信号机的材料信息，根据识别出的材料信息从所述存储器中匹配所述图像采集装置所使用的光圈和快门参数。
本发明另提供一种车载信号机外观检测方法，高速识别摄像头、激光测距仪及图像采集装置设置于列车两侧底部，所述方法包括：
利用高速识别摄像头识别信号机；
当所述高速识别摄像头识别到信号机后，于第一预定时间开启激光测距仪测量其与信号机的距离；
根据激光测距仪测得的距离调整图像采集装置焦距，于第二预定时间启动图像采集装置采集信号机的图像数据。
本发明可对高速铁路、普速铁路的信号机进行外观检查，避免了现有技术中耗费人力财力、检查效率低及检查效果不佳等问题。本发明能够在需要检查时开启图像采集装置采集信号机的图像数据，延长设备的使用寿命；可根据激光测距仪测得的距离信息实时调整图像采集装置的焦距，提高采集图像的精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明一实施例的车载信号机外观检测系统结构图；
图2为本发明一实施例的车载信号机外观检测系统安装位置的俯视图；
图3为本发明另一实施例的车载信号机外观检测系统安装位置的俯视图；
图4为本发明实施例的车载信号机外观检测方法流程图。
附图符号说明：
101：高速识别摄像头； 102：激光测距仪；
103：图像采集装置； 104：控制器；
201：列车； A：信号机；
C1、C2：图像采集装置； B：激光测距仪；
D：高速识别摄像头；
dDB：高速识别摄像头与激光测距仪之间的距离；
dBC：激光测距仪与图像采集装置之间的距离；
箭头：列车移动方向；
401～403：步骤。
具体实施方式
为了使本发明的技术特点及效果更加明显，下面结合附图对本发明的技术方案做进一步说明，本发明也可有其他不同的具体实例来加以说明或实施，任何本领域技术人员在权利要求范围内做的等同变换均属于本发明的保护范畴。
如图1所示，图1本发明一实施例的车载信号机外观检测系统的结构图。本实施例将信号机检测系统集成于列车上，能够自动检测车载信号机的外观，避免了现有技术中耗费人力财力，检查效率低及检查效果不佳等问题。
具体的，车载信号机外观检测系统包括：高速识别摄像头101、激光测距仪102、图像采集装置103及控制器104。
所述高速识别摄像头101设置于列车一侧底部，用于识别信号机，高速识别摄像头识别信号机可采用现有方法实现，本发明对此不再详细说明。
所述激光测距仪102及所述图像采集装置103设置于列车一侧底部。
所述控制器104连接所述高速识别摄像头101、所述激光测距仪102及所述图像采集装置103，用于当所述高速识别摄像头101识别到所述信号机后，于第一预定时间开启所述激光测距仪102测量其与所述信号机的距离，根据所述激光测距仪102测得的距离调整所述图像采集装置103的焦距，于第二预定时间开启所述图像采集装置103采集所述信号机的图像数据。
需要说明的是，第一预定时间t1为相对于高速识别摄像头识别到信号机的时间。可根据高速识别摄像头与激光测距仪之间的距离d1、高速识别摄像头识别到信号机的时间t0和列车运行的速度v而定，t1＝t0+d1/v。具体实施时，考虑到设备开启所需时间，通常情况下，第一预定时间满t1<t0+d1/v，本发明对第一预定时间的具体取值不做限定，可根据需求进行设定。
第二预定时间t2为相对于高速识别摄像头识别到信号机的时间。可根据高速识别摄像头与图像采集装置之间的距离d2、高速识别摄像头识别到信号机的时间t0和列车运行的速度v而定，t2＝t0+d2/v。具体实施时，考虑到图像采集装置启动及焦距调整时间，通常情况下，第二预定时间满足t2<＝t0+d2/v，且第二预定时间还满足t2>T+t1(其中，T为图像采集装置焦距调整所需时间)，本发明对第一预定时间的具体取值不做限定，可根据需求进行设定。
图像采集装置的个数可视检测精度而定，本发明对其具体个数不做限定。
本实施例能够在需要检查时开启图像采集装置采集信号机的图像数据，延长设备的使用寿命；可根据激光测距仪测得的距离信息实时调整图像采集装置的焦距，提高采集图像的精度。
本发明一实施例中，高速识别摄像头、激光测距仪及图像采集装置的测量方向相同(即高速识别摄像头、激光测距仪及图像采集装置测量面的朝向相同)。
进一步的，高速识别摄像头、激光测距仪及图像采集装置沿车头到车尾的方向按高速识别摄像头、激光测距仪及图像采集装置的顺序设置于列车两侧顶部。
如图2所示，当高速识别摄像头D识别到信号机A后，根据高速识别摄像头D与激光测距仪B之间的距离dDB、高速识别摄像头D识别到信号机的时间及列车运行的速度计算第一预定时间，第一预定时间时启动激光测距仪B测距，控制器接收到激光测距仪B测得的距离后，根据该距离调整图像采集装置C的焦距，根据dBC+dDB(dBC、dDB已知，由工作人员测量得到)、高速识别摄像头D识别到信号机的时间及列车运行的速度计算第二预定时间，于第二预定时间时开启图像采集装置C采集信号机A的图像数据。
本发明一实施例中，包括两个图像采集装置，如图3所示，第二图像采集装置C2的焦距可根据第一预定时间时第二图像采集装置C2与信号机A之间的距离设定。具体的，控制器根据激光测距仪B测得的距离d、第一图像采集装置C1与第二图像采集装置C2之间的距离、及激光测距仪测量方向与列车一侧面之间的夹角(即图3中AC1边与C1C2边之间的夹角)计算得到第一预定时间时第二图像采集装置C2与信号机A之间的距离，根据该距离调整第二图像采集装置的焦距，开启第一图像采集装置的同时开启第二图像采集装置。
本发明一实施例中，车载信号机外观检测系统还包括光源及测光传感器，设置于列车上。控制器连接所述光源及所述测光传感器，当所述测光传感器测得的光强小于预定阈值时，开启所述光源，由光源在光照度不够的环境下，提供补偿照明。
本发明一实施例中，车载信号机外观检测系统还包括测速传感器及存储器，分别连接所述控制器。
所述测速传感器用于测量列车当前速度信息，所述存储器中存储有速度与所述图像采集装置所使用的光圈和快门参数对应关系，所述控制器根据当前速度信息从存储器中匹配所述图像采集装置所使用的光圈和快门参数。
本发明一实施例中，车载信号机外观检测系统还包括时钟模块及存储器，分别连接所述控制器。
所述时钟模块用于输出时间信息，所述存储器中存储有时间与所述图像采集装置所使用的光圈和快门参数对应关系，所述控制器根据所述时间信息从存储器中匹配所述图像采集装置所使用的光圈和快门参数。
本发明一实施例中，车载信号机外观检测系统还包括存储器，用于存储信号机材料信息与所述图像采集装置所使用的光圈和快门参数对应关系。
所述控制器进一步用于根据所述高速识别摄像头采集的图像识别信号机的材料信息，根据识别出的材料信息从所述存储器中匹配所述图像采集装置所使用的光圈和快门参数。
本发明提供的车载信号机外观检测系统可对高速铁路、普速铁路的信号机进行外观检查，避免了现有技术中耗费人力财力、检查效率低及检查效果不佳等问题。本发明能够在需要检查时开启图像采集装置采集信号机的图像数据，延长设备的使用寿命；可根据激光测距仪测得的距离信息实时调整图像采集装置的焦距，提高采集图像的精度。
如图4所示，图4为本发明一实施例的车载信号机外观检测方法的流程图。具体的，高速识别摄像头、激光测距仪及图像采集装置设置于列车两侧底部，车载信号机外观检测方法包括：
步骤401：利用高速识别摄像头识别信号机。
步骤402：当所述高速识别摄像头识别到信号机后，于第一预定时间开启激光测距仪测量其与信号机的距离。
步骤403：根据激光测距仪测得的距离调整图像采集装置的焦距，于第二预定时间启动图像采集装置采集信号机的图像数据。
具体实施时，所述高速识别摄像头、所述激光测距仪及所述图像采集装置的测量方向相同。
或所述高速识别摄像头、所述激光测距仪及所述图像采集装置沿车头到车尾的方向按高速识别摄像头、激光测距仪及图像采集装置的顺序设置于列车一侧底部。
本发明提供的车载信号机外观检测方法可对高速铁路、普速铁路的信号机进行外观检查，避免了现有技术中耗费人力财力、检查效率低及检查效果不佳等问题。本发明能够在需要检查时开启图像采集装置采集信号机的图像数据，延长设备的使用寿命；可根据激光测距仪测得的距离信息实时调整图像采集装置的焦距，提高采集图像的精度。
以上所述仅用于说明本发明技术方案，任何本领域普通技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围应视权利要求范围为准。

Claims (8)

1.一种车载信号机外观检测系统，其特征在于，包括：高速识别摄像头、激光测距仪、图像采集装置及控制器；
所述高速识别摄像头设置于列车一侧底部，用于识别信号机；
所述激光测距仪及所述图像采集装置设置于列车一侧底部；
所述控制器连接所述高速识别摄像头、所述激光测距仪及所述图像采集装置，用于当所述高速识别摄像头识别到所述信号机后，于第一预定时间开启所述激光测距仪测量其与所述信号机的距离，根据所述激光测距仪测得的距调整所述图像采集装置的焦距，于第二预定时间开启所述图像采集装置采集所述信号机的图像数据。
2.如权利要求1所述的车载信号机外观检测系统，其特征在于，所述高速识别摄像头、所述激光测距仪及所述图像采集装置的测量方向相同。
3.如权利要求1所述的车载信号机外观检测系统，其特征在于，所述高速识别摄像头、所述激光测距仪及所述图像采集装置沿车头到车尾的方向按高速识别摄像头、激光测距仪及图像采集装置的顺序设置于列车一侧底部。
4.如权利要求1所述的车载信号机外观检测系统，其特征在于，所述系统还包括光源及测光传感器，设置于列车上；
所述控制器连接所述光源及所述测光传感器，当所述测光传感器测得的光强小于预定阈值时，开启所述光源。
5.如权利要求1所述的车载信号机外观检测系统，其特征在于，所述系统还包括测速传感器及存储器，分别连接所述控制器；
所述测速传感器用于测量列车当前速度信息，所述存储器中存储有速度与所述图像采集装置所使用的光圈和快门参数对应关系，所述控制器根据当前速度信息从存储器中匹配所述图像采集装置所使用的光圈和快门参数。
6.如权利要求1所述的车载信号机外观检测系统，其特征在于，所述系统还包括时钟模块及存储器，分别连接所述控制器；
所述时钟模块用于输出时间信息，所述存储器中存储有时间与所述图像采集装置所使用的光圈和快门参数对应关系，所述控制器根据所述时间信息从存储器中匹配所述图像采集装置所使用的光圈和快门参数。
7.如权利要求1所述的车载信号机外观检测系统，其特征在于，所述系统还包括存储器，用于存储信号机材料信息与所述图像采集装置所使用的光圈和快门参数对应关系；
所述控制器进一步用于根据所述高速识别摄像头采集的图像识别信号机的材料信息，根据识别出的材料信息从所述存储器中匹配所述图像采集装置所使用的光圈和快门参数。
8.一种车载信号机外观检测方法，其特征在于，高速识别摄像头、激光测距仪及图像采集装置设置于列车两侧底部，所述方法包括：
利用高速识别摄像头识别信号机；
当所述高速识别摄像头识别到信号机后，于第一预定时间开启激光测距仪测量其与信号机的距离；
根据激光测距仪测得的距离调整图像采集装置的焦距，于第二预定时间启动图像采集装置采集信号机的图像数据。
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