CN106494456A - 头灯照射水平方向反馈装置 - Google Patents
头灯照射水平方向反馈装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106494456A CN106494456A CN201611051110.6A CN201611051110A CN106494456A CN 106494456 A CN106494456 A CN 106494456A CN 201611051110 A CN201611051110 A CN 201611051110A CN 106494456 A CN106494456 A CN 106494456A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- headlight irradiation
- horizontal direction
- image
- information processing
- area
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 claims abstract description 23
- 230000010365 information processing Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000012634 optical imaging Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 241000872198 Serjania polyphylla Species 0.000 claims description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 11
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
- B61L15/02—Head or tail indicators, e.g. light
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
- G06T2207/30248—Vehicle exterior or interior
- G06T2207/30252—Vehicle exterior; Vicinity of vehicle
- G06T2207/30256—Lane; Road marking
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)
Abstract
本发明涉及轨道机车头灯照射的技术领域，尤其涉及一种头灯照射水平方向反馈装置。这种头灯照射水平方向反馈装置包括光学成像设备、图像信息处理设备和信号发生设备，所述光学成像设备的输出连接图像信息处理设备，图像信息处理设备的输出连接信号发生设备。这种头灯照射水平方向反馈装置属于直接反馈，因此测量误差小，反馈及时准确，可以有效提高头灯自动调节的指向精度；而且由于该装置可以在复杂路况下真实反映头灯在线路上的指向情况，不存在运用局限性，可以在铁路机车车辆上广泛运用，有助于提升铁路机车车辆头灯控制的自动化水平。
Description
技术领域
本发明涉及一种水平方向反馈装置，尤其涉及一种头灯照射水平方向反馈装置。
背景技术
机车用头灯通常是固定的，不可调整角度的。这就导致一旦机车运行在弯道上，那么头灯将照射到轨道之外。目前的一些技术使用可自动调整方向的头灯，希望能够完全自动化地调整头灯照射方向以保证头灯始终照射在前方线路上。
这些现有技术一般采用这样的原理：使用传感器检测机车转向架的运动情况以判断机车是否处于弯道，并判断该弯道的弯曲情况。然后根据弯道的弯曲情况（通常是当前线路的曲线半径），推算当前情况下理论上头灯应当具备的照射水平角度，然后调整头灯到该理论角度，以保证头灯照亮前方线路。
这种方式的局限性主要在：通过检测转向架的运动情况只能得到机车当前所处弯道的弯曲情况，但并不能确定所处机车前方线路的实际弯曲情况，在遇到如图1所示的蛇形线路时，由于机车所处位置的轨道弯曲方向与机车前方线路的轨道弯曲方向完全相反，因此头灯几乎肯定会照射到线路范围以外。而图1所示的蛇形线路在铁路正线和调车场上经常出现。这一局限性导致自动调节的头灯难以获得大规模的应用。
图1是使用现有技术的机车在两段不同线路上的头灯使用效果的示意图。线路一和线路二这两段线路的曲线半径均为100m,线路长度均为157m（即四分之一个圆），所不同的是，图1中右边的线路是蛇形线路，线路的前半段和后半段的弯曲方向不一样。在采用现有技术时，由于对线路弯曲情况的判断完全基于机车转向架，因此对头灯角度的调整完全依据机车当前所处位置上的线路曲线半径。当机车在线路一上行驶时，由于机车前方线路的弯曲情况和机车当前所处位置的线路弯曲情况是一样的，在头灯调整时头灯的偏转方向与前方线路的弯曲方向一致，头灯的照亮区域与前方线路重叠，照明效果很好；而当机车行驶在线路二时，由于前方线路弯曲情况和机车当前所处位置的线路弯曲情况不一致，这导致头灯的偏转方向与前方线路的弯曲方向完全相反，头灯的照亮区域与前方线路基本不重叠，照明效果很差。可见在使用现有技术时，在某些特定线路上头灯的使用效果会更差而不是更好，这就是现有技术的使用局限。
发明内容
本发明旨在解决上述缺陷，提供一种头灯照射水平方向反馈装置。
为了克服背景技术中存在的缺陷，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种头灯照射水平方向反馈装置包括光学成像设备、图像信息处理设备和信号发生设备，其特征在于：所述光学成像设备的输出连接图像信息处理设备，图像信息处理设备的输出连接信号发生设备；
光学成像设备采集头灯照射区域的影像，供图像信息处理设备处理；
图像信息处理设备对光学成像设备采集到的头灯照射区域的影像进行处理，将影像转换为可以清晰分辨当前轨道两边照亮区域的图形数据信息，然后根据该图形数据信息计算生成轨道两边照亮区域的面积的比值，用该比值表征头灯照亮区域与铁路线路之间的相对位置关系；
信号发生设备将轨道两边照亮区域的面积的比值转换为一定电压/电流/频率范围的电信号，输出这些信号供机车上的其它设备使用以便这些设备准确地调整头灯照射方向。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述图像信息处理设备首先对影像的正中央区域的偏下位置截取，截取后的图像将首先进行灰度处理，未被头灯照亮的区域将被丢弃，被丢弃的部分将被灰度100%的全黑色取代。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述图像信息处理设备根据钢轨的特征灰度在照亮区域内将钢轨区分出来，然后根据钢轨与钢轨之间的间隔距离，将机车当前所处线路与其它线路区分出来，机车当前所处线路也将用灰度100%的全黑色替代，图像的其它部分将用灰度0%的全白色替代，只剩下灰度为0%的白色区域和灰度为100%的黑色区域，且白色区域被分隔为左、右两部分，两部分的面积分别为S左和S右；图像信息处理设备比较两个部分的面积的大小，形成面积的比值P = S左 /( S左 + S右 )。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述P值等于50%时，意味着线路正处于头灯照明区域的正中间，照明效果最好，不需要调整头灯照射水平方向；
P值小于50%时，意味着前方线路向左偏，前方有向左的弯道，头灯照射水平方向需要向左调整；
P值大于50%时，意味着前方线路向右偏，前方有向右的弯道，头灯照射水平方向需要向右调整。
本发明的有益效果是：这种头灯照射水平方向反馈装置属于直接反馈，因此测量误差小，反馈及时准确，可以有效提高头灯自动调节的指向精度；而且由于该装置可以在复杂路况下真实反映头灯在线路上的指向情况，不存在运用局限性，可以在铁路机车车辆上广泛运用，有助于提升铁路机车车辆头灯控制的自动化水平。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是现有技术的结构示意图；
图2是本发明装置的结构示意图；
图3是光学影像的结构示意图；
图4是另一光学影像的结构示意图；
图5是另一光学影像的结构示意图；
图6是机车当前所处线路进行处理后的图像；
图7是最终处理完成的图像。
具体实施方式
本发明提供了一个头灯照射水平方向反馈装置，可以直接反映头灯照亮区域与铁路线路之间的相对位置关系。如图2所示，该装置由以下部件组成，包括：一个光学成像设备，一个图像信息处理设备和一个信号发生设备。
光学成像设备采集头灯照射区域的影像，供图像信息处理设备处理。
图像信息处理设备对光学成像设备采集到的头灯照射区域的影像进行处理，将影像转换为可以清晰分辨当前轨道两边照亮区域的图形数据信息，然后根据该图形数据信息计算生成轨道两边照亮区域的面积的比值，用该比值表征头灯照亮区域与铁路线路之间的相对位置关系。
信号发生设备将轨道两边照亮区域的面积的比值转换为一定电压/电流/频率范围的电信号，输出这些信号供机车上的其它设备使用以便这些设备准确地调整头灯照射方向。
实施例
在夜间行车使用头灯时，光学成像设备将形成如图3所示的影像。图像信息处理设备将对该影像进行进处理。
图像信息处理设备首先对影像的正中央区域的偏下位置截取（即截取头灯照亮区域的大致位置），如图4所示。
截取后的图像将首先进行灰度处理，未被头灯照亮的区域将被丢弃，被丢弃的部分将被灰度100%的全黑色取代，如图5所示。
钢轨被照亮时具有一定的特征灰度，因此根据钢轨的特征灰度在照亮区域内将钢轨区分出来，然后根据钢轨与钢轨之间的间隔距离，将机车当前所处线路与其它线路区分出来（机车当前所处线路的两条钢轨之间的间隔距离将是合理范围内相对而言最大的）。机车当前所处线路也将用灰度100%的全黑色替代。如图6所示。
图像的其它部分将用灰度0%的全白色替代。如图7所示。
在图7中，只剩下灰度为0%的白色区域和灰度为100%的黑色区域，且白色区域被分隔为左、右两部分，两部分的面积分别为S左和S右，图像信息处理设备比较两个部分的面积的大小，形成面积的比值P = S左 /( S左 + S右 )。
这个比值P就代表了头灯照亮区域与铁路线路之间的相对位置关系。在P值等于50%时，意味着线路正处于头灯照明区域的正中间，照明效果最好，不需要调整头灯照射水平方向。
在P值小于50%时，意味着前方线路向左偏，前方有向左的弯道，头灯照射水平方向需要向左调整。
在P值大于50%时，意味着前方线路向右偏，前方有向右的弯道，头灯照射水平方向需要向右调整。
这个面积的比值P被信号发生装置转换为一定电压/电流/频率范围的电信号，以供机车上的其它设备使用（尤其是可以被头灯水平方向调整伺服机构用作为闭环控制的反馈源）。
通过该装置头灯的照亮区域将始终与前方线路重合，达到良好的照明效果。如图8所示。
Claims (4)
1.一种头灯照射水平方向反馈装置，包括光学成像设备、图像信息处理设备和信号发生设备，其特征在于：所述光学成像设备的输出连接图像信息处理设备，图像信息处理设备的输出连接信号发生设备；
光学成像设备采集头灯照射区域的影像，供图像信息处理设备处理；
图像信息处理设备对光学成像设备采集到的头灯照射区域的影像进行处理，将影像转换为可以清晰分辨当前轨道两边照亮区域的图形数据信息，然后根据该图形数据信息计算生成轨道两边照亮区域的面积的比值，用该比值表征头灯照亮区域与铁路线路之间的相对位置关系；
信号发生设备将轨道两边照亮区域的面积的比值转换为一定电压/电流/频率范围的电信号，输出这些信号供机车上的其它设备使用以便这些设备准确地调整头灯照射方向。
2.如权利要求1所述的头灯照射水平方向反馈装置，其特征在于：所述图像信息处理设备首先对影像的正中央区域的偏下位置截取，截取后的图像将首先进行灰度处理，未被头灯照亮的区域将被丢弃，被丢弃的部分将被灰度100%的全黑色取代。
3.如权利要求1所述的头灯照射水平方向反馈装置，其特征在于：所述图像信息处理设备根据钢轨的特征灰度在照亮区域内将钢轨区分出来，然后根据钢轨与钢轨之间的间隔距离，将机车当前所处线路与其它线路区分出来，机车当前所处线路也将用灰度100%的全黑色替代，图像的其它部分将用灰度0%的全白色替代，只剩下灰度为0%的白色区域和灰度为100%的黑色区域，且白色区域被分隔为左、右两部分，两部分的面积分别为S左和S右；图像信息处理设备比较两个部分的面积的大小，形成面积的比值P = S左 /( S左 + S右 )。
4.如权利要求3所述的头灯照射水平方向反馈装置，其特征在于：所述P值等于50%时，意味着线路正处于头灯照明区域的正中间，照明效果最好，不需要调整头灯照射水平方向；
P值小于50%时，意味着前方线路向左偏，前方有向左的弯道，头灯照射水平方向需要向左调整；
P值大于50%时，意味着前方线路向右偏，前方有向右的弯道，头灯照射水平方向需要向右调整。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611051110.6A CN106494456A (zh) | 2016-11-25 | 2016-11-25 | 头灯照射水平方向反馈装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611051110.6A CN106494456A (zh) | 2016-11-25 | 2016-11-25 | 头灯照射水平方向反馈装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106494456A true CN106494456A (zh) | 2017-03-15 |
Family
ID=58328705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201611051110.6A Pending CN106494456A (zh) | 2016-11-25 | 2016-11-25 | 头灯照射水平方向反馈装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106494456A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110329294A (zh) * | 2019-08-16 | 2019-10-15 | 中车株洲电力机车有限公司 | 头灯偏转控制方法、装置、系统及机车 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101062665A (zh) * | 2006-04-26 | 2007-10-31 | 天津大学 | 特殊灯跟踪轨迹自动转向装置 |
| CN101077711A (zh) * | 2007-07-03 | 2007-11-28 | 成江雄 | 可随地形自动调整照射角度的铁路机车头灯装置 |
| CN201195541Y (zh) * | 2008-04-23 | 2009-02-18 | 北京福斯达高科技公司 | 铁路机车前大灯自动转向装置 |
| CN104071169A (zh) * | 2013-03-27 | 2014-10-01 | 陈萌 | 一种列车前照灯转向控制系统 |
| KR101662432B1 (ko) * | 2015-03-09 | 2016-10-04 | 주식회사 에스에이치에이치(Shh) | 철도차량용 고휘도 led 전조등 자동제어 시스템 |
-
2016
- 2016-11-25 CN CN201611051110.6A patent/CN106494456A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101062665A (zh) * | 2006-04-26 | 2007-10-31 | 天津大学 | 特殊灯跟踪轨迹自动转向装置 |
| CN101077711A (zh) * | 2007-07-03 | 2007-11-28 | 成江雄 | 可随地形自动调整照射角度的铁路机车头灯装置 |
| CN201195541Y (zh) * | 2008-04-23 | 2009-02-18 | 北京福斯达高科技公司 | 铁路机车前大灯自动转向装置 |
| CN104071169A (zh) * | 2013-03-27 | 2014-10-01 | 陈萌 | 一种列车前照灯转向控制系统 |
| KR101662432B1 (ko) * | 2015-03-09 | 2016-10-04 | 주식회사 에스에이치에이치(Shh) | 철도차량용 고휘도 led 전조등 자동제어 시스템 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110329294A (zh) * | 2019-08-16 | 2019-10-15 | 中车株洲电力机车有限公司 | 头灯偏转控制方法、装置、系统及机车 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108132025B (zh) | 一种车辆三维轮廓扫描构建方法 | |
| JP5363085B2 (ja) | 前照灯制御装置 | |
| JP4787385B2 (ja) | 車両のヘッドランプの照射距離・照射方向の制御方法 | |
| CN104374335A (zh) | 轨道车辆限界检测系统 | |
| CN101109957A (zh) | 大型工程车辆自动驾驶控制方法及系统 | |
| CN104132817A (zh) | 机动车外特性动态智能检测平台及其检测方法 | |
| CN105302135B (zh) | 基于双目视觉的助航灯光光强检测车导航与定位系统 | |
| JP2008211410A (ja) | 車載用画像認識装置及び配光制御装置、並びに配光制御方法 | |
| CN105571508A (zh) | 接触网受电弓的形变检测方法及系统 | |
| JP2014223874A (ja) | 照射装置、照射方法、プログラム及び媒体 | |
| CN109785431A (zh) | 一种基于激光网格的道路地面三维特征采集方法及装置 | |
| CN106494456A (zh) | 头灯照射水平方向反馈装置 | |
| CN109760583A (zh) | 基于闭环控制的自适应坡道的车辆照明装置及其控制方法 | |
| CN106114347A (zh) | 一种智能车载afs系统 | |
| US20230249612A1 (en) | Device and method for controlling lamp for vehicle | |
| CN204944427U (zh) | 一种接触网几何参数动态检测小车 | |
| CN106271369A (zh) | 铁路辙岔智能焊补机器人 | |
| Guan et al. | An Adaptive Driving Beam System with Camera Information Correcting Technique | |
| CN203940839U (zh) | 一种铁路轨道动态波形磨耗检测装置及系统 | |
| CN105783824A (zh) | 铁路接触网参数的测量方法 | |
| WO2019024743A1 (zh) | 列车控制方法、装置及系统 | |
| CN104071169A (zh) | 一种列车前照灯转向控制系统 | |
| JPH09243729A (ja) | 車両搭載用光学的計測装置および光学的計測方法 | |
| CN205395908U (zh) | 一种自适应车用照明装置 | |
| CN110341582B (zh) | 一种智能车灯语义投影照明装置及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170315 |