CN107697098B - 一种车厢倾斜度现场测量平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车厢倾斜度现场测量平台，平台包括：伽利略定位设备，设置在铁轨上，用于检测并实时发出该段铁轨的伽利略导航数据；撞击声次数检测设备，设置在铁轨的连接处，用于在车厢车轮每次撞击铁轨的连接处时，统计一次撞击声次数，并实时输出统计后的撞击声总数；计时设备，用于提供当前时刻以确定统计撞击声次数的持续时间；车速检测设备，分别与计时设备和撞击声次数检测设备连接，用于基于统计撞击声次数的持续时间、预设车厢长度和统计后的撞击声总数确定当前车厢车速。

Description

一种车厢倾斜度现场测量平台

技术领域

本发明涉及车厢检测领域，尤其涉及一种车厢倾斜度现场测量平台。

背景技术

16世纪下半叶，在英国和德国的矿山和采石场铺有用木材做成的路轨。在轨道上行走的车是靠人力或畜力推动的。

1767年，英国的金属大跌价，有家铁工厂的老板看到堆积如山的生铁，既卖不出去赚不了钱，又占用了很多地方，就令人浇铸成长长的铁条，铺在工厂的道路上，准备在铁价上涨的时候再卖出去。

可是，人们发现车辆走在铺着铁条的路上，既省力，又平稳。这样，铁轨先于火车诞生了。铁条上行车毕竟不是很方便的，于是，铁条得到了改进，做成凹槽形的铁轨。这种轨道可以防止车轮滑出，但容易在凹槽中积上石子、煤屑，铁轨很容易损坏。

于是，人们把铁轨做成了上下一样宽，中间略窄的形状，这样垃圾不易积起，铁轨也不容易损坏。可是这种轨道不是很稳的，铁轨受到冲击容易翻倒而导致车辆出轨翻车。人们又把铁轨的下面加宽，造成像汉字的“工”字形，这种形状的轨道既稳定又可靠，一直沿用到今天。

铁轨发展到今天，围绕铁轨的设计仍局限于铁轨本身，对铁轨周围环境的检测的技术方案比较匮乏。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种车厢倾斜度现场测量平台，能够采用高精度图像识别模式在铁轨现场检测经过的车厢的倾斜程度。

根据本发明的一方面，提供了一种车厢倾斜度现场测量平台，所述车厢倾斜度现场测量平台包括：

伽利略定位设备，设置在铁轨上，用于检测并实时发出该段铁轨的伽利略导航数据；

撞击声次数检测设备，设置在铁轨的连接处，用于在车厢车轮每次撞击铁轨的连接处时，统计一次撞击声次数，并实时输出统计后的撞击声总数；

计时设备，用于提供当前时刻以确定统计撞击声次数的持续时间；

车速检测设备，分别与计时设备和撞击声次数检测设备连接，用于基于统计撞击声次数的持续时间、预设车厢长度和统计后的撞击声总数确定当前车厢车速；

风速检测仪，设置在铁轨附近，用于检测铁轨附近的实时风速，并在实时风速大于等于预设风速阈值时，发出风速超限报警信号，在实时风速小于预设风速阈值时，发出风速正常信号；

立体摄像设备，设置在铁轨附近，包括一个主摄像单元、一个深度摄像单元和多个从摄像单元，每一个从摄像单元相对于主摄像单元的位置固定，深度摄像单元相对于主摄像单元的位置固定；每一个主摄像单元、深度摄像单元和从摄像单元都对周围场景进行图像数据捕获，深度摄像单元用于基于获取的深度图像中的目标的深度确定目标到深度摄像单元的实时距离，主摄像单元用于捕获高清晰度主彩色图像，每一个从摄像单元基于其相对于主摄像单元的位置计算该从摄像单元所在视点到主摄像单元所在视点的视差，基于深度摄像单元相对于主摄像单元的位置、目标到深度摄像单元的实时距离和所述视差将高清晰度主彩色图像模拟出高清晰度从彩色图像，并采用高清晰度从彩色图像对该从摄像单元捕获的图像数据进行校正以获得校正从彩色图像。

本发明至少具有以下两处重要发明点：

(1)采用各种辅助图像数据对每一个从摄像单元捕获的图像数据进行校正，从而保障了融合后的立体虚拟图像的真实性；

(2)通过基于梯度的分析判断确定灰度化图像中的边缘像素，从而提高了后续车厢目标分析的准确性。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的车厢倾斜度现场测量平台的结构示意图。

图2为根据本发明实施方案示出的车厢倾斜度现场测量平台的立体摄像设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的车厢倾斜度现场测量平台的实施方案进行详细说明。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种车厢倾斜度现场测量平台。

图1为根据本发明实施方案示出的车厢倾斜度现场测量平台的结构示意图，所述平台包括：

伽利略定位设备，设置在铁轨上，用于检测并实时发出该段铁轨的伽利略导航数据；

撞击声次数检测设备，设置在铁轨的连接处，用于在车厢车轮每次撞击铁轨的连接处时，统计一次撞击声次数，并实时输出统计后的撞击声总数；

计时设备，用于提供当前时刻以确定统计撞击声次数的持续时间；

车速检测设备，分别与计时设备和撞击声次数检测设备连接，用于基于统计撞击声次数的持续时间、预设车厢长度和统计后的撞击声总数确定当前车厢车速。

接着，继续对本发明的车厢倾斜度现场测量平台的具体结构进行进一步的说明。

所述车厢倾斜度现场测量平台中还可以包括：

风速检测仪，设置在铁轨附近，用于检测铁轨附近的实时风速，并在实时风速大于等于预设风速阈值时，发出风速超限报警信号，在实时风速小于预设风速阈值时，发出风速正常信号。

所述车厢倾斜度现场测量平台中还可以包括：

如图2所示，立体摄像设备，设置在铁轨附近，包括一个主摄像单元、一个深度摄像单元和多个从摄像单元，每一个从摄像单元相对于主摄像单元的位置固定，深度摄像单元相对于主摄像单元的位置固定；每一个主摄像单元、深度摄像单元和从摄像单元都对周围场景进行图像数据捕获，深度摄像单元用于基于获取的深度图像中的目标的深度确定目标到深度摄像单元的实时距离，主摄像单元用于捕获高清晰度主彩色图像，每一个从摄像单元基于其相对于主摄像单元的位置计算该从摄像单元所在视点到主摄像单元所在视点的视差，基于深度摄像单元相对于主摄像单元的位置、目标到深度摄像单元的实时距离和所述视差将高清晰度主彩色图像模拟出高清晰度从彩色图像，并采用高清晰度从彩色图像对该从摄像单元捕获的图像数据进行校正以获得校正从彩色图像。

所述车厢倾斜度现场测量平台中还可以包括：

内容合并设备，分别与主摄像单元和多个从摄像单元连接，用于基于多个校正从彩色图像和高清晰度主彩色图像合并出目标所在环境的实时全景图像；所述内容合并设备在使用多个校正从彩色图像和高清晰度主彩色图像合并出目标所在环境的实时全景图像时，删除多个校正从彩色图像中的动态范围低于预设动态范围阈值的校正从彩色图像，使用剩下的校正从彩色图像和高清晰度主彩色图像合并出目标所在环境的实时全景图像；

灰度化处理设备，用于接收实时全景图像，对实时全景图像执行灰度化处理以获得并输出相应的灰度化图像；

梯度获取设备，与灰度化处理设备连接，用于接收灰度化图像，判断灰度化图像中每一个像素的像素值到周围像素的像素值的各个梯度，当各个梯度中存在大于等于预设梯度阈值时，将该像素判断为边缘像素，当各个梯度都小于预设梯度阈值时，将该像素判断为非边缘像素；

对象提取设备，与梯度获取设备连接，用于将所有边缘像素进行连接以获得若干个封闭曲线，基于若干个封闭曲线分别从灰度化图像处分割出对应的若干个图案，将若干个图案中与预设车厢基准图像匹配度最高的图案作为车厢子图像输出；

倾斜度判断设备，与对象提取设备连接，用于接收车厢子图像，基于车厢子图像和实时全景图像判断车厢子图像对应的车厢的倾斜度，并在车厢的倾斜度大于等于预设角度阈值时，发出车厢倾斜信号，否则，发出车厢正常信号；

其中，立体摄像设备与风速检测仪连接，用于在接收到风速超限报警信号时，才启动对周围场景的图像数据捕获。

所述车厢倾斜度现场测量平台中还可以包括：

静态存储设备，分别与梯度获取设备和对象提取设备连接，用于存储预设梯度阈值和预设车厢基准图像。

在所述车厢倾斜度现场测量平台中：预设车厢基准图像为对基准形状的车厢预先进行拍摄而获得的图像。

所述车厢倾斜度现场测量平台中还可以包括：

风向检测仪，设置在铁轨附近，用于检测铁轨附近的实时风向，输出所述实时风向。

另外，所述内容合并设备可以采用DSP处理芯片来实现。DSP芯片的内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊的DSP指令，可以用来快速的实现各种数字信号处理算法。

根据数字信号处理的要求，DSP芯片一般具有如下的一些主要特点：(1)在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法。(2)程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据。(3)片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问。(4)具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持。(5)快速的中断处理和硬件I/O支持。(6)具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器。(7)可以并行执行多个操作。(8)支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。

采用本发明的车厢倾斜度现场测量平台，针对现有技术中缺乏铁轨现场经过的车厢倾斜度高精度检测机制的技术问题，通过基于若干个封闭曲线分别从灰度化图像处分割出对应的若干个图案，将若干个图案中与预设车厢基准图像匹配度最高的图案作为车厢子图像输出，还基于车厢子图像和实时全景图像判断车厢子图像对应的车厢的倾斜度，并在车厢的倾斜度大于等于预设角度阈值时，发出车厢倾斜信号。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (1)

1.一种车厢倾斜度现场测量平台，其特征在于，所述车厢倾斜度现场测量平台包括：

伽利略定位设备，设置在铁轨上，用于检测并实时发出该段铁轨的伽利略导航数据；

撞击声次数检测设备，设置在铁轨的连接处，用于在车厢车轮每次撞击铁轨的连接处时，统计一次撞击声次数，并实时输出统计后的撞击声总数；

计时设备，用于提供当前时刻以确定统计撞击声次数的持续时间；

车速检测设备，分别与计时设备和撞击声次数检测设备连接，用于基于统计撞击声次数的持续时间、预设车厢长度和统计后的撞击声总数确定当前车厢车速；

风速检测仪，设置在铁轨附近，用于检测铁轨附近的实时风速，并在实时风速大于等于预设风速阈值时，发出风速超限报警信号，在实时风速小于预设风速阈值时，发出风速正常信号；

立体摄像设备，设置在铁轨附近，包括一个主摄像单元、一个深度摄像单元和多个从摄像单元，每一个从摄像单元相对于主摄像单元的位置固定，深度摄像单元相对于主摄像单元的位置固定；每一个主摄像单元、深度摄像单元和从摄像单元都对周围场景进行图像数据捕获，深度摄像单元用于基于获取的深度图像中的目标的深度确定目标到深度摄像单元的实时距离，主摄像单元用于捕获高清晰度主彩色图像，每一个从摄像单元基于其相对于主摄像单元的位置计算该从摄像单元所在视点到主摄像单元所在视点的视差，基于深度摄像单元相对于主摄像单元的位置、目标到深度摄像单元的实时距离和所述视差将高清晰度主彩色图像模拟出高清晰度从彩色图像，并采用高清晰度从彩色图像对该从摄像单元捕获的图像数据进行校正以获得校正从彩色图像；

内容合并设备，分别与主摄像单元和多个从摄像单元连接，用于基于多个校正从彩色图像和高清晰度主彩色图像合并出目标所在环境的实时全景图像；所述内容合并设备在使用多个校正从彩色图像和高清晰度主彩色图像合并出目标所在环境的实时全景图像时，删除多个校正从彩色图像中的动态范围低于预设动态范围阈值的校正从彩色图像，使用剩下的校正从彩色图像和高清晰度主彩色图像合并出目标所在环境的实时全景图像；

灰度化处理设备，用于接收实时全景图像，对实时全景图像执行灰度化处理以获得并输出相应的灰度化图像；

梯度获取设备，与灰度化处理设备连接，用于接收灰度化图像，判断灰度化图像中每一个像素的像素值到周围像素的像素值的各个梯度，当各个梯度中存在大于等于预设梯度阈值时，将该像素判断为边缘像素，当各个梯度都小于预设梯度阈值时，将该像素判断为非边缘像素；

对象提取设备，与梯度获取设备连接，用于将所有边缘像素进行连接以获得若干个封闭曲线，基于若干个封闭曲线分别从灰度化图像处分割出对应的若干个图案，将若干个图案中与预设车厢基准图像匹配度最高的图案作为车厢子图像输出；

倾斜度判断设备，与对象提取设备连接，用于接收车厢子图像，基于车厢子图像和实时全景图像判断车厢子图像对应的车厢的倾斜度，并在车厢的倾斜度大于等于预设角度阈值时，发出车厢倾斜信号，否则，发出车厢正常信号；

其中，立体摄像设备与风速检测仪连接，用于在接收到风速超限报警信号时，才启动对周围场景的图像数据捕获。