CN107845326A - 高速铁路钢轨伸缩调节器位移识别标识牌及测量方法 - Google Patents

高速铁路钢轨伸缩调节器位移识别标识牌及测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了高速铁路钢轨伸缩调节器位移识别标识牌及测量方法，所述识别标识牌包括分别设置于需要测试相对位移的两个测量对象上的基准标识牌和识别标识牌，基准标识牌包括对称设置于两侧的测量基准区和设置于中间的二维码识别区，测量基准区为矩形结构，中间设置有与矩形结构存在明显色差的基准圆，识别标识牌为矩形结构，中间设置有与矩形结构存在明显色差的识别圆。本发明主要是针对目前钢轨伸缩调节器位移值测量存在的问题，通过在识别标识牌上设置测量的基准区域，为图像识别软件提供了参照，提高了识别的精度；在基准区域中部设置的二维码为活码，通过活码可以随时更新、调整二维码对应的内容，使标识牌可以适用于不同的工点和安装位置。

Description

高速铁路钢轨伸缩调节器位移识别标识牌及测量方法
技术领域
本发明涉及轨道交通监测技术领域，具体地指一种高速铁路钢轨伸缩调节器位移识别标识牌及测量方法。
背景技术
高速铁路钢轨伸缩调节器区轨道结构的测量内容主要包括尖轨/基本轨的伸缩位移和轨枕间距。目前采用的测量方式主要人工测量的方法。由于高速铁路只能在晚上的天窗时间上道作业，因此人工检测的方法检测效率低，精度较差。
由于钢轨伸缩调节器属于轨道结构的敏感部位，因此传统的接触式传感器并不适合用于测量钢轨伸缩调节器轨道结构的位移值。现有的接触式测量方法，无法保证正常行车的安全。如何安全、精确地实现尖轨/基本轨的伸缩位移和轨枕间距的测量，成为亟需解决的问题。
发明内容
针对以上现有技术的不足之处，本发明的目的就是要提供一种非接触式测量尖轨/基本轨的伸缩位移和轨枕间距的高速铁路钢轨伸缩调节器位移识别标识牌及测量方法。
为实现上述目的，本发明所设计的高速铁路钢轨伸缩调节器位移识别标识牌，其特殊之处在于，包括分别设置于需要测试相对位移的两个测量对象上的基准标识牌和识别标识牌，所述基准标识牌包括对称设置于两侧的测量基准区和设置于中间的二维码识别区，所述测量基准区为矩形结构，中间设置有与矩形结构存在明显色差的基准圆，所述识别标识牌为矩形结构，中间设置有与矩形结构存在明显色差的识别圆。
进一步地，所述基准标识牌和识别标识牌设置于左股和右股钢轨的尖轨处或者基本轨处。
更进一步地，所述基准标识牌和识别标识牌设置于需要测试相对位移的两个测量对象的上表面或者在同一方向上倾斜设置。
更进一步地，所述二维码识别区内设置有二维码，所述二维码为活码，包含测试点的编号、监测内容、监测位置信息。
一种基于上述高速铁路钢轨伸缩调节器位移识别标识牌的测量方法，其特殊之处在于，所述方法包括安装步骤和测量步骤：
所述安装步骤包括：
a1)将基准标识牌和识别标识牌分别设置于需要测试相对位移的两个测量对象上，所述基准标识牌的二维码识别区内设置有包含测点信息的二维码；
a2)通过高清摄像机拍照，使照片中同时含有基准标识牌和识别标识牌；
a3)通过读取二维码识别区内的二维码，记录测点信息；通过图像识别方法，得到识别标识牌的识别圆的圆心与基准标识牌的两个测量基准区的基准圆的圆心之间的距离，即得到测点两个测量对象之间的基准距离，并记录；
所述测量步骤包括：
b1)通过高清摄像机拍照，使照片中同时含有基准标识牌和识别标识牌；
b2)通过读取二维码识别区内的二维码，记录测点信息；通过图像识别方法，得到识别标识牌的识别圆的圆心与基准标识牌的其中一个测量基准区的基准圆的圆心之间的距离，即得到测点两个测量对象之间的测量距离，并记录；
b3)将测量距离与基准距离相减，即得到两个测量对象之间相对于安装标识牌时的相对位移量。
优选地，所述步骤a3)和步骤b2)中的图像识别方法为：根据照片中基准圆、识别圆的图像，由于基准圆、识别圆与矩形结构具有明显的色差，通过图像识别算法获取到基准圆、识别圆的边界，进而获取基准圆、识别圆的圆心位置。
优选地，采用所述方法测量尖轨或者基本轨位移时，分别测量左股钢轨的相对位移量、右股钢轨的相对位移量，将左、右股钢轨的相对位移量进行对比，判断出左、右钢轨变形是否一致。
优选地，所述b2)中分别获得识别标识牌的识别圆的圆心与基准标识牌的其中一个测量基准区的基准圆的圆心之间的距离、两个基准圆的圆心之间的距离，通过对比换算得到测点两个测量对象之间的测量距离，并记录。
优选地，所述步骤b3)中获得相对位移量后，将所述相对位移量与允许伸缩量进行对比，判断测量对象的伸缩是否超限。
本发明主要是针对目前钢轨伸缩调节器位移值测量存在的问题，提出了适用于图像识别技术的识别标识牌，通过本发明所构思的上述技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
1、标识牌安装简单，通过粘贴和螺丝固定就可以分别固定在钢轨和轨枕上；
2、设置了测量的基准区域，为图像识别软件提供了参照，提高了识别的精度；
3、在基准区域中部设置的二维码为活码，通过活码可以随时更新、调整二维码对应的内容，使标识牌可以适用于不同的工点和安装位置。
4、制作成本低，具有很高的商业推广和应用前景。
附图说明
图1为本发明的高速铁路钢轨伸缩调节器位移识别标识牌的结构示意图。
图中：基准标识牌1，测量基准区1-1，二维码识别区1-2，基准圆1-3，识别标识牌2，识别圆2-1。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明提出的一种高速铁路钢轨伸缩调节器位移识别标识牌，包括分别设置于需要测试相对位移的两个测量对象上的基准标识牌1和识别标识牌2，基准标识牌1包括对称设置于两侧的测量基准区1-1和设置于中间的二维码识别区1-2，二维码识别区1-2内设置有二维码，二维码为活码，包含测试点的编号、监测内容、监测位置信息。测量基准区1-1为矩形结构，中间设置有与矩形结构存在明显色差的基准圆1-3，识别标识牌2为矩形结构，中间设置有与矩形结构存在明显色差的识别圆2-1。基准标识牌1和识别标识牌2设置于需要测试相对位移的两个测量对象的上表面或者在同一方向上倾斜设置。
本发明由两个部分组成，一个是测量基准区域的基准标识牌1，一个是测量识别区域的识别标识牌2。基准标识牌1主要提供测点信息(二维码)和测量基准量(两个基准圆1-3的圆心间距离是固定的)。将基准标识牌1的矩形结构设为黑色，基准圆1-3设为红色，形成明显色差。由于基准圆1-3与周围存在色差，因此通过图像识别算法可以获取到基准圆1-3的边界，进而获取到圆心。同样，将识别标识牌2的矩形结构设为黑色，将识别圆2-1设为红色，通过获取识别圆2-1的圆心和某一基准圆1-3的圆心，即可得到两测点间的距离。将此距离与安装时的初始距离相减，即可以得到结构物相对于安装标识牌时刻的相对位移量值。
为了自动获取测点信息，在基准标识牌1中部设置二维码识别区，二维码识别区内设置活码。活码是对一个分配的短网址进行编码，扫描后跳转到这个网址。这样将内容存储在云端，可以随时更新、可存放大量文字内容，同时图案简单易扫。
通过上述高速铁路钢轨伸缩调节器位移识别标识牌进行位移测量的方法包括安装步骤和测量步骤：
所述安装步骤包括：
a1)将基准标识牌1和识别标识牌2分别设置于需要测试相对位移的两个测量对象上，基准标识牌1的二维码识别区1-2内设置有包含测点信息的二维码。
由于在基准区域中部设置的二维码为活码，通过活码可以随时更新、调整二维码对应的内容，使标识牌可以适用于不同的工点和安装位置。安装的位置信息包括监测的部位(尖轨/基本轨)和监测的位置(上行线路左股钢轨/上行线路右股钢轨/下行线路左股钢轨/下行线右股钢轨)。
a2)通过高清摄像机拍照，使照片中同时含有基准标识牌1和识别标识牌2；
a3)通过读取二维码识别区1-2内的二维码，记录测点信息；通过图像识别方法，得到识别标识牌2的识别圆2-1的圆心与基准标识牌1的两个测量基准区1-1的基准圆1-3的圆心之间的距离，即得到测点两个测量对象之间的基准距离，并记录。
图像识别方法为：根据照片中基准圆1-3、识别圆2-1的图像，由于基准圆1-3、识别圆2-1与矩形结构具有明显的色差，通过图像识别算法获取到基准圆1-3、识别圆2-1的边界，进而获取基准圆1-3、识别圆2-1的圆心位置。
所述测量步骤包括：
b1)通过高清摄像机拍照，使照片中同时含有基准标识牌1和识别标识牌2；
b2)通过读取二维码识别区1-2内的二维码，记录测点信息；通过图像识别方法，得到识别标识牌2的识别圆2-1的圆心与基准标识牌1的其中一个测量基准区1-1的基准圆1-3的圆心之间的距离，即得到测点两个测量对象之间的测量距离，并记录。图像识别的方法同步骤a3)。
为了提高识别的精度，进行图像识别时，可以分别获得识别标识牌2的识别圆2-1的圆心与基准标识牌1的其中一个测量基准区1-1的基准圆1-3的圆心之间的距离、两个基准圆1-3的圆心之间的距离，通过对比换算得到测点两个测量对象之间的测量距离，并记录。
b3)将测量距离与基准距离相减，即得到两个测量对象之间相对于安装标识牌时的相对位移量。获得相对位移量后，将相对位移量与允许伸缩量进行对比，判断测量对象的伸缩是否超限。
采用上述方法测量尖轨或者基本轨位移时，分别测量左股钢轨的相对位移量、右股钢轨的相对位移量，将左、右股钢轨的相对位移量进行对比，判断出左、右钢轨变形是否一致。
综上所述，本发明安装简单，制作成本低，同时适用性强，因此具有很高的理论价值和商业推广前景。
以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明的技术方案进行修改或者等同替换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均应涵盖在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种高速铁路钢轨伸缩调节器位移识别标识牌，其特征在于：包括分别设置于需要测试相对位移的两个测量对象上的基准标识牌(1)和识别标识牌(2)，所述基准标识牌(1)包括对称设置于两侧的测量基准区(1-1)和设置于中间的二维码识别区(1-2)，所述测量基准区(1-1)为矩形结构，中间设置有与矩形结构存在明显色差的基准圆(1-3)，所述识别标识牌(2)为矩形结构，中间设置有与矩形结构存在明显色差的识别圆(2-1)。
2.根据权利要求1所述的高速铁路钢轨伸缩调节器位移识别标识牌，其特征在于：所述基准标识牌(1)和识别标识牌(2)设置于左股和右股钢轨的尖轨处或者基本轨处。
3.根据权利要求1所述的高速铁路钢轨伸缩调节器位移识别标识牌，其特征在于：所述基准标识牌(1)和识别标识牌(2)设置于需要测试相对位移的两个测量对象的上表面或者在同一方向上倾斜设置。
4.根据权利要求1所述的高速铁路钢轨伸缩调节器位移识别标识牌，其特征在于：所述二维码识别区(1-2)内设置有二维码，所述二维码为活码，包含测试点的编号、监测内容、监测位置信息。
5.一种基于权利要求1所述的高速铁路钢轨伸缩调节器位移识别标识牌的测量方法，其特征在于：所述方法包括安装步骤和测量步骤：
所述安装步骤包括：
a1)将基准标识牌(1)和识别标识牌(2)分别设置于需要测试相对位移的两个测量对象上，所述基准标识牌(1)的二维码识别区(1-2)内设置有包含测点信息的二维码；
a2)通过高清摄像机拍照，使照片中同时含有基准标识牌(1)和识别标识牌(2)；
a3)通过读取二维码识别区(1-2)内的二维码，记录测点信息；通过图像识别方法，得到识别标识牌(2)的识别圆(2-1)的圆心与基准标识牌(1)的两个测量基准区(1-1)的基准圆(1-3)的圆心之间的距离，即得到测点两个测量对象之间的基准距离，并记录；
所述测量步骤包括：
b1)通过高清摄像机拍照，使照片中同时含有基准标识牌(1)和识别标识牌(2)
b2)通过读取二维码识别区(1-2)内的二维码，记录测点信息；通过图像识别方法，得到识别标识牌(2)的识别圆(2-1)的圆心与基准标识牌(1)的其中一个测量基准区(1-1)的基准圆(1-3)的圆心之间的距离，即得到测点两个测量对象之间的测量距离，并记录；
b3)将测量距离与基准距离相减，即得到两个测量对象之间相对于安装标识牌时的相对位移量。
6.根据权利要求5所述的高速铁路钢轨伸缩调节器位移识别标识牌的测量方法，其特征在于：所述步骤a3)和步骤b2)中的图像识别方法为：根据照片中基准圆(1-3)、识别圆(2-1)的图像，由于基准圆(1-3)、识别圆(2-1)与矩形结构具有明显的色差，通过图像识别算法获取到基准圆(1-3)、识别圆(2-1)的边界，进而获取基准圆(1-3)、识别圆(2-1)的圆心位置。
7.根据权利要求5所述的高速铁路钢轨伸缩调节器位移识别标识牌的测量方法，其特征在于：采用所述方法测量尖轨或者基本轨位移时，分别测量左股钢轨的相对位移量、右股钢轨的相对位移量，将左、右股钢轨的相对位移量进行对比，判断出左、右钢轨变形是否一致。
8.根据权利要求5所述的高速铁路钢轨伸缩调节器位移识别标识牌的测量方法，其特征在于：所述b2)中分别获得识别标识牌(2)的识别圆(2-1)的圆心与基准标识牌(1)的其中一个测量基准区(1-1)的基准圆(1-3)的圆心之间的距离、两个基准圆(1-3)的圆心之间的距离，通过对比换算得到测点两个测量对象之间的测量距离，并记录。
9.根据权利要求5所述的高速铁路钢轨伸缩调节器位移识别标识牌的测量方法，其特征在于：所述步骤b3)中获得相对位移量后，将所述相对位移量与允许伸缩量进行对比，判断测量对象的伸缩是否超限。
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