CN107856687A - 一种轨道近景摄影测量装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轨道近景摄影测量装置，包括图像采集装置、图像处理装置以及定位装置，图像采集装置与图像处理装置之间通过无线信号连接，定位装置包括若干靶标且分布在轨道两侧的CPIII标志上，图像采集装置包括运行小车和安装在运行小车上的摄像机，本发明在上述装置的基础上还提供一种轨道近景摄影测量的方法，主要是通过摄像机拍照，将采集的图片传递给图像处理装置进行处理。本发明的有益效果是劳动强度低，测量速度快，测量结果反馈时间短且能够精准地反映现场的实际情况，成本较低，不受天气等外界条件的影响，可以帮助工程建设项目提高效率、降低风险，并可根据图像处理装置处理的数据建立项目BIM模型，提高项目施工及运营维护管理的水平。
Description
技术领域
本发明涉及高速铁路轨道测量设备技术领域，具体涉及一种轨道近景摄影测量装置及方法。
背景技术
随着我国高速铁路的大规模建设，陆续投入运营的铁路数量日益增多，高速铁路正逐渐作为一种快捷舒服、运载量大、低碳环保的运输方式，成为我国交通运输的重要支柱。为保障列车高速、安全、平稳运行，施工时必须将轨道修建在预设的轨道线上，施工完成后必须加强对铁路轨道的精确检测，尤其是面临我国高速铁路数量巨大的特殊性和轨道检测的高精度技术要求，对轨道测量技术提出了严峻挑战。
目前最常用的轨道检测设备是基于全站仪和轨检小车的检测系统，这种测量技术检测精度较高，已为我国高速铁路初期建设的轨道精调提供了重要的技术支撑。然而，该系统是基于手推式的轨道逐点接触测量，外业劳动强度大，测量数据一般采用现场计算或回到驻地后再进行计算，测量结果反馈时间较长，且不能精准地反映现场的实际情况且受天气影响，不能全天候作业。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种轨道近景摄影测量装置及方法，解决轨道测量过程中外业劳动强度大，测量速度慢，测量结果反馈时间长且不能精准地反映现场的实际情况，以及成本较高、受天气影响、不能全天候作业的问题，还可以帮助工程建设项目提高效率、降低风险，并可根据图像处理装置处理的数据建立项目BIM模型，提高项目施工及运营维护管理的水平。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种轨道近景摄影测量装置，包括图像采集装置、图像处理装置以及定位装置，所述图像采集装置及与所述图像处理装置之间通过无线信号连接，所述定位装置包括若干靶标且分布在轨道两侧的CPIII标志上，所述图像采集装置包括设于轨道上并可沿轨道移动的运行小车和安装在所述运行小车上的摄像机。
本发明的有益效果是摄像机随着运行小车的推进对两侧的轨道和靶标进行拍照并采集图片，摄像机将采集到的图片无线传递给图像处理装置，图像处理装置接收图片并进行处理，从而获取轨道的位置信息，并判断对应位置的轨道是否设在预设的路线上，测量速度快，测量结果反应时间短且能够实时地反应现场的实际情况；采用的红外摄像机进行拍照，不受天气影响，可以全天候进行测量，同时，测量的数据可以作为工程建设项目建立BIM模型的原始数据。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述运行小车上可拆卸安装有若干圆形立柱，每个所述立柱上均对应安装有摄像机。
采用上述进一步方案的有益效果是采用运行小车带着摄像机向前推进并进行拍照采集图片，劳动强度低，测量效率高。
进一步，所述立柱的数量为六根，且均分为两排，一排位于所述运行小车的前端且对应的所述摄像机对运行小车前方两侧的轨道和靶标进行拍照采集图片，另一排位于所述运行小车和的后端且对应的所述摄像机对运行小车后方两侧的轨道和靶标进行拍照采集图片。
采用上述进一步方案的有益效果是采用六台摄像机分成两排对两侧的轨道和靶标进行拍照采集图片，后排的摄像机对两侧的轨道和靶标进行重复拍照，也可以避免遗漏的区域，提高了准确率。
进一步，每排所述立柱中位于所述两侧的所述立柱的高度低于中部的所述立柱的高度，使得每排中部的所述立柱上的所述摄像机对两侧的所述轨道和靶标进行重复拍照采集图片以确保准确度。
采用上述进一步方案的有益效果是每排中部的摄像机对两侧摄像机拍照后的轨道和靶标进行重复拍照并采集图片，通过多次采集图片以提高准确率。
进一步，所述CPIII标志均匀分布在轨道两侧，所述CPIII标志上对应安装有金属套筒。
进一步，所述靶标上设有确定轨道具体位置的坐标，所述靶标底部设有磁铁，所述靶标通过底部所述磁铁与所述金属套筒拆卸连接。
采用上述进一步方案的有益效果是图像处理装置可以通过靶标上的坐标确定对应轨道的具体位置以便于确定对应轨道是否设在预设的路线上，靶标通过底部的磁铁与金属套筒可拆卸连接，安装便捷。
一种轨道近景摄影测量的方法，采用上述测量装置，具体步骤如下：
(1)将所述运行小车放置在轨道上，然后依次安装所述立柱和所述摄像机，同时将所述靶标放置在轨道两侧的所述CPIII标志上；
(2)启动所述运行小车，所述摄像机对两侧的轨道和所述靶标进行拍照并采集图片；
(3)所述摄像机将采集到的图片传递给所述图像处理装置；
(4)所述图像处理装置接收图片并进行处理，作出判断。
附图说明
图1为本发明的测量结构示意图；
图2为本发明的图像采集装置结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、运行小车，2、立柱，3、摄像机，4、靶标，5、金属套筒。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，本发明提供一种轨道近景摄影测量装置，包括图像采集装置、图像处理装置以及定位装置，图像采集装置与图像处理装置之间通过无线信号连接，定位装置包括若干靶标4且分布在轨道两侧的CPIII标志上，CPIII标志均匀分布在轨道两侧，CPIII标志对应安装有金属套筒5，靶标4上设有确定轨道具体位置的坐标，靶标4底部设有磁铁，靶标4通过底部磁铁与金属套筒5可拆卸连接，图像采集装置包括设于轨道上并可沿轨道移动的运行小车1和安装在运行小车1上的摄像机3。
如图1和图2所示，运行小车1上可拆卸安装有若干立柱2，每个立柱2上均对应安装有摄像机3。立柱2的数量为六根，且均分为两排，一排位于运行小车1的前端且对应的摄像机3对运行小车1前方两侧的轨道和靶标4进行拍照采集图片，另一排位于运行小车1和的后端且对应的摄像机3对运行小车1后方两侧的轨道和靶标4进行拍照采集图片，重复测量，多次重复采集图片，提高准确率，同时也可以避免前排摄像机3有遗漏的区域。每排立柱2均匀分布在运行小车1上，每排立柱2中位于两侧的立柱2的高度低于中部的立柱2的高度，使得每排中部的立柱2上的摄像机3对两侧的轨道和靶标4进行重复拍照采集图片，重复测量，多次采集图片以确保准确度。
采用上述测量装置的对轨道进行近景测量，方法步骤如下：
(1)测量之前，将运行小车1放置在轨道上，依次在运行小车1安装立柱2和摄像机3，同时在两侧CPIII标志对应位置上安装靶标4；
(2)启动运行小车1，随着运行小车1的不断推进，运行小车1上的前排摄像机3对运行小车1前方两侧的轨道和靶标4进行拍照并采集图片，运行小车1上的后排摄像机3对运行小车1后方两侧的轨道和靶标4进行重复拍照并采集图片，同时也避免前排摄像机3遗漏的区域；每排位于中间的摄像机3对两侧的轨道和靶标4进行重复拍照并采集图片通过多次重复拍照采集图片，提高图片的重复率使得测量的准确度更高；
(3)摄像机3将采集到的图片传递给所述图像处理装置；
(4)图像处理装置对接收到的图片进行处理，通过靶标4上的位置坐标(高速公路两侧控制网CPIII坐标)确定对应轨道的位置，从而确定对应的轨道是否设在预设的路线上。
通过上述方法可以对不同区域的轨道进行测量，采集到的数据能可以作为工程建设项目建立BIM模型的原始数据，提高项目施工及运维管理水平。
该测量装置和测量方法还可以应用于其它领域，例如隧道和桥梁的测量等。当该装置应用于隧道测量时，靶标4则安装在隧道两侧的墙壁上；当该装置应用于桥梁测量时，靶标4则安装在桥梁两侧的防撞墙上，便于测量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种轨道近景摄影测量装置，其特征在于：包括图像采集装置、图像处理装置以及定位装置，所述图像采集装置与所述图像处理装置之间通过无线信号连接，所述定位装置包括若干靶标(4)且分布在轨道两侧的CPIII标志上(5)，所述图像采集装置包括设于轨道上并可沿轨道移动的运行小车(1)和安装在所述运行小车(1)上的摄像机(3)。
2.根据权利要求1所述的一种轨道近景摄影测量装置，其特征在于：所述运行小车(1)上可拆卸安装有若干立柱(2)，每个所述立柱(2)上均对应安装有摄像机(3)。
3.根据权利要求2所述的一种轨道近景摄影测量装置，其特征在于：所述立柱(2)的数量为六根，且均分为两排，一排位于所述运行小车(1)的前端且对应的所述摄像机(3)对所述运行小车(1)前方两侧的轨道和靶标(4)进行拍照采集图片，另一排位于所述运行小车(1)的后端且对应的所述摄像机(3)对所述运行小车(1)后方两侧的轨道和靶标(4)进行拍照采集图片。
4.根据权利要求3所述的一种轨道近景摄影测量装置，其特征在于：每排所述立柱(2)中位于两侧的立柱(2)的高度低于中部的所述立柱(2)的高度，使得每排中部的所述立柱(2)上的所述摄像机(3)能够对两侧的所述轨道和靶标(4)进行重复拍照采集图片。
5.根据权利要求1所述的一种轨道近景摄影测量装置，其特征在于：所述CPIII标志均匀分布在轨道两侧，所述CPIII标志上对应安装有金属套筒(5)。
6.根据权利要求5所述的一种轨道近景摄影测量装置，其特征在于：所述靶标(4)上设有确定轨道具体位置的坐标，所述靶标(4)底部设有磁铁，所述靶标(4)通过底部所述磁铁与所述金属套筒(5)可拆卸连接。
7.一种轨道近景摄影测量的方法，采用权利要求1-6任一项所述测量装置，具体步骤如下：
(1)将所述运行小车(1)放置在轨道上，然后依次安装所述立柱(2)和所述摄像机(3)，同时将所述靶标(4)安装在轨道两侧所述CPIII标志(5)上；
(2)启动所述运行小车(1)，所述摄像机(3)对两侧的轨道和所述靶标(4)进行拍照并采集图片；
(3)所述摄像机(3)将采集到的图片传递给所述图像处理装置；
(4)所述图像处理装置接收图片并进行处理，作出判断。
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