CN112813749B - 钢轨位移观测仪 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种钢轨位移观测仪，包括：安装底座，标尺，测量主机和水平器。安装底座夹持在钢轨基桩上；标尺设置在无缝钢轨被测标记处，且标尺中间缺口对准被测标记；测量主机安装在安装底座上，且测量主机用于采集包括标尺的目标图像，并对目标图像进行图像处理后确定钢轨位移测量值；水平器设置在安装底座上，用于是否检测测量主机与正常状态下标尺之间的角度是否处于目标状态，例如，测量主机显示画面中测量基准零线与所述标尺的中线重叠。安装好后，测量主机开机工作，采集包括该标尺的目标图像，根据标尺较钢轨无位移变化情况下的位置变化，即可得到无缝钢轨的位移测量值，实现实时测量，测量监测过程无需依赖人工，可自动化完成，效率高。

Description

钢轨位移观测仪

技术领域

本发明涉及轨道监测技术领域，特别是涉及一种钢轨位移观测仪。

背景技术

在高速铁路的轨道建设过程中，为减小振动取消钢轨接缝，广泛应用了无缝轨道线路，但正由于轨缝的消失，钢轨无法在温度改变时自由伸缩，从而在钢轨内部产生很大的温度应力，当扣件压力不足以抵消温度应力时，钢轨就会发生位移，温度持续升高时引发胀轨跑道，当温度较低时则容易出现断轨，严重影响行车安全；因此，观测钢轨位移是铁路安全生产的必不可少的工作。

传统的观测方式是在施工过程中多采用预先设置位移观测点，然后采用三角尺或拉线方式测量拉伸前后位移变化，人工统计多个观测点的数据汇总后判断钢轨的纵向位移量。传统方法测量精度低，工作繁琐，效率低且人为误差高。

随着科技的进步，铁路部门推行准直仪来测量钢轨位移，但每次观测必须由3个人共同完成，需要20分钟，仍存在效率低，工作繁琐的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种钢轨位移观测仪，以针对性的解决现有技术中采用的观测方法均需依赖数个人工进行所导致的效率低的问题。

本申请实施例提供的一种钢轨位移观测仪，包括：

安装底座，安装底座夹持在钢轨基桩上；

标尺，标尺设置在钢轨被测标记处，且标尺中间缺口对准被测标记；

测量主机，测量主机安装在安装底座上，且测量主机用于采集包括标尺的目标图像，并对目标图像进行图像处理后确定钢轨位移测量值。

在其中一个实施例中，钢轨位移观测仪还包括：水平器，水平器设置在安装底座上，用于是否检测测量主机与正常状态下标尺之间的角度是否处于目标状态。

在其中一个实施例中，安装底座包括：

把手，把手的一端机械连接测量主机；

夹持座，夹持座与把手的另一端机械连接，夹持座的形状与钢轨基桩相匹配，夹持座半包裹钢轨基桩设置；

夹紧手轮，夹紧手轮穿过夹持座上的第一类定位孔后接触钢轨基桩侧面，用于固定钢轨基桩；

调平手轮，调平手轮穿过夹持座上的第二类定位孔后接触钢轨基桩的顶面，用于调节设置在夹持座上的水平器的状态使水平器的水泡居中。

在其中一个实施例中，钢轨位移观测仪还包括：

电源，电源与测量主机连接。

在其中一个实施例中，安装底座还包括：

电源夹，电源夹用于夹持电源，电源夹与夹持座远离钢轨基桩的侧面机械连接。

在其中一个实施例中，安装底座还包括：

定位钉，定位钉对应依次穿过夹持座上设置的第三类定位孔和电源上设置的第四类定位孔。

在其中一个实施例中，测量主机包括：

相机，相机用于采集目标图像；

处理器，用于：

对目标图像进行图像预处理；

对预处理后的图像进行相似性度量，提取目标特征，目标特征是关于标尺和被测标记的特征；

对提取的目标特征进行坐标变换；

将进行坐标变换后得到的数据信息与视频流融合得到处理后的目标融合信息；

根据目标融合信息确定钢轨位移测量值。

在其中一个实施例中，钢轨位移观测仪还包括：

遥控器，遥控器与测量主机通信连接。

在其中一个实施例中，测量主机还包括：

显示器，显示器与处理器电连接。

在其中一个实施例中，测量主机还包括：

USB接口，USB接口嵌入在测量主机的壳体上，且USB接口与处理器电连接。

本发明提供的一个或多个实施例至少具有以下有益效果：提供的钢轨位移观测仪，通过安装底座，将连接在安装底座上的测量主机固定在钢轨基桩位置，并通过水平器观测安装底座的安装是否合规，使得钢轨无变形状态下的标尺与测量主机的相对位置固定且处于目标状态，例如，测量主机显示画面中测量基准零线与所述标尺的中线重叠，安装好后，测量主机开机工作，采集包括该标尺的目标图像，根据被测标记和标尺叫钢轨无位移变化情况下的位置变化，即可得到钢轨的位移测量值，实现实时测量，测量监测过程无需依赖人工，可自动化完成，效率高。

附图说明

图1为一个实施例中钢轨位移观测仪的结构示意图；

图2为一个另实施例中钢轨位移观测仪的结构示意图；

图3为一个又实施例中钢轨位移观测仪的结构示意图；

图4为一个实施例中标尺的示意图；

图5为一个实施例中钢轨位移观测仪的开机界面示意图；

图6为一个实施例中钢轨位移观测仪的时间校准窗口界面示意图；

图7为一个实施例中钢轨位移观测仪的功能选择窗口界面示意图；

图8为一个实施例中钢轨位移观测仪的显示测量窗口界面示意图；

图9为无钢轨位移时，测量基准零线与标尺的位置关系以及位移方向的示例；

图10为一个实验中模拟多标尺测量情景下的显示器显示界面，其中界面中间线条为测量基准零线；

图11为一个实施例中数据导出窗口的界面示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明实施例提供一种钢轨40位移观测仪，如图1-4中任一项所示，包括：安装底座10，标尺30，测量主机50和水平器60。安装底座10夹持在钢轨基桩20上，水平器60设置在安装底座10上，通过观察水平器60状态，不断调整安装底座10相对于钢轨基桩20和钢轨40上设置的标尺30的相对位置，使其处于目标状态，该目标状态是指测量主机50与标尺30的位置应当符合钢轨40无变形时预设的测量主机50与标尺30之间的相对位置；其中，标尺30设置在钢轨40被测标记处，且标尺30的中间缺口对准被测标记。进行测试时，测量主机50采集包括标尺30的目标图像，当钢轨40发生位移时，由于测量主机50位置不变，其相对于标尺30和被测标记的位置关系则发生变化，测量主机50通过分析采集的目标图像的前后帧变化，即可确定钢轨40位移测量值，测量过程无需依赖人工操作，效率高，也可避免由于手工测量造成的误差，可靠性高，测量精准度高。

其中，测量主机50上可以设置一个标准线，可以是显示在测量主机50显示屏中间的一条红线，目标状态可以指钢轨40无变形时，该条红线与标尺30中间缺口对应的被测标记重合的状态。标尺30可以是整体呈矩形，且设置有多个缺口的对称结构。测量主机50是指能够进行图像采集和图像处理的设备。安装底座10是指具有限位功能的夹具，主要用于集成测试主机、水平器60等设备于一体，形成集成化设备装置，占用体积小且携带方便。标尺30是指作为衡量钢轨40发生位移时，能够表征该位移量的参考物体。如图2所示，标尺30可以是条码标尺30，且条码图案可以呈对称式。标尺30可以吸附或粘接在被测钢轨40的被测标记处。这里的被测标记处是指钢轨40上选定的一个位置，可以是钢轨40上的任意位置，选定后则为唯一。该被测标记处选取的原则是保证测量主机50能够采集到该被测标记处的图像信息。

水平器60也叫做水平仪，用于测量安装底座10的平直度，进而确定安设在安装底座10上的测量主机50的垂直度，也就是能够表征测量主机50相对于被测标记处的相对位置关系，使其处于目标状态下，如图3所示，测量主机50可以采集到被测标记处的标尺30和钢轨40图像，持续采集时，则实质采集的为视频。即上文中提到的目标图像可以是连续采集的图像，也可以是间隔采集的图像。

本申请实施例提供的钢轨40位移观测仪，通过采用最新的图像识别、处理、传输、显示技术，实现钢轨40位移观测的智能化和信息化，不依赖与于人工测量，工作效率高。另外，本申请提出的钢轨40位移观测仪集成了精密机械、搭载有专用光学图像软件的测量主机50等当代最先进技术，具有定位精确、测量效率高、精度高、便于携带操作等优点，且支持图像显示与存储、自动检校等多项智能化功能，可以对铁路线路钢轨40爬行量位移进行精确、快速测量。本申请实施例提供的观测仪可适用于无缝钢轨40的位移观测。

在其中一个实施例中，安装底座10包括：把手11，夹持座12，夹紧手轮13和调平手轮14。把手11的一端机械连接测量主机50；夹持座12与把手11的另一端机械连接，夹持座12的形状与钢轨基桩20相匹配，夹持座12半包裹钢轨基桩20设置；夹紧手轮13穿过夹持座12上的第一类定位孔后接触钢轨基桩20侧面，用于固定钢轨基桩20；调平手轮14穿过夹持座12上的第二类定位孔后接触钢轨基桩20的顶面，用于调节设置在夹持座12上的水平器60的状态使水平器60的水泡居中。

其中，把手11可以是金属制成的圆柱状物体。把手11连接测量主机50和夹持座12。如图1中所展示的视图角度所示，夹持座12的前端侧壁上可转动设置有夹紧手轮13，夹持座12的上端面靠近所述夹紧手轮13的位置可以固定设置有水平器60。

测量前，将夹持座12加持在钢轨基桩20上，使得夹持座12的上端面靠近钢轨基桩20的顶面设置，夹持座12上分别与该夹持座12上端面两端连接的侧面对立设置在钢轨基桩20的两侧，使用夹紧手轮13穿过夹持座12侧面上的第一类定位孔，旋转夹紧手轮13可夹紧钢轨基桩20。再将调平手轮14从夹持座12的上端面上设置的第二类定位孔后解除钢轨基桩20的顶面，通过调平手轮14调节夹持座12上端面的水平量，观察到水平器60中的水泡居中后，固定当前调平手轮14的位置。可选的，水平器60可以靠近所述夹持座12的上端面中心位置设置，可以更好的衡量夹持座12安装的平直度。第二类定位孔与第一类定位孔可分别设置在把手11的两侧。把手11与夹持座12的上端面可呈垂直关系。测量主机50安装在把手11上后，测量主机50采集窗口可与所述夹持座12的上端面垂直。

在其中一个实施例中，钢轨40位移观测仪还包括：电源70，电源70与测量主机50连接。电源70可以是充电宝等移动电源70，方便替换，也可以是太阳能发电板，可以进行光电转换，环保。

在其中一个实施例中，安装底座10还包括：电源夹80，电源夹80用于夹持电源70，电源夹80与夹持座12远离钢轨基桩20的侧面机械连接。使用时，可以将充电宝等电源70安装在电源夹80内，电源夹80可以起到防水、防盗、防风的作用，电源70通过电源线90连接测量主机50，为其供电。

在其中一个实施例中，安装底座10还包括：定位钉15，定位钉15对应依次穿过夹持座12上设置的第三类定位孔和电源70上设置的第四类定位孔。电源夹80还起到位置固定的作用，安装底座10上的定位钉15将夹持座12、电源夹80、电源70固定起来连接。电源70可以通过两根定位钉15与夹持座12的后壁(远离钢轨基桩20的侧面)固定连接，夹持座12的后壁一侧还可以固定设置有靠钉16，靠钉16紧靠钢轨基桩20(可以是50#)的底面侧面设置。

在其中一个实施例中，测量主机50壳体上设置有电源70开关，该电源70开关可控制电源70为测量主机50的供电状态，测量时，按下观测仪左上电源70开关，此时测量主机50启动，测量主机50中的处理器开始工作，相机采集图像，专用图像处理软件程序运行。可以使用手指触摸点击屏幕控制键，也可使用电容笔点击。

在其中一个实施例中，测量主机50包括：相机和处理器，相机用于采集目标图像。处理器用于对目标图像进行图像预处理；对预处理后的图像进行相似性度量，提取目标特征，目标特征是关于标尺30和被测标记的特征；对提取的目标特征进行坐标变换；将进行坐标变换后得到的数据信息与视频流融合得到处理后的目标融合信息；根据目标融合信息确定钢轨40位移测量值。

相机可以是具有拍照或摄像功能的设备。测量开始前按照上述实施例中所讲方式，设置好测量主机50和标尺30，测量主机50开机工作后，相机持续获取或周期性间隔获取目标图像，并将该目标图像进行图像预处理、目标提取、目标计算和图像融合得到目标融合信息。该视频流是指具有钢轨40和标尺30应用场景特征的视频流。为保证测量主机50采集的图像清晰，本申请实施例提供的观测仪还具有相机参数调整功能。用户可以预先设置好相机参数，针对用户设置的EV值(曝光值，用于表征曝光量)通过处理器进行计算后发送给相机的硬件系统进行曝光度的调整。例如，处理器可以获取环境光强信息，也可以是用户通过点击屏幕反馈的光强信息，处理器将该反馈并将该反馈的光强信息解码成相应的相机设置参数，将该设置参数通过驱动层反馈给相机，最终完成相机的设置。

具体的，图像预处理过程可以是：对目标图像进行直方图均衡化，以便对图像中像素个数多的灰度级进行展宽，并对图像中像素个数少的灰度进行压缩，从而扩展像原取值的动态范围，提高对比度和灰度色调的变化，使图像更加清晰。在对图像进行灰度级插值，通过对图像整数像素的最近邻点进行非整数处理，提高后续目标的计算精度。

目标特征提取过程可以是：采用相似性度量方法进行目标特征匹配，相似性度量是衡量匹配图像特性之间相似性的尺度，通常是景象匹配的重要方法。本申请实施例提供的位移观测仪中，利用该方法粗定位整个视场图像内的靶标，为下一步目标的精细提取提供依据，大大提高了运算速度和处理精度，减少了目标特征误判的发生。

目标特征进行坐标变换的过程可以是：先对目标特征提取后的图像的像素点进行坐标变换，以便在处理器中恢复钢轨40所处场景和目标特征反映的图像的空间位置关系，还可以改善图像质量，消除在图像采集过程中的噪声干扰。具体的坐标变换过程采用的公式如下：

其中，L为每个像素对应的物方真实长度，f′为相机的焦距，p为相机CMOS器件像元尺寸大小，n为条码标尺30的影像长度占据的像素数量。

其中，可以求取D的平均值作为测量值。例如，若测得5个距离值Di，求取这5个Di的平均值作为测量值。

为了更好的展示测量值和需要显示的标尺30、钢轨40图像在视频流中应用场景的关系，进一步进行图像融合，将计算得到的数值和需要显示的信息(标尺30、钢轨40、测量基准零线等)与视频流融合在一起，得到目标融合信息，便于显示和计算。

在其中一个实施例中，钢轨40位移观测仪还包括：遥控器91，遥控器91与测量主机50通信连接。

其中，遥控器91可以采用蓝牙连接或其他无线连接方式与测量主机50通信连接。以蓝牙连接方式为例，测量前，可以取出蓝牙遥控器91，装入7#电池，按下num/lock键，待遥控器91左上部的绿灯闪烁一下熄灭，再次按下num/lock键，绿灯常亮后，表明完成测量主机50与蓝牙遥控器91的无线连接。

在其中一个实施例中，测量主机50还包括：显示器，显示器与处理器电连接。本申请实施例中的测量主机50包括显示器，通过该显示器提供与用户的交互窗口，处理器获取用户在显示屏上点击后产生的触发指令，并将触发指令处理后反馈相机进行参数调整或反馈给显示器进行画面切换。该部分核心代码如下所示：

在其中一个实施例中，显示器用于在检测到显示触发指令时，从处理器获取目标图像并显示。

其中，处理器还可以根据得到的目标融合信息驱动显示器显示具有标尺30和钢轨40图像的画面，处理器通过驱动层获取相机的视频流，通过对视频流解码将实时视频画面显示在显示器屏幕上。且显示器画面上还可显示预先设置的测量基准零线，钢轨40未变形时，该测量基准零线与画面中的被测标记重合，即处于标尺30中间缺口的位置。该测量基准零线可以采用红色竖线展示。工作人员可通过该显示器画面中，标尺30相对于测量基准零线的相对位置关系观测钢轨40的位移量和位移方向。处理器还可以根据得到的目标融合信息对处理后的图像进行存储。其中，显示器屏幕可以是触摸屏，用户通过手指点击屏幕上的功能图标可以触发预先设置好的功能，根据触摸屏的材质不同，用户也可使用电容笔点击屏幕来触发预先设置好的功能。预先设置好的功能可以包括但不限于显示器光强的调整、相机参数调整、显示测量模式切换控制等。

以图5-11中的具体示例为例，测量主机50开机后，点击“进入(e)”或按遥控器91enter键，触发生成时间校准触发指令，处理器根据该指令控制显示器进入“时间校准窗口”界面。

当用户使用遥控键盘数字键和“-”键，可按照预先设置格式：xxxx(年)-xx(月)-xx(日)-xx(时)-xx(分)-xx(秒)进行时间校准。时间校准后当用户按下“设置(e)”可完成对当前时间设置，处理器获取遥控器91传输的信息，并根据接收处理后的信息更新显示器显示的时间。设置时间后，测量记录时间为校准时间，若不设置校准时间，则时间默认为显示的系统时间。然后点击显示器界面中的“下一步(+)”或按遥控器91“+”按键触发功能选择指令，处理器根据该功能选择指令驱动显示器进入功能选择窗口。

在此功能选择窗口下，用户可选择屏幕上的“测量(/)”，进入测量显示界面，用于位移量检测。用户还可以选择“导出(*)”按键，则处理器驱动显示器跳转至数据导出窗口，显示测量数据并支持测量数据的导出。用户还可以选择功能选择窗口下的“配置(-)”按键，处理器会驱动显示器画面跳转至管理员配置窗口。本申请实施例提供的位移观测仪中，管理员配置窗口仅对管理员开放，普通用户无法进入，提高数据安全。

在测量时，用户在功能选择窗口点击“测量(/)”或按遥控器91“/”时，触发生成测量模式指令，处理器根据该测量模式指令驱动显示器画面进入显示测量界面，在显示测量界面中，显示上述测量基准零线和具有标尺30、钢轨40特征的图像，通过观察基准零线与标尺30中间缺口的相对位置关系即可观测钢轨40位移。

为更好的描述本申请位移观测仪的实现方案，以与测量主机50具有蓝牙通信连接的蓝牙无线键盘为例，进行说明。点击或使用蓝牙无线键盘，在界面右侧按键后的括号内，是蓝牙无线键盘操作键指示。例如“显示(/)”，按键“/”可无线操作“显示”。上述提到的蓝牙功能是通过蓝牙模块与蓝牙外设(蓝牙无线键盘、蓝牙遥控器91等)进行配对，从而实现无线通讯功能。图像存储是将采集处理得到的目标图像与钢轨40位移测量值加上系统时间戳一并保存在主机中的。

测量工作开始时：

(1)点击“显示(/)”，显示器即可实时显示相机采集的当前画面。界面中间的红色竖线表示测量基准零线(注意，此红色指示线仅用作目视测量参考)。

(2)点击“光强(-)”，可根据测量环境光照情况进行按键切换，以便正确完成测量工作。当标尺30处于太阳强光下时，选择“光强(-)”，当标尺30处于多云或阴天情况，选择“光弱(-)”。

(3)默认钢轨40位移量正负值如图9所示，相对于显示器界面正视图轴线，钢轨40位移相较于测量基准零线向左为正，向右为负。

(4)点击“组别+(<)”、“组别-(>)”，可对当日的测量数据进行分组存储，显示视频区的右上角，以G**显示。可使用“组别+(<)”、“组别-(>)”调整。其中，点击“组别+(<)”，可触发存储上述位移量为正的值和对应的目标画面。点击“组别-(>)”可触发存储上述位移量为负的值和对应的目标画面。

(5)点击“测量(*)”，处理器开始自动对标尺30进行识别与处理，根据标尺30相对于无钢轨40位移时的标尺30位置的变化，可计算得到钢轨40位移测量值，同时处理器可驱动显示器的显示界面下方可同步显示表征处理进度的进度条。当测量结束后，可以在显示器界面中间区域位置显示当前日期(年-月-日)、时间(时-分-秒)组别(Gxx，xx为01-99编号)。如：2020-01-20 15:30:20G02。在界面左下区域显示该测量值(如图10所示)，同时在标尺30上显示红色竖线(该红色竖线为上述提到的测量基准零线)帮助人工判定测量的正确性。本申请提供的观测仪可对两个或多个标尺30同时进行测量，不同标尺30对应的显示值可在界面上呈上下分布(如图10所示)。如果测量主机50中的相机未识别到标尺30，则处理器驱动显示器显示测量值为NULL(无效)；若处理器判定当前位移量超出工作测量范围，测量值显示为OUT(超限)，此时用户需重新点击测量按键或作出超限判定(超限阈值范围可为事先预设的，例如，可以设定位移量测量范围为±500mm)。

(6)每次采集均可以进行多次测量，例如每次测量不小于3次，处理器根据采集的输判定数据稳定可靠后，对测量结果进行保存。用户可通过点击“存储(+)”功能键，触发处理器对当前目标图像、目标画面以及时间、组别、位移测量值进行保存，用户还可以通过在显示器界面左侧按序号1、2、3自动转存当前图像和数据，该触发存储动作可根据实际情况进行设置。此目标图像和、目标画面以及时间、组别、位移测量值等数据按“时间校准窗”中设置的新时间自动保存在“xxxx年xx月xx日”件夹内，关机后不被删除。

(7)用户点击“删除(d)”，可触发处理器将当前界面显示的目标图像、目标图画以及测量值进行删除。

(8)用户点击左侧1、2、3数字键，可触发处理器跳转界面至历史保存数据查看界面。通过进一步电机“上页(h)”和“下页(∧)”，可翻看更多图像和数据。

在其中一个实施例中，处理器还用于在检测到光强调整触发指令时，根据相机所处的环境调整显示器的亮度和相机参数。

在其中一个实施例中，处理器根据钢轨40位移测量值反映的钢轨40位移方向，将钢轨40位移测量值分为第一组别和第二组别；第一组别的测量值反映的方向与第二组别的测量值反映的方向相反。

在其中一个实施例中，测量主机50还包括：USB接口，USB接口嵌入在测量主机50的壳体上，且USB接口与处理器电连接。

USB接口的一端还可以与电源70连接。例如，通过电源70线将两个USB接口接入充电宝等电源70。在测量主机50的一侧壳体上可以设置有两个USB接口，将U盘插入任一孔内，并在上述显示器的功能选择窗口下点击“导出(*)”或按遥控器91“*”键触发处理器驱动显示器页面跳转至数据导出窗口。

在“数据导出窗口下”，用户用触摸笔或通过遥控器91按键“2”选择“xxxx年xx月xx日”文件夹，选中文件夹后点击屏幕的“导出”图标或按下遥控器91按键“+”，即可触发处理器进行数据导出，通过USB接口导出文件夹。导出完毕后，处理器驱动显示器界面显示“xxxx年xx月xx日已复制到U盘”，完成文件导出。后续用户可通过点击屏幕“卸载”图标或按下遥控器91按键“-”触发处理器进行U盘的弹出卸载，弹出卸载后，处理器驱动显示器界面显示“U盘已安全弹出”，用户可在此时拔下U盘，避免出现数据导出不完整的情况。该日期内进行测量的所有图像和数据(可以是.csv格式)导入U盘。用户可在显示器界面上使用“删除”和“清空”功能键对显示框中的文件夹进行逐个删除或全部删除。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种钢轨位移观测仪，其特征在于，包括：

安装底座，所述安装底座夹持在钢轨基桩上；

标尺，所述标尺设置在钢轨被测标记处，且所述标尺中间缺口对准被测标记；所述标尺为整体呈矩形，且设置有多个缺口的对称结构；所述被测标记为所述标尺中间缺口的位置；

测量主机，所述测量主机安装在所述安装底座上，且所述测量主机用于采集包括所述标尺的目标图像并显示预先设置的测量基准零线，并对所述目标图像进行图像处理后的结果进行显示，再结合所述测量基准零线和所述标尺中间缺口的相对位置确定所述钢轨位移测量值；

水平器，所述水平器设置在所述安装底座上，用于检测所述测量主机与正常状态下所述标尺之间的角度是否处于目标状态；所述目标状态指所述钢轨无变形时，所述测量基准零线与所述标尺中间缺口对应的被测标记重合的状态；

其中，所述安装底座包括：

把手，所述把手的一端机械连接所述测量主机；

夹持座，所述夹持座与所述把手的另一端机械连接，所述夹持座的形状与所述钢轨基桩相匹配，所述夹持座半包裹所述钢轨基桩设置；

夹紧手轮，所述夹紧手轮穿过所述夹持座上的第一类定位孔后接触钢轨基桩侧面，用于固定所述钢轨基桩；

调平手轮，所述调平手轮穿过所述夹持座上的第二类定位孔后接触钢轨基桩的顶面，用于调节设置在所述夹持座上的所述水平器的状态使水平器的水泡居中。

2.根据权利要求1所述的钢轨位移观测仪，其特征在于，还包括：

电源，所述电源与所述测量主机连接。

3.根据权利要求2所述的钢轨位移观测仪，其特征在于，所述安装底座还包括：

电源夹，所述电源夹用于夹持所述电源，所述电源夹与所述夹持座远离钢轨基桩的侧面机械连接。

4.根据权利要求3所述的钢轨位移观测仪，其特征在于，所述安装底座还包括：

定位钉，所述定位钉对应依次穿过所述夹持座上设置的第三类定位孔和所述电源上设置的第四类定位孔。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的钢轨位移观测仪，其特征在于，所述测量主机包括：

相机，所述相机用于采集目标图像；

处理器，用于：

对所述目标图像进行图像预处理；

对预处理后的图像进行相似性度量，提取目标特征，所述目标特征是关于所述标尺和所述被测标记的特征；

对提取的目标特征进行坐标变换；

将进行坐标变换后得到的数据信息与视频流融合得到处理后的目标融合信息；

根据所述目标融合信息确定所述钢轨位移测量值。

6.根据权利要求5所述的钢轨位移观测仪，其特征在于，还包括：

遥控器，所述遥控器与所述测量主机通信连接。

7.根据权利要求5所述的钢轨位移观测仪，其特征在于，所述测量主机还包括：

显示器，所述显示器与所述处理器电连接。

8.根据权利要求5所述的钢轨位移观测仪，其特征在于，所述测量主机还包括：

USB接口，所述USB接口嵌入在所述测量主机的壳体上，且所述USB接口与所述处理器电连接。

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