CN112817840A - 基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量方法，包括：采集包含道岔检查柱和检查块间隙的图像，其中，所述图像为安装在检查柱正对表示杆面上的摄像头以所述检查柱向所述检查块下降方向垂直拍摄得到；基于所述图像中所述间隙的像素宽度、所述图像中参考物的像素宽度和所述参考物的实际宽度确定所述间隙的实际宽度；重复多次以上步骤得到多个所述实际宽度，确定所述多个实际宽度的平均值为所述间隙的最终实际宽度。本发明提供的方法，实现了避免手动测量造成的结果偏差，并通过自动累加求均值提高了准确率。
Description
技术领域
本发明涉及自动测量技术领域，尤其涉及一种基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量方法和装置。
背景技术
在轨道交通中，道岔实现了列车从一个股道转换到另一个股道。道岔转换受联锁系统控制，联锁系统通过控制转辙机的转动进而带动道岔转换。随着城市轨道交通及铁路运力要求的不断提升，智能维护要求越来越高。
道岔的距离数据只能在定期整改和维护时，需要人工进行测量，是维护过程中重要的测量数据；但此种方式耗费人力，且不能实时监测距离数据；接触式测量方式涉及的安装问题较多，安装难度大。
利用自动摄像头测量距离的方式有两种，一种是通过摄像头固定在固定的高度位置，通过缩放比例进行距离的计算，这种方法的缺点是实际安装中，固定安装的高度不准，造成设备测量结果不准；另一种是在特定的位置设置特定标志物，但实际测量场景一般环境受限，设置的标志物容易磨损，标志物磨损后，设备测量结果不准。
因此，如何避免现有的道岔中间隙手动测量造成的偏差以及不能累计自动测量，仍然是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供一种基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量方法，用以解决现有的道岔中间隙手动测量造成的偏差以及不能累计自动测量的缺陷，通过设置于安装于检查块上的摄像头以所述检查柱向所述检查块下降方向垂直拍摄得到的包含了道岔检查柱和检查块间隙的图像，基于图像中已知工程数据实际尺寸的参照物，确定待测间隙的实际距离，还通过多次确定后求平均提高测量准确度。
本发明提供一种基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量方法，该方法包括：
采集包含道岔检查柱和检查块间隙的图像，其中，所述图像为安装在检查柱正对表示杆面上的摄像头以所述检查柱向所述检查块下降方向垂直拍摄得到；
基于所述图像中所述间隙的像素宽度、所述图像中参考物的像素宽度和所述参考物的实际宽度确定所述间隙的实际宽度；
重复多次以上步骤得到多个所述实际宽度，确定所述多个实际宽度的平均值为所述间隙的最终实际宽度。
根据本发明提供的一种基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量方法，所述图像中的参考物包括所述表示杆和/或表示杆表面油槽。
根据本发明提供的一种基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量方法，
当所述图像中的参考物包括表示杆和表示杆表面油槽时，
基于所述图像中所述间隙的像素距离、所述表示杆的像素宽度和所述表示杆的实际宽度确定所述间隙的第一预测实际宽度；
基于所述图像中所述油槽到边沿的像素距离、所述表示杆的像素宽度和所述表示杆的实际宽度确定所述油槽到边沿的第一预测实际距离；
若所述第一预测实际距离与所述油槽到边沿的实际距离满足第一预设条件，则确定所述间隙的实际宽度为所述第一预测实际宽度。
根据本发明提供的一种基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量方法，
当所述图像中的参考物包括表示杆和表示杆表面油槽时，
基于所述图像中所述间隙的像素距离、所述表示杆的像素宽度和所述表示杆的实际宽度确定所述间隙的第二预测实际宽度；
基于所述图像中所述表示杆的像素宽度、所述油槽到边沿的像素距离和所述油槽到边沿的实际距离确定所述表示杆的第三预测实际宽度；
若所述第三预测实际宽度与所述表示杆的实际宽度满足第二预设条件，则确定所述间隙的实际宽度为所述第二预测实际宽度。
根据本发明提供的一种基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量方法，
当所述图像中的参考物包括表示杆和表示杆表面油槽时，
基于所述图像中所述间隙的像素距离、所述油槽到边沿的像素距离和所述油槽到边沿的实际距离确定所述间隙的第四预测实际宽度；
基于所述图像中所述油槽到边沿的像素距离、所述表示杆的像素宽度和所述表示杆的实际宽度确定所述油槽到边沿的第二预测实际距离；
若所述第二预测实际距离与所述油槽到边沿的实际距离满足第三预设条件，则确定所述间隙的实际宽度为所述第四预测实际宽度。
根据本发明提供的一种基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量方法，
当所述图像中的参考物包括表示杆和表示杆表面油槽时，
基于所述图像中所述间隙的像素距离、所述油槽到边沿的像素距离和所述油槽到边沿的实际距离确定所述间隙的第五预测实际宽度；
基于所述图像中所述表示杆的像素宽度、所述油槽到边沿的像素距离和所述油槽到边沿的实际距离确定所述表示杆的第六预测实际宽度；
若所述第六预测实际宽度与所述表示杆的实际宽度满足第四预设条件，则确定所述间隙的实际宽度为所述第五预测实际距离。
根据本发明提供的一种基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量方法，
所述第一预设条件为差值小于第一预设阈值或者所述差值与所述油槽到边沿的实际距离的比值小于第一预设比例；
所述第二预设条件为差值小于第二预设阈值或者所述差值与所述表示杆的实际宽度的比值小于第二预设比例；
所述第三预设条件为差值小于第三预设阈值或者所述差值与所述油槽到边沿的实际距离的比值小于第三预设比例；
所述第四预设条件为差值小于第四预设阈值或者所述差值与所述表示杆的实际宽度的比值小于第四预设比例。
本发明还提供一种基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量装置，包括：
采集单元，用于采集包含道岔检查柱和检查块间隙的图像，其中，所述图像为安装在检查柱正对表示杆面上的摄像头以所述检查柱向所述检查块下降方向垂直拍摄得到；
计算单元，用于基于所述图像中所述间隙的像素宽度、所述图像中参考物的像素宽度和所述参考物的实际宽度确定所述间隙的实际宽度；
平均单元，用于重复以上单元的步骤得到多个所述间隙的实际宽度，确定所述多个所述间隙的实际宽度的平均值为所述间隙的最终实际宽度。
本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述的基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量方法的步骤。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述的基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量方法的步骤。
本发明提供的基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量方法和装置，通过采集包含道岔检查柱和检查块间隙的图像，其中，所述图像为安装在检查柱正对表示杆面上的摄像头以所述检查柱向所述检查块下降方向垂直拍摄得到；基于所述图像中所述间隙的像素宽度、所述图像中参考物的像素宽度和所述参考物的实际宽度确定所述间隙的实际宽度；重复多次以上步骤得到多个所述实际宽度，确定所述多个实际宽度的平均值为所述间隙的最终实际宽度。由于设置于安装于检查块上的摄像头以所述检查柱向所述检查块下降方向垂直拍摄得到的包含了道岔检查柱和检查块间隙的图像，基于图像中已知工程数据实际尺寸的参照物，确定待测间隙的实际距离，还通过多次确定后求平均提高测量准确度。因此，本发明提供的方法和装置，实现了避免手动测量造成的结果偏差，并通过自动累加求均值提高了准确率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量方法的流程示意图；
图2为本发明提供的转辙机缺口示意图；
图3为本发明提供的包含参考物的转辙机缺口示意图；
图4为本发明提供的基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量装置的结构示意图；
图5为本发明提供的测距原理示意图；
图6为本发明提供的测量值计算流程图；
图7为本发明提供的一种电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
现有的道岔中间隙测量方法普遍存在由于手动测量造成的偏差以及不能累计自动测量的问题。下面结合图1-图3描述本发明的一种基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量方法。图1为本发明提供的基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括：
步骤110，采集包含道岔检查柱和检查块间隙的图像，其中，所述图像为安装在检查柱正对表示杆面上的摄像头以所述检查柱向所述检查块下降方向垂直拍摄得到。
可选的，图2为本发明提供的转辙机缺口示意图，如图2所示，本发明提供的方法进行测量的道岔检查柱和检查块间隙即图2中有下降趋势的检查柱和位于其正下方的检查块的90度下降边沿之间的空隙宽度，图2中的摄像点的位置即将采集图像的摄像头安装在检查柱正对表示杆面上，该摄像头以所述检查柱向所述检查块下降方向垂直拍摄得到用于测量所述道岔检查柱和检查块间隙的图像源数据。将摄像头设置于检查柱一定高度范围内，使得图像中能完整包含所述道岔检查柱和检查块间隙和参照物，其中，参照物为所述检查块在完工时已经在检查块上成形的标志物，由于该标志物是生产时构建，因此，该检查块携带的自身标准的工程数据中有该标志物的大小数据和位置数据。
步骤120，基于所述图像中所述间隙的像素宽度、所述图像中参考物的像素宽度和所述参考物的实际宽度确定所述间隙的实际宽度。
可选的，然后基于图像中所述间隙的像素宽度、所述图像中参考物的像素宽度和所述参考物的实际宽度确定所述间隙的实际宽度，例如：参考物的像素宽度为b，参考物的实际宽度为B，所述间隙的像素宽度为a，那么可以通过如下公式计算所述间隙的实际宽度A：
A＝B/b×a
上述方法是常用的通过同一图像中的像素距离和实际距离比值恒定的原理计算所述间隙的实际宽度。然而，图像中的参考物可以有多个，那么当出现多个参考物时，可以是对基于多个参考物分别求所述间隙的实际宽度，然后在异常值剔除后求平均，也可以是两个参考物之间相互参考以同一图像中的像素距离和实际距离比值恒定的原理计算其中一个参考物的计算实际宽度，然后基于计算实际宽度与所述其中一个参考物的真实宽度进行比较，确定该图像是否适合用于测量所述间隙的宽度，即多一个参考物起到对采集图像是否适用于测量起到判断的作用。
步骤130，重复多次以上步骤得到多个所述实际宽度，确定所述多个实际宽度的平均值为所述间隙的最终实际宽度。
可选的，重复多次以上步骤得到多个实际宽度，然后求平均可以将精度进一步提高，此处还可以补充的是，在求平均之前，将异常值进行剔除，至于判定异常值的计算方法有多种，例如进行排序后留下中段或者拟合等等，此处不作具体限定。
本发明提供的基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量方法，通过采集包含道岔检查柱和检查块间隙的图像，其中，所述图像为安装在检查柱正对表示杆面上的摄像头以所述检查柱向所述检查块下降方向垂直拍摄得到；基于所述图像中所述间隙的像素宽度、所述图像中参考物的像素宽度和所述参考物的实际宽度确定所述间隙的实际宽度；重复多次以上步骤得到多个所述实际宽度，确定所述多个实际宽度的平均值为所述间隙的最终实际宽度。由于设置于安装于检查块上的摄像头以所述检查柱向所述检查块下降方向垂直拍摄得到的包含了道岔检查柱和检查块间隙的图像，基于图像中已知工程数据实际尺寸的参照物，确定待测间隙的实际距离，还通过多次确定后求平均提高测量准确度。因此，本发明提供的方法，实现了避免手动测量造成的结果偏差，并通过自动累加求均值提高了准确率。
在上述实施例的基础上，该方法中，所述图像中的参考物包括所述表示杆和/或表示杆表面油槽。
可选的，图3为本发明提供的包含参考物的转辙机缺口示意图，如图3所示，摄像头采集的图像中可以包括空隙前的部分表示杆，通常情况下所述表示杆的宽度比表示杆的长度更容易被包含在采集的图像中，所述图像中还可以包括表示杆表面的油槽，所述油槽也是检查块建造时一同建造的凹槽，用于提供润滑油起到工件的润滑作用，因此，所述油槽存在提供其结构信息的工程数据，所述结构信息包括该油槽的大小以及位置，所述位置包括其距离检查块90度下降边沿的垂直距离等等。因此，可以调整摄像头的高度使得采集的图像中的参考物包括所述表示杆和/或表示杆表面油槽。其中，当参考物为表示杆或者表示杆表面油槽时，直接使用同一图像中的像素距离和实际距离比值恒定的原理计算所述间隙的实际宽度；当参考物包括表示杆和表示杆表面油槽两个时，计算所述间隙的实际宽度的方法有多种，例如，可以是对基于两个参考物分别求所述间隙的实际宽度，然后在异常值剔除后求平均，也可以是两个参考物之间相互参考以同一图像中的像素距离和实际距离比值恒定的原理计算其中一个参考物的计算实际宽度，然后基于计算实际宽度与所述其中一个参考物的真实宽度进行比较，确定该图像是否适合用于测量所述间隙的宽度，即多一个参考物起到对采集图像是否适用于测量起到判断的作用。因此，上文提供了多种在两个参考物情况下测量间隙的实际宽度方法，此处不作具体限定。
在上述实施例的基础上，该方法中，当所述图像中的参考物包括表示杆和表示杆表面油槽时，
基于所述图像中所述间隙的像素距离、所述表示杆的像素宽度和所述表示杆的实际宽度确定所述间隙的第一预测实际宽度；
基于所述图像中所述油槽到边沿的像素距离、所述表示杆的像素宽度和所述表示杆的实际宽度确定所述油槽到边沿的第一预测实际距离；
若所述第一预测实际距离与所述油槽到边沿的实际距离满足第一预设条件，则确定所述间隙的实际宽度为所述第一预测实际宽度。
可选的，将图像中的表示杆作为计算间隙的实际宽度的参考物，即通过如下公式计算所述间隙的第一预测实际宽度A：
A＝B/b×a
其中，表示杆的像素宽度为b，表示杆的实际宽度为B，所述间隙的像素宽度为a。
然后，继续以表示杆作为计算油槽到边沿的预测实际距离的参考物，即通过如下公式计算所述油槽到边沿的第一预测实际距离C:
C＝B/b×c
其中，表示杆的像素宽度为b，表示杆的实际宽度为B，所述油槽到边沿的像素距离为c。
再将油槽到边沿的第一预测实际距离C与从预先存储的工程数据中提取的油槽到边沿的实际距离Ctrue进行比较，当C与Ctrue相同，那么说明该图像作为以同一图像中的像素距离和实际距离比值恒定的原理计算图像中实物的实际距离是合适的，可以将条件适当放宽，即C与Ctrue满足稍微放宽要求的第一预设条件时，也判定该图像作为以同一图像中的像素距离和实际距离比值恒定的原理计算图像中实物的实际距离是合适的，其中，第一预设条件可以是C与Ctrue之间的差值小于一定的阈值或者是该差值占Ctrue的比率小于预设比例阈值，即放宽条件到C与Ctrue相差不多近似相同，也可以认定采集的图像作为测量图像中实物的实际距离是有效的。
在判定采集的图像有效后，可以认定之前计算的间隙的第一预测实际宽度A即可作为该图像确定的所述间隙的实际宽度。否则，若判定采集的图像无效，则之前计算的间隙的第一预测实际宽度A无效。
基于上述实施例，该方法中，
当所述图像中的参考物包括表示杆和表示杆表面油槽时，
基于所述图像中所述间隙的像素距离、所述表示杆的像素宽度和所述表示杆的实际宽度确定所述间隙的第二预测实际宽度；
基于所述图像中所述表示杆的像素宽度、所述油槽到边沿的像素距离和所述油槽到边沿的实际距离确定所述表示杆的第三预测实际宽度；
若所述第三预测实际宽度与所述表示杆的实际宽度满足第二预设条件，则确定所述间隙的实际宽度为所述第二预测实际宽度。
可选的，将图像中的表示杆作为计算间隙的实际宽度的参考物，即通过如下公式计算所述间隙的第二预测实际宽度D：
D＝B/b×d
其中，表示杆的像素宽度为b，表示杆的实际宽度为B，所述间隙的像素宽度为d。
然后，以油槽和边沿作为计算表示杆的预测实际宽度的参考物，即通过如下公式计算所述表示杆的第三预测实际宽度E:
E＝F/f×e
其中，油槽到边沿的像素距离为f，油槽到边沿的实际距离为F，所述油槽到边沿的像素距离为e。
再将表示杆的第三预测实际距离E与从预先存储的工程数据中提取的表示杆的实际距离Etrue进行比较，当E与Etrue相同，那么说明该图像作为以同一图像中的像素距离和实际距离比值恒定的原理计算图像中实物的实际距离是合适的，可以将条件适当放宽，即E与Etrue满足稍微放宽要求的第二预设条件时，也判定该图像作为以同一图像中的像素距离和实际距离比值恒定的原理计算图像中实物的实际距离是合适的，其中，第二预设条件可以是E与Etrue之间的差值小于一定的阈值或者是该差值占Etrue的比率小于预设比例阈值，即放宽条件到E与Etrue相差不多近似相同，也可以认定采集的图像作为测量图像中实物的实际距离是有效的。
在判定采集的图像有效后，可以认定之前计算的间隙的第二预测实际宽度D即可作为该图像确定的所述间隙的实际宽度。否则，若判定采集的图像无效，则之前计算的间隙的第二预测实际宽度D无效。
基于上述实施例，该方法中，
当所述图像中的参考物包括表示杆和表示杆表面油槽时，
基于所述图像中所述间隙的像素距离、所述油槽到边沿的像素距离和所述油槽到边沿的实际距离确定所述间隙的第四预测实际宽度；
基于所述图像中所述油槽到边沿的像素距离、所述表示杆的像素宽度和所述表示杆的实际宽度确定所述油槽到边沿的第二预测实际距离；
若所述第二预测实际距离与所述油槽到边沿的实际距离满足第三预设条件，则确定所述间隙的实际宽度为所述第四预测实际宽度。
可选的，将图像中的油槽和边沿作为计算间隙的实际宽度的参考物，即通过如下公式计算所述间隙的第四预测实际宽度G：
G＝H/h×g
其中，油槽到边沿的像素距离为h，油槽到边沿的实际距离为H，所述间隙的像素宽度为g。
然后，继续以表示杆作为计算油槽到边沿的预测实际距离的参考物，即通过如下公式计算所述油槽到边沿的第二预测实际距离I:
I＝J/j×i
其中，表示杆的像素宽度为j，表示杆的实际宽度为J，所述油槽到边沿的像素距离为i。
再将油槽到边沿的第二预测实际距离I与从预先存储的工程数据中提取的油槽到边沿的实际距离Itrue进行比较，当I与Itrue相同，那么说明该图像作为以同一图像中的像素距离和实际距离比值恒定的原理计算图像中实物的实际距离是合适的，可以将条件适当放宽，即 I与Itrue满足稍微放宽要求的第三预设条件时，也判定该图像作为以同一图像中的像素距离和实际距离比值恒定的原理计算图像中实物的实际距离是合适的，其中，第一预设条件可以是I与Itrue之间的差值小于一定的阈值或者是该差值占Itrue的比率小于预设比例阈值，即放宽条件到I与Itrue相差不多近似相同，也可以认定采集的图像作为测量图像中实物的实际距离是有效的。
在判定采集的图像有效后，可以认定之前计算的间隙的第四预测实际宽度G即可作为该图像确定的所述间隙的实际宽度。否则，若判定采集的图像无效，则之前计算的间隙的第四预测实际宽度G无效。
基于上述实施例，该方法中，
当所述图像中的参考物包括表示杆和表示杆表面油槽时，
基于所述图像中所述间隙的像素距离、所述油槽到边沿的像素距离和所述油槽到边沿的实际距离确定所述间隙的第五预测实际宽度；
基于所述图像中所述表示杆的像素宽度、所述油槽到边沿的像素距离和所述油槽到边沿的实际距离确定所述表示杆的第六预测实际宽度；
若所述第六预测实际宽度与所述表示杆的实际宽度满足第四预设条件，则确定所述间隙的实际宽度为所述第五预测实际距离。
可选的，将图像中的油槽和边沿作为计算间隙的实际宽度的参考物，即通过如下公式计算所述间隙的第五预测实际宽度K：
K＝L/l×k
其中，油槽到边沿的像素距离为l，油槽到边沿的实际距离为L，所述间隙的像素宽度为k。
然后，以油槽和边沿作为计算表示杆的预测实际宽度的参考物，即通过如下公式计算所述表示杆的第六预测实际宽度M:
M＝N/n×m
其中，油槽到边沿的像素距离为n，油槽到边沿的实际距离为N，所述油槽到边沿的像素距离为m。
再将表示杆的第六预测实际宽度M与从预先存储的工程数据中提取的表示杆的实际距离Mtrue进行比较，当M与Mtrue相同，那么说明该图像作为以同一图像中的像素距离和实际距离比值恒定的原理计算图像中实物的实际距离是合适的，可以将条件适当放宽，即E与Etrue满足稍微放宽要求的第四预设条件时，也判定该图像作为以同一图像中的像素距离和实际距离比值恒定的原理计算图像中实物的实际距离是合适的，其中，第四预设条件可以是M与Mtrue之间的差值小于一定的阈值或者是该差值占Mtrue的比率小于预设比例阈值，即放宽条件到M与Mtrue相差不多近似相同，也可以认定采集的图像作为测量图像中实物的实际距离是有效的。
在判定采集的图像有效后，可以认定之前计算的间隙的第五预测实际宽度K即可作为该图像确定的所述间隙的实际宽度。否则，若判定采集的图像无效，则之前计算的间隙的第五预测实际宽度K无效。
基于上述实施例，该方法中，
所述第一预设条件为差值小于第一预设阈值或者所述差值与所述油槽到边沿的实际距离的比值小于第一预设比例；
所述第二预设条件为差值小于第二预设阈值或者所述差值与所述表示杆的实际宽度的比值小于第二预设比例；
所述第三预设条件为差值小于第三预设阈值或者所述差值与所述油槽到边沿的实际距离的比值小于第三预设比例；
所述第四预设条件为差值小于第四预设阈值或者所述差值与所述表示杆的实际宽度的比值小于第四预设比例。
可选的，此处对第一预设条件、第二预设条件、第三预设条件和第四预设条件进行进一步的限定，表明可以将认定采集的图像用于测试实际距离有效的条件适当放宽，即测试实际距离与工程数据提取的真实距离之间的差值小于一定的阈值或者是该差值占真实距离的比率小于预设比例阈值，即放宽条件到测试实际距离与工程数据提取的真实距离相差不多近似相同，也可以认定采集的图像作为测量图像中实物的实际距离是有效的。
下面对本发明提供的基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量装置进行描述，下文描述的基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量装置与上文描述的一种基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量方法可相互对应参照。
图4为本发明提供的基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量装置的结构示意图，如图4所示，该基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量装置包括采集单元410、计算单元420和平均单元430，其中，
所述采集单元410，用于采集包含道岔检查柱和检查块间隙的图像，其中，所述图像为安装在检查柱正对表示杆面上的摄像头以所述检查柱向所述检查块下降方向垂直拍摄得到；
所述计算单元420，用于基于所述图像中所述间隙的像素宽度、所述图像中参考物的像素宽度和所述参考物的实际宽度确定所述间隙的实际宽度；
所述平均单元430，用于重复以上单元的步骤得到多个所述间隙的实际宽度，确定所述多个所述间隙的实际宽度的平均值为所述间隙的最终实际宽度。
本发明提供的基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量装置，通过采集包含道岔检查柱和检查块间隙的图像，其中，所述图像为安装在检查柱正对表示杆面上的摄像头以所述检查柱向所述检查块下降方向垂直拍摄得到；基于所述图像中所述间隙的像素宽度、所述图像中参考物的像素宽度和所述参考物的实际宽度确定所述间隙的实际宽度；重复多次以上步骤得到多个所述实际宽度，确定所述多个实际宽度的平均值为所述间隙的最终实际宽度。由于设置于安装于检查块上的摄像头以所述检查柱向所述检查块下降方向垂直拍摄得到的包含了道岔检查柱和检查块间隙的图像，基于图像中已知工程数据实际尺寸的参照物，确定待测间隙的实际距离，还通过多次确定后求平均提高测量准确度。因此，本发明提供的装置，实现了避免手动测量造成的结果偏差，并通过自动累加求均值提高了准确率。
在上述实施例的基础上，该装置中，所述图像中的参考物包括所述表示杆和/或表示杆表面油槽。
在上述实施例的基础上，该装置中，
当所述图像中的参考物包括表示杆和表示杆表面油槽时，
基于所述图像中所述间隙的像素距离、所述表示杆的像素宽度和所述表示杆的实际宽度确定所述间隙的第一预测实际宽度；
基于所述图像中所述油槽到边沿的像素距离、所述表示杆的像素宽度和所述表示杆的实际宽度确定所述油槽到边沿的第一预测实际距离；
若所述第一预测实际距离与所述油槽到边沿的实际距离满足第一预设条件，则确定所述间隙的实际宽度为所述第一预测实际宽度。
在上述实施例的基础上，该装置中，
当所述图像中的参考物包括表示杆和表示杆表面油槽时，
基于所述图像中所述间隙的像素距离、所述表示杆的像素宽度和所述表示杆的实际宽度确定所述间隙的第二预测实际宽度；
基于所述图像中所述表示杆的像素宽度、所述油槽到边沿的像素距离和所述油槽到边沿的实际距离确定所述表示杆的第三预测实际宽度；
若所述第三预测实际宽度与所述表示杆的实际宽度满足第二预设条件，则确定所述间隙的实际宽度为所述第二预测实际宽度。
在上述实施例的基础上，该装置中，当所述图像中的参考物包括表示杆和表示杆表面油槽时，
基于所述图像中所述间隙的像素距离、所述油槽到边沿的像素距离和所述油槽到边沿的实际距离确定所述间隙的第四预测实际宽度；
基于所述图像中所述油槽到边沿的像素距离、所述表示杆的像素宽度和所述表示杆的实际宽度确定所述油槽到边沿的第二预测实际距离；
若所述第二预测实际距离与所述油槽到边沿的实际距离满足第三预设条件，则确定所述间隙的实际宽度为所述第四预测实际宽度。
在上述实施例的基础上，该装置中，当所述图像中的参考物包括表示杆和表示杆表面油槽时，
基于所述图像中所述间隙的像素距离、所述油槽到边沿的像素距离和所述油槽到边沿的实际距离确定所述间隙的第五预测实际宽度；
基于所述图像中所述表示杆的像素宽度、所述油槽到边沿的像素距离和所述油槽到边沿的实际距离确定所述表示杆的第六预测实际宽度；
若所述第六预测实际宽度与所述表示杆的实际宽度满足第四预设条件，则确定所述间隙的实际宽度为所述第五预测实际距离。
在上述实施例的基础上，该装置中，
所述第一预设条件为差值小于第一预设阈值或者所述差值与所述油槽到边沿的实际距离的比值小于第一预设比例；
所述第二预设条件为差值小于第二预设阈值或者所述差值与所述表示杆的实际宽度的比值小于第二预设比例；
所述第三预设条件为差值小于第三预设阈值或者所述差值与所述油槽到边沿的实际距离的比值小于第三预设比例；
所述第四预设条件为差值小于第四预设阈值或者所述差值与所述表示杆的实际宽度的比值小于第四预设比例。
基于上述实施例，本发明提供一种利用摄像头自动测量距离的方法。如图3所示，转辙机内部缺口示意图，所述的表示杆嵌有检查块，所述检查块上方对应检查柱，当检查柱落下时，能够落入检查块的缺口中，且检查块边界与检查柱的缝隙间距在2mm左右，转辙机表示状态正常，道岔能够正常锁闭；所述的自动摄像头安装在检查柱一侧，在该侧面可以拍摄到检查块和检查柱之间的间隙；表示杆是标准精确件，表示杆宽度一定，可以设置为特定标志物。图5为本发明提供的测距原理示意图，自动摄像头拍摄的图片如图5所示，M为标志物(表示杆的宽度)，长度为固定值；边沿1和边沿2之间的距离为要测量的缝隙距离；a表示标志物M的固定长度，b表示该标志物长度在图片中的像素点数；x表示缝隙N的测量值，k表示该测量值在图片中的像素点数。特征点位置到边沿2的距离固定。图6为本发明提供的测量值计算流程图，如图6所示，拍摄图片，处理器计算两个距离的像素点数b、k和c；按照公式计算出测量值x和y。判断y值是否和测量标志中距离一致，否则进行下一次拍摄。多次拍摄图片，次数大于5次，按照上述流程计算测量值x，对得到的x值求平均值，则得出的值为测量的最终值。
图7示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图7所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)710、通信接口(Communications Interface)720、存储器(memory)730和通信总线740，其中，处理器710，通信接口720，存储器730通过通信总线740完成相互间的通信。处理器710可以调用存储器730中的逻辑指令，以执行基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量方法，该方法包括：采集包含道岔检查柱和检查块间隙的图像，其中，所述图像为安装在检查柱正对表示杆面上的摄像头以所述检查柱向所述检查块下降方向垂直拍摄得到；基于所述图像中所述间隙的像素宽度、所述图像中参考物的像素宽度和所述参考物的实际宽度确定所述间隙的实际宽度；重复多次以上步骤得到多个所述实际宽度，确定所述多个实际宽度的平均值为所述间隙的最终实际宽度。
此外，上述的存储器730中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量方法，该方法包括：采集包含道岔检查柱和检查块间隙的图像，其中，所述图像为安装在检查柱正对表示杆面上的摄像头以所述检查柱向所述检查块下降方向垂直拍摄得到；基于所述图像中所述间隙的像素宽度、所述图像中参考物的像素宽度和所述参考物的实际宽度确定所述间隙的实际宽度；重复多次以上步骤得到多个所述实际宽度，确定所述多个实际宽度的平均值为所述间隙的最终实际宽度。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量方法，该方法包括：采集包含道岔检查柱和检查块间隙的图像，其中，所述图像为安装在检查柱正对表示杆面上的摄像头以所述检查柱向所述检查块下降方向垂直拍摄得到；基于所述图像中所述间隙的像素宽度、所述图像中参考物的像素宽度和所述参考物的实际宽度确定所述间隙的实际宽度；重复多次以上步骤得到多个所述实际宽度，确定所述多个实际宽度的平均值为所述间隙的最终实际宽度。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量方法，其特征在于，包括：
采集包含道岔检查柱和检查块间隙的图像，其中，所述图像为安装在检查柱正对表示杆面上的摄像头以所述检查柱向所述检查块下降方向垂直拍摄得到；
基于所述图像中所述间隙的像素宽度、所述图像中参考物的像素宽度和所述参考物的实际宽度确定所述间隙的实际宽度；
重复多次以上步骤得到多个所述实际宽度，确定所述多个实际宽度的平均值为所述间隙的最终实际宽度。
2.根据权利要求1所述的基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量方法，其特征在于，所述图像中的参考物包括所述表示杆和/或表示杆表面油槽。
3.根据权利要求2所述的基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量方法，其特征在于，
当所述图像中的参考物包括表示杆和表示杆表面油槽时，
基于所述图像中所述间隙的像素距离、所述表示杆的像素宽度和所述表示杆的实际宽度确定所述间隙的第一预测实际宽度；
基于所述图像中所述油槽到边沿的像素距离、所述表示杆的像素宽度和所述表示杆的实际宽度确定所述油槽到边沿的第一预测实际距离；
若所述第一预测实际距离与所述油槽到边沿的实际距离满足第一预设条件，则确定所述间隙的实际宽度为所述第一预测实际宽度。
4.根据权利要求2所述的基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量方法，其特征在于，
当所述图像中的参考物包括表示杆和表示杆表面油槽时，
基于所述图像中所述间隙的像素距离、所述表示杆的像素宽度和所述表示杆的实际宽度确定所述间隙的第二预测实际宽度；
基于所述图像中所述表示杆的像素宽度、所述油槽到边沿的像素距离和所述油槽到边沿的实际距离确定所述表示杆的第三预测实际宽度；
若所述第三预测实际宽度与所述表示杆的实际宽度满足第二预设条件，则确定所述间隙的实际宽度为所述第二预测实际宽度。
5.根据权利要求2所述的基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量方法，其特征在于，
当所述图像中的参考物包括表示杆和表示杆表面油槽时，
基于所述图像中所述间隙的像素距离、所述油槽到边沿的像素距离和所述油槽到边沿的实际距离确定所述间隙的第四预测实际宽度；
基于所述图像中所述油槽到边沿的像素距离、所述表示杆的像素宽度和所述表示杆的实际宽度确定所述油槽到边沿的第二预测实际距离；
若所述第二预测实际距离与所述油槽到边沿的实际距离满足第三预设条件，则确定所述间隙的实际宽度为所述第四预测实际宽度。
6.根据权利要求2所述的基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量方法，其特征在于，
当所述图像中的参考物包括表示杆和表示杆表面油槽时，
基于所述图像中所述间隙的像素距离、所述油槽到边沿的像素距离和所述油槽到边沿的实际距离确定所述间隙的第五预测实际宽度；
基于所述图像中所述表示杆的像素宽度、所述油槽到边沿的像素距离和所述油槽到边沿的实际距离确定所述表示杆的第六预测实际宽度；
若所述第六预测实际宽度与所述表示杆的实际宽度满足第四预设条件，则确定所述间隙的实际宽度为所述第五预测实际距离。
7.根据权利要求3-6所述的基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量方法，其特征在于，
所述第一预设条件为差值小于第一预设阈值或者所述差值与所述油槽到边沿的实际距离的比值小于第一预设比例；
所述第二预设条件为差值小于第二预设阈值或者所述差值与所述表示杆的实际宽度的比值小于第二预设比例；
所述第三预设条件为差值小于第三预设阈值或者所述差值与所述油槽到边沿的实际距离的比值小于第三预设比例；
所述第四预设条件为差值小于第四预设阈值或者所述差值与所述表示杆的实际宽度的比值小于第四预设比例。
8.一种基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量装置，其特征在于，包括：
采集单元，用于采集包含道岔检查柱和检查块间隙的图像，其中，所述图像为安装在检查柱正对表示杆面上的摄像头以所述检查柱向所述检查块下降方向垂直拍摄得到；
计算单元，用于基于所述图像中所述间隙的像素宽度、所述图像中参考物的像素宽度和所述参考物的实际宽度确定所述间隙的实际宽度；
平均单元，用于重复以上单元的步骤得到多个所述间隙的实际宽度，确定所述多个所述间隙的实际宽度的平均值为所述间隙的最终实际宽度。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7中任一项所述的基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的基于摄像头的道岔检查柱和检查块间隙测量方法的步骤。
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