CN117934795B - 一种轨道板精调调整参数视觉精准识别系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轨道板精调调整参数视觉精准识别系统及方法，应用于轨道交通技术领域。系统包括轨道板精调装置、工控机、摄像头和参数识别设备；轨道板精调装置用于测量精调参数，工控机与轨道板精调装置匹配，用于对参数进行处理并显示，摄像头用于提取工控机显示的参数图像，参数识别设备基于参数图像识别参数数据并计算精调方案；其中，参数识别设备包括图像预处理模块、图像识别模块和轨道板调整模块。本发明通过摄像头采集工控机的参数界面，基于视觉精准识别方法识别参数数据，从而适配不同的精调系统。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，更具体的说是涉及一种轨道板精调调整参数视觉精准识别系统及方法。
背景技术
轨道板是铁路上的重要组成部分，它与钢轨、道岔等构成了铁路的骨架结构。轨道板精调是指对铁路轨道上的轨道板进行精细调整，以确保其平整度和水平度符合设计要求。轨道板精调的主要内容包括：检查轨道板表面是否平整，有无凸起或凹陷；检查轨道板的水平度，即轨道板在水平方向上是否平直；检查轨道板的垂直度，即轨道板在垂直方向上是否垂直于钢轨；铁路轨道准确的几何尺寸是保证列车安全运行的基本条件，作为轨道结构重要构件之一的轨道板的高精度、高质量对于轨道交通的安全运行十分重要。但是，现有的精调系统中，由不同的软件开发商开发的工控机软件不同，不同的数据采集设备对应的传输端口不同，需要采用与之适配的轨道板调整设备进行轨道板的精调作业，这就导致轨道板调整设备的适应性不足。因此，如何提供一种轨道板精调调整参数视觉精准识别系统及方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种轨道板精调调整参数视觉精准识别系统及方法，通过摄像头采集工控机的参数界面，基于视觉精准识别方法识别参数数据，从而适配不同的精调系统。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种轨道板精调调整参数视觉精准识别系统，包括轨道板精调装置、工控机、摄像头和参数识别设备；轨道板精调装置用于测量精调参数，工控机与轨道板精调装置匹配，用于对参数进行处理并显示，摄像头用于提取工控机显示的参数图像，参数识别设备基于参数图像识别参数数据并计算精调方案；其中，参数识别设备包括图像预处理模块、图像识别模块和轨道板调整模块，图像预处理模块对参数图像进行预处理，图像识别模块基于预处理后的参数图像识别精调参数，轨道板调整模块基于精调参数计算得到轨道板的调整方案。
可选的，轨道板精调装置包括全站仪、4个精调标架和精调基座，全站仪通过精调基座架设在待精调轨道板前方，第一精调标架设置在轨道板沿精调方向的最后一对承轨槽的一个承轨槽上，第二精调标架设置在轨道板沿精调方向的最后一对承轨槽的另一个承轨槽上，第三精调标架设置在轨道板沿精调方向的第一对承轨槽的一个承轨槽上，第四精调标架设置在轨道板沿精调方向的第一对承轨槽的另一个承轨槽上。
可选的，4个精调标架上均设置有1个精调棱镜。
可选的，工控机的显示屏幕通过固定架进行水平固定，摄像头通过固定架可移动地设置在工控机的显示屏幕的上方。
可选的，图像预处理模块依次对参数图像进行归一化、高斯滤波去噪和灰度化处理。
可选的，图像识别模块包括依次连接的7×7卷积层、3×3池化层、第一密集块、第一转换层、第二密集块、第二转换层、第三密集块、第三转换层、第四密集块和输出层；其中，第一转换层、第二转换层、第三转换层均包括一个1×1卷积层、一个2×2平均池化层。
可选的，第一密集块包括6个1×1卷积层和6个3×3卷积层，第二密集块包括12个1×1卷积层和12个3×3卷积层，第三密集块包括48个1×1卷积层和48个3×3卷积层，第四密集块包括32个1×1卷积层和32个3×3卷积层。
一种轨道板精调调整参数视觉精准识别方法，应用上述的一种轨道板精调调整参数视觉精准识别系统，包括以下步骤：
S1、轨道板精调装置采集精调的调整参数并发送至工控机；
S2、通过摄像头采集工控机显示精调的调整参数；
S3、对摄像头采集的图像进行预处理；
S4、对预处理后的图像进行参数识别；
S5、基于识别的参数结果进行轨道板的精调。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种轨道板精调调整参数视觉精准识别系统及方法，具有以下有益效果：本发明通过对摄像头采集的工控机参数界面图像进行视觉识别精准识别其调整参数，进而通过调整参数对轨道板进行精调，解决了现有技术中调整装置与参数采集装置和工控机需要一一匹配的问题，使同一调整装置能够与不同的工控机软件以及采集设备配合使用，提高了调整装置的适用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明的精准识别系统原理图；
图2为本发明的轨道板精调装置示意图；
图3为本发明的图像识别模块示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。
本发明实施例公开了一种轨道板精调调整参数视觉精准识别系统，如图1所示，包括轨道板精调装置、工控机、摄像头和参数识别设备；轨道板精调装置用于测量精调参数，工控机与轨道板精调装置匹配，用于对参数进行处理并显示，摄像头用于提取工控机显示的参数图像，参数识别设备基于参数图像识别参数数据并计算精调方案；其中，参数识别设备包括图像预处理模块、图像识别模块和轨道板调整模块，图像预处理模块对参数图像进行预处理，图像识别模块基于预处理后的参数图像识别精调参数，轨道板调整模块基于精调参数计算得到轨道板的调整方案。
进一步的，如图2所示，轨道板精调装置包括全站仪、4个精调标架和精调基座，全站仪通过精调基座架设在待精调轨道板前方，第一精调标架设置在轨道板沿精调方向的最后一对承轨槽的一个承轨槽上，第二精调标架设置在轨道板沿精调方向的最后一对承轨槽的另一个承轨槽上，第三精调标架设置在轨道板沿精调方向的第一对承轨槽的一个承轨槽上，第四精调标架设置在轨道板沿精调方向的第一对承轨槽的另一个承轨槽上。
进一步的，4个精调标架上均设置有1个精调棱镜。
在本发明实施例中，测量的过程为：布置好全站仪以及精调标架，分别通过全站仪观测第一精调标架、第二精调标架、第三精调标架、第四精调标架上的精调棱镜，得到其坐标值和高度值等调整参数数据，与设定的数值进行对比，计算对比结果与设定值之间的差值，将差值作为轨道调整数据进行调整，在本发明实施例中，观测得到坐标值与高度值之后，通过参数识别设备进行识别计算得到调整方案，在将调整方案传输至调整设备进行轨道板的精调，通过参数识别设备即可使一个调整设备适配不同的工控软件以及全站仪。将轨道板各参数的误差控制在预设的范围内，完成轨道板的精调。在本发明的另一个实施例中，轨道板精调装置还包括定向棱镜，定向棱镜布设在轨道板的一个基准点上，基准点位于轨道板两侧，在通过全站仪观测精调棱镜之前，先观测定向棱镜的坐标值和高度值等调整参数数据并进行对比，确定基准点位准确后进行精调棱镜的观测。
进一步的，工控机的显示屏幕通过固定架进行水平固定，摄像头通过固定架可移动地设置在工控机的显示屏幕的上方。
在本发明实施例中，固定架设置有减震装置，提高固定架的稳定性以保证摄像头采集的图像稳定。
进一步的，图像预处理模块依次对参数图像进行归一化、高斯滤波去噪和灰度化处理。
归一化用于统一图像的尺寸，高斯滤波能够去除噪声的干扰，灰度化能够突出图像中的参数数据。
进一步的，如图3所示，图像识别模块包括依次连接的7×7卷积层、3×3池化层、第一密集块、第一转换层、第二密集块、第二转换层、第三密集块、第三转换层、第四密集块和输出层；其中，第一转换层、第二转换层、第三转换层均包括一个1×1卷积层、一个2×2平均池化层。
进一步的，第一密集块包括6个1×1卷积层和6个3×3卷积层，第二密集块包括12个1×1卷积层和12个3×3卷积层，第三密集块包括48个1×1卷积层和48个3×3卷积层，第四密集块包括32个1×1卷积层和32个3×3卷积层。
更进一步的，图像识别模块的密集块中，每个层都将前面所有层的输出作为其输入，每个卷积层使用相同数量的输出通道。在本发明的一个实施例中，采用预先准备好的参数图像以及对应的参数作为训练集和测试集对图像识别模块进行训练。
与图1所述的系统对应，本发明还公开了一种轨道板精调调整参数视觉精准识别方法，应用上述的一种轨道板精调调整参数视觉精准识别系统，包括以下步骤：
S1、轨道板精调装置采集精调的调整参数并发送至工控机；
S2、通过摄像头采集工控机显示精调的调整参数；
S3、对摄像头采集的图像进行预处理；
S4、对预处理后的图像进行参数识别；
S5、基于识别的参数结果进行轨道板的精调。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的系统相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见系统部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种轨道板精调调整参数视觉精准识别系统，其特征在于，包括轨道板精调装置、工控机、摄像头和参数识别设备；轨道板精调装置用于测量精调参数，工控机与轨道板精调装置匹配，用于对参数进行处理并显示，摄像头用于提取工控机显示的参数图像，参数识别设备基于参数图像识别参数数据并计算精调方案；其中，参数识别设备包括图像预处理模块、图像识别模块和轨道板调整模块，图像预处理模块对参数图像进行预处理，图像识别模块基于预处理后的参数图像识别精调参数，轨道板调整模块基于精调参数计算得到轨道板的调整方案。
2.根据权利要求1所述的一种轨道板精调调整参数视觉精准识别系统，其特征在于，轨道板精调装置包括全站仪、4个精调标架和精调基座，全站仪通过精调基座架设在待精调轨道板前方，第一精调标架设置在轨道板沿精调方向的最后一对承轨槽的一个承轨槽上，第二精调标架设置在轨道板沿精调方向的最后一对承轨槽的另一个承轨槽上，第三精调标架设置在轨道板沿精调方向的第一对承轨槽的一个承轨槽上，第四精调标架设置在轨道板沿精调方向的第一对承轨槽的另一个承轨槽上。
3.根据权利要求2所述的一种轨道板精调调整参数视觉精准识别系统，其特征在于，4个精调标架上均设置有1个精调棱镜。
4.根据权利要求1所述的一种轨道板精调调整参数视觉精准识别系统，其特征在于，工控机的显示屏幕通过固定架进行水平固定，摄像头通过固定架可移动地设置在工控机的显示屏幕的上方。
5.根据权利要求1所述的一种轨道板精调调整参数视觉精准识别系统，其特征在于，图像预处理模块依次对参数图像进行归一化、高斯滤波去噪和灰度化处理。
6.根据权利要求1所述的一种轨道板精调调整参数视觉精准识别系统，其特征在于，图像识别模块包括依次连接的7×7卷积层、3×3池化层、第一密集块、第一转换层、第二密集块、第二转换层、第三密集块、第三转换层、第四密集块和输出层；其中，第一转换层、第二转换层、第三转换层均包括一个1×1卷积层、一个2×2平均池化层。
7.根据权利要求6所述的一种轨道板精调调整参数视觉精准识别系统，其特征在于，第一密集块包括6个1×1卷积层和6个3×3卷积层，第二密集块包括12个1×1卷积层和12个3×3卷积层，第三密集块包括48个1×1卷积层和48个3×3卷积层，第四密集块包括32个1×1卷积层和32个3×3卷积层。
8.一种轨道板精调调整参数视觉精准识别方法，其特征在于，应用权利要求1-7任一项所述的一种轨道板精调调整参数视觉精准识别系统，包括以下步骤：
S1、轨道板精调装置采集精调的调整参数并发送至工控机；
S2、通过摄像头采集工控机显示精调的调整参数；
S3、对摄像头采集的图像进行预处理；
S4、对预处理后的图像进行参数识别；
S5、基于识别的参数结果进行轨道板的精调。
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