[发明专利]一种用于监测路轨横向位移的方法和装置

权利要求书

1.一种用于监测路轨横向位移的方法，在被测铁路钢轨腰部设有至少一个轨道标识，其特征在于，使用的功能装置包括视频采集设备、通信转接设备和上位数据处理单元，监测路轨横向位移的方法，包括以下步骤：

1）通过至少一个视频采集设备，采集并处理含有与其相应轨道标识的图像数据，将处理后的图像数据经有线通信发送到通信转接设备；

2）利用通信转接设备接收、并经无线通信进行图像数据的中转发送，发送到上位数据处理单元；

3）通过上位数据处理单元，接收图像数据，实现对图像数据的进一步处理，根据数据比较，求出路轨横向位移偏移量，所述上位数据处理单元对整个装置的运行实施控制。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤1）中的视频采集是通过摄像头进行现场采集，将采集到的图像数据在微控制单元内进行图像预处理。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述图像预处理，主要步骤包括：

1）灰度拉伸，拉伸图像某段灰度区间，以改善输出图像，突出图像中的轨道标识；

2）二值化，对图像在轨道标识灰度阈值上，进行二值化，使轨道标识用白色像素点显示；

3）分割，将二值化的图像自上而下等分成N份，并根据每份白色像素的个数和密度选取出最好的、干扰最少的一份图像，其中N≥2；

4）截取，将分割出来的那份最好的、干扰最少的图像进行截取，作为质心运算的图像；

5）去干扰点，将截取后的图像根据白色像素点密度和图像特征进行除噪，将其它干扰点变成黑色点。

4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，将采集到的图像数据在微控制单元内对预处理过的图像进行质心运算，以求取图像质心位置数据，所述质心位置，由下列公式（1）计算得出：

式中，x为X轴坐标，y为Y轴坐标，m为此坐标的图像值。

5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，在步骤2）中，所述图像数据的中转发送是将经预处理后的图像数据和运算出的质心位置数据传送给上位数据处理单元。

6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，在步骤3）中，测量路轨横向位移偏移量的控制步骤如下：

1）初始化，监测路轨横向位移的装置进行内部参数初始化工作；

2）采集轨道标识图像，使装置的每个视频采集设备对准与其相应的路轨上的轨道标识，通过显示屏观测以使轨道标识正好处于采集到的图像中间；

3）图像预处理，视频采集设备将采集到的图像在微处理器内部进行预处理，除去无用信息；

4）数据处理与质心运算，视频采集设备在微处理器内再将处理过的图像执行质心算法，求出当前图像的质心位置数据并储存在内部存储器中；

5）发送质心位置图像数据，视频采集设备将所得到质心位置数据和图像数据，通过485串口以有线传输方式发送给装置的通信转接设备；

6）GPRS（通用分组无线服务）设备传输，通过通信转接设备的232串口，GPRS设备以无线传输方式，将接收到的质心位置数据和图像数据传输给装置的上位数据处理单元，实现远距离的数据传输；

7）上位数据处理单元接收，上位数据处理单元接收质心位置数据和图像数据；

8）显示、保存，上位数据处理单元将接收到的采集图像的质心位置数据进行显示并保存；

9）比较数据，上位数据处理单元将接收到的质心位置图像数据和历史质心位置图像数据进行比较，判断此次采集到的质心位置图像数据是否正常，如果不正常，则重复进行步骤2）至9），如果正常，继续进行下一步骤；

10）显示、保存，上位数据处理单元将认为正常的质心位置图像数据进行显示并保存；

11）显示、保存偏移量，将认为正常的质心位置图像数据和模板质心位置图像数据相比较，求出路轨横向位移偏移量，进行显示并保存。

7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述步骤1）中的初始化，包括：视频采集设备的检测，通信转接设备的地址采集，检测视频采集设备和上位数据处理单元之间的通信是否正常，以及内部芯片的初始化。