[发明专利]轨边列车零部件高度测量方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及列车检修技术领域，特别是涉及一种轨边列车零部件高度测量方法和系统。

背景技术

随着国民经济的发展，人员和货物的流量正在逐渐增大，列车的运输负担和运输速度也在逐渐提高，进而导致列车零部件出现故障的可能性也越来越大。列车零部件出现故障的可能性增大，会严重威胁到列车的安全行驶，因此，对列车零部件进行检查，对确保列车的运行安全至关重要。

为了确保列车的运行安全，检修人员通常需要对列车进行各类检测，其中，列车零部件(如撒砂管、排障器、扫石器和车钩)的高度测量即是列车检测的重要组成部分，如果这些列车零部位的安装高度不符合规定标准；或者在列车长期使用中，列车零部件高度发生较大变化，很容易引发列车的脱轨或者倾覆等重大事故。

现有的列车零部件的高度检测方法，通常是在列车底部轨道内侧，设置激光发射器和激光接收器等高度检测器件，然后通过激光发射器向列车零部件投射激光，依据激光发射至列车零部件的时间和激光返回至所述激光接收器的时间计算列车零部件的高度，然后进一步判断列车零部件的高度是否超出预设高度范围，若超出预设高度范围则判定关键部位的安装高度超限。

但是这种方式中，需要将高度检测器件放置于列车底部的轨道内侧，才能实现对列车零部件的检测。列车零部件在列车高度方向上容易相互重叠，导致从激光发射器发出的激光被底层的列车零部件遮挡，难以检测较上层次的列车零部件，即使存在少量发射到较上层次的列车零部件的激光反射回激光接收器，也难以保证对零部件高度检测的精度；其次，高度检测器件设置于列车底部的轨道内侧，高度检测器件容易与列车底部的零部件发生接触，甚至因相互碰撞发生损坏。

发明内容

本发明实施例中提供了一种轨边列车零部件高度测量系统和方法，以解决现有技术中的列车零部件高度检测方法对列车零部件高度检测精度难以保证，且容易发生碰撞损坏的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

根据本发明的第一方面，提供了一种轨边列车零部件高度测量方法，该轨边列车零 部件高度测量方法包括：

使用设置于铁路支轨外侧的面阵相机摄取列车图像，所述列车图像包括列车零部件的图像和所述铁路支轨的图像；

分别建立列车所在真实空间对应的世界坐标系和所述列车图像对应的图像像素坐标系，确定所述世界坐标系和所述图像像素坐标系之间的坐标对应参数；

根据所述图像像素坐标系，分别获取所述列车图像中列车零部件和铁路支轨的像素坐标；

根据所述列车零部件和铁路支轨的像素坐标以及所述坐标对应参数，计算真实空间中所述列车零部件和铁路支轨之间距离，作为所述列车零部件的高度。

优选地，所述轨边列车零部件高度测量方法还包括：

判断所述列车零部件的高度与预设测量高度的差值绝对值是否大于或等于预设阈值，若所述差值绝对值大于或等于所述预设阈值，则对所述列车零部件进行高度超限报警。

优选地，所述分别建立列车所在真实空间对应的世界坐标系和所述列车图像对应的图像像素坐标系包括：

以所述面阵相机的透镜光心作为坐标系原点，以过所述透镜光心的铁路支轨垂线作为Z轴，建立所述世界坐标系；

以所述透镜光心作为坐标系原点，以所述面阵相机的光轴作为Z轴，以所述透镜所在镜面作为XOY面，建立相机坐标系；

以所述列车图像与所述光轴的交点作为坐标系原点，以所述列车图像所在像平面作为XOY面，建立二维的图像物理坐标系；

以所述列车图像的左上角端点作为坐标系原点，以所述像平面作为XOY面，建立二维的图像像素坐标系，其中，所述相机坐标系、所述图像物理坐标系和所述图像像素坐标系的X轴和Y轴分别相互平行。

优选地，所述根据列车零部件和铁路支轨的像素坐标以及所述坐标对应参数，计算真实空间中所述列车零部件和所述铁路支轨之间距离的步骤包括：

根据列车零部件和铁路支轨的像素坐标、所述图像像素坐标系每个像素点对应的所述图像物理坐标系中X轴和Y轴的物理尺寸以及图像物理坐标系的坐标系原点在图像像素坐标系中的坐标，计算所述列车零部件和所述铁路支轨在所述图像物理坐标系中的物理坐标；

根据所述列车零部件和铁路支轨的物理坐标、所述面阵相机的焦距以及所述透镜光心至铁路支轨的垂线距离，计算所述列车零部件和所述铁路支轨分别在所述相机坐标系中的相机坐标；