[发明专利]一种捣固作业下非接触式轨枕定位方法

说明书

本发明公开了一种捣固作业下非接触式轨枕定位方法，运用MATLAB软件调用图像数据库中轨枕图像，首先针对轨枕图像，采用图像裁剪操作剪切得到其目标区域，其次对得到的目标区域执行二值化运算操作；再者，选取矩形结构元素与所述的二值化结果作开运算操作；另外，对所述的开运算操作结果作八连通运算，同时进行RGB标记，然后运用质心法对开操作结果进行轨枕图像质心标记；根据轨枕定位算法对图像数据处理后，得到其定位结果，同时帧抓取器记录行车状态监测结果。以解决现有轨道线路轨枕定位方式高失误率、高投入成本和捣固作业状态不稳的工程技术难题。

技术领域

本发明涉及铁道线路捣固车作业领域，尤其是涉及一种捣固作业下非接触式轨枕定位方法。

背景技术

目前我国大部分铁路线路的结构多是采用有砟轨道，主要特点就是轨下基础采用的是散粒体碴石道床，对铁路的有碴道床进行捣固就是通过捣固装置中捣镐将轨枕与道床之间的空隙捣实，以使道床平整密实，提高轨道的稳定性，从而确保铁路的安全运行。

有碴轨道的捣固通常由大型养路机械捣固车来完成，而捣固车在作业过程中需要提前确定下镐位置，定位一旦发生错误，镐头可能会损坏铁道和轨枕，甚至损坏捣固车本身，因此下镐定位是捣固作业中的重要环节，而轨枕定位方法可以解决捣固作业下镐定位问题。

在捣固作业过程中，当捣固装置到达捣固工位时，在升降油缸的作用下，捣镐下插至道床一定深度，完成对道砟的夹持挤压；当道床阻力与夹持力达到平衡时，夹持运动就停止。在保持夹持一段时间后，镐掌张开，整个捣固装置向上提升，捣镐离开道床。在整个捣固作业过程中，捣固装置中的捣镐始终保持激振状态，使得捣固下镐区域道砟之间的接触力和咬合力迅速减小，以此完成捣固密实作业。

传统下镐定位采用人工方法，可是人工操作使得作业强度大、效率较低，同时人工操作易造成失误；为了减少人工定位的操作强度，提高作业效率，近年来出现了多种自动定位方法。较为简单的是等距定位法，即固定每次捣固作业的行进距离。然而，该方法只适合于枕间距相等的铁轨，另外，一种自动捣固作业方法是线路测量和捣固作业同步进行，简单地采用磁力传感器感应道钉来确认轨枕位置，缺陷在于遇到线路状况较为恶劣和连续测量感应不到道钉时，根本无法下镐作业，同时在轨缝接口处，可能会误测鱼尾板的横穿锚钉，这将导致无法作业。较为可行的是借助高速工业CCD相机运用计算机视觉和图像处理技术来处理拍摄的轨枕图像，精确定位轨枕进而实现下镐定位。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种捣固作业下非接触式轨枕定位方法，以解决现有轨道线路轨枕位置测量方式高失误率、人工投入多、高投入成本和下镐状态不稳定的工程技术难题。为了实现上述目的，本发明具体提供了一种捣固作业下非接触式轨枕定位方法的技术实现方案，本技术方案包括以下步骤：

所述的轨枕定位装置，包括三只高精度高速工业CCD相机，帧抓取器一部，计算机一台和一辆试验车，连接网线若干。

T1)当试验车位于铁道作业线路的起点，试验车上的轨枕定位装置将公里标定位至开始点，同时打开所述设备仪器开关，调试各仪器设备的规定参数，令其处于正常工作模式；

T2)所述的轨枕定位装置以一定速度沿铁道线路行进并进行拍摄铁轨图像和轨枕图像，铁轨图像保证测试车保持在轨实验行进状态，轨枕图像依工业CCD相机拍摄为主，另外，标记所述轨枕图像的顺序编号，并标记相应的公里标；T3)当完成铁道线路中所有轨枕的图像采集工作时，将所有轨枕图像导入计算机中进行分类存储，形成图像数据库；

本发明专利解决其技术难题所采用得技术方案是：一种捣固作业下非接触式轨枕定位方法，其步骤如下：

步骤一、将工业CCD相机采集的轨枕图像导入计算机中，并根据图像编号进行分类存储，形成图像数据库；

步骤二、利用MATLAB软件调用图像数据库中的图像进行预处理；