[发明专利]高速列车动态限界测量方法、装置、存储介质及电子设备

权利要求书

1.一种基于单目视觉的高速列车动态限界测量方法，其特征在于，该方法包括：

利用张正友标定法标定多张棋盘格板采集图像的棋盘格板标定特征点，获取所述棋盘格板标定特征点的像素坐标；

利用相机成像原理根据所述像素坐标建立像素坐标系与世界坐标系之间的第一对应关系，所述第一对应关系的表达式为：

其中，f_x和f_y是等效焦距；X_W、Y_W和Z_W是世界坐标系下的坐标位置；u和v是像素坐标系下坐标；s是像面坐标系下的Z轴坐标；c_x和c_y是像素坐标系与像面坐标系的转换系数；R是旋转矩阵；T是平移矩阵；利用解析解估算方法计算出内部参数f_x和f_y，并利用解析解估算方法计算出外部参数R和T；m₁₁，m₁₂…，m₃₄是转换矩阵元素；

将棋盘格板设置在多个不同位置的标定工装卡槽内，并利用激光器照射所述棋盘格板，利用高速相机拍摄所述棋盘格板在不同所述标定工装卡槽内的结构光图像，其中，所述棋盘格板在不同所述标定工装卡槽内时所在的平面相互平行；

提取多张结构光图像中的光条中心线；

对多张所述结构光图像进行降噪、特征点提取，其中，所述结构光图像的数量为3，Y_w3-Y_w1＝1435mm，Y_w1是第1张结构光图像的特征点在世界坐标系中的Y轴坐标，Y_w3是第3张结构光图像的特征点在世界坐标系中的Y轴坐标；

利用线激光光平面的特点根据所述光条中心线建立结构光平面参数与所述世界坐标系之间的第二对应关系，所述第二对应关系的表达式为：

其中，A、B、C和D是结构光平面参数；X_W、Y_W和Z_W是世界坐标系下的坐标位置；u和v是像素坐标系下的坐标；m₁₁，m₁₂，…，m₃₄是转换矩阵元素；

根据所述第一对应关系和所述第二对应关系获得所述结构光平面参数；以及

根据所述结构光平面参数对高速列车进行动态限界测量。

2.根据权利要求1所述的基于单目视觉的高速列车动态限界测量方法，其特征在于，利用张正友标定法对多张棋盘格板采集图像进行标定，获取棋盘格板标定特征点的像素坐标的步骤之前，该方法还包括：

将棋盘格板设置在标定工装卡槽内，旋转所述棋盘格板利用高速相机拍摄多张所述棋盘格板在不同角度时的所述棋盘格板采集图像。

3.根据权利要求1所述的基于单目视觉的高速列车动态限界测量方法，其特征在于，根据所述结构光平面参数对高速列车进行动态限界测量的步骤，具体包括：

利用激光器向行驶列车上投射线结构光，并在所述行驶列车上形成光条；

利用高速相机同步拍摄所述光条获得所述高速列车行驶图片；

根据所述结构光平面参数计算所述高速列车行驶图片中的所述光条在所述世界坐标系中的实际坐标；以及

根据所述实际坐标计算所述高速列车行驶中的偏摆角和平移量。

4.根据权利要求3所述的基于单目视觉的高速列车动态限界测量方法，其特征在于，根据所述结构光平面参数对高速列车进行动态限界测量的步骤之后，该方法还包括：

根据测量得到的动态限界测量值和车辆限界标准值确定所述高速列车行驶过程中是否超出限界；

如果所述高速列车行驶过程中超出限界，进行报警；以及

显示所述高速列车行驶过程中超出限界的位置和超限值。

5.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1～4任一所述的基于单目视觉的高速列车动态限界测量方法。

6.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1～4任一所述的基于单目视觉的高速列车动态限界测量方法。