[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

说明书

本发明提供一种高速列车动态限界测量方法、存储介质及电子设备，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；提取多张结构光图像中的光条中心线；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；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；根据所述结构光平面参数对高速列车进行动态限界测量。减少了精密标靶使用过程中变形、损伤造成的测量误差；减少了高速相机的数量，缩短了实验准备时间。

技术领域

本发明涉及机车车辆测试技术领域，尤其涉及高速动车组动态限界测量方法，具体涉及一种高速列车动态限界测量方法、装置、存储介质及电子设备。

背景技术

机车车辆限界是一个和线路(轨道)中心线垂直的断面轮廓，限界测量是保证车辆不会剐蹭铁路沿线两边的障碍物，保证安全运行的必要环节，它包括静态限界和动态限界测量。动态限界测量是指车辆在运动状态下对车体截面的测量以判断是否超出标准限界。

国内外早期动态限界测量均采用脉冲激光雷达进行测量，在铁路附近的合适区域布置多个激光器，当列车进入传感器测量范围时，对车身外轮廓进行扫描，通过获取足够多的传感器数据，得到列车动态包络线。

除此之外，中国发明专利CN103075976A披露了一种高速列车动态包络线测量方法，通过大功率一字线激光器将光束以扇面形式投射在被测车体表面形成近似竖直的激光光条，两个高速相机同时采集光条并通过专用电缆传送到测量计算机，经测量计算机处理，计算出所测区域车身的三维坐标，最后取垂直列车运行方向的两个分量，用以描述该时刻列车车体的偏移量。

天津大学刘蒙在毕业论文《基于单目视觉的高速列车动态包络线测量系统》中公开了一种基于单目视觉的列车动态包络线测量技术，采用专用的靶标由上、中、下三层子靶标组成梯形标靶对相机进行标定，建立世界坐标系和像素坐标系的转换关系；然后利用高速单目摄像机拍摄投射在车体表面的线结构激光图片，完成车体动态包络线的测量。

上述现有技术至少存在以下缺点和不足：

早期动态限界测量采用脉冲激光雷达进行单点测量，测量精度一般在在50mm～100mm左右，采样速度在500000点/秒左右，一般应用于时速100km/h速度以下的限界测量，最高应用时速不超过200km/h，应用于高速列车时，误差较大。

中国发明专利CN103075976A采用双目立体视觉进行测量时存在相机只能摆放在距离车体6m～10m的空间，测量现场测试空间常常难以满足需求；而且准备时间长，一般需要2个小时以上，实际测量过程中，铁路天窗时间难以满足测试时间需求；双目系统数据处理量大，硬件资源要求较高，计算重构时间长。

《基于单目视觉的高速列车动态包络线测量系统》采用单目立体视觉进行摄像机标定过程中，需要准确地确定标靶的世界坐标系坐标，对标靶加工精度和现场安装精度要求较高，否则会严重影响试验结果。

因此，所属技术领域技术人员亟需设计一种快速标定测量，精度满足500km/h高速动车组动态限界测试要求的测试方法。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种高速列车动态限界测量方法、存储介质及电子设备，解决了现有技术中高速列车动态限界测量时，准备时间长，测量精度低的问题。