[发明专利]一种图像式铁路路基表面沉降高精度在线监测系统及方法

权利要求书

1.一种图像式铁路路基表面沉降高精度在线监测系统，包括座体（1），其特征在于：所述座体（1）的底板（101）上安装有第一可调支架（2）和第二可调支架（3），所述第一可调支架（2）与第二可调支架（3）分别位于底板（101）的左侧和右侧，所述第一可调支架（2）的上表面安装有摄像机（4），所述摄像机（4）的侧面安装有倾角仪（5），所述第二可调支架（3）的上表面安装有激光器（6），所述座体（1）的左侧板（102）上设置有第一特征点靶面（7），所述座体（1）的右侧板（103）上设置有第二特征点靶面（8），所述摄像机（4）、激光器（6）、第一特征点靶面（7）和第二特征点靶面（8）位于同一条直线上，所述座体（1）的后侧板（104）上安装有嵌入式系统（9），所述倾角仪（5）和摄像机（4）与嵌入式系统（9）通过电性连接；所述第一特征点靶面（7）与第二特征点靶面（8）上设置有五个特征点，所述五个特征点用于位姿解算；所述倾角仪（5）用于测量第一可调支架（2）的偏转角度，用以验证位姿解算结果是否精确。

2.根据权利要求1所述的一种图像式铁路路基表面沉降高精度在线监测系统，其特征在于：所述第一可调支架（2）和第二可调支架（3）是一种精密的位移平台，可以模拟实际情况下摄像机与靶面的偏转，它主要是实现6个自由度的变化，即绕3个轴的旋转和沿3个轴的平移都可通过位移平台实现。

3.根据权利要求1所述的一种图像式铁路路基表面沉降高精度在线监测系统，其特征在于：所述嵌入式系统（9）内设置有图像处理设备及数据传输设备，用于对摄像机（4）拍摄的图像进行处理和对数据进行传输。

4.一种图像式铁路路基表面沉降高精度在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤（1）：通过已知参数求解得到第一特征点靶面（7）上特征点的空间坐标A；

步骤（2）：调整第一可调支架（2）后，首先将上一站点的激光器（6）的激光打到第一特征点靶面（7）上，然后通过摄像机（4）拍摄第一特征点靶面（7），所述摄像机（4）将拍摄的图片传输给嵌入式系统（9），所述嵌入式系统（9）将拍摄的图片进行处理后，得到第一特征点靶面（6）上特征点的图像坐标B；

步骤（3）：通过五特征点位姿解算方法，根据特征点的空间坐标A和特征点的图像坐标B求解出姿态参数R。