[发明专利]一种基于双目视觉的轨道几何状态测量系统及其测量方法

权利要求书

1.一种基于双目视觉的轨道几何状态测量系统,其特征在于，包括两个高速摄像机、传感采集组件、小车和工控机；

两个所述高速摄像机固定在小车上并随着小车一同沿着轨道运动，用于同步对轨道进行拍摄并生成照片对；

所述传感采集组件设置在小车上，并用于采集小车的初始位姿信息；

工控机，设置于小车上，用于对所述照片对进行图像处理，并确定小车中心点的位姿变换信息，还用于根据小车中心点的位姿变换信息和小车的初始位姿信息确定小车的实时位姿信息，以确定轨道的几何状态信息。

2.根据权利要求1所述的基于双目视觉的轨道几何状态测量系统,其特征在于，所述传感采集组件包括用于采集小车的初始位置信息的位置传感器和用于采集小车初始角度信息的角度传感器，其中，所述初始位姿信息包括小车的初始位置信息和初始角度信息。

3.根据权利要求1所述的基于双目视觉的轨道几何状态测量系统,其特征在于，所述工控机对所述照片对进行图像处理，并确定小车中心点的位姿变换信息的具体实现为：

所述工控机对所述照片对进行识别处理，从每张照片中获取多个特征点及其对应的亚像素坐标；

采用特征点匹配算法对所述特征点进行匹配和三维坐标解算，得到至少三对配的特征点及其三维坐标；

根据所述特征点的三维坐标建立七参数转换模型，并根据所述七参数转换模型中的位移因子和旋转因子确定小车中心点的位姿变换信息。

4.根据权利要求3所述的基于双目视觉的轨道几何状态测量系统,其特征在于，还包括里程计，用于在小车沿着轨道运动时获取小车的实时里程；

所述工控机在采用特征点匹配算法对所述特征点进行匹配时，根据所述小车的实时里程在所述照片对中确定下一次特征点匹配时对应特征点所在位置范围，并在对应特征点所在位置范围进行匹配。

5.根据权利要求1-4任一项所述的基于双目视觉的轨道几何状态测量系统,其特征在于，所述传感采集组件还用于在小车沿着轨道运动的过程中获取小车的瞬时位姿信息；

所述工控机还用于根据同一时刻所述小车的瞬时位姿信息对所述小车的实时位姿信息进行校正处理。

6.一种权利要求1-5任一项所述基于双目视觉的轨道几何状态测量系统的车辆方法，其特征在于，包括如下步骤：

固定在小车上的两个高速摄像机沿着轨道运动并同步拍摄轨道，以生成照片对；

设置在小车上的所述传感采集组件采集小车的初始位姿信息；

设置在小车上的工控机对所述照片对进行图像处理，并确定小车中心点的位姿变换信息，还用于根据小车中心点的位姿变换信息和小车的初始位姿信息确定小车的实时位姿信息，以确定轨道的几何状态信息。

7.根据权利要求6所述的基于双目视觉的轨道几何状态测量系统的测量方法，其特征在于，所述初始位姿信息包括小车的初始位置信息和初始角度信息。

8.根据权利要求6所述的基于双目视觉的轨道几何状态测量系统的测量方法，其特征在于，所述工控机对所述照片对进行图像处理，并确定小车中心点的位姿变换信息具体包括如下步骤：

所述工控机对所述照片对进行识别处理，从每张照片中获取多个特征点及其对应的亚像素坐标；

采用特征点匹配算法对所述特征点进行匹配和三维坐标解算，得到至少三对配的特征点及其三维坐标；

根据所述特征点的三维坐标建立七参数转换模型，并根据所述七参数转换模型中的位移因子和旋转因子确定小车中心点的位姿变换信息。

9.根据权利要求8所述的基于双目视觉的轨道几何状态测量系统的测量方法，其特征在于，还包括如下步骤：

设置在小车上的里程计在小车沿着轨道运动时获取小车的实时里程；

所述工控机在采用特征点匹配算法对所述特征点进行匹配时，根据所述小车的实时里程在所述照片对中确定下一次特征点匹配时对应特征点所在位置范围，并在对应特征点所在位置范围进行匹配。

10.根据权利要求6-10任一项所述的基于双目视觉的轨道几何状态测量系统的测量方法，其特征在于，还包括入下步骤：

所述传感采集组件还在小车沿着轨道运动的过程中获取小车的瞬时位姿信息；

所述工控机还用于根据同一时刻所述小车的瞬时位姿信息对所述小车的实时位姿信息进行校正处理。