[发明专利]基于3D视觉的轨道车辆钩缓装置关键参数测量方法

说明书

一种基于3D视觉的轨道车辆钩缓装置关键参数测量方法，包括钩缓装置长度测量方法与连挂间隙测量方法。对于钩缓装置长度测量，通过确定连挂面到机械臂基坐标系原点距离、机械臂向钩缓装置安装面方向移动距离、以及机械臂基坐标系原点到钩缓装置安装面距离，可确定钩缓装置的长度，实现对钩缓装置长度的测量，极大的提高了测量精度。对于钩缓装置连挂间隙的测量，通过采集钩缓装置连挂面不同位置的三维图像，将图像坐标系下连挂面间隙区域的像素宽度转化为相机坐标系下连挂面间隙距离，确定各图像的连挂面间隙，各图像连挂间隙取均值后得到两钩缓装置连挂间隙，实现对钩缓装置连挂间隙的测量，较传统的人工测量方式，极大的提高了测量精度。

技术领域

本发明属于钩缓连挂试验技术领域，尤其涉及一种基于3D视觉的轨道车辆钩缓装置关键参数测量方法。

背景技术

轨道车辆钩缓装置的性能直接关系到车辆运行的安全，在钩缓装置完成生产和装配后，必须对其关键参数进行精确测量，以保证符合轨道车辆运行的质量要求。

目前主要采用钩缓在线检测与调整装置对钩缓装置进行连挂实验以及关键参数测试，如专利CN111257021A公开了一种钩缓在线检测与调整装置，如图1所示，其设置有平移机构、升降机构、夹紧机构、电气系统、视觉检测机构等。其中，夹紧机构由伺服电机驱动，连接到钩缓装置后，可以跟钩缓装置固定在一起；升降机构包括由垂向移动模组与纵向移动模组两部分，与夹紧机构连接，可带动钩缓装置在垂直地面的方向上下运动、以及带动钩缓装置在面向操作者的方向前后运动。平移机构与纵向移动模组连接，可带动钩缓装置在面向操作者的方向左右运动。视觉检测机构由直线模组、协作机器人(即机械臂)组成，协作机器人上安装有3D视觉相机，协作机器人安装在直线模组上，直线模组可带动机械臂在面向操作者的方向左右运动。该钩缓在线检测与调整装置可以通过视觉检测机构的协助机器人与直线模组调节位置，视觉相机拍摄车钩图片，对图像进行运算分析，实现钩缓装置长度、连挂间隙等关键参数的测量。但该专利未具体公开钩缓装置关键参数的测量方法，因此，本发明考虑基于该钩缓在线检测与调整装置，具体提供一种钩缓装置关键参数测量方法。

发明内容

本发明提供了一种基于3D视觉的轨道车辆钩缓装置关键参数测量方法，以用于对钩缓装置关键部位图像自动化采集与关键参数测试。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于3D视觉的轨道车辆钩缓装置关键参数测量方法，钩缓装置包括视觉检测机构，所述视觉检测机构包括直线模组与机械臂，机械臂安装在直线模组上，直线模组带动机械臂运动，机械臂安装有3D视觉相机，机械臂、3D视觉相机与视觉检测工控机通信，视觉检测工控机控制机械臂与直线模组动作，3D视觉相机采集图像信息后传递至视觉检测工控机进行图像分析；该测量方法包括钩缓装置长度测量方法，所述钩缓装置长度测量方法包括：

3D视觉相机采集钩缓装置连挂面正面三维图像，并生成点云信息，并在点云图像上自动截取ROI区域；

根据ROI区域确定连挂面方程，计算连挂面到相机坐标系原点距离；

将连挂面到相机坐标系原点距离变换为连挂面到机械臂基坐标系原点距离d₁；

直线模组带动机械臂向钩缓装置安装面方向移动距离d₀，机械臂动作使3D视觉相机采集钩缓装置安装面的正面三维图像，根据连挂面到机械臂基坐标系原点距离的计算过程计算出机械臂基坐标系原点到钩缓装置安装面距离d₂；

由连挂面到机械臂基坐标系原点距离d₁、机械臂向钩缓装置安装面方向移动距离d₀、以及机械臂基坐标系原点到钩缓装置安装面距离d₂，确定钩缓装置的长度为d＝d₂-d₁+d₀。