[发明专利]一种相对沉降数据精确检测方法

权利要求书

1.一种相对沉降数据精确检测方法，其特征在于，具体步骤包括：

步骤1、采集激光光斑图像，得到变化前和变化后的光斑图像；

步骤2、设置多个特征点，根据特征点信息将光斑信息与特征点信息进行匹配；

步骤3、基于单目视觉和特征点之间的约束关系，建立特征点的透视投影模型；

步骤4、根据透视投影模型，基于PnP问题解算特征点位姿，得到光斑中心的修正系数；

步骤5、通过光斑中心定位方法得到光斑的中心位置，基于光斑中心的修正系数对光斑的中心位置数据进行修正；

步骤6、对变化前图像和变化后图像的光斑中心做差分运算，得出路基的垂直沉降量。

2.根据权利要求1所述的一种相对沉降数据精确检测方法，其特征在于，所述步骤2中设置的特征点的数量为5，各特征点分别标记为p₁、p₂、p₃、p₄、p₅。

3.根据权利要求2所述的一种相对沉降数据精确检测方法，其特征在于，所述步骤2具体步骤包括：

步骤2.1、提取光斑图像的特征光斑，对特征光斑进行最小二乘法直线拟合，拟合得到的直线为p₂→p₄特征点所在的直线f；

步骤2.2、分别计算点P_i(i＝1，2，3，4，5)到直线f的距离P′_i(i＝1，2，3，4，5)，ε为精度，如果P′_i＜ε，P_i为p₂→p₄的特征点，则另外两个点为p₁和p₅，拟合得到直线n，求得直线f和直线n的交点G，特征点p₂→p₄中距离G点最近的是p₃点；

步骤2.3、通过判断其余特征点位于直线f的上方或下方，确定p₁和p₅。

4.根据权利要求2所述的一种相对沉降数据精确检测方法，其特征在于，所述步骤3具体步骤包括：

步骤3.1、基于单目视觉，以图像采集设备所在位置为坐标原点，竖直方向为y轴，图像采集设备与靶面所在直线方向为z轴，水平方向为x轴，建立图像坐标系，图像坐标系中空间一点P坐标为(x_c，y_c，z_c)；

步骤3.2、基于单目视觉，以靶面所在位置为坐标原点，竖直方向为y轴，图像采集设备与靶面所在直线方向为z轴，水平方向为x轴，建立靶面坐标系，靶面坐标系中点P坐标为(x_w，y_w，z_w)，得到特征点的透视投影模型；

步骤3.3、点P在像平面坐标系下像素坐标为(u，v)，根据透视投影模型中的4个不同层次的坐标系转换关系，得到针孔成像模型中特征点坐标的转化关系其中，ρ为比例参数，K与图像采集设备内部参数有关，R为旋转矩阵，t为平移向量。

5.根据权利要求2所述的一种相对沉降数据精确检测方法，其特征在于，所述步骤4具体步骤包括：

步骤4.1、从各特征点的x、y坐标得出约束条件，给出4个或4个以上数量的特征点进行位姿解算，获得位姿线性解即初值；

步骤4.2、采用L-M算法获取优化解，得到非线性最小化的数值解即精确值。