[发明专利]一种车钩高度检测方法及其系统

说明书

本发明公开了一种车钩高度检测方法，包括：采集车辆图像，其中，所述车辆图像包括车钩区域和车辆轨道区域；基于所述车辆图像和预设模板进行模板匹配，调用匹配的预设模板；提取所述车辆图像中与匹配的所述预设模板相关度最高的区域作为车钩区域图像；基于所述车辆图像提取轨道上表面边缘线，并基于所述车钩区域图像提取车钩中心线；将所述轨道上表面边缘线和所述车钩中心线基于预标定的2D/3D转换矩阵映射至车辆三维点云数据；计算所述轨道上表面边缘线上各点的高度值的平均值并生成轨面高度值，计算所述车钩中心线各点的高度值的平均值并生成车钩中心线高度值；基于所述轨面高度值和所述车钩中心线高度值生成车钩高度。

技术领域

本发明涉及轨道车辆检测技术领域，具体涉及一种车钩高度检测方法及其系统。

背景技术

车钩是机务车辆的重要组成部件，用于实现机车与车辆或者车辆与车辆的连挂，它的质量和安装状态直接关系到铁路运行的安全性。车钩在车辆运行过程中受牵引力、冲击力等作用容易产生磨耗和损伤，导致车钩高度发生变化，可能会造成车辆脱钩的情况，严重威胁行车安全。因此在车辆检修时需对车钩高度进行测量和调整，确保其高度在规定范围内，保证车辆安全运行。

在车辆检修时需测量车钩高度，确保车钩高度满足规定要求。当前的车钩高度测量方式大多是通过测量标尺来进行人工测量，效率低下、操作复杂、测量误差较大，少数采用超声或红外传感器对车钩高度进行测量，但需要在车钩上安装超声探头或贴条，容易脱落，影响行车安全。具体的，目前大多采用高度测量标尺对车钩高度进行人工测量，由检修工人手持高度测量标尺，置于水平铁轨面上并垂直于铁轨平面，然后通过肉眼读取车钩中心线所在高度值，工作效率低下，且由于工具及视觉的误差等，车钩高度测量精度也得不到有效的保证。并且，少数采用超声或红外传感器进行车钩高度测量的方式为：在车钩中心线处安装一个可收缩悬臂梁，并将超声收、发探头固定于悬臂梁上，将悬臂梁伸至轨面正上方，超声发射探头发射超声波信号至轨面反射后由接收探头接收，根据超声波发射和接收回波的时间差，计算出车钩中心线到轨面的距离。红外传感器测量方式为：在车钩中心线处粘贴一条表面闪亮的贴条，通过安装于贴条正对处可上下移动的红外传感器探测贴条位置，并根据探测到贴条信号时的红外传感器高度计算车钩中心线的高度值。但基于超声和红外传感器的测量方式均需在车钩上加装设备，容易脱落，影响行车安全。

综上所述，现有的车钩高度检测方法存在可靠性较低的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种车钩高度检测方法及其系统，通过改进图像采集方法及数据处理方法，解决了传统的车钩高度检测方法存在的可靠性较低的问题。

为解决以上问题，本发明的技术方案为采用一种车钩高度检测方法，包括：采集车辆图像，其中，所述车辆图像包括车钩区域和车辆轨道区域；基于所述车辆图像和预设模板进行模板匹配，调用匹配的预设模板；提取所述车辆图像中与匹配的所述预设模板相关度最高的区域作为车钩区域图像；基于所述车辆图像提取轨道上表面边缘线，并基于所述车钩区域图像提取车钩中心线；将所述轨道上表面边缘线和所述车钩中心线基于预标定的2D/3D转换矩阵映射至车辆三维点云数据；计算所述轨道上表面边缘线上各点的高度值的平均值并生成轨面高度值，计算所述车钩中心线各点的高度值的平均值并生成车钩中心线高度值；基于所述轨面高度值和所述车钩中心线高度值生成车钩高度。

可选地，基于所述车辆图像提取轨道上表面边缘线，包括：截取所述车辆图像在预设比例区域内的图像；对截取后的图像进行平滑处理后，基于阈值分割方法提取多个目标区域图像；将多个所述目标区域图像按照其位于所述车辆图像中的位置由上至下排序后，提取位于最接近所述车辆图像底部的所述目标区域图像作为轨道区域图像；由上至下遍历所述轨道区域图像的每列像素点，获取每列第一个非零像素点作为轨道的上边缘点并拟合直线，生成所述轨道上表面边缘线。