貨運列車超限計算機視覺檢測系統的製作方法
2023-05-10 07:05:16
專利名稱：貨運列車超限計算機視覺檢測系統的製作方法
技術領域：
本發明歸屬於精密光學測量、計算機軟體開發等領域、涉及到使用計算機視覺方法在線測量大尺度運動物體(列車)外部輪廓的幾何尺寸技術。
背景技術：
鐵路貨運車輛在進站時，如果所載的貨物超寬、超高、超限將會對車站設施及人員造成傷害，所以對貨運列車的外形進行在線實時檢測，有利於及時判斷貨車安全狀態。由於超限貨車的外形多樣變化、種類較多，需在一個統一的標準下對其進行檢測分類。現有技術存在以下不足I.測量可靠性不高比較常用的方法是採用包括雷射在內的光學傳感器，這種傳感器只能測量光線通過範圍內的物品遮擋，屬於點檢測，容易漏掉或誤報。·2.測量範圍覆蓋不夠無論是光學傳感器還是雷射雷達檢測都會漏檢一些區域。3.對被測物超限的種類判別能力不強由於傳感器或雷射雷達很難判別出具體的超限物品，無法對物品整體的識別做出準確的結論。
發明內容
本發明的目的是提供一種基於線雷射和2組高速面陣CXD攝像機組成的三維視覺高速測量系統。此系統將線雷射標投射到貨運列車的頂部和兩側，再用高速面陣CCD攝像機拍攝雷射線投射在貨運列車頂部及兩側上的投影輪廓。再經過相應的計算，就可以得出行進列車的每一個截面的外形尺寸，經過高速拍攝和計算處理即可得到整列貨車的外形圖，再與設定的標準相比較就可準確得出超限的尺寸及種類。本發明的硬體由安裝在龍門架上的攝像機及線結構光雷射器組成，可快速實現對貨運列車頂部及兩側的各種超限尺寸的自動測量。本發明的技術方案是貨運列車超限計算機視覺檢測系統，包括線雷射模塊、攝像模塊、視覺處理模塊、報警分類模塊。攝像模塊的數據輸出端連接視覺處理模塊的數據輸入端，視覺處理模塊輸出端連接報警分類模塊的數據輸入端。所述視覺處理模塊包括圖像預處理模塊、坐標系變換模塊、高速測量模塊。所述線雷射模塊包含2臺雷射器發出905nm線雷射，將被測貨車的頂部及兩側進行無縫連接。所述攝像模塊為能夠將被測貨車的頂部及兩側全部收入視場中的2臺數碼攝像機。其攝像靶面與雷射投射面的夾角在30度至50度之間。所述攝像模塊中的數碼攝像機鏡頭前安裝只可通過905nm附近光線的光學濾色鏡片，可以克服雜散光幹擾。本發明具有的優點是I.測量速度極快。2.測量範圍覆蓋全面,可做到無漏檢。
3.可以測得實時的貨車頂部及兩側外形輪廓圖，這是其他方法很難做到的。4.由於在光學系統排除了外界光幹擾，使用脈衝發光及高速曝光拍攝，從而使得畫面清晰無抖動，同時延長了雷射器使用壽命，優化的測量算法大大提高了對高速運動的貨車的外形數據處理。
圖I是本發明的框圖；圖2是本發明的配置示意圖。
具體實施例方式如圖I所示，本發明貨運列車超限計算機視覺檢測系統，所採集的貨車的頂部及·兩側的信息經過攝像模塊輸入圖像信息後，依次經過圖像預處理模塊、坐標系變換模塊、高速測量模塊處理，最後通過報警分類模塊向車站管理人員提供可靠信息。所述的圖像預處理模塊，是指將拍攝的貨車的頂部及兩側的雷射標線圖像，進行去噪、細化、二值化等圖像預處理。所述的坐標系變換模塊，是指對攝像機拍攝的貨車的頂部及兩側的雷射標線圖像坐標，通過空間變換方程(該方程由預先標定算法得到)轉化為真實物理空間的橫斷面二維坐標，再結合快速拍攝的連續截面圖像即可合成出三維空間坐標。所述的高速測量模塊，是指依據測量點的真實物理空間的三維空間坐標，合成出車廂的立體圖，再對關鍵部位計算出實際幾何尺寸。如圖2所示，2臺905nm線型雷射器2發射出2條線型雷射3相接照射在被測量的在線運行的被測貨車4的頂部及兩側表面上。如圖2所示，數碼攝像機1，能夠將被測貨運列車4的頂部及兩側的橫斷面全部收入視場，攝像靶面與雷射投射面的夾角在30度至50度之間，使測量精度與設備安裝空間達到較好的平衡。以上對本發明的一個實施例進行了詳細說明，但所述內容僅為本發明的較佳實施例，不能被認為用於限定本發明的實施範圍。凡依本發明申請範圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬於本發明的專利涵蓋範圍之內。
權利要求
1.貨運列車超限計算機視覺檢測系統，其特徵在於包括線雷射模塊、攝像模塊、視覺處理模塊、報警分類模塊。所述視覺處理模塊包括圖像預處理模塊、坐標系變換模塊、高速測量模塊。
2.所述線雷射模塊包含2臺雷射器發出905nm線雷射，將被測貨車的頂部及兩側進行無縫照射連接。
3.所述攝像模塊中的數碼攝像機鏡頭前安裝只可通過905nm附近光線的光學濾色鏡片，可以克服雜散光幹擾。
全文摘要
本發明提供貨運列車超限計算機視覺檢測系統，歸屬於精密光學測量領域。包括線雷射模塊、攝像模塊、視覺處理模塊、報警分類模塊。攝像模塊的數據輸出端連接視覺處理模塊的數據輸入端，視覺處理模塊輸出端連接報警分類模塊的數據輸入端。所述視覺處理模塊包括圖像預處理模塊、坐標系變換模塊、高速測量模塊。本發明的硬體由安裝在龍門架上的攝像機及線結構光雷射器組成，可快速實現對貨運列車頂部及兩側的各種超限尺寸的自動測量。
文檔編號B61K9/02GK102887155SQ20111020629
公開日2013年1月23日 申請日期2011年7月22日 優先權日2011年7月22日
發明者羅金榮, 牛曉芳 申請人:天津思博科科技發展有限公司