本发明专利技术提出了一种有轨运输隧道内移动装置的移位测量方法，为移动装置获取隧道图像提供更为精确的位移数据。本发明专利技术利用铁轨枕木数量将隧道分为若干给定区间，利用红外对管输出位移传感器测距复位信号，有效地解决了长距离位移测量带来的误差不断积累问题；通过多次测量与大量数据分析，得出由于轮轨打滑和车轮S形路线行进造成的位移传感器测量误差的概率分布模型，估计相邻枕木之间位移传感器测量的误差期望，修正位移传感器测量误差，达到降低测量误差的目的。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提出了一种有轨运输隧道内移动装置的移位测量方法，为移动装置获取隧道图像提供更为精确的位移数据。本专利技术利用铁轨枕木数量将隧道分为若干给定区间，利用红外对管输出位移传感器测距复位信号，有效地解决了长距离位移测量带来的误差不断积累问题；通过多次测量与大量数据分析，得出由于轮轨打滑和车轮S形路线行进造成的位移传感器测量误差的概率分布模型，估计相邻枕木之间位移传感器测量的误差期望，修正位移传感器测量误差，达到降低测量误差的目的。【专利说明】
本专利技术涉及一种，其可以用于测量隧 道车等移动装置的行进位移。
技术介绍
近年，有相关单位与学者提出了隧道表面信息自动化采集系统，该系统主要是利 用光学成像技术，在移动平台上安装相机设备，对地铁隧道拍摄高清图像并记录图像拍摄 位置。如果利用数字图像处理与计算机视觉技术，对地铁隧道图像进行智能化检测分析， 则可以实现地铁隧道智能化信息监测与管理，对地铁运营的安全维护有重要意义。在地铁 隧道上高速移动拍摄隧道表面图像具有很大的难度。移动平台在高速前进过程中，通过轮 轨摩擦产生牵引力，该过程中不可避免地存在车轮打滑以及由于轮轨缝隙而以S形路线前 进。这给移动移动平台的位移测量带来很大的挑战。由于隧道成像技术多采用高速线阵相 机拍摄，利用测量位移进行图像融合，所以移动平台位移测量的精度直接影响隧道成像的 准确度。此外，隧道铁轨的沉降一方面影响车辆运行安全，另一方面也增加了移动平台位移 测量的难度。
技术实现思路
本专利技术提出了一种，利用图像检测算 法识别轨道枕木，获取当前枕木位移传感器的测距距离，计算出相邻轨枕间距并与实际测 量的对应轨枕间距作误差分析，通过多次测量与大量数据分析估计由于轮轨打滑和车轮S 形路线行进造成的位移传感器测距误差。 本专利技术的技术方案是这样实现的： -种枕木的隧道内移动装置的移位测量方法，其特征在于包括以下步骤： 人工测量测试轨道的枕木间距，作为实际铁轨枕木间距并统计铁轨枕木个数； 在隧道给定的区间的两端和移动装置上分别安装信号收发对，线阵CCD相机与位 移传感器固定于移动装置； 移动装置移动过程中，位移传感器提供位移信号，线阵CCD相机根据该位移信号 获取隧道铁轨以及铁轨枕木的图像，并记录位移； 沿着隧道延伸方向对图像分块压缩存储，降噪处理； 利用梯度边缘检测算法以及图像区域灰度特征对图像进行分割，并作形态学膨胀 腐蚀与二值化处理，获得轮廓特征； 利用图像直线检测算法，由铁轨图像的轮廓特征提取枕木的轮廓信息，并由位移 传感器获得当前铁轨枕木的测量距离； 由位移传感器测量的每个铁轨枕木距离得到相邻铁轨枕木之间的测量距离，称为 测量间距； 计算铁轨枕木测量间距与实际间距之间的误差； 多次测量，统计相邻铁轨枕木之间位移传感器测量误差分布，估计误差期望； 在实际轨道位移测量过程中，利用图像检测算法，检测出铁轨枕木，利用上述误差 期望修正位移传感器给出的铁轨枕木距离。 在本专利技术的中，将隧道分为若干个给 定区间，各区间之间设置红外收发装置。 在本专利技术的中，经给定区间后，位移 传感器的位移值清零。 在本专利技术的中，图像的降噪方法包括 图像增强以及滤波算法。 在本专利技术的中，所述信号收发对由红 外发射装置和接收装置组成。 实施本专利技术的，具有以下有益效果： 本专利技术将隧道分为若干给定区间，利用红外对管输出位移传感器测距复位信号，有效地解 决了长距离位移测量带来的误差不断积累问题；利用图像算法检测铁轨枕木位置，计算枕 木间距并与实际测量距离进行比较，计算误差，通过大量数据分析，得出由轮轨打滑和S形 路线造成的传感器位移测量误差的概率分布模型，估计误差期望，从而修正相邻枕木之间 的测量距离，降低每一相邻铁轨枕木间的测量误差。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术的隧道分割示意图； 图2为本专利技术的一种实施方式下隧道内移动装置； 图3本专利技术的隧道内移动装置的移位检测方法的流程图； 图4为图3的系统结构示意图； 图5表示在存在打滑和S路线前进的前提下，车体实际运行位移曲线与传感器测 得的位移曲线。 图6为待拼接的两幅图； 图7为两幅图拼接区域的拼接系数曲线图； 图8为图6的拼接结果。 【具体实施方式】 下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述。 参照图4,位移传感器可以是一个测距轮，一般情况下，车轮视为匀速运动。由于打 滑和S行进的存在，车体实际运行速度发生变化，车体位移一般小于位移传感器测得的位 移，如图5。在实际应用中，移动装置需要拍摄隧道图像并对拍摄位置进行标定，因此需要将 位移传感器测得的行进速度和位移修正为车体的实际速度和位移，即根据每个位置打滑和 S行进程度的不同，适当削减位移传感器测得的位移数据。 如图1，本专利技术的，包括以下步骤： S01 :将实验测试隧道分为若干个给定区间，例如隧道长度800m，分为100m长的八 个区间，每一区间又有多个铁轨枕木，如图2所示。在隧道给定的区间的两端和移动装置上 分别安装信号收发对，线阵CCD相机与位移传感器固定于移动装置，参照图4。 S02 :移动装置移动过程中，位移传感器提供位移信号，线阵CCD相机根据该位移 信号获取隧道内铁轨以及的图像。对线阵CCD相机的图像进行融合，得到图像I。并沿着隧 道延伸方向按固定单位长度对图像分块压缩存储ΙΛ，1 2,... IJ，η表示图像分块个数。 S03 :沿着隧道延伸方向对图像分块压缩存储，降噪处理。图像分割算法选择梯度 算子 【权利要求】1. 一种，其特征在于包括以下步骤： 人工测量测试轨道的枕木间距，作为实际铁轨枕木间距并统计铁轨枕木个数； 在隧道给定的区间的两端和移动装置上分别安装信号收发对，线阵CCD相机与位移传 感器固定于移动装置； 移动装置移动过程中，位移传感器提供位移信号，线阵CCD相机根据该位移信号获取 隧道铁轨以及铁轨枕木的图像，并记录位移； 沿着隧道延伸方向对图像分块压缩存储，降噪处理； 利用梯度边缘检测算法以及图像区域灰度特征对图像进行分割，并作形态学膨胀腐蚀 与二值化处理，获得轮廓特征； 利用图像直线检测算法，由铁轨图像的轮廓特征提取枕木的轮廓信息，并由位移传感 器获得当前铁轨枕木的测量距离； 由位移传感器测量的每个铁轨枕木距离得到相邻铁轨枕木之间的测量距离，称为测量 间距； 计算铁轨枕木测量间距与实际间距之间的误差； 多次测量，统计相邻铁轨枕木之间位移传感器测量误差分布，估计误差期望； 在实际轨道位移测量过程中，利用图像检测算法，检测出铁轨枕木，利用上述误差期望 修正位移传感器给出的铁轨枕木距离。2. 根据权利要求1所述的，其特征在于， 将隧道分为若干个给定区间，各区间之间设置红外收发装置。3. 根据权利要求1所述的，其特征在于， 经给定区间后，位移传感器的位移值清零。4. 根据权利要求1所述的，其特征在于， 图像的降噪方法包括图像增强以及滤波算法。5. 根据权利要求1所述的，其特征在于， 所述信号收发对由红外发射装置和接本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于枕木的隧道内移动装置的移位测量方法，其特征在于包括以下步骤：人工测量测试轨道的枕木间距，作为实际铁轨枕木间距并统计铁轨枕木个数；在隧道给定的区间的两端和移动装置上分别安装信号收发对，线阵CCD相机与位移传感器固定于移动装置；移动装置移动过程中，位移传感器提供位移信号，线阵CCD相机根据该位移信号获取隧道铁轨以及铁轨枕木的图像，并记录位移；沿着隧道延伸方向对图像分块压缩存储，降噪处理；利用梯度边缘检测算法以及图像区域灰度特征对图像进行分割，并作形态学膨胀腐蚀与二值化处理，获得轮廓特征；利用图像直线检测算法，由铁轨图像的轮廓特征提取枕木的轮廓信息，并由位移传感器获得当前铁轨枕木的测量距离；由位移传感器测量的每个铁轨枕木距离得到相邻铁轨枕木之间的测量距离，称为测量间距；计算铁轨枕木测量间距与实际间距之间的误差；多次测量，统计相邻铁轨枕木之间位移传感器测量误差分布，估计误差期望；在实际轨道位移测量过程中，利用图像检测算法，检测出铁轨枕木，利用上述误差期望修正位移传感器给出的铁轨枕木距离。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：樊晓莉，樊晓东，惠艳萍，孟俊华，唐文平，刘家宾，冯欣，冯宾，田明，
申请(专利权)人：樊晓莉，
类型：发明
国别省市：江西;36
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