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校准图像捕获模块的系统和方法技术方案

技术编号:43306530 阅读:1 留言:0更新日期:2024-11-12 16:22
介绍了一种用于在轨道车辆处于现场时校准轨道车辆底盘上的机器视觉系统的系统和方法。该系统使操作员能够校准机器视觉系统,而无需将机器视觉系统从轨道车辆底盘上拆除。该系统可通过图像捕获模块的摄像头捕获目标的第一图像。图像捕获模块和滚筒可以连接至固定装置,并且目标可以连接至滚筒。该系统还可以确定目标图像的横向间距中的横向像素数,根据横向像素数确定横向物体像素大小,并根据横向物体像素大小确定滚筒编码器速率。鼓式编码器速率可以被编程到鼓式编码器中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本公开内容一般涉及图像捕获模块的现场校准,并且更具体地涉及使用校准杆校准图像捕获模块的系统和方法


技术介绍

0、背景

1、轨道车辆机器视觉系统中使用的摄影机和旋转编码器必须经过校准并同步,才能提供清晰、高对比度和适当比例的图像。轨道车辆上的旋转编码器触发摄影机控制器来捕捉轨道的图像。因此,机器视觉物体检测模型的好坏取决于输入图像。在运输过程中,机器视觉系统可能会发生变化,不再正确瞄准轨道或捕捉清晰的图像。此外,由于轨道车辆的车轮和悬架磨损,轨道车辆通常需要更换和维护,这进一步影响机器视觉系统的放置。因此,轨道车辆底盘上的机器视觉系统需要校准,以使旋转编码器与摄影机同步,以补偿各种图像捕获障碍。

2、校准轨道车辆底盘上的机器视觉系统可能主要需要操作员干预,以移除机器视觉系统并在台架测试环境中校准系统。校准后,操作员需要重新连接机器视觉系统并重复冗余过程,包括停止轨道车辆、倒车以及反复通过同一段轨道,以确保收集到适当的图像。尽管如此,校准过程对于轨道车辆操作员来说还是很艰巨。现代校准技术的低效过程可能会因重复过程而产生昂贵的费用,同时还会浪费需要台架测试环境的操作员的时间。运营商因浪费时间而承担了机会成本。

3、虽然在台架测试环境中存在校准轨道车辆机器视觉系统的组织工具和流程,但当前流程并不适合现场校准。此外,轨道车辆在各种环境条件下行驶都会磨损轨道车辆的零部件,从而导致机器视觉系统移动和图像扭曲。目前,操作员无法在轨道车辆处于现场时校准机器视觉系统。当操作员需要校准机器视觉系统时,当前的方法要求操作员移除机器视觉系统并利用台架测试环境来校准机器视觉系统,这对于现场操作来说效率低下且繁琐。


技术实现思路

1、本公开内容作为用于在轨道车辆处于现场时校准轨道车辆底盘上的机器视觉系统的系统和方法实现了技术优势。该系统使轨道车辆操作员能够校准机器视觉系统,而无需从轨道车辆底盘上拆除机器视觉系统。在一个实施例中,轨道车辆可以是机车、轨道车或其他合适的轨道车辆。该系统可以使操作员简化校准过程。此外,本公开内容消除了对台架测试环境进行校准机器视觉系统的需要。该系统可以拍摄目标图像,计算图像的物体像素大小以确保纵向测量的校准,并使用机器视觉系统的摄像头校准旋转编码器。该系统可实现现场轨道车辆部件的校准,以补偿机器视觉系统的错位,确保行驶安全。

2、本公开内容通过提供用于机器视觉系统现场校准的模块化校准靶,解决了轨道车辆机器视觉系统校准需要台架测试环境的技术问题。本公开内容不仅限于单纯的校准台架测试,还结合了至少模块化校准目标和图像分析功能,可以实现精确校准以增强轨道车辆的安全性。本公开内容可以通过用模块化校准目标取代滚筒和台式测试环境来消除在台式测试环境中使用滚筒来校准机器视觉系统的要求,从而允许操作员在现场校准机器视觉系统。通过消除台架测试环境的要求,操作员可以提高行驶效率,同时确保轨道车辆安全。

3、本公开内容通过用模块化校准目标替代台式测试环境中的鼓,提高了系统本身的性能和功能。模块化校准目标包括适应各种类型的轨道尺寸的能力,这与缺乏适应性的当前流程相反。此外,本公开内容包括软件工具,用于基于图像的像素数来计算旋转编码器和机器视觉系统的摄影机之间的校准。旋转编码器可以根据轨道车辆的车轮动作,当车轮旋转时,摄影机就会捕捉图像。此外,该系统还可以将捕获的图像与已知的距离值进行比较,并根据比较结果校准机器视觉系统。

4、该系统可以包括过滤电子信号的能力,以触发摄影机控制器指示摄影机捕捉图像。机器视觉系统的旋转编码器可以包括软件过程来过滤触发信号以消除异步信号。当前的方法无法过滤导致图像扭曲的电子触发信号。图像的质量直接影响机器视觉系统的有效性。图像质量越高,粒度就越高,从而机器视觉系统图像像素之间的间隙就越小。

5、本专利技术的目的是提供一种校准图像捕获模块的方法。本专利技术的另一目的在于提供一种用于校准影像获取模块的校准杆。本专利技术的另一个目的是提供一种用于校准图像捕获模块的计算机可读存储介质。本专利技术的另一目的在于提供一种用于校准图像捕获模块的系统。这些和其他目的由以下至少一个实施例提供。

6、在一个实施例中,一种方法,包括:通过附接到车辆的图像捕获模块的摄影机捕获目标的图像,其中,目标是附接到道路上的至少一个校准杆;确定目标图像的横向间距中的横向像素数;基于横向像素数确定横向对象像素大小;确定图像的纵向间距中的纵向像素数;以及将横向像素数与纵向像素数进行比较。其中,该方法还包括:响应于将横向像素的数量与纵向像素的数量进行比较,确定横向像素的数量与纵向像素的数量匹配;并且基于现场校准评估计算车辆编码器速率。其中,现场校准评估包括根据横向像素数和确定的像素数对横向物体像素大小进行现场计算。其中,图像还包括将车辆编码器速率编程到附在车辆车轮上的车辆编码器中。其中,车辆编码器速率基于触发因素、车轮周长和物体像素大小的第二关系。其中,该方法还包括:响应于将横向像素数量与纵向像素数量进行比较,确定横向像素数量与纵向像素数量不匹配;使用新的校准信息解决横向像素数量和纵向像素数量之间的差异以校准图像捕获模块;以及传输新的校准信息。其中,该方法还包括:在恒定光照条件下,将图像捕获模块的摄影机聚焦在目标上;以及获取识别目标的明暗部分边界的两个像素之间的最大对比度。其中:目标包括多个黑白部分交替的图案;横向节距表示与目标耦合的端板的宽度;纵向节距表示多个黑白部分中一个部分的长度。

7、在另一个实施例中,校准杆包括:至少两个端板;附接到至少两个端板上的目标;附接到固定装置上的图像捕获模块,其中图像捕获模块包括照摄影机,并且照摄影机可操作以捕获目标的图像;以及一个或多个控制器,其可通信地耦合到车辆编码器和照摄影机,其中一个或多个控制器可操作以:确定目标图像的横向间距中的横向像素数;基于横向像素数确定横向对象像素大小;确定图像的纵向间距中的纵向像素数;以及将横向像素数与纵向像素数进行比较。其中,一个或多个控制器还可操作以:响应于将横向像素的数量与纵向像素的数量进行比较,确定横向像素的数量与纵向像素的数量匹配;并且基于现场校准评估计算车辆编码器速率。其中,现场校准评估包括根据横向像素数和确定的像素数对横向物体像素大小进行现场计算。其中,图像还包括将车辆编码器速率编程到附在车辆车轮上的车辆编码器中。其中,车辆编码器速率基于触发因素、车轮周长和物体像素大小的关系。其中,一个或多个控制器还可操作以:响应于将横向像素的数量与纵向像素的数量进行比较,确定横向像素的数量与纵向像素的数量不匹配;使用新的校准信息解决横向像素的数量和纵向像素的数量之间的差异以校准图像捕获模块;以及传输新的校准信息。其中,一个或多个控制器还可操作以将车辆编码器速率编程到附接到车辆的车轮的车辆编码器中。其中,图像捕获模块的摄像头还可操作以在恒定光照条件下调整其对目标的焦点,以获得识别目标的明暗部分边界的两个像素之间的最大对比度。其中:目标包括多个黑白部分交替的图案;横向节距表示与目标耦合的端板本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种方法,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,进一步包括:

3.根据权利要求2所述的方法,其中现场校准评估包括基于横向像素的数量和确定的像素数量对横向物体像素大小进行现场计算。

4.根据权利要求2所述的方法,其中所述图像还包括将车辆编码器速率编程到附接到车辆的车轮的车辆编码器中。

5.根据权利要求4所述的方法,其中车辆编码器速率基于触发因素、车轮周长和物体像素大小的第二关系。

6.根据权利要求1所述的方法,进一步包括:

7.根据权利要求1所述的方法,进一步包括:

8.根据权利要求1所述的方法,其中:

9.一种校准系统,包括:

10.根据权利要求9所述的校准系统,其中一个或多个控制器进一步配置为:

11.根据权利要求10所述的校准系统,其中现场校准评估包括基于横向像素的数量和确定的像素数量对横向物体像素大小进行现场计算。

12.根据权利要求10所述的校准系统,其中一个或多个控制器进一步配置为将车辆编码器速率编程到附接到车辆的车轮的车辆编码器中。</p>

13.根据权利要求12所述的校准系统,其中车辆编码器速率基于触发因素、车轮周长和物体像素大小的关系。

14.根据权利要求9所述的校准系统,其中一个或多个控制器还可操作以:

15.根据权利要求9所述的校准系统,其中一个或多个控制器还可操作以将车辆编码器速率编程到附接到车辆的车轮的车辆编码器中。

16.根据权利要求9所述的校准系统,其中图像捕获模块的摄影机还可操作以在恒定照明条件下调整其对目标的焦点以获得识别目标的明暗部分边界的两个像素之间的最大对比度。

17.根据权利要求9所述的校准系统,其中:

18.一个或多个计算机可读存储介质,其中包含指令,当由处理器执行时,会导致处理器执行包括以下操作的操作:

19.根据权利要求18所述的一个或多个计算机可读存储介质,其操作还包括:

20.根据权利要求19所述的一个或多个计算机可读存储介质,其中现场校准评估包括基于横向像素的数量和确定的像素数量对横向物体像素大小进行现场计算。

21.根据权利要求17所述的一个或多个计算机可读存储介质,其中图像还包括将车辆编码器速率编程到附接到车辆的车轮的车辆编码器中。

22.根据权利要求21所述的一个或多个计算机可读存储介质,其中车辆编码器速率基于触发因素、车轮周长和物体像素大小的关系。

23.根据权利要求18所述的一个或多个计算机可读存储介质,其中一个或多个控制器还可操作以:

24.根据权利要求18所述的一个或多个计算机可读存储介质,操作还包括将车辆编码器速率编程到附接到车辆的车轮的车辆编码器中。

25.根据权利要求18所述的一个或多个计算机可读存储介质,其操作还包括在恒定照明条件下将图像捕获模块的摄影机聚焦在目标上,以获得识别目标的亮部和暗部边界的两个像素之间的最大对比度。

26.根据权利要求18所述的一个或多个计算机可读存储介质,其中:

27.一种校准杆,包括:

28.根据权利要求27所述的系统,其中至少两个端板磁性地附接到道路上并且可与多种轨道尺寸配合使用,其中多种轨道尺寸包括112磅/码轨道、132磅/码轨道、136磅/码轨道或磅/码轨道。

29.根据权利要求27所述的系统,其中垂直于道路的标记条是黑色带。

30.根据权利要求27所述的系统,其中,沿着校准杆的长度的交替的视觉标记中的每个视觉标记具有相同的长度,其中,沿着校准杆的长度的交替的视觉标记在至少两种颜色之间交替,并且其中所述至少两种颜色包括黑色和白色。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种方法,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,进一步包括:

3.根据权利要求2所述的方法,其中现场校准评估包括基于横向像素的数量和确定的像素数量对横向物体像素大小进行现场计算。

4.根据权利要求2所述的方法,其中所述图像还包括将车辆编码器速率编程到附接到车辆的车轮的车辆编码器中。

5.根据权利要求4所述的方法,其中车辆编码器速率基于触发因素、车轮周长和物体像素大小的第二关系。

6.根据权利要求1所述的方法,进一步包括:

7.根据权利要求1所述的方法,进一步包括:

8.根据权利要求1所述的方法,其中:

9.一种校准系统,包括:

10.根据权利要求9所述的校准系统,其中一个或多个控制器进一步配置为:

11.根据权利要求10所述的校准系统,其中现场校准评估包括基于横向像素的数量和确定的像素数量对横向物体像素大小进行现场计算。

12.根据权利要求10所述的校准系统,其中一个或多个控制器进一步配置为将车辆编码器速率编程到附接到车辆的车轮的车辆编码器中。

13.根据权利要求12所述的校准系统,其中车辆编码器速率基于触发因素、车轮周长和物体像素大小的关系。

14.根据权利要求9所述的校准系统,其中一个或多个控制器还可操作以:

15.根据权利要求9所述的校准系统,其中一个或多个控制器还可操作以将车辆编码器速率编程到附接到车辆的车轮的车辆编码器中。

16.根据权利要求9所述的校准系统,其中图像捕获模块的摄影机还可操作以在恒定照明条件下调整其对目标的焦点以获得识别目标的明暗部分边界的两个像素之间的最大对比度。

17.根据权利要求9所述的校准系统,其中:

18.一个或多个计算机可读存储介质,其中包含指令,当...

【专利技术属性】
技术研发人员:D·R·克鲁格
申请(专利权)人:BNSF铁路公司
类型:发明
国别省市:

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