图像采集设备、相机控制方法、装置和列车图像采集系统制造方法及图纸

本申请实施例提供了一种图像采集设备、相机控制方法、装置和列车图像采集系统，图像采集设备包括双目相机、深度相机和光源；双目相机和深度相机用于采集列车图像数据，其中，所述双目相机包括第一相机和第二相机。本申请实施例将双目相机与深度相机进行联合使用，通过双目相机的第一相机和第二相机可以获得列车在同一时刻的不同角度的图像数据，从而可以根据图像数据计算出列车的运行数据，再通过计算获得的高精度的列车运行速度调整后续的图像采集频率以采集列车的图像数据，可以避免采集到的图像发生畸变。

【技术实现步骤摘要】
图像采集设备、相机控制方法、装置和列车图像采集系统
本申请涉及动车组检测技术，具体地，涉及一种图像采集设备、相机控制方法、装置和列车图像采集系统。
技术介绍
随着我国轨道交通行业的蓬勃发展，轨道交通车辆的安全变得愈发重要。由于健康监测是列车安全运行的重要保障，因此需要采取相应的措施来实现列车核心部件的故障检测。目前通常是对采集到的列车核心部位的图像数据进行分析，进而对列车进行故障检测的，而在采集列车的图像数据时，采集设备通过固定设置在道路上，列车在经过采集设备时，通常是减速状态而不是匀速状态，为了保证采集到的图片不会因为列车的运动造成图像畸变，因此需要根据列车的运行速度调整采集设备的图像采集频率。目前采用的方案是通过磁钢测速方法或激光雷达测速方法测量列车的运行速度，但磁钢测速方法和激光雷达测速方法的测量精度较低，无法到达调整图像采集频率所需的速度精度要求，导致采集的图像存在畸变。
技术实现思路
本申请实施例中提供了一种图像采集设备、相机控制方法、装置和列车图像采集系统，用于解决现有技术中的测速方法的测量精度较低，无法到达调整图像采集频率所需的速度精度要求，导致采集的图像存在畸变的问题。根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种图像采集设备，所述图像采集设备包括双目相机、深度相机和光源；所述双目相机和所述深度相机用于采集列车图像数据，其中，所述双目相机包括第一相机和第二相机。在一种可选的实施方式中，所述第一相机、所述第二相机和所述深度相机并排设置，且所述深度相机设置于所述第一相机和所述第二相机之间。在一种可选的实施方式中，所述光源包括可见光光源和激光光源；所述可见光光源的一侧设置有并排排列的所述激光相机和所述双目相机；所述激光光源设置于所述可见光光源的另一侧。在一种可选的实施方式中，所述可见光光源为直流面阵光源，且可见光光源的形状为矩形；所述激光光源为线阵光源，且所述激光光源的形状为矩形。根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种相机控制方法，应用于列车图像采集系统，所述列车图像采集系统包括上述的图像采集设备，所述方法包括：通过所述图像采集设备采集不同时刻的列车图像数据；根据所述不同时刻的列车图像数据计算所述列车的运行速度；根据所述列车的运行速度计算所述图像采集设备的图像采集频率；根据所述图像采集频率继续采集列车的图像数据。在一种可选的实施方式中，所述通过所述图像采集设备采集不同时刻的列车图像数据，包括：分别获取所述双目相机的第一相机和第二相机在第一时刻采集到的多个列车图像数据；分别获取所述双目相机的第一相机和第二相机在第二时刻采集到的多个列车图像数据。在一种可选的实施方式中，所述根据所述不同时刻的列车图像数据计算所述列车的运行速度，包括：分别计算所述第一时刻的多个列车图像数据对应的第一视差图和所述第二时刻的多个列车图像数据对应的第二视差图；计算所述第一视差图和所述第二视差图之间的帧间速度，获得列车运行速度。在一种可选的实施方式中，在分别计算所述第一时刻的多个列车图像数据对应的第一视差图和所述第二时刻的多个列车图像数据对应的第二视差图之前，所述方法还包括：根据所述双目相机的参数对采集到的多个列车图像数据进行畸变校准。在一种可选的实施方式中，计算所述第一视差图和所述第二视差图之间的帧间速度，包括：通过FAST算法分别提取所述第一视差图中的多个特征点及所述第二视差图中的多个特征点；将所述第一视差图中的多个特征点与所述第二视差图中的多个特征点进行匹配，获得特征点对；建立所述特征点对的基础矩阵和本质矩阵；根据所述基础矩阵和所述本质矩阵计算所述特征点对的旋转矩阵和平移矩阵；根据所述旋转矩阵、所述平移矩阵和时间差计算所述帧间速度，其中，所述时间差为所述第一时刻和所述第二时刻之间的时间差。在一种可选的实施方式中，所述列车图像采集系统还包括磁钢传感器，在通过所述图像采集设备采集不同时刻的列车图像数据之前，所述方法还包括：根据所述磁钢传感器采集到的数据判断是否有列车经过；在有列车经过时，启动所述图像采集设备。在一种可选的实施方式中，所述根据所述列车的运行速度计算所述图像采集设备的图像采集频率，包括：根据公式计算所述图像采集设备的图像采集频率，其中，C为图像采集频率，v为列车的运行速度，w为所述深度相机的感光芯片宽度，f为所述深度相机的焦距，h为所述深度相机距离列车底部的距离。根据本申请实施例的第三个方面，提供了一种相机控制装置，应用于列车图像采集系统，所述列车图像采集系统包括权利要求1-4任意一项所述的图像采集设备，所述装置包括：数据采集模块，用于通过所述图像采集设备采集不同时刻的列车图像数据；运行速度计算模块，用于根据所述不同时刻的列车图像数据计算所述列车的运行速度；图像采集频率调整模块，用于根据所述列车的运行速度计算所述图像采集设备的图像采集频率；所述数据采集模块还用于根据所述图像采集频率继续采集列车的图像数据。根据本申请实施例的第四个方面，提供了一种列车图像采集系统，包括视觉里程计及上述的图像采集设备；所述视觉里程计包括处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当所述视觉里程计运行时，所述处理器与所述存储器之间通过所述总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行上述的列车图像数据采集方法。根据本申请实施例的第五个方面，提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行上述的列车图像数据采集方法。本申请实施例提供了一种图像采集设备、相机控制方法、装置和列车图像采集系统，图像采集设备包括双目相机、深度相机和光源；双目相机和深度相机用于采集列车图像数据，其中，所述双目相机包括第一相机和第二相机。本申请实施例将双目相机与深度相机进行联合使用，通过双目相机的第一相机和第二相机可以获得列车在同一时刻的不同角度的图像数据，从而可以根据图像数据计算出列车的运行数据，再通过计算获得的高精度的列车运行速度调整后续的图像采集频率以采集列车的图像数据，可以避免采集到的图像发生畸变。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1为本申请实施例提供的列车图像采集系统的示意图；图2为现有技术提供的采集图像的设备的示意图；图3为本申请实施例提供的图像采集设备的结构示意图；图4为本申请实施例提供的图像采集设备的光路示意图；图5为本申请实施例提供的列车图像数据采集方法的流程图之一；图6为本申请实施例提供的步骤S11的子步骤流程图；图7为本申请实施例提供的步骤S12的子步骤流程图；图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像采集设备，其特征在于，所述图像采集设备包括双目相机、深度相机和光源；/n所述双目相机和所述深度相机用于采集列车图像数据，其中，所述双目相机包括第一相机和第二相机。/n

【技术特征摘要】
1.一种图像采集设备，其特征在于，所述图像采集设备包括双目相机、深度相机和光源；
所述双目相机和所述深度相机用于采集列车图像数据，其中，所述双目相机包括第一相机和第二相机。


2.根据权利要求1所述的图像采集设备，其特征在于，所述第一相机、所述第二相机和所述深度相机并排设置，且所述深度相机设置于所述第一相机和所述第二相机之间。


3.根据权利要求2所述的图像采集设备，其特征在于，所述光源包括可见光光源和激光光源；
所述可见光光源的一侧设置有并排排列的所述激光相机和所述双目相机；
所述激光光源设置于所述可见光光源的另一侧。


4.根据权利要求3所述的图像采集设备，其特征在于，所述可见光光源为直流面阵光源，且可见光光源的形状为矩形；
所述激光光源为线阵光源，且所述激光光源的形状为矩形。


5.一种相机控制方法，其特征在于，应用于列车图像采集系统，所述列车图像采集系统包括权利要求1-4任意一项所述的图像采集设备，所述方法包括：
通过所述图像采集设备采集不同时刻的列车图像数据；
根据所述不同时刻的列车图像数据计算所述列车的运行速度；
根据所述列车的运行速度计算所述图像采集设备的图像采集频率；
根据所述图像采集频率继续采集列车的图像数据。


6.根据权利要求5所示的方法，其特征在于，所述通过所述图像采集设备采集不同时刻的列车图像数据，包括：
分别获取所述双目相机的第一相机和第二相机在第一时刻采集到的多个列车图像数据；
分别获取所述双目相机的第一相机和第二相机在第二时刻采集到的多个列车图像数据。


7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述不同时刻的列车图像数据计算所述列车的运行速度，包括：
分别计算所述第一时刻的多个列车图像数据对应的第一视差图和所述第二时刻的多个列车图像数据对应的第二视差图；
计算所述第一视差图和所述第二视差图之间的帧间速度，获得列车运行速度。


8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在分别计算所述第一时刻的多个列车图像数据对应的第一视差图和所述第二时刻的多个列车图像数据对应的第二视差图之前，所述方法还包括：
根据所述双目相机的参数对采集到的多个列车图像数据进行畸变校准。


9.根据权利要求7所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵勇，龚月，李兴华，
申请(专利权)人：北京格灵深瞳信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11