本申请公开了一种列车超限识别方法、系统、电子设备和存储介质，该方法包括：对设置在列车两侧的激光雷达进行标定，得到激光雷达的标定外参数；通过激光雷达采集列车的点云数据，其中，点云数据用极坐标表示；根据标定外参数，将点云数据的极坐标转换为轨道坐标；将点云数据的轨道坐标与列车超限界限进行比对，以判断列车是否超限。本发明专利技术提供的方法利用激光雷达获取列车的点云数据，测量结果精度高；通过对激光雷达进行标定，获取激光雷达的标定外参数，并根据激光雷达的标定外参数得到点云数据的轨道坐标，通过点云数据的轨道坐标与列车超限界限的关系判断列车是否超限，实现了实时检测列车是否超限。检测列车是否超限。检测列车是否超限。
【技术实现步骤摘要】
一种列车超限识别方法、系统、电子设备和存储介质
[0001]本专利技术涉及激光雷达超限识别领域，尤其涉及一种列车超限识别方法、系统、电子设备和存储介质。
技术介绍
[0002]在铁路运输生产中，货物超限及装载加固是铁路货运工作的重点，也是保证列车行车安全的一项主要任务。为了确保机车车辆在铁路线路上运行的安全，防止机车车辆撞击邻近线路的建筑物和设备，铁路部门为超限货物运输制定了超限限界。
[0003]目前货运车辆限界测量主要方法是人工皮尺测量或者限界门视觉测量系统。人工皮尺测量，需要多人配合，且工作人员需要在货运车辆上爬上爬下，存在一定的不安全因素，且精度受多方因素影响较大。而视觉测量系统，采用摄像机对通过列车进行视频采集，并对图像处理，实现装载超限的动态检测，该方式能定位超限具体部位，数据存档及查询简单，存在问题主要有：测量精度较低，图像数据量大，相机受天气、光线等环境干扰较大易造成误报，复杂气候和夜间易造成图像质量差等因素等特点。
[0004]因此，亟需解决现有技术中受环境干扰，且不能实时检测列车是否超限的问题。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，有必要提供一种列车超限识别方法、系统、电子设备和存储介质，用以解决现有技术中因受环境干扰不能实时检测列车是否超限的问题。
[0006]为了解决上述问题，本专利技术提供一种列车超限识别方法，包括：
[0007]对设置在列车两侧的激光雷达进行标定，得到激光雷达的标定外参数；
[0008]通过激光雷达采集列车的点云数据，其中，点云数据用极坐标表示；
[0009]根据标定外参数，将点云数据的极坐标转换为轨道坐标；
[0010]将点云数据的轨道坐标与列车超限界限进行比对，以判断列车是否超限。
[0011]进一步地，对设置在列车两侧的激光雷达进行标定，得到激光雷达的标定外参数，包括：
[0012]利用标定支架对激光雷达进行标定，得到激光雷达的俯仰角、偏航角、翻滚角；
[0013]根据俯仰角、偏航角、翻滚角以及点云数据的极坐标确定偏移量计算公式，根据偏移量计算公式得到激光雷达的横坐标偏移量、纵坐标偏移量。
[0014]进一步地，横坐标偏移量计算公式为：
[0015][0016]x
i
＝ρ
i
*sin(θ
i
‑
ω
x
)*cosω
y
[0017]纵坐标偏移量计算公式为：
[0018][0019]y
i
＝ρ
i
*cos(θ
i
‑
ω
x
)*cosω
z
[0020]其中，(ρ，θ)为点云数据的极坐标，ω
X
、ω
Y
、ω
Z
分别为激光雷达的俯仰角、偏航角、翻滚角，(x，y)为点云数据在轨道坐标系中的轨道坐标，n为点云数据的数量，T
X
为激光雷达的横坐标偏移量，T
Y
为激光雷达的纵坐标偏移量。
[0021]进一步地，根据标定外参数，将点云数据的极坐标转换为轨道坐标，包括：
[0022]通过坐标转换公式将点云数据的极坐标转换为轨道坐标；
[0023]坐标转换公式为：
[0024][0025][0026][0027][0028]X
A
＝ρ*sinθ
[0029]Y
A
＝ρ*cosθ
[0030]其中，X
B
为点云数据在轨道坐标系中的横坐标，Y
B
为点云数据在轨道坐标系中的纵坐标，T
X
为激光雷达的横坐标偏移量，T
Y
为激光雷达的纵坐标偏移量，ω
X
、ω
Y
、ω
Z
分别为激光雷达的俯仰角、偏航角、翻滚角，R(ω
X
)、R(ω
Y
)、R(ω
Z
)分别为激光雷达的俯仰旋转矩阵、偏航旋转矩阵、翻滚旋转矩阵，X
A
为点云数据在直角坐标系中的横坐标，Y
A
为点云数据在直角坐标系中的纵坐标，(ρ，θ)为点云数据的极坐标。
[0031]进一步地，将点云数据的轨道坐标与列车超限界限进行比对，以判断列车是否超限，包括：
[0032]根据点云数据的轨道坐标与列车的超限界限，分别判断轨道坐标的横坐标、轨道坐标的纵坐标与列车的超限界限的大小关系；
[0033]若轨道坐标的横坐标大于列车的超限界限，则判定列车的宽度超限；若轨道坐标的纵坐标大于列车的超限界限，则判定列车的高度超限；否则，判定未超限。
[0034]进一步地，在通过激光雷达采集列车的点云数据之前，还包括：
[0035]自动激活激光雷达；判断是否有列车通过，若有，则激活激光雷达；若没有，则激光雷达保持当前关闭状态。
[0036]进一步地，在判断列车是否超限之后，还包括：
[0037]当判定列车的宽度/高度超限时，发出报警信号，并显示超限列车的车厢号、超限宽度/高度数值；当判定未超限，显示未超限。
[0038]为了解决上述问题，本专利技术还提供了一种列车超限识别系统，包括：
[0039]标定模块，用于对设置在列车两侧的激光雷达进行标定，得到激光雷达的标定外参数，其中，标定外参数包括激光雷达的俯仰角、偏航角、翻滚角以及横坐标偏移量和纵坐标偏移量；
[0040]激光雷达，用于采集列车的点云数据；
[0041]坐标转换模块，用于根据标定外参数，将点云数据的极坐标转换为轨道坐标；
[0042]超限识别模块，利用点云数据的轨道坐标与列车超限界限的关系，判断列车是否超限并输出识别结果。
[0043]为了解决上述问题，本专利技术还提供了一种电子设备，包括处理器、存储器及显示器，存储器上存储有列车超限识别程序，列车超限识别程序被处理器执行时，实现如上文所述的列车超限识别方法，并通过显示器显示列车的超限识别结果。
[0044]为了解决上述问题，本专利技术还提供了一种存储介质，存储介质存储有列车超限识别程序指令，当列车超限识别程序指令被计算机执行时，使计算机执行如上文所述的列车超限识别方法。
[0045]采用上述实施例的有益效果是：本专利技术提供的列车超限识别方法，利用激光雷达获取列车的点云数据，不受环境干扰，测量精度高，能够保证测量结果的准确性；然后对激光雷达进行标定，获取激光雷达的标定外参数，并根据激光雷达的标定外参数对点云数据进行坐标转换，得到点云数据的轨道坐标，保证了点云数据的轨道坐标精度；最后通过点云数据的轨道坐标与列车超限界限的关系判断列车是否超限，实现了实时检测列车是否超限。
附图说明
[0046]图1为本专利技术提供的列车超限识别方法一实施例的流程示意图；
[0047]图2为本专利技术提供的列车超限识本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种列车超限识别方法，其特征在于，包括：对设置在列车两侧的激光雷达进行标定，得到所述激光雷达的标定外参数；通过所述激光雷达采集列车的点云数据，其中，所述点云数据用极坐标表示；根据所述标定外参数，将所述点云数据的极坐标转换为轨道坐标；将所述点云数据的轨道坐标与列车超限界限进行比对，以判断所述列车是否超限。2.根据权利要求1所述的列车超限识别方法，其特征在于，所述对设置在列车两侧的激光雷达进行标定，得到所述激光雷达的标定外参数，包括：利用标定支架对所述激光雷达进行标定，得到所述激光雷达的俯仰角、偏航角、翻滚角；根据所述俯仰角、偏航角、翻滚角以及点云数据的极坐标确定偏移量计算公式，根据偏移量计算公式得到所述激光雷达的横坐标偏移量、纵坐标偏移量。3.根据权利要求2所述的列车超限识别方法，其特征在于，所述横坐标偏移量计算公式为：x
i
＝ρ
i
*sin(θ
i
‑
ω
x
)*cosω
y
所述纵坐标偏移量计算公式为：y
i
＝ρ
i
*cos(θ
i
‑
ω
x
)*cosω
z
其中，(ρ，θ)为所述点云数据的极坐标，ω
X
、ω
Y
、ω
Z
分别为激光雷达的俯仰角、偏航角、翻滚角，(x，y)为所述点云数据在轨道坐标系中的轨道坐标，n为所述点云数据的数量，T
X
为所述激光雷达的横坐标偏移量，T
Y
为所述激光雷达的纵坐标偏移量。4.根据权利要求1所述的列车超限识别方法，其特征在于，所述根据所述标定外参数，将所述点云数据的极坐标转换为轨道坐标，包括：通过坐标转换公式将所述点云数据的极坐标转换为轨道坐标；所述坐标转换公式为：所述坐标转换公式为：所述坐标转换公式为：
X
A
＝ρ*sinθY
A
＝ρ*cosθ其中，X
B
为所述点云数据在轨道坐标系中的横坐标，Y
B
为所述点云数据在轨道坐标系中的纵坐标，T
X
为激光雷达的横坐标偏移量，T
Y
为激光雷达的纵坐标偏移量，ω
X
【专利技术属性】
技术研发人员：刘伶俐，闵达，韦阳，汪静琳，
申请(专利权)人：武汉利德测控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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