一种钢轨爬行位移的测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术示出一种钢轨爬行位移的测量方法及装置，涉及钢轨质量检测领域。解决钢轨爬行方向位移测量效率低的问题。本发明专利技术示出的测量方法，包括：采集位移尺的特征图像，位移尺包括：地面位移尺和钢轨位移尺，地面位移尺在被拍摄时，成像位置在拍摄界面的第一区域；获取特征图像的二值化图像；获取二值化图像上地面位移尺的特征点的uv值；获取特征点的坐标；将特征点的uv值和特征点的坐标带入测量模型，得到测量模型的参数，测量模型为特征点的uv值和特征点的坐标之间的映射关系；获取钢轨位移尺的待测点的uv值；将待测点的uv值带入测量模型，得到待测点的坐标。本发明专利技术利用特征点uv值和坐标的映射关系，实现待测点位移的非接触式测量。测量。测量。

【技术实现步骤摘要】
一种钢轨爬行位移的测量方法及装置


[0001]本专利技术涉及钢轨检测领域，尤其涉及一种钢轨爬行位移的测量方法及装置。

技术介绍

[0002]高速铁路无缝线路铺设后，钢轨因受扣件及道床阻力的抵抗，自由伸缩受到限制，再加上高速列车的高频冲击和震动，容易造成钢轨发生爬行方向位移，导致胀轨跑道情况发生，严重影响高铁运行安全。因此，对钢轨爬行位移的监控工作至关重要。
[0003]传统测量方法是将直角钢尺的一直角边对准地面位移尺零位线，另一直角边对准钢轨底部位移尺，钢轨底部位移尺上对准直角边的刻度就是钢轨爬行方向位移的值。传统测量方法属于接触式测量，效率低，测量精度低，容易受到人为因素影响。
[0004]但是，还存在以下问题：钢轨爬行方向位移测量效率低。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的上述技术问题，本专利技术提供了一种钢轨爬行位移的测量方法及装置，解决钢轨爬行方向位移测量效率低的问题。
[0006]本专利技术第一方面示出一种钢轨爬行位移的测量方法，包括：采集位移尺的特征图像，位移尺包括：地面位移尺和钢轨位移尺，地面位移尺在被拍摄时，成像位置在拍摄界面的第一区域；获取特征图像的二值化图像；获取二值化图像上地面位移尺的特征点的uv值；获取特征点的坐标(x,y,z)；将特征点的uv值和特征点的坐标(x,y,z)带入测量模型，得到测量模型的参数，测量模型为特征点的uv值和特征点的坐标(x,y,z)之间的映射关系；获取钢轨位移尺的待测点的uv值；将待测点的uv值带入测量模型，得到待测点的坐标(x1,y1,z1)。
[0007]在一些实施例中，还包括：判断地面位移尺在被拍摄时，成像位置是否在拍摄界面的第一区域；若是，则允许采集位移尺的特征图像；若否，则发出警示信息。
[0008]在一些实施例中，还包括：特征点的个数大于等于8，包括：所述地面位移尺的顶点A、B、C和D，以及各边中点M0、M1、M2和M3。
[0009]在一些实施例中，还包括：线段M0M2和线段M1M3的交点为基准点，待测点为钢轨位移尺与基准点对齐的点。
[0010]本专利技术第二方面示出一种钢轨爬行位移的测量装置，包括：显示屏，显示屏被配置为：显示拍摄界面以及显示待测点的坐标(x1,y1,z1)，拍摄界面设置有框住地面位移尺的静态框；
[0011]采集单元，采集单元被配置为：采集位移尺的特征图像；
[0012]图像处理单元，图像处理单元被配置为：获取特征图像的二值化图像；
[0013]数据处理单元，数据处理单元被配置为：获取二值化图像上地面位移尺的特征点的uv值；获取特征点的坐标(x,y,z)；将特征点的uv值和特征点的坐标(x,y,z)带入测量模型，得到测量模型的参数，测量模型为特征点的uv值和特征点的坐标(x,y,z)之间的映射关
系；获取钢轨位移尺的待测点的uv值；将待测点的uv值带入测量模型，得到待测点的坐标(x1,y1,z1)；
[0014]控制单元，控制单元分别与显示屏、采集单元、图像处理单元和数据处理单元电连接。
[0015]由以上技术方案可知，本专利技术实施例具有如下有益效果：包括：采集位移尺的特征图像，位移尺包括：地面位移尺和钢轨位移尺，地面位移尺在被拍摄时，成像位置在拍摄界面的第一区域，这样可以防止图像倾斜，减少图像处理的复杂度；获取特征图像的二值化图像；获取二值化图像上地面位移尺的特征点的uv值；获取特征点的坐标(x,y,z)；将特征点的uv值和特征点的坐标(x,y,z)带入测量模型，得到测量模型的参数，测量模型为特征点的uv值和特征点的坐标(x,y,z)之间的映射关系；获取钢轨位移尺的待测点的uv值；将待测点的uv值带入测量模型，得到待测点的坐标(x1,y1,z1)。本专利技术利用特征点的uv值和特征点的坐标之间的映射关系，实现非接触式测量。本技术采用图像处理技术，对摄像头采集的位移尺图像进行处理，计算出钢轨爬行方向位移值，精度达到毫米级。显示屏、采集单元、图像处理单元和数据处理单元集成在一起，设置在轻便防水的壳体上，形成手持设备，达到便于移动测量的目的。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本专利技术提出的一种钢轨爬行位移的测量方法的第一种实施例的流程示意图；
[0018]图2为本专利技术提出的一种钢轨爬行位移的测量方法中拍摄界面的一种实施例的示意图；
[0019]图3为本专利技术提出的一种钢轨爬行位移的测量方法中地面位移尺特征点的一种实施例的示意图；
[0020]图4为本专利技术提出的一种钢轨爬行位移的测量方法中坐标系建立的示意图。
具体实施方式
[0021]为了使本
的人员更好地理解本专利技术实施例中的技术方案，并使本专利技术实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术实施例中的技术方案作进一步详细的说明。
[0022]图1为本专利技术提出的一种钢轨爬行位移的测量方法的第一种实施例的流程示意图。如图1所示，本申请提供一种钢轨爬行位移的测量方法，包括：
[0023]S1采集位移尺的特征图像，位移尺包括：地面位移尺和钢轨位移尺，地面位移尺在被拍摄时，成像位置在拍摄界面的第一区域；
[0024]在钢轨底部设置钢轨位移尺，处于高处，在地面设置地面位移尺，处于低处，两个位移尺在初始时刻，即粘贴到钢轨底边和粘贴到地面的时候，两者零位线刻度在爬行方向
是平行且对齐的，通过记录钢轨位移尺和地面位移尺对应的零位线刻度变化对钢轨爬行方向位移进行测量。
[0025]在本申请示出的实施例中，地面位移尺和钢轨位移尺被采集在同一图像中，目的是使两个位移尺的钢轨位移尺和地面位移尺的uv值和坐标(x,y,z)之间的拥有一致的映射关系。
[0026]其中，拍摄界面的第一区域，如图2所示，被标定为一个“矩形框”，在测量时，用拍摄界面中框套住地面上的位移尺，若超出“矩形框”的边界范围或不在“矩形框”范围内，则图像为无效图像，需要重新拍摄。“矩形框”仅是一个可行实施例，对于第一区域的标定方式本申请不做限定。
[0027]设定第一区域的目的是：防止图像倾斜，减少图像处理的复杂度。
[0028]S2获取特征图像的二值化图像；
[0029]采用图像处理技术，对采集的图像进行对比度增强，红色像素提取，腐蚀膨胀处理，按照一定的规则对图像进行清洗，得到有效的二值化图像。
[0030]S3获取二值化图像上地面位移尺的特征点的uv值；
[0031]图3为本专利技术提出的一种钢轨爬行位移的测量方法中地面位移尺特征点的一种实施例的示意图。如图3所示，在一些实施例中，特征点的个数大于等于8，包括：地面位移尺的顶点A、B、C和D，以及各边中点M本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢轨爬行位移的测量方法，其特征在于，包括：采集位移尺的特征图像，所述位移尺包括：地面位移尺和钢轨位移尺，所述地面位移尺在被拍摄时，成像位置在拍摄界面的第一区域；获取所述特征图像的二值化图像；获取所述二值化图像上所述地面位移尺的特征点的uv值；获取所述特征点的坐标(x,y,z)；将所述特征点的uv值和所述特征点的坐标(x,y,z)带入测量模型，得到所述测量模型的参数，所述测量模型为所述特征点的uv值和所述特征点的坐标(x,y,z)之间的映射关系；获取所述钢轨位移尺的待测点的uv值；将所述待测点的uv值和所述参数带入所述测量模型，得到所述待测点的坐标(x1,y1,z1)。2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，还包括：判断所述地面位移尺在被拍摄时，成像位置是否在拍摄界面的第一区域；若是，则允许采集所述位移尺的特征图像；若否，则发出警示信息。3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述特征点的个数大于等于8，包括：所述地面位移尺的顶点A、B、C和D，以及各边中点M0、M1、M2和M3。4.根据权利要求3所述的测量方法，其特征在于，线段M0M2和线...

【专利技术属性】
技术研发人员：文尚猛，周晶，王亚洲，祁晖，任龙，任重，王士勋，
申请(专利权)人：大秦铁路股份有限公司太原高铁工务段，
类型：发明
国别省市：