一种基于三维重构技术的受电弓碳滑板检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于三维重构技术的受电弓碳滑板检测方法及系统，包括：控制四个线激光测距模组进行数据采集；对同一个线激光测距模组采集到的每一帧成像进行处理，并拼接成1*W的一维矩阵；将相邻的H帧数据进行拼接得到H*W的深度矩阵；对每个深度矩阵一定区域内的数据deepValue进行阈值筛选；按照设定划分规则对数据进行划分，以划分出M组点云数据，并根据出现先后赋予ID；对同一个ID的点云数据结进行点云拼接；对受电弓碳滑板的3D点云进行姿态调整；对同一个受电弓碳滑板的顶部与底部点云在一定范围内进行求Z轴坐标差，得到受电弓碳滑板整体的剩余厚度。本发明专利技术能够较为清晰地获悉整体磨损分布情况，具有重要的意义。具有重要的意义。具有重要的意义。

【技术实现步骤摘要】
一种基于三维重构技术的受电弓碳滑板检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及受电弓检测
，尤其涉及一种基于三维重构技术的受电弓碳滑板检测方法及系统。

技术介绍

[0002]接触网是电气化铁路上的主要供电装置,其通过与铁路列车的车顶部分的受电弓滑动接触而将电能供给给铁路列车。碳滑板是受电弓上的取流介质，由于受电弓与接触网之间存在相对运动，长年累月下来，碳滑板势必会存在磨损消耗，因此为了保证铁路列车的正常运行，对于碳滑板的剩余厚度的检测是铁路列车检修的重要一项。
[0003]目前，行业内大多采用的是2D相机来完成对碳滑板的剩余厚度的检测，即在固定位置，对受电弓两条碳滑板的外侧(即朝两端车头的一侧)进行采集成像，然后计算成像画面中碳滑板的上边缘与下边缘之间的像素距离，结合标定参数得知像素距离与世界坐标的关系，最终求得碳滑板的剩余可使用厚度。然而，因该方法仅通过单个平面进行测量，存在无法得知碳滑板的整体磨损情况。
[0004]因此，需要对现有技术进行改进。
[0005]以上信息作为背景信息给出只是为了辅助理解本公开，并没有确定或者承认任意上述内容是否可用作相对于本公开的现有技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种基于三维重构技术的受电弓碳滑板检测方法及系统，以解决现有技术的不足。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供以下的技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种基于三维重构技术的受电弓碳滑板检测方法，所述方法包括：
[0009]控制四个线激光测距模组启动并进行数据采集，其中两个所述线激光测距模组分别位于受电弓左侧的顶部与底部位置，另两个所述线激光测距模组分别位于受电弓右侧的顶部与底部位置，每个所述线激光测距模组包括面阵相机和线激光；
[0010]对同一个所述线激光测距模组采集到的每一帧成像进行处理，结合所述线激光测距模组的标定参数得到W个深度数据，并拼接成1*W的一维矩阵；
[0011]将相邻的H帧数据进行拼接得到H*W的深度矩阵，数据共N帧，得到N/H个H*W的深度矩阵；
[0012]对每个深度矩阵一定区域内的数据deepVa l ue进行阈值筛选；
[0013]按照设定划分规则对数据进行划分，以划分出M组点云数据，并根据出现先后赋予I D，其中M为受电弓碳滑板的总数；
[0014]对同一个I D的点云数据结合模组间的标定参数进行点云拼接；
[0015]对受电弓碳滑板的3D点云进行姿态调整；
[0016]对同一个受电弓碳滑板的顶部与底部点云在一定范围内进行求Z轴坐标差，求得的差值即为受电弓碳滑板整体的剩余厚度。
[0017]进一步地，所述基于三维重构技术的受电弓碳滑板检测方法中，在所述控制四个线激光测距模组启动并进行数据采集的步骤之前，所述方法还包括：
[0018]检测是否接收到感应器发送的触发信号；
[0019]若是，则执行所述控制四个线激光测距模组启动并进行数据采集的步骤；
[0020]若否，则继续执行所述检测是否接收到感应器发送的触发信号的步骤。
[0021]进一步地，所述基于三维重构技术的受电弓碳滑板检测方法中，所述对每个深度矩阵一定区域内的数据deepVa l ue进行阈值筛选的步骤包括：
[0022]对每个深度矩阵一定区域内的数据deepVa l ue进行遍历，记录符合阈值范围内的数据deepVa l ue所在的行数h I ndex；
[0023]将行数h I ndex中在阈值范围外的数据deepVa l ue清空。
[0024]进一步地，所述基于三维重构技术的受电弓碳滑板检测方法中，所述按照设定划分规则对数据进行划分，以划分出M组点云数据，并根据出现先后赋予I D，其中M为受电弓碳滑板的总数的步骤包括：
[0025]按照同一个受电弓碳滑板的行数h I ndex是连续的，不同受电弓碳滑板的行数h I ndex是非连续的划分规则对行数h I ndex进行划分，以划分出M组点云数据，其中M为受电弓碳滑板的总数；
[0026]根据出现先后赋予ID。
[0027]进一步地，所述基于三维重构技术的受电弓碳滑板检测方法中，所述对受电弓碳滑板的3D点云进行姿态调整的步骤包括：
[0028]获取同一个受电弓碳滑板的顶部左边缘点云的两个点坐标P11(X1,Y1,Z1)和P12(X2,Y2,Z2)，以及右边缘点云的两个点坐标P21(X3,Y3,Z3)和P22(X4,Y4,Z4)；
[0029]计算P11和P12、P21和P22、P11和P21、P12和P22的欧氏距离D11、D12、D21、D22，并设置新点P11
’
(D11/2,D21/2,0)、P12
’
(
‑
D11/2,D21/2,0)、P21
’
(D11/2,
‑
D21/2,0)、P22
’
(
‑
D11/2,
‑
D21/2,0)；
[0030]根据设置的四个新点可得到点云旋转矩阵，并对受电弓碳滑板的3D点云进行姿态调整。
[0031]第二方面，本专利技术提供一种基于三维重构技术的受电弓碳滑板检测系统，所述系统包括：
[0032]采集控制模块，用于控制四个线激光测距模组启动并进行数据采集，其中两个所述线激光测距模组分别位于受电弓左侧的顶部与底部位置，另两个所述线激光测距模组分别位于受电弓右侧的顶部与底部位置，每个所述线激光测距模组包括面阵相机和线激光；
[0033]成像处理模块，用于对同一个所述线激光测距模组采集到的每一帧成像进行处理，结合所述线激光测距模组的标定参数得到W个深度数据，并拼接成1*W的一维矩阵；
[0034]数据拼接模块，用于将相邻的H帧数据进行拼接得到H*W的深度矩阵，数据共N帧，得到N/H个H*W的深度矩阵；
[0035]阈值筛选模块，用于对每个深度矩阵一定区域内的数据deepVa l ue进行阈值筛选；
[0036]数据划分模块，用于按照设定划分规则对数据进行划分，以划分出M组点云数据，并根据出现先后赋予I D，其中M为受电弓碳滑板的总数；
[0037]点云拼接模块，用于对同一个I D的点云数据结合模组间的标定参数进行点云拼接；
[0038]姿态调整模块，用于对受电弓碳滑板的3D点云进行姿态调整；
[0039]厚度计算模块，用于对同一个受电弓碳滑板的顶部与底部点云在一定范围内进行求Z轴坐标差，求得的差值即为受电弓碳滑板整体的剩余厚度。
[0040]进一步地，所述基于三维重构技术的受电弓碳滑板检测系统中，所述系统还包括感应触发模块，用于：
[0041]在所述控制四个线激光测距模组启动并进行数据采集的步骤之前，检测是否接收到感应器发送的触发信号；
[0042]若是，则执行所述控制四个线激光测距模组启动并进行数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于三维重构技术的受电弓碳滑板检测方法，其特征在于，所述方法包括：控制四个线激光测距模组启动并进行数据采集，其中两个所述线激光测距模组分别位于受电弓左侧的顶部与底部位置，另两个所述线激光测距模组分别位于受电弓右侧的顶部与底部位置，每个所述线激光测距模组包括面阵相机和线激光；对同一个所述线激光测距模组采集到的每一帧成像进行处理，结合所述线激光测距模组的标定参数得到W个深度数据，并拼接成1*W的一维矩阵；将相邻的H帧数据进行拼接得到H*W的深度矩阵，数据共N帧，得到N/H个H*W的深度矩阵；对每个深度矩阵一定区域内的数据deepValue进行阈值筛选；按照设定划分规则对数据进行划分，以划分出M组点云数据，并根据出现先后赋予ID，其中M为受电弓碳滑板的总数；对同一个ID的点云数据结合模组间的标定参数进行点云拼接；对受电弓碳滑板的3D点云进行姿态调整；对同一个受电弓碳滑板的顶部与底部点云在一定范围内进行求Z轴坐标差，求得的差值即为受电弓碳滑板整体的剩余厚度。2.根据权利要求1所述的基于三维重构技术的受电弓碳滑板检测方法，其特征在于，在所述控制四个线激光测距模组启动并进行数据采集的步骤之前，所述方法还包括：检测是否接收到感应器发送的触发信号；若是，则执行所述控制四个线激光测距模组启动并进行数据采集的步骤；若否，则继续执行所述检测是否接收到感应器发送的触发信号的步骤。3.根据权利要求1所述的基于三维重构技术的受电弓碳滑板检测方法，其特征在于，所述对每个深度矩阵一定区域内的数据deepValue进行阈值筛选的步骤包括：对每个深度矩阵一定区域内的数据deepValue进行遍历，记录符合阈值范围内的数据deepValue所在的行数hIndex；将行数hIndex中在阈值范围外的数据deepValue清空。4.根据权利要求3所述的基于三维重构技术的受电弓碳滑板检测方法，其特征在于，所述按照设定划分规则对数据进行划分，以划分出M组点云数据，并根据出现先后赋予ID，其中M为受电弓碳滑板的总数的步骤包括：按照同一个受电弓碳滑板的行数hIndex是连续的，不同受电弓碳滑板的行数hIndex是非连续的划分规则对行数hIndex进行划分，以划分出M组点云数据，其中M为受电弓碳滑板的总数；根据出现先后赋予ID。5.根据权利要求1所述的基于三维重构技术的受电弓碳滑板检测方法，其特征在于，所述对受电弓碳滑板的3D点云进行姿态调整的步骤包括：获取同一个受电弓碳滑板的顶部左边缘点云的两个点坐标P11(X1,Y1,Z1)和P12(X2,Y2,Z2)，以及右边缘点云的两个点坐标P21(X3,Y3,Z3)和P22(X4,Y4,Z4)；计算P11和P12、P21和P22、P11和P21、P12和P22的欧氏距离D11、D12、D21、D22，并设置新点P11
’
(D11/2,D21/2,0)、P12
’
(
‑
D11/2,D21/2,0)、P21
’
(D11/2,
‑
D21/2,0)、P22
’
(
‑
D11/2,
‑
D21/2,0)；
根据设置的四个新点可得到点云旋转矩阵，并对受电弓碳滑板的3D点云进行姿态调整。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：吴耿才，梁颖昌，陈润松，杨日清，徐昌源，黄永林，朱晓东，董辉，秦军，蒋海滨，郑杰锋，刘齐，曾德垚，甘宇，张金生，尹三勇，
申请(专利权)人：东莞市诺丽科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：