【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及视觉测量领域，尤其涉及智轨进站位姿测量的方法。
技术介绍
1、目前，随着智能技术的发展，智轨快运系统的智能化程度得到了极大提升。其中，智轨列车的自动可靠停站是智轨系统循行的关键环节。只有实时精确测量列车车身距站台的横纵向距离，才能控制列车的可靠、精准、平稳进站。
2、因此，亟需一种可靠、精确且低成本的智轨进站位姿测量方案。
技术实现思路
1、为了实现列车的可靠、精准、平稳进站，本专利技术提供了一种基于视觉测量技术的智轨进站位姿测量方法，充分发挥视觉测量的低成本、高可靠性优势，利用车载摄像头同时实现列车距站台的横纵向距离，确保列车的可靠、平稳、高精度停站。
2、本专利技术提供了一种基于视觉传感的智轨进站位姿测量方法，所述方法包括：
3、建立路面和图像平面之间的映射关系模型；
4、将靶标平铺于路面上，同时采集靶标的多组横纵向物理距离和图像数据；
5、根据采集到的多组横纵向物理距离和图像数据，基于所述映射关系模型求出映射矩阵，并获得路面和图像平面的一一映射关系；
6、确定标志物或标志线上的特征点，将所述特征点作为标志点，识别所述标志点在图像中的坐标；
7、根据所述路面和图像平面的一一映射关系以及所述标志点在图像中的坐标，得到所述标志点的物理坐标；以及
8、根据所述标志点的物理坐标计算出车身距站台的横/纵向距离。
9、在一个实施例中，所述建立路面和图像平面之间的映射关系
10、按式(1)建立所述路面和图像平面之间的映射关系模型：
11、
12、其中，s为尺度因子，(xw,yw,zw)为所述标志点的物理坐标，(u,v)为所述标志点在所述图像中的坐标，dx、dy为像元尺寸，u0、v0为图像中心，f为相机焦距，r和t分别为旋转矩阵和平移向量，fx表示fy表示
13、将式(1)简化为式(3)并进而得到式(5)：
14、
15、
16、其中，a为所述映射矩阵。
17、在一个实施例中，所述根据采集到的多组横纵向物理距离和图像数据，基于所述映射关系模型求出映射矩阵，并获得路面和图像平面的一一映射关系的步骤还包括：
18、采集所述多组横纵向物理距离和图像数据后，通过式(5)构建超定方程；
19、通过最小二乘法求解所述超定方程，即可完成式(3)中所述映射矩阵的求解；
20、将求解得到的所述映射矩阵a代入式(3)，得到所述路面和图像平面的一一映射关系。
21、在一个实施例中，所述标志物或标志线为侧向标志物、侧向标志线、前方标志物、后方标志物中的一个或多个。
22、在一个实施例中，所述侧向标志物或侧向标志线的图像由安装在车身侧方的摄像头拍摄。
23、在一个实施例中，所述前方标志物由安装在车身前方的摄像头拍摄；所述后方标志物由安装在车身后方的摄像头拍摄。
24、在一个实施例中，所述标志点的物理坐标通过式(6)得到：
25、
26、其中，i＝1,...,n；n表示所述标志物或所述标志线上的标志点总数。
27、在一个实施例中，所述根据所述标志点的物理坐标计算出车身距站台的横/纵向距离的步骤包括：
28、利用所述标志点的物理坐标计算出车身距所述标志点的距离；
29、根据固定且已知的标志点距站台的距离，以及计算出的所述车身距所述标志点的距离，计算出所述车身距站台的横/纵向距离。
30、本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行本专利技术的基于视觉传感的智轨进站位姿测量方法。
31、本专利技术还提供了一种基于视觉传感的智轨进站位姿测量系统，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机指令，所述处理器运行所述计算机指令时执行本专利技术的基于视觉传感的智轨进站位姿测量方法。
32、本专利技术建立了智轨进站位姿的数学模型，并提出了相应的标定方法，设计了智轨进站位姿测量的具体实施方案。本专利技术的智轨进站位姿测量方法充分发挥视觉测量的低成本、高可靠性优势，利用车载摄像头同时实现列车距站台的横纵向距离，确保列车的可靠、平稳、高精度停站使得智轨能够用高精度停站。
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1.一种基于视觉传感的智轨进站位姿测量方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的基于视觉传感的智轨进站位姿测量方法，其特征在于，所述建立路面和图像平面之间的映射关系模型的步骤进一步包括：
3.如权利要求2所述的基于视觉传感的智轨进站位姿测量方法，其特征在于，所述根据采集到的多组横纵向物理距离和图像数据，基于所述映射关系模型求出映射矩阵，并获得路面和图像平面的一一映射关系的步骤还包括：
4.如权利要求1所述的基于视觉传感的智轨进站位姿测量方法，其特征在于，所述标志物或标志线为侧向标志物、侧向标志线、前方标志物、后方标志物中的一个或多个。
5.如权利要求4所述的基于视觉传感的智轨进站位姿测量方法，其特征在于，所述侧向标志物或侧向标志线的图像由安装在车身侧方的摄像头拍摄。
6.如权利要求4所述的基于视觉传感的智轨进站位姿测量方法，其特征在于，所述前方标志物由安装在车身前方的摄像头拍摄；所述后方标志物由安装在车身后方的摄像头拍摄。
7.如权利要求2所述的基于视觉传感的智轨进站位姿测量方法，其特征在于，所
8.如权利要求1所述的基于视觉传感的智轨进站位姿测量方法，其特征在于，所述根据所述标志点的物理坐标计算出车身距站台的横/纵向距离的步骤包括：
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行如权利要求1至8任一项所述的基于视觉传感的智轨进站位姿测量方法。
10.一种基于视觉传感的智轨进站位姿测量系统，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机指令，所述处理器运行所述计算机指令时执行如权利要求1至10任一项所述的基于视觉传感的智轨进站位姿测量方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于视觉传感的智轨进站位姿测量方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的基于视觉传感的智轨进站位姿测量方法，其特征在于，所述建立路面和图像平面之间的映射关系模型的步骤进一步包括：
3.如权利要求2所述的基于视觉传感的智轨进站位姿测量方法，其特征在于，所述根据采集到的多组横纵向物理距离和图像数据，基于所述映射关系模型求出映射矩阵，并获得路面和图像平面的一一映射关系的步骤还包括：
4.如权利要求1所述的基于视觉传感的智轨进站位姿测量方法，其特征在于，所述标志物或标志线为侧向标志物、侧向标志线、前方标志物、后方标志物中的一个或多个。
5.如权利要求4所述的基于视觉传感的智轨进站位姿测量方法，其特征在于，所述侧向标志物或侧向标志线的图像由安装在车身侧方的摄像头拍摄。
6.如权利要求4所述的基于视觉传感...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯江华，胡云卿，康高强，林军，袁希文，李晓光，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：
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