【技术实现步骤摘要】
本申请涉及钢轨轮廓检测，特别是涉及一种钢轨断面轮廓测量方法及系统。
技术介绍
1、随着我国铁路不断发展，铁路安全以及铁路智能化制造受到越来越大的重视。钢轨的轮廓几何尺寸不达标将导致轮轨接触表面磨损加剧、滚动接触疲劳破坏、机车运行振动大等一系列安全问题。
2、目前，我国大部分钢轨生产部门使用的钢轨轮廓尺寸检测方式是由工人使用机械卡尺或量规进行接触式测量。在测量时，需要交替启停钢轨传送装置，使生产线上钢轨待测段固定在测量工位上，由工人将机械量尺贴靠在钢轨上，再使用对应尺寸的塞规进行接触式测量。在测量过程中，工人贴靠量尺的力度不同以及塞规测量点选取的随机性，将导致测量结果存在差异，测量结果的一致性较差。此外，测量过程劳动重复度高，劳动强度大，长时间的测量不但需要消耗大量人力，而且接触测量方式增大了造成钢轨表面缺陷的风险。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对传统测量过程劳动重复度高，劳动强度大，长时间的测量不但需要消耗大量人力，而且接触测量方式增大了造成钢轨表面缺陷的风险的问题，提供一种钢轨断面轮廓测量方法及系统。
2、本申请提供一种钢轨断面轮廓测量方法，包括：
3、依据张正友标定法对相机进行标定，得到相机的内参与外参矩阵；
4、获取第一相机在一个拍摄位置下拍摄被测钢轨的图像，以及获取第二相机在一个拍摄位置下拍摄被测钢轨的图像，得到一组目标图像；在拍摄图像时，控制激光器射出至少一道单线激光至被测钢轨的表面，每一道单线激光的照射方向均与被测钢
5、同步移动第一相机的拍摄位置和第二相机的拍摄位置，获取另一组目标图像；在同步移动第一相机的拍摄位置和第二相机的拍摄位置时，第一相机的拍摄方向和每一道单线激光的照射方向之间的夹角保持不变，第二相机的拍摄方向和每一道单线激光的照射方向之间的夹角保持不变，第一相机的拍摄方向和第二相机的拍摄方向之间的夹角保持不变；
6、反复执行所述同步移动第一相机的拍摄位置和第二相机的拍摄位置，获取另一组目标图像，直至得到n组目标图像；n为正整数且n大于1；
7、依据光条中心提取法获取每组目标图像中每张目标图像的光条中心图像，得到与每张目标图像对应的光条中心图像；
8、基于每张光条中心图像，获取每张光条中心图像的光条中心部分包含的每一个光条中心点的三维坐标，以形成每一张光条中心图像的光条中心点集；
9、选取一组目标图像；
10、定义该组目标图像中任意一个目标图像的相机坐标系为公共坐标系，将该组目标图像中另一个目标图像的光条中心点的三维坐标系转换到公共坐标系，以得到每张光条中心图像中每一个光条中心点的公共坐标；
11、依据失真轮廓投影校正法，将每一个光条中心点的公共坐标进行校准，得到每一个光条中心点校准后的公共坐标；
12、采用双圆心坐标与标准轮廓的双圆心位置的匹配关系进行粗匹配得到icp算法的初值，依据icp算法将校准后的该组目标图像中每一个光条中心点的公共坐标与标准钢轨端面轮廓精配准，基于标准规定设置形影的标示线，将提取拟合标示线与测量轮廓的交点定位测点，得到钢轨轮廓测量结果；
13、返回所述选取一组目标图像，直至所有目标图像均被选取完毕；
14、基于多组目标图像、每一张目标图像对应的光条中心图像、每一张光条中心图像每一个光条中心点的公共坐标、每一张光条中心图像每一个光条中心点校准后的公共坐标、标准的钢轨端面轮廓以及每一张校正后的钢轨端面轮廓与标准的钢轨端面轮廓之间的对比误差图像，构建基于钢轨端面轮廓误差检测模型。
15、另一方面，本申请还提供一种钢轨断面轮廓测量系统，所述的钢轨断面轮廓测量系统包括：
16、采集设备，用于采集被测钢轨在不同拍摄角度下的图像；所述采集装置包括光源发射装置和图像采集装置；
17、处理设备，与采集装置通信连接，所述处理设备用于执行如前述内容所提及的钢轨断面轮廓测量方法。
18、本申请涉及一种钢轨断面轮廓测量方法，通过多角度采集目标图像，之后通过算法将采集的目标图像重建为当前相机视角的钢轨轮廓，接着将得到的当前相机视角的钢轨轮廓校正成当前钢轨断面的轮廓，最后通过当前钢轨断面的轮廓与标准的钢轨断面轮廓进行比对，并显示轮廓之间的误差结果；分别设计了基于光平面标定参数的roi自动提取算法，将光条中心提取速度提高至3倍，同时提出中心定位样条插值法去除交叉区域弯折扭曲问题，实现光条中心快速准确提取；基于ransac算法的十字激光光条中心提取算法以去除背景干扰并进行光条归类，实现了钢轨激光图像的光条特征点坐标到空间三维坐标的高效变换。
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1.一种钢轨断面轮廓测量方法，其特征在于，所述钢轨断面轮廓测量方法包括：
2.根据权利要求1所述的钢轨断面轮廓测量方法，其特征在于，所述控制激光器射出至少一道单线激光至被测钢轨的表面，包括：
3.根据权利要求2所述的钢轨断面轮廓测量方法，其特征在于，在所述依据张正友标定法对相机进行标定之后，所述方法还包括，对光平面进行标定，所述对光平面进行标定包括：
4.根据权利要求3所述的钢轨断面轮廓测量方法，其特征在于，所述依据光条中心提取法获取每组目标图像中每张目标图像的光条中心图像，得到与每张目标图像对应的光条中心图像，包括：
5.根据权利要求4所述的钢轨断面轮廓测量方法，其特征在于，在所述依据张正友标定法对相机进行标定，得到相机坐标系之后，还包括：
6.根据权利要求5所述的钢轨断面轮廓测量方法，其特征在于，所述定义该组目标图像中任意一个目标图像的相机坐标系为公共坐标系，将该组目标图像中另一个目标图像的光条中心点的三维坐标系转换到公共坐标系，以得到每张光条中心图像中每一个光条中心点的公共坐标，包括：
7.根据权利要求
8.根据权利要求7所述的钢轨断面轮廓测量方法，其特征在于，所述依据道格拉斯-普克算法对该组目标图像中每一个光条中心点进行二维特征点定位，以得到对称面，包括：
9.根据权利要求8所述的钢轨断面轮廓测量方法，其特征在于，所述采用双圆心坐标与标准轮廓的双圆心位置的匹配关系进行粗匹配得到ICP算法的初值，依据ICP算法将校准后的该组目标图像中每一个光条中心点的公共坐标与标准钢轨端面轮廓精配准，基于标准规定设置形影的标示线，将提取拟合标示线与测量轮廓的交点定位测点，计算得到钢轨轮廓测量指标，包括：
10.一种钢轨断面轮廓测量系统，其特征在于，所述的钢轨断面轮廓测量系统包括：
...【技术特征摘要】
1.一种钢轨断面轮廓测量方法，其特征在于，所述钢轨断面轮廓测量方法包括：
2.根据权利要求1所述的钢轨断面轮廓测量方法，其特征在于，所述控制激光器射出至少一道单线激光至被测钢轨的表面，包括：
3.根据权利要求2所述的钢轨断面轮廓测量方法，其特征在于，在所述依据张正友标定法对相机进行标定之后，所述方法还包括，对光平面进行标定，所述对光平面进行标定包括：
4.根据权利要求3所述的钢轨断面轮廓测量方法，其特征在于，所述依据光条中心提取法获取每组目标图像中每张目标图像的光条中心图像，得到与每张目标图像对应的光条中心图像，包括：
5.根据权利要求4所述的钢轨断面轮廓测量方法，其特征在于，在所述依据张正友标定法对相机进行标定，得到相机坐标系之后，还包括：
6.根据权利要求5所述的钢轨断面轮廓测量方法，其特征在于，所述定义该组目标图像中任意一个目标图像的相机坐标系为公共坐标系，将该组目标图像中另一个目标图像的光条中心点的...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹衍龙，沈铃锋，寿烨俊，郑杰思，黄芳，王敬，
申请(专利权)人：青岛求是工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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