申请/专利权人：浙江大学

申请日：2021-12-20

公开（公告）日：2024-06-11

公开（公告）号：CN114283129B

主分类号：G06T7/00

分类号：G06T7/00;G06T7/62;B61K9/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.11#授权;2022.04.22#实质审查的生效;2022.04.05#公开

摘要：本发明公开了一种基于计算机视觉的地铁列车轮轨力监测方法，该方法选取相邻两轨枕之间的一段地铁轨道作为监测目标，通过工业相机获取地铁列车运行通过时的轨道图像，并采用计算机视觉的方法分析图像得到轨道竖向位移。当车轮压过钢轨时，两轨枕的支撑使钢轨形成简支梁结构，通过弹性力学中荷载与位移的关系得到作用在轨道结构上的荷载，即轮轨力。本发明的主要优点是：1该方法为无损轮轨力测量方法，监测的过程中不对轨道本身或地铁正常运营造成影响；2该方法为非接触式监测方法，解决了钢轨下方空间狭窄而难以安装传感器的问题，监测准确率受环境因素影响小，能实现长期连续化的位移监测。

主权项：1.基于计算机视觉的地铁列车轮轨力监测方法，包括如下步骤：A.安装监测设备；A1.选取相邻两扣件之间的地铁轨道作为监测目标，将高精度工业相机固定于监测目标附近的道床表面或管片壁上，并将摄像头对准监测轨道；A2.考察现场照明情况，打开自带电源的补光灯进行打光，使得钢轨边缘和背景存在较明显的反差；A3.调整相机摄像头位置，确保其可获取监测目标的实时监控图像；B.调试监测设备；B1.调节镜头焦距和光圈、相机感光度，确保相机视野中监测轨道成像清晰可见，以及钢轨边缘和背景存在较明显的反差；B2.测量监测轨道的实际长度，截取相机的第一帧图像并测量图像内监测轨道的像素长度，计算得到实际长度与像素长度之间的比例系数；B3.在B2截取的图像中选中监测轨道，预测列车通过时可能产生的位移范围，在图像上框选可能的位移区域；B4.设置相机采样频率，保存数据存储路径；C.监测与图像处理；C1.启动相机开始监测，当列车经过时，采集并存储对应时间的轨道位移图像；C2.基于图像对监测轨道进行边缘监测，得到监测轨道底部上分布的离散点在图像中的像素坐标值及其相对初始位置的像素位移，与B2的比例系数相乘后得到监测轨道上各点的真实坐标及位移变化；C3.记录每一帧下轨道竖向位移变化，结合其对应的时间信息，得到列车通过时的钢轨挠变时程曲线；D.获取轮轨力；D1.基于弹性力学中位移与作用力的关系，建立轮轨力作用下的轨道梁竖向位移方程；D2.根据C3中的位移曲线和D1的位移方程，计算引起轨道在各时间发生位移的荷载，形成一次列车通过时间内地铁列车轮轨力数据；D3.基于长期监测数据，得到列车多次通过下轨道承受的平均列车轮轨力数据。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 浙江大学 一种基于计算机视觉的地铁列车轮轨力监测方法

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