[发明专利]一种地铁车辆门系统的动态平稳性分析方法及装置有效
申请号: | 201910903329.1 | 申请日: | 2019-09-23 |
公开(公告)号: | CN110702423B | 公开(公告)日: | 2021-04-27 |
发明(设计)人: | 路绳方;陈烨;高阳;张嘉超;孟琳;焦良葆 | 申请(专利权)人: | 南京工程学院 |
主分类号: | G01M17/007 | 分类号: | G01M17/007;G01S11/12;G06T7/521;G06T7/55 |
代理公司: | 南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙) 32249 | 代理人: | 徐激波 |
地址: | 211167 江苏*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 地铁 车辆 系统 动态 平稳 分析 方法 装置 | ||
1.一种地铁车辆门系统的动态平稳性分析方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤A、图像获取:激光器发出的激光光条,光条中心线与地铁车门门边的竖直黑色胶条边缘形成两个交点,该交点记为目标点,在车门开启或关闭过程的任意时刻t,触发并启动双目立体视觉测量系统中像机工作,分别获取带有激光光条的车门图像;
步骤B、亚像素提取并拟合线条方程:利用Steger算法精确提取带有激光光条的车门图像亚像素,包括光条中心线的亚像素位置和边缘方向,根据提取出的光条中心线的亚像素位置,拟合求出光条中心线分别在两幅图像中的直线方程;
步骤C、求出两个目标点在图像中的坐标:利用Hough变换求取列车车门两扇门边的竖直黑色胶条边缘在两幅图像中的直线方程,结合步骤B中求出的光条中心线的直线方程,求出两个目标点分别在两幅图像中的坐标;
步骤D、初始化双目立体视觉测量系统:根据步骤A中两幅图像对双目立体视觉测量系统进行标定,求出两个像机的内参数和外部结构参数;
步骤E、求出在时刻t两个目标点在实际三维空间中的距离:在双目立体视觉测量系统中,结合步骤D中像机标定结果,由步骤C中每个目标点在双目像机中的图像坐标,可以分别实现t时刻两个目标点的三维重建,求取在时刻t两目标点之间的三维距离dt;
步骤F、求出在时刻t+Δt两个目标点在实际三维空间中的距离:在车辆门开启或关闭过程的t+Δt时刻,根据步骤E所述方法,求取在t+Δt时刻的三维距离dt+Δt;
步骤G、数据处理分析:根据步骤E与步骤F求出的dt与dt+Δt,计算出车辆门系统在Δt时间内运行的平均速度和平均加速度其中平均速度平均加速度在车辆门开启和关闭的过程时间内,通过调整像机图像的采集间隔Δt,逼近还原列车门在瞬时的运行速度和加速度,进而实现地铁列车门动态运行状态的平稳性分析和健康状态的在线监测。
2.根据权利要求1所述的一种地铁车辆门系统的动态平稳性分析方法,其特征在于:所述步骤B还包括,
步骤B1:对步骤A获取的图像中激光条纹上的任意像素(x0,y0),求出该点的Hessian矩阵;
步骤B2:在步骤B1中Hessian矩阵最大特征值对应的特征向量对应于光条的法线方向,像素(x0,y0)的相邻像素的图像可以表示成二次泰勒多项式形式,求出像素(x0,y0)处光条中心的亚像素坐标;
步骤B3:根据提取出的光条中心线的亚像素位置,拟合求出光条中心线分别在两幅图像中的直线方程。
3.根据权利要求1所述的一种地铁车辆门系统的动态平稳性分析方法,其特征在于:所述步骤E还包括
步骤E1:根据步骤D中的双目立体视觉测量系统,建立两摄像机坐标系O1-xlylzl和O2-xryrzr,和两像机的图像坐标系o1-u1v1和o2-u2v2;
步骤E2:选定任意一目点P在两幅图像上的投影点的齐次坐标分别为和根据摄像机的透视投影模型得到点P在三维世界坐标系下的齐次坐标的方程组:
其中M1和M2分别为点P到图像点p1和p2的投影矩阵,由对应摄像机的内参数和外部结构参数决定,λu和λ′u分别为空间点在对应图像平面上的投影系数;
步骤E3:对步骤E2中所求的方程组展开化简,求出两幅图像成像平面上的像素坐标对应世界坐标系下的三维坐标的一般性公式:
其中,
步骤E4:根据步骤E3代入步骤C求出的第一目标点(8)和第二目标点(9)在两幅图像中的坐标,求出t时刻下两目标点在世界坐标系下的三维坐标,接着求出两点之间的距离dt。
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