[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

说明书

本发明公开了一种地铁车辆门系统的动态平稳性分析方法及装置，基于双目视觉测量系统求解激光器投影生成的动态目标点的三维位姿信息，通过线阵激光器投射的激光光条与地铁列车门上的竖直胶条相交形成目标点，利用图像处理算法提取图像中目标点的坐标，根据图像坐标实现目标点的三维重建，通过调整分析不同时刻处理结果，实现车辆门系统的动态运行状况分析，完成其动态检测。本发明测量精度高，便携性强，可靠性高，有效解决了地铁车辆门系统运行平稳状态的在线动态分析，对保障地铁安全运营和乘客的生命财产安全具有重要意义。

技术领域

本发明涉及计算机视觉测量技术领域，尤其涉及一种地铁车辆门系统的动态平稳性分析方法及装置。

背景技术

地铁车辆门系统是地铁列车重要的组成部分。地铁车辆门系统在地铁列车运行中频繁的开启与关闭，是与乘客接触的高频次装置。车辆门系统的运行平稳性反映了车辆门系统的健康状态，通过对车辆门系统的动态平稳性分析，可以实现对车辆门系统健康状态的预警和监测，对保证列车运行安全和乘客的生命财产安全具有重要意义。视觉测量以其大量程、高精度和便携性等特点，适用于地铁门系统动态平稳性的分析和监测。

地铁车辆门系统涉及机械动力技术、控制技术和信息等技术，是一项综合多项技术的复杂机械电气装置，地铁门频繁的开启和关闭，极易发生故障，造成行车故障，严重情况下危及乘客生命财产安全。地铁门系统门动作稳定性的监测是一项具有重要意义的研究内容。目前，关于地铁门系统动态稳定性的分析还不多，因此急需一种对地铁门系统动态平稳性分析的方法与装置，实现对地铁门系统的安全监测。

发明内容

发明目的：针对现有技术中对地铁车辆门系统动态平稳性分析的不足以及对系统动态测量装置的需求，本发明公开了一种地铁车辆门系统的动态平稳性分析方法及装置，提出了一种基于主动视觉分析的方法和一种高精度、低成本、可移动式的测量装置，解决了地铁车辆门系统无法实现在线动态监测的问题，实现了地铁门系统中门动作的实时监控和门健康状态的在线分析。

技术方案：本发明公开了一种地铁车辆门系统的动态平稳性分析方法，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d_t；

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d_t+Δt；