[发明专利]一种基于视觉识别的轨道检查车定位方法及定位系统

说明书

本发明公开了一种基于视觉识别的轨道检查车定位方法及定位系统，包括：步骤S1、在轨道侧面取一定数量的标记点，并在每个标记点处设置一个标签，记录所有标签的绝对位置；步骤S2、在轨道检查车上设置相机和编码器，通过相机能够拍摄标签，编码器实时将信号传递给上位机获取一个编码器记录值，传递完后，编码器记录值清零，编码器重新计数，轨道检查车停在标签处，得出相机坐标系与标签的距离；步骤S3、使用标签的绝对位置和编码器的相对位置之间的差值对编码器的相对里程信息进行标定，消除误差，获取轨道长度的实际值，避免轨道检查车的蛇形运动造成大量的累计误差，相对定位精度显著提高。

技术领域

本发明涉及轨道检测技术领域，具体涉及一种基于视觉识别的轨道检查车定位方法及定位系统。

背景技术

轨道检查车是用来检测轨道的几何状态和不平顺状况，以便评价轨道几何状态的特种车辆。

轨道检查车定位精度需求较高，一方面能让工作人员复检时快速地找到伤损位置，另一方面能基于检测设备建立出更加精准的轨道伤损数据库。

目前铁路轨检正在向机器自主巡检发展，这不仅可以节省大量的人力物力，还可以极大的提高轨检效率，其中，轨道检查车多采用车载里程计进行定位，但是，车载里程计多安装于车轴处，这会引入大量的累计误差，使得相对定位精度骤减，因此里程计的安装位置需要非常考究。同时视觉识别相较于其他信号对于基准的识别能力，有着更高的精度，并且成本更低。

发明内容

根据现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于视觉识别的轨道检查车定位方法及定位系统，通过安装编码器于轨道侧面，避免了传统安装方式会由于轨道检查车的蛇形运动造成大量的累计误差，相对定位精度显著提高。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于视觉识别的轨道检查车定位方法，包括：

步骤S1、在轨道侧面沿轨道延伸的方向取一定数量的标记点，并在每个标记点处设置一个标签，记录所有标签的绝对位置；

步骤S2、在轨道检查车上设置相机和编码器，相机的镜头面向轨道外侧，通过相机能够拍摄标签，编码器设在轨道侧面，当轨道检查车随轨道运行时，编码器能够沿轨道侧面移动，每经过一个标签，轨道检查车停在标签处，通过视觉识别算法得出相机坐标系与标签的距离，编码器实时将信号传递给上位机获取一个编码器记录值，传递完后，编码器记录值清零，编码器重新计数；

步骤S3、使用标签的绝对位置和编码器的相对位置之间的差值对编码器的相对里程信息进行标定，消除两个标签之间的误差，标签的绝对位置与编码器的相对位置的差值公式为：

Δx_n＝A_n-X_n-R_n，n≥1 (1)

其中，n表示经过的标签个数，Δx_n为经过第n个标签时，第n个标签的绝对位置坐标值与轨道检查车的相对位置坐标值间的差值；A_n为第n个标签的绝对位置坐标值；X_n为相机坐标系原点沿x方向与标签绝对位置坐标的距离值，通过视觉识别算法得出，x方向为相机坐标系原点指向第1个标签的方向，R_n为轨道检查车的相对位置坐标值，标定公式为：

其中，R₀为编码器记录的起始相对位置坐标值，r_n编码器记录值，每经过一个标签，编码器重新计数；

根据公式(1)和公式(2)，可以得到轨道检查车到达第n个标签时，轨道检查车的相对位置坐标值：

R_n＝A_n-1-X_n-1+r_n，n≥2 (3)