专利名称：货运列车超限计算机视觉检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型归属于精密光学测量、计算机软件开发等领域、涉及到使用计算机视觉方法在线测量大尺度运动物体(列车)外部轮廓的几何尺寸技术。
背景技术：
铁路货运车辆在进站时，如果所载的货物超宽、超高、超限将会对车站设施及人员造成伤害，所以对货运列车的外形进行在线实时检测，有利于及时判断货车安全状态。由于超限货车的外形多样变化、种类较多，需在一个统一的标准下对其进行检测分类。现有技术存在以下不足1.测量可靠性不高比较常用的方法是采用包括激光在内的光学传感器，这种传感器只能测量光线通过范围内的物品遮挡，属于点检测，容易漏掉或误报。2.测量范围覆盖不够无论是光学传感器还是激光雷达检测都会漏检一些区域。3.对被测物超限的种类判别能力不强由于传感器或激光雷达很难判别出具体的超限物品，无法对物品整体的识别做出准确的结论。
发明内容本实用新型的目的是提供一种基于线激光和2组高速面阵CXD摄像机组成的三维视觉高速测量系统。此系统将线激光标投射到货运列车的顶部和两侧，再用高速面阵CCD 摄像机拍摄激光线投射在货运列车顶部及两侧上的投影轮廓。再经过相应的计算，就可以得出行进列车的每一个截面的外形尺寸，经过高速拍摄和计算处理即可得到整列货车的外形图，再与设定的标准相比较就可准确得出超限的尺寸及种类。本实用新型的硬件由安装在龙门架上的摄像机及线结构光激光器组成，可快速实现对货运列车顶部及两侧的各种超限尺寸的自动测量。本实用新型的技术方案是货运列车超限计算机视觉检测系统，包括线激光模块、 摄像模块、视觉处理模块、报警分类模块。摄像模块的数据输出端连接视觉处理模块的数据输入端，视觉处理模块输出端连接报警分类模块的数据输入端。所述视觉处理模块包括图像预处理模块、坐标系变换模块、高速测量模块。所述线激光模块包含2台激光器发出905nm线激光，将被测货车的顶部及两侧进行无缝连接。所述摄像模块为能够将被测货车的顶部及两侧全部收入视场中的2台数码摄像机。其摄像靶面与激光投射面的夹角在30度至50度之间。所述摄像模块中的数码摄像机镜头前安装只可通过905nm附近光线的光学滤色镜片，可以克服杂散光干扰。本实用新型具有的优点是1.测量速度极快。2.测量范围覆盖全面，可做到无漏检。[0016]3.可以测得实时的货车顶部及两侧外形轮廓图，这是其他方法很难做到的。4.由于在光学系统排除了外界光干扰，使用脉冲发光及高速曝光拍摄，从而使得画面清晰无抖动，同时延长了激光器使用寿命，优化的测量算法大大提高了对高速运动的货车的外形数据处理。
图1是本实用新型的框图；图2是本实用新型的配置示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型货运列车超限计算机视觉检测系统，所采集的货车的顶部及两侧的信息经过摄像模块输入图像信息后，依次经过图像预处理模块、坐标系变换模块、高速测量模块处理，最后通过报警分类模块向车站管理人员提供可靠信息。所述的图像预处理模块，是指将拍摄的货车的顶部及两侧的激光标线图像，进行去噪、细化、二值化等图像预处理。所述的坐标系变换模块，是指对摄像机拍摄的货车的顶部及两侧的激光标线图像坐标，通过空间变换方程(该方程由预先标定算法得到)转化为真实物理空间的横断面二维坐标，再结合快速拍摄的连续截面图像即可合成出三维空间坐标。所述的高速测量模块，是指依据测量点的真实物理空间的三维空间坐标，合成出车厢的立体图，再对关键部位计算出实际几何尺寸。如图2所示，2台905nm线形激光器2发射出2条线形激光3相接照射在被测量的在线运行的被测货车4的顶部及两侧表面上。如图2所示，数码摄像机1，能够将被测货运列车4的顶部及两侧的横断面全部收入视场，摄像靶面与激光投射面的夹角在30度至50度之间，使测量精度与设备安装空间达到较好的平衡。以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
权利要求1.货运列车超限计算机视觉检测系统，其特征在于包括线激光模块、摄像模块、视觉处理模块、报警分类模块，所述视觉处理模块包括图像预处理模块、坐标系变换模块、高速测量模块。
2.如权利要求1所述的货运列车超限计算机视觉检测系统，其特征还在于所述线激光模块包含2台激光器发出905nm线激光，将被测货车的顶部及两侧进行无缝照射连接。
3.如权利要求1所述的货运列车超限计算机视觉检测系统，其特征还在于所述摄像模块中的数码摄像机镜头前安装只可通过905nm附近光线的光学滤色镜片，可以克服杂散光干扰。
专利摘要本实用新型提供货运列车超限计算机视觉检测系统，归属于精密光学测量领域。包括线激光模块、摄像模块、视觉处理模块、报警分类模块。摄像模块的数据输出端连接视觉处理模块的数据输入端，视觉处理模块输出端连接报警分类模块的数据输入端。所述视觉处理模块包括图像预处理模块、坐标系变换模块、高速测量模块。本实用新型的硬件由安装在龙门架上的摄像机及线结构光激光器组成，可快速实现对货运列车顶部及两侧的各种超限尺寸的自动测量。
文档编号B61K9/02GK202264799SQ20112026089
公开日2012年6月6日 申请日期2011年7月22日 优先权日2011年7月22日
发明者牛晓芳, 罗金荣 申请人:天津思博科科技发展有限公司