CN106696998A - 一种监控铁轨偏移的方法、装置以及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种监控铁轨偏移的方法、装置以及设备，涉及铁路交通领域。其中，所述方法包括：接收图像采集装置采集的动态铁轨上标记点的图像数据；对所述图像数据进行解压，得到所述图像采集装置采集的原始图像数据；根据相关算法对所述原始图像数据进行处理，得到所述标记点的位置坐标；根据所述标记点的位置坐标和预设的标记点的位置坐标确定动态铁轨的偏移量，从而实现铁轨偏移的监控。通过本发明，能够实时精确地确定动态铁轨的偏移量。
Description
技术领域
本发明涉及铁路交通领域，具体地，涉及一种监控铁轨偏移的方法、装置以及设备。
背景技术
客运和货运铁路交通的经济限制正在驱使铁路工业向更高速度车辆和更高车轴负荷发展。现代货运列车的重车轴负荷和高速度产生了高轨道应力，导致轨道状态更快劣化。结果，对更好地维护轨道的需求也在增长。铁路的轨道的偏移量直接决定了运输的安全性。轨道偏移与施加的负荷相关。偏移被定义为施加的负荷与轨道刚度之比。更一般地，它可被定义为铁轨的单个点从未负荷到满负荷状态的垂直位移。
现有技术中，铁路的建设中要以基准桩为参考中心进行铁轨中心线的检测，一般要求基准桩处铁轨中心偏移量为毫米级。由于铁轨线路上的基准桩数量较多，人工进行偏移量的测定费力费时，精确度也不高。由人工或者工业CCD进行采集，然后手动对比的方式，费时费力，而且精度不高，达不到偏移量毫米级的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种监控铁轨偏移的方法、装置以及设备。其中，所述方法所要解决的技术问题是：如何实时精确地确定动态铁轨的偏移量。
为了实现上述目的，本发明提供一种监控铁轨偏移的方法。所述方法包括：
接收图像采集装置采集的动态铁轨上标记点的图像数据；
对所述图像数据进行解压，得到所述图像采集装置采集的原始图像数据；
根据相关算法对所述原始图像数据进行处理，得到所述标记点的位置坐标；
根据所述标记点的位置坐标和预设的标记点的位置坐标确定动态铁轨的偏移量，从而实现铁轨偏移的监控。
可选地，所述对所述图像数据进行解压，得到所述图像采集装置采集的原始图像数据，包括：
对JPEG格式的图像数据进行解压，得到位图RGB格式的图像数据。
可选地，所述根据相关算法对所述原始图像数据进行处理，得到所述标记点的位置坐标，包括：
将位图RGB格式的图像数据转换成YUV格式的图像数据；
根据所述YUV格式的图像数据确定图像像素的饱和度值在预设范围内的连通区域为标记点；
将所述连通区域的中心的位置坐标作为所述标记点的位置坐标。
可选地，所述接收图像采集装置采集的动态铁轨上标记点的图像数据之前，所述方法还包括：
接收所述图像采集装置采集的静态铁轨上标记点的第一图像数据；
对所述第一图像数据进行解压，得到所述图像采集装置采集的第一原始图像数据；
根据所述相关算法对所述第一原始图像数据进行处理，得到所述预设的标记点的位置坐标。
相应地，本发明还提供一种监控铁轨偏移的装置。所述装置包括：
接收单元，用于接收图像采集装置采集的动态铁轨上标记点的图像数据；
解压单元，用于对所述图像数据进行解压，得到所述图像采集装置采集的原始图像数据；
处理单元，用于根据相关算法对所述原始图像数据进行处理，得到所述标记点的位置坐标；
确定单元，用于根据所述标记点的位置坐标和预设的标记点的位置坐标确定动态铁轨的偏移量，从而实现铁轨偏移的监控。
可选地，所述解压单元，具体用于：
对JPEG格式的图像数据进行解压，得到位图RGB格式的图像数据。
可选地，所述处理单元，具体用于：
将位图RGB格式的图像数据转换成YUV格式的图像数据；
根据所述YUV格式的图像数据确定图像像素的饱和度值在预设范围内的连通区域为标记点；
将所述连通区域的中心的位置坐标作为所述标记点的位置坐标。
可选地，所述装置还包括：
预设单元，用于：
接收所述图像采集装置采集的静态铁轨上标记点的第一图像数据；
对所述第一图像数据进行解压，得到所述图像采集装置采集的第一原始图像数据；
根据所述相关算法对所述第一原始图像数据进行处理，得到所述预设的标记点的位置坐标。
相应地，本发明还提供一种监控铁轨偏移的设备。所述设备包括：
图像采集装置，设置于与动态铁轨上的标记点相对的位置，用于实时采集所述动态铁轨上的标记点的图像数据；
处理装置，与所述图像采集装置连接，用于对所述图像数据进行解压，得到所述图像采集装置采集的原始图像数据；并根据相关算法对所述原始图像数据进行处理，得到所述标记点的位置坐标；再根据所述标记点的位置坐标和预设的标记点的位置坐标确定动态铁轨的偏移量，从而实现铁轨偏移的监控。
可选地，所述处理装置包括FPGA。
由上述技术方案可知，处理装置接收图像采集装置采集的动态铁轨上标记点的图像数据；并对所述图像数据进行解压，得到所述图像采集装置采集的原始图像数据；再根据相关算法对所述原始图像数据进行处理，得到所述标记点的位置坐标；再根据所述标记点的位置坐标和预设的标记点的位置坐标确定动态铁轨的偏移量，从而实现铁轨偏移的监控，能够实时精确地确定动态铁轨的偏移量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的监控铁轨偏移的方法的流程图；
图2是本发明一实施例提供的监控铁轨偏移的装置的结构示意图；
图3是本发明又一实施例提供的监控铁轨偏移的装置的结构示意图；
图4是本发明又一实施例提供的监控铁轨偏移的装置的结构示意图；
图5是本发明一实施例提供的监控铁轨偏移的设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是本发明一实施例提供的监控铁轨偏移的方法的流程图。如图1所示，本发明一实施例提供的监控铁轨偏移的方法包括：
在步骤S101中，接收图像采集装置采集的动态铁轨上标记点的图像数据。
举例来说，图像采集装置可为摄像头，动态铁轨指的是当有列车在铁轨上行驶时的铁轨。
具体地，在该步骤之前，所述方法还包括：接收所述图像采集装置采集的静态铁轨上标记点的第一图像数据；对所述第一图像数据进行解压，得到所述图像采集装置采集的第一原始图像数据；根据所述相关算法对所述第一原始图像数据进行处理，得到所述预设的标记点的位置坐标。
更为具体地，对JPEG格式的第一图像数据进行解压，得到位图RGB格式的第一图像数据，并将位图RGB格式的第一图像数据转换成YUV格式的第一图像数据；再根据所述YUV格式的第一图像数据确定图像像素的饱和度值在预设范围内的连通区域为标记点；将所述连通区域的中心的位置坐标作为预设的标记点的位置坐标。
接着，在步骤S102中，对所述图像数据进行解压，得到所述图像采集装置采集的原始图像数据。
具体地，该步骤包括：对JPEG格式的图像数据进行解压，得到位图RGB格式的图像数据。
然后，在步骤S103中，根据相关算法对所述原始图像数据进行处理，得到所述标记点的位置坐标。
具体地，该步骤包括：将位图RGB格式的图像数据转换成YUV格式的图像数据；根据所述YUV格式的图像数据确定图像像素的饱和度值在预设范围内的连通区域为标记点；将所述连通区域的中心的位置坐标作为所述标记点的位置坐标。
在具体的实施方式中，首先获取静态铁轨的图像，找出标记点的坐标值。然后实时的获取动态铁轨的标记点的坐标值。最后，根据静态铁轨的坐标值和动态铁轨的坐标值计算得到铁轨的偏移量。具体地，用逻辑语言编写代码把拍到的JPEG图片进行解压，生成位图RGB格式。然后，再把位图RGB转换为YUV格式，其中“Y”表示明亮度(Luminance或Luma)，也就是灰阶值；而“U”和“V”表示的则是色度(Chrominance或Chroma)，作用是描述影像色彩及饱和度，用于指定像素的颜色。然后根据图像像素的饱和度的值，找到标记点，这个标记点是饱和度在一定范围值的连通区域，也就是查找饱和度值在一定范围的连通区域，滤除图像上的干扰标记，然后找到标记点的位置。藉此，铁轨的偏移量是以像素级别类衡量的，精度非常高，能够精确到毫米级别。
最后，在步骤S104中，根据所述标记点的位置坐标和预设的标记点的位置坐标确定动态铁轨的偏移量，从而实现铁轨偏移的监控。
本实施例通过接收图像采集装置采集的动态铁轨上标记点的图像数据；并对所述图像数据进行解压，得到所述图像采集装置采集的原始图像数据；再根据相关算法对所述原始图像数据进行处理，得到所述标记点的位置坐标；再根据所述标记点的位置坐标和预设的标记点的位置坐标确定动态铁轨的偏移量，从而实现铁轨偏移的监控，能够实时精确地确定动态铁轨的偏移量。
对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
图2是本发明一实施例提供的监控铁轨偏移的装置的结构示意图。如图2所示，本发明一实施例提供的监控铁轨偏移的装置包括接收单元201、解压单元202、处理单元203和确定单元204，其中：
接收单元201，用于接收图像采集装置采集的动态铁轨上标记点的图像数据；
解压单元202，用于对所述图像数据进行解压，得到所述图像采集装置采集的原始图像数据；
处理单元203，用于根据相关算法对所述原始图像数据进行处理，得到所述标记点的位置坐标；
确定单元204，用于根据所述标记点的位置坐标和预设的标记点的位置坐标确定动态铁轨的偏移量，从而实现铁轨偏移的监控。
本实施例提供的监控铁轨偏移的装置适用于以上实施例对应的监控铁轨偏移的方法，在此不再赘述。需要说明的是，本实施例提供的监控铁轨偏移的装置可设置于下述的处理装置中。
本实施例提供一种监控铁轨偏移的装置，接收单元201接收图像采集装置采集的动态铁轨上标记点的图像数据；解压单元202对所述图像数据进行解压，得到所述图像采集装置采集的原始图像数据；处理单元203根据相关算法对所述原始图像数据进行处理，得到所述标记点的位置坐标；确定单元204根据所述标记点的位置坐标和预设的标记点的位置坐标确定动态铁轨的偏移量，从而实现铁轨偏移的监控，能够实时精确地确定动态铁轨的偏移量。
图3是本发明又一实施例提供的监控铁轨偏移的装置的结构示意图。如图3所示，本发明又一实施例提供的监控铁轨偏移的装置包含的接收单元302、解压单元303、处理单元304和确定单元305分别与接收单元201、解压单元202、处理单元203和确定单元204相同，不同的是，本实施例的监控铁轨偏移的装置还包含预设单元301，其中：
预设单元301，用于：
接收所述图像采集装置采集的静态铁轨上标记点的第一图像数据；
对所述第一图像数据进行解压，得到所述图像采集装置采集的第一原始图像数据；
根据所述相关算法对所述第一原始图像数据进行处理，得到所述预设的标记点的位置坐标。
在本发明一可选实施方式中，所述解压单元303，具体用于：
对JPEG格式的图像数据进行解压，得到位图RGB格式的图像数据。
在本发明一可选实施方式中，所述处理单元304，具体用于：
将位图RGB格式的图像数据转换成YUV格式的图像数据；
根据所述YUV格式的图像数据确定图像像素的饱和度值在预设范围内的连通区域为标记点；
将所述连通区域的中心的位置坐标作为所述标记点的位置坐标。
图4是本发明又一实施例提供的监控铁轨偏移的装置的结构示意图。如图4所示，所述监控铁轨偏移的装置包括：处理器(processor)401、存储器(memory)402、通信接口(Communications Interface)403和通信总线404；
其中，所述处理器401、存储器402、通信接口403通过所述通信总线404完成相互间的通信；
所述通信接口403用于该监控铁轨偏移的装置与图像采集装置之间的信息传输；
所述处理器401用于调用所述存储器402中的程序指令，以执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：接收图像采集装置采集的动态铁轨上标记点的图像数据；对所述图像数据进行解压，得到所述图像采集装置采集的原始图像数据；根据相关算法对所述原始图像数据进行处理，得到所述标记点的位置坐标；根据所述标记点的位置坐标和预设的标记点的位置坐标确定动态铁轨的偏移量，从而实现铁轨偏移的监控。
本实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：接收图像采集装置采集的动态铁轨上标记点的图像数据；对所述图像数据进行解压，得到所述图像采集装置采集的原始图像数据；根据相关算法对所述原始图像数据进行处理，得到所述标记点的位置坐标；根据所述标记点的位置坐标和预设的标记点的位置坐标确定动态铁轨的偏移量，从而实现铁轨偏移的监控。
本实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：接收图像采集装置采集的动态铁轨上标记点的图像数据；对所述图像数据进行解压，得到所述图像采集装置采集的原始图像数据；根据相关算法对所述原始图像数据进行处理，得到所述标记点的位置坐标；根据所述标记点的位置坐标和预设的标记点的位置坐标确定动态铁轨的偏移量，从而实现铁轨偏移的监控。
图5是本发明一实施例提供的监控铁轨偏移的设备的结构示意图。如图5所示，本发明一实施例提供的监控铁轨偏移的设备包括图像采集装置501和处理装置502，其中：
图像采集装置501，设置于与动态铁轨上的标记点相对的位置，用于实时采集所述动态铁轨上的标记点的图像数据；
处理装置502，与所述图像采集装置501连接，用于对所述图像数据进行解压，得到所述图像采集装置采集的原始图像数据；并根据相关算法对所述原始图像数据进行处理，得到所述标记点的位置坐标；再根据所述标记点的位置坐标和预设的标记点的位置坐标确定动态铁轨的偏移量，从而实现铁轨偏移的监控。
在具体的实施方式中，所述处理装置502可为FPGA。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所描述的监控铁轨偏移的装置等实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明的实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的实施例各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种监控铁轨偏移的方法，其特征在于，所述方法包括：
接收图像采集装置采集的动态铁轨上标记点的图像数据；
对所述图像数据进行解压，得到所述图像采集装置采集的原始图像数据；
根据相关算法对所述原始图像数据进行处理，得到所述标记点的位置坐标；
根据所述标记点的位置坐标和预设的标记点的位置坐标确定动态铁轨的偏移量，从而实现铁轨偏移的监控。
2.根据权利要求1所述的监控铁轨偏移的方法，其特征在于，所述对所述图像数据进行解压，得到所述图像采集装置采集的原始图像数据，包括：
对JPEG格式的图像数据进行解压，得到位图RGB格式的图像数据。
3.根据权利要求1所述的监控铁轨偏移的方法，其特征在于，所述根据相关算法对所述原始图像数据进行处理，得到所述标记点的位置坐标，包括：
将位图RGB格式的图像数据转换成YUV格式的图像数据；
根据所述YUV格式的图像数据确定图像像素的饱和度值在预设范围内的连通区域为标记点；
将所述连通区域的中心的位置坐标作为所述标记点的位置坐标。
4.根据权利要求1所述的监控铁轨偏移的方法，其特征在于，所述接收图像采集装置采集的动态铁轨上标记点的图像数据之前，所述方法还包括：
接收所述图像采集装置采集的静态铁轨上标记点的第一图像数据；
对所述第一图像数据进行解压，得到所述图像采集装置采集的第一原始图像数据；
根据所述相关算法对所述第一原始图像数据进行处理，得到所述预设的标记点的位置坐标。
5.一种监控铁轨偏移的装置，其特征在于，所述装置包括：
接收单元，用于接收图像采集装置采集的动态铁轨上标记点的图像数据；
解压单元，用于对所述图像数据进行解压，得到所述图像采集装置采集的原始图像数据；
处理单元，用于根据相关算法对所述原始图像数据进行处理，得到所述标记点的位置坐标；
确定单元，用于根据所述标记点的位置坐标和预设的标记点的位置坐标确定动态铁轨的偏移量，从而实现铁轨偏移的监控。
6.根据权利要求5所述的监控铁轨偏移的装置，其特征在于，所述解压单元，具体用于：
对JPEG格式的图像数据进行解压，得到位图RGB格式的图像数据。
7.根据权利要求5所述的监控铁轨偏移的装置，其特征在于，所述处理单元，具体用于：
将位图RGB格式的图像数据转换成YUV格式的图像数据；
根据所述YUV格式的图像数据确定图像像素的饱和度值在预设范围内的连通区域为标记点；
将所述连通区域的中心的位置坐标作为所述标记点的位置坐标。
8.根据权利要求5所述的监控铁轨偏移的装置，其特征在于，所述装置还包括：
预设单元，用于：
接收所述图像采集装置采集的静态铁轨上标记点的第一图像数据；
对所述第一图像数据进行解压，得到所述图像采集装置采集的第一原始图像数据；
根据所述相关算法对所述第一原始图像数据进行处理，得到所述预设的标记点的位置坐标。
9.一种监控铁轨偏移的设备，其特征在于，所述设备包括：
图像采集装置，设置于与动态铁轨上的标记点相对的位置，用于实时采集所述动态铁轨上的标记点的图像数据；
处理装置，与所述图像采集装置连接，用于对所述图像数据进行解压，得到所述图像采集装置采集的原始图像数据；并根据相关算法对所述原始图像数据进行处理，得到所述标记点的位置坐标；再根据所述标记点的位置坐标和预设的标记点的位置坐标确定动态铁轨的偏移量，从而实现铁轨偏移的监控。
10.根据权利要求9所述的监控铁轨偏移的设备，其特征在于，所述处理装置包括FPGA。
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| CN108124845A (zh) * | 2017-12-04 | 2018-06-08 | 北京农业智能装备技术研究中心 | 一种处方图作业方法及装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170524 |