一种基于机器视觉的车载式无缝线路钢轨三维位移测量方法及装置与流程

一种基于机器视觉的车载式无缝线路钢轨三维位移测量方法及装置
1.本发明属于铁路运维设备技术领域，特别提供一种基于机器视觉的车载式无缝线路钢轨三维位移测量方法及装置。


背景技术：

2.铁路无缝线路的轨道在外界温度变化、高速列车的启制动及路基沉降或膨胀等因素作用下，轨道内部会产生很大的纵向水平推力，使得轨道、轨枕，甚至轨道板作为一个整体沿着道床纵向移动。这种移动会产生竖向和水平的三维位移，竖向位移和垂直于线路的水平位移会影响列车运行的平稳性，沿着线路方向的爬行位移则会产生涨轨和断轨的安全事故。
3.当前针对轨道的爬行位移，多是在轨道外如接触网电杆、挡砟墙等稳固的位置上设置标识点，在钢轨上设置标识点，通过人工以拉线等方测量。这种测量方式需要消耗大量的人力，且难以快速检测。铁路部门非常需要一种能够安装在轨道车上快速移动，非接触测量轨道位移的车载式位移检测设备。
4.基于机器视觉原理的非接触测量特性，非常适合应用在车载式轨道位移测量中。公开号为cn110733534a的专利申请公开了一种轨道钢轨爬行观测方法及系统，其在钢轨沿线依次设置一系列检测标志，检测标志为由标记a和标记b构成的标记对；使安装有图像采集系统的铁道检测车在轨道钢轨上行驶，并在行驶过程中，通过图像采集系统批量采集时刻tn和时刻tm各检测标志的图像；对于每个检测标志的图像，计算时刻tn标记a和标记b之间的纵向相对距离ln，以及时刻tm标记a与标记b之间的纵向相对距离 lm；根据纵向相对距离ln、纵向相对距离lm以及图像尺寸转实物尺寸的转换系数计算检测标志所对应位置的钢轨纵向爬行量。这种方式把标记a和标记b构成的标记对安装在钢轨和钢轨旁边的轨枕、轨道板等相邻很近的位置，以便能够被同一台高速摄像机同时拍摄到的方式，存在以下显而易见的重大缺陷：由于轨道受到的爬行力量十分巨大，会带着钢轨、轨枕、轨道板甚至道床一起移动，因此安装在道床范围内的标记a和标记b会整体发生移动，因此用标记a和标记b之间的相对位移难以代表钢轨的实际爬行位移，当然更不能准确测量出包含水平位移在内的钢轨三维位移。这是公开号为cn110733534a专利申请存在的不足。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于机器视觉的车载式无缝线路钢轨三维位移测量方法及装置，使用一台摄像机配合分光镜，完成钢轨上和路基外观测桩上两个标识的拍摄、识别及位移计算。具有结构精巧、测量准确、硬件成本低等特点。
6.本发明由钢轨上的标识
①
、轨道外基准位置上的标识
②
、安装在轨道车上的视频计算主机
③
组成，视频计算主机
③
由分光镜
④
、摄像机
⑤
、位移计算单元
⑥
及带有减震支架的外壳
⑦
组合而成，视频计算主机
③
安装在轨道车的下部靠侧边的地方，视频计算主机与标识
①
及标识
②
呈现接近90
°
的角度。分光镜
④
安装在摄像机
⑤
镜头的前方，摄像机
⑤
通过
分光镜能够同时拍摄到标识
①
及标识
②
的图像。位移计算单元
⑥
根据图像计算出标识
①
及标识
②
的相对位置。两次不同时间测量得到的标识
①
及标识
②
的相对位置变化量，即为在两次测量时间段内钢轨在竖向及水平方向发生的三维位移。
7.钢轨上的标识
①
、轨道外基准位置上的标识
②
，由带有编码信息的图案组成，通过相应的图像识别算法，可获取到图案内的编码信息。
8.钢轨上的标识
①
、轨道外基准位置上的标识
②
可识别的编码信息，为标识
①
和
②
的真实边长尺寸及唯一编号信息，标识的真实边长尺寸用来计算图像像素尺寸与真实尺寸之间的比例，解码得到的唯一编码信息可用来自动区分轨道不同位置的监测点。
9.摄像机
⑤
的镜头前的分光镜
④
，由镀有反射和透射膜的透明材质组成，能够把入射的光束按照一定的强度比例，分为夹角为90
°
的两束光线，根据光线的可逆性，使用该分光镜 可将两条互为90
°
的不同光束组合为同一束后再进入摄像机，让摄像机通过分光镜能够同时拍摄到标识
①
及标识
②
的功能。
10.位移计算单元
⑥
识别摄像机
⑤
拍摄到的包含有标识
①
和
②
的图像，得到标识
①
和
②
的角点像素坐标，并解码后得到标识
①
和
②
中的边长尺寸和测点编号，根据标识
①
和
②
图像像素尺寸与真实尺寸之间的比例，得到标识
①
和
②
之间的位置关系。计算不同时间点上标识
①
和
②
的相对位置变化量，即可得到钢轨在竖向及水平方向发生的三维位移。
11.本发明的有益效果是：（1）分别在钢轨上和不受轨道爬行影响的路基上观测墩上安装标识，避免了轨道道床受到爬行位移后产生整体移动的影响，数据更准确；（2）创造性的在摄像机镜头前使用了分光镜 ，把与摄像机光轴垂直的钢轨上的标识1的光路方向改变90
°
，以虚像的方式被摄像机拍摄到。分光镜 的使用，把相距较远，通常需要两个摄像机拍摄的两个标识，转换为能被一台摄像机同时拍摄到的同一个光束，节省了摄像机的硬件成本，降低了功耗；（3）避免了两台摄像机同时拍摄所需的高精度时间同步导致的间接成本；（4）通过分光镜 把两个空间内原本互为90
°
的标识，成像在同一个图像中，成为两个互相平行的平面图像，简化了计算模型，降低了算法的复杂性，提高了效率；（5）光线通过分光镜后再成像的独特光路的使用，让本系统能够同时获取到钢轨的三维位移，提高了系统的使用价值；（6）使用一台摄像机和分光镜的组合方式，无机械活动部件，缩小了体积，便于在空间有限且有振动的轨道车上安装使用；（6）标识的图案使用了国际通用的二维码编码，如常见的qr二维码、aruco码、格雷码等，使用现成的开源编解码算法，避免重复，节省了开发资源，降低了产品成本。
实施方式
12.下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述。如图1所示，在钢轨的下踏部的合适位置设置测点，在测点上制作标识
①
，用来表示测点的位置。标识
①
的位置可以随着钢轨一起移动，位置移动的矢量即为测点的三维位移。低速铁路可以采用胶贴等方式把标识
①
固定在钢轨上。高速铁路不允许在轨道上安装可能脱落的物体，此时标识
①
的图案可以采用喷涂或激光打标等方式制作在钢轨上。由于钢轨在标识
①
的图案安装位置处有一定的弧度，会导致标识
①
图案产生变形。由于每次测量的是标识
①
和
②
的相对位置变化，因此标识
①
固定的变形并不会影响测量的效果，但仍然需要控制标识
①
的变形程度，避免位移计算单元
⑥
不能识别并解码出标识
①
的编码信息。标识
①
和
②
的安装位置必须保证被安装
在轨道车上的视频计算主机
③
内的摄像机通过分光镜拍摄到。
13.在轨道外的路基稳固位置制作标识
②
。具体方法为：在道床外路基的稳固位置安装观测墩。观测墩在面对轨道的一侧制作标识
②
，安装的高度要求可以被安装在轨道车上的视频计算主机
③
拍摄到。所述的稳固位置是指离开轨道结构一定距离，避免因轨道爬行位移带动轨枕、轨道板移动的区域以外的位置，一般为路肩位置。标识
②
采用激光打标的方式，在铝板上雕刻出标识
②
二维码图案制作，用钻孔加螺丝或胶粘的方式把标识
②
固定在观测墩上。观测墩也可以用常见的接触网电杆、观测柱等现有固定物体来替代，在面对列车一侧安装或喷涂标识
②
的图案即可。
14.所述的标识
①
及标识
②
采用二维平面编码，由按一定的编码规律排列组合的明暗图案组成，常见的二维平面编码技术上十分成熟，如qr二维码、aruco码、格雷码等常见二维码。这些二维码，通过其对应的图像识别算法，可获取到图案内的编码信息。专业人士可以根据需要，选择使用不同的二维平面编码，也可以采用自定义的编码形式。
15.钢轨上的标识
①
、轨道外基准位置上的标识
②
可识别的编码信息，为标识
①
和
②
的真实边长尺寸及唯一编号信息，标识的真实边长信息可用来计算图像像素尺寸与真实尺寸之间的比例，解码得到的唯一编码信息可用来区分轨道不同位置的监测点。
16.摄像机
⑤
前面的分光镜
④
为本发明的核心元件，可以把两束互为90
°
的光线合成为同一束进入摄像机成像，让两个方向上的不同标识在同一个图像中，便于计算标识
①
和
②
之间的位置。具体为：分光镜
④
，由镀有反射和透射膜的透明材质组成，反射和透射光线的比例为1：1，能够把入射的光束按照1：1的强度比例，分为夹角为90
°
的两束光线，根据光线的可逆性，使用该分光镜 可将两条互为90
°
的不同光束组合为单一光束，从而实现权利要求1所述的由摄像机
⑤
通过分光镜
ꢀ④
同时拍摄到标识
①
及标识
②
视频图像的功能。分光镜的光路示意图及结构图如附图5、附图6所示。
17.位移计算单元
⑥
计算摄像机
⑤
拍摄到的图像中标识
①
及标识
②
的相对像素位置，使用权利要求3所述的标识图案解码信息得到的图像像素尺寸与真实尺寸之间的比例，得到标识
①
及标识
②
之间的相对位置，对比不同时间点上标识
①
及
②
的相对位置变化量，即可得到钢轨在竖向及水平方向发生的三维位移。由于轨道车运行的速度较快，为拍摄到清晰的图像，必须采用较高帧率拍摄，高帧率高像素的视频占用的资源十分巨大。相对线路长度，测点数量是十分有限的，每公里仅数个测点，因此仅需要在检测到标识
②
的二维码图像的测点位置时，才开始保存和识别视频内容，以便节省计算资源。本实施例的位移计算单元
⑥
采用cpu+gpu的硬件组合模式，便于快速识别处理。
18.视频计算主机
③
由分光镜
④
、摄像机
⑤
、位移计算单元
⑥
及带有安装支架的外壳
⑦
组合而成为一个整体，便于安装在轨道车上。视频计算主机
③
安装在轨道车的下部靠边的位置，如附图1所示。该位置位于轨道上的标识
①
的正上方，与基准观测桩标识
②
的高度接近同一水平面。从这个位置摄像机
⑤
能够直接拍摄到标识
①
和经过分光镜 后的标识
②
的图像。安装时，把标识
①
和
②
安装在适当位置，让标识
①
和
②
在轨道方向上相距一定的距离d，目的是让标识
①
和
②
呈现在同一幅图像的不同位置，避免标识
①
和
②
在视频图像中发生重叠，简化识别计算的过程。
19.如附图2所示，把视频计算主机
③
呈水平方向安装在轨道车上，确保视频计算主机保
③
中的摄像机
⑤
的光轴垂直于轨道，并沿着水平方向指向安装在观测墩上的标识
②
。视
频计算主机
③
安装的位置需要满足以下条件：摄像机
⑤
拍摄到标识
②
时，地面钢轨上的标识
①
经过分光镜 后方向改变90
°
以镜面虚像的方式，与标识
②
成像在同一图像中。
20.为了简化计算，设标识
①
和
②
均为宽度为w的正方形二维码，且标识
①
的图像平面、摄像机的图像传感器平面与轨道线路的方向平行且垂直于地面。理想情况下，三维空间点坐标在相机成像上的投影可使用小孔成像模型描述，即光心、像点和物点位于一条直线上。基于小孔成像模型，可将二维的像素坐标转换为三维空间坐标。因此可根据小孔成像原理，把摄像机简化为小孔、感光图像传感器及标识图案组成的一个系统，标识图案与摄像机满足附图3 所示的几何关系。
21.当钢轨发生位移d时，标识
①
和
②
之间的图像像素坐标会产生相对改变。通过比较两次不同时间测量得到的位移d值的变化，可以得到该时段内钢轨的位移
△
d 。
22.为了让专业人士更好的理解本发明的位移计算原理，首先以铁路部门最关心的线路方向的爬行位移
△
dx计算为例，推导出由标识
①
和
②
之间的像素坐标变化计算出标识
①
和
②
的爬行位移
△
dx的计算公式。如图3所示，爬行位移
△
dx是标识
②
与线路方向一致的水平位移。
23.如图4所示，dx表示标识
①
和
②
之间的x轴方向的距离。在时刻t1和t2测量得到的标识
①
和
②
之间的x轴方向的距离记为dx1和dx2 ，那么时刻t1和t2之间产生的爬行位移
△
dx = dx2
ꢀ–ꢀ
dx1，因此爬行位移
△
dx的计算转化为dx的计算。
24.为便于计算，设定以下符号及其代表的内容：h: 镜头到分光镜的距离h0：分光镜到标识
①
的距离h1：镜头到虚像
①
的距离h2：镜头到标识
②
的距离w：标识
①
和
②
的真实宽度f： 摄像机焦距w0：为cmos图像传感器的宽度x1、x2：标识
①
图像边缘像素x轴坐标，x3、x4：标识
②
的图像边缘像素x轴坐标w1：标识
①
图像的像素宽度， w1= x2-x1w2：标识
①
图像的像素宽度， w2= x4-x3从附图4中可看出，爬行位移即为不同时间点dx的变化值，因此求爬行位移简化为求d值。
25.根据相似三角形的定理可知，h1 / w =f / w1，h2 / w =f / w2，(d0+dx) / (x3
ꢀ‑ꢀ
x2)=h2 / f，dx= h2 * (x3
ꢀ‑ꢀ
x2) / f
ꢀ‑ꢀ
d0 ,因此求出d0即可得到dx;d0 /（h2
ꢀ‑ꢀ
h1）=（w0/2
ꢀ‑ꢀ
x2 ）/ f，d0 =（w0/2
ꢀ‑ꢀ
x2 ）*（h2
ꢀ‑ꢀ
h1）/f，
由此可得到：dx= h2 *(x3
ꢀ‑ꢀ
x2)/f
‑ꢀ
（w0/2
ꢀ‑ꢀ
x2 ）* （h2
ꢀ‑ꢀ
h1） /f={h2 *(x3
ꢀ‑ꢀ
x2)
‑ꢀ
(w0/2
ꢀ‑ꢀ
x2 ）* （h2
ꢀ‑ꢀ
h1） }/f进一步，dx={h2 *(x3
ꢀ‑ꢀ
x2)
‑ꢀ
(w0/2
ꢀ‑ꢀ
x2 ）* （h2
ꢀ‑ꢀ
h1） }/f = w/w1 *(x3
ꢀ‑ꢀ
x2)
‑ꢀ
(w0/2
ꢀ‑ꢀ
x2 ）* (w/w1
ꢀ‑ꢀ
w/w2 ) = w*( (x3
ꢀ‑ꢀ
x2)/ w1
ꢀ‑ꢀ
(w0/2
ꢀ‑ꢀ
x2 ）* (1/w1
ꢀ‑ꢀ
1/w2 ) ) = w*((x3
ꢀ‑ꢀ
x2)/(x2
ꢀ‑ꢀ
x1)
ꢀ‑
(w0/2
ꢀ‑ꢀ
x2 ）* (1/ (x2
ꢀ‑ꢀ
x1)
ꢀ‑ꢀ
1/(x4
ꢀ‑ꢀ
x3) ) )因此，钢轨的爬行位移计算公式（1）：dx= w*( (x3
–
x2)/(x2
ꢀ‑ꢀ
x1)
ꢀ‑ꢀ
(w0/2
‑ꢀ
x2）* (1/ (x2
ꢀ‑ꢀ
x1)
ꢀ‑ꢀ
1/(x4
ꢀ‑ꢀ
x3) ) )。
26.接下来继续求出垂直于线路的水平方向的钢轨位移dy，设定以下符号及其代表的内容：y1、y2：标识
①
图像边缘像素y轴坐标，y3、y4：标识
②
的图像边缘像素y轴坐标w1：标识
①
图像的像素宽度， w1= y2
ꢀ‑ꢀ
y1w2：标识
①
图像的像素宽度， w2= y4
ꢀ‑ꢀ
y3根据钢轨的爬行位移计算公式（1）同样的推理过程，可求出垂直于线路的水平方向的钢轨位移计算公式（2） ：dy=w*((y3-y2)/(y2
ꢀ‑ꢀ
y1)
ꢀ‑
(w0/2
ꢀ‑ꢀ
y2 ）* (1/ (y2
ꢀ‑ꢀ
x1)
ꢀ‑ꢀ
1/(y4
ꢀ‑ꢀ
y3) ) )。
27.继续求出钢轨的竖向位移dz，如图3和图4所示的几何关系，如果事先通过标定摄像机，得到焦距f值的话，可得出钢轨的竖向位移计算公式（3） ：dz=h1=f*w/w1=f*w/(x2-x1)。
28.根据两次不同时间t1和t2测量所得到的d值的变化量，即可得到钢轨的三维位移
△
d。设t1时刻测量得到的d值为dx1、dy1和dz1，t2时刻测量得到的d值为dx2、dy2和dz2，那么从t1时刻到t2时刻的时间内钢轨发生的位移分别为：
△
dx= dx2
ꢀ‑ꢀ
dx1，
△
dy= dy2
ꢀ‑ꢀ
dy1，
△
dz= dz2
ꢀ‑ꢀ
dz1，至此，本实施例中关于基于机器视觉的车载式无缝线路钢轨三维位移测量的公式（1）、（2）和（3）推导完毕。
29.为描述方便和便于理解，本说明书中以易于理解的“二维码”，作为专用语来表示标识
①
及
②
图案的二维平面编码。标识
①
及
②
的图案采用的二维平面编码，由按一定的编码规律排列组合的明暗图案组成，常见的二维平面编码技术上十分成熟，如qr二维码、aruco码、格雷码等常见二维码。这些国际通用二维码的解码方式，业内人士可以根据需要使用开源的图像识别解码算法，也可以根据所使用的二维码的编码规则，自行编写对应的图像识别算法，获取到图案内的编码信息及对应的4个角点的像素坐标，并对角点的像素坐标进行亚像素优化。但本实施例仅是为了更加具体的说明本发明使用了二维码作为标识图案的边长信息及对应测点的编号信息的载体，具体使用何种类型的二维码及如何进行解码，本领域的技术人员可以在权利要求的范围内做出各种应用场景的变动或者修改，这并
不影响本发明的实质内容。
30.为了让专业人士容易理解本发明的原理，对通过图像像素坐标来计算三维位移的原理，做了简化推理。实际使用时，需要根据具体的项目特点，比如二维码标识的角度、轨道车的振动、倾斜、各个组件之间的安装关系等，做出适应性的优化调整，以提高数据的精度，但这些改进型的调整，并不影响本发明的保护范围。
31.由于不同线路轨道所使用的钢轨尺寸不一样，因此钢轨上的标识
①
的大小需要根据钢轨的尺寸而调整，因此把标识图案的真实尺寸边长信息使用二维码来编码，通过系统自动拍摄识别和使用，提高了系统的自动化程度，适用于不同轨道的位移检测。如果所有线路上安装的标识图案均采用相同尺寸的边长，那么可以省去该项信息的编码，二维码仅用来自动区分轨道不同位置的监测点，此时的二维码需要表示的编码信息量较小，图案更加简单，易于制作和识别。
32.实际使用时，由于轨道检测车的姿态发生变化，摄像机的姿态也随之发生变化，本领域的技术人员可以在权利要求的范围内做出各种应用场景的位移计算微调补偿，进一步提高测量的精度，这并不影响本发明的实质内容。
33.由于使用了分光比为1：1的分光镜 ，标识
①
和
②
的光线经过分光镜 后会有一定的损耗，在自然光线不足的情况下，可以增加补光灯照明。但这些显而易见的补充改进附属措施，并不影响本发明的实质内容。
34.由于轨道车的行驶速度不完全相同，需要选择合适的摄像机，并适当的调整摄像机的帧率、曝光时间，避免曝光时间过长导致的运动模糊。但采用何种参数的摄像机，做出何种适应性的参数调整，属于显而易见的适应性微调，并不影响本发明的实质内容。
35.为描述清楚本发明的系统原理，本实施采用双胶合直角棱镜式分光镜，并对分光镜的三个面镀增透膜、一面涂黑处理，减少光损失并和杂散光的影响。常见的分光镜有平板式分光镜和双胶合直角棱镜式分光镜。平板分光镜的优点是价格便宜，但镀膜暴露在空气中，容易受到环境影响。双胶合直角棱镜式分光镜价格相对较高，但反光镀膜在两个等腰直角三角形的斜边之间受到保护，不易受环境影响，且更容易做机械固定，双胶合直角棱镜式分光镜结构如附图5所示，光路图如附图6所示。专业人士可以根据项目的成本及使用环境等因素使用相同原理的其他器件做代替。至于使用何种分光镜，做何种镀膜遮光处理，并不影响本发明的实质内容。
36.本发明实施例中的分光镜的分光比为1：1。实际应用时，专业人士可根据环境的亮度，补光灯的功率及标识与摄像机的距离，对分光镜 镀膜的分光比参数做出调整。使用何种分光比的分光镜，并不影响本发明的实质内容。
37.由于现场安装环境的限制，标识
①
和
②
到摄像机的距离并不相同，为保证距离不相同的两个物体都能够清晰成像，需要采用较大景深的摄像机。一般来说镜头通光孔径、焦距和图像传感器尺寸对景深会有影响。专业人士可根据实际使用的标识大小、安装位置、轨道车的速度等因素，选择合适的景深的摄像机，并不影响本发明的实质内容。
38.当轨道车运动时，运动可能会导致图像拖尾等形式的图像模糊。专业人士可根据运动的特点，选择适当的图像处理算法，对图像做去模糊处理，提高图像的清晰度。例如使用深度学习神经网络算法的图像去模糊算法，基于加速度传感器的数据融合相机姿态补偿算法。使用何种图像去模糊增强画质的技术，并不影响本发明的实质内容。
39.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施样例，本领域的技术人员可以在权利要求的范围内做出各种应用场景的变动或者修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施样例和实施样例中的特征可以任意组合。
40.本发明尚有多种具体的实施方式，以上所述仅为本发明的实施样例，并非因此限制本发明的专利范围。凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效检测方式、测量方式而形成的所有技术方案，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均落在本发明要求保护的范围之内。
附图说明
41.附图1：系统结构示意图
42.附图2：成像示意图
43.附图3：坐标关系示意图
44.附图4：线路方向的爬行位移计算示意图
45.附图5：双胶合直角棱镜分光镜结构示意图
46.附图6：双胶合直角棱镜分光镜光路图。

技术特征：
1.一种基于机器视觉的车载式无缝线路钢轨三维位移测量方法及装置，由钢轨上的标识
①
、轨道外基准位置上的标识
②
、安装在轨道车上的视频计算主机
③
组成，视频计算主机
③
由分光镜
④
、摄像机
⑤
、位移计算单元
⑥
及带有减震支架的外壳
⑦
组合而成，视频计算主机
③
安装在轨道车的下部，视频计算主机与标识
①
及标识
②
呈现接近90
°
的角度。分光镜
④
安装在摄像机
⑤
镜头的前方，摄像机
⑤
通过分光镜能够同时拍摄到标识
①
及标识
②
的图像。位移计算单元
⑥
根据图像计算出标识
①
及标识
②
的相对位置。两次不同时间测量得到的标识
①
及标识
②
相对位置的变化量，即为在两次测量时间段内钢轨在竖向及水平方向发生的三维位移。2.根据权利要求1所述的钢轨上的钢轨上的标识
①
、轨道外基准位置上的标识
②
，其特征在于：由带有编码信息的图案组成，通过相应的图像识别算法，可获取到图案内的编码信息，编码信息为标识
①
和
②
的真实边长尺寸及唯一编号信息，通过解码得到的真实边长尺寸用来计算图像像素尺寸与真实尺寸之间的比例，解码得到的唯一编码信息用来区分轨道上的不同测点。3.根据权利要求1所述的安装在车上的视频计算主机
③
，其特征在于：视频计算主机
③
内的摄像机
⑤
与由分光镜
④
组合，来自两个方向的光线经过分光镜后合成为同一束后再进入摄像机。4.根据权利要求1所述的安装在车上的分光镜
④
，其特征在于：由镀有反射膜的透明材质组成，能够把入射的光束按照一定的强度比例，分为夹角为90
°
的两束光线，根据光线的可逆性，使用该分光镜可将两条互为90
°
的不同光束组合为单一光束，从而实现权利要求1所述的由摄像机
⑤
通过分光镜
④
同时拍摄到标识
①
及标识
②
的功能。5.根据权利要求1所述的位移计算单元
⑥
，其特征在于：计算摄像机
⑤
拍摄到的图像中标识
①
及标识
②
的相对像素位置，使用权利要求3所述的标识图案解码信息得到的图像像素尺寸与真实尺寸之间的比例，得到标识
①
及标识
②
的相对位置，计算两次不同时间测量得到的标识
①
及标识
②
相对位置的变化量，即为在两次测量时间段内钢轨在竖向及水平方向发生的三维位移。6.根据权利要求1所述的安装在轨道车上的视频计算主机
③
，其特征在于：所述视频计算主机
③
为车载式装置。

技术总结
本发明公开了一种基于机器视觉的车载式无缝线路钢轨三维位移测量方法及装置，由钢轨上的标识


技术研发人员：秦庆波
受保护的技术使用者：深圳安锐科技有限公司
技术研发日：2023.06.14
技术公布日：2023/8/1