CN106370103A - 一种受电弓状态检测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种受电弓状态检测方法和装置。首先，确定第一检测相机和第二检测相机的空间相对位置。进而，分别获取第一检测相机的第一受电弓图像和第二检测相机的第二受电弓图像，以确定第一受电弓图像和第二受电弓图像的公共点。进而，根据第一检测相机和第二检测相机的空间相对位置计算该公共点的空间位置，以确定第一检测相机和所述第二检测相机的相机外参数。进一步，基于检测相机的相机内参数和相机外参数计算受电弓的整体尺寸参数，以确定受电弓状态。与现有技术相比，本发明基于双目相机标定方法确定受电弓的空间位置，从而避免受电弓拍摄位置偏移引起的相机标定位置不准确，导致的受电弓尺寸参数测量不准的问题。

Description

一种受电弓状态检测方法和装置

技术领域

本申请涉及列车安全检测领域，更具体地说，涉及一种受电弓状态检测方法和装置。

背景技术

受电弓是指列车(含动车、机车、车辆、地铁、有轨电车等)顶部与供电导线接触，以获取电力驱动列车运行的关键部件，其工作状态直接影响列车运行安全。在日常检修中主要针对碳滑板厚度、受电弓姿态等进行测量。

受电弓状态检测***是通过动态拍摄受电弓经过检测区间时的图像来对受电弓工作状态进行检测的***。现有的受电弓检测***基于单目相机标定方法，即采用一个检测相机对受电弓的姿态进行检测。当受电弓拍摄位置发生变化时容易造成相机标定位置不准确，从而导致受电弓尺寸参数测量不准。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种受电弓状态检测方法和装置，基于双目相机标定确定受电弓的空间位置，从而避免受电弓拍摄位置偏移引起的相机标定位置不准确，导致的受电弓尺寸参数测量不准的问题

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种受电弓状态检测方法，包括：

以标定板为基准面，确定第一检测相机和第二检测相机的空间相对位置；

获取所述第一检测相机的第一受电弓图像，以及所述第二检测相机的第二受电弓图像；

确定所述第一受电弓图像和所述第二受电弓图像的公共点；

根据第一检测相机和所述第二检测相机的空间相对位置计算所述公共点的空间位置，以确定所述第一检测相机和所述第二检测相机的相机外参数；

确定所述第一检测相机和所述第二检测相机的相机内参数；

基于所述第一检测相机的相机内参数和相机外参数，以及所述第二检测相机的相机内参数和相机外参数，计算受电弓的整体尺寸参数，以确定受电弓状态。

优选的，所述以标定板为基准面，确定第一检测相机和第二检测相机的空间相对位置，包括：

获取所述第一检测相机的第一标定图像和所述第二检测相机的第二标定图像；

基于所述第一标定图像和所述第二标定图像，以标定板为基准面确定所述第一检测相机和所述第二检测相机的空间相对位置。

优选的，所述确定所述第一检测相机和所述第二检测相机的相机内参数，包括：

基于所述第一标定图像，根据预设标定算法计算所述第一检测相机的相机内参数；

基于所述第二标定图像，根据预设标定算法计算所述第二检测相机的相机内参数。

优选的，所述基于所述第一检测相机的相机内参数和相机外参数，以及所述第二检测相机的相机内参数和相机外参数，计算受电弓的整体尺寸参数，包括：

基于所述第一检测相机的相机内参数和相机外参数，计算受电弓的第一尺寸参数；

基于所述第二检测相机的相机内参数和相机外参数，计算受电弓的第二尺寸参数；

根据所述第一尺寸参数和所述第二尺寸参数，确定受电弓的整体尺寸参数。

一种受电弓状态检测装置，包括：

相机相对位置确定单元，用于以标定板为基准面，确定第一检测相机和第二检测相机的空间相对位置；

图像采集单元，用于获取所述第一检测相机的第一受电弓图像，以及所述第二检测相机的第二受电弓图像；

公共点检测单元，用于确定所述第一受电弓图像和所述第二受电弓图像的公共点；

相机外参数确定单元，用于根据第一检测相机和所述第二检测相机的空间相对位置计算所述公共点的空间位置，以确定所述第一检测相机和所述第二检测相机的相机外参数；

相机内参数确定单元，用于确定所述第一检测相机和所述第二检测相机的相机内参数；

计算单元，用于基于所述第一检测相机的相机内参数和相机外参数，以及所述第二检测相机的相机内参数和相机外参数，计算受电弓的整体尺寸参数，以确定受电弓状态。

优选的，所述相机相对位置确定单元，包括：

图像采集模块，用于获取所述第一检测相机的第一标定图像和所述第二检测相机的第二标定图像；

相对位置确定模块，用于基于所述第一标定图像和所述第二标定图像，以标定板为基准面确定所述第一检测相机和所述第二检测相机的空间相对位置。

优选的，所述相机内参数确定单元，包括：

第一相机内参数确定模块，用于基于所述第一标定图像，根据预设标定算法计算所述第一检测相机的相机内参数；

第二相机内参数确定模块，用于基于所述第二标定图像，根据预设标定算法计算所述第二检测相机的相机内参数。

优选的，所述计算单元，包括：

第一计算模块，用于基于所述第一检测相机的相机内参数和相机外参数，计算受电弓的第一尺寸参数；

第二计算模块，用于基于所述第二检测相机的相机内参数和相机外参数，计算受电弓的第二尺寸参数；

第三计算模块，用于根据所述第一尺寸参数和所述第二尺寸参数，确定受电弓的整体尺寸参数。

经由上述技术方案可知，本申请公开了一种受电弓状态检测方法和装置。首先，确定第一检测相机和第二检测相机的空间相对位置。进而，分别获取第一检测相机的第一受电弓图像，以及第二检测相机的第二受电弓图像，以确定第一受电弓图像和第二受电弓图像的公共点。进而，根据第一检测相机和第二检测相机的空间相对位置计算该公共点的空间位置，以确定第一检测相机和所述第二检测相机的相机外参数。进一步，基于检测相机的相机内参数和相机外参数计算受电弓的整体尺寸参数，以确定受电弓状态。与现有技术相比，本发明基于双目相机标定方法确定受电弓的空间位置，从而避免受电弓拍摄位置偏移引起的相机标定位置不准确，导致的受电弓尺寸参数测量不准的问题。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1示出了本发明一个实施例公开的一种受电弓状态检测方法的流程示意图；

图2示出了本发明另一个实施例公开的一种受电弓状态检测方法的流程示意图；

图3示出了本发明另一个实施例公开的一种受电弓状态检测装置的结构示意图；

图4示出了本发明另一个实施例公开的一种受电弓状态检测装置的结构示意图。

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。

参见图1示出了本发明一个实施例公开的一种受电弓状态检测方法的流程示意图。

由图1可知，该方法包括：

S101：以标定板为基准面，确定第一检测相机和第二检测相机的空间相对位置。

S102：获取所述第一检测相机的第一受电弓图像，以及所述第二检测相机的第二受电弓图像。

利用第一检测相机和第二检测相机拍摄受电弓经过检测区间的图像，从而获取受电弓的第一受电弓图像和第二受电弓图像。

S103：确定所述第一受电弓图像和所述第二受电弓图像的公共点。

S104：根据第一检测相机和所述第二检测相机的空间相对位置计算所述公共点的空间位置，以确定所述第一检测相机和所述第二检测相机的相机外参数。

其中，所述相机外参数包括相机的旋转量和平移量。

S105：确定所述第一检测相机和所述第二检测相机的相机内参数。

其中，相机内参数包括相机的内方位元素和光学***畸变系数。

S106：基于所述第一检测相机的相机内参数和相机外参数，以及所述第二检测相机的相机内参数和相机外参数，计算受电弓的整体尺寸参数，以确定受电弓状态。

具体的，基于所述第一检测相机的相机内参数和相机外参数，计算受电弓的第一尺寸参数；

基于所述第二检测相机的相机内参数和相机外参数，计算受电弓的第二尺寸参数；

根据所述第一尺寸参数和所述第二尺寸参数，确定受电弓的整体尺寸参数。

由上述技术方案可知，本申请公开了一种受电弓状态检测方法。首先，确定第一检测相机和第二检测相机的空间相对位置。进而，分别获取第一检测相机的第一受电弓图像，以及第二检测相机的第二受电弓图像，以确定第一受电弓图像和第二受电弓图像的公共点。进而，根据第一检测相机和第二检测相机的空间相对位置计算该公共点的空间位置，以确定第一检测相机和所述第二检测相机的相机外参数。进一步，基于检测相机的相机内参数和相机外参数计算受电弓的整体尺寸参数，以确定受电弓状态。与现有技术相比，本发明基于双目相机标定方法确定受电弓的空间位置，从而避免受电弓拍摄位置偏移引起的相机标定位置不准确，导致的受电弓尺寸参数测量不准的问题。

参见图2示出了本发明另一个实施例公开的一种受电弓状态检测方法的流程示意图。

由图2可知，该方法包括：

S201：获取第一检测相机的第一标定图像和第二检测相机的第二标定图像。

S202：以标定板为基准面，基于第一标定图像和第二标定图像确定第一检测相机和第二检测相机的空间相对位置。

S203：基于第一标定图像确定第一检测相机的相机内参数，基于第二标定图像确定第二检测相机的相机内参数。

S204：获取第一检测相机的第一受电弓图像，第二检测相机的第二受电弓图像。

S205：确定第一受电弓图像和第二受电弓图像中的公共点，并根据第一检测相机和第二检测相机的空间相对位置，计算该公共点的空间位置。

S206：根据该公共点的空间位置，确定第一检测相机和第二检测相机的相机外参数。

S207：根据第一检测相机和第二检测相机的相机内、外参数计算受电弓的整体尺寸参数。

参见图3示出了本发明另一个实施例公开的一种受电弓状态检测装置的结构示意图。

由图3可知，该装置包括：相机相对位置确定单元1、图像采集单元2、公共点检测单元3、相机外参数确定单元4、相机内参数确定单元5以及计算单元6。

其中，相机相对位置确定单元1，用于以标定板为基准面，确定第一检测相机和第二检测相机的空间相对位置。

图像采集单元2，用于获取所述第一检测相机的第一受电弓图像，以及所述第二检测相机的第二受电弓图像，并将第一受电弓图像和第二受电弓图像发送至公共点检测单元3中。

公共点检测单元3接收图像采集单元采集到的第一受电弓图像和第二受电弓图像，并确定第一受电弓图像和所述第二受电弓图像的公共点。如，受电弓的转角点。

进而，相机外参数确定单元4根据第一检测相机和所述第二检测相机的空间相对位置计算所述公共点的空间位置，以确定所述第一检测相机和所述第二检测相机的相机外参数。

相机内参数确定单元5则用于根据第一检测相机和第二检测相机的标定图像确定第一检测相机和所述第二检测相机的相机内参数。

计算单元6，用于基于所述第一检测相机的相机内参数和相机外参数，以及所述第二检测相机的相机内参数和相机外参数，计算受电弓的整体尺寸参数，以确定受电弓状态。

参见图4示出了本发明另一个实施例公开的一种受电弓状态检测装置的结构示意图。

与上一个装置实施例不同的是，在本实施例中，相机相对位置确定单元具体包括图像采集模块11和相对位置确定模块22。

其中，图像采集模块用于获取所述第一检测相机的第一标定图像和所述第二检测相机的第二标定图像。

相对位置确定模块用于基于所述第一标定图像和所述第二标定图像，以标定板为基准面确定所述第一检测相机和所述第二检测相机的空间相对位置。

所述相机内参数确定单元包括：第一相机内参数确定模块51和第二相机内参数确定模块52。

其中，第一相机内参数确定模块用于基于所述第一标定图像，根据预设标定算法计算所述第一检测相机的相机内参数。

第二相机内参数确定模块用于基于所述第二标定图像，根据预设标定算法计算所述第二检测相机的相机内参数。

所述计算单元，包括：

第一计算模块61，用于基于所述第一检测相机的相机内参数和相机外参数，计算受电弓的第一尺寸参数；

第二计算模块62，用于基于所述第二检测相机的相机内参数和相机外参数，计算受电弓的第二尺寸参数；

第三计算模块63，用于根据所述第一尺寸参数和所述第二尺寸参数，确定受电弓的整体尺寸参数。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种受电弓状态检测方法，其特征在于，包括：

以标定板为基准面，确定第一检测相机和第二检测相机的空间相对位置；

获取所述第一检测相机的第一受电弓图像，以及所述第二检测相机的第二受电弓图像；

确定所述第一受电弓图像和所述第二受电弓图像的公共点；

根据第一检测相机和所述第二检测相机的空间相对位置计算所述公共点的空间位置，以确定所述第一检测相机和所述第二检测相机的相机外参数；

确定所述第一检测相机和所述第二检测相机的相机内参数；

基于所述第一检测相机的相机内参数和相机外参数，以及所述第二检测相机的相机内参数和相机外参数，计算受电弓的整体尺寸参数，以确定受电弓状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以标定板为基准面，确定第一检测相机和第二检测相机的空间相对位置，包括：

获取所述第一检测相机的第一标定图像和所述第二检测相机的第二标定图像；

基于所述第一标定图像和所述第二标定图像，以标定板为基准面确定所述第一检测相机和所述第二检测相机的空间相对位置。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述第一检测相机和所述第二检测相机的相机内参数，包括：

基于所述第一标定图像，根据预设标定算法计算所述第一检测相机的相机内参数；

基于所述第二标定图像，根据预设标定算法计算所述第二检测相机的相机内参数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一检测相机的相机内参数和相机外参数，以及所述第二检测相机的相机内参数和相机外参数，计算受电弓的整体尺寸参数，包括：

基于所述第一检测相机的相机内参数和相机外参数，计算受电弓的第一尺寸参数；

基于所述第二检测相机的相机内参数和相机外参数，计算受电弓的第二尺寸参数；

根据所述第一尺寸参数和所述第二尺寸参数，确定受电弓的整体尺寸参数。

5.一种受电弓状态检测装置，其特征在于，包括：

相机相对位置确定单元，用于以标定板为基准面，确定第一检测相机和第二检测相机的空间相对位置；

图像采集单元，用于获取所述第一检测相机的第一受电弓图像，以及所述第二检测相机的第二受电弓图像；

公共点检测单元，用于确定所述第一受电弓图像和所述第二受电弓图像的公共点；

相机外参数确定单元，用于根据第一检测相机和所述第二检测相机的空间相对位置计算所述公共点的空间位置，以确定所述第一检测相机和所述第二检测相机的相机外参数；

相机内参数确定单元，用于确定所述第一检测相机和所述第二检测相机的相机内参数；

计算单元，用于基于所述第一检测相机的相机内参数和相机外参数，以及所述第二检测相机的相机内参数和相机外参数，计算受电弓的整体尺寸参数，以确定受电弓状态。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述相机相对位置确定单元，包括：

图像采集模块，用于获取所述第一检测相机的第一标定图像和所述第二检测相机的第二标定图像；

相对位置确定模块，用于基于所述第一标定图像和所述第二标定图像，以标定板为基准面确定所述第一检测相机和所述第二检测相机的空间相对位置。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述相机内参数确定单元，包括：

第一相机内参数确定模块，用于基于所述第一标定图像，根据预设标定算法计算所述第一检测相机的相机内参数；

第二相机内参数确定模块，用于基于所述第二标定图像，根据预设标定算法计算所述第二检测相机的相机内参数。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述计算单元，包括：

第一计算模块，用于基于所述第一检测相机的相机内参数和相机外参数，计算受电弓的第一尺寸参数；

第二计算模块，用于基于所述第二检测相机的相机内参数和相机外参数，计算受电弓的第二尺寸参数；

第三计算模块，用于根据所述第一尺寸参数和所述第二尺寸参数，确定受电弓的整体尺寸参数。