一种轨道控制网动态捕获装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明属于铁路轨道检测领域，涉及一种轨道控制网动态捕获装置和方法。
【背景技术】
[0002]轨道控制网(CP III)是高速铁路建设过程中所布设的第三级测量控制网，是高速铁路测量最基本的控制网。在高速铁路建设过程中，CPIII控制网性能决定着线路的中线放样、底座混凝土钢模放样方案，对轨道板调整和钢轨精调具有重要作用；在线路建成后的保养维护过程中，CPIII是主要的控制基准。因此，轨道控制网与载体相对位置的动态高精度捕获是实现轨道控制网自动监测和线路绝对坐标动态检测的基础。捕获装置加装于轨道检测车内，车体左右两侧各一套。目前在轨道车上应用的轨道控制网高精度动态捕获装置包括:上下两台相机、一台计算机、一套自动识别软件。其缺点是:捕获装置受外界环境主要是光线强弱、白天黑夜等因素的影响，需要随环境变化进行培训学习，否则会降低轨道控制网的动态捕获识别率。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是:提供一种轨道控制网动态捕获装置和方法，不受外界环境影响，实现全天候CPIII动态捕获。
[0004]本发明的技术方案是:
[0005]一种轨道控制网动态捕获装置，包括一台计算机和竖直方向分布的上下两台相机，其特征为:所述动态捕获装置还包括辅助调试标定移动架、共面调节板、滤光片和上下两个激光器；所述辅助调试标定移动架为工字型结构件；所述共面调节板为矩形平板，其上竖直分布若干个反光点，共面调节板竖直挂在辅助调试标定移动架上；所述激光器的光束为垂直于车体前进方向的呈一定角度的扇面；所述激光器与相机一一对应，每个激光器位于其对应的相机正下方，每个激光器与对应的相机安装于同一平台上；所述滤光片加装于相机镜头前，只允许所述激光器所发光束对应波长的光线通过；所述相机和激光器的空间角度可调。
[0006]一种应用上述动态捕获装置的轨道控制网动态捕获方法，其特征为所述方法包括以下步骤:
[0007]步骤一，调整激光器的俯仰角度，保证激光束照射视场满足轨道控制网目标上下变化范围；
[0008]步骤二，向相机所在位置的方向移动辅助调试标定移动架，使共面调节板最底端的反光点在相机中清晰成像；
[0009]步骤三，向相机所在位置的方向继续移动辅助调试标定移动架，使共面调节板最顶端的反光点在相机中清晰成像；
[0010]步骤四，打开激光器和镜头前加装滤光片的相机，调节相机的曝光时间和光圈；
[0011]步骤五，在线路上进行若干次跑车，以此建立轨道控制网桩图像库。
[0012]本发明的有益效果是:本发明中的轨道控制网动态捕获装置增加了辅助调试标定移动架、共面调节板、滤光片和上下两个激光器，本发明中的轨道控制网动态捕获方法应用该动态捕获装置，通过调整使得激光器和相机共面，利用只通过激光器线光束的滤光片让相机仅在该光线下成像，调节光圈和曝光时间使得图像达到最佳识别效果，最终实现轨道控制网全天候动态捕获，为实现轨道控制网自动监测和线路绝对坐标动态检测奠定了基础。
【附图说明】
[0013]图1为本发明中轨道控制网动态捕获装置中辅助调试标定移动架和共面调节板的一种【具体实施方式】的结构示意图；
[0014]其中，1-辅助调试标定移动架、2-共面调节板、3-反光点。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做进一步说明。
[0016]参见图1，其为本发明中轨道控制网动态捕获装置中辅助调试标定移动架和共面调节板的一种【具体实施方式】的结构示意图。在本实施方式中，设置三个LED灯为反光点3，选取滤光片为红外滤光片。
[0017]一种应用上述动态捕获装置的轨道控制网动态捕获方法具体实施步骤如下:
[0018]( I)在“辅助调试标定移动架”面板上的上端(CP III目标的最高位置)和下端(CP III目标的最低位置)分别粘贴一条横向反光条(长200mm，宽20mm)。通过远处和近处的2个“辅助调试标定移动架” 1，观察每台相机的拍摄的2个位置的“辅助调试标定移动架” I上的共面调节板上2的图像(2条反光膜的图像)调整激光器的俯仰角度，保证激光束照射视场满足CP III目标上下变化范围；
[0019](2)移动“辅助调试标定移动架” 1，使共面调节板2最底端的反光点LED灯成像，保证相机在最远处成闻売度清晰像；
[0020](3)移动“辅助调试标定移动架” 1，使共面调节板2最顶端的反光点LED灯成像，保证相机在最近处成闻売度清晰像；
[0021](4)在相机镜头前加装红外滤光片，打开激光器，调节曝光时间和光圈数，实际中，由于CPIII目标前后范围变化大，为了在CPIII目标变化范围内成像清晰，光圈数可能需要调整到较大的数值，但这样会造成图像亮度低，而调节曝光时间又可提升亮度，但同时也使清晰度降低，所以应综合考虑图像的清晰度、亮度，取其中间状态，达到图像基本清晰，亮度又能满足图像自动识别；
[0022](5)将以上状态固化，在线路上进行一次跑车建立CP III桩图像库。
【主权项】
1.一种轨道控制网动态捕获装置，包括一台计算机和竖直方向分布的上下两台相机，其特征为:所述动态捕获装置还包括辅助调试标定移动架、共面调节板、滤光片和上下两个激光器；所述辅助调试标定移动架为工字型结构件；所述共面调节板为矩形平板，其上竖直分布若干个反光点，共面调节板竖直挂在辅助调试标定移动架上；所述激光器的光束为垂直于车体前进方向的呈一定角度的扇面；所述激光器与相机一一对应，每个激光器位于其对应的相机正下方，每个激光器与对应的相机安装于同一平台上；所述滤光片加装于相机镜头前，只允许所述激光器所发光束对应波长的光线通过；所述相机和激光器的空间角度可调。
2.一种应用权利要求1所述动态捕获装置的轨道控制网动态捕获方法，其特征为所述方法包括以下步骤: 步骤一，调整激光器的俯仰角度，保证激光束照射视场满足轨道控制网目标上下变化范围； 步骤二，向相机所在位置的方向移动辅助调试标定移动架，使共面调节板最底端的反光点在相机中清晰成像； 步骤三，向相机所在位置的方向继续移动辅助调试标定移动架，使共面调节板最顶端的反光点在相机中清晰成像； 步骤四，打开激光器和镜头前加装滤光片的相机，调节相机的曝光时间和光圈； 步骤五，在线路上进行若干次跑车，以此建立轨道控制网桩图像库。
【专利摘要】本发明属于铁路轨道检测领域，涉及一种轨道控制网动态捕获装置和方法。一种轨道控制网动态捕获装置，包括一台计算机、竖直方向分布的上下两台相机，辅助调试标定移动架、共面调节板、滤光片和上下两个激光器。本发明中的轨道控制网动态捕获方法应用该动态捕获装置，通过调整使得激光器和相机共面，利用只通过激光器线光束的滤光片让相机仅在该光线下成像，调节光圈和曝光时间使得图像达到最佳识别效果，最终实现轨道控制网全天候动态捕获，为实现轨道控制网自动监测和线路绝对坐标动态检测奠定了基础。
【IPC分类】G01B11-03, H04N5-225, G01B11-00
【公开号】CN104717405
【申请号】CN201310676616
【发明人】黎杰, 闫海峰, 田永刚, 宋宏勋, 韩毅, 范利, 焦飞
【申请人】中国航空工业第六一八研究所
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2013年12月11日