轮轨接触姿态测量的检测布局控制方法及装置、介质.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113654509A(43)申请公布日2021.11.16(21)申请号202110855523.4(22)申请日2021.07.28(71)申请人北京交通大学地址100044北京市海淀区西直门外上园村3号(72)发明人黄华尹辉许宏丽张英俊计万鹏夏龙飞卜一凡纪广亚赵原野(74)专利代理机构北京市商泰律师事务所11255代理人麻吉凤(51)Int.Cl.G01C1/00(2006.01)G05B19/042(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图1页(54)发明名称轮轨接触姿态测量的检测布局控制方法及装置、介质(57)摘要本发明提供了一种轮轨接触姿态测量的检测布局控制方法及装置、介质，其中的方法包括如下步骤：步骤一、确定轮轨接触姿态测量所能涵盖的布局空间；步骤二、根据候选双目视觉模型池，确定出所述布局空间所需的所述结构光投影仪和所述相机的位姿参数；在所述步骤二中，所述候选双目视觉模型池是按照如下步骤建立的：步骤S10：确定测量所能涵盖的布局空间中的相关因子，并对所述相关因子进行离散化处理；步骤S20：根据所述结构光投影仪和所述相机的物理参数，建立候选双目视觉模型；步骤S30：基于所述候选双目视觉模型，在所述布局空间的可行区域建立候选双目视觉模型池。基于本发明的方法能够用最少数量的双目相机系统实现对轮轨接触姿态的高精度测量。CN113654509ACN113654509A权利要求书1/3页1.一种轮轨接触姿态测量的检测布局控制方法，其特征在于，所述轮轨接触姿态测量采用的检测部件包括结构光投影仪和相机，所述布局控制方法包括如下步骤：步骤一、确定轮轨接触姿态测量所能涵盖的布局空间；步骤二、根据候选双目视觉模型池，确定出所述布局空间所需的所述结构光投影仪和所述相机的位姿参数；在所述步骤二中，所述候选双目视觉模型池是按照如下步骤建立的：步骤S10：确定测量所能涵盖的布局空间中的相关因子，并对所述相关因子进行离散化处理；其中，所述相关因子包括布局空间的大小、包含于布局空间中的物体、与布局空间相关的环境约束和布局空间中具有轮轨接触姿态的目标测量空间；步骤S20：根据所述结构光投影仪和所述相机的物理参数，建立候选双目视觉模型；步骤S30：基于所述候选双目视觉模型，在所述布局空间的可行区域建立候选双目视觉模型池。2.根据权利要求1所述的轮轨接触姿态测量的检测布局控制方法，其特征在于，所述步骤S10包括：采用采样频率f对大小为m*n*k的局部空间进行离散化处理，离散化后的所述布局空间的大小表示为Sx×Sy×Sz，其中，m、n、k分别为布局空间在其所处的三维坐标系中沿X、Y、Z轴方向的尺寸；采样频率表示在布局空间内每隔尺寸f取一个采样点，基于采样频率对局部空间中的点沿X、Y、Z轴进行采样，Sx、Sy、Sz分别表示在X、Y、Z轴方向上的采样点的点数，(x，y，z)表示布局空间中的任意一点，基于此，对所述包含于布局空间中的物体、所述与布局空间相关的环境约束和所述布局空间中具有轮轨接触姿态的目标测量空间的离散化处理包括：1)：采用所述采样频率f对包含于布局空间中的物体进行离散化处理，表示为一个Sx×Sy×Sz大小的0‑1矩阵matrixenv，其中，若某一物体在所述布局空间中的任意一点(x，y，z)占有空间，则matrixenv(x，y，z)＝1，反之则为0；2)：采用所述采样频率f定义所述与布局空间相关的环境约束，表示为一个Sx×Sy×Sz大小的0‑1矩阵matrixforbidden，其中，若所述布局空间中的任意一点(x，y，z)禁止放置所述相机和/或所述结构光投影仪，则matrixforbidden(x，y，z)＝1，反之则为0；3)：采用所述采样频率f定义所述布局空间中具有轮轨接触姿态的目标测量空间，表示为一个Sx×Sy×Sz大小的0‑1矩阵matrixtarget，其中，若所述目标测量空间包括所述布局空间中的任意一点(x，y，z)，则matrixtarget(x，y，z)＝1，反之则为0。3.根据权利要求2所述的轮轨接触姿态测量的检测布局控制方法，其特征在于，所述物理参数包括前景深、后景深、水平视场角和垂直视场角。4.根据权利要求3所述的轮轨接触姿态测量的检测布局控制方法，其特征在于，所述步骤S20包括：2CN113654509A权利要求书2/3页根据所述采样频率f对所述结构光投影仪和所述相机的所述前景深、所述后景深、所述水平视场角和所述垂直视场角进行离散化处理，结果分别表示为neardist，fardist，FoV1，FoV2；将所述结构光投影仪和所述相机视作一个质点，质点在所述布局空间中的位置为(x0，y0，z0)，质点的光轴朝向与x轴和y轴之间形成的角度分别