高速铁路轨道应力自动监测装置及方法
专利汇可以提供高速铁路轨道应力自动监测装置及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种高速 铁 路轨道应 力 自动监测装置，包括设于轨道旁的立柱，设于轨道上的标靶，设于立柱上的激光测距 传感器 、摄像头、CPU，处理器，时钟模 块 ，无线传输模块和 服务器 ；CPU分别与激光测距传感器、摄像头、处理器和无线传输模块电连接，处理器与时钟模块电连接，无线传输模块和服务器无线连接。本发明具有可以实现无人全自动化作业，准确性高，安全性好的特点。，下面是高速铁路轨道应力自动监测装置及方法专利的具体信息内容。
1.一种高速铁路轨道应力自动监测装置，其特征是，包括设于轨道旁的立柱，设于轨道上的标靶(1)，设于立柱上的激光测距传感器(2)、摄像头(3)、CPU(4)，处理器(5)，时钟模块(6)，无线传输模块(7)和服务器(8)；CPU分别与激光测距传感器、摄像头、处理器和无线传输模块电连接，处理器与时钟模块电连接，无线传输模块和服务器无线连接。
2.一种根据权利要求1所述的高速铁路轨道应力自动监测装置的方法，其特征是，包括如下步骤：
标靶面向摄像头的表面包括黑色圆(11)、第一白色环、第一黑色环(12)、第二白色环和第二黑色环(13)；黑色圆、第一白色环、第一黑色环、第二白色环和第二黑色环由标靶中部向外依次排列；
(2-1)处理器根据时钟模块产生的时钟信号，在当前时刻延迟时间T后唤醒CPU、激光测距传感器、摄像头和无线传输模块；
(2-2)摄像头拍摄标靶图形，CPU对标靶图形进行处理，计算黑色圆的面积，计算出黑色圆的中心点、第一黑色环的中心点和第二黑色环的中心点，如果三个中心点中有两个中心点的坐标相同，记录所述两个中心点的坐标(x，y)；
(2-3)返回步骤(2-2)重复测量m次，获得m个标靶图形，得到m个(x，y)，计算m个(x，y)的平均值，得到(x平均，y平均)，CPU中设有经过标定的标准中心点坐标(x标准，y标准)；
利用公式x偏差＝|x标准-x平均|，y偏差＝|y标准-y平均|计算得到中心点在x方向的偏差x偏差和中心点在y方向的偏差y偏差；
(2-4)激光测距传感器测量立柱与标靶之间的距离，测量N次后，计算得到立柱与标靶之间的距离的平均值z平均；
(2-5)CPU将x偏差、y偏差和z平均发给无线测试数据结果发给无线传输模块，无线传输模块将x偏差、y偏差和z平均发给服务器。
3.根据权利要求2所述的高速铁路轨道应力自动监测装置的方法，其特征是，黑色圆的中心点坐标的计算方法包括如下步骤：
(3-1)设模板的范围为X轴方向2个像素×Y轴方向2个像素，末班中每个像素的RGB值均为1，设标靶图形的图像采集范围的X轴方向为min_x至max_x，Y轴方向为min_y至max_y，当前像素坐标位置为i，j；
(3-2)对min_x至max_x，min_y至max_y整个范围内的图像像素点的RGB值进行累加，得到总的累加值sum；
(3-3)利用如下公式计算平均值ave：
ave＝sum/((max_x-min_x)×(max_y-min_y))，
将当前像素的RGB值array[i][j]和平均值ave进行比较，
当array[i][j]＞ave，使array[i][j]＝0，标记为白色区域；
当array[i][j]≤ave，使array[i][j]＝1；标记为黑色区域；
(3-4)模板初始位置位于标靶图形的左上角的第k行，将模板从左至右移动至标靶图形右部；
(3-4-1)将移动至标靶图形的第K+2行，将模板从左至右移动至标靶图形右部；
(3-4-2)当模板不在标靶图形的右下角时，使K值增加2，转入步骤(3-4-1)；
(3-4-3)若模板所覆盖的区域的所有像素的RGB值均为1，则所述区域的所有像素的RGB值保持不变，若发现所述区域中某个像素的RGB值为0，则将所述区域的所有像素的RGB值赋值为0；得到黑色圆的图像；
对黑色圆的图像从左向右，从上向下进行扫描，得到最外边框的左边缘点的横坐标x1，上边缘点的纵坐标y1，右边缘点的横坐标x2，下边缘点的纵坐标y2；
利用公式x＝(x1+x2)/2，y＝(y1+y2)/2，得到黑色圆的中心点坐标。
4.根据权利要求2所述的高速铁路轨道应力自动监测装置的方法，其特征是，m为50至
100，N为10至20。
高速铁路轨道应力自动监测装置及方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
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