徐肖磊 彭 茂 卢彦宏

（同济大学铁道与城市轨道交通研究院，上海 201804）

为保证车辆连挂安全可靠和车钩装置安装的互换性。中国铁路总公司《铁路技术管理规程》规定：动车组以外的列车中相互连挂的车钩中心水平线的高度差，不得超过75mm[1]。因此，车钩水平中心高度的测量是车辆检测环节中不可或缺的一环。现有车钩中心高度检测办法是以人工使用轨道尺读取[2]，测量精度不高、受测量条件影响且工作效率低。本文拟设计一套基于双目视觉测量的智能轨旁车钩高度检测的原理设备，从而提高车辆维修、编组的工作效率。

1 关键技术

双目立体视觉技术需要双目摄像头获取同一场景不同角度的两组图像。首先确定目标点在两图像中对应的坐标位置并计算视差，最后基于几何关系从而获得目标点的真实三维信息。双目测距原理图如下所示：

图1 双目视觉测量原理图

图中P（Xw，Yw，Zw）为目标点三维坐标，Pl（xl，yl）和Pr(xr，yr)分别为目标在左右图像中的成像坐标，B 为两摄像头光心间距，f为摄像头焦距，同时定义xl-xr为视差。

根据相似三角形原理可计算出目标点的三维坐标为：

2 设计与实现

2.1 系统架构

图2 系统架构

本套设备由轨旁检测系统（下位机）与PC 机（上位机）组成。下位机以树莓派微机为核心，搭载镜头和感应器件实现车钩与车号图像动态获取。上位机通过后端算法对图像素材完成求解处理。上下位机之间基于Socket 通信技术实现图像素材与数据的传输互通。

2.2 上位机算法设计

2.2.1 图像预处理