專利名稱：鐵路軌道監(jiān)控的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及監(jiān)控鐵路軌道幾何形狀，更具體地，涉及用于使用所獲取的軌道的圖像來監(jiān)控鐵路軌道幾何形狀的工具和技術(shù)。
背景技術(shù)：
軌道運(yùn)輸(包括但不限于重軌、輕軌、單軌等)在近200年來已經(jīng)成為世界范圍內(nèi)主要的現(xiàn)代運(yùn)輸。除了高的資本成本外，軌道趨向于成為運(yùn)輸人和貨物的劃算且能效的模式。通常，軌道系統(tǒng)包含基礎(chǔ)設(shè)施，包括鐵路(“軌道”)，其包括一個(gè)或多個(gè)(通常兩個(gè)或三個(gè))鐵軌，鐵軌被固定在枕木或其它結(jié)構(gòu)性部件上以為軌道提供一致的軌距(即鐵軌之間的距離)。一個(gè)或多個(gè)車廂(其在被連接時(shí)俗稱為“列車”)的集合在鐵軌上行駛。通常，每個(gè)車廂具有被設(shè)計(jì)為在特定軌距的軌道上行駛的底盤，并且存在幾種軌道的標(biāo)準(zhǔn)軌距。軌距(以及其它因素，諸如每個(gè)鐵軌的相對(duì)高度、每個(gè)鐵軌的形狀等)可被認(rèn)為是軌道的“軌道幾何形狀”或“鐵軌配置”。在大多數(shù)軌道系統(tǒng)中，鐵軌配置必須落入規(guī)定公差內(nèi)，其通常是相當(dāng)精確的；如果軌道幾何形狀落在這些公差之外，則會(huì)有軌道車輛脫軌的重大風(fēng)險(xiǎn)，其通常造成災(zāi)難性的后果。因此，已經(jīng)提出了若干不同的方案以確保合格的鐵軌配置。一個(gè)方案是人工檢查，但大多數(shù)軌道中涉及的相對(duì)長(zhǎng)的距離使得該方案具有不可接受的勞動(dòng)強(qiáng)度，并因此是不實(shí)際的。另一個(gè)方案涉及使用機(jī)械傳感器，其通常安裝在行駛在軌道上以監(jiān)控軌道幾何形狀的特殊車廂上。最近，已經(jīng)提出了使用激光來探測(cè)軌道幾何形狀的光學(xué)方案。然而，使用機(jī)械和/或光學(xué)傳感器已證明是非常昂貴的，并且這種方案通常需要專用硬件，并需要在專用的軌道車廂上行駛，進(jìn)一步地降低了其效用性。因此，對(duì)于軌道幾何形狀監(jiān)控的問題，需要相對(duì)低廉且自動(dòng)化的方案。

發(fā)明內(nèi)容
提供本發(fā)明內(nèi)容以簡(jiǎn)要概括將在下面具體實(shí)施例的詳細(xì)描述中進(jìn)一步描述的概念的選擇。本發(fā)明內(nèi)容并不意味著確定所要求保護(hù)的主題的主要或?qū)嵸|(zhì)特征，也不意味著用于幫助確定所要求保護(hù)的主題的范圍。因此，本發(fā)明內(nèi)容在本質(zhì)上應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是實(shí)例性的，而非在任一方面進(jìn)行限定。具體實(shí)施例提供用于監(jiān)控軌道幾何形狀的改進(jìn)方案。在一個(gè)方面，這些實(shí)施例所提供的工具和技術(shù)能夠確定沿著軌道的移動(dòng)平臺(tái)的位置，獲取一個(gè)或多個(gè)軌道的圖像，并分析在該點(diǎn)處的鐵軌配置。在另一個(gè)方面，某些實(shí)施例應(yīng)用攝影測(cè)量技術(shù)以分析鐵軌配置，然后在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有關(guān)可能與圖像的位置相關(guān)的鐵軌配置的數(shù)據(jù)?？蛇x地，如果不合格的鐵軌配置被識(shí)別，則系統(tǒng)可生成警報(bào)以提供不合格的鐵軌配置的指示。由各種實(shí)施例提供的工具包括但不限于方法、系統(tǒng)和/或軟件產(chǎn)品。僅作為例子，方法可包括一個(gè)或多個(gè)步驟，任何或所有步驟由可包括計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)執(zhí)行。相應(yīng)地，一個(gè)實(shí)施例可提供一種系統(tǒng)，其在某些情況下包括配置有指令以執(zhí)行根據(jù)由各種其它實(shí)施例提供的方法的一個(gè)或多個(gè)步驟的計(jì)算機(jī)。同樣，計(jì)算機(jī)程序可包括一組指令，其能夠由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(和/或其中的處理器)執(zhí)行以執(zhí)行這些操作以控制 這種系統(tǒng)的功能。在許多情況下，某些軟件程序在物理、有形和/或非瞬時(shí)性的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(諸如，作為幾個(gè)例子，光學(xué)介質(zhì)、磁介質(zhì)、固態(tài)存儲(chǔ)器等)上編碼。僅作為例子，一組實(shí)施例提供監(jiān)控鐵軌幾何形狀和/或軌道配置的方法。示例性的方法可包括當(dāng)移動(dòng)平臺(tái)沿著軌道行駛時(shí)，用安裝在移動(dòng)平臺(tái)上的第一圖像獲取設(shè)備獲取一系列位置參考圖像，其中移動(dòng)平臺(tái)被配置為沿著包括一個(gè)或多個(gè)鐵軌的軌道移動(dòng)。該方法可進(jìn)一步包括在至少一個(gè)位置參考圖像中，識(shí)別位于軌道附近的視覺目標(biāo)，和/或確定從移動(dòng)平臺(tái)到視覺目標(biāo)的距離。在某些實(shí)施例的一個(gè)方面，該方法進(jìn)一步包括在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處至少部分地根據(jù)所確定的從移動(dòng)平臺(tái)到視覺目標(biāo)的距離，計(jì)算移動(dòng)平臺(tái)在軌道上的位置。該方法還可包括用一個(gè)或多個(gè)第二圖像獲取設(shè)備獲取一個(gè)或多個(gè)鐵軌的一個(gè)或多個(gè)軌道圖像，和/或在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處對(duì)一個(gè)或多個(gè)鐵軌圖像中的至少一個(gè)執(zhí)行攝影測(cè)量分析，以識(shí)別軌道的鐵軌配置。在某些實(shí)施例中，該方法包括將鐵軌配置與移動(dòng)平臺(tái)在軌道上的位置相關(guān)聯(lián)，和/或在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)包括關(guān)于鐵軌配置的數(shù)據(jù)和關(guān)于相關(guān)聯(lián)的移動(dòng)平臺(tái)的位置的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)記錄。另一個(gè)示例性方法可包括確定被配置為沿著包括一個(gè)或多個(gè)鐵軌的軌道移動(dòng)的移動(dòng)平臺(tái)的位置，和/或用一個(gè)或多個(gè)第一圖像獲取設(shè)備獲取一個(gè)或多個(gè)鐵軌的一個(gè)或多個(gè)軌道圖像。該方法可進(jìn)一步包括在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處，對(duì)一個(gè)或多個(gè)軌道圖像中的至少一個(gè)執(zhí)行攝影測(cè)量分析，以識(shí)別軌道的鐵軌配置。在某些實(shí)施例中，該方法包括將鐵軌配置與移動(dòng)平臺(tái)在軌道上的位置相關(guān)聯(lián)，和/或在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)包括關(guān)于鐵軌配置的數(shù)據(jù)和關(guān)于相關(guān)聯(lián)的移動(dòng)平臺(tái)的位置的數(shù)據(jù)的記錄。另一組實(shí)施例提供軌道監(jiān)控系統(tǒng)。示例性的系統(tǒng)可包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其包括一個(gè)或多個(gè)處理器；以及與一個(gè)或多個(gè)處理器進(jìn)行通信的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可在其上編碼有能夠由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行的一組指令，以執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)操作，這些操作包括但不限于根據(jù)各種實(shí)施例的方法執(zhí)行操作，諸如作為一個(gè)例子的上述方法。例如，一組指令可用于在由安裝在移動(dòng)平臺(tái)上的第一圖像獲取設(shè)備獲取的至少一個(gè)位置參考圖像中識(shí)別位于軌道附近的視覺目標(biāo)的指令，其中該移動(dòng)平臺(tái)被配置為沿著包括一個(gè)或多個(gè)鐵軌的軌道移動(dòng)。在某些情況下，該組指令可進(jìn)一步包括用于根據(jù)視覺目標(biāo)的標(biāo)識(shí)啟動(dòng)電子距離測(cè)量系統(tǒng)以測(cè)量從移動(dòng)平臺(tái)到視覺目標(biāo)的距離的指令，和/或用于至少部分地根據(jù)所測(cè)量的從移動(dòng)平臺(tái)到視覺目標(biāo)的距離計(jì)算移動(dòng)平臺(tái)的位置的指令。還可包括用于對(duì)由一個(gè)或多個(gè)第二圖像獲取設(shè)備獲取的一個(gè)或多個(gè)軌道圖像執(zhí)行攝影測(cè)量分析以識(shí)別軌道的鐵軌配置的指令。在某些情況下，該組指令進(jìn)一步包括用于將鐵軌配置與移動(dòng)平臺(tái)在軌道上的位置相關(guān)聯(lián)的指令，和/或用于在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)包括關(guān)于鐵軌配置的數(shù)據(jù)和關(guān)于相關(guān)聯(lián)的移動(dòng)平臺(tái)的位置的數(shù)據(jù)的記錄的指令。在某些情況下，該系統(tǒng)還可包括其它硬件單元，諸如被配置為沿著包括一個(gè)和多個(gè)鐵軌的軌道移動(dòng)的移動(dòng)平臺(tái)。其它硬件可包括第一圖像獲取設(shè)備，其安裝在移動(dòng)平臺(tái)上，用于當(dāng)移動(dòng)平臺(tái)沿著軌道行駛時(shí)獲取一系列位置參考圖像；和/或一個(gè)或多個(gè)第二圖像獲取設(shè)備，用于獲取一個(gè)或多個(gè)鐵軌的一個(gè)或多個(gè)軌道圖像。在某些情況下，該系統(tǒng)可包括電子距離測(cè)量系統(tǒng)，用于測(cè)量從移動(dòng)平臺(tái)到位于軌道附近的視覺目標(biāo)的距離；和/或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)軌道配置數(shù)據(jù)。另一組實(shí)施例提供一種裝置。示例性的裝置可包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其上編碼有能夠由一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)執(zhí)行以執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)操作的一組指令。在某些情況下，這組指令使得計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)由一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例提供的方法運(yùn)行，諸如上述的方法。僅作為例子，該組指令可類似于上述的那組指令。


通過參考說明書的剩余部分和附圖可以實(shí)現(xiàn)對(duì)特定實(shí)施例的本質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)的進(jìn)一步理解，在附圖中，相同的參考數(shù)字用于表示相同的構(gòu)件。在某些情況下，子標(biāo)記與參考數(shù)字相關(guān)聯(lián)以表示多個(gè)相同構(gòu)件中的一個(gè)構(gòu)件。當(dāng)引用參考數(shù)字而沒有規(guī)定現(xiàn)有的子標(biāo)記時(shí)，意味著是指所有這種多個(gè)相同構(gòu)件。圖IA和圖IB表示根據(jù)各種實(shí)施例的用于監(jiān)控軌道幾何形狀的系統(tǒng)。圖2是表示根據(jù)各種實(shí)施例的用于監(jiān)控軌道幾何形狀的方法的處理流程圖。圖3是表示根據(jù)各種實(shí)施例的確定移動(dòng)平臺(tái)的位置的方法的處理流程圖。圖4是表示根據(jù)各種實(shí)施例的確定鐵軌配置是否合格的方法的處理流程圖。圖5是表不根據(jù)各種實(shí)施例的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的通用不意圖。
具體實(shí)施例方式盡管上面已經(jīng)對(duì)某些實(shí)施例的各個(gè)方面和特征進(jìn)行了概括，但以下更詳細(xì)的描述更詳細(xì)地表示幾個(gè)示例性實(shí)施例，以使得本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)這種實(shí)施例。所描述的例子用作示例性的目的，不意味著限制本發(fā)明的范圍。在下面的描述中，為了說明的目的，許多特定細(xì)節(jié)被說明以提供對(duì)所描述的實(shí)施例的全面理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，顯然，在沒有這些特定細(xì)節(jié)的情況下，本發(fā)明的其它實(shí)施例也可以實(shí)現(xiàn)。在其它例子中，某些結(jié)構(gòu)和設(shè)備以方框圖的形式示出。在此描述幾個(gè)實(shí)施例，盡管多個(gè)特征被認(rèn)為屬于不同的實(shí)施例，但應(yīng)當(dāng)知道，參照一個(gè)實(shí)施例描述的特征同樣可以包含在其它實(shí)施例中。同樣，任何所描述的實(shí)施例的單個(gè)特征或多個(gè)特征無論如何不應(yīng)被認(rèn)為對(duì)本發(fā)明的每個(gè)實(shí)施例都是必要的，因?yàn)楸景l(fā)明的其它實(shí)施例可省略這些特征。除非另外指出，否則所有在此用于表示數(shù)量、維度等的數(shù)字應(yīng)當(dāng)被理解為在所有例子中可用“大約”修改。在本說明書中，除非特別指出，否則使用單數(shù)包括復(fù)數(shù)，除非特別說明，使用術(shù)語“和”和“或”意味著“和/或”。另外，使用術(shù)語“包括”以及其它形式(諸如“包含”和“被包含”應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是非排外的。另外，除非特別說明，諸如術(shù)語“元件”或“構(gòu)件”涵蓋包括一個(gè)單元的元件和構(gòu)件以及包括超過一個(gè)單元的元件和構(gòu)件。一組實(shí)施例提供用于監(jiān)控軌道的鐵軌配置的工具和技術(shù)。僅作為例子，在某些實(shí)施例中，這些工具和技術(shù)可使用多種位置確定技術(shù)中的任何一種來確定沿著軌道的移動(dòng)平臺(tái)的位置。某些實(shí)施例提供獲取一個(gè)或多個(gè)軌道圖像的能力。然后，這些圖像可被分析以識(shí)別在所確定的位置的鐵軌配置。其它實(shí)施例可被配置為在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有關(guān)可能與所確定的位置相關(guān)聯(lián)的鐵軌配置的數(shù)據(jù)。在某些情況下，如果鐵軌配置被確定為不合格，則實(shí)施例可生成警報(bào)。在一個(gè)方面，某些實(shí)施例可使用先進(jìn)的圖像分析技術(shù)(包括但不限于邊緣檢測(cè)和/或攝影測(cè)量)以進(jìn)行給定位置的鐵軌配置是否合格的自動(dòng)確定。有利地，與傳統(tǒng)的基于傳感器的系統(tǒng)相比，這種圖像處理可允許以低成本和/或高可靠性生成解決方案。僅作為例子，一些方案已經(jīng)提出使用照相機(jī)結(jié)合照相機(jī)的視場(chǎng)內(nèi)的激光投影以提供允許照片解釋的參考指南；其它方案已經(jīng)提出使用昂貴且不可靠的物理傳感器以檢測(cè)軌道異常。根據(jù)某些實(shí)施例，使用攝影測(cè)量允許照相機(jī)作為分析軌道幾何形狀所需的唯一傳感硬件，消除對(duì)昂貴和/或不可靠的傳感器、激光拍照系統(tǒng)等的需要。此外和/或可選擇地，這種解決方案可在各種平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)，包括專用的監(jiān)控車廂以及使用中的機(jī)車(或其它使用中的鐵軌車廂)。實(shí)際上，某些實(shí)施例可以被部署在根本與鐵軌無關(guān)的平臺(tái)上，只要該平臺(tái)允許系統(tǒng)識(shí)別沿著軌道的位置和獲取足夠的鐵軌圖像以允許執(zhí)行圖像處理。因此，與傳統(tǒng)解決方案相比，特定的實(shí)施例可提供更大的靈活性。圖IA和圖IB表示系統(tǒng)100，其可用于軌道監(jiān)控，更具體地，可用于監(jiān)控鐵軌配置。(圖IA表不系統(tǒng)100的俯視圖，而圖IB表不同一系統(tǒng)的正視圖。應(yīng)當(dāng)注意，提供這些圖僅表示各個(gè)新穎的特征和便于說明，因此，圖IA和圖IB都不是按比例繪制的。)系統(tǒng)100包括移動(dòng)平臺(tái)105，其在某些情況下被配置為沿著可包括一個(gè)或多個(gè)鐵軌110的軌道移動(dòng)。根據(jù)各種實(shí)施例，軌道可包括具有任何軌距和/或幾何形狀的任何數(shù)量的鐵軌110，盡管作為示例，典型的軌道包括兩個(gè)鐵軌IlOa和110b，其鐵軌間的間隔由多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)軌距中的一個(gè)規(guī)定。如圖所示，移動(dòng)平臺(tái)105被配置為以傳統(tǒng)的方式(S卩，通過平臺(tái)105的底盤與鐵軌之間的摩擦接觸)沿著鐵軌110行駛，雖然如上所述，但這并不是必須的。在其它實(shí)施例中，例如，移動(dòng)平臺(tái)105可在軌道110之上、側(cè)面和/或上面(例如，作為道路平臺(tái)和/或空運(yùn)平臺(tái))行駛。因此，如在此所使用的，“沿著軌道行駛”應(yīng)當(dāng)被解釋為包括這些行駛模式以及任何其它使移動(dòng)平臺(tái)能夠執(zhí)行在此描述的監(jiān)控功能的行駛模式。在特定實(shí)施例中，移動(dòng)平臺(tái)105包括傳統(tǒng)機(jī)車和/或車廂，在某些方面，其可以是使用中的車廂(例如，列車車廂，其可包括機(jī)車，并正在執(zhí)行其運(yùn)輸貨物、人員等的正常功能或者對(duì)這種運(yùn)輸車廂提供牽引)。在其它實(shí)施例中，移動(dòng)平臺(tái)105可包括專門建造的列車車廂、服務(wù)車廂、自推進(jìn)(或非自推進(jìn))輪式平臺(tái)等。在某些實(shí)施例的一個(gè)方面，移動(dòng)平臺(tái)105可以是任何能夠容納系統(tǒng)100的其它構(gòu)件并沿著軌道行駛的結(jié)構(gòu)或設(shè)備。(當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)注意，某些實(shí)施例可應(yīng)用一個(gè)或多個(gè)靜態(tài)平臺(tái)，其除了缺少獨(dú)立的移動(dòng)性之外可以類似于系統(tǒng)100的模式運(yùn)行。)、在示例性的實(shí)施例中，系統(tǒng)100還包括位置確定系統(tǒng)115,其被配置為確定移動(dòng)平臺(tái)105 (和/或移動(dòng)平臺(tái)105的特定部分和/或系統(tǒng)100的一個(gè)或多個(gè)其它構(gòu)件)的位置。位置確定系統(tǒng)可應(yīng)用任何多種技術(shù)中的一種或多種來確定移動(dòng)平臺(tái)105在特定時(shí)間點(diǎn)的位置。僅作為例子，在某些情況下，位置確定系統(tǒng)115包括圖像獲取設(shè)備120 (例如，數(shù)碼靜態(tài)照相機(jī)和/或視頻攝像機(jī))和/或距離測(cè)量系統(tǒng)125。在一組實(shí)施例中，當(dāng)移動(dòng)平臺(tái)105沿著軌道行駛時(shí)，圖像獲取設(shè)備120獲取至少一部分周圍景色的一個(gè)或多個(gè)圖像(在此稱為“位置參考圖像”)。在一個(gè)方面，圖像獲取設(shè)備120具有視場(chǎng)(圖IA中用數(shù)字130表示)，并且圖像獲取設(shè)備120在移動(dòng)平臺(tái)105沿著軌道行駛時(shí)獲取一系列圖像，每個(gè)圖像都包括該視場(chǎng)130。在某些實(shí)施例中，系統(tǒng)包括沿著軌道設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)視覺目標(biāo)135。在一個(gè)方面，這些視覺目標(biāo)135的位置已知在所期望的精確度內(nèi)。因此，當(dāng)圖像獲取設(shè)備120獲取圖 像時(shí)，這些圖像被分析以在圖像中識(shí)別視覺目標(biāo)135。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)視覺目標(biāo)135在所獲取的圖像內(nèi)被識(shí)別時(shí)，系統(tǒng)100啟動(dòng)距離測(cè)量系統(tǒng)125，其在某些情況下可以是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員熟悉的基于激光的電子距離測(cè)量(EDM)系統(tǒng)，該系統(tǒng)發(fā)射(可見光或不可見光)光束140，該光束140基于所識(shí)別的視覺目標(biāo)在所獲取的圖像中的位置而被定向。包括棱鏡或其它反射表面的視覺目標(biāo)135反射光束140，由距離測(cè)量系統(tǒng)125接收，然后計(jì)算從移動(dòng)平臺(tái)105 (或更具體地，距離測(cè)量系統(tǒng)125)到視覺目標(biāo)135的距離。假定已知視覺目標(biāo)135的位置、軌道的路徑和從距離測(cè)量系統(tǒng)125到視覺目標(biāo)的距離，則可以確定位置確定系統(tǒng)115的位置(作為擴(kuò)展，移動(dòng)平臺(tái)105和/或系統(tǒng)100的任何其它構(gòu)件的位置，其中這些構(gòu)件的位置相對(duì)于位置確定系統(tǒng)115的位置是已知的)。另外和/或可選擇地,位置確定系統(tǒng)115可包括各種其它有助于位置確定的設(shè)備中的一個(gè)或多個(gè)，包括但不限于指南針或其它方向測(cè)量設(shè)備、陀螺儀或其它慣性位置測(cè)量設(shè)備等，來自這些設(shè)備的輸入可用于進(jìn)一步計(jì)算位置解。在特定實(shí)施例中，位置確定系統(tǒng)可包括全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)設(shè)備145，其包括可接收來自一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)航衛(wèi)星的信號(hào)的接收機(jī)，并可以根據(jù)這些信號(hào)獲取位置解。(如在此使用的，術(shù)語“GNSS”應(yīng)當(dāng)被廣義地解釋為包括全球定位系統(tǒng)(GPS)技術(shù)和任何其它全球或區(qū)域衛(wèi)星系統(tǒng)，諸如日本準(zhǔn)天頂衛(wèi)星系統(tǒng)(QZSS)。)在某些情況下，GNSS設(shè)備144可獨(dú)自用于位置確定。在其它情況下，GNSS設(shè)備145可與其它設(shè)備(諸如圖像獲取設(shè)備120和/或距離測(cè)量系統(tǒng)125) —起用于獲取更準(zhǔn)確的位置解。在特定實(shí)施例中，位置確定系統(tǒng)115可與慣性測(cè)量單元(MU) 147—起使用，其可根據(jù)來自已知位置的航位推算提供位置解，其中已知位置可由GNSS裝置通過上述的圖像參考等確定。在一組實(shí)施例中，系統(tǒng)100還包括一個(gè)或多個(gè)圖像獲取設(shè)備150，其被配置為獲取鐵軌110的圖像(在此稱為“軌道圖像”)和/或周圍環(huán)境特征。(在某些情況下，圖像獲取設(shè)備150可包括上述的圖像獲取設(shè)備120，但在其它實(shí)施例中，圖像獲取設(shè)備150是一組分離的圖像獲取設(shè)備。圖像獲取設(shè)備150可以是任何能夠獲取足以允許下述的圖像處理的一個(gè)或多個(gè)鐵軌110的圖像的設(shè)備(例如，數(shù)碼靜態(tài)或視頻攝像機(jī))。在一個(gè)方面，圖像獲取設(shè)備150具有集合視場(chǎng)，其包括配置將被監(jiān)控的每個(gè)鐵軌。在一個(gè)方面，圖像獲取設(shè)備具有將獲取在距離移動(dòng)平臺(tái)105的前邊緣或后邊緣已知距離(通常相對(duì)接近)的鐵軌的圖像的視場(chǎng)。
在示例性的實(shí)施例中，系統(tǒng)100包括兩個(gè)圖像獲取設(shè)備150a和150b (除了圖像獲取設(shè)備120之外)，盡管不同的實(shí)施例可能具有更多或更少的圖像獲取設(shè)備150來獲取軌道圖像。在一個(gè)方面，系統(tǒng)100可具有足夠數(shù)量的圖像獲取設(shè)備150 (其可以是一個(gè)設(shè)備150或多個(gè)設(shè)備150)以獲取鐵軌110的相同部分的足夠數(shù)量的圖像，以允許攝影測(cè)量分析。所要求的圖像數(shù)量例如可取決于所使用的攝影測(cè)量技術(shù)、圖像的質(zhì)量和/或分辨率、圖像中尺寸參考標(biāo)記的可用性(或不可用性)等。在某些情況下，圖像獲取設(shè)備150將被選擇以具有被剪裁為允許所監(jiān)控的鐵軌的圖像占據(jù)整個(gè)視場(chǎng)(或基本上占據(jù)整個(gè)視場(chǎng))的視場(chǎng)，以允許當(dāng)測(cè)量線性和/或角度分離等時(shí)在感興趣的區(qū)域中更大的像素密度，并進(jìn)而更精確的攝影測(cè)量分析。僅作為例子，軌距內(nèi)部間隔在世界范圍內(nèi)通常是從I至I. 676米的范圍。對(duì)于被配置為觀察一對(duì)最寬軌距(印度軌距L 676米)的軌道的外邊緣的棱鏡和現(xiàn)成的分辨率為3000X4000像素(形成12兆像素陣列)的電荷耦合器件(CXD)成像系統(tǒng)(其中CXD被配置為具有適應(yīng)跨越軌距內(nèi)部寬度的最大像素)，每像素的毫米數(shù)是1676/4000 = 0.419mm。采用子像素內(nèi)插法，分辨率會(huì)提高10倍，達(dá)到每像素0.042mm。因此，對(duì)于自動(dòng)監(jiān)控和數(shù)據(jù)收集，可高速實(shí)現(xiàn)子毫 米準(zhǔn)確性。現(xiàn)在，專用的C⑶成像器可以用除了 3X4之外的縱橫比制成，并且超過4000像素的更大跨距是可用的。例如，24兆像素成像器是可用的，因此，將原始準(zhǔn)確性提高至0. 22毫米/像素。在一組實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)圖像獲取設(shè)備(例如，設(shè)備120和/或150)同樣可用于提供位置確定測(cè)量。僅作為例子，如將在下面詳細(xì)描述的，圖像獲取設(shè)備150可用于獲取鐵軌的圖像(或其它地形特征)，并根據(jù)所獲取的圖像，確定平臺(tái)105的移動(dòng)。然后，該移動(dòng)可用于計(jì)算平臺(tái)105和/或其上面的指定點(diǎn)的位置(相對(duì)于已知位置，其可使用上述的一種或多種技術(shù)確定)。系統(tǒng)100進(jìn)一步包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)160，其與位置確定系統(tǒng)115和/或圖像獲取設(shè)備120、150進(jìn)行通信。這種通信可采取多種形式中的任何一種。僅作為例子，在某些情況下，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)160可具有到其它系統(tǒng)構(gòu)件的以太網(wǎng)連接；在其它情況下，這些構(gòu)件可無線通信(例如，使用IEEE 802. 11標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的任一協(xié)議)或通過串行(例如通用串行總線)連接進(jìn)行通信。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員知道多種不同的通信設(shè)施可用于在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)160和系統(tǒng)100的其它構(gòu)件之間提供通信。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)160對(duì)其它系統(tǒng)提供控制功能，并執(zhí)行數(shù)據(jù)收集和/或分析。在一個(gè)方面，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)160可使用由其它系統(tǒng)構(gòu)件提供的數(shù)據(jù)，執(zhí)行(或幫助執(zhí)行)在此描述的圖像分析和/或位置確定操作的任意一個(gè)。因此，在某些情況下，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)160可將所收集的數(shù)據(jù)(包括但不限于位置數(shù)據(jù)、所獲取的圖像等)發(fā)送到遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(使用多種標(biāo)準(zhǔn)或?qū)Ｓ玫臄?shù)據(jù)傳輸媒體和/或技術(shù)中的任意一種，諸如蜂窩或其它無線通信、衛(wèi)星通信等)。在其它情況下，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)160可在本地執(zhí)行這種分析。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)160 (其例子將在下面詳細(xì)描述)可以是專用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或可以是用軟件編程為執(zhí)行以下關(guān)于方法描述的過程的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。圖2-圖4表示可用于監(jiān)控軌道的鐵軌配置的多種方法。盡管為了方便說明，圖2-圖4的方法被描述為不同的方法，但應(yīng)當(dāng)知道，這些方法的各種技術(shù)和過程可以任何適當(dāng)?shù)男问较嘟Y(jié)合，并且在某些實(shí)施例中，圖2-圖4所描述的方法可以被認(rèn)為是相互協(xié)同的和/或作為單個(gè)方法的一部分。同樣，盡管為了說明的目的而以某種順序描述和/或說明這些技術(shù)和過程，但應(yīng)當(dāng)知道，在各種實(shí)施例的范圍內(nèi)，某些過程可以重新排序和/或省略。另外，盡管圖2-圖4所表示的方法可由圖I的系統(tǒng)100 (或其構(gòu)件)執(zhí)行(在某些情況下，參照系統(tǒng)100描述)，但這些方法也可用任何合適的硬件設(shè)備執(zhí)行。同樣，盡管圖I的系統(tǒng)100(和/或其構(gòu)件)可根據(jù)圖2-圖4所表示的方法運(yùn)行(例如，根據(jù)特別描述的過程，通過執(zhí)行包含在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的指令)，但系統(tǒng)100也可以根據(jù)其它操作模式運(yùn)行和/或執(zhí)行其它適當(dāng)?shù)倪^程。例如，圖2表示監(jiān)控鐵路的軌道幾何形狀的方法200。方法200描述用于監(jiān)控在沿著軌道的特定點(diǎn)的鐵軌配置的過程；應(yīng)當(dāng)知道，方法200可以(以任何適當(dāng)?shù)念l率)反復(fù)執(zhí)行以沿著一段鐵路監(jiān)控軌道幾何形狀。在一個(gè)方面，圖像的獲取速率將與軌道管理者的數(shù)據(jù)需求相適應(yīng)。獲取速率可按照沿軌道的距離給定， 如每I米或每10米、或以任何其它距離進(jìn)行一次測(cè)量，或者根據(jù)時(shí)間給定，諸如每1/10秒、每秒、每10秒等。行駛速率(沿軌道的速度)和感興趣的相機(jī)可能的圖像獲取速率的結(jié)合將確定測(cè)量之間可能的最短距離。現(xiàn)在照相機(jī)可用10-14兆像素的CCD成像器獲取至多每秒24幀(圖像)；采用適中的速度IOOkm/小時(shí)，以30幀/秒獲取的圖像之間的距離低于I米。方法200包括確定諸如上述的移動(dòng)平臺(tái)105的移動(dòng)平臺(tái)的位置(方框205)。有多種方式可確定移動(dòng)平臺(tái)的位直。僅作為例子，如果系統(tǒng)包括GNSS設(shè)備，則該GNSS設(shè)備可用于(以熟知的方式)獲取移動(dòng)平臺(tái)和/或與移動(dòng)平臺(tái)相關(guān)聯(lián)的目標(biāo)點(diǎn)的位置解，例如通過GNSS位置解和從GNSS接收機(jī)到目標(biāo)點(diǎn)的距離的矢量加法，其中目標(biāo)點(diǎn)可事先測(cè)量和/或存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。如在此所使用的，“目標(biāo)點(diǎn)”是指任何與移動(dòng)平臺(tái)相關(guān)聯(lián)的任意點(diǎn)，在本說明中，其可以被認(rèn)為是移動(dòng)平臺(tái)自身的位置。例如，目標(biāo)點(diǎn)可以是移動(dòng)平臺(tái)的質(zhì)量中心，或者它可以是用于獲取軌道圖像的圖像獲取設(shè)備的位置。在某些情況下，目標(biāo)點(diǎn)甚至可能不在移動(dòng)平臺(tái)本身上。例如，目標(biāo)點(diǎn)可以是用于獲取軌道圖像的圖像獲取設(shè)備的視場(chǎng)內(nèi)的點(diǎn)，諸如與每個(gè)軌道圖像內(nèi)一個(gè)鐵軌上的位置對(duì)應(yīng)的點(diǎn)(例如,在軌道上的點(diǎn)、在軌距中心的點(diǎn)、或任何具有標(biāo)識(shí)特征的點(diǎn),諸如枕木等)。如在此所使用的，術(shù)語“移動(dòng)平臺(tái)的位置”可指代任何這種目標(biāo)點(diǎn)，無論其被定義為移動(dòng)平臺(tái)上的點(diǎn)或相對(duì)于移動(dòng)平臺(tái)一定距離的點(diǎn)。通過首先定位移動(dòng)平臺(tái)上的已知點(diǎn)的地理位置(諸如GNSS天線或接收機(jī)的位置、EDM系統(tǒng)的位置或任何位置確定設(shè)備的位置)并根據(jù)目標(biāo)點(diǎn)與該已知點(diǎn)之間已知的空間關(guān)系導(dǎo)出目標(biāo)點(diǎn)的位置，目標(biāo)點(diǎn)可被定位其地理位置。僅作為例子，移動(dòng)平臺(tái)上的已知點(diǎn)是GNSS天線的中心，目標(biāo)點(diǎn)是用于獲取軌道圖像的一個(gè)圖像獲取設(shè)備的前透光孔，則圖像獲取設(shè)備的基板中心與GNSS接收機(jī)的中心之間的距離(作為三維向量)可以被事先測(cè)量(使用機(jī)械測(cè)量、在圖像獲取設(shè)備處獲取的GNSS解和圖像獲取設(shè)備等)并存儲(chǔ)。同樣，圖像獲取設(shè)備的基板與該設(shè)備的前透光孔之間的距離(再次作為三維向量)可(例如通過設(shè)備檢查、制造商的規(guī)格等)獲得并存儲(chǔ)，而這兩個(gè)向量可相加(并存儲(chǔ)結(jié)果)以生成從已知點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)(即前透光孔)之間的向量距離。作為另一個(gè)例子，如果目標(biāo)點(diǎn)是圖像獲取設(shè)備的視場(chǎng)內(nèi)的點(diǎn)(例如，所獲取的圖像中在一個(gè)鐵軌上或附近的點(diǎn))，則可通過利用攝影測(cè)量確定從圖像獲取設(shè)備的前透光孔到目標(biāo)點(diǎn)的三維距離向量并將該向量與從已知點(diǎn)到前透光孔的距離向量相加，確定相對(duì)于已知點(diǎn)(其可以使用上述的一種位置解而被定位地理位置)的該位置。這樣，所獲取的軌道圖像中的每個(gè)特征可參照目標(biāo)點(diǎn)利用攝影測(cè)量而被定位地理位置，允許任何不合適的鐵軌配置以大的精度被跟蹤。圖3表示根據(jù)某些實(shí)施例提供用于確定移動(dòng)平臺(tái)的位置的技術(shù)的另一個(gè)例子的方法300。方法300包括獲取一系列一個(gè)或多個(gè)位置參考圖像(方框305)。例如,在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)移動(dòng)平臺(tái)沿著軌道行駛時(shí)，圖像獲取設(shè)備持續(xù)和/或周期性地獲取移動(dòng)平臺(tái)周圍的地形(的一部分)的圖像。為了，這些圖像中的一些或全部可被選擇(例如以指定頻率周期性地)以用于進(jìn)行分析以識(shí)別圖像內(nèi)的視覺目標(biāo)。這些被選擇的圖像可以被認(rèn)為是位置參考圖像。在方框310，方法300包括在至少一個(gè)位置參考圖像中識(shí)別視覺目標(biāo)。在一個(gè)方面，視覺目標(biāo)可被放置在軌道附近；即，視覺目標(biāo)可被放置得充分接近軌道，使其可在位置參考圖像中被識(shí)別。因此，視覺目標(biāo)可被放置得從軌道看的目標(biāo)的圖像不被模糊，并且它充
分靠近軌道以允許目標(biāo)在所獲取的圖像中被檢測(cè)。在一個(gè)方面，視覺目標(biāo)的位置已知在所需的精度內(nèi)(例如，根據(jù)較早的測(cè)量操作、使用視覺目標(biāo)上的GNSS接收機(jī)等)。在許多實(shí)施例中，有多個(gè)視覺目標(biāo)被放置在沿著軌道的不同點(diǎn)上，并且每個(gè)視覺目標(biāo)可被監(jiān)控系統(tǒng)單獨(dú)識(shí)別(例如，通過可根據(jù)所獲取的視覺目標(biāo)的圖像確定的視覺標(biāo)識(shí)符、通過由無線信號(hào)傳輸?shù)牟⒂杀O(jiān)控系統(tǒng)接收的識(shí)別信息、通過一般位置等)。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)移動(dòng)平臺(tái)沿著軌道行駛時(shí)，圖像獲取系統(tǒng)獲取位置參考圖像，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)使用已知技術(shù)分析這些圖像中的至少一些圖像，以識(shí)別在特定的位置參考圖像中的視覺目標(biāo)。系統(tǒng)可一般性地識(shí)別視覺目標(biāo)，和/或可以根據(jù)圖像(例如，如果視覺目標(biāo)包括視覺標(biāo)識(shí)符)識(shí)別特定視覺目標(biāo)。在前一種情況下，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可使用附加信息以識(shí)別視覺目標(biāo)。例如，計(jì)算機(jī)可使用移動(dòng)平臺(tái)的位置的GNSS解以識(shí)別一般位置已知的視覺目標(biāo)(例如，通過將平臺(tái)的基于GNSS的位置與視覺目標(biāo)位置的數(shù)據(jù)庫相關(guān))。作為另一個(gè)例子，計(jì)算機(jī)可以與被配置為通過無線信號(hào)從視覺目標(biāo)接收識(shí)別信息的接收機(jī)進(jìn)行通信；根據(jù)該識(shí)別信息，視覺目標(biāo)可被特定地識(shí)別。根據(jù)方法300，一旦視覺目標(biāo)已被識(shí)別，則根據(jù)(在某些情況下)目標(biāo)的標(biāo)識(shí)，啟動(dòng)距離測(cè)量系統(tǒng)(諸如EDM)，距離測(cè)量系統(tǒng)用于測(cè)量從平臺(tái)(或更準(zhǔn)確地，從距離測(cè)量系統(tǒng))到視覺目標(biāo)的距離。在某些情況下，距離測(cè)量系統(tǒng)與圖像獲取設(shè)備對(duì)準(zhǔn)和/或從動(dòng)于圖像獲取設(shè)備，以致距離測(cè)量系統(tǒng)被配置為根據(jù)位置參考圖像中所識(shí)別的視覺目標(biāo)的位置而聚焦于視覺目標(biāo)。例如，Nichols的美國專利No. 6，035，254公開了用于將機(jī)器人站與視覺目標(biāo)對(duì)準(zhǔn)的技術(shù)，其整個(gè)內(nèi)容被結(jié)合作為參考；根據(jù)某些實(shí)施例，類似的技術(shù)可用于將距離測(cè)量系統(tǒng)與視覺目標(biāo)對(duì)準(zhǔn)。同樣，2006年9月11日提交的國際公開號(hào)為WO 2007/031248A1的 PCT 申請(qǐng)“Surveying Instrument and Method of Providing Survey Data Using aSurveying Instrument”描述了可用于在視覺圖像中識(shí)別EDM系統(tǒng)的焦點(diǎn)的技術(shù),其整個(gè)內(nèi)容被結(jié)合以作為參考。類似的技術(shù)和其它技術(shù)可用于將距離測(cè)量系統(tǒng)聚焦于視覺目標(biāo)。因此，例如，通過將從距離測(cè)量系統(tǒng)到視覺目標(biāo)的距離與從距離測(cè)量系統(tǒng)到移動(dòng)平臺(tái)上的所期望的目標(biāo)點(diǎn)的距離(若有的話)相加(作為向量和)，可確定從移動(dòng)平臺(tái)(或其上的任一“目標(biāo)點(diǎn)”)到目標(biāo)的距離(方框315);該距離可以預(yù)先測(cè)量并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。根據(jù)已知的視覺目標(biāo)的位置、從移動(dòng)平臺(tái)(或更準(zhǔn)確地，目標(biāo)點(diǎn))到視覺目標(biāo)的距離和/或軌道的已知路線(移動(dòng)平臺(tái)/目標(biāo)點(diǎn)在大多數(shù)情況下被假定為位于軌道的路線上)，可計(jì)算移動(dòng)平臺(tái)的位置(方框320)。在某些情況下，這兩個(gè)數(shù)據(jù)足以計(jì)算移動(dòng)平臺(tái)的位置；例如，如果軌道路線在相關(guān)跨距上是線性的，則這三個(gè)數(shù)據(jù)足以計(jì)算移動(dòng)平臺(tái)的位置的唯一解。在其它情況下，附加數(shù)據(jù)可用于執(zhí)行這種計(jì)算。例如，從距離測(cè)量系統(tǒng)到視覺目標(biāo)的方位角可被測(cè)量(使用指南針或任何其它方向測(cè)量設(shè)備)，該方位角連同已知的視覺目標(biāo)的位置和從移動(dòng)平臺(tái)到視覺目標(biāo)的距離可用于計(jì)算移動(dòng)平臺(tái)的位置。在其它實(shí)施例中，平臺(tái)(和/或其上的目標(biāo)點(diǎn))的移動(dòng)可被測(cè)量，平臺(tái)/目標(biāo)點(diǎn)離開已知位置的移動(dòng)可用于確定平臺(tái)的當(dāng)前位置。如上面所指出的，平臺(tái)/目標(biāo)點(diǎn)的“已知位置”可采用多種方式確定，諸如GNSS解、結(jié)合圖3描述的方法等。多種技術(shù)可以用于確定平臺(tái)/目標(biāo)點(diǎn)離開已知位置的移動(dòng)，考慮GNSS解裝置、視覺目標(biāo)等之間的位置的內(nèi)插法。作為一個(gè)例子，如果平臺(tái)配備有IMU，則航位推算可用于確定平臺(tái)/目標(biāo)點(diǎn)的移動(dòng)。在其它情況下，對(duì)一個(gè)或多個(gè)圖像獲取設(shè)備所獲取的圖像的攝影測(cè)量分析可用于確定·平臺(tái)/目標(biāo)點(diǎn)的移動(dòng)。僅作為例子，Soubra等人于2010年6月25日提交的名稱為“Methodand Apparatus for Image-based Positioning” 臨時(shí)美國專利申請(qǐng) No. 61/358，423 描述了用于在多個(gè)所獲取的圖像中識(shí)別特征并根據(jù)這些特征確定圖像獲取設(shè)備的移動(dòng)的技術(shù)(在此稱為“基于圖像的運(yùn)動(dòng)跟蹤”)，其整個(gè)內(nèi)容被包含以作為參考。該技術(shù)也可以被描述為“反向攝影測(cè)量法”，因?yàn)椴煌谡５臄z影測(cè)量法(其推斷所獲取的圖像中特征的位置)，該技術(shù)根據(jù)特征在所獲取的圖像內(nèi)的位置來推斷圖像獲取設(shè)備的位置。根據(jù)多個(gè)實(shí)施例，這些以及類似的技術(shù)可用于確定移動(dòng)平臺(tái)(和/或其上的目標(biāo)點(diǎn))的移動(dòng)。因此，在某些實(shí)施例中，平臺(tái)/目標(biāo)點(diǎn)的位置的確定可包括根據(jù)對(duì)所獲取的軌道路基(包括但不限于鐵軌本身、鐵路軌木、軌道的其它特征等)和/或周圍地形的圖像的攝影測(cè)量分析而確定位置、基于慣性測(cè)量確定位置、和/或任何包括根據(jù)平臺(tái)移動(dòng)的檢測(cè)而確定相對(duì)位置的技術(shù)。在某些實(shí)施例中，系統(tǒng)可以被配置為周期性地和/或響應(yīng)于各種觸發(fā)來執(zhí)行糾錯(cuò)。僅作為例子，在許多基于移動(dòng)的位置確定技術(shù)中，累計(jì)誤差隨著時(shí)間可導(dǎo)致不正確的位置確定。因此，在某些情況下，系統(tǒng)可以被配置為將通過基于移動(dòng)的確定技術(shù)而確定的位置與通過另一種技術(shù)(例如GNSS、視覺目標(biāo)距離測(cè)量等)而確定的位置進(jìn)行比較，以(回溯地或預(yù)先地)修正任何由基于移動(dòng)的位置解而引入的累計(jì)誤差。因此，有多種方式可確定移動(dòng)平臺(tái)的位置，并且根據(jù)不同實(shí)施例，可以應(yīng)用任何用于確定移動(dòng)平臺(tái)的位置的適當(dāng)技術(shù)。在某些實(shí)施例中，多種技術(shù)可用于獲取平臺(tái)/目標(biāo)點(diǎn)的位置的位置解，這些位置解中的兩個(gè)或多個(gè)可使用例如卡爾曼濾波器、最小二乘法分析等進(jìn)行綜合以獲取混合位置解。返回到圖2，方法200還包括獲取鐵軌的一個(gè)或多個(gè)軌道圖像，其中移動(dòng)平臺(tái)正沿著鐵軌行駛(方框210)。在某些實(shí)施例中，圖像獲取設(shè)備以傳統(tǒng)的方式獲取數(shù)字靜態(tài)和/或視頻圖像。在一個(gè)方面，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)向圖像獲取設(shè)備提供操作指令，從而使圖像獲取設(shè)備獲取一個(gè)或多個(gè)圖像。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以被配置為根據(jù)所檢測(cè)的移動(dòng)平臺(tái)的位置(其可以是使用上述一種技術(shù)確定的位置，或者是根據(jù)諸如航位推測(cè)、行駛時(shí)間等的另一個(gè)技術(shù)并結(jié)合先前識(shí)別的位置而被選為軌道圖像應(yīng)當(dāng)被獲取的位置的不同位置)，啟動(dòng)圖像獲取設(shè)備。在其它情況下，軌道圖像可以周期性地、連續(xù)地或根據(jù)需要(例如基于用戶輸入)獲取。如上所指出的，可以有一個(gè)或多個(gè)被配置為獲取軌道圖像的圖像獲取設(shè)備。因此，獲取一個(gè)或多個(gè)軌道圖像可包括同時(shí)(或幾乎同時(shí))獲取多個(gè)圖像，以允許例如立體成像和/或立體圖像處理，如將在下面詳細(xì)描述的。在一個(gè)方面，獲取軌道圖像包括獲取示出將被監(jiān)控的所有鐵軌的對(duì)應(yīng)部分的圖像(例如，包括標(biāo)準(zhǔn)雙軌鐵路中兩個(gè)鐵軌的對(duì)應(yīng)部分的圖像)，從而例如多個(gè)鐵軌的相對(duì)位置(例如軌距、鐵軌之間的傾斜度等)可以通過對(duì)圖像的分析而估計(jì)。在方框215，方法200包括識(shí)別鐵軌配置。識(shí)別鐵軌配置可包括任何監(jiān)控、分析和/或另外評(píng)估任何沿著軌道在某個(gè)指定點(diǎn)的軌道幾何形狀的方面的操作。這可包括例如確保鐵軌形狀的完整性、測(cè)量?jī)蓚€(gè)或多個(gè)鐵軌之間的鐵軌間距離(軌距)、測(cè)量?jī)蓚€(gè)或多個(gè)鐵軌的相對(duì)高度、測(cè)量弧形鐵軌的半徑等。多種技術(shù)可用于根據(jù)所獲取的圖像識(shí)別鐵軌配置。僅作為例子，在某些情況下，鐵軌配置可通過人工檢查所獲取的圖像識(shí)別。其它實(shí)施例可應(yīng)用不同的技術(shù)以識(shí)別鐵軌配置。然而，更有效地，某些實(shí)施例例如基于攝影測(cè)量技術(shù)考慮鐵軌配置的自動(dòng)識(shí)別。圖4表示使用攝影測(cè)量法識(shí)別鐵軌配置的方法400。方法400包括對(duì)一個(gè)或多個(gè)鐵軌的一個(gè) 或多個(gè)所獲取的圖像執(zhí)行攝影測(cè)量分析(方框405)。在攝影測(cè)量法的領(lǐng)域內(nèi)可應(yīng)用各種技術(shù)，以基于所獲取的數(shù)字圖像內(nèi)的像素執(zhí)行空間計(jì)算。僅作為例子，立體攝影測(cè)量法是一種已知的技術(shù)，如果圖像的比例是已知的，則同一場(chǎng)景的多個(gè)(立體)圖像可用于獲取空間信息(在三個(gè)維度上)。根據(jù)不同的實(shí)施例，兩個(gè)圖像獲取設(shè)備的每一個(gè)都可獲取軌道的鐵軌的同一部分的圖像。如果例如從圖像獲取設(shè)備到所獲取的鐵軌的距離是已知的，則這些圖像的比例可根據(jù)圖像獲取設(shè)備的焦距而確定。該距離可根據(jù)圖像獲取設(shè)備(其通常位于移動(dòng)平臺(tái)上)的偏差和從圖像獲取設(shè)備到在移動(dòng)平臺(tái)底部的車輪的底面的距離(假定移動(dòng)平臺(tái)被配置為沿著鐵軌行駛)而計(jì)算，只要圖像獲取設(shè)備的偏差足夠大，使得車輪(其靜止在鐵軌上)的底面可以用作圖像獲取設(shè)備所獲取的場(chǎng)景中鐵軌的高度的代理。可選擇地和/或另外，圖像獲取設(shè)備可被校準(zhǔn)(在安裝到平臺(tái)上之前或之后)，例如通過獲取刻度(例如米尺)的圖像并對(duì)所獲取的圖像執(zhí)行攝影測(cè)量分析以確定所獲取的像素與線性距離之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。同樣，圖像的比例可通過其它方式確定，例如參照?qǐng)D像本身中的特征。這種特征可以是內(nèi)嵌在軌道路基中的刻度尺、鐵軌本身的寬度(其在大多數(shù)情況下可被假定為完全不變)
坐寸ο根據(jù)已知的(或?qū)С龅?圖像的比例，立體攝影測(cè)量分析可提供圖像中的每個(gè)特征的空間信息(包括鐵軌本身、以及在某些情況下更重要的它們的相對(duì)布置)。例如，在方框410，方法400包括在所獲取的圖像(其可以是同一場(chǎng)景的兩個(gè)或多個(gè)立體圖像，如上所指出的)內(nèi)識(shí)別將被監(jiān)控的每個(gè)鐵軌的邊緣(例如內(nèi)邊緣)或角(例如內(nèi)上角)的位置。傳統(tǒng)的邊緣檢測(cè)圖像處理技術(shù)可用于在圖像內(nèi)識(shí)別這種位置。一旦鐵軌邊緣/角的位置是已知的，則可以進(jìn)行多種不同類型的分析。例如，圖像內(nèi)鐵軌邊緣/角的路線可以被分析以確定該鐵軌是否已變得錯(cuò)位。在某些實(shí)施例中，鐵軌邊緣/角的路線可以與較早前收集的數(shù)據(jù)(或基線數(shù)據(jù))相比較以確定鐵軌的位置是否已隨著時(shí)間變化。作為另一個(gè)例子，一旦兩個(gè)(或多個(gè))不同鐵軌的邊緣/角已經(jīng)被識(shí)別，則鐵軌間間隔(軌距)可以根據(jù)這兩個(gè)邊緣之間的距離計(jì)算。同樣，兩個(gè)鐵軌的相對(duì)高度(和/或兩個(gè)鐵軌之間的傾斜度)可以根據(jù)兩個(gè)鐵軌的各個(gè)角的位置計(jì)算。因此，在方框415，方法400包括計(jì)算兩個(gè)或多個(gè)鐵軌之間的距離；該距離可以被計(jì)算為橫向距離、高度的差或線性距離。返回到圖2，一旦鐵軌配置已經(jīng)被識(shí)別(使用任一被選擇的技術(shù))，則方法200包括將該鐵軌配置與移動(dòng)平臺(tái)的位置相關(guān)聯(lián)(方框220)，其中移動(dòng)平臺(tái)的位置如上所指出的可通過多種技術(shù)中的任一技術(shù)確定。更準(zhǔn)確地，在某些實(shí)施例中，如果目標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于獲取軌道圖像的圖像獲取設(shè)備的焦點(diǎn)，則將鐵軌配置與移動(dòng)平臺(tái)的位置相關(guān)聯(lián)可包括將根據(jù)所獲取的圖像識(shí)別的鐵軌配置與所獲取的圖像中描繪的軌道部分的位置(在任何可用和/或期望的精確度內(nèi))相關(guān)聯(lián)。在一個(gè)實(shí)施例中，所識(shí)別的鐵軌配置可表現(xiàn)為所獲取的圖像的分析的數(shù)據(jù)(包括所獲取的軌道圖像或者包括結(jié)果，例如數(shù)字結(jié)果)，位置也可表現(xiàn)為數(shù)據(jù)(例如，坐標(biāo)參考等)，這兩組數(shù)據(jù)可以采用多種方式中的任何一種相關(guān)聯(lián)。僅作為例子，在某些實(shí)施例中，有關(guān)鐵軌配置的數(shù)據(jù)和/或有關(guān)移動(dòng)平臺(tái)的位置的相關(guān)數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中(方框225)，其可以是數(shù)據(jù)庫、文件系統(tǒng)等并且可以位于移動(dòng)平臺(tái)上計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的本地或者可以位于任何地方。所識(shí)別的鐵軌配置與對(duì)應(yīng)位置的關(guān)聯(lián)可以包括將兩組數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為單個(gè)數(shù)據(jù)庫記錄中的字段，在兩個(gè)單獨(dú)但相關(guān)和/或連接的數(shù)據(jù)庫記錄中存儲(chǔ)各個(gè)數(shù)據(jù)等。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，根據(jù)在此所公開的內(nèi)容，有多種已知的技術(shù)可用于存儲(chǔ)和/或關(guān)聯(lián)兩個(gè)數(shù)據(jù)組，并且根據(jù)不同的實(shí)施例，可以使用任何一種這樣的技術(shù)。在方框230，方法200包括確定鐵軌配置是否合格。在一個(gè)方面，確定鐵軌配置是否合格可包括將所識(shí)別的鐵軌配置(如上所指出的，其可以表示為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù))與基線鐵軌配置進(jìn)行比較。僅作為例子，如果軌道被設(shè)計(jì)為鐵軌間距離的標(biāo)稱值所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)軌距，則根據(jù)所獲取的圖像而測(cè)量的鐵軌間距離可以被分析以確定它是否落入這些標(biāo)稱值內(nèi)。作為另一個(gè)例子，基線鐵軌配置可以圖形地表示，所獲取的鐵軌的圖像可以被比較以確定所獲取的圖像是否在規(guī)定公差內(nèi)匹配基線圖像。該過程可以自動(dòng)執(zhí)行(例如無需人工參與)、操作者可視地執(zhí)行(例如，使用當(dāng)前鐵軌配置的與基線鐵軌配置的圖像重疊)等。在某些情況下，基線鐵軌配置可以是正在被監(jiān)控的軌道的相同部分的先前識(shí)別的鐵軌配置(例如，基于先前的監(jiān)控操作)。因此，當(dāng)前鐵軌配置可以與先前的鐵軌配置進(jìn)行比較(例如，如上所述的數(shù)字地或圖形地)以識(shí)別鐵軌配置隨時(shí)間的任何惡化或其它變化。因此，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以存儲(chǔ)一段時(shí)間上鐵軌配置(和/或其相關(guān)位置)的記錄，以允許這種按時(shí)間發(fā)生順序的比較。該功能可以允許識(shí)別隨時(shí)間的潛在惡化。例如，即使當(dāng)前鐵軌配置保持在公差范圍內(nèi)，但相對(duì)于先前識(shí)別的配置的較小變化也可以指示將會(huì)導(dǎo)致鐵軌配置超出可接受的公差的未來變化的可能性。(在這種情況下，所識(shí)別的配置可以被認(rèn)為是不合格的，即使仍在公差范圍內(nèi)，以便在鐵軌配置惡化到導(dǎo)致不安全狀況的點(diǎn)之前允許更全面的檢查和/或這部分軌道的維修。)在方框235，方法200包括如果鐵軌配置被確定為不合格，則生成警報(bào)。根據(jù)多種實(shí)施例，有許多不同的方法來生成警報(bào)。作為簡(jiǎn)單的例子，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(其可以是作為移動(dòng)平臺(tái)上的監(jiān)控系統(tǒng)的一部分的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和/或在遠(yuǎn)程位置的計(jì)算機(jī)系統(tǒng))可以用揚(yáng)聲器設(shè)備發(fā)出音調(diào)和/或用顯示器設(shè)備顯示可視警報(bào)以指示檢測(cè)到不合格的鐵軌配置。如以上所指出的，移動(dòng)平臺(tái)上的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可通過若干可用的通信網(wǎng)絡(luò)(諸如專用網(wǎng)絡(luò)、因特網(wǎng)、等)中的任何一個(gè)與一個(gè)或多個(gè)其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通信，并且另一個(gè)生成警報(bào)的例子可包括通過這種網(wǎng)絡(luò)向一個(gè)或多個(gè)其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)。僅作為例子，許多鐵路維持操作中心，在該操作中心，操作人員監(jiān)控鐵路系統(tǒng)狀況，移動(dòng)平臺(tái)上的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可向該操作中心發(fā)送數(shù)據(jù)，警報(bào)可在操作中心生成和/或分發(fā)，用于一個(gè)或多個(gè)操作者進(jìn)行審查。同樣也存在其它例子在某些情況下，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(其可以是如上所述的監(jiān)控系統(tǒng)或者與這種監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通信的計(jì)算機(jī)系統(tǒng))可以被配置為在接收到表明不合格的鐵軌配置的數(shù)據(jù)時(shí)向適當(dāng)?shù)墓ぷ魅藛T發(fā)送電子郵件消息；在其它情況下，生成警報(bào)可包括與鐵路的系統(tǒng)范圍監(jiān)控系統(tǒng)連接以利用該系統(tǒng)范圍監(jiān)控系統(tǒng)所提供的任何警報(bào)框架；在又一其它情況下，生成警報(bào)可包括在數(shù)據(jù)庫中生成記錄，其可在稍后時(shí)間由操作人員和/或自動(dòng)過程審查?；谠诖斯_的內(nèi)容，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，有各種技術(shù)生成警報(bào)，并且根據(jù)不同的實(shí)施方式，使用任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)。
圖5提供計(jì)算機(jī)系統(tǒng)500的一個(gè)實(shí)施例的示意性表示，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可執(zhí)行由如在此描述的多個(gè)其它實(shí)施例提供的方法，和/或用作上述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)160和/或遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。應(yīng)當(dāng)指出，圖5僅僅意味著提供各種組件的通用表示，其中一個(gè)或多個(gè)(或沒有)這種組件可以被適當(dāng)?shù)乩?。因此，圖5廣義地表示各個(gè)系統(tǒng)元件如何以相對(duì)分離或相對(duì)更集成的方式實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)500被示出包括可通過總線505電連接(或在合適情況下以別的方式進(jìn)行通信)的硬件單元。硬件單元可包括一個(gè)或多個(gè)處理器510，其包括但不限于一個(gè)或多個(gè)通用處理器和/或一個(gè)或多個(gè)專用處理器(諸如數(shù)字信號(hào)處理器芯片、圖形加速處理器等)；一個(gè)或多個(gè)輸入器件515,其包括但不限于鼠標(biāo)、鍵盤等；和一個(gè)或多個(gè)輸出器件520,其可包括但不限于顯示設(shè)備、打印機(jī)等。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)500可進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器件525 (和/或與其進(jìn)行通信)，其可包括但不限于本地和/或網(wǎng)絡(luò)可訪問存儲(chǔ)器和/或包括但不限于磁盤驅(qū)動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)器陣列、光學(xué)存儲(chǔ)設(shè)備、諸如隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(RAM)和/或只讀存儲(chǔ)器(ROM)的固態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備，其可以是可編程的、可快速更新的等。這種存儲(chǔ)器件可以被配置為實(shí)現(xiàn)任何適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)存儲(chǔ)，包括但不限于各種文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)等。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)500還可包括通信子系統(tǒng)530，其可包括但不限于調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)卡(有線或無線)、紅外通信設(shè)備、無線通信設(shè)備和/或芯片組(諸如藍(lán)牙設(shè)備、802. 11設(shè)備、WiFi設(shè)備、WiMax設(shè)備、WffAN設(shè)備、蜂窩通信設(shè)施等)等。通信子系統(tǒng)530可允許與網(wǎng)絡(luò)(諸如上述的網(wǎng)絡(luò))、其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和/或任何在此描述的設(shè)備交換數(shù)據(jù)。在許多實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)500將進(jìn)一步包括工作存儲(chǔ)器535，其可包括如上所述的RAM或ROM器件。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)500還可包括軟件單元，示為當(dāng)前位于工作存儲(chǔ)器535內(nèi)，其包括操作系統(tǒng)540、設(shè)備驅(qū)動(dòng)器、可執(zhí)行庫和/或其它代碼，諸如一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用程序545，其可包括由各種實(shí)施例提供的計(jì)算機(jī)程序和/或可被設(shè)計(jì)為實(shí)施由其它實(shí)施例提供的方法和/或配置系統(tǒng)，如在此所描述的。僅作為例子，參照以上討論的方法所描述的一個(gè)或多個(gè)過程可以被實(shí)現(xiàn)為由計(jì)算機(jī)(和/或計(jì)算機(jī)內(nèi)的處理器)可執(zhí)行的代碼和/或指令；在一個(gè)方面，這種代碼和/或指令可用于配置和/或適應(yīng)通用計(jì)算機(jī)(或其它設(shè)備)以執(zhí)行根據(jù)所述方法的一個(gè)或多個(gè)操作。這些指令和/或代碼的集合可以被編碼和/或存儲(chǔ)在非瞬時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，諸如上述的存儲(chǔ)器件525。在某些情況下，存儲(chǔ)介質(zhì)可包含在諸如系統(tǒng)500的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)。在其它實(shí)施例中，存儲(chǔ)介質(zhì)可與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分離(即，可移動(dòng)介質(zhì)，諸如光盤等)和/或在安裝包中提供，以致存儲(chǔ)介質(zhì)可用于用在其上存儲(chǔ)的指令/代碼來編程、配置和/或適應(yīng)通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這些指令可采用能夠由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)500執(zhí)行的可執(zhí)行代碼的形式和/或采用源和/或安裝代碼的形式，當(dāng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)500上編譯和/或安裝(例如使用多種通用編譯器、安裝程序、壓縮/解壓縮工具等)時(shí)，采用可執(zhí)行代碼的形式。顯然，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可根據(jù)具體要求進(jìn)行許多改變。例如，也可使用定制硬件(諸如可編程邏輯控制器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列、專用集成電路等)，和/或以硬件、軟件(包括便攜式軟件，諸如Applet等)實(shí)現(xiàn)特定單元，或者兩者都使用。另外，可以采用到諸如網(wǎng)絡(luò)輸入/輸出設(shè)備的其它計(jì)算機(jī)設(shè)備的連接。如上所述，在一個(gè)方面，某些實(shí)施例可以使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(諸如計(jì)算機(jī)系統(tǒng)500)
以執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的方法。根據(jù)一組實(shí)施例，這種方法的一些或所有過程由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)500執(zhí)行，以響應(yīng)處理器510執(zhí)行在工作存儲(chǔ)器535中包含一個(gè)或多個(gè)指令的一個(gè)或多個(gè)序列(其可包含在操作系統(tǒng)540和/或其它代碼中，諸如應(yīng)用程序545)。這種指令可以從諸如一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器件525的其它計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中讀入工作存儲(chǔ)器535中。僅作為例子，執(zhí)行在工作存儲(chǔ)器535中包含的指令的序列可使得處理器510執(zhí)行在此描述的方法的一個(gè)或多個(gè)過程。術(shù)語“機(jī)器可讀介質(zhì)”和“計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”，如在此所使用的，是指任何參與提供使得機(jī)器以特定方式運(yùn)行的數(shù)據(jù)的介質(zhì)。在使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)500實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例中，各種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可參與向處理器510提供用于執(zhí)行的指令/代碼和/或用于存儲(chǔ)和/或攜帶這種指令/代碼(例如信號(hào))。在許多實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)是非瞬時(shí)性、物理和/或有形的存儲(chǔ)介質(zhì)。這種介質(zhì)可采用許多形式，包括但不限于非易失性介質(zhì)、易失性介質(zhì)和傳輸介質(zhì)。非易失性介質(zhì)包括例如光盤和/或磁盤，諸如存儲(chǔ)器件525。易失性介質(zhì)包括但不限于動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，諸如工作存儲(chǔ)器535。傳輸介質(zhì)包括但不限于同軸電纜、銅線和光纖,包括包含總線505的線路以及通信子系統(tǒng)530的多個(gè)組件(和/或通信子系統(tǒng)530提供與其它設(shè)備的通信所用的介質(zhì))。因此，傳輸介質(zhì)也可采用波的形式(包括但不限于無線、聲波和/或光波，諸如在無線電波和紅外數(shù)據(jù)通信中生成的那些波)。物理和/或有形的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的通常形式包括例如固態(tài)存儲(chǔ)器、軟盤、硬盤、磁帶或任何其它磁介質(zhì)、CD-ROM、任何其它光學(xué)介質(zhì)、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EPR0M、任何其它存儲(chǔ)器芯片或磁帶、如后面所述的載波、或任何其它計(jì)算機(jī)可從中讀取指令和/或代碼的介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的各種形式可涉及向處理器510傳送一個(gè)或多個(gè)指令的一個(gè)或多個(gè)序列用于執(zhí)行。僅作為例子，指令最初可在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的磁盤和/或光盤上攜帶。遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)可將指令裝載到其動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器中并將指令作為信號(hào)通過傳輸介質(zhì)發(fā)送以由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)500接收和/或執(zhí)行?？梢圆捎秒姶判盘?hào)、聲信號(hào)、光信號(hào)等形式的這些信號(hào)是指令可在其上根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例編碼的載波的所有例子。通信子系統(tǒng)530(和/或其組件)通常接收信號(hào)，然后，總線將這些信號(hào)(和/或由這些信號(hào)攜帶的數(shù)據(jù)、指令等)傳送到工作存儲(chǔ)器535，處理器505從工作存儲(chǔ)器535獲取并執(zhí)行指令。可選地，工作存儲(chǔ)器535所接收的指令可以在處理器510執(zhí)行之前或之后被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器件525上。盡管已經(jīng)參照示例性實(shí)施例描述了某些特征和方面，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員知道，可能有無數(shù)的修改。例如，在此描述的方法和處理可以使用硬件組件、軟件組件和/或其任何組合實(shí)現(xiàn)。另外，盡管為了方便說明，參照特定結(jié)構(gòu)和/或功能組件描述了在此所述的各種方法和過程，但各種實(shí)施例所提供的方法并不限于任何特定的結(jié)構(gòu)和/或功能體系，而是可以在任何合適的硬件、固件和/或軟件配置上實(shí)現(xiàn)。同樣，盡管某些功能屬于某些系統(tǒng)組件，但除非上下文指出，否則該功能可以根據(jù)若干實(shí)施例分布于多種其它系統(tǒng)組件中。另外，盡管為了便于說明，以特定的順序描述了在此所述的方法和處理的過程，但除非上下文指出，否則，根據(jù)不同實(shí)施例，各種過程可以重新排序、添加和/或省略。另外，參照一種方法或處理描述的過程可以包含在其它所描述的方法和過程中；同樣，根據(jù)特定結(jié)構(gòu)體系和/或參照一個(gè)系統(tǒng)描述的系統(tǒng)組件可在可選的結(jié)構(gòu)體系中組織和/或結(jié)合在其 它所述的系統(tǒng)中。因此，盡管為了便于說明，不同的實(shí)施例使用或未使用某些特征進(jìn)行描述并表示這些實(shí)施例的示例性方面，但除非上下文特別指出，否則，在此參照特定實(shí)施例描述的不同組件和/或特征可以被替換、添加和/或除去。因此，盡管以上描述了若干示例性實(shí)施例，但應(yīng)當(dāng)知道，本發(fā)明意味著覆蓋在后面的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有變化和等同。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括 當(dāng)被配置為沿著包括一個(gè)或多個(gè)鐵軌的軌道移動(dòng)的移動(dòng)平臺(tái)沿著所述軌道行駛時(shí)，用安裝在所述移動(dòng)平臺(tái)上的第一圖像獲取設(shè)備獲取一系列位置參考圖像； 在至少一個(gè)位置參考圖像中，識(shí)別位于所述軌道附近的視覺目標(biāo)； 確定從所述移動(dòng)平臺(tái)到所述視覺目標(biāo)的距離； 在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，至少部分地基于所確定的從所述移動(dòng)平臺(tái)到所述視覺目標(biāo)的距離，計(jì)算所述移動(dòng)平臺(tái)在所述軌道上的位置； 用一個(gè)或多個(gè)第二圖像獲取設(shè)備獲取所述一個(gè)或多個(gè)鐵軌的一個(gè)或多個(gè)軌道圖像；在所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)軌道圖像中的至少一個(gè)執(zhí)行攝影測(cè)量分析，以識(shí)別所述軌道的鐵軌配置； 將所述鐵軌配置與所述移動(dòng)平臺(tái)在所述軌道上的位置相關(guān)聯(lián)；以及在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)記錄，其包括有關(guān)所述鐵軌配置的數(shù)據(jù)和有關(guān)相關(guān)聯(lián)的所述移動(dòng)平臺(tái)的位置的數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，確定從所述移動(dòng)平臺(tái)到所述視覺目標(biāo)的距離包括 基于所述視覺目標(biāo)的標(biāo)識(shí)，啟動(dòng)所述移動(dòng)平臺(tái)上的電子距離測(cè)量系統(tǒng)；以及 用所述電子距離測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量從所述移動(dòng)平臺(tái)到所述視覺目標(biāo)的距離。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，計(jì)算所述移動(dòng)平臺(tái)的位置包括用相對(duì)于所述移動(dòng)平臺(tái)的已知位置計(jì)算目標(biāo)點(diǎn)的位置。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述目標(biāo)點(diǎn)是所述一個(gè)或多個(gè)第二圖像獲取設(shè)備中的至少一個(gè)的視場(chǎng)內(nèi)的點(diǎn)。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，計(jì)算所述移動(dòng)平臺(tái)在所述軌道上的位置包括至少部分地基于所確定的從所述移動(dòng)平臺(tái)到所述視覺目標(biāo)的距離并至少部分地基于從全球網(wǎng)絡(luò)衛(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)中獲取的位置解，計(jì)算所述移動(dòng)平臺(tái)的位置。
6.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括 至少部分地基于所計(jì)算的所述移動(dòng)平臺(tái)的位置，啟動(dòng)所述一個(gè)或多個(gè)第二圖像獲取設(shè)備以獲取所述一個(gè)或多個(gè)軌道圖像。
7.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，一個(gè)或多個(gè)第一圖像獲取設(shè)備和所述一個(gè)或多個(gè)第二圖像獲取設(shè)備是相同的一個(gè)或多個(gè)圖像獲取設(shè)備。
8.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述鐵軌配置包括維度度量。
9.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括 確定所述鐵軌配置是否合格。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，確定所述鐵軌配置是否合格包括將所述數(shù)據(jù)記錄與先前存儲(chǔ)的與所述移動(dòng)平臺(tái)的位置對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行比較。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，確定所述鐵軌配置是否合格包括將所述鐵軌配置與合格的鐵軌配置的一個(gè)或多個(gè)標(biāo)稱值進(jìn)行比較。
13.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述軌道包括多個(gè)鐵軌。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述鐵軌配置包括所述多個(gè)鐵軌中的兩個(gè)或多個(gè)之間的鐵軌間間隔。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述鐵軌配置包括所述多個(gè)鐵軌中的兩個(gè)或多個(gè)之間的傾斜度。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述鐵軌配置包括所述多個(gè)鐵軌中的至少一個(gè)的高度。
17.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)軌道圖像中的至少一個(gè)執(zhí)行攝影測(cè)量分析包括在所述至少一個(gè)圖像中識(shí)別第一鐵軌的第一邊緣的位置。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)軌道圖像中的至少一個(gè)執(zhí)行攝影測(cè)量分析還包括 識(shí)別第二鐵軌的第二邊緣的位置；以及 根據(jù)所述第一鐵軌的所述第一邊緣的位置和所述第二鐵軌的所述第二邊緣的位置，計(jì)算所述鐵軌之間的距離。
19.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)位于所述移動(dòng)平臺(tái)上。
20.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述移動(dòng)平臺(tái)是使用中的軌道車廂。
21.—種鐵路軌道監(jiān)控系統(tǒng)，包括 移動(dòng)平臺(tái)，其被配置為沿著包括一個(gè)或多個(gè)鐵軌的軌道移動(dòng)； 第一圖像獲取設(shè)備，其安裝在所述移動(dòng)平臺(tái)上，用于當(dāng)所述移動(dòng)平臺(tái)沿著所述軌道行駛時(shí)獲取一系列位置參考圖像； 一個(gè)或多個(gè)第二圖像獲取設(shè)備，用于獲取所述一個(gè)或多個(gè)鐵軌的一個(gè)或多個(gè)軌道圖像； 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)軌道配置數(shù)據(jù)；以及 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其包括一個(gè)或多個(gè)處理器和一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，在所述存儲(chǔ)介質(zhì)上編碼有可由所述一個(gè)或多個(gè)處理器運(yùn)行以使所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)操作的一組指令，該組指令包括 用于在至少一個(gè)位置參考圖像中識(shí)別視覺目標(biāo)的指令； 用于確定從所述移動(dòng)平臺(tái)到所述視覺目標(biāo)的距離的指令； 用于至少部分地基于所確定的從所述移動(dòng)平臺(tái)到所述視覺目標(biāo)的距離來計(jì)算所述移動(dòng)平臺(tái)的位置的指令； 用于對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)軌道圖像中的至少一個(gè)執(zhí)行攝影測(cè)量分析以識(shí)別所述軌道的鐵軌配置的指令； 用于將所述鐵軌配置與所述移動(dòng)平臺(tái)在所述軌道上的位置相關(guān)聯(lián)的指令；以及用于在所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)記錄的指令，其中所述記錄包括有關(guān)所述鐵軌配置的數(shù)據(jù)和有關(guān)相關(guān)聯(lián)的所述移動(dòng)平臺(tái)的位置的數(shù)據(jù)。
22.—種裝置，包括 計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，在其上編碼有可由一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)執(zhí)行以執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)操作的一組指令，該組指令包括 用于在由安裝在被配置為沿著包括一個(gè)或多個(gè)鐵軌的軌道移動(dòng)的移動(dòng)平臺(tái)上的第一圖像獲取設(shè)備獲取的至少一個(gè)位置參考圖像中識(shí)別位于所述軌道附近的視覺目標(biāo)的指令；用于確定從所述移動(dòng)平臺(tái)到所述視覺目標(biāo)的距離的指令； 用于至少部分地基于所確定的從所述移動(dòng)平臺(tái)到所述視覺目標(biāo)的距離來計(jì)算所述移動(dòng)平臺(tái)的位置的指令； 用于對(duì)由一個(gè)或多個(gè)第二圖像獲取設(shè)備獲取的一個(gè)或多個(gè)軌道圖像執(zhí)行攝影測(cè)量分析以識(shí)別所述軌道的鐵軌配置的指令； 用于將所述鐵軌配置與所述移動(dòng)平臺(tái)在所述軌道上的位置相關(guān)聯(lián)的指令；以及用于在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)記錄的指令，其中所述記錄包括有關(guān)所述鐵軌配置的數(shù)據(jù)和有關(guān)相關(guān)聯(lián)的所述移動(dòng)平臺(tái)的位置的數(shù)據(jù)。
23.一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括 一個(gè)或多個(gè)處理器；以及 與所述一個(gè)或多個(gè)處理器進(jìn)行通信的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，在所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上編碼有可由所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行以執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)操作的一組指令，該組指令包括 用于在由安裝在被配置為沿著包括一個(gè)或多個(gè)鐵軌的軌道移動(dòng)的移動(dòng)平臺(tái)上的第一圖像獲取設(shè)備獲取的至少一個(gè)位置參考圖像中識(shí)別位于所述軌道附近的視覺目標(biāo)的指令; 用于確定從所述移動(dòng)平臺(tái)到所述視覺目標(biāo)的距離的指令； 用于至少部分地基于所確定的從所述移動(dòng)平臺(tái)到所述視覺目標(biāo)的距離來計(jì)算所述移動(dòng)平臺(tái)的位置的指令； 用于對(duì)由一個(gè)或多個(gè)第二圖像獲取設(shè)備獲取的一個(gè)或多個(gè)軌道圖像執(zhí)行攝影測(cè)量分析以識(shí)別所述軌道的鐵軌配置的指令； 用于將所述鐵軌配置與所述移動(dòng)平臺(tái)在所述軌道上的位置相關(guān)聯(lián)的指令；以及用于在所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)記錄的指令，所述記錄包括有關(guān)所述鐵軌配置的數(shù)據(jù)和有關(guān)相關(guān)聯(lián)的所述移動(dòng)平臺(tái)的位置的數(shù)據(jù)。
24.—種方法,包括 確定被配置為沿著包括一個(gè)或多個(gè)鐵軌的軌道移動(dòng)的移動(dòng)平臺(tái)的位置； 用一個(gè)或多個(gè)第一圖像獲取設(shè)備獲取所述一個(gè)或多個(gè)鐵軌的一個(gè)或多個(gè)軌道圖像；在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)軌道圖像中的至少一個(gè)執(zhí)行攝影測(cè)量分析，以識(shí)別所述軌道的鐵軌配置； 將所述鐵軌配置與所述移動(dòng)平臺(tái)在所述軌道上的位置相關(guān)聯(lián)；以及在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)記錄，其中所述記錄包括有關(guān)所述鐵軌配置的數(shù)據(jù)和有關(guān)相關(guān)聯(lián)的所述移動(dòng)平臺(tái)的位置的數(shù)據(jù)。
25.如權(quán)利要求24的方法，其中，確定移動(dòng)平臺(tái)的位置包括 當(dāng)所述移動(dòng)平臺(tái)沿著所述軌道行駛時(shí)，用安裝在所述移動(dòng)平臺(tái)上的第二圖像獲取設(shè)備獲取一系列位置參考圖像； 在至少兩個(gè)位置參考圖像中，識(shí)別位于所述軌道附近的視覺目標(biāo)； 基于對(duì)所述至少兩個(gè)位置參考圖像中所述視覺目標(biāo)的位置的分析，確定所述移動(dòng)平臺(tái)相對(duì)于所述視覺目標(biāo)的位置；以及 在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，至少部分地基于所確定的所述移動(dòng)平臺(tái)相對(duì)于所述視覺目標(biāo)的位置，計(jì)算所述移動(dòng)平臺(tái)在所述軌道上的位置。
26.如權(quán)利要求24所述的方法，其中，確定所述移動(dòng)平臺(tái)的位置包括至少部分地基于由全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)接收機(jī)接收的信息，確定所述位置。
27.如權(quán)利要求24所述的方法，其中，確定所述移動(dòng)平臺(tái)的位置包括至少部分地基于慣性測(cè)量，確定所述位置。
28.如權(quán)利要求24所述的方法，其中，確定所述移動(dòng)平臺(tái)的位置包括至少部分地根據(jù)基于圖像的運(yùn)動(dòng)跟蹤，確定所述位置。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其中，所述基于圖像的運(yùn)動(dòng)跟蹤包括對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)軌道圖像中的至少一些軌道圖像執(zhí)行反向攝影測(cè)量。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于監(jiān)控軌道幾何形狀的工具和技術(shù)。在一個(gè)方面，一些這樣的工具和技術(shù)可確定沿著軌道的平臺(tái)的位置，獲取一個(gè)或多個(gè)軌道圖像，和/或分析在該點(diǎn)的鐵軌配置。在另一個(gè)方面，一些解決方案可利用攝影測(cè)量技術(shù)以分析鐵軌配置，進(jìn)而在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)關(guān)于可能與圖像的位置相關(guān)的鐵軌配置的數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)B61K9/08GK102756744SQ201210126528
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月27日
發(fā)明者B·A·弗斯伯格, M·E·尼科爾斯, N·T·拉爾森, P·M·霍爾姆格倫 申請(qǐng)人:天寶導(dǎo)航有限公司