一种基于色域码控制机车的方法、系统、装置及介质

技术领域

本申请实施例涉及车辆控制领域，具体涉及一种基于色域码控制机车的方法、系统、装置及介质。

背景技术

相关技术中，轨道机车的定位主要依靠带惯导的卫星定位系统。带惯导的卫星定位系统受轨道周围建筑物环境的影响较大，例如，在机车被钢架廊桥、管道、厂房、高墙等遮挡的区域不能准确定位，在高炉下被完全遮挡，卫星定位完全无法使用，导致不能够准确的定位到机车，从而无法精准的控制机车的运行状态。

因此，如何精准的控制机车的运行状态成为需要解决的问题。

发明内容

本申请实施例提供一种基于色域码控制机车的方法、系统、装置及介质，通过本申请的一些实施例至少能够实现实时的获得机车在参照物内的精确位置，从而能够对机车的运行状态进行准确控制。

第一方面，本申请提供了一种控制机车的方法，应用于处理器，所述方法包括：获取待识别图像，其中，所述待识别图像是对定位标识进行拍摄得到的，所述定位标识设置在参照物上，所述机车可在所述参照物内部移动，所述定位标识采用色域码进行表征；根据所述定位标识上携带的颜色信息，得到所述机车相对于所述参照物的位置；基于所述位置生成控制所述机车运行状态的指令。

因此，本申请实施例通过识别参照物上的定位标识，能够实现在通信信号被遮挡的情况下，也能识别机车相对于参照物的位置，从而能够精准的对机车的运行状态进行控制，从而提高机车的作业效率，通过识别定位标识上携带的颜色信息，能够获得每种颜色对应的位置，从而获得机车相对于参照物的位置。

结合第一方面，在本申请的一种实施方式中，所述色域码包括多种不同的颜色；所述根据所述定位标识上携带的颜色信息，得到所述机车相对于所述参照物的位置，包括：从所述待识别图像上的色域码中确定目标颜色，其中，所述目标颜色在所述参照物上的分布位置与所述机车在所述参照物内部所处的位置满足要求；确定所述目标颜色在所述色域码中的位置，并且通过所述目标颜色在所述色域码中的位置，得到所述机车相对于所述参照物的位置。

因此，本申请实施例通过确定距离机车最近的目标颜色，能够获得机车在色域码中的具体位置，从而获得准确的相对位置。

结合第一方面，在本申请的一种实施方式中，所述确定所述目标颜色在所述色域码中的位置，并且通过所述位置得到所述机车在所述参照物内的相对位置，包括：识别所述目标颜色的RGB值；在数据转换规则表中查找与所述RGB值对应的目标距离值，其中，所述数据转换规则表用于存储RGB值与距离值之间的对应关系；将所述目标距离值作为所述机车相对于所述参照物的位置。

因此，本申请实施例通过在数据转换规则表中查询目标颜色的RGB值，能够迅速的得到机车相对于参照物的位置，从而能够提升识别效率。

结合第一方面，在本申请的一种实施方式中，在所述在数据转换规则表中查找与所述RGB值对应的目标距离值之前，所述方法还包括：将多个距离值与所述多种不同的颜色的RGB值相对应，建立所述数据转换规则表，其中，一个距离值对应一种颜色的RGB值。

因此，本申请实施例通过在识别之前预先存储数据转换规则表，能够提升识别速度，从而保证机车的作业效率。

结合第一方面，在本申请的一种实施方式中，色域码均匀的分布在所述参照物的内壁、地面或顶面上。

第二方面，本申请提供了一种基于色域码控制机车的装置，所述装置包括：图像获取模块，被配置为获取待识别图像，其中，所述待识别图像是对定位标识进行拍摄得到的，所述定位标识设置在参照物上，所述机车可在所述参照物内部移动，所述定位标识采用色域码进行表征；位置识别模块，被配置为通过根据所述定位标识上携带的颜色信息，得到所述机车相对于所述参照物的位置；指令生成模块，被配置为基于所述位置生成控制所述机车运行状态的指令。

结合第二方面，在本申请的一种实施方式中，所述色域码包括多种不同的颜色；所述位置识别模块被配置为：从所述待识别图像上的色域码中确定目标颜色，其中，所述目标颜色在所述参照物上的分布位置与所述机车在所述参照物内部所处的位置满足要求；确定所述目标颜色在所述色域码中的位置，并且通过所述目标颜色在所述色域码中的位置，得到所述机车相对于所述参照物的位置。

结合第二方面，在本申请的一种实施方式中，所述位置识别模块被配置为：识别所述目标颜色的RGB值；在数据转换规则表中查找与所述RGB值对应的目标距离值，其中，所述数据转换规则表用于存储RGB值与距离值之间的对应关系；将所述目标距离值作为所述机车相对于所述参照物的位置。

结合第二方面，在本申请的一种实施方式中，所述位置识别模块被配置为：将多个距离值与所述多种不同的颜色的RGB值相对应，建立所述数据转换规则表，其中，一个距离值对应一种颜色的RGB值。

结合第二方面，在本申请的一种实施方式中，色域码均匀的分布在所述参照物的内壁、地面或顶面上。

第三方面，本申请提供了一种基于色域码控制机车的系统，所述系统包括；摄像头，被配置为对参照物进行拍摄得到待识别图像；处理器，被配置为获取所述待识别图像，并且根据所述待识别图像执行如第一方面任意实施例所述的方法，获得控制机车运行状态的指令；任务执行单元，被配置为获取并执行所述指令。

第四方面，本申请提供了一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线；所述处理器通过所述总线与所述存储器相连，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序由所述处理器执行时可实现如第一方面任意实施例所述方法。

第五方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被执行时可实现如第一方面任意实施例所述方法。

附图说明

图1为本申请实施例示出的一种控制机车的系统组成示意图；

图2为本申请实施例示出的一种控制机车的方法流程图之一；

图3为本申请实施例示出的一种色域码示意图；

图4为本申请实施例示出的一种控制机车的方法流程图之二；

图5为本申请实施例示出的一种控制机车的装置组成示意图；

图6为本申请实施例示出的一种电子设备组成示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对附图中提供的本申请的实施例的详情描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护范围。

本申请实施例可以应用于在参照物限定机车的活动范围的情况下(例如，高炉对机车进行遮挡的情况下)，对机车进行定位以及控制机车的运行状态的场景。为了改善背景技术中的问题，在本申请的一些实施例中，通过在参照物内设置定位标识来准确的对机车进行定位。例如，在本申请的一些实施例中，通过识别定位标识上的颜色信息来获得机车相对于参照物的准确位置，从而依据该位置生成控制机车运行状态的指令。

下面结合附图详细描述本申请实施例中的方法步骤。

图1提供了本申请一些实施例中的基于色域码控制机车的系统组成示意图，该系统包括摄像头110、处理器120和任务执行单元130。具体的，摄像头110对参照物内的定位标识进行拍摄获得待识别图像，并且将待识别图像发送给处理器120。处理器120在接收到待识别图像之后，对待识别图像中显示的颜色信息进行识别，得到机车相对于参照物的位置，并且基于该相对位置生成控制机车运行状态的指令，之后向任务执行单元130发送该指令。任务执行单元130在接收到该指令之后，依据指令内容对机车的运行状态进行控制。

与本申请实施例不同的是相关技术中，轨道机车的定位主要依靠带惯导的卫星定位系统。带惯导的卫星定位系统受轨道周围建筑物环境的影响较大，导致不能够准确的定位到机车，从而无法精准的控制机车的运行状态。而本申请的实施例是通过识别参照物中的定位标识，来对机车的位置进行定位的，因此本申请的实施例并不需要像相关技术使用卫星定位即可获得机车相对于参照物的位置。

下面以处理器为例示例性阐述本申请一些实施例提供的控制机车的方案。

至少为了解决背景技术中的问题，如图2所示，本申请一些实施例提供了一种基于色域码控制机车的方法，该方法包括：

S210，获取待识别图像。

需要说明的是，待识别图像上至少包括定位标识，待识别图像是对定位标识进行拍摄得到的，定位标识设置在参照物上，机车可在参照物内部移动。

在本申请的一种实施方式中，定位标识被布置在参照物的内壁、地面或顶面上，参照物可以是钢架廊桥、管道、厂房、高墙、高炉等，机车需要进入参照物内进行作业。

作为本申请一具体实施例，参照物为高炉，机车进入参照物内进行作业，例如，机车在参照物的指定位置内停车装载货物，之后启动驶出高炉。工作人员在高炉的墙壁上布置定位标识，即可通过待识别图像获得机车相对于高炉的位置，并且准确的控制机车在固定位置进行停止或启动。可以理解的是，本实施例仅为举例，本申请的实施例不限于此。

作为本申请另一具体实施例，参照物为地铁围栏，机车为地铁，那么工作人员在地铁围栏中布置定位标识，当地铁在运行的过程中，安装在地铁与前进方向相对应的车厢上的摄像头对定位标识进行拍摄，获得定位标识，之后处理器通过识别待识别图像获得地铁相对于地铁围栏的位置。可以理解的是，本实施例仅为举例，本申请的实施例不限于此。

在本申请的一种实施方式中，拍摄待识别图像的摄像头可以安装在机车的第一节车厢与最后一节车厢上，还可以安装在参照物的内壁上或者顶面上。摄像头拍摄的时间间隔可以根据实际的生产需求进行设置，可以是0.01秒拍摄一张图像，也可以是0.001秒拍摄一张图像，本申请实施例不限于此。

S220，根据定位标识上携带的颜色信息，得到机车相对于参照物的位置。

需要说明的是，机车相对于参照物的位置可以理解为：机车在参照物内所处的位置。

也就是说，处理器在获得待识别图像之后，待识别图像会显示定位标识，在本实施例中，定位标识上会携带颜色信息，通过识别颜色信息得到机车相对于参照物的位置。

因此，本申请实施例通过识别定位标识上携带的颜色信息，能够获得每种颜色对应的位置，从而获得机车相对于参照物的位置。

具体的，在定位标识采用色域码进行表征，色域码包括多种不同的颜色时，得到机车相对于参照物的位置的具体实施步骤如下所示：

S2201，从待识别图像上的色域码中确定目标颜色，其中，目标颜色在参照物上的分布位置与机车在参照物内部所处的位置满足要求。

也就是说，色域码由多种不重复的颜色组成，首先需要从色域码中找到与机车最近的颜色，作为目标颜色，由目标颜色明确机车所在的位置。

可以理解的是，在本申请中目标颜色在参照物上的分布位置为与机车最近的位置，可以根据实际的生产情况进行设定，本申请不限于此。

例如，如图3所示，色域码301中包括多个区域，每个区域中都对应着不同的颜色，其中，第一区域302设置的颜色为黑色，第二区域303设置的颜色为赤色，第三区域304设置的颜色为蓝色，第四区域305设置的颜色为青色，第五区域306设置的颜色为黄色，第六区域307设置的颜色为绿色，第七区域308设置的颜色为紫色，第八区域309设置的颜色为白色。从待识别图像上得知距离机车最近的目标颜色为蓝色。

可以理解的是，图3中展示的色域码仅为示例，在实际的参照物内，布置色域码的区域根据实际的生产情况而定。色域码中每个区域的宽度也可以根据实际的生产情况而定，各区域的宽度越宽获得的相对位置精度越低，相反，各区域的宽度越窄获得的相对位置精度越高。

S2202，确定目标颜色在色域码中的位置，并且通过目标颜色在色域码中的位置得到机车相对于参照物的位置。

也就是说，在获得距离机车位置最近的目标颜色之后，确定目标颜色整个色域码内的位置，并且将目标颜色在色域码内的位置作为机车相对于参照物的位置。

因此，本申请实施例通过确定距离机车最近的目标颜色，能够获得机车在色域码中的具体位置，从而获得准确的相对位置。

可以理解的是，RGB是以R(红)、G(绿)、B(蓝)三种基本色进行不同程度的叠加产生的丰富的颜色，其中R：0-255；G：0-255；B：0-255。

具体的，通过目标颜色获得相对位置的具体实施步骤如下所示：

S1，将多个距离值与多种不同的颜色的RGB值相对应，建立数据转换规则表，其中，一个距离值对应一种颜色的RGB值。

也就是说，在确定目标颜色在色域表中的位置的之前，需要建立用于存储距离值与色域表中各颜色的RGB值之间的对应对应关系的数据转换规则表。

作为本申请一具体实施例，运行机车到高炉下，当识别到第一个待识别图像时，记下此时的定位坐标作为色域识别定位的初始点，后续每往前识别一个颜色的RGB值，则定位坐标将增加一厘米。如果轨道有弯道则需要定点标定，测量实际值。

例如，数据转换规则表如下表1所示：

表1数据转换规则表

因此，本申请实施例通过在识别之前预先存储数据转换规则表，能够提升识别速度，从而保证机车的作业效率。

S2，识别目标颜色的RGB值。

也就是说，在获得目标颜色以及建立完成数据转换规则表之后，处理器对目标颜色的RGB值进行识别，获得与目标颜色对应的RGB值。

S3，在数据转换规则表中查找与RGB值对应的目标距离值，其中，数据转换规则表用于存储RGB值与距离值之间的对应关系。

也就是说，在获得RGB值之后，在数据转换规则表中查找到该RGB值之后，在对应的找到与RGB值相对应的距离值，将该距离值作为机车在参照物中的相对位置。

例如，如上表1所示，识别出目标颜色的RGB值为(0,0,255)，所以查找数据转换规则表中相对应的距离值为3cm，则机车在参照物中的相对位置为3cm。

因此，本申请实施例通过在数据转换规则表中查询目标颜色的RGB值，能够迅速的得到机车相对于参照物的位置，从而能够提升识别效率。

S230，基于该位置生成控制机车运行状态的指令。

也就是说，机车在参照物中是固定的位置对应固定的指令，在确认相对位置之后，基于相对位置确认机车应该执行何种指令，并且相对应的生成控制机车运行状态的指令。

例如，机车应该在距离值为3cm的位置停车2分钟，那么在处理器识别到距离值为3cm的情况下，立即生成并且向机车传递停车2分钟的指令，以使机车能够在接收到该指令之后进行停车操作。

上文描述了本申请由处理器执行的控制机车的方法，下文将描述本申请提供的一种控制机车的方法的具体实施例。

现有轨道机车定位系统存在以下问题：轨道机车在被钢架廊桥、管道、厂房、高墙等遮挡的区域单纯依靠带惯导的卫星定位系统不能准确定位；在高炉下，轨道机车无法确定当前轨道的实际位置。

为了解决上述问题，本申请提供了轨道机车色域识别定位系统采用基于OpenCV(可以理解的是，OpenCV是跨平台计算机视觉和机器学习软件库)的色域识别方案，提升了轨道机车在高炉下定位的可靠性。轨道机车色域识别定位系统通过融合摄像头传感器数据，利用OpenCV图像识别方法，实现了轨道机车在被遮挡区域的准确定位。可用于高炉下自动驾驶机车精准停车的数据支撑。

也就是说，轨道机车色域识别定位系统以OpenCV图像识别算法为基础，实现了轨道机车在遮挡场景下(例如，高炉遮挡轨道机车的场景)，可靠以及高精度的位置定位。

具体的，轨道机车色域识别定位系统分为图像识别模块、网络通讯模块和数据处理模块。

在本申请的一种实施方式中，工作人员需要对高炉下的墙面两侧刷上按规律排列的色域码。图像识别模块利用安装在轨道机车运行前端的高速摄像头获取墙面的色域图像(即显示有色域码的待识别图像)，使用OpenCV图像识别算法识别出当前轨道机车位置的RGB值。

高炉两侧墙面色域排列规则包括：根据实际高炉下轨道长度，以一厘米为色域宽度，分别刷上不同的RGB连续色域图像。例如，RGB色域图像值以(255,250,250)开始，依次排列。可以理解的是，色域图像排列可以连续且宽度相同。

高速摄像头安装规则为，在机车前进方向侧面安装高速摄像头，调整摄像头广角，保证可实时获取机车前行方向墙面的完整色域图像。

图像识别模块使用OpenCV处理高速摄像头获取的轨道两侧色域图片，OpenCV是一个跨平台计算机视觉库，通过其C++接口获取待识别图像的RGB值，由于摄像头拍摄的待识别图像是一个连续的色域，故只获取离机车最近的色域RGB值，之后发送给数据处理模块分析既可得到高炉下轨道机车的实时位置。

在本申请的一种实施方式中，轨道机车色域识别定位系统依赖高速摄像头数据。网络通讯模块通过计算机网络通讯，获取摄像头数据。同时，网络通讯模块也会将轨道机车的实时位置数据通过网络对外输出。

在本申请的一种实施方式中，按照数据转换规则表，将每一个RGB值对应坐标存入配置文件，方便数据处理模块获取RGB值后直接查表获取定位坐标。数据处理模块使用图像识别模块获取的RGB值，查询RGB数据转换规则表，获取当前机车定位坐标。为高炉下机车自动驾驶精准停车提供数据支撑。

例如，如图4所示，在本申请一具体实施例中，摄像头110在拍摄到待识别图像之后，将待识别图像发送到色域识别系统420中，之后使用数据转换规则表440进行数据处理430，最后输出结果450。

因此，本申请的重点在于建立定位标识，即建立高炉的RGB色域排列规则，预先建立用于RGB数值与距离值进行转换的数据转换规则表，以及结合色域识别解决有遮挡的高炉下轨道机车定位解决方案。

因此，轨道机车色域识别系统提出了高炉下遮挡严重场景中，利用计算机视觉识别色域RGB值确定机车位置，定位精度可达到一厘米，能够提升系统的可靠性和准确性，从而轨道机车色域识别系统能够解决轨道机车在高炉下无法精确定位的问题。

因此，本申请可提高轨道机车在高炉下的定位精度，提供了色域识别定位方法和原理，实现了高炉下机车的精确定位，解决了高炉下卫星无法定位导致机车自动驾驶系统无法精准停车的问题。安装在机车上的色域识别定位系统提供了轨道机车实时的、高精度的位置信息，为轨道机车自动驾驶的位置展示、任务调度和无人控制输出了必要的数据支持。

上文描述了本申请的一种基于色域码控制机车的方法的具体实施例，下文将描述一种控制机车的装置。

如图5所示，本申请的一些实施例提供一种基于色域码控制机车的装置500，该装置包括：图像获取模块510、位置识别模块520和指令生成模块530。

图像获取模块510，被配置为获取待识别图像，其中，所述待识别图像是对定位标识进行拍摄得到的，所述定位标识设置在参照物上，所述机车可在所述参照物内部移动，所述定位标识采用色域码进行表征。

位置识别模块520，被配置为根据所述定位标识上携带的颜色信息，得到所述机车相对于所述参照物的位置。

指令生成模块530，被配置为基于所述位置生成控制所述机车运行状态的指令。

在本申请的一种实施方式中，所述色域码包括多种不同的颜色；所述位置识别模块520被配置为：从所述待识别图像上的色域码中确定目标颜色，其中，所述目标颜色在所述参照物上的分布位置与所述机车在所述参照物内部所处的位置满足要求；确定所述目标颜色在所述色域码中的位置，并且通过所述目标颜色在所述色域码中的位置，得到所述机车相对于所述参照物的位置。

在本申请的一种实施方式中，所述位置识别模块520被配置为：识别所述目标颜色的RGB值；在数据转换规则表中查找与所述RGB值对应的目标距离值，其中，所述数据转换规则表用于存储RGB值与距离值之间的对应关系；将所述目标距离值作为所述机车相对于所述参照物的位置。

在本申请的一种实施方式中，所述位置识别模块520被配置为：将多个距离值与所述多种不同的颜色的RGB值相对应，建立所述数据转换规则表，其中，一个距离值对应一种颜色的RGB值。

在本申请的一种实施方式中，色域码均匀的分布在所述参照物的内壁、地面或顶面上。

在本申请实施例中，图5所示模块能够实现图1至图4方法实施例中的各个过程。图5中的各个模块的操作和/或功能，分别为了实现图1至图4中的方法实施例中的相应流程。具体可参见上述方法实施例中的描述，为避免重复，此处适当省略详细描述。

如图6所示，本申请实施例提供一种电子设备600，包括：处理器610、存储器620和总线630，所述处理器通过所述总线与所述存储器相连，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，用于实现如上述所有实施例中任一项所述的方法，具体可参见上述方法实施例中的描述，为避免重复，此处适当省略详细描述。

其中，总线用于实现这些组件直接的连接通信。其中，本申请实施例中处理器可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。存储器中存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，可以执行上述实施例中所述的方法。

可以理解，图6所示的结构仅为示意，还可包括比图6中所示更多或者更少的组件，或者具有与图6所示不同的配置。图6中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被服务器执行时实现上述所有实施方式中任一所述的方法，具体可参见上述方法实施例中的描述，为避免重复，此处适当省略详细描述。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。