一种基于结构光的扣件缺失检测方法及其装置制造方法及图纸

一种基于结构光的扣件缺失检测方法及其装置，包括结构红外光源、图像处理系统、GPS系统和计算机控制系统四大结构。所述结构红外光源和高速红外摄像头分别放置于扣件上方的列车底盘上，其中结构光源置于扣件正上方，向扣件以及轨枕发射几道平行于铁轨的红外光，红外摄像头位于列车光源的内侧，拍摄铁轨上被红外结构光照射的扣件区域，将图像实时传输给图像处理系统，能够对图像进行一个离线或者实时处理和判断，并将所采集的图像进行存储。其中图像处理过程，采用了不同以往的方法，通过对结构光的独特处理，高速有效的解决了轨枕识别以及扣件缺失的检测的问题。本发明专利技术改善了现有技术方案的识别速度慢，误差率大的缺点，环境适用能力强，能满足高速下的自动检测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于结构光的扣件缺失检测方法及其装置
本专利技术涉及铁路精密测量领域，是一种基于结构光的扣件缺失检测方法及其装置。
技术介绍
扣件是连接钢轨和轨枕使之形成轨排的部件,在保证轨道稳定性、可靠性方面起着重要作用。在铁路基础设施检测上,我国长期以来以人工和静态检测为主,近年我国高速铁路迅猛发展,对铁路检测的自动化、实时性提出了更高的要求。国内外已有扣件检测技术为视觉图像检测技术,如美国ENSCO公司的VIS系统、德国公司开发的光电式轨道检测系统及北京福斯达公司高速车载式轨道图像识别系统等。这种方法都是采取用高速摄像机采集扣件完整图片,然后进行图像处理,判断扣件是否存在。高速摄像机图片采集速率高达几百帧,尽管采集很容易,但采集回来数据膨大的图像，处理判断起来却十分花费时间。原因是图片信息量很大,铁路现场环境十分复杂，对图像处理的难度要求很高。因此在行车速度如此高的环境下，应用起来很有难度。经过现有的检测技术的检索，发现上海交通大学的《基于结构光的铁路扣件高速探测系统与方法》也提到了结构光在铁路扣减识别上的应用。采用4～8道结构光源进行照明，然后得到的图像根据连续光条的数量，运用统计学的规本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于结构光的扣件缺失检测方法，其特征在于：包括如下步骤a、将结构红外光源系统的红外发光源和图像采集系统的图像采集器置于车体底部，所述红外发光源置于轨道扣件的正上方并且红外发光源垂直地面向轨道扣件照射形成平行于铁轨的光带，所述图像采集器对准所述轨道扣件拍摄并且其位置与照射在轨道扣件上的红外光路形成30～45度的拍摄角度；b、图像采集，通过图像采集器采集红外发光源照射在扣件上的光线形成的图像；c、数据处理，将采集到的图像与扣件完整时红外线形成的标准图像进行比较，通过差异比较，得出扣件缺失与否。

【技术特征摘要】
1.一种基于结构光的扣件缺失检测方法，其特征在于：包括如下步骤a、将结构红外光源系统的红外发光源和图像采集系统的图像采集器置于车体底部，所述红外发光源置于轨道扣件的正上方并且红外发光源垂直地面向轨道扣件照射形成平行于铁轨的光带，所述图像采集器对准所述轨道扣件拍摄并且其位置与照射在轨道扣件上的红外光路形成30～45度的拍摄角度，所述红外发光源包括三道直线型光源，其中一道照射在距离扣件边缘位置3～7cm的轨枕上形成定位结构光，其余两道照射在扣件上面，其中一道照射在扣件的螺杆和弹条上，另一道只照射在弹条上；b、图像采集，通过图像采集器采集红外发光源照射在扣件上的光线形成的图像；c、数据处理，将采集到的图像与扣件完整时红外线形成的标准图像进行比较，通过差异比较，得出扣件缺失与否，所述差异比较具体步骤如下：将采集到的图像转换为二值图，使得在图像中红外光源照射处呈现为白色，通过图像中定位结构光形成的长且平滑的线条快速定位，锁定图像上轨枕中心位置后，再依据扣件各部件的分布，找出螺杆和螺杆左侧弹条、螺杆右侧弹条所在的位置，将图像分为三幅独立的图片，将这三幅独立的图片与标准图像中对应的三幅图片进行模版匹配。2.根据权利要求1所述的基于结构光的扣件缺失检测方法，其特征在于：所述图像采集系统根据GPS系统或/和安装在火车轮轴上的光电编码器提供的速度信息经由控制系统对图像采集器进行触发拍摄，并且通过存储器实时的保存，在存储的同时通过GPS系统在图像上记录位置信息。3.根据权利要求2所述的基于结构光的扣件缺失检测方法，其特征在于：所述红外发光源采用波长为850nm至950nm的结构光。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴湘华，刘彦，王雷，杨勇，张东，王一军，贺志军，余明扬，陈峰，
申请(专利权)人：中南大学，中国铁路总公司，长沙铁信交通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43