踏面缺陷信息检测系统及方法技术方案

本公开是关于一种踏面缺陷信息检测系统及方法，该系统包括：用于在预设检测位置从至少两个成像位置获取多张包含列车车轮同一部位的踏面二维图像信息的第一影像信息的三维信息采集模块；用于分别对三维信息采集模块采集到的多张第一影像信息进行处理，得到列车车轮的踏面的多个曲面图像信息的图像处理模块；用于根据多个曲面图像信息构建列车车轮踏面的空间曲面信息，并将构建得到的空间曲面信息与预设踏面曲面信息比对，得到列车车轮的踏面的缺陷信息的踏面缺陷检测模块。该系统可根据至少两个成像位置同时获取到踏面的多张图像，得到包含有踏面三维信息的空间曲面，进而在利用空间曲面进行踏面缺陷检测时，使得踏面检测的精度提高。

【技术实现步骤摘要】
踏面缺陷信息检测系统及方法
本公开涉及列车
，尤其涉及一种踏面缺陷信息检测系统及方法。
技术介绍
传统的列车异常检测方式主要是工作人员根据经验进行排查，这使得对列车异常检测只能在列车进站或入库后进行检测，而无法在列车行进过程中进行检测，采用列车进站检测的方式，由于列车在每个车站停车时间较短，留给异常检测的时间非常短，工作人员往往难以在停车时间完成详细检测，另外，相邻两站之间时间间隔长，使得列车部件检测周期间隔时间长，异常检测不及时。而采用入库检测的方式，虽然工作人员可以充分的时间进行检测，但由于列车入库后，车轮的内外轮辋、踏面、轮缘由于钢轨和侧架结构的遮挡，存在着视觉盲区，不利于人工检查，一旦出现异常的部位没有检测到，容易造成列车安全隐患。
技术实现思路
为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种踏面缺陷信息检测系统及方法。根据本公开实施例的第一方面，提供一种踏面缺陷信息检测系统，用于对列车车轮的踏面进行检测，包括：三维信息采集模块、图像处理模块和踏面缺陷检测模块，其中，所述三维信息采集模块用于在预设检测位置从至少两个成像位置获取多张包含列车车轮同一踏面区域二维图像信息的第一影像信息；所述图像处理模块与所述三维信息采集模块相连接，用于分别对所述三维信息采集模块采集到的多张所述第一影像信息进行处理，得到所述列车车轮的踏面的多个曲面图像信息；所述踏面缺陷检测模块与所述图像处理模块相连接，用于根据多个所述曲面图像信息构建所述列车车轮踏面的空间曲面信息，并将构建得到的空间曲面信息与预设踏面曲面信息比对，得到列车车轮的踏面的缺陷信息。所述预设踏面曲面信息为理想踏面曲面信息，无故障列车的踏面曲面信息，与当前采样时刻最邻近时刻通过的同辆列车的踏面曲面信息，与当前采样时刻邻近时刻通过的同辆列车的多组踏面曲面信息的统计分布信息的至少一种。可选地，各个所述三维信息采集模块包括：结构光光源及至少两个图像数据采集装置；所述结构光光源照射的结构光投射于轨道过车车轮的踏面上；各个所述图像数据采集装置从不同位置采集包含所述轨道过车车轮踏面的所述第一影像信息可选地，所述三维信息采集模块为多个，多个所述三维信息采集模块沿列车的轨道延伸方向位于同一轨道旁；且沿所述轨道间隔分布；相邻两个三维信息采集模块之间的间隔距离小于或等于列车车轮周长的二分之一；各个所述三维信息采集模块分别在不同的检测位置获取所述第一影像信息。可选地，至少两个所述图像数据采集装置包括：第一面阵相机和第二面阵相机，其中：所述第一面阵相机的光轴线和第二面阵相机的光轴线之间设有夹角；所述第一面阵相机和第二面阵相机的成像区域覆盖所述轨道过车的同一踏面区域；所述结构光光源的照射区域全部/部分覆盖所述同一踏面区域。可选地，所述结构光光源为线光源、线阵光源、点阵光源及网格光源的至少一种。可选地，所述点阵光源的点阵之间的距离为1mm～4mm。可选地，所述点阵光源的点阵之间的距离为2mm或4mm。可选地，所述三维信息采集模块还包括：标定件；所述标定件位于所述至少两个图像数据采集装置重合的成像区域内，并且所述至少两个图像数据采集装置用于从不同位置采集包含所述标定件的二维图像信息的第二影像信息。可选地，所述图像处理模块包括：标定信息获取单元、校正单元、特征点提取单元、深度信息计算单元和曲面信息构建单元，其中：所述标定信息获取单元，用于利用所述第二影像信息，获取所述至少两个图像数据采集装置的标定信息，所述标定信息包括：所述至少两个图像数据采集装置的内部参数和外部参数；所述校正单元，用于对所述至少两个图像数据采集装置采集到的多张所述第一影像信息中对应的特征点进行匹配，并根据上述匹配结果对各个所述图像数据采集装置采集到的所述第一影像信息中列车车轮的踏面二维图像信息进行校正，以消除踏面二维图像信息中的畸变；所述特征点提取单元，用于基于在校正后多张所述第一影像信息中提取踏面二维图像信息中所对应的所述特征点；深度信息计算单元，用于计算所述至少两个图像数据采集装置中所对应的所述特征点的深度信息；曲面信息构建单元，用于根据所述特征点的深度信息，拟合得到列车车轮的踏面的空间曲面信息。根据本公开实施例的第二方面，提供一种踏面缺陷信息检测方法，用于对列车车轮的踏面缺陷进行检测，包括：三维信息采集模块在列车的预设检测位置从至少两个成像位置获取多张包含列车车轮同一踏面区域二维图像信息的第一影像信息；分别对所述三维信息采集模块采集到的多张所述第一影像信息进行处理，得到所述列车车轮的踏面的多个曲面图像信息；根据多个所述曲面图像信息构建所述列车车轮踏面的空间曲面信息，并将构建得到的空间曲面信息与预设踏面曲面信息比对，得到列车车轮的踏面的缺陷信息。可选地，所述分别对所述三维信息采集模块采集到的多张所述第一影像信息进行处理，得到所述列车车轮的踏面的多个曲面图像信息，包括：获取所述三维信息采集模块的标定信息，所述标定信息包括：所述三维信息采集模块中至少两个图像数据采集装置的内部参数和外部参数；对所述至少两个图像数据采集装置从不同成像位置获取多张包含列车车轮同一踏面区域二维图像信息的第一影像信息中对应的特征点进行匹配，并根据匹配结果对各个所述图像数据采集装置采集到的所述第一影像信息中列车车轮的踏面二维图像信息进行校正，以消除踏面二维图像中的畸变；基于校正后的多张所述第一影像信息提取踏面二维图像信息中所对应的所述特征点；计算所述至少两个图像数据采集装置中所对应的所述特征点的深度信息；根据所述特征点的深度信息，拟合得到列车车轮的踏面的空间曲面信息。本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本申请实施例提供的该系统，在对列车车轮的踏面检测时，不会像传统的测试方法那样，仅获取列车车轮的单张二维图像信息，并利用该单张二维图像信息内对列车车轮的踏面的缺陷进行检测；而是能够从至少两个成像位置同时获取的包含列车车轮同一部位踏面二维图像的多张第一影像信息，并基于这多张第一影像信息，经过图像处理得到列车车轮的踏面的多个曲面图像信息，最后利用这多个曲面图像信息构建所述列车车轮的踏面的空间曲面信息。因此，该系统能够获取含有踏面三维信息的空间曲面信息，在利用得到的空间曲面信息进行踏面缺陷检测时，能够提高踏面缺陷的检测精度。并且，该系统利用含有踏面三维信息的空间曲面信息进行踏面缺陷检测，能够避免单纯利用踏面二维图像信息进行缺陷检测时，由于反光或其它因素而导致的误检和漏检问题，提高系统检测稳定性及可靠性。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。图1为本申请实施例提供的一种踏面缺陷信息检测系统的结构示意图。图2为本申请实施例提供的一种图像处理模块的结构示意图。图3为本申请实施例提供的一种双目成像示意图。图4为本申请实施例提供的一种空间踏面曲面示意图。图5为本申请实施例提供的一种踏面缺陷信息检测系统的场景示意图。图6为本公开实施例提供的一种踏面缺陷信息检测方法的流程示意图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种踏面缺陷信息检测系统，用于对列车车轮的踏面进行检测，其特征在于，包括：三维信息采集模块、图像处理模块和踏面缺陷检测模块，其中，所述三维信息采集模块用于在预设检测位置从至少两个成像位置获取多张包含列车车轮同一部位的踏面二维图像信息的第一影像信息；所述图像处理模块与所述三维信息采集模块相连接，用于分别对所述三维信息采集模块采集到的多张所述第一影像信息进行处理，得到所述列车车轮的踏面的多个曲面图像信息；所述踏面缺陷检测模块与所述图像处理模块相连接，用于根据多个所述曲面图像信息构建所述列车车轮踏面的空间曲面信息，并将构建得到的空间曲面信息与预设踏面曲面信息比对，得到列车车轮的踏面的缺陷信息。

【技术特征摘要】
1.一种踏面缺陷信息检测系统，用于对列车车轮的踏面进行检测，其特征在于，包括：三维信息采集模块、图像处理模块和踏面缺陷检测模块，其中，所述三维信息采集模块用于在预设检测位置从至少两个成像位置获取多张包含列车车轮同一踏面区域二维图像信息的第一影像信息；所述图像处理模块与所述三维信息采集模块相连接，用于分别对所述三维信息采集模块采集到的多张所述第一影像信息进行处理，得到所述列车车轮的踏面的多个曲面图像信息；所述踏面缺陷检测模块与所述图像处理模块相连接，用于根据多个所述曲面图像信息构建所述列车车轮踏面的空间曲面信息，并将构建得到的空间曲面信息与预设踏面曲面信息比对，得到列车车轮的踏面的缺陷信息。2.根据权利要求1所述的踏面缺陷信息检测系统，其特征在于，各个所述三维信息采集模块包括：结构光光源及至少两个图像数据采集装置；所述结构光光源照射的结构光投射于轨道过车车轮的踏面上；各个所述图像数据采集装置从不同位置采集包含所述轨道过车车轮踏面的所述第一影像信息。3.根据权利要求2所述的踏面缺陷信息检测系统，其特征在于，所述三维信息采集模块为多个，多个所述三维信息采集模块沿列车的轨道延伸方向位于同一轨道旁；且沿所述轨道间隔分布；相邻两个三维信息采集模块之间的间隔距离小于或等于列车车轮周长的二分之一；各个所述三维信息采集模块分别在不同的检测位置获取所述第一影像信息。4.根据权利要求2所述的踏面缺陷信息检测系统，其特征在于，至少两个所述图像数据采集装置包括：第一面阵相机和第二面阵相机，其中：所述第一面阵相机的光轴线和第二面阵相机的光轴线之间设有夹角；所述第一面阵相机和第二面阵相机的成像区域覆盖所述轨道过车的同一踏面区域；所述结构光光源的照射区域全部/部分覆盖所述同一踏面区域。5.根据权利要求2所述的踏面缺陷信息检测系统，其特征在于，所述结构光光源为线光源、线阵光源、点阵光源及网格光源的至少一种。6.根据权利要求5所述的踏面缺陷信息检测系统，其特征在于，所述点阵光源的点阵之间的距离为1mm～4mm。7.根据权利要求2-6任一项所述的踏面缺陷信息检测系统，其特征在于，所述三维信息采集模块还包括：标定件；所述标定件位于所述至少两个图像数据采集装置重合的成像区域内，并且所述至少两个图像数据采集装置用于从不同位置采集包含所述标定件的二维图像信息的第二影像信息。8.根据权利要求7所述的踏面缺陷信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：李骏，袁宁，郑煜，宋野，
申请(专利权)人：苏州华兴致远电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32