利用结构光识别铁路车辆配件运用状态检测装置制造方法及图纸

利用结构光识别铁路车辆车辆配件运用状态检测装置，包括激光线结构光发生装置（１）、图像采集系统（２），其特征是：它还包括图像及信息管理系统（２２），和计轴、计辆、车号与采集控制系统（３），所述的激光线结构光发生装置（１）包括激光线光源（５），所述的图像采集系统（２）包括摄象机（６）、图像采集机（７）和带通滤波片（８），所述的计轴、计辆、车号与采集控制系统（３）包括车轮传感器（１２）、信号控制箱（１０）和车号系统（１３）。本实用新型专利技术通过结构光加图像识别技术实现关门车故障自动诊断，提高了列检作业的效率和准确性，缩短技检时间，保障列车运行安全。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于铁路地对车在线车辆检测设备，特别是涉及通过结构光 加图像识别系统实现铁路车辆配件运用状态自动检测的装置。技术背景铁路车辆传统的检査方式是由列检作业人员目视察看，在列车到达列检 所时，列检人员目视检査后，将故障车车号、编组顺位、故障状态统计上报， 对需要检修处理的就地检修或做扣车处理。由于人工作业劳动强度和责任心的问题，有时对故障车会发生漏检漏修 的情况，而且难以监督和检查，给列车安全运行带来极大的隐患。同时，由 于提速和铁路运输效率的提高，要求技检时间尽量縮短，迫切需要研制一批 自动检测设备，实现列检作业自动化。利用结构光识别铁路车辆配件运用状态的自动检测装置是一套在轨道上 安装，当列车通过时，能够自动识别通过列车中的车辆配件的运用状态，判 断运行故障，并通过网络将故障情况向列检所和上级管理部门传输的自动安 全检测系统。目前，在铁路货车图像自动检测系统(TFDS)中，也采用摄像机拍摄， 也可以拍摄到车辆配件的故障状态，但在照片中由于大面积辅助光源的照明， 配件图象和背景重叠在一起难以区分其边界，造成图像识别率大幅降低。
技术实现思路
本技术需要解决的技术问题是提供一种利用结构光识别铁路车辆配件运用状态装置，可通过图像识别技术实现车辆配件运用故障自动诊断， 提高了列检作业的效率和准确性，縮短技检时间，保障列车运行安全。本技术的技术解决方案是利用结构光识别铁路车辆配件运用状态 装置，包括激光线结构光发生装置、图像采集系统，其特征是它还包括图像及信息管理系统，和计轴、计辆、车号与采集控制系统，所述的激光线结 构光发生装置包括激光线光源，所述的图像采集系统包括摄象机、图像采集 机和带通滤波片，所述的计轴、计辆、车号与釆集控制系统包括车轮传感器、 信号控制箱和车号系统。本技术与现有技术相比具有如下优点实现了人工检测向自动检测的转变；实现了体力劳动向脑力劳动的转变；实现了室外作业向室内作业的 转变；满足了列车提速后车辆配件运用状态检测的需要；大幅度縮短检査时 间、提高了作业效率；形成的车辆配件运用状态数据有利于故障分析和责任 追究； 一旦形成全路检测网络可形成车辆配件运用状态数据库，有利于上级 管理部门对车辆配件运用状态的统一管理和动态追踪。实现了检测结果的科 学化管理。该技术在识别车辆配件运用状态时，通过增加软件模型，针对不同 被检配件类型配备不同的结构光和图象采集装置，就可以应用在各种车辆底 部及侧面配件的故障检测上，包括判断配件脱落和异位如关门车，制动梁 支柱和下拉杆圆销丢失，安全链脱落，制动梁和下拉杆脱落，识别车号板的 有无，闸调器工作状态，制动缸勾贝是否中途伸出，上拉杆有无，风管连接 状态，车钩连接状态，枕簧丢失、断裂，闸瓦厚度超标检测等。该系统将有效填补地对车自动检测的技术空白。它以高效率的自动化作 业代替了传统的人工劳动，并可通过图像识别技术实现车辆配件运用状态故 障自动诊断，极大地提高了列检作业的效率和准确性。该系统的研制和应用， 对于提高我国铁路列检作业技术水平、保证行车安全具有重要和现实的意义。附图说明图1为本技术利用结构光识别铁路车辆车辆配件运用状态检测装置 组成结构框图。图2为本技术激光线结构光发生装置示意图。 图3为本技术激光线结构光装置安装示意图。 图4为本技术高速数字摄像机安装位置示意图。 图5为本技术计轴、计辆、车号与采集控制系统示意图。图6为本技术图像及信息管理系统网络组成结构示意图。 图7为本技术检测原理示意图。具体实施方式以下结合附图详细描述本技术的实施例。1、 激光线结构光发生装置l① 激光线结构光发生装置1激光线结构光发生装置1包括:激光线光源5和结构光箱4。如图2所示。 激光线光源5是一种可产生一条红色光线的激光器。将激光线光源5置于结 构光箱4中，该装置将一定数量的激光线光源5固定安装在一块板上，能够形成一个垂直于发射板的一排平行光束。② 主要结构特点激光线结构光发生装置1选择一种角度可调整的机构，采用弧形划槽加 紧固螺丝或其它角度调整方式，a角选择范围为0。 45°角。激光线光源5可布置多行，行与行及每行的激光器之间相距一定距离， 各行的激光器依次在水平方向距离为固定的间距。最终让光束成为相距固定 间距的平行光。该装置需设计弹簧或橡胶减震装置。加装保护门，当来车时，先打开门 再发出激光束，防止灰尘、雨雪和人为破坏。③ 结构光箱4安装该结构光箱4安装在两轨枕之间，安装后，保证光束不会被轨枕或其它 物件遮挡，同时要求最高处低于轨平面，而且尽量低。安装位置以轨中心线 为中心作为该装置安装中心。采用卡具直接将结构光箱4卡在轨枕上。如图 3所示。2、 图像采集系统2图像采集系统2包括高速数字摄像机6，镜头，图像采集机7，带通滤 波片8，摄像机箱9。①高速数字摄像机6及其安装位置高速数字摄像机6安装位置见图4，安装时其光轴与垂直方向成一定的角度e， e取值范围为0。 45°其焦距距轨平面高度L〉200mm。摄像机以轨 中心为安装中心。② 摄像机箱9结构特点需设计e角调整机构，调好后需可靠锁紧，防止由于震动造成的松动。 在机箱外壳加装保护门。当来车时，先打开门再拍摄，防止灰尘、雨雪 和人为破坏。 ，摄像机安装架与摄像机箱9间设计减震装置。摄像机箱9安装形式同结构光箱一样，采用卡具将摄像机箱直接卡在两 根轨枕之间。③ 带通滤波片8带通滤波片8安装在摄像机镜头前用于滤掉其它杂光干扰，其中心波长 与激光源波长一致，使用该滤波片后，摄像机只接收波长为激光源的光，这 样有效避免了日光和其它杂光的干扰。3、计轴、计辆、车号与采集控制系统3该系统用于列车计轴计辆，判断车型，控制激光线结构光的工作，控制 摄像机拍摄位置和拍摄时间，读取通过车辆的车号信息，将检测结果与被测 车辆对应起来。该系统由车轮传感器12，计轴卡、1/0控制卡、信号控制箱IO、工控机 11和车号系统13组成。系统结构组成及在钢轨上的安装布局位置见图5。 ①车轮传感器12与计轴计辆该系统由车轮传感器12，传感器信号转换电路15，和计轴卡组成，用于 判断来车，判断客货车编组，当确认到达列车时，系统启动，开始各项采集 工作，判断车辆位置情况，确认车档和钩档位置，计算车辆实时速度，依据 车辆位置和运行速度，由工控机11给摄像机发出图像采集命令。传感器信号转换电路15用于将车轮传感器12发出的电信号经过滤波、 放大、截取过零点等信号处理，形成一个下沿有效的标准TTL电平信号。每组传感器对应一组电路，电路输出信号直接传送到工控机ll内的计轴卡，计 轴卡的任务是接收车轮传感器信号、计算车轮速度、去除干扰信号、判断车 辆转向架类型并实时将信息上传工控机。工控机11作为综合控制机在获得计轴卡信号后，计算判断列车与摄像机 相对位置，通过I/0卡和串口发出系统开关机、电源开关、摄像机箱开关门、 车号读取、摄像机拍摄外触发等各种命令信号。② 车号系统13该系统由安装在钢轨中心的RF天线17，同轴电缆18和车号箱16组成， 用于读取车辆标签中的车号等信号。车号系统13与工控机11通过串口形成 数据交换接口。③ 信号控制箱IO信号控制箱10分为传感器信号转换电路15和控制电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
利用结构光识别铁路车辆配件运用状态检测装置，包括激光线结构光发生装置（１）、图像采集系统（２），其特征是：它还包括图像及信息管理系统（２２），和计轴、计辆、车号与采集控制系统（３），所述的激光线结构光发生装置（１）包括激光线光源（５），所述的图像采集系统（２）包括摄象机（６）、图像采集机（７）和带通滤波片（８），所述的计轴、计辆、车号与采集控制系统（３）包括车轮传感器（１２）、信号控制箱（１０）和车号系统（１３）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹亮，
申请(专利权)人：曹亮，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]