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一种基于视觉传感的轨道扣件弹条裂缝检测装置制造方法及图纸

技术编号:14916199 阅读:69 留言:0更新日期:2017-03-30 04:57
本实用新型专利技术提供一种基于视觉传感的轨道扣件弹条裂缝检测装置,包括一载体小车,所述小车包括两个沿轨道平行设置的第一竖梁、第二竖梁和横向设置在第一竖梁与第二竖梁之间的横梁,以及推动小车前进的推杆,还包括设置在横梁上的激光结构光传感器、同步控制电路和电源,所述同步控制电路连接有高稳晶振、数字相机和闪光灯,所述结构激光传感器、数字相机通信连接一计算机,所述计算机通信连接所述同步控制电路。本实用新型专利技术综合利用多传感器集成与同步控制技术、移动精细定位技术、计算机技术、数字图像处理技术等,搭建多传感器集成的轨道扣件弹条检测装置,具有效率高、机动灵活、智能化程度高等优点,能够实现轨道扣件弹条的健康状况检测。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于测量仪器领域,涉及到一种通过视觉传感器和图像分析技术来判断钢轨扣件弹条的裂缝、缺损和丢失等问题的铁轨扣件弹条裂缝检测装置。
技术介绍
轨道交通是可持续发展、绿色交通的不可缺少的基础性设施。大力发展轨道交通,对于改善人们的出行条件,适应大量人员流动具有重要的意义。钢轨是轨道交通基础设施中的一个重要组成部分,是列车安全、快速运行的重要保障。其中扣件部分是构成轨道系统的一个重要部件,钢轨扣件的服役状态是威胁轨道交通舒适、便捷、安全、环保的一个重要因素。对于扣件而言,存在的问题主要有扣件弹条松动和弹条存在裂缝、破损和丢失,其中弹条裂缝是一种微观的物理几何尺寸变化,可通过视觉传感器并采用图像处理的方法来进行分析。弹条的健康状况不仅是保障列车运行快速、平稳的必要条件,而且可以减小列车运行过程中的撞击与颠簸,达到节能减排的作用;钢轨被扣件和弹条正常的固定在轨道板上,能避免列车运行时产生的左右摆动,提高运行的稳定性、舒适性;因此加强对扣件和弹条的检测,有利于提高列车运行的稳定性、安全性,减少能量的损耗,实现绿色环保。但目前我国的铁道钢轨扣件和弹条的检查与维护面临着诸多困难和限制,包括:1)天窗时间短,由于铁路运营时间较长,线路繁忙,供轨道检查和维护的时间有限;2)轨道设施设备的相关检测,往往在夜间进行,特别在自然环境恶劣的地方,更是不能长时间;3)现有检测方法以人工作业为主,检测需要花费的时间较长,智能化程度低,费时费力,作业效率低下。为了解决上述问题,中国专利公开号CN205327082U,公开日期2016年06月22日,名称为“一种基于多传感器集成同步控制的城市轨道检测装置”的技术专利提供了一种综合性的轨道检测小车,其核心部分包括由GPS和惯性测量单元构成的用于分析轨道的不平顺度的定位定姿部分、由线结构激光传感器构成的铁轨表面伤损和磨损检测部分(能够扫描到扣件,从得到的物理尺寸数据中分析扣件是否压紧、丢失、破损)、和由3D激光扫描仪构成的隧道断面扫描部分。但该专利采用的线结构激光传感器是一种直接得到扣件断面轮廓尺寸的传感器,需要通过小车的移动来扫描得到整个扣件的三维点云,另外该传感器的水平方向分辨率不高,而且沿小车前进方向的分辨率也不高(由小车移动时编码器确定的),因此不能分辨细微的裂纹和裂缝缺陷。
技术实现思路
针对目前我国轨道交通存在的上述问题,为了改变传统目视检测方法,分辨细微的裂纹和裂缝缺陷,本技术提供一种基于视觉传感的轨道扣件弹条裂缝检测装置,以达到自动、高效和智能检测轨道扣件弹条裂缝的目的。为解决上述问题,本技术采用的技术方案是:一种基于视觉传感的轨道扣件弹条裂缝检测装置,包括一载体小车,所述载体小车包括两个沿轨道平行设置的第一竖梁、第二竖梁和横向设置在第一竖梁与第二竖梁之间的横梁,以及推动小车前进的推杆,还包括设置在所述横梁上的结构激光传感器和同步控制电路,所述同步控制电路连接有高稳晶振、数字相机和闪光灯,所述结构激光传感器、数字相机通信连接一计算机,所述计算机通信连接所述同步控制电路。进一步,所述第一竖梁、第二竖梁的两端分别设置与钢轨顶面紧密接触的两个行走轮,所述第一竖梁与横梁的连接处设置有紧贴钢轨内侧面的定位轮,所述第二竖梁与横梁的连接处设置有调节张紧程度的张紧轮。进一步,所述采集轨道扣件部位高度的两个结构激光传感器竖直向下安装在所述横梁两侧。进一步,所述拍摄扣件影像数据的四组数字相机和闪光灯安装在位于两根钢轨的内外侧扣件上方的横梁上。进一步,本技术还包括设置在所述横梁上的电源。进一步,所述计算机为带触摸屏的嵌入式计算机,所述计算机和同步控制电路与高稳晶振构成的同步控制器设置在所述横梁上。本技术综合利用多传感器集成与同步控制技术、移动精细定位技术、计算机技术,数字图像处理技术等,搭建结构激光传感器、数字相机和闪光灯等多传感器集成的轨道扣件弹条检测装置,具有效率高、机动灵活、自动智能、适应环境强等优点,只需要小车经过扣件上方时拍摄一幅图像即可。面阵相机获取的图像分辨率高,能分辨和识别出细小的裂纹和裂缝,克服了线结构激光传感器扫描断面轮廓形状的方式不能识别细小的裂纹和裂缝的缺陷。此外,面阵相机获取的图像可视性好(点云不直观),也便于人工对自动识别结果的复核。附图说明图1是本技术一种基于视觉传感的轨道扣件弹条裂缝检测装置的结构示意图。图2是本技术总体方案框架图。图3是本技术多传感器同步控制原理图。图4是本技术定位轨道扣件弹条裂缝的原理图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。本技术的结构如图1所示,一种基于视觉传感的轨道扣件弹条裂缝检测装置,包括作为移动检查平台的载体小车,小车为轨道扣件弹条检测的各传感器及设备提供机械搭载平台,同时为小车的各个设备的工作提供稳定的电源,所述载体小车包括两个沿轨道平行设置的第一竖梁21、第二竖梁22和横向设置在第一竖梁与第二竖梁之间的横梁20,以及推动小车前进的推杆19,还包括设置在所述横梁20上的结构激光传感器和同步控制电路,所述同步控制电路连接有高稳晶振、数字相机和闪光灯,所述结构激光传感器、数字相机通信连接一计算机18,所述计算机18通信连接所述同步控制电路。所述第一竖梁21、第二竖梁22的两端分别设置与钢轨顶面紧密接触的两个行走轮1、2和3、4,避免车体上下颠簸。所述第一竖梁21与横梁20的连接处设置有紧贴钢轨内侧面的定位轮5、6,所述第二竖梁22与横梁20的连接处设置有调节张紧程度的张紧轮7、8,避免车体左右晃动。在所述横梁20上设置有供电电源,在一种较佳实施方式中可对称设置两个供电电源9、10,为检测装置中各传感器和设备稳定供电。在一种较佳实施方式中,所述采集轨道扣件部位高度的结构激光传感器可设置两个,如图1中的11、12,并竖直向下安装在横梁20两侧。所述拍摄扣件影像数据的数字相机和闪光灯设置四组,如图1中的13、14、15、16,并安装在位于两根钢轨的内外侧扣件上方的横梁20上。所述同步控制电路与高稳晶振构成的同步控制器17安装在横梁20内部,控制系统各个传感器之间的时间同步和空间同步;所述安装在小车横梁20上的计算机18为带触摸屏的嵌入式计算机,用于试验系统的数据采集、存储和处理以及参数的选择、状态和结果的显示等人机交互。本技术涉及多个传感器,只有在各个传感器协调工作的情况下才能完成系统期望的功能,系统的工作流程如下所示:在计算机人机交互界面设置系统的工作参数,启动数据采集程序;载体小车运动,结构激光传感器获取距离信息,当判断到经过扣件上方时,经同步控制电路处理后开启闪光灯照明,同时同步控制电路输出触发脉冲到数字相机,相机得到触发脉冲后,获取图像并传送到计算机;计算机得到同步控制电路的同步信息和相机的图像后,用规定的格式保存图像;分析扣件图像,判断扣件弹条的健康状态。应用本技术检测轨道扣件弹条裂缝的技术方案如图2所示,其主要由三部分组成,一部分由同步控制电路、高稳晶振来建立高精度时间基准;第二部分是传感器和设备部分,包括数字相机、闪光灯和结构激光传感器;第三部分是计算机,用于数据获取和分析。所述同步控制电路连接高稳晶振,构成同步控制器,高稳晶振本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种基于视觉传感的轨道扣件弹条裂缝检测装置,包括一载体小车,所述载体小车包括两个沿轨道平行设置的第一竖梁(21)、第二竖梁(22)和横向设置在第一竖梁与第二竖梁之间的横梁(20),以及推动小车前进的推杆(19),其特征在于:还包括设置在所述横梁(20)上的结构激光传感器和同步控制电路,所述同步控制电路连接有高稳晶振、数字相机和闪光灯,所述结构激光传感器、数字相机通信连接一计算机(18),所述计算机(18)通信连接所述同步控制电路。

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉传感的轨道扣件弹条裂缝检测装置,包括一载体小车,所述载体小车包括两个沿轨道平行设置的第一竖梁(21)、第二竖梁(22)和横向设置在第一竖梁与第二竖梁之间的横梁(20),以及推动小车前进的推杆(19),其特征在于:还包括设置在所述横梁(20)上的结构激光传感器和同步控制电路,所述同步控制电路连接有高稳晶振、数字相机和闪光灯,所述结构激光传感器、数字相机通信连接一计算机(18),所述计算机(18)通信连接所述同步控制电路。2.如权利要求1所述的一种基于视觉传感的轨道扣件弹条裂缝检测装置,其特征在于:所述第一竖梁(21)、第二竖梁(22)的两端分别设置与钢轨顶面紧密接触的两个行走轮(1,2,3,4),所述第一竖梁(21)与横梁(20)的连接处设置有紧贴钢轨内侧面的定位轮(5,6),所述第二竖梁(22)与横梁(20)...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘勇
申请(专利权)人:刘勇
类型:新型
国别省市:湖北;42

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