一种基于机器视觉的自动测量轨检车制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于机器视觉的自动测量轨检车，包括手柄和车架，手柄上设有显示器，车架两端通过轮轴连接车轮，车轮上设有无刷直流电机和光电传感器，光电传感器和无刷直流电机电性连接，车架上设有电源系统、GPS模块、图像采集系统、图像处理系统及激光器，GPS模块和电源系统、图像采集系统电性连接，图像采集系统的输出端与图像处理系统的输入端连接，图像处理系统的输出端与显示器的输入端连接。本实用新型专利技术将机器视觉与轨检车相结合检测轨道缺陷，检测速度快，能够精确的定位钢轨表面缺陷，实现动态条件下轨距的非接触式自动测量和轨道状态的实时显示，检测效率高。

An automatic measuring rail inspection vehicle based on machine vision

The utility model discloses an automatic measuring rail inspection vehicle based on machine vision, which comprises a handle and a frame. The handle is provided with a display, and the two ends of the frame are connected to the wheel through the wheel shaft. The wheel is equipped with a brushless DC motor and a photoelectric sensor, and the photoelectric sensor and a brushless DC motor are electrically connected. A power supply system is arranged on the frame. GPS module, image acquisition system, image processing system and laser, GPS module and power system, image acquisition system electrical connection, image acquisition system output terminal and image acquisition system input connection, image processing system output terminal and display input terminal connection. The utility model combines the machine vision with the track inspection vehicle to detect the track defects, which has the advantages of fast detection speed, accurate positioning of rail surface defects, non-contact automatic gauge measurement under dynamic conditions and real-time display of track state, and high detection efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉的自动测量轨检车
本技术属于轨道检测设备
，尤其涉及一种基于机器视觉的自动测量轨检车。
技术介绍
随着我国经济的快速的发展，轨道交通得到迅速发展，由于列车运行速度快，运行里程长，因而对于列车的安全性、舒适性提出了越来越高的要求。轨道不平顺则会引起车辆振动，车辆振动将直接影响行车安全，同时，车体振动产生的附加力不稳定，对轨道的破坏作用加大，容易导致轨道状态的恶化和部件的损坏。因此，加强对钢轨磨损的检测力度，及时掌握轨道质量状况，确保铁路运输的安全，已成为铁路工作中的一项重要基础工作。轨检车是保证铁路运行安全的轨道检测设备，目前使用的轨检车一般都是采用接触式静态测量方法，这种测量方法的检测精度和效率低，已经不能满足快速，高密度，重载运行的列车需求。机器视觉作为一种非接触式动态测量的工具日趋成熟，在很多领域中得到广泛应用，因此设计具有高精度、高效率、非接触、自动测量等特性的轨道检测装置具有极其重要的现实意义。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于机器视觉的自动测量轨检车，旨在解决上述
技术介绍
中现有轨检车多采用接触式静态测量方法进行轨道检测，检测精度和效率低，无法满足现时代快速，高密度，重载运行列车的需求的问题。本技术是这样实现的，一种基于机器视觉的自动测量轨检车，包括手柄和车架，所述手柄上设有显示器，所述车架两端通过轮轴连接车轮，所述车轮上设有无刷直流电机和光电传感器，所述光电传感器和无刷直流电机电性连接，所述车架上设有电源系统、GPS模块、图像采集系统、图像处理系统及激光器，所述GPS模块和电源系统、图像采集系统电性连接，所述图像采集系统的输出端与图像处理系统的输入端连接，所述图像处理系统的输出端与所述显示器的输入端连接。优选地，所述图像采集系统包括遮光罩、工业相机、条形聚光光源和镜头。优选地，所述电源系统由多个蓄电池构成。优选地，所述车架底部设有电磁铁。相比于现有技术的缺点和不足，本技术具有以下有益效果：本技术通过将机器视觉与轨检车相结合，降低了现有轨检车人工操作的繁琐性，提高了测量速度，能够对钢轨表面缺陷的进行自动检测和精确的定位，使现用的接触式静态测量转换为非接触式自动检测方式，实现动态条件下轨距的无接触测量，既保证检测频率，又避免了检测时间受限、检测安全性较低的问题。另外，被检轨道的信息则通过数据传输系统传输至PC终端，实现轨道状态的实时显示。附图说明图1是本技术实施例提供的一种基于机器视觉的自动测量轨检车的结构示意图。图2是本技术实施例提供的图像采集系统的结构示意图。图3是本技术实施例提供的无刷直流电机和车轮的结构示意图。图中：1-车架；2-轮轴；3-无刷直流电机；4-车轮；5-电源系统；6-图像采集系统；601-遮光罩；602-条形聚光光源；603-工业相机；604-镜头；7-GPS模块；8-图像处理系统；9-激光器；10-手柄；11-显示器；12-光电传感器。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。参照图1-图3，一种基于机器视觉的自动测量轨检车，包括手柄10和车架1，所述手柄10上设有显示器11，所述车架1两端通过轮轴2连接车轮4，所述车轮4上设有无刷直流电机3和光电传感器12，所述光电传感器12和无刷直流电机3电性连接，通过无刷直流电机3驱动车轮4转动进而带动车体运动，轨距检测采用所述光电传感器12，通过光电传感器12把轨距几何量值转换成电容、电感和电流或电压等物理量参数的变化，实现动态条件下轨距的无接触测量。所述车架1上设有电源系统5、GPS模块7、图像采集系统6、图像处理系统8以及激光器9，所述电源系统5由多个蓄电池构成，所述GPS模块和电源系统、图像采集系统电性连接，通过所述GPS模块7和无刷直流电机3以及光电传感器12实现对测量坐标及测量里程的精确定位与记录。所述激光器8用于利用图像处理测量钢轨轮廓，在钢轨表面形成一条能反映钢轨轮廓特征的光条曲线，然后通过所述图像采集系统6采集光条图像；所述图像采集系统6包括遮光罩601、条形聚光光源602、工业相机603和镜头604，通过所述工业相机603和镜头604进行图像的高速采集与储存，所述遮光罩601主要抑制杂散光线进入镜头604从而消除雾霭，提高成像的清晰度与色彩还原。所述图像采集系统6的输出端与图像处理系统8的输入端连接，所述图像处理系统8的输出端与所述显示器11的输入端连接，通过所述显示器11实时显示所述图像处理系统8处理后的轨道图像信息。在实际应用过程中，本技术可以通过以下方法便捷得到：启动电源系统5，轨检车在无刷直流电机3的驱动下在待检测钢轨上运行，当激光器8发出的激光检测到轨枕缺陷时，轨检车停止运行，GPS模块7和无刷直流电机3以及光电传感器12实现对测量坐标及测量里程的精确定位与记录。然后，通过光电传感器12把轨距几何量值转换成电容、电感和电流或电压等物理量参数的变化，实现动态条件下轨距的无接触测量，在遮光罩601的保护下图像采集系统6将列车运行轨道的缺陷传输到图像采集卡，最后由经过数字滤波处理转换成数字图像信号，通过显示器11对轨道缺陷的检测进行实时显示。根据铁路现场的实际环境，通过选择合适的工业相机603与镜头604，可以使轨检图像的采集精度达到更高，以满足高精度的检测要求；通过选择图像处理系统8中合适的图像处理器，设计高效的检测算法，可以使整个检测过程实现实时性；本技术不仅可以保证检测频率，还避免了传统方法存在的检测时间受限、检测安全性较低的问题，在钢轨表面缺陷自动检测领域具有现实意义。以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于机器视觉的自动测量轨检车，其特征在于，包括手柄和车架，所述手柄上设有显示器，所述车架两端通过轮轴连接车轮，所述车轮上设有无刷直流电机和光电传感器，所述光电传感器和无刷直流电机电性连接，所述车架上设有电源系统、GPS模块、图像采集系统、图像处理系统及激光器，所述GPS模块和电源系统、图像采集系统电性连接，所述图像采集系统的输出端与图像处理系统的输入端连接，所述图像处理系统的输出端与所述显示器的输入端连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的自动测量轨检车，其特征在于，包括手柄和车架，所述手柄上设有显示器，所述车架两端通过轮轴连接车轮，所述车轮上设有无刷直流电机和光电传感器，所述光电传感器和无刷直流电机电性连接，所述车架上设有电源系统、GPS模块、图像采集系统、图像处理系统及激光器，所述GPS模块和电源系统、图像采集系统电性连接，所述图像采集系统的输出端与图像处理系统的输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：闵永智，任维卓，马宏锋，张振海，林俊亭，张雁鹏，张鑫，
申请(专利权)人：兰州交通大学，
类型：新型
国别省市：甘肃,62