【技术实现步骤摘要】
一种基于高度比对的轨道扣件螺帽松动检测方法
本专利技术涉及铁路基础设施检测领域,具体指一种基于高度比对的轨道扣件螺帽松动检测方法。
技术介绍
扣件是连接钢轨和轨枕的重要部件,其作用是将钢轨固定在轨枕上,保持轨距以及阻止钢轨发生相对于轨枕的纵横向移动,因此,扣件在保证轨道稳定性、可靠性方面起着十分重要的作用。螺栓和螺帽是确保扣件固定牢靠的关键,螺栓或螺帽一旦发生松动,必然会导致扣件发生松动,进而造成严重的安全隐患。在铁路基础设施检测上,我国长期以人工和静态检测为主,养护费用高,强度高,安全性差,随着高速铁路迅猛发展,对铁路检测的自动化、实时性提出了更高的要求。目前,国内外已出现了一些基于图像的扣件检测缺陷检测方法,主要通过线阵相机拍摄扣件图像,通过图像处理算法,识别扣件缺陷。但是,现有的这些扣件检测系统都无法识别和检测扣件紧固件是否松动。专利CN201580000881X,公开了一种铁路扣件螺栓松动自动显示装置,该装置通过包括上下两层垫片,当上层垫片和下层垫片之间的摩擦力小于弹簧的张力时,上层垫片和下层垫片两者在弹簧张力作用下重叠部分分开,露出反光装置或发光装置,从而使检测设备或检测人员发现。该专利虽然可以检测出铁路扣件螺帽是否松动,但其主要缺点在于:需要在铁轨施工过程中,安装这些垫片,改变现有扣件结构。并且,这种方式需要人工参与检测,无法自动判别。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于高度比对的轨道扣件螺帽松动检测方法,用以精确检测轨道扣件紧固件的活动部件包括螺栓或螺帽是否浮起,以判定紧固件是否松动,进而提取采取加固措施,以避免扣件脱离,保证轨道安全运 ...
【技术保护点】
1.一种基于高度比对的轨道扣件螺帽松动检测方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1:采用三维成像系统获取轨道扣件三维形貌数据;步骤2:以轨道平面为深度图像水平面基准,将三维形貌数据转换为二维深度图像;步骤3:在二维深度图像中检测扣件区域,根据螺帽在扣件中位置对螺帽进行粗定位,提取螺帽ROI;步骤4:在螺帽ROI中计算螺帽高度hc;步骤5:根据螺帽参考高度hb,计算螺帽浮起高度Δh=hc‑hb;步骤6:设定判定阈值Th,当螺帽浮起高度Δh>Th时,判定螺帽松动,否则,判定螺帽未松动,Th的取值范围为0‑1000。
【技术特征摘要】
1.一种基于高度比对的轨道扣件螺帽松动检测方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1:采用三维成像系统获取轨道扣件三维形貌数据;步骤2:以轨道平面为深度图像水平面基准,将三维形貌数据转换为二维深度图像;步骤3:在二维深度图像中检测扣件区域,根据螺帽在扣件中位置对螺帽进行粗定位,提取螺帽ROI;步骤4:在螺帽ROI中计算螺帽高度hc;步骤5:根据螺帽参考高度hb,计算螺帽浮起高度Δh=hc-hb;步骤6:设定判定阈值Th,当螺帽浮起高度Δh>Th时,判定螺帽松动,否则,判定螺帽未松动,Th的取值范围为0-1000。2.根据权利要求1所述的基于高度比对的轨道扣件螺帽松动检测方法,其特征在于,所述扣件螺帽外形为六边形、内圈为圆形螺孔,套装在螺杆上,用于紧固扣件弹条或基座;所述螺帽高度是指螺帽顶部到轨道平面的高度;所述轨道平面是指钢轨的底部平面。3.根据权利要求1所述的基于高度比对的轨道扣件螺帽松动检测方法,其特征在于:所述步骤1中三维成像系统包括线结构光扫描三维成像系统,面结构光三维成像系统,单目激光散斑三维成像系统,双目激光散斑三维成像系统,双目立体视觉三维成像系统,TOF三维成像系统,光场成像三维成像系统;当采用线结构光扫描三维成像系统时,需对获取的三维形貌数据进行扫描方向校准,以保证转化后的二维深度图像中像素横坐标与纵坐标单位像素所代表的物理尺寸相等。4.根据权利要求1所述的基于高度比对的轨道扣件螺帽松动检测方法,其特征在于:步骤2中所述二维深度图像的位宽为8~24bits,单位像素值所代表的实际高度小于1mm。5.根据权利要求1~4任一所述的基于高度比对的轨道扣件螺帽松动检测方法,其特征在于:步骤4中所述螺帽高度的具体计算方法如下:步骤a-4-1:设定阈值T1,对螺帽ROI中像素进行阈值分割,得到区域R;其中,f(x,y)表示螺帽ROI中(x,y)处的像素灰度值,阈值T1=vmax-a,其中,vmax表示螺帽ROI中的像素灰度最大值,a为固定常数,a的取值范围为0~50;步骤a-4-2:采用公式(2)或公式(3),计算区域R的中心位置C(xc,yc):其中,xmin、xmax分别表示区域R中包含像素点的最小和最大横坐标值,ymin、ymax分别表示区域R中包含像素点的最小和最大纵坐标值,xi,yi是像素坐标,N是区域R中像素数量;步骤a-4-3:设定C(xc,yc)为圆点、r1为半径的圆环,在二维深度图像上进行采样,得到采样序列S={s1,s2,...,sn},r1的取值是:r2<r1<r3,r2是螺帽螺孔半径,r3是螺帽外周六边形的内接圆半径,通过事先计算得到;步骤a-4-4:设定阈值对采样...
【专利技术属性】
技术研发人员:左丽玛,
申请(专利权)人:成都精工华耀科技有限公司,
类型:发明
国别省市:四川,51
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