一种基于高度比对的轨道扣件螺栓浮起检测方法技术

本发明专利技术公开一种基于高度比对的轨道扣件螺栓浮起检测方法，属于铁路基础设施检测领域。本发明专利技术的主要步骤为：获取轨道扣件三维形貌数据，并转换为二维深度图像，在二维深度图像中确定螺栓感兴趣区域，在螺栓感兴趣区域计算螺栓高度，并与螺栓未浮起时的参考高度值进行比较，用于检测螺栓否浮起。本发明专利技术所提出的扣件螺栓浮起检测方法具有不会改变现有铁路扣件结构，简单可靠、使用范围广、使用方式灵活等优点，可有效预先检测扣件松动缺陷，保障轨道运行安全。

【技术实现步骤摘要】
一种基于高度比对的轨道扣件螺栓浮起检测方法
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栓浮起检测方法。
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。螺栓是确保扣件固定牢靠的关键，螺栓一旦浮起、发生松动，必然会导致扣件松动、甚至脱离，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螺栓浮起。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本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于高度比对的轨道扣件螺栓浮起检测方法，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：在二维深度图像中提取螺栓感兴趣区域ROI；步骤4：在螺栓感兴趣区域ROI计算螺栓高度hc；步骤5：由螺栓参考高度hb，计算螺栓浮起高度Δh＝hc‑hb；步骤6：设定判定阈值Th，当螺栓浮起高度Δh＞Th时，判定螺栓浮起，否则，判定螺栓未浮起，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栓浮起检测方法，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：在二维深度图像中提取螺栓感兴趣区域ROI；步骤4：在螺栓感兴趣区域ROI计算螺栓高度hc；步骤5：由螺栓参考高度hb，计算螺栓浮起高度Δh＝hc-hb；步骤6：设定判定阈值Th，当螺栓浮起高度Δh＞Th时，判定螺栓浮起，否则，判定螺栓未浮起，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栓浮起检测方法，其特征在于，所述扣件螺栓由螺栓杆和紧固头组成，螺栓杆旋入带螺孔的扣件安装基座，紧固头用于压住扣件弹条或扣件底座，紧固头顶部横截面为六边形或四边形；所述螺栓高度是指螺栓紧固头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栓浮起检测方法，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栓浮起检测方法，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所述的基于高度比对的轨道扣件螺栓浮起检测方法，其特征在于：步骤3中所述螺栓感兴趣区域ROI提取方法是：步骤3-1：对二维深度图像进行阈值分割，检测出扣件区域，根据当前扣件的类型、该型扣件中螺栓位置先验信息，在二维深度图像中，对螺栓进行粗定位；步骤3-2：设定阈值T1和T2，设定圆心为步骤3-1中螺栓粗定位位置、半径为r1的圆O，对二维深度图像中位于圆O区域内像素进行阈值分割，得到螺栓区域R；其中，f(x,y)表示二维深度图像中(x,y)处的像素灰度值，阈值T1＝...

【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