一种车轮接触面的图像采集设备、缺陷检测系统及方法技术方案

本申请公开了一种车轮接触面的图像采集设备、一种车轮接触面的缺陷检测系统及方法。该图像采集设备包括：壳体、n个采集部件、吸附部件、驱动部件以及微控制器；壳体采用仿车轮外轮廓形状的结构，壳体上安装有驱动轮，驱动部件与驱动轮相连，采集部件以及吸附部件安装于壳体内部，采集部件用于采集车轮接触面的图像；吸附部件用于将图像采集设备吸附于车轮上；驱动部件用于驱动该驱动轮转动，以使在图像采集设备吸附于车轮上时，图像采集设备沿车轮运动；微控制器用于根据触碰开关的状态控制驱动部件及采集部件。该图像采集设备无需人工观察车轮接触面，提高了车轮接触面图像的采集效率，有利于提高车轮接触面缺陷检测效率和准确性。

An Image Acquisition Equipment, Defect Detection System and Method for Wheel Contact Surface

This application discloses an image acquisition device for wheel contact surface, a defect detection system and method for wheel contact surface. The image acquisition device includes: shell, n acquisition components, adsorption components, driving components and microcontroller; shell adopts the structure of imitating wheel outline shape, and the shell is equipped with driving wheels, driving components are connected with driving wheels, acquisition components and adsorption components are installed inside the shell, acquisition components are used to collect images of wheel contact surface; adsorption components are used to collect images of wheel contact surface; The acquisition device is adsorbed on the wheel; the driving component is used to drive the driving wheel to rotate so that when the image acquisition device is adsorbed on the wheel, the image acquisition device moves along the wheel; the microcontroller is used to control the driving component and the acquisition component according to the state of the touch switch. The image acquisition device does not need to observe the wheel contact surface manually, which improves the efficiency of image acquisition of wheel contact surface, and is conducive to improving the efficiency and accuracy of wheel contact surface defect detection.

【技术实现步骤摘要】
一种车轮接触面的图像采集设备、缺陷检测系统及方法
本申请涉及图像处理
，具体涉及一种车轮接触面的图像采集设备、一种车轮接触面的缺陷检测系统及方法。
技术介绍
列车车轮与铁轨的接触面会直接影响列车行进过程的安全，因此需要定期检测列车车轮接触面是否存在缺陷。在现有技术中，通常采用人工观察车轮接触面的方式，对车轮接触面是否存在缺陷进行检测，该方式检测耗时较长、效率较低，且由于人为因素影响容易造成漏检现象，影响列车安全。
技术实现思路
有鉴于此，本申请实施例提供一种车轮接触面的图像采集设备、一种车轮接触面的缺陷检测系统及方法，以提高车轮接触面的图像采集效率、并有效进行车轮接触面的缺陷检测。为解决上述问题，本申请实施例提供的技术方案如下：第一方面，本申请提供了一种车轮接触面的图像采集设备，该图像采集设备包括：壳体、n个采集部件、吸附部件、驱动部件以及微控制器；所述壳体采用仿车轮外轮廓形状的结构，所述壳体上安装有驱动轮，所述驱动部件与所述驱动轮相连，所述n个采集部件以及所述吸附部件安装于所述壳体内部，n取2的正整数倍；所述采集部件，用于采集车轮接触面的图像；所述吸附部件，用于当图像采集设备放置于车轮上时，将所述图像采集设备吸附于车轮上；所述驱动部件，用于驱动所述驱动轮转动，以使在所述图像采集设备吸附于车轮上时，所述图像采集设备沿车轮运动；所述微控制器，用于当碰撞开关启动时，控制所述驱动部件运行，并控制所述采集部件开始采集图像，当所述碰撞开关关闭时，控制所述驱动部件停止运行，并控制所述采集部件停止采集图像。可选的，该图像采集设备还包括：传输部件，用于将所述采集部件采集的车轮接触面的图像传输给服务器。可选的，该图像采集设备还包括：限位部件，所述限位部件安装于所述壳体内部，用于在所述图像采集设备沿车轮运动时，使所述图像采集设备沿直线运动。第二方面，本申请提供了一种车轮接触面的缺陷检测系统，该系统包括：图像采集设备以及服务器；所述图像采集设备，为第一方面提供的图像采集设备；所述服务器，用于获取所述图像采集设备采集的车轮接触面的图像，利用所述车轮接触面的图像建立车轮接触面的三维重建图像，在所述三维重建图像中进行特征点提取，在所述特征点中进行分类筛选得到故障特征点，根据所述故障特征点确定所述车轮接触面的故障信息。可选的，服务器内设置有多个无线嵌入式工控机，所述无线嵌入式工控机的数量与所述图像采集设备内采集部件的数量相同，每个所述无线嵌入式工控机分别与一个所述采集部件对应，每个所述无线嵌入式工控机用于接收一个对应的采集部件采集到的图像。可选的，服务器可以用于：获取所述图像采集设备采集的车轮接触面的图像，将同时采集到的至少两幅车轮接触面的图像进行畸变校正，获得校正后的车轮接触面图像；利用全局匹配算法对所述校正后的车轮接触面图像进行特征点立体匹配，建立车轮接触面的三维重建图像；在三维重建图像中利用ORB算法进行特征点提取，在所述特征点中进行分类筛选得到故障特征点，根据所述故障特征点确定所述车轮接触面的故障信息。可选的，服务器还可以用于：将所述校正后的车轮接触面图像进行融合拼接，生成车轮接触面平面图像；利用所述三维重建图像，生成车轮侧面深度图像；根据所述故障特征点在所述车轮接触面平面图像以及所述车轮侧面深度图像中显示所述车轮接触面的故障信息。第三方面，本申请提供了一种车轮接触面的缺陷检测方法，该方法包括：图像采集设备沿车轮运动，采集车轮接触面的图像；所述图像采集设备将所述车轮接触面的图像传输给服务器；所述服务器利用所述车轮接触面的图像建立车轮接触面的三维重建图像；所述服务器在所述三维重建图像中进行特征点提取，在所述特征点中进行分类筛选得到故障特征点，根据所述故障特征点确定所述车轮接触面的故障信息。可选的，服务器利用所述车轮接触面的图像建立车轮接触面的三维重建图像，包括：所述服务器获取所述图像采集设备采集的车轮接触面的图像，将同时采集到的至少两幅车轮接触面的图像进行畸变校正，获得校正后的车轮接触面图像；所述服务器利用全局匹配算法对所述校正后的车轮接触面图像进行特征点立体匹配，建立车轮接触面的三维重建图像。可选的，该方法还包括：所述服务器将所述校正后的车轮接触面图像进行融合拼接，生成车轮接触面平面图像；所述服务器利用所述三维重建图像，生成车轮侧面深度图像；所述服务器根据所述故障特征点在所述车轮接触面平面图像以及所述车轮侧面深度图像中显示所述车轮接触面的故障信息。由此可见，本申请实施例具有如下有益效果：本申请提供的车轮接触面的图像采集设备包括：壳体、n个采集部件、吸附部件、驱动部件以及微控制器；壳体采用仿车轮外轮廓形状的结构，壳体上安装有驱动轮，驱动部件与驱动轮相连，n个采集部件以及吸附部件安装于壳体内部；其中，采集部件用于采集车轮接触面的图像；吸附部件用于当图像采集设备放置于车轮上时，将图像采集设备吸附于车轮上；驱动部件用于驱动该驱动轮转动，以使在图像采集设备吸附于车轮上时，图像采集设备沿车轮运动；微控制器用于当碰撞开关启动时，控制驱动部件运行，并控制采集部件开始采集图像，当碰撞开关关闭时，控制驱动部件停止运行，并控制采集部件停止采集图像。该采集设备无需人工观察车轮接触面，能够自动采集车轮接触面的图像，因而提高了车轮接触面图像的采集效率，并且经采集的车轮接触面图像有利于提高车轮接触面缺陷检测效率和准确性。附图说明图1为本申请实施例提供的一种车轮接触面的图像采集设备示意图；图2为本申请实施例提供的一种车轮接触面的图像采集设备示意图；图3为本申请实施例提供的一种车轮接触面的图像采集设备示意图；图4为本申请实施例提供的一种车轮接触面的缺陷检测系统结构示意图；图5为本申请实施例提供的一种双目视觉识别算法流程图；图6为本申请实施例提供的一种车轮接触面的缺陷检测系统各设备交互场景示意图；图7为本申请实施例提供的一种车轮接触面的缺陷检测方法流程图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。列车车轮与铁轨接触面(以下简称车轮接触面)的缺陷是影响列车安全行驶的重大危险因素。为保证列车安全行驶，需要定期对车轮接触面进行检测，以便及时对车轮接触面缺陷采取补救措施，减少行车的安全隐患。在现有技术中，车轮接触面的缺陷检测依靠于人工检测方式，通过人工观察车轮接触面以确定缺陷的具体情况。但是，这种检测方式的人工劳动强度较大，耗时长且效率低；此外，人工检测主观性较强且存在漏检的可能性，因此检测的精度和可靠性不足，为行车安全带来隐患。为此，本申请提供了一种车轮接触面的图像采集设备以及一种车轮接触面的缺陷检测系统，该系统中包括了车轮接触面的图像采集设备。为便于理解该缺陷检测系统的结构和运行功能，下面结合图1至图3，首先对本申请提供的车轮接触面的图像采集设备进行介绍。图1至图3为本申请提供的车轮接触面的图像采集设备示意图。本申请实施例提供的车轮接触面的图像采集设备如图1至图3所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车轮接触面的图像采集设备，其特征在于，所述图像采集设备包括：壳体、n个采集部件、吸附部件、驱动部件以及微控制器；所述壳体采用仿车轮外轮廓形状的结构，所述壳体上安装有驱动轮，所述驱动部件与所述驱动轮相连，所述n个采集部件以及所述吸附部件安装于所述壳体内部，n取2的正整数倍；所述采集部件，用于采集车轮接触面的图像；所述吸附部件，用于当图像采集设备放置于车轮上时，将所述图像采集设备吸附于车轮上；所述驱动部件，用于驱动所述驱动轮转动，以使在所述图像采集设备吸附于车轮上时，所述图像采集设备沿车轮运动；所述微控制器，用于当碰撞开关启动时，控制所述驱动部件运行，并控制所述采集部件开始采集图像，当所述碰撞开关关闭时，控制所述驱动部件停止运行，并控制所述采集部件停止采集图像。

【技术特征摘要】
1.一种车轮接触面的图像采集设备，其特征在于，所述图像采集设备包括：壳体、n个采集部件、吸附部件、驱动部件以及微控制器；所述壳体采用仿车轮外轮廓形状的结构，所述壳体上安装有驱动轮，所述驱动部件与所述驱动轮相连，所述n个采集部件以及所述吸附部件安装于所述壳体内部，n取2的正整数倍；所述采集部件，用于采集车轮接触面的图像；所述吸附部件，用于当图像采集设备放置于车轮上时，将所述图像采集设备吸附于车轮上；所述驱动部件，用于驱动所述驱动轮转动，以使在所述图像采集设备吸附于车轮上时，所述图像采集设备沿车轮运动；所述微控制器，用于当碰撞开关启动时，控制所述驱动部件运行，并控制所述采集部件开始采集图像，当所述碰撞开关关闭时，控制所述驱动部件停止运行，并控制所述采集部件停止采集图像。2.根据权利要求1所述的图像采集设备，其特征在于，所述图像采集设备还包括：传输部件，用于将所述采集部件采集的车轮接触面的图像传输给服务器。3.根据权利要求1所述的图像采集设备，其特征在于，所述图像采集设备还包括：限位部件，所述限位部件安装于所述壳体内部，用于在所述图像采集设备沿车轮运动时，使所述图像采集设备沿直线运动。4.一种车轮接触面的缺陷检测系统，其特征在于，所述系统包括：图像采集设备以及服务器；所述图像采集设备，为权利要求1-3任一项所述的图像采集设备；所述服务器，用于获取所述图像采集设备采集的车轮接触面的图像，利用所述车轮接触面的图像建立车轮接触面的三维重建图像，在所述三维重建图像中进行特征点提取，在所述特征点中进行分类筛选得到故障特征点，根据所述故障特征点确定所述车轮接触面的故障信息。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述服务器内设置有多个无线嵌入式工控机，所述无线嵌入式工控机的数量与所述图像采集设备内采集部件的数量相同，每个所述无线嵌入式工控机分别与一个所述采集部件对应，每个所述无线嵌入式工控机用于接收一个对应的采集部件采集到的图像。6.根据权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡广胜，王菁，董绪琪，兰娜，尚军营，付娟，于海源，董建峰，张永仕，郝博，
申请(专利权)人：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37