一种接触网刚性支撑装置缺陷检测分时全景成像系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种接触网刚性支撑装置缺陷检测分时全景成像系统，属于轨道安全检测技术领域。该系统由5台摄像机、5个光源、1个成像触发模块、1台计算机和1组供电接口组成，采用光电接近开关对接触网刚性支撑横梁进行距离感知，用于成像控制，采用5个摄像机分别从四周和底部对接触网刚性支撑进行成像，可获取接触网刚性支撑全景图像，采用分时成像控制方法，可有效避免摄像机成像时、对侧光源干扰，获取清晰图像，为刚性支撑装置缺陷检测提供有效数据。

A time-sharing panoramic imaging system for defect detection of rigid support device of catenary

The invention discloses a time-sharing panoramic imaging system for defect detection of rigid support device of catenary, which belongs to the technical field of track safety detection. The system consists of five cameras, five light sources, an imaging trigger module, a computer and a set of power supply interfaces. The photoelectric proximity switch is used to sense the distance of the rigid support beam of the catenary for imaging control. Five cameras are used to image the rigid support of the catenary from the four sides and the bottom respectively. The panoramic image of the rigid support of the catenary can be obtained. Time-sharing imaging is used. The control method can effectively avoid the interference of the opposite light source when the camera is imaging, obtain clear images, and provide effective data for the defect detection of the rigid support device.

【技术实现步骤摘要】
一种接触网刚性支撑装置缺陷检测分时全景成像系统
本专利技术涉及城市轨道交通安全巡检
，特指一种接触网刚性支撑装置缺陷检测分时全景成像系统。
技术介绍
随着我国城市轨道交通快速发展，地铁在人们日常出行中发挥着重要作用。为保证地铁安全运行，必须定期对地铁轨道、接触网等进行安全检测。其中，接触网支撑装置容易发生紧固件脱离、绝缘子损伤等缺陷。近年来，视觉检测技术的发展，为实现接触网支撑装置缺陷检测提供了高效手段。在大铁中，已将视觉成像技术应用于柔性接触网支撑装置成像记录，并通过人工或自动方式查找柔性接触网支撑装置缺陷。在地铁中，多采用刚性支撑装置(如图2所示)，与柔性支撑装置(如图1所示)相比，支撑装置的安装位置存在差异，导致现有柔性接触网支撑装置成像系统难以应用于地铁接触网刚性支撑装置成像中。近期，地铁中应用的成像系统，也仅仅实现了录像功能。这样的成像系统存在以下缺陷：1)成像过程没有触发控制，容易发生支撑装置漏拍现象，并且容易产生大量容易数据；2)仅对支撑装置的前后两侧区域成像，所获取图像中，绝缘子等圆柱形对象存在盲区，无法完整地检测绝缘子缺陷。因此，需要设计更加完善的地铁接触网刚性支撑装置缺陷检测成像系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可用于城市轨道交通接触网刚性支撑装置缺陷检测的分时全景成像系统，以触发成像方式获取刚性支撑装置四周区域图像，为刚性支撑装置缺陷检测提供有效数据，以解决现有技术中容易发生支撑装置漏拍、所拍摄图像存在盲区等问题。本专利技术所提供的技术方案如下：一种接触网刚性支撑装置缺陷检测分时全景成像系统，由5台摄像机、5个光源、1个成像触发模块、1台计算机和1组供电接口组成，其特征在于：所述5台摄像机为A1、A2、A3、A4、A5，位于检测平台顶部，其中摄像机A1、A2位于检测平台顶部纵向中轴线两侧，摄像机A3、A4、A5位于检测平台顶部纵向中轴线上，纵向中轴线与铁轨平行，摄像机拍摄的图像输出到计算机保存；所述5个光源为B1、B2、B3、B4、B5，位于检测平台顶部，与成像触发模块连接，接收成像触发模块产生的光源控制信号后产生频闪光；所述5个光源分别与5个摄像机紧邻安置，且照射方向与紧邻的摄像机成像方向相同、照射区域完全覆盖紧邻的摄像机成像区域；所述计算机位于检测平台内部，与摄像机和成像触发模块连接；所述成像触发模块由1个光电码盘、2个光电接近开关和1个信号处理模块组成；所述光电码盘位于检测平台的随动车轮上，对随动车轮转动角度进行编码，产生的光电脉冲输入信号处理模块；所述2个光电接近开关呈一字形排列，垂直于检测平台顶部纵向中轴线，位于车厢纵向中轴线两侧，同时位于接触网刚性支撑装置的横梁下方；光电接近开关产生的信号输入信号处理模块；所述信号处理模块为嵌入式处理平台，以分时控制方式产生5路成像控制信号C1-C5和5路光源控制信号L1-L5，C1-C5分别输入摄像机A1-A5，L1-L5分别输入光源B1-B5；所述供电接口与检测平台内电源接口连接，与成像触发模块、摄像机、光源、计算机连接，为成像系统供电。面向检测平台尾部，从左自右依次安置摄像机A1和光源B1、第1光电接近开关、摄像机A5和光源B5、第2光电接近开关、摄像机A2和光源B2；2个光电接近开关位于检测平台同一横截面上，2个光电接近开关到检测平台纵向中轴线的距离分别为e1、e2，e1、e2的取值范围为300-500mm；摄像机A1、A2、A5靠近2个光电接近开关的连线延长线，摄像机A5位于检测平台顶部纵向中轴线上，摄像机A1斜向右上方成像，光源B1与A1方向相同，摄像机A2斜向左上方成像，光源B2与A2方向相同；面向检测平台尾部，在检测平台顶部纵向中轴线上，从前往后依次为：摄像机A3、A5、A4；摄像机A3斜向后上方成像，光源B3与A3方向相同，摄像机A5竖直向上成像，光源B5与A5方向相同，摄像机A4斜向前上方成像，光源B4与A4方向相同；摄像机A1、A2、A3、A4、A5到2个光电接近开关连线的距离分别为：d1、d2、d3、d4、d5，其中，d1<1000mm，d2<1000mm，d3>500mm，d4>500mm，d5＝0mm。所述2个光电接近开关到检测平台纵向中轴线的距离为：e1＝e2＝e3/2-e4，其中e3为接触网刚性支撑装置横梁长度，e4为设置参数，e4取值范围为10-200mm。分时全景成像具体方法是：步骤4.1：接触网刚性支撑装置的横梁进入光电接近开关探测区域内，光电接近开关产生接近信号，输出到信号处理模块；步骤4.2：信号处理模块接收到接近信号，对光电脉冲信号进行周期计数，并按如下情况处理：计数达到T1，产生成像控制信号C5输出给摄像机A5，产生光源控制信号L5输出给光源B5，对接触网刚性支撑装置底部区域成像；计数达到T2，产生成像控制信号C1输出给摄像机A1，产生光源控制信号L1输出给光源B1，对接触网刚性支撑装置左侧区域成像；计数达到T3，产生成像控制信号C2输出给摄像机A2，产生光源控制信号L2输出给光源B2，对接触网刚性支撑装置右侧区域成像；计数达到T4，产生成像控制信号C3输出给摄像机A3，产生光源控制信号L3输出给光源B3，对接触网刚性支撑装置前方区域成像；计数达到T5，产生成像控制信号C4输出给摄像机A4，产生光源控制信号L4输出给光源B4，对接触网刚性支撑装置后方区域成像；计数超过T6，停止计数，并将计数周期置为0；其中，T1<T2<T3<T4<T5<T6，T1＝1，T2＝d1/p，T3＝T2+e5，T4＝T3+e5，T5＝T4+e5，T6＝T5+e5，p是光电脉冲信号一个周期内检测平台的移动距离，e5为设定的两次成像最小时间间隔内所对应的光电脉冲数，取值为1～100。为进一步提高本专利技术成像系统的性能：优选的，再增加2个光电接近开关作为第2组接近探测单元，原有2个光电接近开关作为第1组接近探测单元，这2个接近探测单元中的4个光电接近开关构成矩形，第2组接近探测单元位于检测平台头部，将第1组接近探测单元移到检测平台尾部，使第1组接近探测单元的距离为d6，d6的取值范围为5-20m；摄像机A1、A2、A5和光源B1、B2、B5位于检测平台中心横截面处；在检测平台顶部纵向中轴线上依次布置摄像机A3、A5、A4，，光源B3和B4分别紧邻摄像机A3和A4，摄像机A3和光源B3斜向前上方，摄像机A4和光源B4斜向后上方，摄像机A3、A4到检测平台中心横截面的距离为d7、d8，d7<1000mm，d8<1000mm；A3、B3、A4、B4与检测平台顶部纵向中轴线夹角不超过30度。分时全景成像具体方法是：步骤6.1：在检测平台移动过程中，信号处理模块接收光电脉冲信号，并判定检测平台行驶方向，检测平台向前行驶，则进行步骤6.2，检测平台向后行驶，则进行步骤6.3；步骤6.2：接触网刚性支撑装置的横梁进入第2组接近探测单元探测区域内，光电接近开关产生接近信号，输出到信号处理模块，信号处理模块接收到接近信号，对光电脉冲信号进行周期计数，并按如下情况处理：计数达到Ta1，产生成像控制信号C3输出给摄像机A3，产生光源控制信号L3输出给光源B3，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种接触网刚性支撑装置缺陷检测分时全景成像系统，由5台摄像机、5个光源、1个成像触发模块、1台计算机和1组供电接口组成，其特征在于：所述5台摄像机为A1、A2、A3、A4、A5，位于检测平台顶部，其中摄像机A1、A2位于检测平台顶部纵向中轴线两侧，摄像机A3、A4、A5位于检测平台顶部纵向中轴线上，纵向中轴线与铁轨平行，摄像机拍摄的图像输出到计算机保存；所述5个光源为B1、B2、B3、B4、B5，位于检测平台顶部，与成像触发模块连接，接收成像触发模块产生的光源控制信号后产生频闪光；所述5个光源分别与5个摄像机紧邻安置，且照射方向与紧邻的摄像机成像方向相同、照射区域完全覆盖紧邻的摄像机成像区域；所述计算机位于检测平台内部，与摄像机和成像触发模块连接；所述成像触发模块由1个光电码盘、2个光电接近开关和1个信号处理模块组成；所述光电码盘位于检测平台的随动车轮上，对随动车轮转动角度进行编码，产生的光电脉冲输入信号处理模块；所述2个光电接近开关呈一字形排列，垂直于检测平台顶部纵向中轴线，位于车厢纵向中轴线两侧，同时位于接触网刚性支撑装置的横梁下方；光电接近开关产生的信号输入信号处理模块；所述信号处理模块为嵌入式处理平台，以分时控制方式产生5路成像控制信号C1‑C5和5路光源控制信号L1‑L5，C1‑C5分别输入摄像机A1‑A5，L1‑L5分别输入光源B1‑B5；所述供电接口与检测平台内电源接口连接，与成像触发模块、摄像机、光源、计算机连接，为成像系统供电。...

【技术特征摘要】
1.一种接触网刚性支撑装置缺陷检测分时全景成像系统，由5台摄像机、5个光源、1个成像触发模块、1台计算机和1组供电接口组成，其特征在于：所述5台摄像机为A1、A2、A3、A4、A5，位于检测平台顶部，其中摄像机A1、A2位于检测平台顶部纵向中轴线两侧，摄像机A3、A4、A5位于检测平台顶部纵向中轴线上，纵向中轴线与铁轨平行，摄像机拍摄的图像输出到计算机保存；所述5个光源为B1、B2、B3、B4、B5，位于检测平台顶部，与成像触发模块连接，接收成像触发模块产生的光源控制信号后产生频闪光；所述5个光源分别与5个摄像机紧邻安置，且照射方向与紧邻的摄像机成像方向相同、照射区域完全覆盖紧邻的摄像机成像区域；所述计算机位于检测平台内部，与摄像机和成像触发模块连接；所述成像触发模块由1个光电码盘、2个光电接近开关和1个信号处理模块组成；所述光电码盘位于检测平台的随动车轮上，对随动车轮转动角度进行编码，产生的光电脉冲输入信号处理模块；所述2个光电接近开关呈一字形排列，垂直于检测平台顶部纵向中轴线，位于车厢纵向中轴线两侧，同时位于接触网刚性支撑装置的横梁下方；光电接近开关产生的信号输入信号处理模块；所述信号处理模块为嵌入式处理平台，以分时控制方式产生5路成像控制信号C1-C5和5路光源控制信号L1-L5，C1-C5分别输入摄像机A1-A5，L1-L5分别输入光源B1-B5；所述供电接口与检测平台内电源接口连接，与成像触发模块、摄像机、光源、计算机连接，为成像系统供电。2.根据权利要求1所述的接触网刚性支撑装置缺陷检测分时全景成像系统，其特征在于：面向检测平台尾部，从左自右依次安置摄像机A1和光源B1、第1光电接近开关、摄像机A5和光源B5、第2光电接近开关、摄像机A2和光源B2；2个光电接近开关位于检测平台同一横截面上，2个光电接近开关到检测平台纵向中轴线的距离分别为e1、e2，e1、e2的取值范围为300-500mm；摄像机A1、A2、A5靠近2个光电接近开关的连线延长线，摄像机A5位于检测平台顶部纵向中轴线上，摄像机A1斜向右上方成像，光源B1与A1方向相同，摄像机A2斜向左上方成像，光源B2与A2方向相同；面向检测平台尾部，在检测平台顶部纵向中轴线上，从前往后依次为：摄像机A3、A5、A4；摄像机A3斜向后上方成像，光源B3与A3方向相同，摄像机A5竖直向上成像，光源B5与A5方向相同，摄像机A4斜向前上方成像，光源B4与A4方向相同；摄像机A1、A2、A3、A4、A5到2个光电接近开关连线的距离分别为：d1、d2、d3、d4、d5，其中，d1<500mm，d2<500mm，d3>500mm，d4>500mm，d5＝0mm。3.根据权利要求2所述的接触网刚性支撑装置缺陷检测分时全景成像系统，其特征在于，所述2个光电接近开关到检测平台纵向中轴线的距离为：e1＝e2＝e3/2-e4，其中e3为接触网刚性支撑装置横梁长度，e4为设置参数，e4取值范围为10-200mm。4.根据权利要求2所述的接触网刚性支撑装置缺陷检测分时全景成像系统，其特征在于：分时全景成像具体方法是：步骤4.1：接触网刚性支撑装置的横梁进入光电接近开关探测区域内，光电接近开关产生接近信号，输出到信号处理模块；步骤4.2：信号处理模块接收到接近信号，对光电脉冲信号进行周期计数，并按如下情况处理：计数达到T1，产生成像控制信号C5输出给摄像机A5，产生光源控制信号L5输出给光源B5，对接触网刚性支撑装置底部区域成像；计数达到T2，产生成像控制信号C1输出给摄像机A1，产生光源控制信号L1输出给光源B1，对接触网刚性支撑装置左侧区域成像；计数达到T3，产生成像控制信号C2输出给摄像机A2，产生光源控制信号L2输出给光源B2，对接触网刚性支撑装置右侧区域成像；计数达到T4，产生成像控制信号C3输出给摄像机A3，产生光源控制信号L3输出给光源B3，对接触网刚性支撑装置前方区域成像；计数达到T5，产生成像控制信号C4输出给摄像机A4，产生光源控制信号L4输出给光源B4，对接触网刚性支撑装置后方区域成像；计数超过T6，停止计数，并将计数周期置为0；其中，T1<T2<T3<T4<T5<T6，T1＝1，T2＝d1/p，T3＝T2+e5，T4＝T3+e5，T5＝T4+e5，T6＝T5+e5，p是光电脉冲信号一个周期内检测平台的移动距离，e5为设定的两次成像最小时间间隔内所对应的光电脉冲数，取值为1～100。5.根据权利要求1所述的接触网刚性支撑装置缺陷检测分时全景成像系统，其特征在于：再增加2个光电接近开关作为第2组接近探测单元，原有2个光电接近开关作为第1组接近探测单元，这2个接近探测单元中的4个光电接近开关构成矩形，第2组接近探测单元位于检测平台头部，将第1组接近探测单元移到检测平台尾部，使第1组接近探测单元的距离为d6，d6的取值范围为5-20m；摄像机A1、A2、A5和光源B1、B2、B5位于检测平台中心横截面处；在检测平台顶部纵向中轴线上依次布置摄像机A3、A5、A4，光源B3和B4分别紧邻摄像机A3和A4，摄像机A3和光源B3斜向前上方，摄像机A4和光源B4斜向后上方，摄像机A3、A4到检测平台中心横截面的距离为d7、d8，d7<1000mm，d8<1000mm；A3、B3、A4、B4与检测平台顶部纵向中轴线夹角不超过30度。6.根据权利要求5所述的接触网刚性支撑装置缺陷检测分时全景成像系统，其特征在于：分时全景成像具体方法是：步骤6.1：在检测平台移动过程中，信号处理模块接收光电脉冲信号，并判定检测平台行驶方向，检测平台向前行驶，则进行步骤6.2，检测平台向后行驶，则进行步骤6.3；步骤6.2：接触网刚性支撑装置的横梁进入第2组接近探测单元探测区域内，光电接近开关产生接近信号，输出到信号处理模块，信号处理模块接收到接近信号，对光电脉冲信号进行周期计数，并按如下情况处理：计数达到Ta1，产生成像控制信号C3输出给摄像机A3，产生光源控制信号L3输出给光源B3，对接触网刚性支撑装置前方区域成像；计数达到Ta2，产生成像控制信号C5输出给摄像机A5，产生光源控制信号L5输出给光源B5，对接触网刚性支撑装置底部区域成像；计...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
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