光学轮评估制造技术

描述了对旋转轮的评估。该评估利用通过反射离开旋转轮的一个或多个区域的辐射获取的信息。成像设备可以获取图像数据，该图像数据被处理以评估轮。辐射可以包括漫射和/或相干辐射。在评估中可以使用轮的基本上整个周长的图像数据。

Optical wheel evaluation

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学轮评估相关申请的引用当前的申请要求于2017年9月15日提交的共同未决的美国临时申请No.62/559,029的权益，该申请通过引用并入本文。
本公开一般而言涉及轮的评估，并且更具体而言，涉及用于光学地测量轮的解决方案。
技术介绍
当前的轮测量解决方案，诸如在两者均通过引用由此并入本文的标题为“MethodandSystemforContactlessMeasurementofRailroadWheelCharacteristics”的美国专利No.5,636,026和标题为“ContactlessWheelMeasurementSystemandMethod”的美国专利No.6,768,551中描述的解决方案，有效地测量轮的各种属性。例如，当测量导轨轮时，可以测量属性(诸如轮辋厚度、轮缘厚度、轮缘高度、参考轮槽直径(当可用时)、轮直径和轮攻角)，以确保轮的继续操作保持安全。这些解决方案的实施例可能没有提供用于测量可以被用于确定可能影响轮的可操作状况的其它缺陷的其它轮属性(诸如胎面表面的表面形貌)的有效解决方案。例如，对于继续操作，包括平坦点或充分不圆(例如，椭圆形)或包括一个或多个沟、裂纹、去壳(shelled)区域等的轮可能是不期望的。通过引用并入本文而且标题为“OpticalWheelEvaluation”的美国专利No.7,564,569描述了实现所述目的的若干方法。
技术实现思路
鉴于以上所述，专利技术人认识到对于改进的光学评估解决方案存在需要，该改进的光学评估解决方案可以准确地测量一个或多个轮属性，对于该一个或多个轮属性，当前的解决方案可能不会提供足够和/或足够准确的测量结果。技术的进步，具体而言是超高速智能相机的可用性，已使得以更高的速度、以改进的分辨率以及以改进的轮缺陷覆盖范围对轮瑕疵进行光学测量的新方法成为可能。专利技术人发现了组合多个技术以优化地解决所有感兴趣的轮缺陷是有利的。本专利技术的方面提供了一种用于沿着轮的至少一个周长光学地评估轮的解决方案。但是，理解的是，在某些应用中，诸如在其中在短时间帧中频繁检查同一车辆的通行(transit)火车交通的情况下，在不偏离本文描述的本专利技术的说明性实施例的情况下，通过捕获和拼接(stitch)在任何给定行程期间由车辆通过系统获取的部分周长数据，可以获得值整个周长的数据。该评估利用通过反射离开旋转轮的一个或多个区域的辐射而获取的信息。成像设备可以获取图像数据，该图像数据被处理以评估轮。辐射可以包括漫射和/或相干辐射。在评估中可以使用轮的基本上整个周长的图像数据。在一实施例中，在轮沿着具有该轮的至少一个周长的长度的路径移动时获得图像数据。而且，本领域技术人员将认识到的是，在不偏离本专利技术后的意图的情况下，该路径可以是就地(inplace)的线性行进或圆形行进。路径和/或轮可以被照明以增强所得的图像数据。基于图像数据来测量轮的一个或多个属性。然后属性可以被用于检测轮中的一个或多个缺陷。在一个实施例中，轮是铁路轮，轮被照明，并且被照明的轮由一个或多个相机成像。但是，理解的是，在不偏离本专利技术后的意图的情况下，也可以测量其它类型的轮、轮胎、圆形支撑构件、圆筒(cylinder)等。本专利技术的第一方面提供了一种评估轮的方法，该方法包括：对轮的路径进行照明，其中该路径的长度包括轮的至少一个周长；随着轮沿着路径移动时获得该轮的图像数据；以及基于图像数据测量轮的至少一个属性。通过路径理解的是，轮可以作为车辆的一部分沿着路径滚动、被安装在车辆上以检查车辆上的轮或者在测量机器中就地旋转。可以想象许多其它路径，它们是上述简单路径的明显变体。本专利技术的第二方面提供了一种用于评估轮的系统，该系统包括：用于对轮的路径进行照明的装置，其中该路径的范围包括轮的至少一个周长；用于随着轮沿着路径移动时获得该轮的图像数据的装置；以及用于基于图像数据测量轮的至少一个属性的装置。而且，在不偏离本专利技术的情况下，可以由安装在火车车辆上、或者安装在轨道侧或者安装在轮维修店中的系统来测量轮。本专利技术的第三方面提供了一种生成用于评估轮的系统的方法，该方法包括：获得计算机基础设施；以及对计算机基础设施部署用于执行本文所述的步骤中的一个或多个的装置。本专利技术的第四方面提供了一种评估轮的方法，该方法包括：对轮正在其中旋转的区域进行照明，其中，照明包括至少一个光片(sheetoflight)，其中，每个光片被配置为与轮的侧表面相交，从而在该侧表面上形成弦，并与轮的位于弦的至少一侧上的胎面表面相交，其中满足以下中的至少一个：随着轮在该区域中旋转时弦被定位在距轮的中心基本上恒定的距离，或者随着轮在该区域中旋转时弦在轮的侧表面上形成具有基本上恒定的高度的段；随着轮在该区域中旋转时获得轮的图像数据，其中，图像数据包括当轮被定位在该区域内时在不同时间获取的多个图像，其中，该多个图像包括包含轮的胎面表面的与光线(lineoflight)集合中的至少一条相交的区域的多个图像；以及基于图像数据评估轮的胎面表面。本专利技术的第五方面提供了一种用于评估轮的系统，该系统包括：照明设备的集合，被配置为对轮正在其中旋转的区域进行照明，其中，照明设备的集合发射至少一个光片，该至少一个光片被配置为与轮的侧表面相交，从而在该侧表面上形成弦，并与轮的位于弦的至少一侧上的胎面表面相交，其中满足以下中的至少一个：随着轮在该区域中旋转时弦被定位在距轮的中心基本上恒定的距离，或者随着轮在该区域中旋转时弦在轮的侧表面上形成具有基本上恒定的高度的段；成像设备的集合，被配置为当轮在该区域中旋转时获取轮的图像数据，其中，该图像数据包括当轮被定位在该区域内时在不同时间获取的多个图像，其中，该多个图像包括包含轮的胎面表面的与光线集合中的至少一条相交的区域的多个图像；以及用于基于图像数据评估轮的胎面表面的装置。本专利技术的第六方面提供了一种用于评估轮的系统，该系统包括：照明设备的集合，被配置为用漫射辐射对轮的至少胎面表面进行照明；成像设备的集合，被配置为随着轮在该区域中旋转时获取轮的图像数据，其中，该图像数据包括当轮位于该区域内时在不同时间获取的多个图像，其中，该成像设备的集合获取包括胎面表面的由漫射辐射掠射的部分的图像数据；以及用于基于图像数据评估轮的胎面表面的装置。本专利技术的其它方面提供了方法、系统、程序产品以及使用和生成它们每个的方法，其包括和/或实现本文描述的动作的一些或全部。本专利技术的说明性方面被设计为解决本文所述的一个或多个问题和/或本领域技术人员可以发现的未讨论的一个或多个其它问题。在当前描述中不再重复在标题为“OpticalWheelEvaluation”的美国专利7,564,569中教导的专利技术的其它方面。附图说明从结合描述本专利技术的各个方面的附图对本专利技术的各个方面的以下详细描述，将更容易理解本公开的这些和其它特征。图1示出了根据本专利技术的实施例的用于评估轮的说明性环境的示意图。图2示出了说明性导轨轮的部分截面视图。图3A-图3C示出了导轨轮的各种缺陷。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种评估轮的方法，所述方法包括：/n对轮正在其中旋转的区域进行照明，其中，照明包括至少一个光片，其中，每个光片被配置为与所述轮的侧表面相交，从而在所述侧表面上形成弦，并与所述轮的被定位在所述弦的至少一侧上的胎面表面相交，其中满足以下中的至少一个：随着所述轮在所述区域中旋转时所述弦被定位在距所述轮的中心基本上恒定的距离，或者随着所述轮在所述区域中旋转时所述弦在所述轮的所述侧表面上形成具有基本上恒定的高度的段；/n随着所述轮在所述区域中旋转时，获得所述轮的图像数据，其中，所述图像数据包括当所述轮被定位在所述区域内时在不同时间获取的多个图像，其中，所述多个图像包括包含所述轮的所述胎面表面的与光线集合中的至少一条相交的区域的多个图像；以及/n基于所述图像数据评估所述轮的所述胎面表面。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170915 US 62/559,0291.一种评估轮的方法，所述方法包括：
对轮正在其中旋转的区域进行照明，其中，照明包括至少一个光片，其中，每个光片被配置为与所述轮的侧表面相交，从而在所述侧表面上形成弦，并与所述轮的被定位在所述弦的至少一侧上的胎面表面相交，其中满足以下中的至少一个：随着所述轮在所述区域中旋转时所述弦被定位在距所述轮的中心基本上恒定的距离，或者随着所述轮在所述区域中旋转时所述弦在所述轮的所述侧表面上形成具有基本上恒定的高度的段；
随着所述轮在所述区域中旋转时，获得所述轮的图像数据，其中，所述图像数据包括当所述轮被定位在所述区域内时在不同时间获取的多个图像，其中，所述多个图像包括包含所述轮的所述胎面表面的与光线集合中的至少一条相交的区域的多个图像；以及
基于所述图像数据评估所述轮的所述胎面表面。


2.如权利要求1所述的方法，其中，被照明的区域与所述轮正在移动通过的路径对应。


3.如权利要求2所述的方法，其中，所述被照明的区域具有所述轮的至少一个周长的长度。


4.如权利要求2所述的方法，其中，照明包括发射与所述轮正在移动通过的路径基本上平行的至少一个光片。


5.如权利要求1所述的方法，其中，所述图像数据是由至少一个成像设备获取的，所述至少一个成像设备相对于所述轮正在移动通过的路径以小于四十五度的角度定向。


6.如权利要求1所述的方法，其中，包括所述轮的所述胎面表面的与光线集合中的至少一条相交的区域的所述多个图像包括针对所述轮的所述胎面表面的基本上整个周长的图像数据。


7.如权利要求6所述的方法，其中，所述轮的所述图像数据是从所述轮的沿着路径的多次通过获得的。


8.如权利要求1至7中的任一项所述的方法，还包括用漫射辐射对所述轮的所述胎面表面进行照明，其中，成像包括获取包括所述胎面表面的由所述漫射辐射掠射的部分的图像数据。


9.一种用于评估轮的系统，所述系统包括：
照明设备的集合，被配置为对轮正在其中旋转的区域进行照明，其中，所述照明设备的集合发射至少一个光片，所述至少一个光片被配置为与所述轮的侧表面相交，从而在所述侧表面上形成弦，并与所述轮的被定位在所述弦的至少一侧上的胎面表面相交，其中满足以下中的至少一个：随着所述轮在所述区域中旋转时所述弦被定位在距所述轮的中心基本上恒定的距离，或者随着所述轮在所述区域中旋转时所述弦在所述轮的侧表面上形成具有基本上恒定的高度的段；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：Z·F·米安，R·W·伽玛彻，
申请(专利权)人：国际电子机械公司，
类型：发明
国别省市：美国;US