一种轨道检测系统用的图像采集装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种轨道检测系统用的图像采集装置，包括：线阵相机管控单元、若干独立线阵相机单元和里程记录单元；所述线阵相机管控单元用于根据轨道上列车速度向所述若干独立线阵相机单元传输控制指令；所述若干独立线阵相机单元用于根据接收的控制指令采集轨道图像数据，采集的轨道图像数据传输至所述线阵相机管控单元；所述里程记录单元用于记录轨道上列车所行驶的距离，通过所行驶的距离确定每张轨道图片拍摄的位置，将轨道图片的位置反馈至所述线阵相机管控单元。增强了系统的环境适应性，能适应光线不足的区域，也能有效降低环境杂光的干扰。杂光的干扰。杂光的干扰。

【技术实现步骤摘要】
一种轨道检测系统用的图像采集装置


[0001]本专利技术涉及图像采集领域，尤其是涉及一种轨道检测系统用的图像采集装置。

技术介绍

[0002]铁路运行速度不断提高，列车往返也将更加频繁，轨道的负荷必将越来越重。为保证列车运行的安全和线路畅通，必须对轨道实时监控。日常检查中，除了通过使用轨道检查仪对轨道的几何状态进行检测外，还需及时了解钢轨表面和扣件是否存在缺陷，并尽早地发现缺陷及其所在位置，正确引导工作人员对轨道实时维护，保证铁路运输安全。
[0003]目前，针对轨道缺陷检测，主要采用目视法，即巡道工人的目视检查。这种方法存在大量弊端：耗时较长、效率不高、容易受天气因素和巡道工人责任感的影响。同时，由于列车高速运行，巡道工人的人身安全受到巨大威胁。因此，急需一种轨道检测系统用的图像采集装置，能迅速、安全、完整的采集轨道图像，获取轨道信息，确保线路的正常运输。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种轨道检测系统用的图像采集装置，以解决现有技术中存在的铁路运行速度不断提高，列车往返也将更加频繁，轨道的负荷必将越来越重。为保证列车运行的安全和线路畅通，必须对轨道实时监控。日常检查中，除了通过使用轨道检查仪对轨道的几何状态进行检测外，还需及时了解钢轨表面和扣件是否存在缺陷，并尽早地发现缺陷及其所在位置，正确引导工作人员对轨道实时维护，保证铁路运输安全。目前，针对轨道缺陷检测，主要采用目视法，即巡道工人的目视检查。这种方法存在大量弊端：耗时较长、效率不高、容易受天气因素和巡道工人责任感的影响。同时，由于列车高速运行，巡道工人的人身安全受到巨大威胁。因此，急需一种轨道检测系统用的图像采集装置，能迅速、安全、完整的采集轨道图像，获取轨道信息，确保线路的正常运输的上述问题。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种轨道检测系统用的图像采集装置，该图像采集装置包括：线阵相机管控单元、若干独立线阵相机单元和里程记录单元；
[0007]所述线阵相机管控单元用于根据轨道上列车速度向所述若干独立线阵相机单元传输控制指令；
[0008]所述若干独立线阵相机单元用于根据接收的控制指令采集轨道图像数据，采集的轨道图像数据传输至所述线阵相机管控单元；
[0009]所述里程记录单元用于记录轨道上列车所行驶的距离，通过所行驶的距离确定每张轨道图片拍摄的位置，将轨道图片的位置反馈至所述线阵相机管控单元。
[0010]其中，所述若干独立线阵相机单元包括：线阵相机、激光器和外部调节装置；
[0011]所述线阵相机用于根据轨道上列车速度动态调整扫描行频，通过拍摄轨道图片的方式采集轨道关键部件高清图像数据，关键部件包括：轨道线路钢轨两侧、扣件、灰枕和道床；
[0012]所述激光器用于通过配置的圆柱透镜扩散，获取统一的束流分布；
[0013]所述外部调节装置用于通过防尘防雾防水防光线直射，所述线阵相机在阴雨、阳光、紫外线、灰尘以及风沙中正常采集图像数据。
[0014]其中，所述线阵相机管控单元包括：数据存储模块；
[0015]在图像采集过程中，采集的轨道图像通过所述数据存储模块进行存储，其中，所述数据存储模块采取多线程技术增加图像存储的响应速度。
[0016]其中，所述线阵相机包括：光学编码器、单片机、驱动装置和摄像头；
[0017]所述线阵相机根据当前轨道上列车速度以及拍摄对象所处位置进行自动校准，自动校准后采集轨道图像；
[0018]所述光学编码器产生脉冲信号，所述单片机将脉冲信息转化为所述线阵相机可识别的TTL电平触发信号，TTL电平触发信号触发驱动装置驱动摄像头拍摄轨道图片，通过拍摄轨道图片获取轨道图像数据；
[0019]通过外部触发模式，所述光学编码器根据轨道行车速度的不同所产生的脉冲信号也不同，所述线阵相机每隔固定的距离进行扫描，确保图像清晰。
[0020]其中，所述线阵相机管控单元根据轨道移动情况设置拍摄角度预设范围，获取所述线阵相机对应的调整方式，所述线阵相机管控单元控制所述摄像头进行对焦处理；
[0021]轨道移动情况包括：角速度信息和加速度信息，所述线阵相机管控单元将角速度信息和加速度信息转换到同一坐标系中以计算所述移动数值。
[0022]其中，所述里程记录单元通过光电编码器中的方波信号和单片机中的计数器获取轨道上列车的里程；
[0023]所述光电编码器通过旋转预先设置的角度输出脉冲信号，通过计算发出脉冲信号的总量获取旋转的角度，将旋转的角度转化成脉冲电信号输出，其中，每旋转一周发送固定脉冲数，将脉冲数传输至单片机，利用单片机中的可编程计数器阵列模块捕获输入有效沿，在输入信号的上升沿和下降沿均产生中断，获取输出脉冲的计数工作，通过高低电平脉冲的个数以及轨道上列车的车轮周长，利用推算原理，获取实际里程数。
[0024]其中，所述线阵相机管控单元采用神经网络技术对目标图像进行深度学习，通过深度学习自动识别目标部位的异常状态，对识别的异常状态进行报警提示；
[0025]所述线阵相机采集轨道图像后对图像上的关键结构部位进行定位，所述线阵相机管控单元利用分类器算法对定位区域进行分类，对分类结果进行判断，是否存在异常；
[0026]所述线阵相机管控单元采用算法综合评定的方式对轨道关键结构进行定位，采用深度神经网络定位算法对所述线阵相机采集到的第一帧图像进行识别定位，后续所述线阵相机采集图像采用模糊算法进行跟踪定位，通过两种定位算法相互结合，获取对轨道关键部件的定位。
[0027]其中，还包括：高清高速红外热像采集单元，所述高清高速红外热像采集单元包括：红外热像仪和红外热像图像处理模块；
[0028]所述红外热像仪对设定范围内的目标通过高清拍摄的方式采集红外热像图像，所述红外热像仪将采集到的红外热像图像上传至所述红外热像图像处理模块，所述红外热像图像处理模块对红外热像图像进行实时分析，获取红外热像图像温度和频率分布曲线，根据红外热像图像温度和频率分布曲线获取行车在轨道运行过程中的轨道受流温度场热像
图像以及热像图像中的高温点和分布图。
[0029]其中，所述线阵相机管控单元通过轨道图像测量轨道廓形及轨距；
[0030]所述线阵相机和激光器组合，利用激光三角测量法进行测量接触线的拉出值和导高值；
[0031]当列车沿轨道运行的过程中，激光器发射线性激光照射在接触线上，形成光斑，所述线阵相机从侧面仰拍光斑区域，进行图像采集；
[0032]随着接触线空间位置的不同，图像中激光光斑的位置相应变化，通过对光斑的定位测算出接触线的导高值和拉出值；
[0033]通过光斑距离图像底端的距离获取导高值，通过光斑偏离图像中心的距离获取拉出值的变化量。
[0034]其中，所述线阵相机管控单元将所述若干独立线阵相机单元采集的轨道图像通过高斯滤波技术去除高斯噪声，将去除高斯噪音的轨道图像分成A、B、C三个图像本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轨道检测系统用的图像采集装置，其特征在于，包括：线阵相机管控单元、若干独立线阵相机单元和里程记录单元；所述线阵相机管控单元用于根据轨道上列车速度向所述若干独立线阵相机单元传输控制指令；所述若干独立线阵相机单元用于根据接收的控制指令采集轨道图像数据，采集的轨道图像数据传输至所述线阵相机管控单元；所述里程记录单元用于记录轨道上列车所行驶的距离，通过所行驶的距离确定每张轨道图片拍摄的位置，将轨道图片的位置反馈至所述线阵相机管控单元。2.根据权利要求1所述的一种轨道检测系统用的图像采集装置，其特征在于，所述若干独立线阵相机单元包括：线阵相机、激光器和外部调节装置；所述线阵相机用于根据轨道上列车速度动态调整扫描行频，通过拍摄轨道图片的方式采集轨道关键部件高清图像数据，关键部件包括：轨道线路钢轨两侧、扣件、灰枕和道床；所述激光器用于通过配置的圆柱透镜扩散，获取统一的束流分布；所述外部调节装置用于通过防尘防雾防水防光线直射，所述线阵相机在阴雨、阳光、紫外线、灰尘以及风沙中正常采集图像数据。3.根据权利要求1所述的一种轨道检测系统用的图像采集装置，其特征在于，所述线阵相机管控单元包括：数据存储模块；在图像采集过程中，采集的轨道图像通过所述数据存储模块进行存储，其中，所述数据存储模块采取多线程技术增加图像存储的响应速度。4.根据权利要求2所述的一种轨道检测系统用的图像采集装置，其特征在于，所述线阵相机包括：光学编码器、单片机、驱动装置和摄像头；所述线阵相机根据当前轨道上列车速度以及拍摄对象所处位置进行自动校准，自动校准后采集轨道图像；所述光学编码器产生脉冲信号，所述单片机将脉冲信息转化为所述线阵相机可识别的TTL电平触发信号，TTL电平触发信号触发驱动装置驱动摄像头拍摄轨道图片，通过拍摄轨道图片获取轨道图像数据；通过外部触发模式，所述光学编码器根据轨道行车速度的不同所产生的脉冲信号也不同，所述线阵相机每隔固定的距离进行扫描，确保图像清晰。5.根据权利要求4所述的一种轨道检测系统用的图像采集装置，其特征在于，所述线阵相机管控单元根据轨道移动情况设置拍摄角度预设范围，获取所述线阵相机对应的调整方式，所述线阵相机管控单元控制所述摄像头进行对焦处理；轨道移动情况包括：角速度信息和加速度信息，所述线阵相机管控单元将角速度信息和加速度信息转换到同一坐标系中以计算所述移动数值。6.根据权利要求4所述的一种轨道检测系统用的图像采集装置，其特征在于，所述里程记录单元通过光电编码器中的方波信号和单片机中的计数器获取轨道上列车的里程；所述光电编码器通过旋转预先设置的角度输出脉冲信号，通过计算发出脉冲信号的总量获...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘冶，李云龙，车显达，
申请(专利权)人：北京运达华开科技有限公司，
类型：发明
国别省市：