一种用于轨道车辆车底发热部件温度数据采集的方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及列车车底发热部件温度采集领域，具体为一种用于轨道车辆车底发热部件温度数据采集的方法及系统，所述方法具备自动化检测温度变化，能够适应一定车速条件，并将结果以图像或动画方式呈现；同时，采用红外热成像的方法及技术进行图像序列采集，直观给出更高精度的可靠温度结果。另外，数据处理中结合区域定位算法，实现样本量收集、整理、训练及测试的全流程分析，针对动态测温进行误差分析及函数拟合，校准测温数据，在测温准确性方面做到科学评估。科学评估。科学评估。

【技术实现步骤摘要】
一种用于轨道车辆车底发热部件温度数据采集的方法及系统


[0001]本专利技术涉及列车车底发热部件温度采集领域，具体为一种用于轨道车辆车底发热部件温度数据采集的方法及系统。

技术介绍

[0002]城市轨道交通列车是一个非常复杂的体系，安全性及稳定性对于车辆运行至关重要，而列车运行过程中的温度监测与提示对于列车运行安全性和可靠性起着至关重要的参考意义，及时发现各动力传输部件的异常温升对于早期预警及安全控制是十分必要的。
[0003]目前，针对铁路车底温度监测的系统主要是利用非接触式红外测温仪测量具体位置的温度，例如国内THDS红外线轴温探测系统是对轨道列车进行非接触式探测发现车辆热轴、防止热切轴的安全保障设施。采用自动化控制技术、红外线辐射探测技术等实现温度检测。此外，针对其他走行部的温度检测大多是等待车辆运行入库后在静态条件下人工判断，且测温精度有待提高，同时检测范围局限性高，特别是单点或阵列式的探头输出信号单一。对于监测部件温度变化及整体温度分布来说适用性较低。

技术实现思路

[0004]为解决上述
技术介绍
中所存在的问题，本专利技术提出了一种用于轨道车辆车底发热部件温度数据采集的方法，所述方法包括：
[0005]S1:接收车底发热部件发出的红外辐射功率信号，红外探测器元件将所述红外辐射功率信号转化为可测物理信号；
[0006]S2:对所述可测物理信号进行处理，得到与车底发热部件表面热量一一对应的待测热图序列；
[0007]S3:分析所述待测热图序列的宏观颜色以及微观像素差异，得到待测车底发热部件第一温度；
[0008]S4:通过动态测温误差的多项式拟合函数，对待测车底发热部件第一温度进行校正，得到待测车底发热部件第二温度。
[0009]进一步的，所述S1具体为：
[0010]S11：接收车底发热部件发出的红外辐射信号；
[0011]S12：所述红外探测器元件包括红外焦平面阵列和信号处理电路系统，所述红外焦平面阵列接收车底发热部件发出的红外辐射信号并生成相应的红外热图；
[0012]S13：所述信号处理电路系统将所述红外热图进行实时信号处理，得到可测物理信号。
[0013]进一步的，所述S2具体为：对所述可测物理信号进行非均匀性校正、盲元替代和增益控制处理，得到与车底发热部件表面热量一一对应的待测热图序列。
[0014]进一步的，所述S3具体为：
[0015]S31：收集含车底发热部件的热图序列，对所述热图序列进行训练得到权重文件；
[0016]S32：基于权重文件分析待测热图序列每一帧中待测车底发热部件的具体位置，得到所述待测车底发热部件的类别和定位信息；
[0017]S33：基于所述待测车底发热部件的类别和定位信息，以及热图序列的宏观颜色和微观像素差异，将每类目标识别区域内的最大温度值输出作为第一温度。进一步的，所述S31具体为：
[0018]S311：对所述热图序列进行分帧处理，得到第一3通道图像；
[0019]S312:对所述第一3通道图像进行标注和分类，得到第二3通道图像；
[0020]S313:调节网络参数，对所述第二3通道图像进行训练，得到权重文件。
[0021]进一步的，所述S313中网络参数包括：Batch Size、图像宽度及高度、学习效率、迭代次数及Yolo层的滤波器数量。
[0022]进一步的，所述S4具体为：
[0023]S41：引入车速变量，在不同车速下测得黑体的实际温度；
[0024]S42：计算所述实际温度与黑体的温度差值，对所述温度差值进行多项式拟合，得到动态测温误差的多项式拟合函数；
[0025]S43：通过动态测温误差的多项式拟合函数，对待测车底发热部件第一温度进行校正，得到待测车底发热部件第二温度。
[0026]一种用于轨道车辆车底发热部件温度数据采集的系统，包括：
[0027]数据采集模块，用于接收车底发热部件发出的红外辐射功率信号，将所述红外辐射功率信号转化为可测物理信号；
[0028]数据处理模块，用于对所述可测物理信号进行处理，得到与车底发热部件表面热量一一对应的图像；
[0029]数据输出模块，用于分析所述待测热图序列的宏观颜色以及微观像素差异，得到待测车底发热部件第一温度；
[0030]数据校准模块，用于通过校正误差函数，对待测车底发热部件第一温度进行校正，得到待测车底发热部件第二温度。
[0031]进一步的，所述数据采集模块包括红外成像相机、轨边电源信号控制箱和接车单元。
[0032]进一步的，所述红外成像相机安装角度与地面成仰角20
°
，仰角在
±
10
°
内调节。
[0033]有益效果：本专利技术提供一种用于轨道车辆车底发热部件温度数据采集的方法，所述方法具备自动化检测温度变化，能够适应一定车速条件，并将结果以图像或动画方式呈现；同时，采用红外热成像的方法及技术进行图像序列采集，直观给出更高精度的可靠温度结果。另外，数据处理中结合区域定位算法，实现样本量收集、整理、训练及测试的全流程分析，针对动态测温进行误差分析及函数拟合，校准测温数据，在测温准确性方面做到科学评估。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本专利技术实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]图1为一种用于轨道车辆车底发热部件温度数据采集的方法的流程示意图；
[0036]图2为本专利技术实施例中实时信号处理电路连接示意图；
[0037]图3为本专利技术实施例中不同物距下车底发热部件红外图像中定位点温度图；
[0038]图4为本专利技术实施例中黑体目标实测温度值曲线图；
[0039]图5为本专利技术实施例中动态测温误差的多项式拟合函数图。
具体实施方式
[0040]为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。
[0041]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做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护范围。
[0042]在一个实施例中，如图1所示，本申请提供一种用于轨道车辆车底发热部件温度数据采集的方法，应用于轨道车辆车底发热部件温度数据采集系统，该系统包括数据采集模块、数据处理模块、数据输出模块和数据校准模块，具体方法包括：
[0043]S1:接收车底发热部件发出的红外辐射功率信号，红外探测器元件将所述红外辐射功率信号转化为可测物理信号；
[0044]S2:对所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于轨道车辆车底发热部件温度数据采集的方法，其特征在于，所述方法包括：S1:接收车底发热部件发出的红外辐射功率信号，红外探测器元件将所述红外辐射功率信号转化为可测物理信号；S2:对所述可测物理信号进行处理，得到与车底发热部件表面热量一一对应的待测热图序列；S3:分析所述待测热图序列的宏观颜色以及微观像素差异，得到待测车底发热部件第一温度；S4:通过动态测温误差的多项式拟合函数，对待测车底发热部件第一温度进行校正，得到待测车底发热部件第二温度。2.根据权利要求1所述的一种用于轨道车辆车底发热部件温度数据采集的方法，其特征在于，所述S1具体为：S11：接收车底发热部件发出的红外辐射信号；S12：所述红外探测器元件包括红外焦平面阵列和信号处理电路系统，所述红外焦平面阵列接收车底发热部件发出的红外辐射信号并生成相应的红外热图；S13：所述信号处理电路系统将所述红外热图进行实时信号处理，得到可测物理信号。3.根据权利要求1所述的一种用于轨道车辆车底发热部件温度数据采集的方法，其特征在于，所述S2具体为：对所述可测物理信号进行非均匀性校正、盲元替代和增益控制处理，得到与车底发热部件表面热量一一对应的待测热图序列。4.根据权利要求1所述的一种用于轨道车辆车底发热部件温度数据采集的方法，其特征在于，所述S3具体为：S31：收集含车底发热部件的热图序列，对所述热图序列进行训练得到权重文件；S32：基于权重文件分析待测热图序列每一帧中待测车底发热部件的具体位置，得到所述待测车底发热部件的类别和定位信息；S33：基于所述待测车底发热部件的类别和定位信息，以及热图序列的宏观颜色和微观像素差异，将每类目标识别区域内的最大温度值输出作为第一温度。5.根据权利要求4所述的一种用于轨道车辆车底发热部件温度数据采集的方法，其特征在于，所述S31具体为：S311：对所述热图序列进行分帧处...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨凯，梁斌，高春良，谢利明，
申请(专利权)人：成都盛锴科技有限公司，
类型：发明
国别省市：