基于红外热成像的铁路扣件松动高速探测系统与方法技术方案

本发明专利技术公开一种基于红外热成像的铁路扣件松动高速探测系统与方法，由探测器、控制器和电缆组成，两个探测器处于列车车体下方，分别正对左右两根钢轨的正上方。控制器安装于车厢内，通过电缆与两个探测器相连接。探测器内部有数字式红外摄像机，通过直接获取扣件与钢轨的接触应力产生的红外热成像图，通过图像处理和模式识别，自动判断出扣件是否松动或缺失。摄像机的视场以扣件所在位置为中心，选择较小的视场范围进行图像采样和处理。在列车运行中，如扣件位置不合适，则调整采样时间间隔。工业计算机根据红外图像中最高应力点的大小是否低于临界阈值来判断扣件是否松动，如果出现松动则发出报警信号，实现扣件丢失之前的预警。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种铁路基础设施检测领域的设备，具体是一种基于红外热成像的铁路扣件松动高速探测系统。
技术介绍
铁路作为一项关系国计民生的重大项目，其安全维护至关重要。随着铁路里程的增加，列车速度的提高，对铁路基础设施状态监控的需求急速上升。扣件是铁路基础设施中非常关键的设施之一，扣件缺失将对行车安全具有决定性的影响。传统的人工检查和养护已经不能满足要求，所以各种轨道检测设备应运而生。目前铁路扣件的检测方法主要分为以下三种 第一种是人工检测由铁路养护人员定期进行轨道人工巡检，发现扣减的缺失和松动后，进行及时的补偿和安装。其优点是发现扣件缺失后，可立即进行维护。其缺点是养护费用高，强度高，安全性差，需要回避列车运行时间。该方法主要在低速列车轨道检测中较为常用，对于高速铁路无法采用人工方法。第二种是基于线阵激光的连续扫描装置例如德国Sick公司等，利用相关的硬件和软件进行连续的扫描，然后进行图像拼接和分析，通过连续分段的分析获取轨基、轨枕和扣件信息，进行相关的位置判断和结构信息处理，获取扣件的状态信息。其优点是系统组成简单，易于维护。其缺点是检测速度较低，通用性不高。第三种是基于面阵图像本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于红外热成像的铁路扣件松动高速探测系统，其特征在于由探测器、电缆和控制器三个部分组成，两个探测器处于列车车体下方，分别正对左右两根钢轨的正上方；控制器安装于车厢内，通过电缆与两个探测器相连接；在列车运行过程中，当探测器到达扣件所在区域上方时，由控制器向两个探测器发出指令，触发探测器工作并获取扣件与钢轨的接触应力产生的红外热成像图，通过电缆传送到控制器，通过图像处理和模式识别，自动判断出扣件是否松动或已经缺失。2.根据权利要求I所述的基于红外热成像的铁路扣件松动高速探测系统，其特征是所述探测器由红外摄像机、镜头和保护外壳组成，红外摄像机采用中分辨率、高灵敏度的数字式红外摄像机，实现识别扣件与钢轨接触应力所产生的红外热信号的变化的可靠性，数据传输与处理的高速度和探测的实时性，以及图像传输的实时性。3.根据权利要求2所述的基于红外热成像的铁路扣件松动高速探测系统，其特征是:所述红外摄像机针以扣件所在位置为中心，对铁路扣件所在位置选择小视场进行图像采样和处理。4.根据权利要求3所述的基于红外热成像的铁路扣件松动高速探测系统，其特征是 所述红外摄像机的视场大小应保证在横向即垂直于钢轨方向上能够包含钢轨两侧扣件的完整性，且在纵向即平行于钢轨方向上不超过两个轨枕间距的一半。5.根据权利要求1-4任一项所述的基于红外热成像的铁路扣件松动高速探测系统，其特征是所述控制器由计算机、稳压电源和机柜三个部分组成；计算机采用通行的工业控制计算机构成，并包括与车下探测器和车上其他设备联络的通讯接口，工业计算机根据红外图像中最高应力点的大小是否低于临界阈值来判断扣件是否松动；稳压电源...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵辉，陶卫，杨金峰，吴芳，王梦雪，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：