專利名稱：火車死鉤的檢測(cè)及保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測(cè)裝置，特別是用于檢測(cè)火車車廂間死鉤的裝置。
背景技術(shù)：
目前，在運(yùn)輸量大的港口、冶金、煤炭和熱電等工業(yè)部門，火車卸料一般 是采用翻車機(jī)進(jìn)行卸料，即定位車推動(dòng)火車車廂進(jìn)入翻車房，三節(jié)車廂為一組，在翻車大臂 的作用下，三節(jié)車廂同時(shí)側(cè)向翻轉(zhuǎn)，在重力作用下，將車廂內(nèi)的物料傾倒出，并由下面的傳 送帶將物料運(yùn)走。但是每節(jié)車廂兩側(cè)一側(cè)為活鉤(鉤子不僅與鉤底座相連，而且還可在鉤 底座內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng))，另一側(cè)為死鉤(鉤子僅與鉤底座相連，不能在鉤底座內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng))，該翻轉(zhuǎn)的三節(jié) 車廂兩端的兩個(gè)鉤頭至少要有一個(gè)是活鉤才能保證翻車機(jī)的正常作業(yè)。但在鐵路運(yùn)輸過(guò)程 中，經(jīng)常會(huì)對(duì)車廂進(jìn)行重新排列組合，一旦出現(xiàn)火車死鉤現(xiàn)象(即連接車廂的兩個(gè)鉤頭均 為死鉤)，翻車機(jī)繼續(xù)作業(yè)將可能會(huì)損壞鉤頭、夾輪器以及定位車減速機(jī)軸承，嚴(yán)重時(shí)還可 能造成火車掉道事故，不但影響生產(chǎn)效率，同時(shí)也造成了巨大經(jīng)濟(jì)損失。為了防止上述事故 發(fā)生，各企業(yè)只好采用人工對(duì)于火車的死鉤進(jìn)行目測(cè)。它的不足之處是不但浪費(fèi)人力，而 且還可能由于人為因素產(chǎn)生錯(cuò)誤判斷。因此，亟需一種可靠的技術(shù)手段用于死鉤檢測(cè)，避免 事故的發(fā)生。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種能準(zhǔn)確、穩(wěn)定地檢測(cè)火車車廂間死鉤的火 車死鉤的檢測(cè)及保護(hù)裝置。本發(fā)明主要是一種基于圖像處理技術(shù)，通過(guò)車廂顏色標(biāo)記區(qū)域 判斷是否存在死鉤現(xiàn)象的火車死鉤檢測(cè)及保護(hù)裝置。本發(fā)明的方法主要是1、預(yù)處理在火車每節(jié)車廂設(shè)活鉤的兩側(cè)面及設(shè)死鉤的兩側(cè)面，分別涂有不同顏 色標(biāo)記區(qū)域。2、采集影像在火車車廂進(jìn)入翻車房前行進(jìn)方向的側(cè)面某一固定位置設(shè)置照相 機(jī)，最好該固定位置為第三節(jié)與第四節(jié)車廂之間的位置，這樣既給檢測(cè)控制計(jì)算機(jī)留有充 足的影像處理時(shí)間，又不影響下面的檢測(cè)和死鉤現(xiàn)象的處理。為保證夜間或陰天等光照不 足時(shí)獲取清晰的圖像，該照相機(jī)上設(shè)有聯(lián)動(dòng)的閃光燈。最好采用工業(yè)照相機(jī)，在上述照相機(jī) 外面設(shè)有保護(hù)罩，以防止雨雪風(fēng)沙將其損壞。3、影像處理上述照相機(jī)獲取相鄰兩節(jié)火車車廂顏色標(biāo)記區(qū)域的圖像后，傳遞到 檢測(cè)控制計(jì)算機(jī)中，該檢測(cè)控制計(jì)算機(jī)采用圖像處理算法，將相鄰兩車廂顏色標(biāo)記區(qū)域提 取出來(lái)，并根據(jù)其顏色判定是死鉤還是活鉤，如是活鉤則繼續(xù)檢測(cè)下一節(jié)車廂，如是死鉤則 檢測(cè)控制計(jì)算機(jī)即向操作室發(fā)出警報(bào)信號(hào)，操作人員可對(duì)車廂翻車順序進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，避 免發(fā)生事故。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明能在各種氣候及光照條件下實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的檢測(cè)，結(jié)果穩(wěn)定、成本低，避免了 工作人員目測(cè)帶來(lái)的視覺誤差及其它人為因素帶來(lái)的影響。2、圖像處理算法能夠根據(jù)圖像特征快速地檢測(cè)到死鉤故障，并及時(shí)反饋給操作 室，因此該方法又起到防止鉤頭被翻車機(jī)損壞的報(bào)警和保護(hù)作用。3、非接觸操作，工作人員不用出現(xiàn)場(chǎng)，不僅改善了的工作條件，而且操作安全。


圖1為本發(fā)明的示意簡(jiǎn)圖。附圖標(biāo)號(hào)1-前車廂，2-后車廂，3-車廂顏色標(biāo)記區(qū)域，4-鉤頭，5-照相機(jī)，6_保 護(hù)罩，7-閃光燈，8-檢測(cè)控制計(jì)算機(jī)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖1對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。在圖1所示的火車死鉤的檢測(cè)及保護(hù)裝 置的示意簡(jiǎn)圖中，在火車每節(jié)車廂設(shè)活鉤的兩側(cè)面及設(shè)死鉤的兩側(cè)面，分別涂有不同顏色 標(biāo)記區(qū)域，橙色代表活鉤，黑色(與車體顏色相同)代表死鉤。在火車車廂進(jìn)入翻車房前 行進(jìn)方向的側(cè)面與車廂距離約為5米的位置設(shè)置工業(yè)照相機(jī)，該固定位置恰好為第三節(jié)與 第四節(jié)車廂之間的位置。該照相機(jī)上設(shè)有聯(lián)動(dòng)的閃光燈。在上述工業(yè)照相機(jī)的外面設(shè)有 具有恒溫調(diào)節(jié)功能和雨刷器的保護(hù)罩。上述照相機(jī)獲取相鄰兩節(jié)火車車廂顏色標(biāo)記區(qū)域的 圖像后，由千兆以太網(wǎng)接口經(jīng)雙絞線傳送到檢測(cè)控制計(jì)算機(jī)中，在檢測(cè)控制計(jì)算機(jī)中使用 VisualC++編寫程序用于對(duì)獲取的圖像進(jìn)行分析。首先采用邊緣檢測(cè)中的常用模板sobel 算子提取圖像中的邊緣信息，并根據(jù)邊緣信息將顏色標(biāo)記區(qū)域從圖像中分離出來(lái)并用于色 彩分析。然后分析彩色數(shù)字圖像中R(紅色)、G (綠色)、B (藍(lán)色)三個(gè)顏色通道的直方圖分 布狀況，統(tǒng)計(jì)車廂顏色標(biāo)記區(qū)域的橙色在各個(gè)顏色通道的閾值區(qū)間分別為[70，135]，[50， 90], [45，75]。如果分布在橙色閾值區(qū)間的像素點(diǎn)數(shù)量超過(guò)預(yù)先設(shè)定的比例75%，則認(rèn)為 該車廂顏色標(biāo)記區(qū)域?yàn)槌壬鋵?duì)應(yīng)的為活鉤；反之，則為死鉤。如是活鉤則繼續(xù)檢測(cè)下一 節(jié)車廂，如是死鉤則檢測(cè)控制計(jì)算機(jī)即向操作室發(fā)出警報(bào)信號(hào)，操作人員可對(duì)車廂翻車順 序進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，避免發(fā)生事故。根據(jù)車廂顏色標(biāo)記區(qū)域判斷活鉤或死鉤，其難點(diǎn)在于車廂 表面有時(shí)會(huì)附著大量污漬而影響到識(shí)別的準(zhǔn)確率。為了解決這個(gè)問(wèn)題，對(duì)顏色標(biāo)記區(qū)域使 用Otsu自動(dòng)閾值法進(jìn)行圖像分割，然后將污漬區(qū)域的像素點(diǎn)刪除，避免污漬對(duì)色彩識(shí)別造 成的影響，提高識(shí)別的準(zhǔn)確率。該死鉤的調(diào)整方法當(dāng)檢測(cè)到某兩節(jié)車廂之間的鉤為死鉤時(shí)，并且該鉤又正好處 于相鄰的一節(jié)車廂轉(zhuǎn)動(dòng)、另一節(jié)車廂不動(dòng)的位置，則檢測(cè)控制計(jì)算機(jī)發(fā)出信號(hào)給電氣控制 系統(tǒng)，該電氣控制系統(tǒng)調(diào)整定位車推動(dòng)裝置，即將兩節(jié)物料車廂推入翻車房，再由翻車房另 一側(cè)補(bǔ)充一節(jié)空車廂，這樣通過(guò)翻兩節(jié)物料車廂和一節(jié)空車廂即可調(diào)整過(guò)來(lái)。同理，如果檢 測(cè)出連續(xù)兩個(gè)鉤均為死鉤時(shí)，則可將一節(jié)物料車廂推入翻車房，再由翻車房另一側(cè)補(bǔ)充兩 節(jié)空車廂，這樣通過(guò)翻一節(jié)物料車廂和兩節(jié)空車廂即可調(diào)整過(guò)來(lái)。如果檢測(cè)出連續(xù)三個(gè)鉤 均為死鉤，則緊急停車，另行處理。
權(quán)利要求
一種火車死鉤的檢測(cè)及保護(hù)裝置，其特征在于(1)在火車每節(jié)車廂設(shè)活鉤的兩側(cè)面及設(shè)死鉤的兩側(cè)面，分別涂有不同顏色標(biāo)記區(qū)域；(2)在火車車廂進(jìn)入翻車房前行進(jìn)方向的側(cè)面某一固定位置設(shè)置照相機(jī)；(3)上述照相機(jī)獲取相鄰兩節(jié)火車車廂顏色標(biāo)記區(qū)域的圖像后，傳遞到檢測(cè)控制計(jì)算機(jī)中，該檢測(cè)控制計(jì)算機(jī)采用圖像處理算法，將相鄰兩車廂顏色標(biāo)記區(qū)域提取出來(lái)，并根據(jù)其顏色判定是死鉤還是活鉤，如是活鉤則繼續(xù)檢測(cè)下一節(jié)車廂，如是死鉤則檢測(cè)控制計(jì)算機(jī)即向操作室發(fā)出警報(bào)信號(hào)，操作人員可對(duì)車廂翻車順序進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火車死鉤的檢測(cè)及保護(hù)裝置，其特征在于照相機(jī)固定位置 為第三節(jié)與第四節(jié)車廂之間的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的火車死鉤的檢測(cè)及保護(hù)裝置，其特征在于該照相機(jī)上 設(shè)有聯(lián)動(dòng)的閃光燈。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的火車死鉤的檢測(cè)及保護(hù)裝置，其特征在于上述照相機(jī)采用 工業(yè)照相機(jī)。
全文摘要
一種火車死鉤的檢測(cè)及保護(hù)裝置，其主要是在火車每節(jié)車廂設(shè)活鉤的兩側(cè)面及設(shè)死鉤的兩側(cè)面，分別涂有不同顏色標(biāo)記區(qū)域；在火車車廂進(jìn)入翻車房前行進(jìn)方向的側(cè)面某一固定位置設(shè)置照相機(jī)；上述照相機(jī)獲取相鄰兩節(jié)火車車廂顏色標(biāo)記區(qū)域的圖像后，傳遞到檢測(cè)控制計(jì)算機(jī)中，該檢測(cè)控制計(jì)算機(jī)采用圖像處理算法，將相鄰兩車廂顏色標(biāo)記區(qū)域提取出來(lái)，并根據(jù)其顏色判定是死鉤還是活鉤，如是活鉤則繼續(xù)檢測(cè)下一節(jié)車廂，如是死鉤則檢測(cè)控制計(jì)算機(jī)即向操作室發(fā)出警報(bào)信號(hào)，操作人員可對(duì)車廂翻車順序進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。本發(fā)明能在各種氣候及光照條件下實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的檢測(cè)，結(jié)果穩(wěn)定、成本低，避免了工作人員目測(cè)帶來(lái)的視覺誤差及其它人為因素帶來(lái)的影響。
文檔編號(hào)B61C17/00GK101913360SQ20101024279
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月3日
發(fā)明者仝照國(guó), 徐剛, 徐春陽(yáng), 李海濱, 王濤, 田新華, 范鐵斌 申請(qǐng)人:燕山大學(xué);秦皇島港股份有限公司第九港務(wù)分公司