專利名稱：基于線陣圖像傳感器的轉(zhuǎn)轍機表示缺口位移監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明裝置涉及鐵路信號設(shè)備的監(jiān)測領(lǐng)域，是一種用于轉(zhuǎn)轍機表示缺口位置位移監(jiān)測的裝置。
背景技術(shù)：
轉(zhuǎn)轍機缺口位置的調(diào)整一直是電務(wù)維修作業(yè)的重要內(nèi)容。當(dāng)?shù)来沧兓蜍壍牢灰茣r，轉(zhuǎn)轍機缺口位置將會改變，如不及時調(diào)整道岔，則會 導(dǎo)致檢查柱無法落下，道岔無法給出表示信息，信號不能開放，列車無法通過。轉(zhuǎn)轍機缺口監(jiān)測裝置可24小時監(jiān)測缺口位置，當(dāng)缺口偏移到臨界位置時，監(jiān)測裝置將給出預(yù)警信號。因此，轉(zhuǎn)轍機缺口監(jiān)測裝置是實現(xiàn)電務(wù)狀態(tài)修的重要基礎(chǔ)設(shè)備。大多數(shù)缺口檢測裝置輸出開關(guān)量信息，只告知好與不好。不能直接查看缺口的調(diào)整狀態(tài)，如偏差多少。少數(shù)裝置采用視頻圖像傳感器可以非常直觀地查看轉(zhuǎn)轍機缺口位置，但是，視頻傳輸需要專用電纜，而且每組道岔需要獨立電纜，成本高不能普及。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，公開了一種基于線陣圖像傳感器的轉(zhuǎn)轍機表示缺口位移監(jiān)測裝置，采用圖像一維化技術(shù)，大大壓縮數(shù)據(jù)量，可以在共享的總線上傳輸實時圖像，解決了圖像傳輸?shù)耐ǖ榔款i。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，該轉(zhuǎn)轍機表示缺口位移監(jiān)測裝置包括現(xiàn)場采集系統(tǒng)、圖像信息二線制傳輸系統(tǒng)和計算機數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，其中
所述現(xiàn)場采集系統(tǒng)包括雙攝像頭、CPU單元和通信接口，所述雙攝像頭分別對準(zhǔn)轉(zhuǎn)轍機表示桿的定位和反位，雙攝像頭中安裝了線陣圖像傳感器，攝像頭前面有透鏡實現(xiàn)成像的焦距調(diào)整。CPU單元采集線陣圖像傳感器的數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)送給通信接口。所述圖像信息二線制傳輸系統(tǒng)即為通信總線，采用帶電源的現(xiàn)場總線?，F(xiàn)場采集系統(tǒng)中的通信接口負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)調(diào)制到帶電源的現(xiàn)場總線上。所述計算機數(shù)據(jù)收集分析系統(tǒng)在室內(nèi)，包括監(jiān)測主機、圖象識別及計算模塊和顯示器，所述監(jiān)測主機通過其端口連接到帶電源的現(xiàn)場總線上，接收線陣圖象數(shù)據(jù)，監(jiān)測主機通過圖象識別及計算模塊把轉(zhuǎn)轍機缺口的位置計算出來，顯示在相應(yīng)的顯示器上，采集的原始圖象也可同時顯示，供信號維修人員使用。所述線陣圖像傳感器，可選擇如線陣CXD芯片或者線陣CMOS芯片。進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述現(xiàn)場采集系統(tǒng)還包括LED照明燈，該LED照明燈安裝于攝像頭前面。通過LED照明燈，改善光照條件，提高圖像分辨率和檢測精度。所述帶電源的現(xiàn)場總線，不僅負(fù)責(zé)供電，而且承擔(dān)數(shù)據(jù)的雙向通信，完成圖像信息的傳輸，例如MBUS。本發(fā)明把固定標(biāo)桿和移動表示桿(移動表示桿包括轉(zhuǎn)轍機反位表示桿和轉(zhuǎn)轍機定位表示桿)缺口標(biāo)記疊加一起形成缺口圖像，該缺口圖像用線陣傳感器讀取。不同的灰度能區(qū)分不同性質(zhì)的物體，一維圖像的灰度變化表示了固定標(biāo)桿或移動表示缺口的邊緣；讀取灰度曲線并處理，可以方便地得到固定標(biāo)桿在移動表示桿缺口中的位置，進(jìn)而檢測出轉(zhuǎn)轍機表示缺口相對于固定標(biāo)桿的位移。該位移數(shù)據(jù)通過帶電源的現(xiàn)場總線傳到機械室內(nèi)的計算機中。計算機通過現(xiàn)場總線，連接車站所有轉(zhuǎn)轍機的缺口檢測裝置，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)轍機表示缺口位移監(jiān)測。


圖I為轉(zhuǎn)轍機表示缺口位移監(jiān)測裝置總連接示意圖。圖中標(biāo)記說明轉(zhuǎn)轍機反位表示桿I、轉(zhuǎn)轍機定位表示桿2、CXD線陣攝像頭3、CPU單元4、通信接口 5、電源6、監(jiān)測主機7、顯示器8、固定標(biāo)桿9。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。轉(zhuǎn)轍機表示缺口位移監(jiān)測裝置包括現(xiàn)場采集系統(tǒng)、圖像信息二線制傳輸系統(tǒng)和計算機數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，其中
所述現(xiàn)場采集系統(tǒng)包括雙攝像頭3、CPU單元4和通信接口 5，所述雙攝像頭分別對準(zhǔn)固定標(biāo)桿9位置所在的轉(zhuǎn)轍機表示桿的定位2和反位1，雙攝像頭中安裝了線陣圖像傳感器，攝像頭前面有透鏡實現(xiàn)成像的焦距調(diào)整。CPU單元采集線陣圖像傳感器的數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)送給通信接口。所述圖像信息二線制傳輸系統(tǒng)即為通信總線，采用帶電源的現(xiàn)場總線?，F(xiàn)場采集系統(tǒng)中的通信接口負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)調(diào)制到帶電源的現(xiàn)場總線上。所述帶電源的現(xiàn)場總線，不僅負(fù)責(zé)供電，而且承擔(dān)數(shù)據(jù)的雙向通信，完成圖像信息的傳輸，例如MBUS。所述計算機數(shù)據(jù)收集分析系統(tǒng)在室內(nèi)，包括監(jiān)測主機7、圖象識別及計算模塊和顯示器8，所述監(jiān)測主機通過其端口連接到帶電源的現(xiàn)場總線上，接收線陣圖象數(shù)據(jù)，監(jiān)測主機通過圖象識別及計算模塊把轉(zhuǎn)轍機缺口的位置計算出來，顯示在相應(yīng)的顯示器上，采集的原始圖象也可同時顯示，供信號維修人員使用。還包括LED照明燈，該LED照明燈安裝于攝像頭前面。通過LED照明燈，改善光照條件，提高圖像分辨率和檢測精度。本發(fā)明把固定標(biāo)桿9和移動表示桿(移動表示桿包括轉(zhuǎn)轍機反位表示桿I和轉(zhuǎn)轍機定位表示桿2)缺口標(biāo)記疊加一起形成缺口圖像，該缺口圖像用線陣傳感器讀取。不同的灰度能區(qū)分不同性質(zhì)的物體，一維圖像的灰度變化表示了固定標(biāo)桿或移動表示缺口的邊緣；讀取灰度曲線并處理，可以方便地得到固定標(biāo)桿在移動表示桿缺口中的位置，進(jìn)而檢測出轉(zhuǎn)轍機表示缺口相對于固定標(biāo)桿的位移。該位移數(shù)據(jù)通過帶電源的現(xiàn)場總線傳到機械室內(nèi)的計算機中。計算機通過現(xiàn)場總線，連接車站所有轉(zhuǎn)轍機的缺口檢測裝置，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)轍機表示缺口位移監(jiān)測。轉(zhuǎn)轍機表示缺口位移監(jiān)測裝置可安裝在各類轉(zhuǎn)轍機中使用，特別適用于S700K電動轉(zhuǎn)轍機。安裝時，把CCD線陣攝像頭3用固定支架安裝在轉(zhuǎn)轍機的側(cè)壁，攝像鏡頭對準(zhǔn)需要監(jiān)測的表示桿缺口(1、2)。通過仔細(xì)調(diào)焦，使缺口位置線形圖象在C⑶傳感器中清晰成像。CPU單元4和通信接口 5可放置在接線盒中。通信線采用轉(zhuǎn)轍機的備用信號電纜。監(jiān)測主機7放置在機械室中，如信號集中監(jiān)測系統(tǒng)的機柜中，主機運行圖象識別及計算模塊程序，通過通訊線獲取圖象數(shù)據(jù)，并在顯示器 8上顯示圖像，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)轍機表示缺口位置的監(jiān)測。
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)轍機表示缺口位移監(jiān)測裝置，其特征是，該轉(zhuǎn)轍機表示缺口位移監(jiān)測裝置包括現(xiàn)場采集系統(tǒng)、圖像信息二線制傳輸系統(tǒng)和計算機數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，其中 所述現(xiàn)場采集系統(tǒng)包括雙攝像頭、CPU單元和通信接口，所述雙攝像頭分別對準(zhǔn)轉(zhuǎn)轍機移動表示桿的定位和反位，雙攝像頭中安裝了線陣圖像傳感器，攝像頭前面有透鏡實現(xiàn)成像的焦距調(diào)整，CPU單元采集線陣圖像傳感器的數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)送給通信接口 ； 所述圖像信息二線制傳輸系統(tǒng)采用帶電源的現(xiàn)場總線，現(xiàn)場采集系統(tǒng)中的通信接口負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)調(diào)制到帶電源的現(xiàn)場總線上； 所述計算機數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)在室內(nèi)，包括監(jiān)測主機、圖象識別及計算模塊和顯示器，所述監(jiān)測主機通過其端口連接到帶電源的現(xiàn)場總線上，接收線陣圖象數(shù)據(jù)，監(jiān)測主機通過圖象識別及計算模塊把轉(zhuǎn)轍機表示缺口的位置計算出來，顯示在相應(yīng)的顯示器上，采集的原始圖象也同時顯示，供信號維修人員使用。
2.如權(quán)利要求I所述轉(zhuǎn)轍機表示缺口位移監(jiān)測裝置，其特征是，所述線陣圖像傳感器，選擇線陣C⑶芯片或者線陣CMOS芯片。
3.如權(quán)利要求I所述轉(zhuǎn)轍機表示缺口位移監(jiān)測裝置，其特征是，所述帶電源的現(xiàn)場總線采用二線信號電纜傳輸圖像信息。
4.如權(quán)利要求3所述轉(zhuǎn)轍機表示缺口位移監(jiān)測裝置，其特征是，所述帶電源的現(xiàn)場總線為MBUS。
5.如權(quán)利要求I所述轉(zhuǎn)轍機表示缺口位移監(jiān)測裝置，其特征是，所述現(xiàn)場采集系統(tǒng)還包括LED照明燈，該LED照明燈安裝于攝像頭前面。
全文摘要
本發(fā)明裝置涉及鐵路信號設(shè)備的監(jiān)測領(lǐng)域，是一種基于線陣圖像傳感器的轉(zhuǎn)轍機表示缺口位移監(jiān)測裝置。該裝置把固定標(biāo)桿和移動表示桿缺口標(biāo)記疊加一起形成缺口圖像，缺口圖像用線陣傳感器讀取。不同的灰度能區(qū)分不同性質(zhì)的物體，一維圖像的灰度變化表示了固定標(biāo)桿或移動表示缺口的邊緣；讀取灰度曲線并處理，可以方便地得到固定標(biāo)桿在移動表示桿缺口中的位置，進(jìn)而檢測出轉(zhuǎn)轍機表示缺口相對于固定標(biāo)桿的位移。該位移數(shù)據(jù)通過帶電源的現(xiàn)場總線傳到機械室內(nèi)的計算機中；計算機通過現(xiàn)場總線，連接車站所有轉(zhuǎn)轍機的表示缺口檢測裝置，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)轍機表示缺口位移監(jiān)測。
文檔編號B61L23/04GK102951183SQ20121042563
公開日2013年3月6日 申請日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者廖立平 申請人:同濟(jì)大學(xué)