踏面圖像采集系統(tǒng)及列車(chē)車(chē)輪異常檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供一種踏面圖像采集系統(tǒng)及列車(chē)車(chē)輪異常檢測(cè)系統(tǒng)。該踏面圖像采集系統(tǒng)，包括多個(gè)踏面圖像采集設(shè)備，每個(gè)所述踏面圖像采集設(shè)備分布在軌道每個(gè)支軌一側(cè)，包括補(bǔ)光源和相機(jī)，且所述補(bǔ)光源的投射方向和所述相機(jī)的拍攝方向均與所述支軌呈銳角或鈍角，自列車(chē)運(yùn)行方向，位于首位的所述踏面圖像采集設(shè)備至位于末位的所述踏面圖像采集設(shè)備之間的距離為單個(gè)列車(chē)車(chē)輪的周長(zhǎng)。本方案通過(guò)獲取的圖像作為對(duì)踏面異常分析的基礎(chǔ)，相對(duì)于【背景技術(shù)】中通過(guò)激光對(duì)踏面的輪廓邊界參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)的方式而言，更加直觀，能夠提高踏面異常檢測(cè)的精度。本實(shí)用新型還提供了一種列車(chē)車(chē)輪異常檢測(cè)系統(tǒng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】踏面圖像采集系統(tǒng)及列車(chē)車(chē)輪異常檢測(cè)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及列車(chē)圖像采集【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種踏面圖像采集系統(tǒng)，本實(shí)用新型還涉及一種具有上述踏面圖像采集系統(tǒng)的列車(chē)車(chē)輪異常檢測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]鐵路運(yùn)輸以其運(yùn)輸量大、快捷、安全可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，在交通運(yùn)輸領(lǐng)域占據(jù)著較為重要的位置。
[0003]列車(chē)作為鐵路運(yùn)輸?shù)暮诵牟糠?，在運(yùn)行過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)車(chē)體零部件異常情況，這嚴(yán)重威脅列車(chē)的安全行駛。其中，列車(chē)的車(chē)輪直接運(yùn)行在列車(chē)軌道上，由于其工作環(huán)境較惡劣而經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)故障，而踏面是列車(chē)車(chē)輪的主體部位，更是故障頻發(fā)。因此，對(duì)列車(chē)車(chē)輪的踏面異常檢測(cè)對(duì)于保證列車(chē)的安全運(yùn)行至關(guān)重要。
[0004]傳統(tǒng)的方式通常采用人工對(duì)列車(chē)車(chē)輪的踏面進(jìn)行檢查，通常在列車(chē)到站或完成運(yùn)營(yíng)公里數(shù)入庫(kù)后的檢修過(guò)程中通過(guò)檢修人員以肉眼觀察的方式進(jìn)行。由于列車(chē)大部分時(shí)間處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，如果踏面出現(xiàn)問(wèn)題，也不會(huì)被及時(shí)檢測(cè)出來(lái)，這導(dǎo)致異常的漏檢概率較大。另外，人工檢測(cè)的過(guò)程中列車(chē)處于停運(yùn)狀態(tài)，車(chē)輪踏面的某些部位處于被列車(chē)底部其它零部件遮擋的狀態(tài)，這增大了人工檢測(cè)的難度，降低了檢測(cè)的精度。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，現(xiàn)在采用激光掃描法對(duì)車(chē)輪的踏面進(jìn)行掃描，通過(guò)對(duì)踏面的輪廓邊界參數(shù)進(jìn)行檢查，進(jìn)而分析踏面的異常。該種通過(guò)激光對(duì)踏面的輪廓邊界參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)的方式不直觀，導(dǎo)致踏面的異常檢測(cè)精度較低。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種踏面圖像采集系統(tǒng)，以解決【背景技術(shù)】中通過(guò)激光對(duì)踏面輪廓進(jìn)行參數(shù)檢測(cè)導(dǎo)致檢測(cè)精度較低的問(wèn)題。
[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
[0008]踏面圖像采集系統(tǒng)，包括多個(gè)踏面圖像采集設(shè)備，所述踏面圖像采集設(shè)備分布在軌道每個(gè)支軌一側(cè)，所述踏面圖像采集設(shè)備包括補(bǔ)光源和相機(jī)，且所述補(bǔ)光源的投射方向和所述相機(jī)的拍攝方向均與所述支軌呈銳角或鈍角，自列車(chē)運(yùn)行方向，位于首位的所述踏面圖像采集設(shè)備至位于末位的所述踏面圖像采集設(shè)備之間的距離為單個(gè)列車(chē)車(chē)輪的周長(zhǎng)，所述補(bǔ)光源和所述相機(jī)為一體成型結(jié)構(gòu)，所述踏面圖像采集設(shè)備還包括將所述補(bǔ)光源和所述相機(jī)安裝到軌道基礎(chǔ)面上的安裝座，所述補(bǔ)光源的投射方向和所述相機(jī)的拍攝方向均與所述支軌呈30° -60°或120° -150°，所述踏面圖像采集系統(tǒng)還包括防塵裝置，所述防塵裝置包括:容納所述踏面圖像采集設(shè)備的防塵罩，所述防塵罩與所述相機(jī)鏡頭相對(duì)的部位設(shè)置有罩門(mén)；與所述罩門(mén)相連，以控制所述罩門(mén)啟閉的驅(qū)動(dòng)裝置；控制所述驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述罩門(mén)開(kāi)啟的第二控制器。
[0009]優(yōu)選的，上述踏面圖像采集系統(tǒng)中，還包括檢測(cè)列車(chē)速度的測(cè)速組件以及根據(jù)列車(chē)速度控制所述補(bǔ)光源和相機(jī)工作的第一控制器。[0010]優(yōu)選的，上述踏面圖像采集系統(tǒng)中，所述測(cè)速組件為磁鋼測(cè)速組件。
[0011]優(yōu)選的，上述踏面圖像采集系統(tǒng)中，還包括相機(jī)幀率控制設(shè)備，所述相機(jī)幀率控制設(shè)備包括與所述測(cè)速組件相連，控制所述相機(jī)采用與當(dāng)前列車(chē)速度相匹配采集幀率的第三控制器。
[0012]列車(chē)車(chē)輪異常檢測(cè)系統(tǒng)，包括圖像分析系統(tǒng)，還包括與所述圖像分析系統(tǒng)相連的踏面圖像采集系統(tǒng)，所述踏面圖像采集系統(tǒng)為上述任意一項(xiàng)所述的踏面圖像采集系統(tǒng)。
[0013]本實(shí)用新型提供的踏面圖像采集設(shè)備，對(duì)列車(chē)車(chē)輪的踏面進(jìn)行圖像采集，通過(guò)獲取的圖像作為對(duì)踏面異常分析的基礎(chǔ)，相對(duì)于【背景技術(shù)】中通過(guò)激光對(duì)踏面的輪廓邊界參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)的方式而言，更加直觀，能夠提高對(duì)列車(chē)車(chē)輪踏面異常檢測(cè)的精度。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0015]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的踏面圖像采集設(shè)備的應(yīng)用示意圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的踏面圖像采集系統(tǒng)的防塵裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的踏面圖像采集系統(tǒng)的相機(jī)幀率控制設(shè)備的示意圖；
[0018]圖4和圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例中踏面圖像采集設(shè)備采集圖像的兩個(gè)狀態(tài)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，并使本實(shí)用新型實(shí)施例的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0020]請(qǐng)參考附圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的踏面圖像采集設(shè)備1，用于對(duì)列車(chē)車(chē)輪的踏面進(jìn)行圖像采集。踏面圖像采集設(shè)備I包括補(bǔ)光源和相機(jī)，踏面圖像采集設(shè)備I的數(shù)量為多個(gè)，分布在軌道每個(gè)支軌(支軌2和支軌3)的一側(cè)。補(bǔ)光源和相機(jī)的拍攝方向均與與其相對(duì)應(yīng)的支軌(支軌2和支軌3)呈銳角或鈍角，在列車(chē)經(jīng)過(guò)時(shí)補(bǔ)光源能夠?qū)⒐馔渡涞搅熊?chē)車(chē)輪的踏面上，以便于相機(jī)對(duì)列車(chē)車(chē)輪的踏面進(jìn)行圖像拍攝。自列車(chē)運(yùn)行方向上，位于首位的踏面圖像采集設(shè)備I至位于末位的踏面圖像采集設(shè)備I之間的距離為單個(gè)列車(chē)車(chē)輪的周長(zhǎng)，以保證列車(chē)車(chē)輪經(jīng)過(guò)所有的踏面圖像采集設(shè)備I時(shí)整個(gè)車(chē)輪的踏面被全部拍攝。
[0021]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的踏面圖像采集設(shè)備1，分別對(duì)列車(chē)車(chē)輪的踏面進(jìn)行圖像采集，通過(guò)獲取的圖像作為對(duì)踏面異常分析的基礎(chǔ)，相對(duì)于【背景技術(shù)】中通過(guò)激光對(duì)踏面的輪廓邊界參數(shù)檢測(cè)的方式而言，更加直觀，能夠提高對(duì)踏面異常檢測(cè)的精度。
[0022]在實(shí)際的圖像獲取過(guò)程中，由于踏面為圓柱面，可以采用幀率較高的相機(jī)進(jìn)行圖像獲取，同時(shí)提高拍攝頻率即能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)踏面圖像的獲取，但是該種方式對(duì)于踏面圖像的獲取效率較低，為了解決此問(wèn)題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的踏面圖像采集設(shè)備I為多對(duì)，且呈依次沿軌道延伸方向分布，該種方式采用多個(gè)踏面圖像采集設(shè)備I的相機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)踏面圓周的掃查，具體的相機(jī)沿軌道的方向上根據(jù)車(chē)輪周長(zhǎng)等距分布，多個(gè)相機(jī)組合實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)踏面圓周的圖像拍攝。例如相機(jī)的數(shù)量為3個(gè)，那么每個(gè)相機(jī)捕捉大于120°的車(chē)輪踏面。我們知道，踏面圖像采集設(shè)備I設(shè)置在支軌(支軌2和支軌3)的一側(cè)，相機(jī)的拍攝方向與支軌(支軌2和支軌3)之間不可能是0°或180°。為了提高圖像獲取效果，上述補(bǔ)光源的投射方向和相機(jī)的拍攝方向均與與其相對(duì)應(yīng)的支軌(支軌2和支軌3)呈30° -60°或120。-150。的夾角。
[0023]請(qǐng)參考附圖4和5，圖4和圖5示出了相機(jī)的數(shù)量為4個(gè)時(shí)，對(duì)踏面圖像采集的兩個(gè)狀態(tài)，圖中I號(hào)相機(jī)指的是位于首位的踏面圖像采集設(shè)備I的相機(jī)。本實(shí)施例提供的踏面圖像采集設(shè)備可對(duì)地鐵、客車(chē)等列車(chē)進(jìn)行踏面圖像的采集，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)列車(chē)車(chē)輪異常的分析。
[0024]基于上述提供的踏面圖像采集設(shè)備，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種踏面圖像采集系統(tǒng)，該踏面圖像采集系統(tǒng)具有上述實(shí)施例中所述的踏面圖像采集設(shè)備。
[0025]本實(shí)施例提供的踏面圖像采集系統(tǒng)還包括檢測(cè)列車(chē)速度的測(cè)速組件以及根據(jù)列車(chē)速度控制所述補(bǔ)光源和相機(jī)工作的第一控制器。測(cè)速組件可以為測(cè)速磁鋼組件，以測(cè)速磁鋼組件為例以說(shuō)明上述第一控制器的控制過(guò)程。測(cè)速磁鋼組件檢測(cè)列車(chē)速度，第一控制器根據(jù)列車(chē)速度及測(cè)速磁鋼組件與每個(gè)踏面圖像采集設(shè)備I之間的距離計(jì)算列車(chē)到達(dá)每個(gè)踏面圖像采集設(shè)備I的到達(dá)時(shí)間，以及根據(jù)到達(dá)時(shí)間控制相應(yīng)的踏面圖像采集設(shè)備的補(bǔ)光源和相機(jī)開(kāi)啟。
[0026]本實(shí)施例中所述的測(cè)速磁鋼組件是一種具有磁性的設(shè)備，當(dāng)列車(chē)經(jīng)過(guò)測(cè)速磁鋼組件的磁鋼時(shí)，由于切割磁力線，會(huì)產(chǎn)生電信號(hào)，通過(guò)硬件電路，檢測(cè)這個(gè)電信號(hào)就可以確定有一個(gè)列車(chē)車(chē)輪經(jīng)過(guò)磁鋼。測(cè)速磁鋼組件一般有兩個(gè)磁鋼，這兩個(gè)磁鋼之間的間距已知，根據(jù)列車(chē)車(chē)輪經(jīng)過(guò)這兩個(gè)磁鋼的時(shí)間，可以計(jì)算出列車(chē)速度。
[0027]本實(shí)施例提供的測(cè)速組件6除了采用上述測(cè)速磁鋼組件之外，還可以采用雷達(dá)測(cè)速，雷達(dá)設(shè)置在軌道邊，其有效檢測(cè)距離已設(shè)定(即能夠檢測(cè)到列車(chē)的距離)，雷達(dá)距離每個(gè)踏面圖像采集設(shè)備的距離已設(shè)定，第一控制器根據(jù)雷達(dá)檢測(cè)的列車(chē)速度以及雷達(dá)有效檢測(cè)距離和雷達(dá)距離每個(gè)踏面圖像采集設(shè)備的距離，計(jì)算列車(chē)到達(dá)每個(gè)踏面圖像采集設(shè)備I的到達(dá)時(shí)間，以及根據(jù)到達(dá)時(shí)間控制相應(yīng)的踏面圖像采集設(shè)備I的補(bǔ)光源和相機(jī)開(kāi)啟。
[0028]圖像的采集受到列車(chē)車(chē)速的影響，為了保證圖像獲取的連貫性，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的踏面圖像采集系統(tǒng)還包括相機(jī)幀率控制設(shè)備。如圖3所示，所述相機(jī)幀率控制設(shè)備包括第三控制器9，設(shè)置在軌道的基礎(chǔ)面4上的測(cè)速組件6，檢測(cè)列車(chē)速度，第三控制器9與測(cè)速組件6相連，根據(jù)測(cè)速組件6檢測(cè)的速度對(duì)相機(jī)的采集幀率進(jìn)行調(diào)整控制。具體的，當(dāng)測(cè)速組件6檢測(cè)得到的列車(chē)速度與速度預(yù)設(shè)值的差值大于設(shè)定值，則第三控制器9控制相機(jī)米用與列車(chē)速度相對(duì)應(yīng)的米集巾貞率，以保證圖像質(zhì)量。
[0029]在實(shí)際安裝的過(guò)程中，為了方便安裝，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的踏面圖像采集系統(tǒng)還包括將補(bǔ)光源和相機(jī)安裝到軌道的基礎(chǔ)面4上的安裝座。當(dāng)然補(bǔ)光源和相機(jī)均可以各自獨(dú)立地安裝在各自的安裝座上，也可以集成一體式安裝到各自的安裝座上。優(yōu)選的，本實(shí)施例中的補(bǔ)光源和相機(jī)均為一體成型結(jié)構(gòu)，該種結(jié)構(gòu)能夠提高安裝效率。
[0030]鐵路系統(tǒng)大部分處于野外露天的環(huán)境中，自然環(huán)境較為惡劣，而且只有列車(chē)經(jīng)過(guò)時(shí)才進(jìn)行圖像采集，所以本實(shí)施例提供的踏面圖像采集系統(tǒng)并不是時(shí)時(shí)進(jìn)行工作，長(zhǎng)期暴露在自然環(huán)境下會(huì)對(duì)設(shè)備造成損壞，特別是對(duì)補(bǔ)光源、相機(jī)損壞更甚。為了解決此問(wèn)題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的踏面圖像采集系統(tǒng)還包括防塵裝置，請(qǐng)參考附圖2，所述防塵裝置包括防塵罩5、驅(qū)動(dòng)裝置7和第二控制器8，其中:防塵罩5容納踏面圖像采集設(shè)備1，防塵罩5與相機(jī)的鏡頭相對(duì)的部位設(shè)置有罩門(mén)，驅(qū)動(dòng)裝置7與罩門(mén)相連，用于控制罩門(mén)啟閉，第二控制器8與驅(qū)動(dòng)裝置7和測(cè)速組件6均相連，且根據(jù)每個(gè)所述踏面圖像采集設(shè)備I對(duì)應(yīng)的到達(dá)時(shí)間，控制驅(qū)動(dòng)裝置7驅(qū)動(dòng)罩門(mén)開(kāi)啟。具體的，上述驅(qū)動(dòng)裝置7可以為液壓缸、氣壓缸
坐寸ο
[0031]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的踏面圖像采集系統(tǒng)中，第一控制器、第二控制器8和第三控制器9可以為PLC控制器或者計(jì)算機(jī)。
[0032]基于本實(shí)用新型實(shí)施例提供的踏面圖像采集系統(tǒng)，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種列車(chē)車(chē)輪異常檢測(cè)系統(tǒng)，包括圖像分析系統(tǒng)和與圖像分析系統(tǒng)相連的上述實(shí)施例中任意一項(xiàng)所述的踏面圖像采集系統(tǒng)。
[0033]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的列車(chē)車(chē)輪異常檢測(cè)系統(tǒng)的有益效果通過(guò)踏面圖像采集系統(tǒng)帶來(lái)的，具體的請(qǐng)參考上述相應(yīng)部分的描述即可，此不贅述。
[0034]需要說(shuō)明的是，本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見(jiàn)即可。
[0035]對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.踏面圖像采集系統(tǒng)，其特征在于，包括多個(gè)踏面圖像采集設(shè)備，所述踏面圖像采集設(shè)備分布在軌道每個(gè)支軌一側(cè)，所述踏面圖像采集設(shè)備包括補(bǔ)光源和相機(jī)，且所述補(bǔ)光源的投射方向和所述相機(jī)的拍攝方向均與所述支軌呈銳角或鈍角，自列車(chē)運(yùn)行方向，位于首位的所述踏面圖像采集設(shè)備至位于末位的所述踏面圖像采集設(shè)備之間的距離為單個(gè)列車(chē)車(chē)輪的周長(zhǎng)，所述補(bǔ)光源和所述相機(jī)為一體成型結(jié)構(gòu)，所述踏面圖像采集設(shè)備還包括將所述補(bǔ)光源和所述相機(jī)安裝到軌道基礎(chǔ)面上的安裝座，所述補(bǔ)光源的投射方向和所述相機(jī)的拍攝方向均與所述支軌呈30° -60°或120° -150°，所述踏面圖像采集系統(tǒng)還包括防塵裝置，所述防塵裝置包括:容納所述踏面圖像采集設(shè)備的防塵罩，所述防塵罩與所述相機(jī)鏡頭相對(duì)的部位設(shè)置有罩門(mén)；與所述罩門(mén)相連，以控制所述罩門(mén)啟閉的驅(qū)動(dòng)裝置；控制所述驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述罩門(mén)開(kāi)啟的第二控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的踏面圖像采集系統(tǒng)，其特征在于，還包括檢測(cè)列車(chē)速度的測(cè)速組件以及根據(jù)列車(chē)速度控制所述補(bǔ)光源和相機(jī)工作的第一控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的踏面圖像采集系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)速組件為磁鋼測(cè)速組件。
4.根據(jù)權(quán)利要求2-3中任意一項(xiàng)所述的踏面圖像采集系統(tǒng)，其特征在于，還包括相機(jī)幀率控制設(shè)備，所述相機(jī)幀率控制設(shè)備包括與所述測(cè)速組件相連，控制所述相機(jī)采用與當(dāng)前列車(chē)速度相匹配采集幀率的第三控制器。
5.列車(chē)車(chē)輪異常檢測(cè)系統(tǒng)，包括圖像分析系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述圖像分析系統(tǒng)相連的踏面圖像采集系統(tǒng)，所述踏面圖像采集系統(tǒng)為上述權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的踏面圖像采集系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】B61K9/12GK203713906SQ201320609312
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】李駿, 王新宇, 袁寧, 鄭煜, 周方明, 李云龍, 畢海強(qiáng), 蔡恒之, 汪洋 申請(qǐng)人:蘇州華興致遠(yuǎn)電子科技有限公司