一種機器視覺鋼軌表面缺陷檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及鋼軌表面缺陷檢測技術領域，具體說是一種機器視覺鋼軌表面缺陷檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)在成像時能防外界光照干擾。
【背景技術】
[0002]專利一種在線鋼軌探傷的圖像處理輔助檢測裝置及方法(CN101699273A)中，其光源部分通過控制輔助光源的光強來影響線陣相機曝光，獲得較為穩(wěn)定的圖像。該技術方案的缺點在于:防外界光照干擾能力差，即:由于列車運行在戶外，氣候、天氣、光照、地形、路基材質等因素復雜，線陣相機的成像質量受外部環(huán)境的影響比較大，當外界干擾光線進入的時候，輔助光源光強降低來控制線陣相機所獲畫面的整體亮度，這一操作降低了對鋼軌表面缺陷的靈敏度，嚴重干擾影響檢測精度。
[0003]如圖1所示，為鋼軌表面成像原理，列車底部懸掛線陣相機I和光源2，光源2用于發(fā)出穩(wěn)定無頻閃的白光照亮鋼軌3，圖1所示方案中，在鋼軌3的兩側分別布置一個光源2以期獲得鋼軌表面完整的無影圖像，線陣相機I采集鋼軌表面圖像后傳輸給計算機4，在計算機4中通過數(shù)字圖像處理技術進行缺陷的檢測和定位。圖中兩個光源2分別產(chǎn)生穩(wěn)定無頻閃的白光IjP 12，鋼軌3產(chǎn)生的反射光分別為I/和12’，反射光被線陣相機I捕獲以采集鋼軌表面圖像。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術中存在的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種機器視覺鋼軌表面缺陷檢測系統(tǒng)，結構簡單，使用方便，防外界光照干擾能力好，尤其針對早晚時太陽斜射光的影響，成像效果好，可獲取穩(wěn)定、清晰的圖像。
[0005]為達到以上目的，本實用新型采取的技術方案是:
[0006]一種機器視覺鋼軌表面缺陷檢測系統(tǒng)，包括線陣相機I和光源2，光源2用于發(fā)出穩(wěn)定無頻閃的白光照亮鋼軌3，
[0007]線陣相機I采集鋼軌表面圖像后傳輸給計算機4，計算機4用于通過數(shù)字圖像處理技術進行缺陷的檢測和定位，
[0008]其特征在于，還包括:遮光罩5，將線陣相機I和光源2遮蔽于其內(nèi)。
[0009]在上述技術方案的基礎上，所述遮光罩5開口朝下，包括:
[0010]頂板，用于將遮光罩固定于列車底部，用于懸掛線陣相機I和光源2，
[0011 ] 側壁板，用于遮擋來自于前后左右方向的外界干擾光線。
[0012]在上述技術方案的基礎上，所述遮光罩5還包括一可拆裝的底板，底板上設有與線陣相機I和光源2適配的開口。
[0013]在上述技術方案的基礎上，遮光罩5的側壁板的下端設有一圈遮光軟簾6。
[0014]在上述技術方案的基礎上，所述遮光軟簾6為細毛簾。
[0015]在上述技術方案的基礎上，遮光軟簾6可拆裝的設置于遮光罩5的側壁板的下端。
[0016]在上述技術方案的基礎上，遮光罩5的材質為耐蝕不透光材料。
[0017]在上述技術方案的基礎上，線陣相機I和光源2通過螺栓直接緊固于遮光罩5內(nèi)。
[0018]在上述技術方案的基礎上，線陣相機I和光源2通過懸掛機構安裝于遮光罩5內(nèi)。
[0019]在上述技術方案的基礎上，所述懸掛機構為設有減震裝置的懸掛機構。
[0020]本實用新型所述的機器視覺鋼軌表面缺陷檢測系統(tǒng)，結構簡單，使用方便，防外界光照干擾能力好，尤其針對早晚時太陽斜射光的影響，成像效果好，可獲取穩(wěn)定、清晰的圖像。
【附圖說明】
[0021]本實用新型有如下附圖:
[0022]圖1鋼軌表面成像原理示意圖；
[0023]圖2本實用新型的結構示意圖；
[0024]圖3陽光照射角度較小時示意圖；
[0025]圖4添加了遮光軟簾的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0026]以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
[0027]如圖2所示，本實用新型所述的機器視覺鋼軌表面缺陷檢測系統(tǒng)，包括:
[0028]線陣相機I和光源2，光源2用于發(fā)出穩(wěn)定無頻閃的白光照亮鋼軌3，
[0029]光源2至少設置一個，作為優(yōu)選方案，可在鋼軌3的兩側分別布置一個光源2，以期獲得鋼軌表面完整的無影圖像，
[0030]線陣相機I采集鋼軌表面圖像后傳輸給計算機4，計算機4用于通過數(shù)字圖像處理技術進行缺陷的檢測和定位，
[0031]遮光罩5，將線陣相機I和光源2遮蔽于其內(nèi)，
[0032]所述遮光罩5開口朝下，包括:
[0033]頂板，用于將遮光罩固定于列車底部，用于懸掛線陣相機I和光源2，
[0034]側壁板，用于遮擋來自于前后左右方向的外界干擾光線。
[0035]由于機器視覺鋼軌表面缺陷檢測系統(tǒng)的應用環(huán)境是在列車高速行駛中采集圖像，故對線陣相機的分辨率及感光度等物理參數(shù)有較高要求，但由于列車運行在戶外，氣候、天氣、光照、地形、路基材質等因素復雜，線陣相機的成像質量受外部環(huán)境的影響比較大。因此本實用新型采用遮光罩將線陣相機I和光源2罩起來，僅開放成像所需的遮光罩5的底面，以期減少外界光及冷熱變化對成像的干擾。
[0036]由于鐵路沿線各種設備的存在，要求車載設備必須高于鋼軌表面一定距離，因此只設置遮光罩在陽光照射角度較小時(如日出日落時)不能完全屏蔽照射到鋼軌表面的外界光線，斜射到鋼軌表面的陽光嚴重影響線陣相機的成像質量。如圖3所示，斜射光13照射到鋼軌表面，反射光13’被線陣相機I捕獲影響了 I1'和12’的成像效果。因此，為了減少斜射光的影響，方案可進一步優(yōu)化如下:
[0037]優(yōu)化方案1:在上述技術方案的基礎上，所述遮光罩5還包括一可拆裝的底板，底板上設有與線陣相機I和光源2適配的開口。
[0038]優(yōu)化方案2:在上述技術方案的基礎上，遮光罩5的側壁板的下端設有一圈遮光軟簾6。
[0039]優(yōu)化方案I和2可單獨實施，亦可同時實施。
[0040]遮光軟簾對鐵路沿線設備幾乎沒有影響，可以極大地減少外界光線的射入，提高線陣相機的成像質量和系統(tǒng)的靈敏度。
[0041]如圖4所示，斜射光I3經(jīng)遮光軟簾6的阻擋，僅有極少部分泄露斜射光I 4照射到鋼軌I上，泄露斜射光I4的光強遠小于斜射光13，減小了反射光13’對線陣相機I所捕獲的I/和12’成像效果的影響。
[0042]在上述技術方案的基礎上，所述遮光軟簾6為細毛簾。
[0043]在上述技術方案的基礎上，遮光軟簾6可拆裝的設置于遮光罩5的側壁板的下端。在遮光軟簾磨損或老化之后可以很方便地進行更換。
[0044]在上述技術方案的基礎上，遮光罩5的材質為耐蝕不透光材料。
[0045]在上述技術方案的基礎上，線陣相機I和光源2通過螺栓直接緊固于遮光罩5內(nèi)。
[0046]在上述技術方案的基礎上，線陣相機I和光源2通過懸掛機構安裝于遮光罩5內(nèi)。
[0047]在上述技術方案的基礎上，所述懸掛機構為設有減震裝置的懸掛機構。
[0048]本說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬于本領域專業(yè)技術人員公知的現(xiàn)有技術。
【主權項】
1.一種機器視覺鋼軌表面缺陷檢測系統(tǒng)，包括線陣相機(I)和光源(2)，光源(2)用于發(fā)出穩(wěn)定無頻閃的白光照亮鋼軌(3)， 線陣相機(I)采集鋼軌表面圖像后傳輸給計算機(4)，計算機(4)用于通過數(shù)字圖像處理技術進行缺陷的檢測和定位， 其特征在于，還包括:遮光罩(5)，將線陣相機⑴和光源⑵遮蔽于其內(nèi)。2.如權利要求1所述的機器視覺鋼軌表面缺陷檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述遮光罩(5)開口朝下，包括: 頂板，用于將遮光罩固定于列車底部，用于懸掛線陣相機(I)和光源(2)， 側壁板，用于遮擋來自于前后左右方向的外界干擾光線。3.如權利要求2所述的機器視覺鋼軌表面缺陷檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述遮光罩(5)還包括一可拆裝的底板，底板上設有與線陣相機(I)和光源(2)適配的開口。4.如權利要求2所述的機器視覺鋼軌表面缺陷檢測系統(tǒng)，其特征在于:遮光罩(5)的側壁板的下端設有一圈遮光軟簾(6)。5.如權利要求4所述的機器視覺鋼軌表面缺陷檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述遮光軟簾(6)為細毛簾。6.如權利要求4所述的機器視覺鋼軌表面缺陷檢測系統(tǒng)，其特征在于:遮光軟簾(6)可拆裝的設置于遮光罩(5)的側壁板的下端。7.如權利要求2所述的機器視覺鋼軌表面缺陷檢測系統(tǒng)，其特征在于:遮光罩(5)的材質為耐蝕不透光材料。8.如權利要求2所述的機器視覺鋼軌表面缺陷檢測系統(tǒng)，其特征在于:線陣相機(I)和光源(2)通過螺栓直接緊固于遮光罩(5)內(nèi)。9.如權利要求2所述的機器視覺鋼軌表面缺陷檢測系統(tǒng)，其特征在于:線陣相機(I)和光源(2)通過懸掛機構安裝于遮光罩(5)內(nèi)。10.如權利要求9所述的機器視覺鋼軌表面缺陷檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述懸掛機構為設有減震裝置的懸掛機構。
【專利摘要】本實用新型涉及一種機器視覺鋼軌表面缺陷檢測系統(tǒng)，包括線陣相機(1)和光源(2)，光源(2)用于發(fā)出穩(wěn)定無頻閃的白光照亮鋼軌(3)，線陣相機(1)采集鋼軌表面圖像后傳輸給計算機(4)，計算機(4)用于通過數(shù)字圖像處理技術進行缺陷的檢測和定位，其特征在于，還包括：遮光罩(5)，將線陣相機(1)和光源(2)遮蔽于其內(nèi)。遮光軟簾(6)，阻擋斜射光對成像質量的影響并提高系統(tǒng)的靈敏度。本實用新型所述的機器視覺鋼軌表面缺陷檢測系統(tǒng)，結構簡單，使用方便，防外界光照干擾能力好，尤其針對早晚時太陽斜射光的影響，成像效果好，可獲取穩(wěn)定、清晰的圖像。
【IPC分類】G01N21/89, B61K9/10
【公開號】CN204924974
【申請?zhí)枴緾N201520717646
【發(fā)明人】郝曉莉, 陳后金, 劉澤
【申請人】北京交通大學
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年9月16日