轮辋踏面图像采集系统及列车车轮异常检测系统的利记博彩app
【专利摘要】本发明提供的轮辋踏面图像采集系统，包括轮辋图像采集设备和踏面图像采集设备，其中：轮辋图像采集设备为多个，且分布在轨道每个支轨的两侧，轮辋图像采集设备包括第一补光源和第一相机，第一补光源的投射方向和第一相机的镜头均与支轨垂直；踏面图像采集设备包括第二补光源和第二相机，踏面图像采集设备的数量为多个，分布在轨道每个支轨的一侧，且第二补光源的投射方向和第二相机的拍摄方向均与支轨呈锐角或钝角。本方案通过获取的图像作为对轮辋踏面异常分析的基础，相对于【背景技术】中通过激光对轮辋踏面的轮廓边界参数进行检测的方式而言，更加直观，能够提高轮辋踏面异常检测的精度。本发明还提供了一种列车车轮异常检测系统。
【专利说明】轮辋踏面图像采集系统及列车车轮异常检测系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及列车图像采集【技术领域】，尤其涉及一种轮辋踏面图像采集系统，本发明还涉及一种具有上述轮辋踏面图像采集系统的列车车轮异常检测系统。
【背景技术】
[0002]铁路运输以其运输量大、快捷、安全可靠性高等优点，在交通运输领域占据着较为重要的位置。
[0003]列车作为铁路运输的核心部分，在运行过程中可能会出现车体零部件异常情况，这严重威胁列车的安全行驶。其中，列车的车轮直接运行在列车轨道上，由于其工作环境较恶劣而经常会出现故障，而轮辋和踏面是列车车轮的主体部位，更是故障频发。因此，对列车车轮的轮辋踏面异常检测对于保证列车的安全运行至关重要。
[0004]传统的方式通常采用人工对列车车轮的轮辋踏面进行检查，通常在列车到站或完成运营公里数入库后的检修过程中通过检修人员肉眼观察的方式进行。由于列车大部分时间处于运动状态，如果轮辋踏面出现问题，也不会及时被检测出来，这导致异常的漏检概率较大。另外，人工检测的过程中列车处于停运状态，车轮的踏面的某些部位处于被列车底部其他零部件遮挡的状态，这增大了人工检测的难度，降低了检测的精度。
[0005]为了解决上述技术问题，现在采用激光扫描法对车轮的轮辋踏面进行扫描，通过对轮辋和踏面的轮廓边界参数进行检查，进而分析轮辋踏面的异常。该种通过激光对轮辋踏面的轮廓边界参数进行检测的方式不直观，导致轮辋踏面的异常检测精度较低。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种轮辋踏面图像采集系统，以解决【背景技术】中通过激光对轮辋踏面轮廓进行参数检测导致检测精度较低的问题。
[0007]为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案:
[0008]轮辋踏面图像采集系统，包括轮辋图像采集设备和踏面图像采集设备，其中:所述轮辋图像采集设备为多个，且分布在轨道每个支轨的两侧，所述轮辋图像采集设备包括第一补光源和第一相机，所述第一补光源的投射方向和所述第一相机的镜头的拍摄方向均与所述支轨垂直；
[0009]所述踏面图像采集设备包括第二补光源和第二相机，所述踏面图像采集设备的数量为多个，分布在所述轨道每个支轨的一侧，且所述第二补光源的投射方向和所述第二相机的拍摄方向均与所述支轨呈锐角或钝角，自列车运行方向，位于首位的所述踏面图像采集设备至位于末位的所述踏面图像采集设备之间的距离为单个列车车轮的周长；所述轮辋踏面图像采集系统还包括:
[0010]测速组件，用于检测列车的速度；
[0011]第一控制器，用于根据列车速度及所述测速组件与每个踏面图像采集设备之间的距离计算列车到达每个踏面图像采集设备的到达时间，以及根据到达时间控制相应的所述踏面图像采集设备的第二补光源和第二相机开启。
[0012]优选的，上述轮辋踏面图像采集系统中，所述第一补光源和所述第一相机、所述第二补光源和所述第二相机均为一体成型结构。
[0013]优选的，上述轮辋踏面图像采集系统中，还包括将所述第一补光源和所述第一相机安装到所述轨道的基础面上的第一安装座，和将所述第二补光源和所述第二相机安装到所述基础面上的第二安装座。
[0014]优选的，上述轮辋踏面图像采集系统中，还包括防尘装置，所述防尘装置包括:
[0015]容纳所述轮辋图像采集设备或踏面图像采集设备的防尘罩，所述防尘罩与所述第一相机或所述第二相机的镜头相对的部位设有罩门；
[0016]与所述罩门相连，以控制所述罩门启闭的驱动装置；
[0017]与所述驱动装置相连，且根据每个所述踏面图像采集设备对应的到达时间，控制所述驱动装置驱动所述罩门开启的第二控制器。
[0018]优选的，上述轮辋踏面图像采集系统中，所述踏面图像采集设备为多对，且呈两组依次沿所述轨道延伸方向分布，且两组所述踏面图像采集设备垂直于所述轨道的中心线对称分布。
[0019]优选的，上述轮辋踏面图像采集系统中，所述第二补光源的投射方向和所述第二相机的拍摄方向均与所述支轨呈30° -60°或120° -150°。
[0020]优选的，上述轮辋踏面图像采集系统中，分布在所述支轨两侧的两个所述轮辋图像采集设备对称分布。
[0021]优选的，上述轮辋踏面图像采集系统中，还包括相机帧率控制设备，所述相机帧率控制设备包括第三控制器，所述第三控制器与所述测速组件相连，根据检测得到的列车速度与速度预设值的差值大于设定值，控制第一相机和第二相机采用与所述列车速度相对应的米集巾贞率。
[0022]本发明提供的轮辋踏面图像采集系统包括轮辋图像采集设备和踏面图像采集设备，轮辋图像采集设备和踏面图像采集设备分别对列车车轮的轮辋和踏面进行图像采集，通过获取的图像作为对轮辋踏面异常分析的基础，相对于【背景技术】中通过激光对轮辋踏面的轮廓边界参数进行检测的方式而言，更加直观，能够提高对轮辋踏面异常检测的精度。
[0023]基于本发明提供的轮辋踏面图像采集系统，本发明还提供了一种列车车轮异常检测系统，包括图像分析系统和与图像分析系统相连的上述任意一项所述的轮辋踏面图像采集系统。
[0024]本发明提供的列车车轮异常检测系统的有益效果通过轮辋踏面图像采集系统带来，具体请参考上述相应部分的描述即可，此不赘述。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0026]图1是本发明实施例提供的轮辋踏面图像采集系统的应用示意图；
[0027]图2是本发明实施例提供的轮辋踏面图像采集系统的防尘装置的结构示意图；[0028]图3是本发明实施例提供的轮辋踏面图像采集系统的相机帧率控制设备的示意图；
[0029]图4和图5是本发明实施例中踏面图像采集设备采集图像的两个状态示意图。【具体实施方式】
[0030]本发明实实施例提供了一种轮辋踏面图像采集系统，解决了【背景技术】中通过激光对轮辋踏面轮廓进行参数检测导致检测精度较低的问题。
[0031]为了使本【技术领域】的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中的技术方案作进一步详细的说明。
[0032]请参考附图1，本发明实施例提供的轮辋踏面图像采集系统包括轮辋图像采集设备和踏面图像采集设备I。其中:轮辋图像采集设备对列车车轮的轮辋进行图像采集，踏面图像采集设备I对列车车轮的踏面进行图像采集。
[0033]轮辋图像采集设备为多个，且分布在轨道的每个支轨(支轨2和支轨3)的两侧，每个支轨(支轨2和支轨3) —侧的轮辋图像采集设备采集与该侧相对应的轮辋图像，每个支轨(支轨2和支轨3)两侧的轮辋图像采集设备能够实现车轮两侧轮辋的图像采集。轮辋图像采集设备包括第一补光源5和第一相机6，第一补光源5的投射方向和第一相机6的镜头拍摄方向均与支轨(支轨2和支轨3)垂直，此处的第一补光源5的投射方向指的是第一补光源5发出光的直线投射方向，当列车经过时第一补光源5的光投射到列车的轮辋上，第一相机6对轮辋进行图像拍摄。
[0034]踏面图像采集设备I包括第二补光源和第二相机，踏面图像采集设备I的数量为多个，分布在轨道每个支轨(支轨2和支轨3)的一侧。第二补光源和第二相机的拍摄方向均与与其相对应的支轨(支轨2和支轨3)呈锐角或钝角，在列车经过时第二补光源能够将光投射到列车车轮的踏面上，第二相机对踏面进行图像拍摄。自列车运行方向上，位于首位的踏面图像采集设备I至位于末位的踏面图像采集设备I之间的距离为单个列车车轮的周长，以保证列车车轮经过所有的踏面图像采集设备I时整个车轮的踏面被全部拍摄。
[0035]本实施例中的轮辋图像采集系统还包括测速磁钢组件和第一控制器，测速磁钢组件用于检测列车速度，第一控制器用于根据列车速度及测速磁钢件与每个踏面图像采集设备I之间的距离计算列车到达每个踏面图像采集设备I的到达时间，以及根据到达时间控制相应的踏面图像采集设备的第二补光源和第二相机开启。
[0036]本实施例中所述的测速磁钢组件是一种具有磁性的设备，当列车经过测速磁钢组件的磁钢时，由于切割磁力线，会产生电信号，通过硬件电路，检测这个电信号就可以确定有一个列车车轮经过磁钢。测速磁钢组件一般有两个磁钢，这两个磁钢之间的间距已知，根据列车车轮经过这两个磁钢的时间，可以计算出列车速度。
[0037]本发明实施例提供的轮辋踏面图像采集系统包括轮辋图像采集设备和踏面图像采集设备1，轮辋图像采集设备和踏面图像采集设备I分别对列车车轮的轮辋和踏面进行图像采集，通过获取的图像作为对轮辋踏面异常分析的基础，相对于【背景技术】中通过激光对轮辋踏面的轮廓边界参数检测的方式而言，更加直观，能够提高对轮辋踏面异常检测的精度。[0038]本实施例中提供的测速组件9除了采用上述测速磁钢组件之外，还可以采用雷达，雷达设置在轨道边，其有效检测距离已设定(即能够检测到列车的距离)，雷达距离每个踏面图像采集设备的距离已设定，第一控制器根据雷达检测的列车速度以及雷达有效检测距离和雷达距离每个踏面图像采集设备的距离，计算列车到达每个踏面图像采集设备I的到达时间，以及根据到达时间控制相应的踏面图像采集设备I的第二补光源和第二相机开启O
[0039]具体的，在安装本发明实施例提供的轮辋踏面图像采集系统的过程中，可以将轮辋图像采集设备和踏面图像采集设备I并排设置，或者轮辋图像采集设备与踏面图像采集设备I交错设置，只要是能够实现对轮辋和踏面进行图像采集的轮辋图像采集设备和踏面图像采集设备I的布置方式都不会受本实施例公开内容的限制。本发明实施例中的轮辋图像采集设备与踏面图像采集设备I都有补光源，采取上述设置方式虽然能够实现对轮辋和踏面图像的采集，但是第一补光源5第二补光源会相互影响，最终会影响第一相机6和第二相机图像的拍摄，为了解决此问题，本发明实施例提供的轮辋踏面图像采集系统中，多个轮辋图像采集设备和多个踏面图像采集设备I通常沿着轨道的延伸方向依次分布。如图1，多个轮辋图像采集设备成对分布，每一对轮辋图像采集设备分布在与该对轮辋图像采集设备相对应的支轨(支轨2和支轨3)的两侧。当然该对轮辋图像采集设备也可以对称分布在相对应支轨(支轨2和支轨3)的两侧，该种方式能够实现对同一列车车轮两面轮辋图像的同时获取，直接实现成对图像的匹配，无需后续匹配，提高图像的获取效率。针对列车车轮对称分布的前提下，踏面图像采集设备I也可以成对设置，能够实现对列车同一车段的车轮踏面图像的同时获取，也能够提高图像获取效率。
[0040]在实际的图像获取过程中，由于踏面为圆柱面，可以采用帧率较高的相机进行图形获取，同时提高拍摄频率即能够实现整个踏面图像的获取，但是该种方式对于踏面图像的获取效率较低，为了解决此问题，本发明实施例提供的踏面图像采集设备I为多对，且呈两组依次沿轨道延伸方向分布，且两组所述踏面图像采集设备I垂直于轨道的中心线O对称分布。该种方式采用多个踏面图像采集设备I的第二相机实现对整个踏面圆周的扫查，具体的第二相机沿轨道的方向上根据车轮周长等距分布，多个第二相机组合实现对整个踏面圆周的图像拍摄。例如第二相机的数量为3个，那么每个第二相机捕捉大于120°的车轮踏面。我们知道，踏面图像采集设备I设置在支轨(支轨2和支轨3)的一侧，第二相机的拍摄方向与支轨(支轨2和支轨3)之间不可能是0°或180°。为了提高图像获取效果，上述第二补光源的投射方向和第二相机的拍摄方向均与与其相对应的支轨(支轨2和支轨3)呈30° -60°或120° -150°的夹角。请参考附图4和5，图4和图5示出了第二相机的数量为4个时，对踏面图像采集的两个状态，图中I号相机指的是位于首位的踏面图像采集设备I的第二相机。
[0041]图像的采集受到列车车速的影响，为了保证图像获取的连贯性，本发明实施例提供的轮辋踏面图像采集系统还包括相机帧率控制设备。如图3所示，所述相机帧率控制设备包括第三控制器12，设置在轨道的基础面4上的测速组件9，用于检测列车速度，第三控制器12与测速组件9相连，根据测速组件9检测的速度对第一相机6和第二相机的采集帧率进行调整控制。具体的，当测速组件9检测得到的列车速度与速度预设值的差值大于设定值，则第三控制器12控制第一相机6和第二相机采用与列车速度相对应的采集帧率，以保证图像质量。
[0042]在实际安装的过程中，为了方便安装，本发明实施例提供的轮辋踏面图像采集系统还包括将第一补光源5和第一相机6安装到轨道的基础面4上的第一安装座7和将第二补光源和第二相机安装到轨道的基础面4上的第二安装座。当然第一补光源5和第一相机6，第二补光源和第二相机均可以各自独立地安装在各自的安装座上，也可以集成一体式安装到各自的安装座上。优选的，本实施例中的第一补光源5和第一相机6、第二补光源和第二相机均为一体成型结构，该种结构能够提高安装效率。
[0043]铁路系统大部分处于野外露天的环境中，自然环境较为恶劣，而且只有列车经过时才进行图像采集，所以本实施例提供的轮辋踏面图像采集系统并不是时时进行工作，长期暴露在自然环境下会对设备造成损坏，特别是对第一补光源5、第二补光源、第一相机6和第二相机损坏更甚。为了解决此问题，本发明实施例提供的轮辋踏面图像采集系统还包括防尘装置，请参考附图2，所述防尘装置包括防尘罩8、驱动装置10和第二控制器11，其中:防尘罩8容纳轮辋图像采集设备或踏面图像采集设备1，防尘罩8与第一相机6或第二相机的镜头相对的部位设置有罩门，驱动装置10与罩门相连，用于控制罩门启闭，第二控制器11与驱动装置10和测速组件9均相连，且根据每个所述踏面图像采集设备对应的到达时间，控制驱动装置10驱动罩门开启。具体的，上述驱动装置可以为液压缸、气压缸等。
[0044]本发明实施例提供的轮辋踏面图像采集系统中，第一控制器、第二控制器11和第三控制器12可以为PLC控制器或者计算机。
[0045]基于本发明实施例提供的轮辋踏面图像采集系统，本发明实施例还提供了一种列车车轮异常检测系统，包括图像分析系统和与图像分析系统相连的上述实施例中任意一项所述的轮辋踏面图像采集系统。
[0046]本发明实施例提供的列车车轮异常检测系统的有益效果通过轮辋踏面图像采集系统带来的，具体的请参考上述相应部分的描述即可，此不赘述。
[0047]需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0048]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.轮辋踏面图像采集系统，其特征在于，包括轮辋图像采集设备和踏面图像采集设备(1)，其中:所述轮辋图像采集设备为多个，且分布在轨道每个支轨(2、3)的两侧，所述轮辋图像米集设备包括第一补光源(5)和第一相机(6),所述第一补光源(5)的投射方向和所述第一相机(6)的镜头拍摄方向均与所述支轨(2、3)垂直； 所述踏面图像采集设备(I)包括第二补光源和第二相机，所述踏面图像采集设备(I)的数量为多个，分布在所述轨道每个支轨(2、3)的一侧，且所述第二补光源的投射方向和所述第二相机的拍摄方向均与所述支轨(2、3)呈锐角或钝角，自列车运行方向，位于首位的所述踏面图像采集设备至位于末位的所述踏面图像采集设备之间的距离为单个列车车轮的周长；所述轮辋踏面图像采集系统还包括: 测速组件(9)，用于检测列车的速度； 第一控制器，用于根据列车速度及所述测速组件(9)与每个踏面图像采集设备(I)之间的距离计算列车到达每个踏面图像采集设备(I)的到达时间，以及根据到达时间控制相应的所述踏面图像采集设备(I)的第二补光源和第二相机开启。
2.根据权利要求1所述的轮辋踏面图像采集系统，其特征在于，所述第一补光源(5)和所述第一相机(6)、所述第二补光源和所述第二相机均为一体成型结构。
3.根据权利要求2所述的轮辋踏面图像采集系统，其特征在于，还包括将所述第一补光源(5)和所述第一相机(6)安装到所述轨道的基础面(4)上的第一安装座(7)，和将所述第二补光源和所述第二相机安装到所述基础面(4)上的第二安装座。
4.根据权利要求1所述的轮辋踏面图像采集系统，其特征在于，还包括防尘装置，所述防尘装置包括: 容纳所述轮辋图像采集设备或踏面图像采集设备(I)的防尘罩(8)，所述防尘罩(8)与所述第一相机(6)或所述第二相机的镜头相对的部位设有罩门； 与所述罩门相连，以控制所述罩门启闭的驱动装置(10)； 与所述驱动装置(10)相连，且根据每个所述踏面图像采集设备对应的到达时间，控制所述驱动装置(10 )驱动所述罩门开启的第二控制器(11)。
5.根据权利要求1所述的轮辋踏面图像采集系统，其特征在于，所述踏面图像采集设备(I)为多对，且呈两组依次沿所述轨道延伸方向分布，且两组所述踏面图像采集设备(I)垂直于所述轨道的中心线(O)对称分布。
6.根据权利要求5所述的轮辋踏面图像采集系统，其特征在于，所述第二补光源的投射方向和所述第二相机的拍摄方向均与所述支轨(2、3)呈30° -60°或120° -150°。
7.根据权利要求1所述的轮辋踏面图像采集系统，其特征在于，分布在所述支轨(2、3)两侧的两个所述轮辋图像采集设备对称分布。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的轮辋踏面图像采集系统，其特征在于，还包括相机帧率控制设备，所述相机帧率控制设备包括第三控制器(12)，所述第三控制器(12)与所述测速组件(9)相连，根据检测得到的列车速度与速度预设值的差值大于设定值，控制第一相机(6)和第二相机采用与所述列车速度相对应的采集帧率。
9.列车车轮异常检测系统，包括图像分析系统，其特征在于，还包括与所述图像分析系统相连的轮辋踏面图像采集系统，所述轮辋踏面图像采集系统为上述权利要求1-8中任意一项所述的轮辋踏面图像采集系统。
【文档编号】B61K9/12GK103481911SQ201310455962
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2013年9月29日
【发明者】李骏, 王新宇, 袁宁, 郑煜, 周方明, 李云龙, 蔡恒之, 毕海强 申请人:苏州华兴致远电子科技有限公司