一種地鐵軌道高速圖像檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種地鐵軌道高速圖像檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前城市中的地鐵運(yùn)行密度高、客流量大、環(huán)境封閉，對運(yùn)營安全要求極高；在地鐵運(yùn)營中，車輛對鐵路軌道的沖擊、震動(dòng)等隨車速提高而急劇增大，鐵路路軌的正常與否，直接關(guān)系著運(yùn)營車輛的安全，也關(guān)系到車輛上載運(yùn)的人員的生命安全。
[0003]為了保證鐵路軌道的正常，必須每天對軌道的狀況進(jìn)行無遺漏的檢測，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)鐵軌的破損、斷裂、錯(cuò)位等不正常狀態(tài)，基于人工的地鐵軌道巡檢方式費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，而我國目前尚無相應(yīng)的自動(dòng)巡檢系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種可滿足地鐵自動(dòng)巡檢需求的地鐵軌道高速圖像檢測系統(tǒng)。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種地鐵軌道高速圖像檢測系統(tǒng)，應(yīng)用于軌道上，包括車輪、光源和高速相機(jī)，所述車輪、光源和高速相機(jī)依次設(shè)置，所述車輪、光源和高速相機(jī)皆設(shè)于軌道上方，所述光源為激光光源，所述車輪內(nèi)設(shè)有光電編碼器，所述光電編碼器連有信號(hào)處理電路，所述信號(hào)處理電路與高速相機(jī)相連，所述信號(hào)處理電路連有PC電腦，所述PC電腦連有GPS，所述高速相機(jī)照射角度與光源相對應(yīng)。
[0006]進(jìn)一步的，所述光電編碼器位于車輪的軸心。
[0007]進(jìn)一步的，所述光電編碼器通過TTL脈沖信號(hào)與信號(hào)處理電路連接。
[0008]進(jìn)一步的，所述高速相機(jī)通過控制信號(hào)與信號(hào)處理電路連接。
[0009]進(jìn)一步的，所述信號(hào)處理電路通過同步信號(hào)與PC電腦連接。
[0010]進(jìn)一步的，所述PC電腦與GPS無線連接。
[0011]本發(fā)明的有益效果為:基于激光三角測量原理，采用高靈敏度的高速相機(jī)，配合高亮度的激光光源，通過軸編碼器的脈沖信號(hào)，控制相機(jī)的曝光頻率，實(shí)現(xiàn)高速下的軌面圖像拍攝，并得到二維圖形，再經(jīng)過一系列圖像處理提取軌道斷面的輪廓線信息，跟標(biāo)準(zhǔn)輪廓線對比以判斷軌道的磨損程度，最后用特定算法的圖像處理方法實(shí)現(xiàn)軌道損傷分析，達(dá)到自動(dòng)檢測的效果。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明一種地鐵軌道高速圖像檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1所示，一種地鐵軌道高速圖像檢測系統(tǒng)，應(yīng)用于軌道I上，包括車輪2、光源3和高速相機(jī)4，所述車輪2、光源3和高速相機(jī)4依次設(shè)置，所述車輪2、光源3和高速相機(jī)4皆設(shè)于軌道I上方，所述光源3為激光光源，但并不限于激光光源，任何具有等同效果的光源皆可進(jìn)行替換，所述車輪2內(nèi)設(shè)有光電編碼器5，所述光電編碼器5連有信號(hào)處理電路6，所述信號(hào)處理電路6與高速相機(jī)4相連，所述信號(hào)處理電路6連有PC電腦7，所述PC電腦7連有GPS8，所述高速相機(jī)4照射角度與光源3相對應(yīng)。
[0014]所述光電編碼器5位于車輪2的軸心。
[0015]所述光電編碼器5通過TTL脈沖信號(hào)與信號(hào)處理電路6連接。
[0016]所述高速相機(jī)4通過控制信號(hào)與信號(hào)處理電路6連接。
[0017]所述信號(hào)處理電路6通過同步信號(hào)與PC電腦7連接。
[0018]所述PC電腦7與GPS8無線連接。
[0019]圖像處理方法為:
圖像預(yù)處理一損傷提取一損傷識(shí)別分類輸出；
其中，圖像預(yù)處理包括:圖像讀入一中值濾波一圖像剪輯；損傷提取包括:邊緣檢測一閾值分割一損傷提?。粨p傷識(shí)別分類輸出包括:特征計(jì)算一分類輸出。
[0020]主要技術(shù)指標(biāo):
系統(tǒng)所選用的高速相機(jī)最高可達(dá)136kHz，在Imm的分辨率下，理論上可實(shí)現(xiàn)的最高檢測速度為:
136kHzXlmm=489.6km/h
當(dāng)橫向視場為200mm時(shí)，由像素點(diǎn)大小14um，每幀1024像素，鏡頭在300mm的工作距離時(shí)放大倍數(shù)約為0.06，由此可計(jì)算出橫向分辨率為:
(200X0.06)/(14X 10 3X 1024) =0.837mm
由此得出，系統(tǒng)在489.6km/h的檢測速度下得到理論上的分辨率為0.837 X Imm2,而實(shí)際面積超過Icm2的軌道損傷才會(huì)造成安全隱患，系統(tǒng)足以滿足實(shí)際檢測的需要。
[0021]本發(fā)明的有益效果為:基于激光三角測量原理，采用高靈敏度的高速相機(jī)，配合高亮度的激光光源，通過軸編碼器的脈沖信號(hào)，控制相機(jī)的曝光頻率，實(shí)現(xiàn)高速下的軌面圖像拍攝，并得到二維圖形，再經(jīng)過一系列圖像處理提取軌道斷面的輪廓線信息，跟標(biāo)準(zhǔn)輪廓線對比以判斷軌道的磨損程度，最后用特定算法的圖像處理方法實(shí)現(xiàn)軌道損傷分析，達(dá)到自動(dòng)檢測的效果。
[0022]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種地鐵軌道高速圖像檢測系統(tǒng)，應(yīng)用于軌道上，其特征在于:包括車輪、光源和高速相機(jī)，所述車輪、光源和高速相機(jī)依次設(shè)置，所述車輪、光源和高速相機(jī)皆設(shè)于軌道上方，所述光源為激光光源，所述車輪內(nèi)設(shè)有光電編碼器，所述光電編碼器連有信號(hào)處理電路，所述信號(hào)處理電路與高速相機(jī)相連，所述信號(hào)處理電路連有PC電腦，所述PC電腦連有GPS，所述高速相機(jī)照射角度與光源相對應(yīng)。2.如權(quán)利要求1所述的地鐵軌道高速圖像檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述光電編碼器位于車輪的軸心。3.如權(quán)利要求2所述的地鐵軌道高速圖像檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述光電編碼器通過TTL脈沖信號(hào)與信號(hào)處理電路連接。4.如權(quán)利要求3所述的地鐵軌道高速圖像檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述高速相機(jī)通過控制信號(hào)與信號(hào)處理電路連接。5.如權(quán)利要求4所述的地鐵軌道高速圖像檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述信號(hào)處理電路通過同步信號(hào)與PC電腦連接。6.如權(quán)利要求5所述的地鐵軌道高速圖像檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述PC電腦與GPS無線連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種地鐵軌道高速圖像檢測系統(tǒng)，應(yīng)用于軌道上，其特征在于：包括車輪、光源和高速相機(jī)，所述車輪、光源和高速相機(jī)依次設(shè)置，所述車輪、光源和高速相機(jī)皆設(shè)于軌道上方，所述光源為激光光源，所述車輪內(nèi)設(shè)有光電編碼器，所述光電編碼器連有信號(hào)處理電路，所述信號(hào)處理電路與高速相機(jī)相連，所述信號(hào)處理電路連有PC電腦，所述PC電腦連有GPS，所述高速相機(jī)照射角度與光源相對應(yīng)；該地鐵軌道高速圖像檢測系統(tǒng)可滿足地鐵自動(dòng)巡檢需求。
【IPC分類】G01N21/88
【公開號(hào)】CN105136812
【申請?zhí)枴緾N201510602112
【發(fā)明人】唐孟華
【申請人】廣州市盛通建設(shè)工程質(zhì)量檢測有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年9月21日