踏面圖像採集系統及列車車輪異常檢測系統的製作方法
2023-10-07 02:52:14 2
踏面圖像採集系統及列車車輪異常檢測系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種踏面圖像採集系統及列車車輪異常檢測系統。該踏面圖像採集系統，包括多個踏面圖像採集設備，每個所述踏面圖像採集設備分布在軌道每個支軌一側，包括補光源和相機，且所述補光源的投射方向和所述相機的拍攝方向均與所述支軌呈銳角或鈍角，自列車運行方向，位於首位的所述踏面圖像採集設備至位於末位的所述踏面圖像採集設備之間的距離為單個列車車輪的周長。本方案通過獲取的圖像作為對踏面異常分析的基礎，相對於【背景技術】中通過雷射對踏面的輪廓邊界參數進行檢測的方式而言，更加直觀，能夠提高踏面異常檢測的精度。本實用新型還提供了一種列車車輪異常檢測系統。
【專利說明】踏面圖像採集系統及列車車輪異常檢測系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及列車圖像採集【技術領域】，尤其涉及一種踏面圖像採集系統，本實用新型還涉及一種具有上述踏面圖像採集系統的列車車輪異常檢測系統。
【背景技術】
[0002]鐵路運輸以其運輸量大、快捷、安全可靠性高等優點，在交通運輸領域佔據著較為重要的位置。
[0003]列車作為鐵路運輸的核心部分，在運行過程中可能會出現車體零部件異常情況，這嚴重威脅列車的安全行駛。其中，列車的車輪直接運行在列車軌道上，由於其工作環境較惡劣而經常會出現故障，而踏面是列車車輪的主體部位，更是故障頻發。因此，對列車車輪的踏面異常檢測對於保證列車的安全運行至關重要。
[0004]傳統的方式通常採用人工對列車車輪的踏面進行檢查，通常在列車到站或完成運營公裡數入庫後的檢修過程中通過檢修人員以肉眼觀察的方式進行。由於列車大部分時間處於運動狀態，如果踏面出現問題，也不會被及時檢測出來，這導致異常的漏檢概率較大。另外，人工檢測的過程中列車處於停運狀態，車輪踏面的某些部位處於被列車底部其它零部件遮擋的狀態，這增大了人工檢測的難度，降低了檢測的精度。
[0005]為了解決上述技術問題，現在採用雷射掃描法對車輪的踏面進行掃描，通過對踏面的輪廓邊界參數進行檢查，進而分析踏面的異常。該種通過雷射對踏面的輪廓邊界參數進行檢測的方式不直觀，導致踏面的異常檢測精度較低。
實用新型內容
[0006]有鑑於此，本實用新型的目的在於提供一種踏面圖像採集系統，以解決【背景技術】中通過雷射對踏面輪廓進行參數檢測導致檢測精度較低的問題。
[0007]為了解決上述技術問題，本實用新型提供如下技術方案:
[0008]踏面圖像採集系統，包括多個踏面圖像採集設備，所述踏面圖像採集設備分布在軌道每個支軌一側，所述踏面圖像採集設備包括補光源和相機，且所述補光源的投射方向和所述相機的拍攝方向均與所述支軌呈銳角或鈍角，自列車運行方向，位於首位的所述踏面圖像採集設備至位於末位的所述踏面圖像採集設備之間的距離為單個列車車輪的周長，所述補光源和所述相機為一體成型結構，所述踏面圖像採集設備還包括將所述補光源和所述相機安裝到軌道基礎面上的安裝座，所述補光源的投射方向和所述相機的拍攝方向均與所述支軌呈30° -60°或120° -150°，所述踏面圖像採集系統還包括防塵裝置，所述防塵裝置包括:容納所述踏面圖像採集設備的防塵罩，所述防塵罩與所述相機鏡頭相對的部位設置有罩門；與所述罩門相連，以控制所述罩門啟閉的驅動裝置；控制所述驅動裝置驅動所述罩門開啟的第二控制器。
[0009]優選的，上述踏面圖像採集系統中，還包括檢測列車速度的測速組件以及根據列車速度控制所述補光源和相機工作的第一控制器。[0010]優選的，上述踏面圖像採集系統中，所述測速組件為磁鋼測速組件。
[0011]優選的，上述踏面圖像採集系統中，還包括相機幀率控制設備，所述相機幀率控制設備包括與所述測速組件相連，控制所述相機採用與當前列車速度相匹配採集幀率的第三控制器。
[0012]列車車輪異常檢測系統，包括圖像分析系統，還包括與所述圖像分析系統相連的踏面圖像採集系統，所述踏面圖像採集系統為上述任意一項所述的踏面圖像採集系統。
[0013]本實用新型提供的踏面圖像採集設備，對列車車輪的踏面進行圖像採集，通過獲取的圖像作為對踏面異常分析的基礎，相對於【背景技術】中通過雷射對踏面的輪廓邊界參數進行檢測的方式而言，更加直觀，能夠提高對列車車輪踏面異常檢測的精度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對於本領域普通技術人員而言，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。
[0015]圖1是本實用新型實施例提供的踏面圖像採集設備的應用示意圖；
[0016]圖2是本實用新型實施例提供的踏面圖像採集系統的防塵裝置的結構示意圖；
[0017]圖3是本實用新型實施例提供的踏面圖像採集系統的相機幀率控制設備的示意圖；
[0018]圖4和圖5是本實用新型實施例中踏面圖像採集設備採集圖像的兩個狀態示意圖。
【具體實施方式】
[0019]為了使本【技術領域】的人員更好地理解本實用新型實施例中的技術方案，並使本實用新型實施例的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本實用新型實施例中的技術方案作進一步詳細的說明。
[0020]請參考附圖1，本實用新型實施例提供的踏面圖像採集設備1，用於對列車車輪的踏面進行圖像採集。踏面圖像採集設備I包括補光源和相機，踏面圖像採集設備I的數量為多個，分布在軌道每個支軌(支軌2和支軌3)的一側。補光源和相機的拍攝方向均與與其相對應的支軌(支軌2和支軌3)呈銳角或鈍角，在列車經過時補光源能夠將光投射到列車車輪的踏面上，以便於相機對列車車輪的踏面進行圖像拍攝。自列車運行方向上，位於首位的踏面圖像採集設備I至位於末位的踏面圖像採集設備I之間的距離為單個列車車輪的周長，以保證列車車輪經過所有的踏面圖像採集設備I時整個車輪的踏面被全部拍攝。
[0021]本實用新型實施例提供的踏面圖像採集設備1，分別對列車車輪的踏面進行圖像採集，通過獲取的圖像作為對踏面異常分析的基礎，相對於【背景技術】中通過雷射對踏面的輪廓邊界參數檢測的方式而言，更加直觀，能夠提高對踏面異常檢測的精度。
[0022]在實際的圖像獲取過程中，由於踏面為圓柱面，可以採用幀率較高的相機進行圖像獲取，同時提高拍攝頻率即能夠實現整個踏面圖像的獲取，但是該種方式對於踏面圖像的獲取效率較低，為了解決此問題，本實用新型實施例提供的踏面圖像採集設備I為多對，且呈依次沿軌道延伸方向分布，該種方式採用多個踏面圖像採集設備I的相機實現對整個踏面圓周的掃查，具體的相機沿軌道的方向上根據車輪周長等距分布，多個相機組合實現對整個踏面圓周的圖像拍攝。例如相機的數量為3個，那麼每個相機捕捉大於120°的車輪踏面。我們知道，踏面圖像採集設備I設置在支軌(支軌2和支軌3)的一側，相機的拍攝方向與支軌(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，上述補光源的投射方向和相機的拍攝方向均與與其相對應的支軌(支軌2和支軌3)呈30° -60°或120。-150。的夾角。
[0023]請參考附圖4和5，圖4和圖5示出了相機的數量為4個時，對踏面圖像採集的兩個狀態，圖中I號相機指的是位於首位的踏面圖像採集設備I的相機。本實施例提供的踏面圖像採集設備可對地鐵、客車等列車進行踏面圖像的採集，進而實現列車車輪異常的分析。
[0024]基於上述提供的踏面圖像採集設備，本實用新型實施例還提供了一種踏面圖像採集系統，該踏面圖像採集系統具有上述實施例中所述的踏面圖像採集設備。
[0025]本實施例提供的踏面圖像採集系統還包括檢測列車速度的測速組件以及根據列車速度控制所述補光源和相機工作的第一控制器。測速組件可以為測速磁鋼組件，以測速磁鋼組件為例以說明上述第一控制器的控制過程。測速磁鋼組件檢測列車速度，第一控制器根據列車速度及測速磁鋼組件與每個踏面圖像採集設備I之間的距離計算列車到達每個踏面圖像採集設備I的到達時間，以及根據到達時間控制相應的踏面圖像採集設備的補光源和相機開啟。
[0026]本實施例中所述的測速磁鋼組件是一種具有磁性的設備，當列車經過測速磁鋼組件的磁鋼時，由於切割磁力線，會產生電信號，通過硬體電路，檢測這個電信號就可以確定有一個列車車輪經過磁鋼。測速磁鋼組件一般有兩個磁鋼，這兩個磁鋼之間的間距已知，根據列車車輪經過這兩個磁鋼的時間，可以計算出列車速度。
[0027]本實施例提供的測速組件6除了採用上述測速磁鋼組件之外，還可以採用雷達測速，雷達設置在軌道邊，其有效檢測距離已設定(即能夠檢測到列車的距離)，雷達距離每個踏面圖像採集設備的距離已設定，第一控制器根據雷達檢測的列車速度以及雷達有效檢測距離和雷達距離每個踏面圖像採集設備的距離，計算列車到達每個踏面圖像採集設備I的到達時間，以及根據到達時間控制相應的踏面圖像採集設備I的補光源和相機開啟。
[0028]圖像的採集受到列車車速的影響，為了保證圖像獲取的連貫性，本實用新型實施例提供的踏面圖像採集系統還包括相機幀率控制設備。如圖3所示，所述相機幀率控制設備包括第三控制器9，設置在軌道的基礎面4上的測速組件6，檢測列車速度，第三控制器9與測速組件6相連，根據測速組件6檢測的速度對相機的採集幀率進行調整控制。具體的，當測速組件6檢測得到的列車速度與速度預設值的差值大於設定值，則第三控制器9控制相機米用與列車速度相對應的米集巾貞率，以保證圖像質量。
[0029]在實際安裝的過程中，為了方便安裝，本實用新型實施例提供的踏面圖像採集系統還包括將補光源和相機安裝到軌道的基礎面4上的安裝座。當然補光源和相機均可以各自獨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。優選的，本實施例中的補光源和相機均為一體成型結構，該種結構能夠提高安裝效率。
[0030]鐵路系統大部分處於野外露天的環境中，自然環境較為惡劣，而且只有列車經過時才進行圖像採集，所以本實施例提供的踏面圖像採集系統並不是時時進行工作，長期暴露在自然環境下會對設備造成損壞，特別是對補光源、相機損壞更甚。為了解決此問題，本實用新型實施例提供的踏面圖像採集系統還包括防塵裝置，請參考附圖2，所述防塵裝置包括防塵罩5、驅動裝置7和第二控制器8，其中:防塵罩5容納踏面圖像採集設備1，防塵罩5與相機的鏡頭相對的部位設置有罩門，驅動裝置7與罩門相連，用於控制罩門啟閉，第二控制器8與驅動裝置7和測速組件6均相連，且根據每個所述踏面圖像採集設備I對應的到達時間，控制驅動裝置7驅動罩門開啟。具體的，上述驅動裝置7可以為液壓缸、氣壓缸
坐寸ο
[0031]本實用新型實施例提供的踏面圖像採集系統中，第一控制器、第二控制器8和第三控制器9可以為PLC控制器或者計算機。
[0032]基於本實用新型實施例提供的踏面圖像採集系統，本實用新型實施例還提供了一種列車車輪異常檢測系統，包括圖像分析系統和與圖像分析系統相連的上述實施例中任意一項所述的踏面圖像採集系統。
[0033]本實用新型實施例提供的列車車輪異常檢測系統的有益效果通過踏面圖像採集系統帶來的，具體的請參考上述相應部分的描述即可，此不贅述。
[0034]需要說明的是，本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0035]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
【權利要求】
1.踏面圖像採集系統，其特徵在於，包括多個踏面圖像採集設備，所述踏面圖像採集設備分布在軌道每個支軌一側，所述踏面圖像採集設備包括補光源和相機，且所述補光源的投射方向和所述相機的拍攝方向均與所述支軌呈銳角或鈍角，自列車運行方向，位於首位的所述踏面圖像採集設備至位於末位的所述踏面圖像採集設備之間的距離為單個列車車輪的周長，所述補光源和所述相機為一體成型結構，所述踏面圖像採集設備還包括將所述補光源和所述相機安裝到軌道基礎面上的安裝座，所述補光源的投射方向和所述相機的拍攝方向均與所述支軌呈30° -60°或120° -150°，所述踏面圖像採集系統還包括防塵裝置，所述防塵裝置包括:容納所述踏面圖像採集設備的防塵罩，所述防塵罩與所述相機鏡頭相對的部位設置有罩門；與所述罩門相連，以控制所述罩門啟閉的驅動裝置；控制所述驅動裝置驅動所述罩門開啟的第二控制器。
2.根據權利要求1所述的踏面圖像採集系統，其特徵在於，還包括檢測列車速度的測速組件以及根據列車速度控制所述補光源和相機工作的第一控制器。
3.根據權利要求2所述的踏面圖像採集系統，其特徵在於，所述測速組件為磁鋼測速組件。
4.根據權利要求2-3中任意一項所述的踏面圖像採集系統，其特徵在於，還包括相機幀率控制設備，所述相機幀率控制設備包括與所述測速組件相連，控制所述相機採用與當前列車速度相匹配採集幀率的第三控制器。
5.列車車輪異常檢測系統，包括圖像分析系統，其特徵在於，還包括與所述圖像分析系統相連的踏面圖像採集系統，所述踏面圖像採集系統為上述權利要求1-4中任意一項所述的踏面圖像採集系統。
【文檔編號】B61K9/12GK203713906SQ201320609312
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年9月29日 優先權日:2013年9月29日
【發明者】李駿, 王新宇, 袁寧, 鄭煜, 周方明, 李雲龍, 畢海強, 蔡恆之, 汪洋 申請人:蘇州華興致遠電子科技有限公司