[實用新型]一種高速動態實時檢測鐵軌扣件松動的裝置

有效

• 申請號: 201320233072.1
• 申請日: 2013-05-02
• 公開（公告）號: CN203372260U
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 陳曉麗
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: B61K9/08
• 分類號: B61K9/08
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙繼明

技術領域

本實用新型涉及一種基于圖像處理的檢測裝置，尤其是涉及一種高速動態實時檢測鐵軌扣件松動的裝置。

背景技術

鐵路鋼軌扣件是軌道上用以聯結鋼軌和軌枕(或其他類型軌下基礎)的零件，其作用是將鋼軌固定在軌枕上，保持軌距和阻止鋼軌發生相對于軌枕的縱橫向移動。鐵路扣件是關乎鐵路安全的重要部件，如果線路鋼軌扣件松動、缺損，鋼軌將得不到完全固定，從而導致列車在運行途中產生顛簸，甚至脫軌。

列車經過時對鐵軌不斷產生沖擊作用，導致鐵軌會出現振動，鐵軌的振動通過扣件傳給軌枕和路基。其中扣件上的螺栓，螺母以及彈條由于長時間承受高頻的振動沖擊容易產生松動，松動嚴重的情況下振動時就會出現晃動，甚至斷裂、脫落丟失。

因此需要對軌道扣件進行定期檢測，目前，對普通鐵路上扣件的檢查主要依靠人工巡查的方法，這種方法需要大量人力，而且長距離的鐵路線路使得檢測速度低、安全性差；近幾年來，隨著微電子技術和計算機技術的發展，也出現了一些自動檢測方法，主要集中在采用計算機視覺方法對扣件的缺失進行檢測，這種檢測方法相對人工方法速度快、效率高，但檢測精度相對較低，尤其對那些沒有缺失，但發生了嚴重松動的扣件，會產生誤檢、漏檢現象。

總結來看，軌道扣件的自動檢測要求主要是三點：高速、高效、高精度。目前的檢測方法在檢測速度和檢測精度上還有待提高。

發明內容

本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種檢測精度高、檢測結果直觀的高速動態實時檢測鐵軌扣件松動的裝置。

本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種高速動態實時檢測鐵軌扣件松動的裝置，固定安裝在列車底部，該裝置包括TDI線掃描相機、工控機、顯示器、列車速度檢測設備、列車行駛里程計算器、GPS定位儀和光源組件，所述的TDI線掃描相機、工控機、顯示器依次連接，所述的列車速度檢測設備分別連接TDI線掃描相機和工控機，所述的列車行駛里程計算器和GPS定位儀均與工控機連接，所述的TDI線掃描相機和光源組件設置在列車底部。

所述的工控機內設有速圖像采集卡。

所述的TDI線掃描相機設有四套，分布安裝在列車底部。

所述的光源組件包括成像專用光源和光線檢測設備。

與現有技術相比，本實用新型具有以下優點：

1、利用TDI線掃描相機特有的掃描方式，結合圖像處理算法，實現扣件松動的檢測；

2、由于采用高速TDI線描掃相機，可以實現高速、高分辨率掃描成像，檢測速度快、檢測精度高；

3、由于采用圖像檢測方法，檢測結果直觀，對有疑問的檢測結果可以進行圖像回放，還可以進行后續進一步圖像處理方法提高檢測精度，從而確認故障。

附圖說明

圖1為本實用新型裝置的結構示意圖；

圖2為本實用新型TDI線掃描相機的安裝示意圖；

圖3為本實用新型的工作原理示意圖；

圖4為TDI線掃描相機的工作原理示意圖；

其中，圖(a)為TDI線掃描相機掃描方式示意圖，圖(b)為TDI線掃描相機根據掃描方向所成的像。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。本實施例以本實用新型技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護范圍不限于下述的實施例。

如圖1-圖2所示，實施上述高速動態實時檢測鐵軌扣件松動方法的裝置固定安裝在列車底部，該裝置包括TDI線掃描相機1、工控機2、顯示器3、列車速度檢測設備4、列車行駛里程計算器5、GPS定位儀6和光源組件7，所述的TDI線掃描相機1、工控機2、顯示器3依次連接，所述的列車速度檢測設備4分別連接TDI線掃描相機1和工控機2，所述的列車行駛里程計算器5和GPS定位儀6均與工控機2連接，所述的TDI線掃描相機1和光源組件7設置在列車底部。

首先是成像設備，即高速TDI線掃描相機，隨列車運行對軌道進行高速動態掃描成像，相機參數根據列車運行速度，圖像空間分辨率的要求進行選擇，所設計系統可以進行功能擴展，除了檢測扣件的松動外，還可以根據采集的圖像進行扣件的缺損、墊板缺失/錯位以及其他道床組件的病害問題等。

列車的運行速度為v，TDI線掃描相機的行掃描頻率為f，TDI級數為N，TDI線掃描相機每采集一行圖像的總的曝光持續時間為T曝，對應空間分辨率為Rs，則根據TDI線掃描相機的成像原理(如圖4所示)，計算參數為：