[發(fā)明專利]踏面缺陷信息檢測系統及方法

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• 申請日: 2014-12-19
• 公開（公告）號: CN104554344A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設計）人: 李駿;袁寧;鄭煜;宋野
• 申請（專利權）人: 蘇州華興致遠電子科技有限公司
• 主分類號: B61K9/12
• 分類號: B61K9/12
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

1.一種踏面缺陷信息檢測系統，用于對列車車輪的踏面進行檢測，其特征在于，包括：三維信息采集模塊、圖像處理模塊和踏面缺陷檢測模塊，其中，

所述三維信息采集模塊用于在預設檢測位置從至少兩個成像位置獲取多張包含列車車輪同一部位的踏面二維圖像信息的第一影像信息；

所述圖像處理模塊與所述三維信息采集模塊相連接，用于分別對所述三維信息采集模塊采集到的多張所述第一影像信息進行處理，得到所述列車車輪的踏面的多個曲面圖像信息；

所述踏面缺陷檢測模塊與所述圖像處理模塊相連接，用于根據多個所述曲面圖像信息構建所述列車車輪踏面的空間曲面信息，并將構建得到的空間曲面信息與預設踏面曲面信息比對，得到列車車輪的踏面的缺陷信息。

2.根據權利要求1所述的踏面缺陷信息檢測系統，其特征在于，各個所述三維信息采集模塊包括：結構光光源及至少兩個圖像數據采集裝置；

所述結構光光源照射的結構光投射于軌道過車車輪的踏面上；

各個所述圖像數據采集裝置從不同位置采集包含所述軌道過車車輪踏面的所述第一影像信息。

3.根據權利要求2所述的踏面缺陷信息檢測系統，其特征在于，所述三維信息采集模塊為多個，多個所述三維信息采集模塊沿列車的軌道延伸方向位于同一軌道旁；且沿所述軌道間隔分布；

相鄰兩個三維信息采集模塊之間的間隔距離小于或等于列車車輪周長的二分之一；

各個所述三維信息采集模塊分別在不同的檢測位置獲取所述第一影像信息。

4.根據權利要求2所述的踏面缺陷信息檢測系統，其特征在于，至少兩個所述圖像數據采集裝置包括：第一面陣相機和第二面陣相機，其中：

所述第一面陣相機的光軸線和第二面陣相機的光軸線之間設有夾角；

所述第一面陣相機和第二面陣相機的成像區(qū)域覆蓋所述軌道過車的同一踏面區(qū)域；

所述結構光光源的照射區(qū)域全部/部分覆蓋所述同一踏面區(qū)域。

5.根據權利要求2所述的踏面缺陷信息檢測系統，其特征在于，所述結構光光源為線光源、線陣光源、點陣光源及網格光源的至少一種。

6.根據權利要求5所述的踏面缺陷信息檢測系統，其特征在于，所述點陣光源的點陣之間的距離為1mm～4mm。

7.根據權利要求2-6任一項所述的踏面缺陷信息檢測系統，其特征在于，所述三維信息采集模塊還包括：標定件；

所述標定件位于所述至少兩個圖像數據采集裝置重合的成像區(qū)域內，并且所述至少兩個圖像數據采集裝置用于從不同位置采集包含所述標定件的二維圖像信息的第二影像信息。

8.根據權利要求7所述的踏面缺陷信息檢測系統，其特征在于，所述圖像處理模塊包括：標定信息獲取單元、校正單元、特征點提取單元、深度信息計算單元和曲面信息構建單元，其中：

所述標定信息獲取單元，用于利用所述第二影像信息，獲取所述至少兩個圖像數據采集裝置的標定信息，所述標定信息包括：所述至少兩個圖像數據采集裝置的內部參數和外部參數；

所述校正單元，用于對所述至少兩個圖像數據采集裝置采集到的多張所述第一影像信息中對應的特征點進行匹配，并根據上述匹配結果對各個所述圖像數據采集裝置采集到的所述第一影像信息中列車車輪的踏面二維圖像信息進行校正，以消除踏面二維圖像信息中的畸變；

所述特征點提取單元，用于基于在校正后多張所述第一影像信息中提取踏面二維圖像信息中所對應的所述特征點；

深度信息計算單元，用于計算所述至少兩個圖像數據采集裝置中所對應的所述特征點的深度信息；

曲面信息構建單元，用于根據所述特征點的深度信息，擬合得到列車車輪的踏面的空間曲面信息。

9.一種踏面缺陷信息檢測方法，用于對列車車輪的踏面缺陷進行檢測，其特征在于，包括：

三維信息采集模塊在列車的預設檢測位置從至少兩個成像位置獲取多張包含列車車輪同一部位的踏面二維圖像信息的第一影像信息；

分別對所述三維信息采集模塊采集到的多張所述第一影像信息進行處理，得到所述列車車輪的踏面的多個曲面圖像信息；

根據多個所述曲面圖像信息構建所述列車車輪踏面的空間曲面信息，并將構建得到的空間曲面信息與預設踏面曲面信息比對，得到列車車輪的踏面的缺陷信息。

10.根據權利要求9所述的踏面缺陷信息檢測方法，其特征在于，所述分別對所述三維信息采集模塊采集到的多張所述第一影像信息進行處理，得到所述列車車輪的踏面的多個曲面圖像信息，包括：

獲取所述三維信息采集模塊的標定信息，所述標定信息包括：所述三維信息采集模塊中至少兩個圖像數據采集裝置的內部參數和外部參數；

對所述至少兩個圖像數據采集裝置從不同成像位置獲取多張包含列車車輪同一部位的踏面二維圖像信息的第一影像信息中對應的特征點進行匹配，并根據匹配結果對各個所述圖像數據采集裝置采集到的所述第一影像信息中列車車輪的踏面二維圖像信息進行校正，以消除踏面二維圖像中的畸變；

基于校正后的多張所述第一影像信息提取踏面二維圖像信息中所對應的所述特征點；

計算所述至少兩個圖像數據采集裝置中所對應的所述特征點的深度信息；

根據所述特征點的深度信息，擬合得到列車車輪的踏面的空間曲面信息。