[發明專利]火車車輪踏面缺陷在線圖像檢測系統及方法

有效

• 申請號: 201710305046.8
• 申請日: 2017-05-03
• 公開（公告）號: CN107146224B
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 馬增強;劉政;楊紹普;王永勝;劉永強;宋子彬;秦松巖;劉俊君;陳明義;校美玲
• 申請（專利權）人: 石家莊鐵道大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/12;G06T7/136;G06T7/62
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 王占華

本發明公開了一種火車車輪踏面缺陷在線圖像檢測系統及方法，涉及圖像處理方法技術領域。所述方法包括如下步驟：輪對圖像提取；圖像分割；圖像校正；圖像拼接；圖像標定；踏面是否存在故障判斷；踏面故障提取：如果經過上面處理判斷出踏面圖像中存在缺陷故障，則利用區域生長與種子點生長相結合的方法從踏面圖像中分離出踏面缺陷區域，并利用圖像標定的幾何對應關系計算出踏面缺陷部分的尺寸信息。通過所述方法對圖像進行拼接和處理后得出每個完整的車輪踏面信息，并對所述踏面進行判斷得出是否有缺陷，踏面缺陷檢測精度高，可有效的避免檢測錯誤。

技術領域

本發明涉及圖像處理方法及系統技術領域，尤其涉及一種火車車輪踏面缺陷在線圖像檢測系統及方法。

背景技術

輪對是機車車輛上與鋼軌相接觸的部分，由左右兩個車輪牢固地壓裝在同一根車軸上所組成。輪對的作用是保證機車車輛在鋼軌上的運行和轉向，承受來自機車車輛的全部靜、動載荷，把它傳遞給鋼軌，并將因線路不平順產生的載荷傳遞給機車車輛各零部件。輪對踏面缺陷是輪對的主要故障類型之一，隨著鐵路的高速和重載化發展，踏面缺陷故障的出現日益頻繁。目前鐵路上踏面缺陷的在線檢測方法還存在很多問題，主要缺點在于檢測精度較差，無法正確的識別出踏面缺陷。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是如何提供一種踏面缺陷檢測精度高的火車車輪踏面缺陷在線圖像檢測系統。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種火車車輪踏面缺陷在線圖像檢測系統，其特征在于：包括計算機、四個圖像采集器以及四個接近開關傳感器，第一圖像采集器和第三圖像采集器位于第一鐵軌的外側，第二圖像采集器和第四圖像采集器位于第二鐵軌的外側，第一圖像采集器和第三圖像采集器與第二圖像采集器和第四圖像采集器之間以兩條鐵軌之間的鐵軌中線為對稱軸，第一圖像采集器與第三圖像采集器之間以及第二圖像采集器與第四圖像采集器之間以圖像采集器中線為對稱軸；每個圖像采集器對應一個火車車輪，用于拍攝對應車輪的圖像，每個所述圖像采集器的中軸線與所述車輪的圓心處在同一水平面上，所述圖像采集器的水平視場角都為θ，第一圖像采集器和第二圖像采集器位于機車的右側，第三圖像采集器和第四圖像采集器位于機車的左側，第一圖像采集器與第三圖像采集器的水平視場具有部分重疊，第二圖像采集器與第四圖像采集器的水平視場具有部分重疊，所述四個接近開關傳感器等間隔的設置于第二圖像采集器與第四圖像采集器水平視場相重疊的第二鐵軌的內側，且接近開關傳感器之間的距離為0.785φ，φ為所述車輪的滾動圓直徑；當第二車輪觸發第一接近開關傳感器時，第一車輪位于第一圖像采集器的水平視場內，第三車輪位于第三圖像采集器的水平視場內，第二車輪位于第二圖像采集器的水平視場內，第四車輪位于第四圖像采集器的水平視場內，四個圖像采集器分別第一次對對應的車輪進行圖像采集；當第二車輪觸發第二接近開關傳感器時，第一車輪位于第一圖像采集器的水平視場內，第三車輪位于第三圖像采集器的水平視場內，第二車輪位于第二圖像采集器的水平視場內，第四車輪位于第四圖像采集器的水平視場內，四個圖像采集器分別第二次對對應的車輪進行圖像采集；當第二車輪觸發第三接近開關傳感器時，第一車輪位于第一圖像采集器的水平視場內，第三車輪位于第三圖像采集器的水平視場內，第二車輪位于第二圖像采集器的水平視場內，第四車輪位于第四圖像采集器的水平視場內，四個圖像采集器分別第三次對對應的車輪進行圖像采集；當第二車輪觸發第四接近開關傳感器時，第一車輪位于第一圖像采集器的水平視場內，第三車輪位于第三圖像采集器的水平視場內，第二車輪位于第二圖像采集器的水平視場內，第四車輪位于第四圖像采集器的水平視場內，四個圖像采集器分別第四次對對應的車輪進行圖像采集；計算機接收每個圖像采集器傳輸的四次圖像，對圖像進行拼接和處理后得出每個完整的的車輪踏面信息，并對所述踏面進行判斷得出是否有缺陷。

優選的：所述第一圖像采集器和第三圖像采集器與第一鐵軌之間的水平距離為2m，所述第二圖像采集器和第四圖像采集器與第二鐵軌之間的水平距離為2m。

優選的：水平視場角θ為65°。

優選的：所述圖像采集器通過支架固定在所述鐵軌旁。