[發明專利]基于深度學習的超聲波鐵軌探傷小車系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201710488158.1
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107290428B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 陳斌;易建軍;朱曉民;李釗;劉鵬飛;胡金輝;王征宇
• 申請（專利權）人: 上海新躍聯匯電子科技有限公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/06;G01N29/44;B61D15/12;B61K9/10
• 代理公司: 31249 上海信好專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 周榮芳

本發明公開了一種基于深度學習的超聲波鐵軌探傷小車系統及其控制方法，該超聲波鐵軌探傷小車系統包括探傷系統、小車控制器和第一工控機；所述探傷系統包括第二工控機、噴淋機構、涂料機構和與第二工控機連接的超聲波探輪；所述超聲波探輪包括填充有耦合劑的膠輪，和設置在膠輪上的超聲波換能器；所述小車控制器控制小車沿鐵軌運動或對小車制動，還分別與第一工控機、第二工控機、噴淋機構和涂料機構連接。小車結構采用模塊化的設計方法，能夠實現小車重要部件的快速拆裝；本發明同時將深度學習運用到鐵軌探傷應用中，實現探傷數據實時、高效、高準確率的檢測。

技術領域

本發明涉及鐵軌探傷領域，具體涉及一種基于深度學習的超聲波鐵軌探傷小車系統及其控制方法。

背景技術

隨著近年來我國鐵路運輸行業的快速發展，鐵路里程也大大增加，對于鐵路的安全可靠性的要求也大大提高，相應地也為鐵路維護檢修工作提出了更高的要求。

現階段我國的鐵路探傷設備主要以人工手推式的小型探傷車為主，具有穿透能力強、檢測敏感性好、檢出率較高的優點，但其探傷效率低下，正常運行的探傷速率為2km/h之內，加之操作時要操作人員手推探傷車前行，將耗費很大人力，也會影響探傷車的運行平穩性，探傷結果也會受操作人員的經驗、造作習慣等人為因素的影響，不可避免地會由于人為因素造成偏差。

國外的探傷檢測公司一般和鐵路系統是分離的，鐵路探傷檢測設備一般為大型超聲鋼軌探傷車，探傷系統搭載輪式或滑靴式的探傷輪，該探傷車功能齊全，檢測速率高，同時具有監測準確性好的優點。但是大型超聲鋼軌探傷車成本極高，其檢測環境受限因素較多，一般需要軌面平整清潔，而且檢測方式為離線式的軌道檢測，無法在運行時直接完成探傷數據處理。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于深度學習的超聲波鐵軌探傷小車系統及其控制方法，以解決上述現有技術的不足。

為達到上述目的，本發明提供了一種基于深度學習的超聲波鐵軌探傷小車系統，包括探傷系統、小車控制器和第一工控機；所述探傷系統包括第二工控機、噴淋機構、涂料機構和與第二工控機連接的超聲波探輪；所述超聲波探輪包括填充有耦合劑的膠輪，和設置在膠輪上的超聲波換能器；所述小車控制器控制小車沿鐵軌運動或對小車制動，還分別與第一工控機、第二工控機、噴淋機構和涂料機構連接；

在任意一個循環的探傷作業中，所述噴淋機構根據所述小車控制器向其發送的啟動信號，將耦合劑噴灑在鐵軌表面；

所述第二工控機將所述小車控制器發送的啟動信號提供給超聲波探輪，以驅使所述超聲波探輪的超聲波換能器向鐵軌發出超聲波信號并接收來自鐵軌的反射信號；所述第二工控機還接收所述反射信號進行處理，得到超聲波探傷圖像信息；

所述第一工控機包含有基于深度神經網絡模型的深度學習模塊，其根據超聲波探傷圖像信息進行判斷，將鐵軌是否存在缺陷的狀態信息輸出給所述小車控制器；

所述小車控制器根據鐵軌不存在缺陷的狀態信息，發送執行下一循環的探傷作業的啟動信號；或者，所述小車控制器根據鐵軌存在缺陷的狀態信息，驅使所述涂料機構將涂料噴涂在存在缺陷的鐵軌上進行標記后，發送執行下一循環的探傷作業的啟動信號。

上述的基于深度學習的超聲波鐵軌探傷小車系統，其中，所述超聲波鐵軌探傷小車系統還包括與小車控制器連接的驅動系統和與驅動系統連接的車輪，所述驅動系統包括與小車控制器連接的電機驅動器、與電機驅動器連接的電機和分別與電機和車輪連接的傳動機構；在需要小車行駛時，小車控制器發送啟動信號至電機驅動器，進而使與電機驅動器連接的電機通過傳動機構帶動車輪運動；在需要小車行駛時，小車控制器發送啟動信號至驅動系統，進而驅動車輪前進。