[發(fā)明專利]一種基于單目視覺與激光散斑的鐵軌扣件異常檢測系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710949492.2
• 申請日: 2017-10-13
• 公開（公告）號(hào): CN107688024A
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權(quán)）人: 成都精工華耀機(jī)械制造有限公司
• 主分類號(hào): G01N21/88
• 分類號(hào): G01N21/88;B61K9/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于單目視覺與激光散斑的鐵軌扣件異常檢測系統(tǒng)，其特征在于：由兩臺(tái)激光散斑投射器Sa和Sb，兩臺(tái)攝像機(jī)Ca和Cb，四個(gè)激光位移傳感器La、Lb、Lc、Ld，1個(gè)車輪編碼器、1個(gè)RFID探測器和1個(gè)工控機(jī)組成，所述激光散斑投射器Sa、攝像機(jī)Ca位于列車底部左側(cè)，構(gòu)成第一測量單元，對左側(cè)鐵軌兩側(cè)扣件進(jìn)行檢測；所述激光散斑投射器Sb、攝像機(jī)Cb位于列車底部右側(cè)，構(gòu)成第二測量單元，對右側(cè)鐵軌兩側(cè)扣件進(jìn)行檢測；所述激光散斑投射器Sa、Sb和攝像機(jī)Ca、Cb位于鐵軌正上方；所述激光散斑投射器投射散斑圖案到扣件表面，攝像機(jī)拍攝扣件表面散斑圖案，并通過與事先記錄的不同距離處散斑圖案序列匹配，完成扣件表面三維點(diǎn)云測量；所述四個(gè)激光位移傳感器用于測量扣件安裝底座高度值；所述車輪編碼器與車輪轉(zhuǎn)軸連接，用于對車輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度編碼；所述RFID探測器位于車體底部，與鐵路上設(shè)置的RFID標(biāo)簽進(jìn)行通信；所述工控機(jī)位于車廂內(nèi)，與攝像機(jī)、激光位移傳感器、車輪編碼器、RFID閱讀器連接，讀取車輪編碼器角度編碼信號(hào)，對列車行駛里程計(jì)數(shù)和判定列車行駛方向；所述工控機(jī)讀取RFID閱讀器獲取的RFID標(biāo)簽信號(hào)，對列車行駛里程進(jìn)行校準(zhǔn)；所述工控機(jī)讀取四個(gè)激光位移傳感器測量的鐵軌扣件安裝底座上表面高度值，判定扣件是否位于成像區(qū)域內(nèi)，控制兩臺(tái)攝像機(jī)拍攝扣件區(qū)域散斑圖像；采集、存儲(chǔ)和處理散斑圖像，進(jìn)行單目視覺散斑圖像三維重建，獲取扣件三維點(diǎn)云，基于扣件三維點(diǎn)云進(jìn)行扣件異常檢測。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單目視覺與激光散斑的鐵軌扣件異常檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述第一、第二測量單元中攝像機(jī)和激光散斑投射器安裝方式是：激光散斑投射器的光軸與攝像機(jī)光軸平行、且垂直于路面，激光散斑投射器的光軸與攝像機(jī)光軸距離小于x mm,x取值范圍為5～100，攝像機(jī)和激光散斑投射器剛性連接；激光散斑投射器Sa和Sb的安裝高度、角度，以及光源投射角度需完全覆蓋鐵軌兩側(cè)扣件區(qū)域，第一、第二測量單元的攝像機(jī)視場完全覆蓋鐵軌兩側(cè)扣件區(qū)域。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單目視覺與激光散斑的鐵軌扣件異常檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述第一、第二測量單元通過被動(dòng)減振結(jié)構(gòu)固定在支撐梁上，支撐梁通過被動(dòng)減振結(jié)構(gòu)固定在列車轉(zhuǎn)向架上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單目視覺與激光散斑的鐵軌扣件異常檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述第一、第二測量單元采用硬質(zhì)橡膠或塑料墊片作為被動(dòng)減振結(jié)構(gòu)與支撐梁固定，支撐梁與轉(zhuǎn)向架之間采用k個(gè)彈簧并行連接，k的取值范圍為1～10。