[發(fā)明專利]一種車輛輪對運(yùn)行姿態(tài)的監(jiān)測方法、裝置及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711157455.4
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN107958452B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陽濤;伍道樂;文秧林;陳娟;陳鐵柱
• 申請（專利權(quán)）人: 中車株洲電力機(jī)車有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/73;G06T7/246;G06T7/292;G01N21/88;G01B11/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

1.一種車輛輪對運(yùn)行姿態(tài)的監(jiān)測方法，其特征在于，包括：

獲取攝像頭實(shí)時(shí)采集的車輛待測輪對與相應(yīng)的臺架輪對的接觸面圖像，在所述接觸面圖像上選取輪緣摩擦檢測區(qū)域和輪對跳動(dòng)檢測區(qū)域，并生成輪緣摩擦檢測子圖像和輪對跳動(dòng)檢測子圖像；

分別對所述輪緣摩擦檢測子圖像和所述輪對跳動(dòng)檢測子圖像依次進(jìn)行圖像去噪處理、圖像分割、形態(tài)學(xué)圖像處理及連通體分析，以提取各自的透光目標(biāo)塊，計(jì)算得到所述輪緣摩擦檢測子圖像透光目標(biāo)塊的第一像素面積和所述輪對跳動(dòng)檢測子圖像透光目標(biāo)塊的第二像素面積；

根據(jù)所述第一像素面積、所述輪緣摩擦檢測區(qū)域面積與預(yù)設(shè)第一評判閾值的數(shù)值比較關(guān)系，得到所述待測輪對的輪緣摩擦狀態(tài)；根據(jù)所述第二像素面積、所述輪對跳動(dòng)檢測區(qū)域面積與預(yù)設(shè)第二評判閾值的數(shù)值比較關(guān)系，得到所述待測輪對的輪對跳動(dòng)狀態(tài)；

根據(jù)所述輪緣摩擦狀態(tài)與所述輪對跳動(dòng)狀態(tài)，得到所述待測輪對的相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)行姿態(tài)；

其中，所述輪緣摩擦檢測區(qū)域和所述輪對跳動(dòng)檢測區(qū)域不重合；所述攝像頭與光源發(fā)射器一一對應(yīng)，分別相對設(shè)置在所述待測輪對中每個(gè)輪子的徑向兩側(cè)，且所述光源發(fā)射器正對所述攝像頭，所述攝像頭正對上下輪對的接觸點(diǎn)，所述攝像頭的焦點(diǎn)、所述光源發(fā)射器的焦點(diǎn)與所述接觸點(diǎn)位于同一條平行直線上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛輪對運(yùn)行姿態(tài)的監(jiān)測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一像素面積、所述輪緣摩擦檢測區(qū)域面積與預(yù)設(shè)第一評判閾值的數(shù)值比較關(guān)系，得到所述待測輪對的輪緣摩擦狀態(tài)包塊：

計(jì)算所述第一像素面積與所述輪緣摩擦檢測區(qū)域面積的第一比值；

判斷所述第一比值是否為0；

若是，則所述待測輪對的輪緣摩擦狀態(tài)為異常；若否，則判斷所述第一比值是否等于所述第一評判閾值；

若是，則所述待測輪對的輪緣摩擦狀態(tài)為正常；若否，則所述待測輪對的輪緣摩擦狀態(tài)為次正常。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛輪對運(yùn)行姿態(tài)的監(jiān)測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第二像素面積、所述輪對跳動(dòng)檢測區(qū)域面積與預(yù)設(shè)第二評判閾值的數(shù)值比較關(guān)系，得到所述待測輪對的輪對跳動(dòng)狀態(tài)包括：

計(jì)算所述第二像素面積與所述輪對跳動(dòng)檢測區(qū)域面積的第二比值；

判斷所述第二比值是否為0；

若是，則所述待測輪對的輪對跳動(dòng)狀態(tài)為正常；若否，則判斷所述第二比值是否大于等于所述第二評判閾值；

若是，則所述待測輪對的輪對跳動(dòng)狀態(tài)為異常；若否，則所述待測輪對的輪對跳動(dòng)狀態(tài)為次正常。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的車輛輪對運(yùn)行姿態(tài)的監(jiān)測方法，其特征在于，還包括：

當(dāng)所述待測輪對的輪緣摩擦狀態(tài)或所述輪對跳動(dòng)狀態(tài)不為正常，對所述待測輪對運(yùn)行姿態(tài)進(jìn)行故障分級預(yù)警。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛輪對運(yùn)行姿態(tài)的監(jiān)測方法，其特征在于，所述分別對所述輪緣摩擦檢測子圖像和所述輪對跳動(dòng)檢測子圖像依次進(jìn)行圖像去噪處理、圖像分割、形態(tài)學(xué)圖像處理及連通體分析包括：

對所述輪緣摩擦檢測子圖像和所述輪對跳動(dòng)檢測子圖像進(jìn)行高斯平滑處理，以去除所述輪緣摩擦檢測子圖像和所述輪對跳動(dòng)檢測子圖像點(diǎn)成像過程中的噪聲點(diǎn)；

根據(jù)預(yù)設(shè)的第一分割閾值、第二分割閾值，對平滑處理后的輪緣摩擦檢測子圖像和輪對跳動(dòng)檢測子圖像進(jìn)行二值化操作，以將所述輪緣摩擦檢測子圖像和所述輪對跳動(dòng)檢測子圖像各自的透光區(qū)域和不透光區(qū)域進(jìn)行分割；

對二值化處理的輪緣摩擦檢測子圖像和輪對跳動(dòng)檢測子圖像進(jìn)行腐蝕操作和膨脹操作，以得到所述輪緣摩擦檢測子圖像和所述輪對跳動(dòng)檢測子圖像各自的透光區(qū)域和不透光區(qū)域；

對經(jīng)過腐蝕操作和膨脹操作的輪緣摩擦檢測子圖像和輪對跳動(dòng)檢測子圖像進(jìn)行連通體分析，以得到所述輪緣摩擦檢測子圖像透光目標(biāo)塊和所述輪對跳動(dòng)檢測子圖像透光目標(biāo)塊的位置、形狀與大小。