[發(fā)明專利]一種采用深度圖像的軌道扣件緊固件松動(dòng)檢測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810583193.6
• 申請(qǐng)日: 2018-06-05
• 公開（公告）號(hào): CN110634123A
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 左麗瑪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都精工華耀科技有限公司
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T7/136
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開一種基于深度圖像的軌道扣件緊固件松動(dòng)檢測(cè)方法，屬于鐵路基礎(chǔ)設(shè)施檢測(cè)領(lǐng)域。本發(fā)明的主要步驟為：采用三維成像系統(tǒng)獲取軌道扣件三維形貌數(shù)據(jù)，并以軌道平面為深度圖像水平基準(zhǔn)面，轉(zhuǎn)換為二維深度圖像，在二維深度圖像中先提取緊固件區(qū)域，然后在緊固件區(qū)域中，計(jì)算緊固件活動(dòng)部件的浮起高度和旋轉(zhuǎn)角度，綜合利用浮起高度和旋轉(zhuǎn)角度，判定扣件緊固件是否松動(dòng)。本發(fā)明所提出的檢測(cè)方法使用方便，不會(huì)改變現(xiàn)有鐵路扣件結(jié)構(gòu)，可有效檢測(cè)多種類型扣件螺栓或螺帽松動(dòng)，保障鐵路安全運(yùn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鐵路基礎(chǔ)設(shè)施檢測(cè)領(lǐng)域，具體指一種采用深度圖像的軌道扣件緊固件松動(dòng)檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

扣件是連接鋼軌和軌枕的重要部件，其作用是將鋼軌固定在軌枕上，保持軌距以及阻止鋼軌發(fā)生相對(duì)于軌枕的縱橫向移動(dòng)，因此，扣件在保證軌道穩(wěn)定性、可靠性方面起著十分重要的作用。螺栓和螺帽是確保扣件固定牢靠的關(guān)鍵，螺栓或螺帽一旦發(fā)生浮起，必然會(huì)導(dǎo)致扣件發(fā)生松動(dòng)，進(jìn)而造成嚴(yán)重的安全隱患。

在鐵路基礎(chǔ)設(shè)施檢測(cè)上，我國長(zhǎng)期以人工和靜態(tài)檢測(cè)為主，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用高，強(qiáng)度高，安全性差，隨著高速鐵路迅猛發(fā)展，對(duì)鐵路檢測(cè)的自動(dòng)化、實(shí)時(shí)性提出了更高的要求。目前，國內(nèi)外已出現(xiàn)了一些基于圖像的扣件檢測(cè)缺陷檢測(cè)方法，主要通過線陣相機(jī)拍攝扣件圖像，通過圖像處理算法，識(shí)別扣件缺陷。但是，現(xiàn)有的這些扣件檢測(cè)系統(tǒng)都無法識(shí)別和檢測(cè)扣件是否松動(dòng)。

專利CN201580000881X，公開了一種鐵路扣件螺栓松動(dòng)自動(dòng)顯示裝置，該裝置通過包括上下兩層墊片，當(dāng)上層墊片和下層墊片之間的摩擦力小于彈簧的張力時(shí)，上層墊片和下層墊片兩者在彈簧張力作用下重疊部分分開，露出反光裝置或發(fā)光裝置，從而使檢測(cè)設(shè)備或檢測(cè)人員發(fā)現(xiàn)。該專利雖然可以檢測(cè)出鐵路扣件螺栓是否松動(dòng)，但其主要缺點(diǎn)在于：需要在鐵軌施工過程中，安裝這些墊片，改變現(xiàn)有扣件結(jié)構(gòu)。并且，這種方式需要人工參與檢測(cè)，無法自動(dòng)判別扣件松動(dòng)。

專利CN2012101926412，介紹一種基于紅外熱成像的鐵路扣件松動(dòng)高速探測(cè)系統(tǒng)與方法：利用內(nèi)置紅外攝像機(jī)直接獲取扣件取扣件與鋼軌的接觸應(yīng)力產(chǎn)生的紅外熱成像圖，通過紅外圖像灰度值，判斷扣件是否松動(dòng)或缺失并進(jìn)行自動(dòng)預(yù)警。但是，該方法存在以下缺點(diǎn)：該方法通過紅外熱成像獲取扣件在疲勞應(yīng)力下產(chǎn)生熱量的溫度變化來判定扣件是否松動(dòng)，僅能用于列車行駛過的軌道，對(duì)于未行駛列車的軌道，不存在疲勞應(yīng)力，不會(huì)有溫度變化，而無法檢測(cè)；這限制了紅外測(cè)溫方法應(yīng)用于扣件松動(dòng)檢測(cè)的應(yīng)用范圍。也就是說，這種檢測(cè)方法，只能按照在列車或大型軌檢車上，以對(duì)扣件產(chǎn)生沖擊和發(fā)熱。

上述專利都難以對(duì)扣件松動(dòng)程度進(jìn)行測(cè)量，但是不能用于扣件緊固件早期預(yù)警(早期預(yù)警，可在扣件未完全松離前，及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并采取加固措施)。為此，迫切需要研究一種可對(duì)扣件松動(dòng)程度準(zhǔn)確測(cè)量、可靠檢測(cè)扣件緊固件松動(dòng)，既可掛載在列車或軌檢車、又可安裝于日常巡檢軌道小車上的便捷、高效軌道扣件緊固件松動(dòng)檢測(cè)方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于三維形貌數(shù)據(jù)的軌道扣件緊固件松動(dòng)檢測(cè)方法，用以精確檢測(cè)軌道扣件緊固件是否松動(dòng)，以解決現(xiàn)有軌道扣件松動(dòng)檢測(cè)方法所存在的精度差、效率低、適用范圍有限的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種采用深度圖像的軌道扣件緊固件松動(dòng)檢測(cè)方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：采用三維成像系統(tǒng)獲取軌道扣件三維形貌數(shù)據(jù)，以軌道平面為深度圖像水平基準(zhǔn)面，將三維形貌數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二維深度圖像；

步驟2：在二維深度圖像中，根據(jù)扣件高度先驗(yàn)，采用閾值分割方法，檢測(cè)扣件區(qū)域；

步驟3：在二維深度圖像、扣件區(qū)域內(nèi)，根據(jù)緊固件在扣件中位置，提取緊固件區(qū)域；

步驟4：在二維深度圖像、緊固件區(qū)域內(nèi)，計(jì)算活動(dòng)部件高度h_c和角度β_c；