[發明專利]一種脈沖定距記錄軌道圖像位置的裝置及方法

在審

• 申請號: 202010187663.4
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111413349A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 石雅瑩;吳祿慎;陳華偉;黃綠娥;王曉輝;石新宇
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: G01N21/89
• 分類號: G01N21/89
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

一種脈沖定距記錄軌道圖像位置的裝置及方法，包括工控機、光電編碼器、CCD線陣相機、LED線形光源組成的圖像信息采集系統，安裝在軌道檢測小車上；光電編碼器與軌道檢測小車輪子保持同軸轉動；光電編碼器隨軌道檢測小車行駛轉動觸發脈沖；CCD線陣相機采用外部觸發方式自動檢測外來脈沖，并采用行觸發方式每隔固定距離，采用行掃描方式拍照，并對脈沖計數；通過小車車輪直徑、脈沖數等參數，計算里程信息。本發明能夠使相機能夠按照分辨率要求，每隔固定的距離進行行掃描，從而消除因軌道檢測小車運行速度的不同帶來的圖像采集失真或模糊。按照車輪正轉一圈拍攝一張軌道圖片的規律，實現脈沖定距準確記錄軌道圖像位置。

技術領域

本發明屬于軌道檢測技術領域。

背景技術

軌道缺陷檢測過程中，一般的相機拍攝軌道圖像，只能設置定時拍照，無法精確測量里程，確認圖像具體位置。軌道里程記錄是軌道缺陷檢測系統中不可缺少的基本功能，它可以確定軌道缺陷所在位置。軌道缺陷檢測小車的運動方向是雙向的，且小車是手推式，不屬于勻速運動。因此，要根據車輪轉動距離來記錄里程，同時要設計能實現正反向距離增減里程的里程自動記錄裝置。最終，提高系統處理速度和精度。

針對軌道表面以及軌道扣件、夾板的缺陷檢測，需結合圖像處理技術的應用，利用CCD線陣相機拍攝軌道，對成像的圖片進行數字圖像處理。在設計軌道缺陷檢測儀時需要設計里程記錄裝置，記錄每張圖片所對應的軌道位置。設計了里程記錄的軌道缺陷檢測小車在軌道上實驗結果準確，為后續提高缺陷檢測系統實效性提供了有效保證。

發明內容

本發明的目的是提供一種脈沖定距記錄軌道圖像位置裝置及方法。通過在小車車輪安裝光電編碼器獲得里程脈沖，然后通過對脈沖信息的處理獲得里程信息。可以自動、連續、精確的記錄每張軌道圖片所對應的位置。

本發明所述的自動、連續、精確的記錄圖片所對應的位置，是指將光電編碼器與軌道檢測小車輪子二者保持同軸轉動，由緊定螺釘固定，光電編碼器需要轉動才產生脈沖信號。其中光電編碼器每旋轉一周發送固定脈沖數n，將脈沖傳輸至STC增強型工控機。利用STC增強型工控機的可編程計數器陣列（PCA）模塊的捕獲輸入有效沿的功能，在輸入信號的上升沿和下降沿均產生中斷，從而完成對增量式編碼器輸出脈沖的計數工作。脈沖信號通過Camerelink線傳輸給相機，然后觸發相機掃描軌道并實時拍攝圖片，圖片信息通過千兆網口存儲于工控機，從而完成圖像采集。利用光電編碼器的方波信號和工控機的計數器自動完成里程信息的獲取，實現自動、連續、精確的記錄每張軌道圖片所對應的位置。

本發明是通過以下技術方案實現的。

本發明所述的一種脈沖定距記錄軌道圖像位置的裝置，包括工控機、光電編碼器、CCD線陣相機、LED線形光源；其中工控機、光電編碼器和CCD線陣相機組成圖像信息采集系統，光電編碼器、CCD線陣相機分別連接到工控機，光電編碼器與CCD線陣相機相連；工控機和光電編碼器組成里程記錄系統，光電編碼器與工控機相連；工控機、光電編碼器、CCD線陣相機、LED線形光源通過固定架安裝在軌道檢測小車上。光電編碼器與軌道檢測小車輪子兩者保持同軸轉動。CCD線陣相機的攝像頭垂直對著軌面，LED線形光源從側面照射到線陣CCD線陣相機拍攝的軌面位置。

圖像采集系統中的光電編碼器觸發CCD線陣相機拍攝圖片；工控機連接CCD線陣相機設置CCD線陣相機參數且存儲圖片。

里程記錄系統中光電編碼器獲得的脈沖信號并轉化為里程信息，在工控機上顯示；工控機連接LED線形光源并調節光源。

本發明所述的一種脈沖定距記錄軌道圖像位置的方法，包括以下步驟。

（1）工控機、光電編碼器、CCD線陣相機、LED線形光源通過固定架安裝在軌道檢測小車上。并將光電編碼器與軌道檢測小車輪子兩者保持同軸轉動，由緊固螺釘固定。