[發明專利]一種軌道車輛輪對踏面3D圖像檢測方法

在審

• 申請號: 202210253535.4
• 申請日: 2022-03-15
• 公開（公告）號: CN114572273A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 郭其昌;梅勁松;王干;董智源;李祥勇;張兆貴;吳松野
• 申請（專利權）人: 南京拓控信息科技股份有限公司
• 主分類號: B61K9/12
• 分類號: B61K9/12
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 施婷婷

本發明公開了一種軌道車輛輪對踏面3D圖像檢測方法，包括：(1)當列車車輛接近進線傳感器，獲得列車進線信號，進入接車狀態；測速雷達獲得列車實時過車速度，車號識別機構獲得本次過車的車號，定位裝置獲得每個車輪的位置并啟動對應踏面圖像采集設備采集車輪踏面圖像；單側每個車輪經過多對踏面圖像采集設備采集組合從而獲得覆蓋完整踏面的車輪踏面圖像，并將采集的車輪踏面圖像信息與車號的匹配；(2)通過對采集的圖像處理，形成車輪踏面的2D圖像和對應區域的3D圖像，通過對3D圖像數據的分析計算可以得到輪緣厚度、Qr值、踏面磨耗信息。本發明通過多組踏面圖像采集設備協調工作實現車輪全周踏面不停車在線實時檢測。

技術領域

本發明具體涉及踏面圖像檢測技術領域，尤其涉及一種軌道車輛輪對踏面3D圖像檢測方法。

背景技術

軌道交通以其運輸量大、快捷、安全可靠性高等優點，在貨運及客運領域占據著較為重要的位置。近年來，我國軌道交通產業得到了迅猛的發展，軌道交通網絡的建設成為了城市發展的一張名片，軌道交通也逐漸成為了市民出行的首選，有效地解決了各大城市公共交通擁堵的問題。

列車作為軌道交通的核心部分，在運行過程中可能會出現車體零部件異常情況，這嚴重威脅到列車的安全行駛。其中，列車的車輪直接運行在列車軌道上，車輪的工作狀態將會直接影響到列車的運行速度和安全。列車運行中車輪踏面常因磕碰、制動或空轉打滑等原因產生局部損傷，踏面損傷的車輪在運行過程中會引起整個車輛軌道系統的耦合震動等異常狀態從而危及行車安全。因此，對列車車輪踏面異常檢測對于保證列車的安全運行至關重要。

現階段，針對車輪踏面的檢測方法大多仍以人工目測為主，需要將車輛停到檢修庫中，然后安排檢修人員單獨對每個車輪進行踏面檢測，人工檢測不僅存在效率低、勞動強度大、檢測精度和穩定性受人主觀因素影響等問題，而且靜態檢測過程中車輪踏面被車體遮擋以及軌道遮擋將近一半，從而難以檢查到全部車輪踏面區域的狀況。另外，市面上還存在使用圖像檢測車輪踏面損傷的設備，但這些設備多以2D相機采集平面圖像，雖然獲得了直觀的2D圖像，但由于缺陷的不規則性、形狀大小等各異、缺陷種類之間的界限不明顯等客觀因素，使得通過二維圖像數據的分析識別并檢測三維物體的缺陷難度較大，導致檢出率低、重復精度低等缺點，而且無法有效區分踏面上污漬、擦痕及其他干擾和真實損傷，極易造成誤報，反而影響工作人員的檢測效率。

因此，如何對現有的車輪踏面檢測技術進行改進，或者提出一種新的車輪踏面檢測技術成為了本領域技術人員亟待解決的課題之一。

發明內容

針對目前車輪踏面檢測技術的不足，本發明的目的在于提供一種軌道車輛輪對踏面3D圖像檢測方法，其中踏面圖像采集設備中的3D相機利用激光三角法的拍攝方式和CCD復眼技術，實現全面獲取車輪踏面圖像以及圖像上各點對應的深度信息，即一臺3D相機同時獲取車輪踏面的2D圖像和3D圖像，從而更全面準確地了解車輪臺面的損傷情況，通過多組相機協調工作實現列車車輪全周踏面的不停車在線實時檢測。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種軌道車輛輪對踏面3D圖像檢測方法，包括：

(1)當列車車輛接近進線傳感器，獲得列車進線信號，進入接車狀態；測速雷達獲得列車實時過車速度，車號識別機構獲得本次過車的車號，定位裝置獲得每個車輪的位置并啟動對應踏面圖像采集設備采集車輪踏面圖像；單側每個車輪經過多對踏面圖像采集設備采集組合從而獲得覆蓋完整踏面的車輪踏面圖像，并將采集的車輪踏面圖像信息與車號的匹配；

(2)通過對采集的圖像處理，形成車輪踏面的2D圖像和對應區域的3D圖像，通過對3D圖像數據的分析計算可以得到輪緣厚度、Qr值、踏面磨耗信息。

進一步地，所述步驟(2)，通過圖像處理技術和深度學習技術對2D圖像和3D圖像智能識別分析，可檢測出車輪踏面的表面剝離、表面空腔、鱗片傷、材料堆積、平輪缺陷，并對檢出的缺陷按照車號、車輪位置、缺陷類型、缺陷級別進行定位報警，通知人工確認并檢修。