CN105136812A - 一种地铁轨道高速图像检测*** - Google Patents

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唐孟华
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Abstract

本发明公开一种地铁轨道高速图像检测***，应用于轨道上，其特征在于：包括车轮、光源和高速相机，所述车轮、光源和高速相机依次设置，所述车轮、光源和高速相机皆设于轨道上方，所述光源为激光光源，所述车轮内设有光电编码器，所述光电编码器连有信号处理电路，所述信号处理电路与高速相机相连，所述信号处理电路连有PC电脑，所述PC电脑连有GPS，所述高速相机照射角度与光源相对应；该地铁轨道高速图像检测***可满足地铁自动巡检需求。

Description

一种地铁轨道高速图像检测***
技术领域
本发明涉及一种地铁轨道高速图像检测***。
背景技术
目前城市中的地铁运行密度高、客流量大、环境封闭，对运营安全要求极高；在地铁运营中，车辆对铁路轨道的冲击、震动等随车速提高而急剧增大，铁路路轨的正常与否，直接关系着运营车辆的安全，也关系到车辆上载运的人员的生命安全。
为了保证铁路轨道的正常，必须每天对轨道的状况进行无遗漏的检测，以及时发现铁轨的破损、断裂、错位等不正常状态，基于人工的地铁轨道巡检方式费时、费力，而我国目前尚无相应的自动巡检***。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可满足地铁自动巡检需求的地铁轨道高速图像检测***。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种地铁轨道高速图像检测***，应用于轨道上，包括车轮、光源和高速相机，所述车轮、光源和高速相机依次设置，所述车轮、光源和高速相机皆设于轨道上方，所述光源为激光光源，所述车轮内设有光电编码器，所述光电编码器连有信号处理电路，所述信号处理电路与高速相机相连，所述信号处理电路连有PC电脑，所述PC电脑连有GPS，所述高速相机照射角度与光源相对应。
进一步的，所述光电编码器位于车轮的轴心。
进一步的，所述光电编码器通过TTL脉冲信号与信号处理电路连接。
进一步的，所述高速相机通过控制信号与信号处理电路连接。
进一步的，所述信号处理电路通过同步信号与PC电脑连接。
进一步的，所述PC电脑与GPS无线连接。
本发明的有益效果为：基于激光三角测量原理，采用高灵敏度的高速相机，配合高亮度的激光光源，通过轴编码器的脉冲信号，控制相机的曝光频率，实现高速下的轨面图像拍摄，并得到二维图形，再经过一系列图像处理提取轨道断面的轮廓线信息，跟标准轮廓线对比以判断轨道的磨损程度，最后用特定算法的图像处理方法实现轨道损伤分析，达到自动检测的效果。
附图说明
图1为本发明一种地铁轨道高速图像检测***的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种地铁轨道高速图像检测***，应用于轨道1上，包括车轮2、光源3和高速相机4，所述车轮2、光源3和高速相机4依次设置，所述车轮2、光源3和高速相机4皆设于轨道1上方，所述光源3为激光光源，但并不限于激光光源，任何具有等同效果的光源皆可进行替换，所述车轮2内设有光电编码器5，所述光电编码器5连有信号处理电路6，所述信号处理电路6与高速相机4相连，所述信号处理电路6连有PC电脑7，所述PC电脑7连有GPS8，所述高速相机4照射角度与光源3相对应。
所述光电编码器5位于车轮2的轴心。
所述光电编码器5通过TTL脉冲信号与信号处理电路6连接。
所述高速相机4通过控制信号与信号处理电路6连接。
所述信号处理电路6通过同步信号与PC电脑7连接。
所述PC电脑7与GPS8无线连接。
图像处理方法为：
图像预处理→损伤提取→损伤识别分类输出；
其中，图像预处理包括：图像读入→中值滤波→图像剪辑；损伤提取包括：边缘检测→阈值分割→损伤提取；损伤识别分类输出包括：特征计算→分类输出。
主要技术指标：
***所选用的高速相机最高可达136kHz，在1mm的分辨率下，理论上可实现的最高检测速度为：
136kHz×1mm=489.6km/h
当横向视场为200mm时，由像素点大小14um，每帧1024像素，镜头在300mm的工作距离时放大倍数约为0.06，由此可计算出横向分辨率为：
(200×0.06)/(14×10-3×1024)=0.837mm
由此得出,***在489.6km/h的检测速度下得到理论上的分辨率为0.837×1mm2，而实际面积超过1cm2的轨道损伤才会造成安全隐患，***足以满足实际检测的需要。
本发明的有益效果为：基于激光三角测量原理，采用高灵敏度的高速相机，配合高亮度的激光光源，通过轴编码器的脉冲信号，控制相机的曝光频率，实现高速下的轨面图像拍摄，并得到二维图形，再经过一系列图像处理提取轨道断面的轮廓线信息，跟标准轮廓线对比以判断轨道的磨损程度，最后用特定算法的图像处理方法实现轨道损伤分析，达到自动检测的效果。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种地铁轨道高速图像检测***，应用于轨道上，其特征在于：包括车轮、光源和高速相机，所述车轮、光源和高速相机依次设置，所述车轮、光源和高速相机皆设于轨道上方，所述光源为激光光源，所述车轮内设有光电编码器，所述光电编码器连有信号处理电路，所述信号处理电路与高速相机相连，所述信号处理电路连有PC电脑，所述PC电脑连有GPS，所述高速相机照射角度与光源相对应。
2.如权利要求1所述的地铁轨道高速图像检测***，其特征在于：所述光电编码器位于车轮的轴心。
3.如权利要求2所述的地铁轨道高速图像检测***，其特征在于：所述光电编码器通过TTL脉冲信号与信号处理电路连接。
4.如权利要求3所述的地铁轨道高速图像检测***，其特征在于：所述高速相机通过控制信号与信号处理电路连接。
5.如权利要求4所述的地铁轨道高速图像检测***，其特征在于：所述信号处理电路通过同步信号与PC电脑连接。
6.如权利要求5所述的地铁轨道高速图像检测***，其特征在于：所述PC电脑与GPS无线连接。
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