专利名称：火车死钩的检测及保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种检测装置，特别是用于检测火车车厢间死钩的装置。
背景技术：
目前，在运输量大的港口、冶金、煤炭和热电等工业部门，火车卸料一 般是采用翻车机进行卸料，即定位车推动火车车厢进入翻车房，三节车厢为一组，在翻车大 臂的作用下，三节车厢同时侧向翻转，在重力作用下，将车厢内的物料倾倒出，并由下面的 传送带将物料运走。但是每节车厢两侧一侧为活钩(钩子不仅与钩底座相连，而且还可在 钩底座内转动)，另一侧为死钩(钩子仅与钩底座相连，不能在钩底座内转动)，该翻转的三 节车厢两端的两个钩头至少要有一个是活钩才能保证翻车机的正常作业。但在铁路运输过 程中，经常会对车厢进行重新排列组合，一旦出现火车死钩现象(即连接车厢的两个钩头 均为死钩)，翻车机继续作业将可能会损坏钩头、夹轮器以及定位车减速机轴承，严重时还 可能造成火车掉道事故，不但影响生产效率，同时也造成了巨大经济损失。为了防止上述事 故发生，各企业只好采用人工对于火车的死钩进行目测。它的不足之处是不但浪费人力， 而且还可能由于人为因素产生错误判断。因此，亟需一种可靠的技术手段用于死钩检测，避 免事故的发生。发明内容本实用新型的目的在于提供一种能准确、稳定地检测火车车厢间死钩 的火车死钩的检测及保护装置。本发明主要是一种基于图像处理技术，通过车厢颜色标记 区域判断是否存在死钩现象的火车死钩检测及保护装置。本实用新型的方法主要是1、预处理在火车每节车厢设活钩的两侧面及设死钩的两侧面，分别涂有不同颜 色标记区域。2、采集影像在火车车厢进入翻车房前行进方向的侧面某一固定位置设置照相 机，最好该固定位置为第三节与第四节车厢之间的位置，这样既给检测控制计算机留有充 足的影像处理时间，又不影响下面的检测和死钩现象的处理。为保证夜间或阴天等光照不 足时获取清晰的图像，该照相机上设有联动的闪光灯。最好采用工业照相机，在上述照相机 外面设有保护罩，以防止雨雪风沙将其损坏。3、影像处理上述照相机获取相邻两节火车车厢颜色标记区域的图像后，传递到 检测控制计算机中，该检测控制计算机采用图像处理算法，将相邻两车厢颜色标记区域提 取出来，并根据其颜色判定是死钩还是活钩，如是活钩则继续检测下一节车厢，如是死钩则 检测控制计算机即向操作室发出警报信号，操作人员可对车厢翻车顺序进行相应调整，避 免发生事故。本发明与现有技术相比具有如下优点1、本实用新型能在各种气候及光照条件下实现准确的检测，结果稳定、成本低，避 免了工作人员目测带来的视觉误差及其它人为因素带来的影响。2、图像处理算法能够根据图像特征快速地检测到死钩故障，并及时反馈给操作 室，因此该方法又起到防止钩头被翻车机损坏的报警和保护作用。3、非接触操作，工作人员不用出现场，不仅改善了的工作条件，而且操作安全。
图1为本实用新型的示意简图。附图标号1-前车厢，2-后车厢，3-车厢颜色标记区域，4-钩头，5-照相机，6_保 护罩，7-闪光灯，8-检测控制计算机。
具体实施方式
以下结合附图1对本实用新型做进一步描述。在图1所示的火车死钩的检测及保 护装置的示意简图中，在火车每节车厢设活钩的两侧面及设死钩的两侧面，分别涂有不同 颜色标记区域，橙色代表活钩，黑色(与车体颜色相同)代表死钩。在火车车厢进入翻车房 前行进方向的侧面与车厢距离约为5米的位置设置工业照相机，该固定位置恰好为第三节 与第四节车厢之间的位置。该照相机上设有联动的闪光灯。在上述工业照相机的外面设有 具有恒温调节功能和雨刷器的保护罩。上述照相机获取相邻两节火车车厢颜色标记区域的 图像后，由千兆以太网接口经双绞线传送到检测控制计算机中，在检测控制计算机中使用 Visual C++编写程序用于对获取的图像进行分析。首先采用边缘检测中的常用模板sobel 算子提取图像中的边缘信息，并根据边缘信息将颜色标记区域从图像中分离出来并用于色 彩分析。然后分析彩色数字图像中R(红色)、G (绿色)、B (蓝色)三个颜色通道的直方图分 布状况，统计车厢颜色标记区域的橙色在各个颜色通道的阈值区间分别为[70，135]，[50， 90], [45,75]0如果分布在橙色阈值区间的像素点数量超过预先设定的比例75%，则认为 该车厢颜色标记区域为橙色，其对应的为活钩；反之，则为死钩。如是活钩则继续检测下一 节车厢，如是死钩则检测控制计算机即向操作室发出警报信号，操作人员可对车厢翻车顺 序进行相应调整，避免发生事故。根据车厢颜色标记区域判断活钩或死钩，其难点在于车厢 表面有时会附着大量污渍而影响到识别的准确率。为了解决这个问题，对颜色标记区域使 用Otsu自动阈值法进行图像分割，然后将污渍区域的像素点删除，避免污渍对色彩识别造 成的影响，提高识别的准确率。该死钩的调整方法当检测到某两节车厢之间的钩为死钩时，并且该钩又正好处 于相邻的一节车厢转动、另一节车厢不动的位置，则检测控制计算机发出信号给电气控制 系统，该电气控制系统调整定位车推动装置，即将两节物料车厢推入翻车房，再由翻车房另 一侧补充一节空车厢，这样通过翻两节物料车厢和一节空车厢即可调整过来。同理，如果检 测出连续两个钩均为死钩时，则可将一节物料车厢推入翻车房，再由翻车房另一侧补充两 节空车厢，这样通过翻一节物料车厢和两节空车厢即可调整过来。如果检测出连续三个钩 均为死钩，则紧急停车，另行处理。
权利要求1.一种火车死钩的检测及保护装置，其特征在于(1)在火车每节车厢设活钩的两侧面及设死钩的两侧面，分别涂有不同颜色标记区域；(2)在火车车厢进入翻车房前行进方向的侧面某一固定位置设置照相机；(3)上述照相机获取相邻两节火车车厢颜色标记区域的图像后，传递到检测控制计算 机中，该检测控制计算机采用图像处理算法，将相邻两车厢颜色标记区域提取出来，并根据 其颜色判定是死钩还是活钩，如是活钩则继续检测下一节车厢，如是死钩则检测控制计算 机即向操作室发出警报信号，操作人员可对车厢翻车顺序进行相应调整。
2.根据权利要求1所述的火车死钩的检测及保护装置，其特征在于照相机固定位置 为第三节与第四节车厢之间的位置。
3.根据权利要求1或2所述的火车死钩的检测及保护装置，其特征在于该照相机上 设有联动的闪光灯。
4.根据权利要求3所述的火车死钩的检测及保护装置，其特征在于上述照相机采用 工业照相机。
专利摘要一种火车死钩的检测及保护装置，其主要是在火车每节车厢设活钩的两侧面及设死钩的两侧面，分别涂有不同颜色标记区域；在火车车厢进入翻车房前行进方向的侧面某一固定位置设置照相机；上述照相机获取相邻两节火车车厢颜色标记区域的图像后，传递到检测控制计算机中，该检测控制计算机采用图像处理算法，将相邻两车厢颜色标记区域提取出来，并根据其颜色判定是死钩还是活钩，如是活钩则继续检测下一节车厢，如是死钩则检测控制计算机即向操作室发出警报信号，操作人员可对车厢翻车顺序进行相应调整。本实用新型能在各种气候及光照条件下实现准确的检测，结果稳定、成本低，避免了工作人员目测带来的视觉误差及其它人为因素带来的影响。
文档编号G09F9/00GK201907507SQ201020279178
公开日2011年7月27日 申请日期2010年8月3日 优先权日2010年8月3日
发明者仝照国, 徐刚, 徐春阳, 李海滨, 王涛, 田新华, 范铁斌 申请人:燕山大学, 秦皇岛港股份有限公司第九港务分公司