专利名称：一种动车组运行故障动态图像检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及图像检测领域，具体来说，是一种用于动车组运行故障动态图像检测系统。
背景技术：
现有货车与客车中，通常采用图像检测系统，对车辆故障进行检测，通过人工看图的方式确定车辆故障并进行相应处理。但由于动车组结构复杂、检测范围大、速度快的特性，现有图像检测系统不能满足图像的正常采集，无法应用到动车组中，实现动车组图像的米集和检测工作。因此在动车组的运行中，急需一种可以提供高速、高效、稳定的图像检测系统。
发明内容为了解决上述问题，本实用新型提出一种动车组运行故障动态图像检测系统，是一套集高速连续数字照相技术、大容量图像数据实时处理技术和精确定位技术、图像识别技术、数据挖掘技术、网络化和信息化技术、自动控制技术于一体的智能系统，对动车底部、侧部裙板(含车号)及以下部分和其他可视化故障进行动态检测，实现过车信息、故障及其图像、检修处理信息和车辆部件图像等数据的精确采集和及时上报。本实用新型动车组运行故障动态图像检测系统，包括用于采集动车组底部与侧面图像信息的室外部分；以及用于接收室外部分发送的图像信息，并对室外部分发送控制信号的室内部分。上述室外部分安装在动车组轨道上，包括框架、车轮传感器、相机组、补偿光源与车号信息接收设备。整体框架由底梁与侧梁构成，底梁固定设置于动车组轨道砟道下部，与动车组轨道垂直；底梁两端竖直安装有一根侧梁，两根侧梁分别位于动车组轨道两侧。所述相机组包括线阵相机与面阵相机。其中，底梁轴向上安装有面阵相机；两侧梁上纵向安装有面阵相机；且在动车组车身编号所在一侧的侧梁上安装线阵相机。所述车轮传感器为两组，令其分别为第一组车轮传感器与第二组车轮传感器；两组车轮传感器均为电磁感应传感器，均安装在无回流的一条动车组轨道上。其中，第一组车轮传感器与第二组车轮传感器分别安装在离整体框架3(T50米以及4飞米处。所述室内部分包括:用于接收第一组车轮传感器与第二组车轮传感器发出的电流信号A与电流信号B ;且向控制设备发送防护门控制信号、风机控制信号以及面阵相机与线阵相机启动信号与曝光参数，同时获取车速、轴距、列车数量信息的车辆信息采集设备。用于控制防护门开合、相机开关、补偿光源开关以及风机开关的控制设备。用于接收室外部分中各个面阵相机与线阵相机在各个时刻获取的列车底部与侧面图像信息，并对接收到的图像信息压缩上传至上位机的图像采集设备。用于为室内设备供电的电源。[0013]用于室内设备防雷的防雷设备。本实用新型的优点在于:1、本实用新型动车组运行故障动态图像检测系统，通过采用面阵相机和线阵相机结合的方式进行拍摄，可从更多的角度对动车组进行拍摄，且根据实际情况设计面阵相机与线阵相机的安装方式，使得图像信息更加全面；2、本实用新型动车组运行故障动态图像检测系统，采用图像识别技术，使动车组中需要人工检测的部位，都可以用图像识别技术来进行检测，当发现问题后发出警报，使人工仅需对报警的部位进行检查，大大提高了系统的效率；3、本实用新型动车组运行故障动态图像检测系统，室外部分采用模块化的机械设计，轨边作业的工作量大大降低，从而提高了系统的安装、调试和维修效率。
图1是本实用新型动车组运行故障动态图像检测系统整体结构框图；图2是本实用新型动车组运行故障动态图像检测系统中室外部分结构示意图。图中:1-室内部分室外部分101-图像采集设备102-车辆信息采集设备103-控制设备 103-防雷设备 104-电源201-整体框架202-车轮传感器 203-相机组204-补偿光源具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。本实用新型动车组运行故障动态图像检测系统，如图1、图2所示，包括室内部分I与室外部分2，其中，室外部份2用于采集动车组底部与侧面图像信息；室内部分I由操控人员控制，用于接收室外部分2发送的图像信息，并对室外部分2发送控制信号。上述室外部分2安装在动车组轨道上，包括整体框架201、车轮传感器202、相机组203与补偿光源204。其中，整体框架201用来安装相机组202与补偿光源203 ;整体框架由底梁201a与侧梁201b构成，底梁201a固定设置于动车组轨道砟道下部，与动车组轨道垂直；底梁201a两端竖直安装有一根侧梁201b，两根侧梁201b分别位于动车组轨道两侧。所述相机组203包括线阵相机203a与面阵相机203b ;其中，底梁201a轴向上等间隔安装有n个面阵相机203b，n > 2，底梁201a上位于两端的面阵相机203b间距等于列车宽度，用来获取列车底面t时刻两侧的图像信息。底梁201a上其余面阵相机203b用来获取t时刻底面中部图像信息，由此通过n个阵列相机203b可获取动车组t时刻的底面横向上的全部图像信息。两侧梁201b上纵向安装有两个面阵相机203b，两侧梁201b上位于上方的面阵相机203b镜头朝向动车组车窗底边到侧面底边间，用来获取t时刻动车组车窗底边到侧面底边间的图像信息；位于下方的面阵相机203b镜头朝向动车组侧面底边到车轮底端间，用来获取t时刻动车组侧面底边到车轮底端间的图像信息，由此通过两侧梁201b上安装的面阵相机203b，可获取t时刻动车组车窗底边到车轮底端间的全部图像信息。所述线阵相机203a安装于动车组车身编号所在一侧的侧梁201b上，通过线阵相机获取t时刻驶过整体框架201的动车组车身编号图像。上述面阵相机203b采用200万彩色高清相机；线阵相机203a采用IK高清相机，可大幅提升图像质量与清晰度，从而为图像识别技术提供了很好的保障；且轨道两侧侧梁201b上安装的面阵相机203b与线阵相机203a镜头与动车组车身水平距离相等，为1.2^1.8米；轨道底梁上安装的面阵相机203b与动车组车底垂直距离相等，为0.3 I米。上述每个面阵相机203b与线阵相机203a —侧整体框架上均安装有补偿光源204(频闪灯或激光灯)，通过补偿光源204为线阵相机203a与面阵相机203b在逆光环境(夜晚或阴雨天)工作时提供补偿光；且每个面阵相机203b与线阵相机203a镜头处还设计有防护门与风机；防护门通过支架铰接在整体框架上。当关闭防护门后，通过防护门将各个203b面阵相机与线阵相机203a的镜头遮挡，使镜头防尘防水；当打开防护门即可使各个面阵相机203b与线阵相机203a进行图像获取。所述风机通过支架固定安装在整体框架上，风机的出风口朝向镜头，由此通过风机对镜头进行吹风，将各个面阵相机203b与线阵相机203a镜头上的灰尘吹除。上述防护门的开合以及风机的开关，均通过室内部分I控制。所述车轮传感器202为两组，令其分别为第一组车轮传感器与第二组车轮传感器；两组车轮传感器均为电磁感应传感器，均安装在无回流的一条动车组轨道上，且第一组车轮传感器与第二组车轮传感器与整体框架201间的距离分别为3(T50米以及4飞米。由此当行驶的列车车轮压 过第一组车轮传感器与第二组车轮传感器后，第一组车轮传感器与第二组车轮传感器利用电磁感应原理，分别产生电流信号A与电流信号B，发送到室内部分I中。所述室内部分I包括图像采集设备101、车辆信息采集设备102、控制设备103、防雷设备104与电源105 ；其中，车辆信息采集设备101用来接收第一组车轮传感器与第二组车轮传感器发出的电流信号A与电流信号B，当接收到电流信号A后，则向控制设备103发送防护门控制信号与风机控制信号；当接收到干扰信号B后，则向控制设备103发送相机启动信号与曝光参数。车辆信息采集设备102还通过获取电流信号B后(即列车中两排车轮压过第二组车轮传感器后)，可获得车速、轴距、列车数量信息，得到对应的曝光参数，发送给控制设备103，控制设备103将曝光参数，由此对各个相机的曝光参数进行调整。控制设备103根据车辆信息采集设备102发送的控制信号，控制室外部分2中的防护门开合、相机开关；控制设备2还用来控制补偿光源204与风机的开关。图像采集设备101用来接收室外部分2中各个面阵相机203b与线阵相机203a在各个时刻获取的列车底部与侧面图像信息，并对接收到的图像信息压缩后，上传至上位机。上位机用来对接收到的图像信息进行拼接，形成整个列车车底与侧面图像信息；并通过侧面图像信息，调用数据库中存储的对应车号列车正常状态下的车底与侧面图像信息，并进行对比检测，识别判别故障，当检测到拼接后的整个列车车底、侧面图像信息与正常状态下的车底与侧面图像信息不一致时，则向报警终端发出报警信号，并发送当前车号的车辆信息以及故障信息，列检室的工作人员会根据相应的信息对故障或者疑似故障做出相应处理，并对所出故障进行存档。所述防雷设备104用来对室内部分I进行保护，防止室内部分I遭到雷击受损；电源105用来为室内部分I供电。[0035]本实用新型动车组运行故障动态图像检测系统工作流程如下:等待接车状态一车辆信息采集设备102收到第一组车轮传感器电流信号一进入接车状态一向控制设备103发送防护门控制信号打开防护门、车辆信息采集设备102收到第二组车轮传感器电流信号一开启摄像机，打开补偿光源204，并向各相机发送曝光参数一触发各个相机拍照一车轮轮速测量一调整曝光参数一图像采集设备101采集各个相机获取的图像信息一图像信息压缩—压缩后图像信息发送至上位机一上位机对图像信息进行拼接一与数据库中当前列车正常状态底面与侧面图像信息对比检测一识别判别故障一向报警终端发送车辆信息以及故障信息一最后一辆车通过近端号磁钢后超过延时时间，则认定过车完毕一关闭补偿光源、保护门、相机，同时将车辆信息采集设备下电一进入等待接车状态。
权利要求1.一种动车组运行故障动态图像检测系统，其特征在于:包括用于采集动车组底部与侧面图像信息的室外部分；以及用于接收室外部分发送的图像信息，并对室外部分发送控制信号的室内部分； 上述室外部分安装在动车组轨道上，包括框架、车轮传感器、相机组、补偿光源与车号信息接收设备；整体框架由底梁与侧梁构成，底梁固定设置于动车组轨道砟道下部，与动车组轨道垂直；底梁两端竖直安装有一根侧梁，两根侧梁分别位于动车组轨道两侧；所述相机组包括线阵相机与面阵相机；其中，底梁轴向上安装有面阵相机；两侧梁上纵向安装有面阵相机；且在动车组车身编号所在一侧的侧梁上安装线阵相机； 所述车轮传感器为两组，令其分别为第一组车轮传感器与第二组车轮传感器；两组车轮传感器均为电磁感应传感器，均安装在无回流的一条动车组轨道上；其中，第一组车轮传感器与第二组车轮传感器分别安装在离整体框架3(T50米以及4飞米处； 所述室内部分包括: 用于接收第一组车轮传感器与第二组车轮传感器发出的电流信号A与电流信号B ;且向控制设备发送防护门控制信号、风机控制信号以及面阵相机与线阵相机启动信号与曝光参数，同时获取车速、轴距、列车数量信息的车辆信息采集设备； 用于控制防护门开合、相机开关、补偿光源开关以及风机开关的控制设备； 用于接收室外部分中各个面阵相机与线阵相机在各个时刻获取的列车底部与侧面图像信息，并对接收到的图像信息压缩上传至上位机的图像采集设备； 用于为室内设备供电的电源； 用于室内设备防雷的防雷设备。
2.如权利要求1所述一种动车组运行故障动态图像检测系统，其特征在于:所述面阵相机为n个，n > 2，n个面阵相机在底梁上等间隔设置，且位于两端的面阵相机间距等于列车宽度。
3.如权利要求1所述一种动车组运行故障动态图像检测系统，其特征在于:所述两侧梁上均安装有两个面阵相机；且两侧梁上位于上方的面阵相机镜头朝向动车组车窗底边到侧面底边间，位于下方的面阵相机镜头朝向动车组侧面底边到车轮底端间。
4.如权利要求1所述一种动车组运行故障动态图像检测系统，其特征在于:所述轨道两侧侧梁上安装的面阵相机与线阵相机镜头与动车组车身水平距离相等，为1.2^1.8米；轨道底梁上安装的面阵相机与动车组车底垂直距离相等，为0.3^1米。
5.如权利要求1所述一种动车组运行故障动态图像检测系统，其特征在于:所述面阵相机采用200万彩色高清相机；线阵相机采用IK高清相机。
6.如权利要求1所述一种动车组运行故障动态图像检测系统，其特征在于:所述面阵相机与线阵相机一侧设置有补偿光源；且面阵相机与线阵相机镜头处还设计有防护门与风机；所述防护门关闭后，将镜头遮挡；所述风机出风口朝向镜头。
7.如权利要求1所述一种动车组运行故障动态图像检测系统，其特征在于:所述车辆信息接收单元接收到电流信号A后，则向控制设备发送防护门控制信号与风机控制信号；当接收到干扰信号B后，则向控制设备发送相机启动信号与曝光参数，并获取车速信息，根据车速信息得到对应的曝光参数。
专利摘要本实用新型公开一种动车组运行故障动态图像检测系统，包括由用于采集动车组底部与侧部图像的面阵相机，以及用于采集动车组车号信息的线阵相机构成的室外部分；还包括用于接收室外部分发送的图像信息，并对室外部分发送控制信号的室内部分；室内部分包括用于接收安装在轨道上的车轮传感器发出的电流信号，向控制设备发送控制信号的车辆信息采集设备；用于控制室外部分的控制设备；用于接收室外部分获取的图像信息，并上传至上位机的图像采集设备；以及用于为室内设备供电的电源和用于室内设备防雷的防雷设备。本实用型的优点在于可实现过车信息、故障及其图像等数据的精确采集和及时上报；且图像信息更加全面；轨边作业的工作量大大降低。
文档编号G01M17/08GK202947884SQ20122070898
公开日2013年5月22日 申请日期2012年12月20日 优先权日2012年12月20日
发明者姜云绯, 马盼来, 石建伟, 焦文才, 王宜伟, 许艳峰, 李新全, 张项, 郭忠, 陈岳明, 韩涛, 张锴, 张世强, 刘庆庆, 张卓, 崔朝辉, 李奇, 胡华玉 申请人:北京康拓红外技术股份有限公司