多功能轨道扣件图像检测系统及其检测方法
【技术领域】
[0001]本发明属于轨道扣件检测技术领域，具体涉及一种多功能轨道扣件图像检测系统及其检测方法。
【背景技术】
[0002]现有的轨道扣件检测，在既有铁路、客运专线、高速铁路以及地铁线路日常维护管理中，目前是采用下述两种方法进行检测:1、大量的巡道工人沿线目视巡查。2、巡道车上装有视频采集系统，采集到视频图像，通过目视此视频检测线路及扣件问题。导致效率低，劳动强度大，无法及时了解轨道各部件的状态。轨道状态检测作为保障列车安全的重要手段，却成为一个急待解决的薄弱环节。
[0003]现在有一种轨道扣件检测技术，通常是通过搭载在轨道车上的两个激光照相机来进行对轨道扣件的图像采集及处理，在轨道车的运行过程中来进行检测，由此达到检测轨道扣件的目的，但是其存在如下缺点:
[0004]检测速度慢，通常只能最大做到每小时10公里的检测速度。
【发明内容】
[0005]本发明的目的提供一种多功能轨道扣件图像检测系统及其检测方法，包括设置在需要检测轨道扣件的轨道上的轨道车，所述的轨道车的车体内部设置有伸出轨道车底部的图像采集装置，所述的图像采集装置包括四台激光照相机和四台数码高速照相机，所述的四台激光照相机分别为第一激光照相机、第二激光照相机、第三激光照相机和第四激光照相机，所述的四台数码高速照相机分别为第一数码高速照相机、第二数码高速照相机、第三数码高速照相机及和第四数码高速照相机，所述的第一激光照相机的镜头和第一数码高速照相机的镜头分别对准轨道的一根钢轨一侧的两个扣件的中心，所述的第二激光照相机的镜头和第二数码高速照相机的镜头分别对准轨道的该根钢轨另一侧的两个扣件的中心，所述的第三激光照相机的镜头和第三数码高速照相机的镜头分别对准轨道的另一根钢轨一侧的两个扣件的中心，所述的第四激光照相机的镜头和第四数码高速照相机的镜头分别对准轨道的该根钢轨另一侧的两个扣件的中心，所述的四台激光照相机和四台数码高速照相机均与设置在轨道车内部的计算机相连接，所述的计算机同报警装置相连接，所述的计算机还包含有无线通信模块，所述的无线通信模块通过无线网络同后台云端服务器相连接，所述的无线网络还同监控终端相连接，所述的计算机里还有图像定位采集模块、图像分析与处理模块、图像识别模块、图像数据库、图像数据库管理及浏览模块、同步模块;所述的图像数据库中包括有针对需要检测的每个轨道扣件所建立的索引和各种种类的标准轨道扣件的图像特征库，所述的索引为针对轨道扣件的唯一标识，所述的后台云端服务器中也存储有各种种类的标准轨道扣件的图像特征库。避免了现有技术中的检测速度慢，通常只能最大做到每小时10公里的检测速度的缺陷。
[0006]为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种多功能轨道扣件图像检测系统及其检测方法的解决方案，具体如下:
[0007]一种多功能轨道扣件图像检测系统，包括设置在需要检测轨道扣件的轨道上的轨道车I，所述的轨道车的车体内部设置有伸出轨道车底部的图像采集装置，所述的图像采集装置包括四台激光照相机2和四台数码高速照相机4，所述的四台激光照相机2分别为第一激光照相机、第二激光照相机、第三激光照相机和第四激光照相机，所述的四台数码高速照相机4分别为第一数码高速照相机、第二数码高速照相机、第三数码高速照相机及和第四数码高速照相机，所述的第一激光照相机的镜头和第一数码高速照相机的镜头分别对准轨道的一根钢轨一侧的两个扣件的中心，所述的第二激光照相机的镜头和第二数码高速照相机的镜头分别对准轨道的该根钢轨另一侧的两个扣件的中心，所述的第三激光照相机的镜头和第三数码高速照相机的镜头分别对准轨道的另一根钢轨一侧的两个扣件的中心，所述的第四激光照相机的镜头和第四数码高速照相机的镜头分别对准轨道的该根钢轨另一侧的两个扣件的中心，所述的四台激光照相机2和四台数码高速照相机4均与设置在轨道车内部的计算机5相连接，所述的计算机5同报警装置相连接，所述的计算机5还包含有无线通信模块6，所述的无线通信模块6通过无线网络7同后台云端服务器8相连接，所述的无线网络7还同监控终端9相连接，所述的计算机5里还有图像定位采集模块、图像分析与处理模块、图像识别模块、图像数据库、图像数据库管理及浏览模块、同步模块;所述的图像数据库中包括有针对需要检测的每个轨道扣件所建立的索引和各种种类的标准轨道扣件的图像特征库，所述的索引为针对轨道扣件的唯一标识，所述的后台云端服务器8中也存储有各种种类的标准轨道扣件的图像特征库。
[0008]所述的多功能轨道扣件图像检测系统的方法，步骤如下:
[0009]步骤1:首先让轨道车匀速运行，其运行速度保持在80公里每小时，同步模块同时启动多功能轨道扣件图像检测系统，其计算机5的图像定位采集模块控制四台激光照相机2和四台数码高速照相机4分别对八个轨道扣件进行图像采集，具体的图像采集方式为:根据每小时80公里的运行速度，得到每秒轨道车运行的距离是22米，按照相邻扣件的间隔距离为30cm的条件，得到22米的运行距离下所需要检测的扣件数量为75个，这样就把激光照相机2和数码高速照相机4的采样速率设定在每秒采样不少于100个图像帧；
[0010]步骤2:当激光照相机2和数码高速照相机4把采集来的轨道扣件的图像传输到计算机5中，通过图像分析与处理模块对采集来的轨道扣件的图像进行灰度化、平滑去噪、增强、边缘提取、图像二值化后得到检测的轨道扣件的特征数据；
[0011]步骤3:得到的特征数据同图像数据库或者后台云端服务器8中的各种种类的标准轨道扣件的图像特征库进行对比，以此来确定轨道扣件主体是否丢失、轨道扣件的绝缘块是否丢失、扣件力缝值是否超出标准值、轨道扣件的螺帽是否丢失或者轨道扣件是否损坏；
[0012]步骤4:把对比结果和本地检测时间传送到云端后台服务器中进行存储，若对比结果出现了轨道扣件主体丢失、轨道扣件的绝缘块丢失、扣件力缝值超出标准值、轨道扣件的螺帽丢失或者轨道扣件损坏，启动报警装置报警并提示在界面上。
[0013]本发明能够达到检测速度80公里每小时，并且数据传输高效并且判断实时性高，并结合无线通信技术，进一步加大了对数据判别的支撑和统计分析。
【附图说明】
[0014]图1为本发明的轨道车内部结构示意图。
[0015]图2为本发明的轨道车的底部示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和实施例对
【发明内容】
作进一步说明:
[0017]参照图1-图2所示，多功能轨道扣件图像检测系统，包括设置在需要检测轨道扣件的轨道上的轨道车1，所述的轨道车的车体内部设置有伸出轨道车底部的图像采集装置，所述的图像采集装置包括四台激光照相机2和四台数码高速照相机4，所述的四台激光照相机2分别为第一激光照相机、第二激光照相机、第三激光照相机和第四激光照相机，所述的四台数码高速照相机4分别为第一数码高速照相机、第二数码高速照相机、第三数码高速照相机及和第四数码高速照相机，所述的第一激光照相机的镜头和第一数码高速照相机的镜头分别对准轨道的一根钢轨一侧的两个扣件的中心，所述的第二激光照相机的镜头和第二数码高速照相机的镜头分别对准轨道的该根钢轨另一侧的两个扣件的中心，所述的第三激光照相机的镜头和第三数码高速照相机的镜头分别对准轨道的另一根钢轨一侧的两个扣件的中心，所述的第四激光照相机的镜头和第四数码