一种检测列车关键部位安装高度的系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种检测列车关键部位安装高度的系统，包括图像采集装置和数据处理装置，图像采集装置包括结构光投射器和图像传感器；结构光投射器向列车关键部位投射可控光；图像传感器摄取包含关键部位及可控光的变形图像并传输给数据处理装置，用于确定关键部位的安装高度是否异常，所述关键部位的安装高度与所述变形图像及所述结构光投射器和图像传感器的位置关系具有函数关系。本系统利用非接触式的结构光系统进行关键部位的安装高度信息采集，不需要人工现场测量，可以对多个关键部位的设备同时测量，而且其测量精度能够达到比人工测量更高的精度。同时，数据处理装置对关键部位是否异常能够快速确定，比人工反馈更加迅速及时。
【专利说明】一种检测列车关键部位安装高度的系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及机车检测领域，特别是涉及一种检测列车关键部位安装高度的系统。
【背景技术】
[0002]随着经济的发展，我国铁路运输业也在不断地发展。在铁路运输中，安全可靠是非常重要的性能。因此在列车出厂前要对其各方面的性能进行检测，在运营过程中也需要进行检测。对于列车的关键部位的安装高度来说，更是列车性能检测不可或缺的部分。
[0003]目前对于列车关键部位的安装高度，往往是在列车停靠时，由人工手动测量。人工测量耗时费力，尤其是列车关键部位设备数量非常多时，更会产生反馈不及时的结果。因此亟需更加快速实时的检测系统，检测列车关键部位的安装高度。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种检测列车关键部位安装高度的系统，以解决列车关键部位安装高度检测不及时的问题。
[0005]一种检测列车关键部位安装高度的系统，包括:图像采集装置和数据处理装置，其中，
[0006]所述图像采集装置包括结构光投射器和图像传感器；
[0007]所述结构光投射器向所述列车关键部位投射可控光；
[0008]所述图像传感器摄取包含所述关键部位及所述可控光的变形图像并传输给所述数据处理装置，用于确定所述关键部位的安装高度是否异常，所述关键部位的安装高度与所述变形图像及所述结构光投射器和图像传感器的位置关系具有函数关系。
[0009]优选地，还包括:显示所述关键部位的异常信息的显示装置。
[0010]优选地，所述关键部位为车钩、排障器、扫石器和撒砂管中的任意一个或者任意组八口 ο
[0011]优选地，所述图像采集装置还包括图像存储单元。
[0012]优选地，所述图像采集装置还包括给所述关键部位提供照明的面光源。
[0013]优选地，所述结构光投射器为线结构光投射器。
[0014]优选地，所述车钩位置的检测精度为±5mm。
[0015]优选地，所述排障器位置的检测精度为±2mm。
[0016]优选地，所述扫石器位置的检测精度为±2_。
[0017]优选地，所述撒砂管位置的检测精度为±2_。
[0018]因此，本发明具有如下有益效果:
[0019]本发明提供的一种检测列车关键部位安装高度的系统，包括图像采集装置和数据处理装置。本系统利用非接触式的结构光系统进行关键部位的安装高度信息采集，不需要人工现场测量，可以对多个关键部位的设备同时测量，而且其测量精度能够达到比人工测量更高的精度。同时，数据处理装置对关键部位是否异常能够快速确定，比人工反馈更加迅速及时。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明提供的一种检测列车关键部位安装高度的系统结构示意图；
[0021]图2为本发明提供的另一种检测列车关键部位安装高度的系统结构示意图；
[0022]图3为本发明提供的检测列车关键部位安装高度的系统中，图像采集装置的排布示意图。
【具体实施方式】
[0023]本发明的核心是提供一种检测列车关键部位安装高度的系统。
[0024]为了使本【技术领域】的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的详细说明。
[0025]本发明公开了一种检测列车关键部位安装高度的系统，参见图1，该系统包括图像采集装置10和数据处理装置20。
[0026]在本实施例中，图像采集装置10包括结构光投射器101和图像传感器102。
[0027]具体的图像采集的原理是，列车经过时，结构光投射器101对投射范围的列车关键部位投射可控光源。同时，图像传感器102采集包含关键部位及所述可控光的变形图像。
[0028]图像传感器102拍摄到包含了关键部位及所述可控光的变形图像后发送给数据处理装置20。数据处理装置20依照关键部位的安装高度与变形图像及结构光投射器和图像传感器102的位置关系所具有的函数关系，确定关键部位的安装高度是否异常。结构光受被测物体表面信息的调制而发生形变，利用图像传感器记录变形的结构光条纹图像，并结合系统的结构参数来获取物体的三维信息。
[0029]本发明所提供的检测列车关键部位安装高度的系统，是利用非接触式的结构光成像系统在机车位于被触发的特定位置时对该列车的关键部位进行图像采集。数据处理装置对采集到的图像进行处理，得到关键部位的安装高度信息，从而确定该关键部位是否异常。这种方式不利用人工测量，能够实现多个关键部位的设备同时检测。而且以相机采集图像作为检测关键部位安装高度的方式，其精度能够达到比人工测量更高的精度。同时，数据处理装置对关键部位是否异常能够快速确定，比人工反馈更加迅速及时。
[0030]本发明还公开了一种检测列车关键部位安装高度的系统，参见图2，该系统包括图像采集装置10、数据处理装置20和显示装置30。
[0031]在本方案中，图像采集装置10具体包含结构光投射器101、图像传感器102和面光源103。具体的，本方案提供的结构光投射器可以为线结构光投射器。线结构光投射器在被检测的关键部位上投射出一个光条。由于被测物体表面形状影响，该光条在被检测关键部位上形成变形光条。图像传感器采集到列车关键部位和变形光条。数据处理装置计算变形光条纹中心的各点坐标并根据结构光投射器和图像传感器之间已知的位置关系从变形的光条纹获取被测关键部位的表面位置信息。
[0032]面光源103为列车的关键部位提供合适亮度的照明。具体的，可以根据实际情况调整面光源的照明亮度。
[0033]具体的，要使结构光投射器和图像传感器更好地采集关键部位的图像，可以以特定的排布方式排布。在一个具体的场景中，请参见图3，结构光投射器101位于轨道40 —侦牝其发射的光源能够照射到关键部位50上，形成变形光带。图像传感器102与结构光投射器101及面光源103在同一侧。面光源为关键部位照明，令其外形能够明显地显示在图像中。图像传感器102摄取包含关键部位50和结构光透射器101在关键部位50上投射的变形光条的图像。
[0034]当然，以上只是本发明提供的一个场景下对检测列车关键部位安装高度的系统中各部件排布的举例。在其他场景下，还可以对该系统的排布做出其他设置。
[0035]当然，要保障全面的检测关键部位的高度，设置一定数量的图像采集装置，具体的布置数目和位置，可以根据实际情况而定。
[0036]在本实施例中，图像传感器是相机。当然，也可以视具体情况，采用其他具有图像采集功能的仪器。当列车车轮经过特定位置时，结构光投射器开始工作。结构光投射光带至待检测关键部位形成变形光条，同时，相机采集包含了变形光条和关键部位的图像。当然，在其他的实施例中，图像采集装置还可以包括图像存储单元，用以保存摄取的图像，以供随时调用。
[0037]—般来说，采集到的图像的分辨率有一定的指标要求。在本实施例中，车钩的图像分辨率需要小于1_。排障器的图像分辨率需要小于1_。扫石器的图像分辨率需要小于1mm。撒砂管的图像分辨率需要小于1_。车钩的图像拖尾需要小于3像素。排障器的图像拖尾需要小于3像素。扫石器的图像拖尾需要小于3像素。撒砂管的图像拖尾需要小于3像素。
[0038]当然，在具体的场景下，可以适当调整图像分辨率要求，以适应实际工作需要。
[0039]数据处理装置20用于将检测到的图像与特定标准进行比对，确定关键部位的安装高度是否异常。具体的，在本方案中，检测的关键部位包括列车的车钩、排障器、扫石器和撒砂管。当然，也可以根据具体情况，选择需要检测的关键部位。
[0040]在本方案中，显示装置30用于在列车关键部位高度确定异常时，显示相关异常信息。在本实施例中，显示的相关异常信息包括:车号和端位、车钩高度、排障器的高度、扫石器的高度和扫石器所在轮位、撒砂管高度和撒砂管所在轮位、撒砂管水平间距以及各关键部位的照片。
[0041]显示装置实现列车关键部位异常信息显示的原理是:获取被检测关键部位所在的列车车号及端位。读取被检测关键部位的各高度信息。显示各关键部位的高度信息和关键部位对应的车号及端位。调用图像采集装置采集到的关键部位图像信息并显示。
[0042]当然，也可以根据需求确定是否显示图像。当有需求时再调取相关图像。这样能够更节省资源。
[0043]具体的，车钩高度是列车车钩中心线与轨道顶部水平面的距离，一般来说，该距离的合理范围在840mm至880mm。排障器的高度是指列车排障器底面与轨道顶部水平面的最小距离。扫石器的高度是列车扫石器底面与轨道顶部水平面的最小距离。撒砂管的高度是列车撒砂管与轨道顶部水平面的最小距离以及撒砂管出口与踏面的水平距离。以具体的某一型机车为例，排障器距轨边高度为75?120mm，扫石器距轨面高度20?25mm，撒砂管距轨面高度30?55mm。
[0044]需要说明的是，检测列车关键部位安装高度的系统对需要检测的参数有一定的精度要求。一般来说，车钩安装高度的检测精度可以为±10mm。在其他的方案中，排障器安装高度的检测精度可以为±5_。同样，其他的方案中，扫石器安装高度的检测精度可以为±5mm。而撒砂管安装高度的检测精度可以为±5mm。以上检测精度都可以根据客观条件具体要求。
[0045]当然，在更高要求下，检测系统的检测精度可以提高到:车钩安装高度的检测精度为±5mm。排障器安装高度的检测精度为±2mm。扫石器安装高度的检测精度为±2mm。撒砂管安装高度的检测精度为±2mm。
[0046]以上对本发明所提供的一种检测列车关键部位安装高度的系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方案及其核心思想。应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1.一种检测列车关键部位位置的系统，其特征在于，包括:图像采集装置和数据处理装置，其中， 所述图像采集装置包括结构光投射器和图像传感器； 所述结构光投射器向所述列车关键部位投射可控光； 所述图像传感器摄取包含所述关键部位及所述可控光的变形图像并传输给所述数据处理装置，用于确定所述关键部位的安装高度是否异常，所述关键部位的安装高度与所述变形图像及所述结构光投射器和图像传感器的位置关系具有函数关系。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括:显示所述关键部位的异常信息的显示装置。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述关键部位为车钩、排障器、扫石器和撒砂管中的任意一个或者任意组合。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述图像采集装置还包括图像存储单元。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述图像采集装置还包括给所述关键部位提供照明的面光源。
6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述结构光投射器为线结构光投射器。
7.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述车钩位置的检测精度为±5_。
8.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述排障器位置的检测精度为±2_。
9.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述扫石器位置的检测精度为±2_。
10.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述撒砂管位置的检测精度为±2mm。
【文档编号】B61K9/02GK104457586SQ201410790676
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月18日 优先权日:2014年12月18日
【发明者】彭建平, 王泽勇, 高晓蓉, 赵全轲, 杨凯, 彭朝勇, 张渝, 蒋利容, 梁斌, 廖伟, 马莉 申请人:西南交通大学