列车车轮几何尺寸测量方法及其检测装置与流程

本发明涉及一种列车在线检测方法，尤其涉及一种列车车轮几何尺寸测量方法及其检测装置。

背景技术：

目前业内采用的测量方案大多都是图像分析。列车经过检测设备时，对每个车轮进行一次拍照，再根据拍照得到的照片分析和计算列车的车轮几何尺寸数据。列车轮缘部分为一个复杂曲面，且列车在运行时整个车轮只露出30％部分，列车每次经过时只能在这露出的30％部分里测量一两个点的轮缘几何尺寸。这样的测量不能完整反映整个车轮轮缘的几何尺寸情况，且与专业的测量设备测量原理区别较大。因此，现有的方案测量误差大，测量数据不稳定，可靠性不高，不能真正的为地铁列车轮对的检修提供可靠的依据信息。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有技术中的不足，提供一种列车车轮几何尺寸测量方法。

一种列车车轮几何尺寸测量方法，包括以下步骤：步骤(1)、图像获取，提供一种检测装置，所述检测装置包括若干多线激光器、若干相机及若干定位磁钢，所述相机与多线激光器一一对应，所述相机分布在两轨道的内侧和外侧，同侧相机两个为一组，每组相机与一定位磁钢配合使用，列车经过时，定位磁钢感应到车辆信息，触发相应的一组相机工作，每一多线激光器照射在车轮上，形成多条相互平行的激光线,车轮在检测装置的上方旋转一周，检测装置的相机完成对车轮圆周轮缘上不同区域的拍摄，获取图像；步骤(2)、数据处理，拍摄的图像以一组相机所拍摄的图像的为一组，进行计算，并且内侧相机所拍摄的图像为外侧相机所拍摄的图片提供车轮的厚度信息；步骤(3)，数据比对，将每张图片计算得到多组sd，sh，qr值分别取平均数，得到的平均值与设定值进行逐一比较，得出差值；步骤(4)：实时判断报警，根据差值的大小判断是否需要报警提示，当所有的差值均没有超出设定值时，则认定为安全；当其中的一个或一个以上的差值超出设定值时，系统认定存在隐患进行报警。

进一步地，每一轨道的内侧设置六个相机，每一轨道的外侧同样设置六个相机，由十二个相机对同侧的车轮进行拍照，每一相机抓取车轮上十二分一的区域。

进一步地，所述相机轴心和多线激光轴心之间的角度为θ，其中30°≤θ<90°。

进一步地，所述相机轴心和多线激光轴心之间的角度θ为45°。

一种列车车轮几何尺寸测量方法的检测装置，包括若干多线激光器、若干相机及若干定位磁钢，所述相机与多线激光器一一对应，所述相机分布在两轨道的内侧和外侧，同侧相机两个为一组，每组相机与一定位磁钢配合使用，列车经过时，定位磁钢感应到车辆信息，触发相应的一组相机工作，每一多线激光器照射在车轮上形成多条相互平行的激光线,车轮在检测装置的上方旋转一周，检测装置的相机完成对车轮圆周轮缘上不同区域的拍摄，获取图像。

进一步地，所述相机轴心和多线激光轴心的角度为θ，其中30°≤θ<90°

进一步地，所述相机轴心和多线激光轴心之间的角度θ为45°。

进一步地，每一轨道的内侧设置六个相机，每一轨道的外侧同样设置六个相机，由十二个相机对同侧的车轮进行拍照，每一相机抓取车轮上十二分一的区域。

本发明一种列车车轮几何尺寸测量方法的有益效果在于：本发明可以检测到车轮的整个圆周的轮缘部分；并且采用多线激光器获取多组轮缘尺寸数据综合处理以得到最终结果，有效提高检测精度；另外采用对向设置两个相机进行检测，综合处理，有效避免了车轮定位不准对检测精度的影响，不需要对车轮精确定位，保证数据的有效性。

附图说明

图1为发明列车车轮几何尺寸测量方法所采用的检测装置工作时的示意图。

图2为发明列车车轮几何尺寸测量方法所采用的相机在铁轨上的分布图。

图3、4为发明列车车轮几何尺寸测量方法的外侧相机、内侧相机所拍摄图像进行处理时的示意图。

具体实施方式

为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释发明，并不用于限定发明。

如图1至图2所示，本发明提供一种列车车轮几何尺寸测量方法，用于在线检测列车车轮20几何尺寸，列车车轮几何尺寸测量方法包括以下步骤：

步骤(1)、图像获取，提供一种检测装置，所述检测装置包括若干多线激光器30、若干相机40及若干定位磁钢50，所述相机40与多线激光器30一一对应，所述相机40分布在两轨道10的内侧和外侧，同侧相机40两个为一组，每组相机40与一定位磁钢50配合使用，本实施例中，所述每一轨道10的内侧设置六个相机40，相应地，每一轨道10的外侧同样设置六个相机40，由十二个相机40对同侧的车轮20进行拍照，每一相机40抓取车轮20上十二分一的区域，列车经过时，定位磁钢50感应到车辆信息，触发相应的一组相机40工作，相机40轴心和多线激光轴心的角度为θ，其中30°≤θ<90°，优先地，所述θ为45°，每一多线激光器30照射在车轮20上，形成多条相互平行的激光线,车轮20在检测装置的上方旋转一周，检测装置的相机40完成对车轮20圆周轮缘上不同区域的拍摄，获取图像；

步骤(2)、数据处理，拍摄的图像以一组相机40所拍摄的图像为一组，进行计算，并且内侧相机40所拍摄的图像为外侧相机40所拍摄的图片提供车轮20的厚度信息；如图3中，通过图像处理得到直线l1和直线l2的位置，并计算直线l1到直线l2的距离。再通过图像处理，将直线l1垂直下移设定值70mm，得到直线l7，再计算直线l2到直线l7的距离为l，直线l4到l3的距离就为轮缘高度sh；通过对轨内侧和轨外侧相机40拍摄到的图片分别进行处理而得到所需要的不同的轮缘信息，综合计算出车轮20的轮缘尺寸数据；将图3中的l带入到图4，找到直线l2〞和l4ˊ。将l4ˊ平移设定值10mm找到l5。将图3中的l带入图4中，找到l1〞。找到l5与l4ˊ所在激光轮廓曲线的交点，平移l2〞通过这个交点得到直线l8，计算l8与l1〞之间的距离，得到轮缘厚度sd。将l4ˊ所在激光轮廓线上的最高点，向左平移设定值2mm，得到直线l6，将l4ˊ平移通过l6与此激光轮廓线的交点，得到直线l9，直线l8和l9之间的距离即为qr值。

步骤(3)，数据比对，由于采用多线激光，每张图片上可以计算出轮缘的多组尺寸数据(至少5组以上)；根据以上相同的算法，每张图片可以计算得到多组sd，sh，qr值，最终再对多组数据取平均以达到提高检测精度的目的，将得到的平均值与设定值进行逐一比较，得出差值；

步骤(4)：实时判断报警，根据差值的大小判断是否需要报警提示，当所有的差值均没有超出设定值时，则认定为安全；当其中的一个或一个以上的差值超出设定值时，系统认定存在隐患，进行报警，及时通知工作人员。

本发明一种列车车轮几何尺寸测量方法的有益效果在于：本发明可以检测到车轮20的整个圆周轮缘部分；并且采用多线激光器30获取多组轮缘尺寸数据综合处理以得到最终结果，有效提高检测精度；另外采用对向设置两个相机进行检测，综合处理，有效避免了车轮20定位不准对检测精度的影响，不需要对车轮20精确定位，保证数据的有效性。

以上所述实施例仅表达了发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于发明的保护范围。因此，发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。