一种铁路货检智能检测设备及其检测实现方法与流程

本发明涉及铁路货检领域，尤其是一种铁路货检智能检测设备及检测实现方法。

背景技术：

随着铁路运输的不断提速，运输的质量及安全保障的异常更为突出，如何加快车辆周转，货检作业是保障铁路货运安全的重要环节，铁路货车装载安全问题一直是铁路运输过程中的一个重要问题，长期以来，铁路货运检查往往是货检员在车辆停稳后，仅凭经验目测，对有明显超限和不符合《铁路货物装载加固规则》的地方，需要工作人员使用标杆或滑动标尺核实，使用此种检验方式，劳动强度大，效率低，还会受到检验员责任心、专业性等多种因素的影响，检测结果的准确性，不确定性强；

并且，由于现在检测设备较为单一，货运列车的各个方面需要采用多个设备进行多次检测，不但会耗费大量的人力物力，而且会降低列运货车的运货效率，并且有时候因为列运货车运送货物的特殊性不方便进行开箱检查，传统的货物检测方式不利于了解货运列车内部货物情况；

因此，为提高劳动生产率，解决列车密集到发、货检作业与运输畅通之间的矛盾，急需设计出一款实时在线检测车辆装载运输状态，实现货车装载状态检测由“人检”向“机检”转变，由“静态检测”向“动态检测”转变、且多功能、一体化的智能铁路货检智能检测设备及检测实现方法。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种铁路货检智能检测设备及检测实现方法，本发明采用的技术方案如下：

一种铁路货检智能检测设备，包括固定在地面上、且供货运列车通过的门型架，固定在门型架的顶部、用于拍摄货运列车顶部图像的第一图像采集单元，安装在门型架的左侧、且朝向货运列车、用于拍摄运列车左侧图像的第二图像采集单元，安装在门型架的右侧、且朝向货运列车、用于拍摄货运列车右侧图像的第三图像采集单元，固定在门型架的顶部、用于货运列车温度检测的红外成像相机，固定在门型架的顶部、用于检测货运列车的高度和宽度的激光雷达，安装在门型架的一侧、用于检测货运列车的行驶速度的测速雷达单元，安装在门型架的两侧、用于检测货运列车分节并输出分节信号的车辆切割传感器，分别与第一图像采集单元、第二图像采集单元、第三图像采集单元、红外成像相机、激光雷达、测速雷达和车辆切割传感器连接的供电单元，以及与第一图像采集单元、第二图像采集单元、第三图像采集单元、红外成像相机和车辆切割传感器通信连接的图像采集处理单元。

进一步地，所述第一图像采集单元包括固定在门型架的顶部的第一线阵封装，以及固定在门型架的顶部、且分别置于所述第一线阵封装的两侧、用于第一线阵封装图像拍摄灯光补强的第一补光灯和第二补光灯；所述第二图像采集单元包括安装在门型架的左侧的第二线阵封装，以及门型架的左侧、且分别置于所述第二线阵封装的上下、用于第二线阵封装图像拍摄灯光补强的第三补光灯和第四补光灯；所述第三图像采集单元包括安装在门型架的右侧的第三线阵封装，以及安装在门型架的右侧、且分别置于所述第三线阵封装的上下、用于第三线阵封装图像拍摄灯光补强的第五补光灯和第六补光灯。

进一步地，所述测速雷达单元包括朝货运列车布设的第一测速雷达和第二测速雷达。

进一步地，所述车辆切割传感器包括固定在门型架的左侧的光电传感器发射端，以及固定在门型架的右侧、且与光电传感器发射端匹配的光电传感器接收端。

进一步地，还包括固定在门型架的顶部、且与激光雷达和测速雷达单元电气连接的第一防水接线盒，以及固定在门型架的顶部、且与第一图像采集单元和红外成像相机电气连接的第二防水接线盒，固定在门型架的左侧、且与第二图像采集单元电气连接的第三防水接线盒，以及固定在门型架的右侧、且与第三图像采集单元电气连接的第四防水接线盒；所述车辆切割传感器分别与第三防水接线盒和第四防水接线盒电气连接。

进一步地，还包括沿货运列车行进方向布设在轨道下、用于检测货运列车通过并发出检测启动信号的数个磁钢传感器。

进一步地，所述门型架包括分别固定在轨道两侧的地面上、且结构相同的左立柱和右立柱，以及跨接固定在左立柱与右立柱的顶部之间的横梁；所述第一图像采集单元和红外成像相机固定在横梁上，第二图像采集单元和测速雷达单元固定在左立柱，且第三图像采集单元固定在右立柱上。

进一步地，还包括设置在横梁与第一图像采集单元之间、用于第一图像采集单元和红外成像相机固定安装的第一补偿安装支架组，设置在左立柱与第二图像采集单元之间、用于第二图像采集单元和测速雷达单元固定安装、且与第一补偿安装支架组结构相同的第二补偿安装支架组，以及设置在右立柱与第三图像采集单元之间、用于第三图像采集单元固定安装、且与第二补偿安装支架组结构相同的第三补偿安装支架组。

进一步地，所述第一补偿安装支架组包括截面呈正方形的第一型材杆，以及抱扣在第一型材杆与横梁之间的数个端箍。

优选地，所述的铁路货检智能检测设备的检测实现方法，包括以下步骤：

步骤s01，利用货运列车的顶部图像集和侧部图像集进行觉深度学习，以获得决策机制；

步骤s02，利用磁钢传感器触发获得货运列车通过的检测启动信号；

步骤s03，启动第一图像采集单元、第二图像采集单元和第三图像采集单元的货运列车图像，并利用红外成像相机进行红外成像；利用车辆切割传感器记录任一车厢的分割信号；利用测速雷达单元采集货运列车实时车速；

步骤s04，将第一图像采集单元、第二图像采集单元和第三图像采集单元采集的货运列车图像反馈给图像采集处理单元，并利用图像采集处理单元进行图像拼接；

步骤s05，对所述图像采集处理单元拼接后图像进行决策机制判断，并突显拼接后图像中的异常。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明较于传统技术，实现了“机检为主，人检为辅”的结合，提高了系统的准确性和检测速度，降低了劳动强度，同时采用扫描仪测距和智能识别相结合的方法，提高了测量精确度，减少了天气等外界因素影响，从而降低误判率，整合了预确报信息和计量信息，使预警信息更全面完整。

(2)本发明巧妙了在门型架的不同位置对应设置了数个图像采集单元，保证了对货运列车的多角度图像采集，保证了整个铁路货检智能检测设备的检测可靠性。

(3)本发明在左立柱上设置了测速雷达，实现了对货运列车行驶速度的检测。

(4)本发明在门型架的顶部设置了激光雷达，实现了对货运列车高度和宽度的检测。

(5)本发明在门型架的顶部设置了红外成像相机、实现了对货运列车温度的检测。

(6)本发明对应任意图像采集单元设置了数个补光灯，保证了即使是在环境昏暗的情况下，仍可以保证图像采集单元工作的高效性。

(7)本发明巧妙地设置了光电传感器，实现了对货运列车的检测。

(8)本发明巧妙地设置了数个接线盒，保证了线路通信的稳定性，延长了通信线路的使用寿命。

(9)本发明巧妙地对应任一图像采集单元设置了补偿安装支架组，保证了任一图像采集单元的可拆卸性。

(10)本发明巧妙地在轨道下设置了多个磁钢传感器，产生了与光电传感器辅助作业的效果，保证了货运列车通过性检测的准确性。

(11)本发明巧妙地将检测设备设置成了门型状，不但保证了货运列车的可通过性，而且降低了生产成本、降低了制造工艺难度。

(12)本发明巧妙地设置了激光雷达，实现了对货运列车宽度和高度的检测。

(13)本发明巧妙地将数据信息采集装置与客户终端联系起来，实现了计算机根据货物列车轮廓信息和测试图像，通过建立数学模型，实现多维成像，同时采用多种底层算法的综合分析对测试图像异常信息进行定量和定性的识别和预警，包括对卷钢位移、货物中心偏移、篷布破损、篷布网绳割断、车门窗打开、搭扣未落槽、空车不空、车顶异物、敞车车帮异物、货物窜出、罐车顶盖开启、火灾隐患和自燃等异常信息的识别。

(14)本发明巧妙地设置了客户终端，可以通过回放再现货物列车通过时装载状况，操作人员可以随意控制摄像头播放的快慢进度、拖放、抓拍和标注，当发现货物列车状态可疑时，还可以对有异常信息的图像进行任意放大、缩小和移动等操作，进一步查看重点异常部位，提高检查的精确性，操作人员根据图像中列车分节信息能够快速定位异常车辆，从而提高作业质量和货检效率。

本发明一种铁路货检智能检测设备在铁路货检领域具有很高的实用价值和推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的左立柱的安装结构示意图(一)。

图3为本发明的右立柱的安装结构示意图。

图4为本发明的横梁的结构示意图。

图5为本发明的左立柱的安装结构示意图(二)。

图6为本发明的检测实现方法的流程图。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

1-门型架，2-左立柱，3-右立柱，4-横梁，5-第一型材，7-第一补光灯，8-第二补光灯，9-第一线阵封装，10-第一防水接线盒，11-第二防水接线盒，15-红外成像相机，21-激光雷达，24-光电传感器发射端，30-第二线阵封装，23-第三补光灯，35-第四补光灯，37-第二测速雷达，40-第一测速雷达，41-光电传感器接收端，43-第五补光灯，52-第三线阵封装，59-第六补光灯，61-第三防水接线盒，60-第四防水接线盒。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更为清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1至图6所示，本发明涉及一种铁路货检职能检测设备及方法。需要说明的是，本实施例中所述的“第一”、“第二”等序号用语仅用于区分同类部件，不能理解成对保护范围的特定限定。另外，本实施例中所述“底部”、“顶部”、“四周边缘”、“中央”等方位性用语是基于附图来说明的，本实施例是基于架构的创造，并未对客户端的软件程序进行改进，本领域的技术人员根据常规的程序片段组合便可实现。本实施例中的图像拼接和判断机制均为现有技术，在此就不予赘述。

实施例

一种铁路货检智能检测设备，包括固定在地面上、且供货运列车通过的门型架，固定在门型架的顶部、用于拍摄货运列车顶部图像的第一图像采集单元，安装在门型架的左侧、且朝向货运列车、用于拍摄运列车左侧图像的第二图像采集单元，安装在门型架的右侧、且朝向货运列车、用于拍摄货运列车右侧图像的第三图像采集单元，固定在门型架的顶部、用于货运列车温度检测的红外成像相机，固定在门型架的顶部、用于检测货运列车的高度和宽度的激光雷达，安装在门型架的一侧、用于检测货运列车的行驶速度的测速雷达单元，安装在门型架1的两侧、用于检测货运列车分节并输出分节信号的车辆切割传感器，分别与第一图像采集单元、第二图像采集单元、第三图像采集单元、红外成像相机15、激光雷达21、测速雷达和车辆切割传感器连接的供电单元，以及与第一图像采集单元、第二图像采集单元、第三图像采集单元、红外成像相机15和车辆切割传感器通信连接的图像采集处理单元。

本实施例中，所述第一图像采集单元包括固定在门型架1的顶部的第一线阵封装9，以及固定在门型架1的顶部、且分别置于所述第一线阵封装9的两侧、用于第一线阵封装9图像拍摄灯光补强的第一补光灯7和第二补光灯8；所述第二图像采集单元包括安装在门型架1的左侧的第二线阵封装30，以及门型架1的左侧、且分别置于所述第二线阵封装30的上下、用于第二线阵封装30图像拍摄灯光补强的第三补光灯23和第四补光灯35；所述第三图像采集单元包括安装在门型架1的右侧的第三线阵封装52，以及安装在门型架1的右侧、且分别置于所述第三线阵封装52的上下、用于第三线阵封装52图像拍摄灯光补强的第五补光灯43和第六补光灯59。

本实施例中，所述测速雷达单元包括朝货运列车布设的第一测速雷达40和第二测速雷达37。

本实施例中，所述车辆切割传感器包括固定在门型架1的左侧的光电传感器发射端24，以及固定在门型架1的右侧、且与光电传感器发射端24匹配的光电传感器接收端41。

本实施例中，还包括固定在门型架1的顶部、且与激光雷达21和测速雷达单元电气连接的第一防水接线盒10，以及固定在门型架1的顶部、且与第一图像采集单元和红外成像相机15电气连接的第二防水接线盒11，固定在门型架1的左侧、且与第二图像采集单元电气连接的第三防水接线盒61，以及固定在门型架1的右侧、且与第三图像采集单元电气连接的第四防水接线盒60；所述车辆切割传感器分别与第三防水接线盒61和第四防水接线盒60电气连接。

本实施例中，还包括沿货运列车行进方向布设在轨道下、用于检测货运列车通过并发出检测启动信号的数个磁钢传感器。

本实施例中，所述门型架1包括分别固定在轨道两侧的地面上、且结构相同的左立柱2和右立柱3，以及跨接固定在左立柱2与右立柱3的顶部之间的横梁4；所述第一图像采集单元和红外成像相机15固定在横梁4上，第二图像采集单元和测速雷达单元固定在左立柱2，且第三图像采集单元固定在右立柱3上。

本实施例中，还包括设置在横梁4与第一图像采集单元之间、用于第一图像采集单元和红外成像相机15固定安装的第一补偿安装支架组，设置在左立柱2与第二图像采集单元之间、用于第二图像采集单元和测速雷达单元固定安装、且与第一补偿安装支架组结构相同的第二补偿安装支架组，以及设置在右立柱3与第三图像采集单元之间、用于第三图像采集单元固定安装、且与第二补偿安装支架组结构相同的第三补偿安装支架组。

本实施例中，所述第一补偿安装支架组包括截面呈正方形的第一型材杆5，以及抱扣在第一型材杆5与横梁4之间的数个端箍。

在本实施例中，所述的铁路货检智能检测设备的检测实现方法，包括以下步骤：

步骤s01，利用货运列车的顶部图像集和侧部图像集进行觉深度学习，以获得决策机制；

步骤s02，利用磁钢传感器触发获得货运列车通过的检测启动信号；

步骤s03，启动第一图像采集单元、第二图像采集单元和第三图像采集单元的货运列车图像，并利用红外成像相机进行红外成像；利用车辆切割传感器记录任一车厢的分割信号；利用测速雷达单元采集货运列车实时车速；

步骤s04，将第一图像采集单元、第二图像采集单元和第三图像采集单元采集的货运列车图像反馈给图像采集处理单元，并利用图像采集处理单元进行图像拼接；

步骤s05，对所述图像采集处理单元拼接后图像进行决策机制判断，并突显拼接后图像中的异常。

工作原理说明：

当有货运列车通过门型架1时，设置在左立柱2上的光电传感器发射端32和设置在右立柱3上的光电传感器接收端42判断是否有货运列车驶入铁路货检智能检测设备，与此同时设置在轨道上的磁钢传感器判断是否有列车通过，当光电传感器和磁钢传感器均检测到有货运列车通过时，向客户终端发出货运列车驶过信号，客户终端接收信号之后向各设备发出检测信号；

此时，对应设置在左立柱3的第一测速雷达40和第二测速雷达37开始对货运列车的行驶速度进行检测，设置在门型架1顶部的第一图像采集单元，采集货运列车顶部的外部图像，设置在门型架1左侧的第二图像采集单元，采集货运列车左侧的外部图像，和设置在门型架1右侧的第三图像采集单元，对采集货运列车右侧的外部图像；

设置在门型架1顶部的红外成像相机15，对货运列车的温度进行检测，检测车厢尺寸是否超限，检测货物的重心偏移量，设置在门型架1顶部的激光雷达21，在货运列车运行情况下，远距离采集货运列车的宽度和高度；

数据线将采集到的各数据信息传送至客户端，铁路货检智能检测设备前端采集的数据传至客户端之后，数据自动保存到数据库及存储服务器，所述数据处理终端对设备前端传回的数据进行重构，将货运列车以单节车厢为单位进行车厢分类，并将任一车厢重构为高清可见光图像；

所述数据处理终端对任一车厢进行缺陷检测，再对缺陷类型进行分类并发出语音预警和颜色文字提醒，帮助工作人员快速定位缺陷类型和缺陷位置，方便工作人员做出下一步判断。

检测工作结束之后，数据终端通过数据线向任一图像采集单元、任一测速雷达、激光雷达21发送停止采集数据指令，任一线阵封装、任一测速雷达、红外成像相机15和激光雷达21接收到停止采集数据指令之后，停止数据采集。

上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。