一种双块式无砟轨道混凝土轨枕的检测装置及方法

本发明涉及无砟轨道，尤其涉及一种双块式无砟轨道混凝土轨枕的检测装置及方法。

背景技术：

1、我国高速铁路建设中当采用双块式无砟轨道混凝土轨枕时，习惯于在施工现场合适位置处建设模块化轨枕生产线，来满足施工需求及节省施工费用。目前双块式轨枕脱模后产品质检主要利用传统工装量具采用人工的方式进行检测，这种检测方式效率低，费用高，时间长，受检测人员水平、工作状态等因素的影响严重，评价标准和评价质量不易统一。随着我国测绘技术的快速进步，有必要针对双块式无砟轨道混凝土轨枕自动化预制生产线中的产品外观检验关键问题进行深入地研究，研发一种自动化的双块式无砟轨道混凝土轨枕成品外观检测方法及装置，降费增效，提高双块式轨枕预制生产的数字化、信息化、智能化程度。

2、目前我国双块式无砟轨道混凝土轨枕预制成品外观检测方法及装置、仪器包括：直尺、卡尺等测量仪器以及工装定制模具、量具等传统量测设备。采用这些传统测量装备时，需要人工进行持续检测，主要缺点是效率较低、外业劳动强度大、观测频率低，无法做到实时自动化检测。

3、此外，轨枕外观检测还可以采用激光三维扫描仪或基于面结构光的摄影测量系统配合kuka等品牌的工业机器人等进行数据采集，通过激光点云或影像点云的处理系统，来实现数据采集和检测评价的自动化。甚至用激光器跟踪仪等价格昂贵的测量仪器，采用类似于飞机和汽车的检测系统进行质检。这类系统对使用环境有较高要求，且硬件和软件设备价格及使用和运维费用极贵，导致轨枕外观检测成本较高，性价比较差。

技术实现思路

1、本发明提供了一种双块式无砟轨道混凝土轨枕的检测装置及方法，能够在实现双块式无砟轨道混凝土轨枕自动化实时检测的同时，降低轨枕的检测成本，兼顾轨枕外观实时检测的检测效率和检测成本。

2、第一方面，本发明提供了一种双块式无砟轨道混凝土轨枕的检测装置，该检测装置沿轨枕在生产线的移动方向设置于轨枕生产线后侧，检测装置包括初检区和终检区，初检区设置有多个视觉传感器，构成多目视觉系统；终检区设置有激光传感器，构成激光测量系统；检测装置还包括数据中继系统和数据终端系统；数据中继系统与多目视觉系统和激光测量系统连接，通过视觉传感器采集影像数据，激光传感器采集扫描数据，并将影像数据和扫描数据发送给数据终端系统；数据终端系统与数据中继系统连接，接收影像数据和扫描数据，并对影像数据和扫描数据进行处理，得到轨枕的识别结果，实现双块式无砟轨道混凝土轨枕的自动化实时检测。

3、在一种可能的实现方式中，数据中继系统包括数据处理模块、第一传输模块和供电模块；数据处理模块与视觉传感器和激光传感器连接，采集影像数据和扫描数据；第一传输模块与数据处理模块连接，将影像数据和扫描数据发送至数据终端系统；供电模块分别与数据处理模块、第一传输模块、视觉传感器和激光传感器连接，为数据处理模块、第一传输模块、视觉传感器和激光传感器供电。

4、在一种可能的实现方式中，数据终端系统包括第二传输模块和主控机；第二传输模块与第一传输模块和主控机连接，接收第一传输模块发送的影像数据和扫描数据；将影像数据和扫描数据发送给主控机；主控机接收影像数据和扫描数据，并基于影像数据和扫描数据，确定识别结果，识别结果包括：影像识别结果和激光扫描结果；影像识别结果包括轨枕有无缺棱掉角，轨枕有无蜂窝麻面和轨枕有无裂纹；激光扫描结果包括：轨枕上缺棱掉角的位置信息和尺寸信息，轨枕上蜂窝麻面的位置信息和尺寸信息，轨枕上裂纹的位置信息和尺寸信息，以及轨枕的尺寸信息。

5、在一种可能的实现方式中，初检区包括中心区域和边缘区域；中心区域设置有多个第一视觉传感器，第一视觉传感器垂直向下安装于中心区域的上部，拍摄轨枕正上方的影像数据；边缘区域设置有多个第二视觉传感器，第二视觉传感器安装于边缘区域的上部，由两侧向中心区域拍摄，拍摄轨枕侧面的影像数据。

6、在一种可能的实现方式中，终检区沿轨枕移动方向的两侧设置有多个激光传感器；激光传感器对轨枕进行扫描，得到扫描数据。

7、第二方面，本发明实施例提供了一种双块式无砟轨道混凝土轨枕的检测方法，应用于如第一方面及其任一种可能的实现方式中的双块式无砟轨道混凝土轨枕的检测装置，该检测方法包括：获取检测装置的初检区检测的影像数据；基于影像数据，进行图像识别，确定初检区当前组轨枕的影响识别结果；若当前组轨枕的影响识别结果为轨枕存在缺棱掉角、蜂窝麻面或裂纹，则移动当前组轨枕进入检测装置的终检区；获取检测装置的终检区的扫描数据；基于扫描数据，确定当前组轨枕的激光扫描结果；激光扫描结果包括以下至少一项：轨枕上缺棱掉角的位置信息和尺寸信息，轨枕上蜂窝麻面的位置信息和尺寸信息，轨枕上裂纹的位置信息和尺寸信息，以及轨枕的尺寸信息。

8、在一种可能的实现方式中，该检测方法还包括：基于影像数据，进行图像识别，确定当前组轨枕中各轨枕的标识信息；若当前组轨枕的影响识别结果为轨枕不存在缺棱掉角、蜂窝麻面和裂纹，则基于当前组轨枕中各轨枕的标识信息，确定当前组轨枕中是否存在抽检轨枕；若存在抽检轨枕，则移动当前组轨枕进入检测装置的终检区；获取检测装置的终检区的扫描数据；基于扫描数据，确定当前组轨枕的激光扫描结果；激光扫描结果包括以下至少一项：轨枕上缺棱掉角的位置信息和尺寸信息，轨枕上蜂窝麻面的位置信息和尺寸信息，轨枕上裂纹的位置信息和尺寸信息，以及轨枕的尺寸信息。

9、在一种可能的实现方式中，该检测方法还包括：若不存在抽检轨枕，则控制当前组轨枕直接通过终检区。

10、在一种可能的实现方式中，该检测方法还包括：基于影响识别结果和/或激光扫描结果，生成当前组轨枕的检测报告。

11、在一种可能的实现方式中，基于扫描数据，确定当前组轨枕的激光扫描结果，包括：基于扫描数据，生成激光点云数据；基于激光点云数据，生成当前组轨枕中各轨枕的bim模型；对比当前组轨枕中每个轨枕的bim模型与预设标准轨枕模型，确定每个轨枕的差异信息；基于每个轨枕的差异信息，确定每个轨枕的激光扫描结果。

12、第三方面，本发明实施例提供了一种控制装置，该控制装置包括：通信单元，用于获取检测装置的初检区检测的影像数据；影响分析单元，用于基于影像数据，进行图像识别，确定初检区当前组轨枕的影响识别结果；若当前组轨枕的影响识别结果为轨枕存在缺棱掉角、蜂窝麻面或裂纹，则移动当前组轨枕进入检测装置的终检区；通信单元，用于获取检测装置的终检区的扫描数据；激光分析单元，用于基于扫描数据，确定当前组轨枕的激光扫描结果；激光扫描结果包括以下至少一项：轨枕上缺棱掉角的位置信息和尺寸信息，轨枕上蜂窝麻面的位置信息和尺寸信息，轨枕上裂纹的位置信息和尺寸信息，以及轨枕的尺寸信息。

13、在一种可能的实现方式中，影响分析单元，还用于基于影像数据，进行图像识别，确定当前组轨枕中各轨枕的标识信息；若当前组轨枕的影响识别结果为轨枕不存在缺棱掉角、蜂窝麻面和裂纹，则基于当前组轨枕中各轨枕的标识信息，确定当前组轨枕中是否存在抽检轨枕；若存在抽检轨枕，则移动当前组轨枕进入检测装置的终检区；通信单元，还用于获取检测装置的终检区的扫描数据；激光分析单元，还用于基于扫描数据，确定当前组轨枕的激光扫描结果；激光扫描结果包括以下至少一项：轨枕上缺棱掉角的位置信息和尺寸信息，轨枕上蜂窝麻面的位置信息和尺寸信息，轨枕上裂纹的位置信息和尺寸信息，以及轨枕的尺寸信息。

14、在一种可能的实现方式中，影响分析单元，还用于若不存在抽检轨枕，则控制当前组轨枕直接通过终检区。

15、在一种可能的实现方式中，检测装置还包括报告生成单元，报告生成单元，用于基于影响识别结果和/或激光扫描结果，生成当前组轨枕的检测报告。

16、在一种可能的实现方式中，激光分析单元，具体用于基于扫描数据，生成激光点云数据；基于激光点云数据，生成当前组轨枕中各轨枕的bim模型；对比当前组轨枕中每个轨枕的bim模型与预设标准轨枕模型，确定每个轨枕的差异信息；基于每个轨枕的差异信息，确定每个轨枕的激光扫描结果。

17、第四方面，本发明实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括存储器和处理器，该存储器存储有计算机程序，所述处理器用于调用并运行所述存储器中存储的计算机程序时，执行如上述第二方面以及任一种可能的实现方式所述的步骤。

18、第五方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第二方面以及任一种可能的实现方式所述的步骤。

19、本发明提供一种双块式无砟轨道混凝土轨枕的检测装置及方法，本发明通过在轨枕生产线后侧增设检测装置，由多个视觉传感器构成多目视觉系统，作为轨枕初检区；由激光传感器构成激光测量系统，作为轨枕终检区；对轨枕进行影像拍摄和激光扫描，得到影像数据和扫描数据；并经由数据中继系统进行数据传输，数据终端系统进行数据处理，得到轨枕的识别结果，实现双块式无砟轨道混凝土轨枕的自动化实时检测。同时无需设置昂贵测量仪器，降低轨枕的检测成本，兼顾了轨枕外观实时检测的检测效率和检测成本。