车辆运行故障检测系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及交通运输技术领域，尤其涉及一种车辆运行故障检测系统及方法。
【背景技术】
[0002]传统的车辆异常检测方式主要是工作人员根据经验进行排查，这种检测方式，要求车辆进站或入库，但由于车辆组成结构复杂，细小部件较多，尤其是动车组车辆，其一般长度有200多米，并且货车为200多节，从裙板到转向架及中间部底部仅螺栓一项就有1000多项；而且目前一些车辆运行时，通常一站直达，即使中间停靠多次，每次停站时间也非常短，使得车辆在进站后检测的时间非常短，因此采用人工检测方式存在工作效率低及容易漏检的问题。
[0003]为了解决传统的人工检测方式存在问题，现有的车辆故障检测系统在轨道沿线设置多个车辆检测点，每个车辆检测点都设置多个图像采集装置，图像采集装置设置在轨道下方和/或轨道旁，用于对车辆底部和/或侧部的图像进行采集，然后图像处理系统利用通信线路调取图像采集装置采集到的图像，对采集到的车辆底部和/或侧部的图像进行图像处理或人工看图，以完成对车辆的故障检测。
[0004]但通过对现有技术研宄，申请人发现:现有的车辆故障检测系统获取得到的通常都是车辆的二维图像，对于车辆底部和侧部复杂结构而言，二维图像会丢失许多重要的信息特征，导致一些故障点无法自动检测，另外，对于二维图像中的一些水渍、灰尘等非故障点的图案常常会进行误报，影响车辆整体安全运行。
【发明内容】
[0005]为克服相关技术中存在的问题，本发明提供一种车辆运行故障检测系统及方法。
[0006]根据本发明实施例的第一方面，提供一种车辆运行故障检测系统，设置在轨道上的检测点位置，其特征在于，包括:三维信息采集模块和图像处理装置，其中，
[0007]所述三维信息采集模块布设于所述车辆底部及所述车辆侧部中至少一个位置，多个所述图像数据采集装置分别布设在所述检测点位置的轨道的底部和\或侧部，并且多个所述图像数据采集装置用于采集车辆底部和\或侧部的车辆图像数据信息；
[0008]所述图像处理装置与所述三维信息采集模块相连接，用于根据所述图像数据信息计算得到所述车辆的三维结构信息，并将所述三维结构信息与预设结构信息比对，确定所述三维结构信息中与预设结构信息中有差异的部位，并进行报警。
[0009]可选地，所述三维信息采集模块包括:线光源、线阵相机和面阵相机，其中，
[0010]所述线光源照射出一条直线形的光线，所述光线照射到车辆上的区域覆盖待检测区域；
[0011]所述线阵相机的轴线位于所述线光源与所述线光源照射光线形成平面内，并且所述线阵相机的成像区域覆盖所述光线的待检测区域，所述线阵相机用于采集所述光线的待检测区域的第一影像；
[0012]所述面阵相机位于所述平面之外，并且所述面阵相机的轴线与所述平面之间设置有夹角，所述面阵相机的成像区域覆盖所述光线的待检测区域，所述面阵相机用于采集包含所述光线照射在车辆上形成光带的图像的第二影像。
[0013]可选地，所述三维信息采集模块包括:补光光源，
[0014]所述补光光源的照射区域覆盖所述线阵相机的成像区域，用于在所述线阵相机采集所述第一影像时补光。
[0015]可选地，所述补光光源的出射光波长与所述线光源的出射光波长不同。
[0016]可选地，所述三维信息采集模块还包括用于从每个所述第二影像中分别提取第二影像内光带的光心信息的光心提取装置。
[0017]可选地，所述三维信息采集模块还包括:标定件，
[0018]所述标定件能够在所述面阵相机的成像区域内沿所述面阵相机的轴线方向移动；
[0019]所述面阵相机还用于采集包含在所述标定件移动过程中的多个第三影像。
[0020]可选地，所述三维信息采集模块还包括:标定信息获取装置、距离信息计算装置、位置确定装置和尺寸信息确定装置，其中，
[0021]所述标定信息获取装置，用于根据多个所述第三影像中标定件的图像获取标定信息，所述标定信息包括:所述标定件与面阵相机之间的距离，以及，所述标定件的图像位于所述面阵相机的图像传感器上的行数信息；
[0022]所述距离信息计算装置，用于根据所述标定信息以及所述第二影像内光带的光心信息，确定每个所述第二影像内光带的光心距离所述面阵相机之间的距离；
[0023]所述车辆部位确定装置，用于根据所述第一影像和第二影像之间的对应关系，以及，所述线阵相机和面阵相机之间的空间位置关系，确定每个所述第二影像内光带的光心对应的车辆部位；
[0024]所述尺寸信息确定装置，用于根据所述面阵相机的空间位置，所述第二影像内光带的光心距离所述面阵相机之间的距离，以及，所述第二影像内光带的光心对应的车辆部位，确定车辆各部位对应的尺寸信息。
[0025]可选地，所述系统还包括:预设结构信息存储装置，用于预先存储有预设结构信息，所述预设结构信息包括:无故障车辆的结构信息，与当前采样时刻最邻近时刻通过的同辆车辆的结构信息，与当前采样时刻邻近时刻通过的同辆车辆的多组结构信息，和/或，标准零部件的结构信息；
[0026]所述图像处理装置包括:三维结构信息比对单元、异常确定单元和报警单元，其中，
[0027]所述三维结构信息比对单元，用于将车辆各部位对应的尺寸信息与所述预设结构信息中的尺寸信息比对；
[0028]异常确定单元，用于当所述三维结构信息比对单元的比对结果不一致时，确定车辆部位的三维结构异常；
[0029]所述报警单元，用于当车辆部位的三维结构异常时，对三维结构异常的部位进行报警。
[0030]可选地，所述系统还包括:测速装置和脉冲生成电路，其中，
[0031]所述测速装置包括测速雷达和/或测速磁钢，用于测量轨道上车辆通过时的车速；
[0032]所述脉冲生成电路的输入端与所述测速装置相连接，所述脉冲生成电路的输出端分别与所述三维信息采集模块相连接，所述脉冲生成电路，用于根据测量得到的所述车速生成脉冲控制信号，并将生成的所述脉冲控制信号发送给所述三维信息采集模块，以使所述三维信息采集模块能够按照同步时序采集车辆的图像数据信息。
[0033]根据本发明实施例的第二方面，提供一种车辆运行故障检测方法，包括以下步骤:
[0034]在轨道的底部和\或侧部分别采集轨道上通过车辆的图像数据信息；
[0035]根据所述图像数据信息计算得到所述车辆的三维结构信息；
[0036]将所述三维结构信息与预设结构信息进行比对，当确定出所述三维结构信息中与所述预设结构信息中有差异的部位时，进行报警。
[0037]可选地，所述在轨道的底部和\或侧部分别采集轨道上通过车辆的图像数据信息，包括:
[0038]利用在车辆的底部和\或侧部位置上的线阵相机获取包含所述车辆平面信息的二维图像的第一影像；
[0039]利用在车辆的底部以及侧部位置上的面阵相机获取设置在轨道侧的线光源在车辆上形成的光带图像的第二影像；
[0040]其中，所述线光源照射出一条直线形的光线，所述光线照射到车辆上的区域覆盖待检测区域；
[0041]所述线阵相机的轴线位于所述线光源与所述线光源照射光线形成平面内，并且所述线阵相机的成像区域覆盖所述光线的待检测区域；
[0042]所述面阵相机位于所述平面之外，并且所述面阵相机的轴线与所述平面之间设置有夹角，所述面阵相机的成像区域覆盖所述光线的待检测区域。
[0043]可选地，所述根据所述图像数据信息计算得到所述车辆的三维结构信息，包括:
[0044]从每个所述第二影像中分别提取第二影像内光带的光心信息；
[0045]将所有所述第二影像内光带的光心信息进行存储。
[0046]可选地，所述方法还包括:
[0047]在车辆未通过时，在所述面阵相机的