人员用于推动所述探测推车。
[0022]接着，继续对本发明的钢轨损伤探测推车的具体结构进行进一步的说明。
[0023]所述探测推车还包括:钢轨清洁设备，包括水刷、水管和水阀，所述水刷用于对钢轨表面进行清除，所述水管用于为所述水刷提供用水，所述水阀与所述水管连接，用于控制所述水管供水的打开与关闭。
[0024]所述探测推车还包括:太阳能供电设备，包括铅酸蓄电池和光伏板，所述光伏板与所述铅酸蓄电池连接，用于将太阳能转换为电能，并储存到所述铅酸蓄电池中。
[0025]所述探测推车还包括:USB通信接口，用于插入外部U盘，接收外部U盘中预存的波纹上限灰度阈值、波纹下限灰度阈值、波纹长度阈值和幅值阈值，所述波纹上限灰度阈值和所述波纹下限灰度阈值用于将图像中的波纹和背景分离。
[0026]所述探测推车还包括:静态存储设备，与所述USB通信接口连接，用于接收并存储所述波纹上限灰度阈值、所述波纹下限灰度阈值、所述波纹长度阈值和所述幅值阈值。
[0027]如图2所示，所述超声波探测设备3包括超声波发生器31、超声波接收器32和微控制器33，所述超声波发生器31向钢轨发出连续超声脉冲波束，如钢轨无损伤存在，超声脉冲波束到达钢轨后依原路返回到所述超声波接收器32，所述超声波接收器32接收得到底波，如钢轨有损伤，则所述超声波接收器32在接收得到底波前还接收一个伤损波，所述微控制器33与所述超声波接收器32连接以分离出所述伤损波中的离散缺陷子波，并输出所述离散缺陷子波的幅值。
[0028]所述图像探测设备2包括摄像头和波纹缺陷检测器，所述摄像头对钢轨拍摄，以采集钢轨图像，所述波纹缺陷检测器与所述摄像头和所述静态存储设备分别连接，所述波纹缺陷检测器包括自适应直方图均衡化处理单元、灰度化处理单元、波纹图像分割单元和波纹缺陷识别单元。
[0029]所述自适应直方图均衡化处理单元与所述摄像头连接，对所述钢轨图像的每一个像素在其邻域窗口进行自适应直方图均衡化处理，以获得均衡化图像，所述灰度化处理单元与所述自适应直方图均衡化处理单元连接，对所述均衡化图像进行灰度化处理，以获得灰度化图像，所述波纹图像分割单元与所述灰度化处理单元和所述静态存储设备分别连接，将所述灰度化图像中灰度值在所述波纹上限灰度阈值和所述波纹下限灰度阈值之间的像素识别并组成多个波纹子图案，所述波纹缺陷识别单元与所述波纹图像分割单元连接，累计所述多个波纹子图像的波纹长度以作为总波纹长度输出。
[0030]所述ARM 11处理器I与所述摄像头、所述波纹缺陷识别单元、所述微控制器33和所述静态存储设备分别连接，将所述离散缺陷子波的幅值、所述总波纹长度复合在所述钢轨图像上以形成一个复合图像，当所述离散缺陷子波的幅值大于等于所述幅值阈值时，发出离散缺陷预警信号，当所述离散缺陷子波的幅值超过所述幅值阈值的50%时，发出离散缺陷报警信号，当所述总波纹长度大于等于所述波纹阈值时，发出波纹缺陷预警信号，当所述总波纹长度超过所述波纹阈值的50%时，发出波纹缺陷报警信号。
[0031]所述探测推车还包括:无线收发设备，与所述ARM 11处理器I连接，还与远端的铁道管理控制服务器建立双通道的无线通信链路，将所述离散缺陷预警信号、所述离散缺陷报警信号、所述波纹缺陷预警信号或所述波纹缺陷报警信号无线发送给所述铁道管理控制服务器。
[0032]所述探测推车还包括:显示设备，与所述ARM 11处理器I连接，用于实时显示所述复合图像，还用于实时显示所述离散缺陷预警信号、所述离散缺陷报警信号、所述波纹缺陷预警信号或所述波纹缺陷报警信号。
[0033]其中，所述显示设备在所述复合图像中显示与所述离散缺陷子波的幅值对应的离散缺陷等级，以及显示与所述总波纹长度对应的波纹缺陷等级。
[0034]其中，在所述钢轨损伤探测推车中，所述显示设备还与所述静态存储设备连接，所述静态存储设备还存储了所述离散缺陷子波的幅值与所述离散缺陷等级的对应关系，以及存储了所述总波纹长度与所述波纹缺陷等级的对应关系，所述摄像头可以1280X1024的分辨率采集所述钢轨图像，所述自适应直方图均衡化处理单元、所述灰度化处理单元、所述波纹图像分割单元和所述波纹缺陷识别单元可以分别采用不同的FPGA芯片实现，以及所述无线收发设备还可以用于接收所述铁道管理控制服务器发送的控制指令。
[0035]另外，钢轨是铁路轨道的主要组成部件。他的功用在于引导机车车辆的车轮前进，承受车轮的巨大压力，并传递到轨枕上。钢轨必须为车轮提供连续、平顺和阻力最小的滚动表面。在电气化铁道或自动闭塞区段，钢轨还可兼做轨道电路之用。钢轨的类型是以每米长的钢轨质量千克数表示的。铁路上使用的钢轨有75kg/m、60kg/m、50kg/m，43kg/m和38kg/m等几种。钢轨的断面形状采用具有最佳抗弯性能的工字形断面，有轨头、轨腰以及轨底三部分组成。
[0036]为使钢轨更好地承受来自各方面的力，保证必要强度条件，钢轨应有足够的高度，其头部和底部应有足够的面积和高度、腰部和底部不宜太薄。以上各种类型钢轨中，38kg/m钢轨现已停止生产，60kg/m、50kg/m钢轨在主要干线上铺设，站线及专用线一般铺设43kg/m钢轨。对于重载铁路和特别繁忙区段铁路，则铺设75kg/m钢轨。此外，为了适应道岔、特大桥和无缝线路等结构的需要，铁路还采用了特种断面(与中轴线不对称工字型)钢轨。现采用较多的为矮特种断面钢轨，简称AT轨。
[0037]另外，钢轨伤损是指钢轨在使用过程中，发生折断、裂纹及其它影响和限制钢轨使用性能的伤损。为便于统计和分析钢轨伤损，需对钢轨伤损进行分类。根据伤损在钢轨断面上的位置、伤损外貌及伤损原因等分为九类32种伤损，用两位数编号分类，十位数表示伤损的部位和状态，个位数表示造成伤损的原因。钢轨折断是指有下列情况之一者:钢轨全截面至少断成两部分；裂缝已经贯通整个轨头截面或轨底截面；钢轨顶面上有长大于50mm、深大于1mm的掉块。钢轨折断直接威胁行车安全，应及时更换。钢轨裂纹是指除钢轨折断之外，钢轨部分材料发生分离，形成裂纹。从钢轨表面缺陷上分类，可主要分为表面波纹缺陷和表面离散缺陷两种。
[0038]采用本发明的钢轨损伤探测推车，针对现有钢轨损伤探测检测范围不全面、耗费人力成本以及检测效率不高的技术问题，采用超声波探测技术和图像检测技术提高钢轨探测的精度，搭建可推送探测平台完成对全路段铁轨的检测，从而探测范围覆盖了所有的铁路钢轨，为铁路管理部门提供完善和更有价值的参考数据。
[0039]可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【主权项】
1.一种钢轨损伤探测推车，所述探测推车行走在钢轨之间，用于探测钢轨的损伤程度，其特征在于，所述探测推车包括推手、走行轮、竖式探测架、图像探测设备、超声波探测设备和ARM 11处理器，所述走行轮用于实现所述探测推车行走在钢轨之间，所述图像探测设备和所述超声波探测设备以上下排列方式位于所述竖式探测架上，所述图像探测设备对采集的钢轨图像进行图像处理，所述超声波探测设备对钢轨进行超声波探测，所述ARM 11处理器与所述图像探测设备和所述超声波探测设备分别连接，基于所述图像处理结果和所述超声波探测结果，确定钢轨的损伤程度。
【专利摘要】本实用新型涉及一种钢轨损伤探测推车，包括推手、走行轮、竖式探测架、图像探测设备、超声波探测设备和ARM 11处理器，所述走行轮用于实现所述探测推车行走在钢轨之间，所述图像探测设备和所述超声波探测设备以上下排列方式位于所述竖式探测架上，所述图像探测设备对采集的钢轨图像进行图像处理，所述超声波探测设备对钢轨进行超声波探测，所述ARM 11处理器与所述图像探测设备和所述超声波探测设备分别连接，基于所述图像处理结果和所述超声波探测结果，确定钢轨的损伤程度。通过本实用新型，能够精确探测到推车行进路径上的所有钢轨的损伤程度，为钢轨的维护提供重要的参考数据。
【IPC分类】G01N21-88, G01N29-04
【公开号】CN204389405
【申请号】CN201520029227
【发明人】不公告发明人
【申请人】无锡北斗星通信息科技有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年1月15日