专用敞车车辆挂钩错误自动检测装置及其检测方法
【专利摘要】本发明公开了一种专用敞车车辆挂钩错误自动检测装置及其检测方法。本发明包括：照相装置、图像处理系统、与图像处理系统连接用于将分析处理后的结果传输至PLC系统的IO信号板。其原理：铁路敞车定位好后，PLC系统给图像处理系统启动信号，图像处理系统启动照相装置拍摄跨接在翻车机两端的车厢间挂钩图像，拍照后由图像分析处理系统对图像进行度量，图像进行分割后提取图像的一些重要特性并进行量化表示，若量化比较结果相同则可以判断出车钩旁的挡风管在同侧，则车钩连挂正确，否则则为车钩错挂，判断出结果后由图像处理系统给PLC系统信号进行相应的动作。本发明采用图像识别的方法自动检测专用敞车的车辆错钩异常情况，性能更加可靠。
【专利说明】专用敞车车辆挂钩错误自动检测装置及其检测方法【技术领域】
[0001]本发明涉及一种车辆错钩检测装置，具体的说是涉及一种专用敞车车辆挂钩错误自动检测装置及其检测方法。
【背景技术】
[0002]翻车机卸车系统是一种广泛用于钢厂、电厂、港口等处的高效自动化作业系统，用于翻卸使用的铁路敞车。专用敞车是近年来发展起来的一种铁路车辆，各个车辆之间可以旋转。翻车机卸车系统翻卸专用敞车时地面的敞车与翻车机上的敞车不摘钩，通过车钩旋转保证翻卸时车辆不损坏。
[0003]目前国内的专用敞车多为一端为可以旋转的16#车钩，另一端为不可旋转的17#车钩，按要求，必须是16#车钩与17#车钩连挂。但由于铁路编组问题，常常出现17#同17#车钩连挂的现象，由于17#车钩不能旋转，因此当出现该情况时，翻车机会将17#车钩拧断。目前，各现场主要依靠人工观察解决该问题，周期长且存在很大隐患，市场急需一种能够自动检测到错钩现象的装置。本发明人在2011年分别申报了 CN201110454396.3专用敞车用挂钩错误自动检测装置，及CN201110449127.8专用敞车用车辆错钩检测装置，利用车号识别及光电检测两种方法进行该技术的研究，本次提出的是一种更可靠的设计方案。
【发明内容】
[0004]鉴于已有技 术存在的缺陷，本发明的目的是要提供一种新型的专用敞车车辆挂钩错误检测装置，该装置能够自动检测车辆错钩情况，进而避免因为17#车钩连挂导致的将车钩拧断的事故。
[0005]为了实现上述目的，本发明的技术方案:
[0006]专用敞车车辆挂钩错误自动检测装置，包括:用于采集车辆挂钩图像并将图像转换为电子数据的照相装置；与所述照相装置连接，用于对图像数据进行分析判断的图像处理系统；与所述图像处理系统连接，用于将图像处理系统分析处理后的结果传输至PLC系统的IO信号板。
[0007]本发明的工作原理:首先铁路敞车定位好后，PLC系统给图像处理系统一个启动信号，图像处理系统启动照相装置拍摄跨接在翻车机两端的车厢间挂钩图像，拍照后由图像分析处理系统经过对图像进行度量，对图像进行分割后对图像的一些重要特性提取并进行量化表示，如果量化比较结果相同则可以判断出车钩旁的挡风管在同侧，此时车钩连挂正确，否则则为车钩错挂，判断出结果后由图像处理系统给PLC系统一个信号进行相应的动作。
[0008]与现有技术相比，本发明的有益效果:本发明采用图像识别的方法自动检测专用敞车的车辆错钩异常情况，性能更加可靠，同时能够自动发出报警提醒操作人员及时排除故障，通知翻车机系统自动停机，增加了设备的安全性。【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为正确连挂时的车辆及图象检测装置简图；
[0010]图2为错钩时车辆及图象检测装置简图；
[0011]图3为图1的a-a剖视旋转图；
[0012]图4为本发明结构框图；
[0013]图5图像处理系统流程图。
[0014]图中:1、左侧风管，2、右侧风管，3、照相装置。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图以及具体的实施例进一步说明本发明的技术方案:
[0016]经长期研究分析发现，专用敞车在车钩连挂处有如下特点，即:如车钩连挂正确(16#+17#车钩)，则车钩旁的挡风管在同侧，如图1 ;如车钩连挂不正确，即出现错钩(17#+17#车钩)，则车钩旁的挡风管在不同侧，如图2所示。
[0017]本发明采用图像识别的方法解决专用敞车用车辆错钩问题，以实现自动故障检测、自动停止设备，同时发出报警提醒操作人员排除故障等目的。
[0018]如图4，本发明主要包括照相装置、图像处理系统以及IO信号板；所述照相装置可以采用数码相机、摄像机或图像采集卡等设备。其作用是利用电子传感器把光学影像转换成电子数据，首先物体的光线通过镜头进入相机，通过成像元件转化为数字信号，数字信号通过运算芯片储存在存储设备中；所述图像处理分析系统采用计算机处理系统，首先图像传输到计算机上，图像被分割成像素，各像素可以用红、绿、蓝三种颜色来表示，每种颜色可以用数值来表示，这样一幅数字图像可以用M行、N列的矩阵来表示，通过计算机对图像的去噪，改变图象的亮度、颜色，增强图像中的某些特征，提取图象中包含某些特征的图像，然后通过VB或VC计算机语言对图像的矩阵数据进行分析比较；所述IO信号板作用是将计算机分析处理后的结果传输到PLC的IO模块上，通过信号隔离，计算机分析处理后的结果传输到PLC系统中。
[0019]具体的:
[0020]1.如图1所示，本发明的数码照相装置安装在铁路旁边正对车辆车钩处，当车辆在翻车机内定位好后，翻车机PLC系统通过输出模块控制中间继电器，中间继电器的触点信号输入到与图像采集系统连接的IO信号板，此信号启动图像采集系统。
[0021]2.图像采集系统得到启动信号后，控制数码照相装置拍取车钩处照片，拍照后的照片传输到图像处理系统进行分析处理。由于边界是图像的一个基本特征，其携带了图像中的大量信息，因此图像的边界检测不仅能得到关于边界的有用的结构信息，而且还能极大地减少要图像处理的数据，彩色图像边界可以定义为图像色彩函数的具有边界特征的不连续点的集合。
[0022]其检测方法:1、将照相装置拍摄的跨接在翻车机两端的车厢间挂钩彩色图像的每个像素的信息使用色光(RGB)三原色表不,RGB三原色色度由不同的灰度值来表不；2、分别对红、绿、蓝三个颜色色度执行边界检测，判断错钩情况。
[0023]所述的边界检测包括:a、分别对车钩两侧的风管图像进行提取，用(j，i)表示图像坐标点位置，其中j和i来表示坐标点的横纵坐标值，用f (j，i)表示坐标点的色度。[0024]具体的如图5:根据递归算法，首先选取车厢间挂钩彩色图像的第一行、第一列的坐标点，其色度f (j=l，i=l)，判断是否大于风管色度设定值setl,若色度f (j=l, i=l)不大于风管色度设定值setl，则逐列增加即i=i+l进行判断，若当前色度大于色度设定值setl，则逐列增加即j=j+l进行判断，其判断准则为如果有风管存在，则车厢间挂钩彩色图像中每一行中都会有大于色度设定值的像素，将所述像素的坐标值与车钩的像素坐标值作比较，则可以判断出风管位于车钩的哪一侧。
[0025]b、通过步骤a的判断，若车钩两侧风管图像均位于同一侧，则挂钩正确；否则则为挂钩错误。
[0026]判断结束后，图像采集系统通过IO信号板发出车辆连挂错误或连挂正确的信号到翻车机PLC系统内，翻车机PLC系统控制翻车机设备作出相应的动作。
[0027]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.专用敞车车辆挂钩错误自动检测装置，其特征在于:包括:用于采集车辆挂钩图像并将图像转换为电子数据的照相装置；与所述照相装置连接，用于对图像数据进行分析判断的图像处理系统；与所述图像处理系统连接，用于将图像处理系统分析处理后的结果传输至PLC系统的IO信号板。
2.根据权利要求1所述的自动检测装置，其特征在于:所述的照相装置可以采用数码相机或摄像机或图像采集卡设备。
3.根据权利要求1所述的自动检测装置，其特征在于:所述图像处理分析系统采用计算机处理系统。
4.一种专用敞车车辆挂钩错误自动检测方法，其特征在于:首先将照相装置安装在铁路旁边正对车辆车钩处，当车辆在翻车机内定位好后，翻车机PLC系统通过输出模块控制中间继电器，中间继电器的触点信号输入到与图像采集系统连接的IO信号板，启动图像采集系统；图像采集系统得到启动信号后，控制照相装置拍取车钩处照片，拍照后的图像照片传输到图像处理系统进行分析处理。
5.根据权利要求4所述的自动检测方法，其特征在于:所述的分析处理为:1、将照相装置拍摄的跨接在翻车机两端的车厢间挂钩彩色图像的每个像素的信息使用色光三原色表示，色光三原色色度由不同的灰度值来表示；?、分别对红、绿、蓝三个颜色色度执行边界检测，判断错钩情况，图像采集系统通过IO信号板发出车辆连挂错误或连挂正确的信号到翻车机PLC系统内，翻车机PLC系统控制翻车机设备作出相应的动作。
6.根据权利要求5所述的自动检测方法，其特征在于:所述的边界检测包括:a、分别对车钩两侧的风管图像进行提取，用(j，i)表示图像坐标点位置，其中j和i来表示坐标点的横纵坐标值，用f (j，i)表示坐标点的色度，根据递归算法，首先选取车厢间挂钩彩色图像的第一行、第一列的坐标点，其色度f(j=l，i=l)，判断是否大于风管色度设定值setl，若色度f (j=l, i=l)不大于 风管色度设定值setl,则逐列增加即i=i+l进行判断,若当前色度大于色度设定值setl，则逐列增加即j=j+l进行判断，其判断准则为如果有风管存在，则车厢间挂钩彩色图像中每一行中都会有大于色度设定值的像素，将所述像素的坐标值与车钩的像素坐标值作比较，则可以判断出风管位于车钩的哪一侧；b、通过步骤a的判断，若车钩两侧风管图像均位于同一侧，则挂钩正确；否则则为挂钩错误。
【文档编号】B61G7/14GK103600752SQ201310428257
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2013年9月18日
【发明者】王金福, 王贵亮, 段继明 申请人:大连华锐重工集团股份有限公司