列车车轮踏面擦伤检测方法与流程

本发明涉及一种检测方法，尤其涉及一种用于检测列车车轮踏面擦伤的检测方法。

背景技术：

轮对是列车最重要的部件之一，轮对的好坏直接影响列车的行车安全，列车轮对踏面的缺陷包括踏面擦伤和踏面剥离，这些缺陷在列车运行中会带来额外的冲击振动，严重影响列车的行驶安全以及轨道设施的使用寿命，所以如何准确的检测出列车轮对踏面的缺陷是列车发展中急需解决的检测技术问题。

目前业内采用的测量方案大多为接触式检测，图像分析只能做到辅助(人为)判断。列车经过检测设备时，对每个车轮进行12次拍照，再根据拍照得到的照片分析车轮踏面缺陷。缺陷检测：图像检测踏面缺陷，往往不能清楚的区分缺陷和踏面脏污，误报率极高。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有技术中的不足，提供一种精确度高、可避免误报的列车车轮踏面擦伤检测方法。

一种列车车轮踏面擦伤检测方法，包括以下步骤：

步骤(1)，图像获取，提供一成像装置，所述成像装置包括若干成像模组，每一成像模组包括两工业相机、两多线激光及一车轮定位传感器，两所述工业相机设置于车轮定位传感器两侧，两工业相机与所述车轮定位传感器配合使用，该车轮定位传感器可同时触发两工业相机进行拍照；两所述多线激光分别设置于两工业相机的外侧，所述工业相机与多线激光沿同一轨道排列设置，所述工业相机轴心与多线激光轴心间形成一夹角θ，其中，30°≤θ<90°，每一成像模组中的两工业相机呈对向布设；若干所述成像模组分布在两轨道的内侧和外侧，若干成像模组形成一检测区域，该检测区域的工业相机可拍摄一完整的车轮，每一工业相机拍摄车轮的不同区域，列车经过检测区域时，车轮定位传感器感应到车轮信息，并触发两轨道上对应工业相机进行拍照，车轮在成像装置的检测区域上转动一周后，若干工业相机对车轮周边不同区域完成拍摄；

步骤(2)，提取图像特征，根据工业相机拍摄的图片中每条激光线的特征变化提取图像特征，形成特征曲线；

步骤(3)，定性分析踏面擦伤，当特征曲线发生了明显的弯曲时，则为有擦伤的地方，根据弯曲曲线的长短和曲线数量，计算出擦伤面积和深度，而踏面脏污则没有深度信息，从而可明确的区分擦伤和踏面脏污。

进一步地，在步骤(1)中，所述每一轨道的内侧设置有三成像模组，每一轨道的外侧同样设置有三成像模组，由六成像模组中的十二个工业相机对同侧的车轮进行拍照，该十二个工业相机可拍摄一完整的车轮区域，每一工业相机拍摄车轮上十二分之一的区域。

进一步地，在步骤(1)中每一多线激光器发射二十五线激光线，该二十五线激光线照射在车轮上，形成多条相互平行的线条，所述工业相机拍摄对应的多线激光器照射于车轮上的线条。

进一步地，所述二十五条线激光的线间隔为8-12mm。

进一步地，所述夹角θ为45度。

进一步地，在步骤(1)每一成像模组中的两多线激光器呈对称设置，且两多线激光器发射出的激光线呈扇形射出覆盖于同一个车轮踏面，对应的两工业相机相互配合拍摄激光线覆盖的踏面的图片。

综上所述，本发明通过设置多线激光、车轮定位传感器、分析计算机等设备对车轮进行踏面擦伤检测，车轮无需精确定位，即可检测到车轮的整个踏面圆周；且外界环境光对检测的结构影响较小，可确保检测的精确度；通过采用多线激光的结构光源，可以检测到踏面缺陷的深度信息，通过深度信息可以清楚的区分出踏面脏污(踏面脏污没有深度信息)，从而，可避免检测误报。

附图说明

图1为发明中成像模组与车轮的分布示意图。

图2为若干成像模组于轨道两侧的分布示意图。

图3为成像模组中工业相机拍摄的图片中特征曲线示意图。

具体实施方式

为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对发明进行进一步详细说明。

如图1至图3所示，本发明提供一种列车车轮踏面擦伤检测方法，用于检测列车车轮踏面缺陷及区分踏面缺陷、踏面脏污，所述列车车轮踏面擦伤检测方法包括以下步骤：

步骤(1)，图像获取，提供一成像装置，所述成像装置包括若干成像模组100，每一成像模组100包括两工业相机10、两多线激光器20及一车轮定位传感器30，两所述工业相机10设置于车轮定位传感器30两侧，两工业相机10与所述车轮定位传感器30配合使用，该车轮定位传感器30可同时触发两工业相机10进行拍照。两所述多线激光器20分别设置于两工业相机10的外侧，所述工业相机10与多线激光器20沿同一轨道排列设置，所述工业相机10的轴心与多线激光器20的轴心形成一夹角θ,其中，30°≤θ<90°，优选地，所述夹角θ为45°。每一成像模组100中的两多线激光器20呈对称设置，且多线激光器20发射出的激光线呈扇形射出覆盖一个车轮踏面，对应的两工业相机10相互配合拍摄激光线覆盖的踏面的图片。若干所述成像模组100分布在两轨道200的内侧和外侧，若干成像模组100形成一检测区域，本实施例中，所述每一轨道200的内侧设置有三成像模组100，相应地，每一轨道200的外侧同样设置有三成像模组100，同一车轮300由六成像模组100中的十二个工业相机10对同侧的车轮300进行拍照，该十二个工业相机10可拍摄出一完整的车轮300踏面，每一工业相机10拍摄车轮300踏面上十二分之一的区域。

当列车经过成像装置的检测区域时，一成像模组100中的车轮定位传感器30感应到车轮300的最低点压在该传感器对应的导轨位置上时，所述车轮定位传感器30输出高电平信号，从而触发该成像模组100内的两工业相机10对车轮进行拍照；车轮300在检测区域转动一圈后，若干成像模组100中的工业相机10完成对车轮踏面不同区域的拍摄工作；本实施例中，每一多线激光器20可发射25条激光线，,优选地，线激光间的间隔为10mm，从而可以检测10x10mm大小擦伤的检测需求，该25线激光线照射在车轮上，形成多条相互平行线条，工业相机10拍摄对应的多线激光器20照射于车轮上的线条。

步骤(2)，提取图像特征，根据工业相机10拍摄的图片中每条激光线的特征变化提取图像特征，形成特征曲线(如图3所示)。

步骤(3)，定性分析踏面擦伤，当特征曲线发生了明显的弯曲，则为有擦伤的地方，根据弯曲曲线的长短和曲线数量，可以计算出擦伤面积和深度，而踏面脏污则没有深度信息，从而可明确的区分擦伤和踏面脏污。

综上所述，本发明通过设置多线激光、车轮定位传感器、分析计算机等设备对车轮进行踏面擦伤检测，车轮无需精确定位，即可检测到车轮的整个踏面圆周；且外界环境光对检测的结构影响较小，可确保检测的精确度；通过采用多线激光的结构光源，可以检测到踏面缺陷的深度信息，通过深度信息可以清楚的区分出踏面脏污(踏面脏污没有深度信息)，从而，可避免检测误报。

以上所述实施例仅表达了发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于发明的保护范围。因此，发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。