列車運行綜合圖像信息檢測裝置的制作方法

本實用新型屬于鐵路安全監測技術領域，特別涉及一種列車的圖像信息檢測裝置。

背景技術：

現有技術中，已有專門用于檢測鐵路列車底部的圖像檢測系統，其能夠對列車底部的各個零部件進行圖像檢測，再通過計算機比對，及時發現零件缺損、移位以及裂痕等異常，但由于現有的圖像檢測系統所拍攝的圖片是面陣相機拍攝的二維圖片，清晰度普遍不高，并且由于拍攝角度和圖片處理方法的限制，計算機比對的失誤率較高，比如，當過往車輛某部位出現水漬、污損、人工劃痕、脫漆時，二維圖像檢測系統檢測到這些部位灰度值發生了較大的變化后系統會大量報警，或者，當陰雨天氣時，列車的部分區域受到雨水影響，會改變二維灰度值，現有的檢測系統也會報警。為了提高報警的準確性，通常還需要人工看圖進行復檢，而由于列車經過時間短、速度快，拍攝圖片多，人工檢查的時間短、壓力大，檢測效率不高。此外現有系統對于一些二維圖像灰度變化較小、區域變化較小的情況容易漏報，尤其是緊固件的松動、丟失，斷裂等故障容易漏報。

此外，現有的圖像檢測系統的圖像采集模組通常不具備圖像處理功能，而是將采集到的圖像信息實時進行網絡傳輸，通過計算機進行圖像處理和分析，由于信息傳輸量大，因此對網絡要求極高，否則就需要犧牲圖像清晰度，來保證圖像信息的快速傳輸。

技術實現要素：

本實用新型的目的是克服現有技術中的問題，提供一種誤檢率低且檢測效率高的鐵路列車圖像檢測系統。

本實用新型的技術方案是，一種列車運行綜合圖像信息檢測裝置，固定在軌道周圍的檢測位置處并朝向列車的待檢測區域，所述的圖像信息檢測裝置包括，

線陣相機，用于拍攝列車運行過程中待檢測區域的實時圖像信息，及，

第一補光光源，用于對列車待檢測區域進行補光，所述第一補光光源投射于所述待檢測區域的光束覆蓋所述線陣相機在所述待檢測區域內的成像區域；

分析處理器，用于將實時圖像信息與列車的歷史圖像信息進行分析比對并提取異常數據信息。

本實用新型進一步的技術方案是：所述第一補光光源為第一線光源，所述第一線光源投射于所述待檢測區并形成第一投影光線，所述第一投影光線覆蓋所述線陣相機在所述待檢測區域內的成像區域。

更進一步的，所述的列車運行綜合圖像信息檢測裝置還包括面陣相機及結構光源；

所述結構光源投射于所述待檢測區域的投影光束覆蓋所述面陣相機在所述待檢測區域內的成像區域；

所述面陣相機位于所述結構光源與所述結構光源照射形成的光束所在的投影空間外，且所述面陣相機的成像方向與所述的投影空間之間設有夾角。

優選地，所述的面陣相機的成像區域覆蓋所述的線陣相機的成像區域，所述的面陣相機的成像方向與所述的線陣相機的成像方向之間設有夾角。

優選地，所述結構光源為第二線光源，所述第二線光源投射于所述待檢測區域并形成第二投影光線。

進一步的，所述的列車運行綜合圖像信息檢測裝置還包括：基架、分開設置在所述的基架上的線陣采集模組和面陣采集模組，所述的第一補光光源、結構光源和所述的線陣相機設置在該線陣采集模組上，所述的面陣相機設置在所述的面陣采集模組上。

更進一步的，所述的線陣采集模組和面陣采集模組中的一個固定設置在基架上，另一個能夠轉動的設置在所述的基架上。

優選的，所述的基架上轉動連接有轉盤，所述的面陣采集模組安裝在該轉盤上。

進一步的，所述的列車運行綜合圖像信息檢測裝置還包括：與所述的分析處理器信號連接的網絡傳輸模塊，用于將所述的異常數據信息上傳。

進一步的，所述的列車運行綜合圖像信息檢測裝置還包括：紅外信息采集裝置和/或紫外信息采集裝置，及與紅外信息采集裝置和/或紫外信息采集裝置相匹配的第二補光光源。

本實用新型與現有技術相比的優點是：本實用新型采用線陣相機對待檢測區域進行圖像信息采集，能夠獲得清晰度更高的圖片信息；并且本實用新型最終輸出的信息，是經過分析處理器提取的異常數據信息，因此能夠極大的減少信息的傳輸量，因此本實用新型能夠降低誤檢率、提高檢測效率。

附圖說明

附圖1為鐵路列車圖像檢測系統的示意圖；

附圖2為本實用新型的立體圖；

附圖3為本實用新型的工作原理示意圖；

其中：10、支撐架；11、側部支撐架；12、頂部支撐架；13、底部支撐架；20、圖像信息檢測裝置；21、基架；211、轉盤；22、線陣采集模組；221、線陣相機；222、第一線光源；223、第二線光源；23、面陣采集模組；40、軌道；50、軌邊柜。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述。附圖1所示為一種軌道列車在線圖像檢測系統，該檢測系統包括沿著列車軌道設置的多組支撐架10，各支撐架10上分別固定設置有多個列車運行綜合圖像信息檢測裝置20，用于列車到站檢測。其中，一對側部支撐架11上分別設置一對用于檢測列車側部運行狀況的側部圖像信息檢測裝置，頂部支撐架12上設置有用于檢測列車頂部運行狀況的頂部圖像信息檢測裝置，在列車軌道附近地面還設置有用于檢測列車底部運行狀況的底部圖像信息檢測裝置，這些圖像信息檢測裝置能夠對列車形成360度檢測，及時快速的發現列車運行狀況的異常。

本實用新型的列車運行綜合圖像信息檢測裝置20包括：基架21以及設置在基架上的線陣采集模組22，線陣采集模組22包括線陣相機221及第一補光光源。第一補光光源用于對列車待檢測區域進行補光，可以選用線光源或面光源，第一補光光源投射于待檢測區域的光束覆蓋線陣相機221在待檢測區域內的成像區域，本實施例中，第一補光光源為第一線光源222，第一線光源222位于線陣相機221的下方，第一線光源222投射于待檢測區并形成第一投影光線，第一投影光線覆蓋線陣相機221在待檢測區域內的成像區域，且第一線光源222的出射光波長與線陣相機221的入射光波長匹配。線陣相機221接收待來自于檢測區域的反射光線，當列車經過圖像信息檢測裝置時，線陣相機221對待檢測區域連續拍攝，獲取待檢測區域的二維高清圖像信息。

優選實施方式中，本實用新型的列車運行綜合圖像信息檢測裝置為三維圖像信息檢測裝置，用于獲取待檢測區域的三維高清圖像信息。該三維圖像信息檢測裝置由前述的線陣采集模組與第三維圖像信息檢測模組搭建，既可以整體搭建，也可以獨立搭建，附圖2所示即為獨立搭建的三維圖像信息檢測裝置。該裝置包括上述線陣采集模組22和面陣采集模組23，所不同的是，線陣采集模組22除包括線陣相機221及第一補光光源222外，還包括與面陣采集模組23相匹配的結構光源，結構光源可以選用線光源、線陣光源、點光源、點陣列光源等，本實施例中該結構光源為第二線光源223；面陣采集模組23上設置有面陣相機231，為了確保獲得待檢測表面的深度及尺寸信息，第二線光源223投射于待檢測區域的投影光束覆蓋面陣相機在待檢測區域內的成像區域；面陣相機231位于第二線光源223與結構光源照射形成的光束所在的投影空間外，且，面陣相機231的成像方向與的投影空間之間設有夾角。

此外，為確保二維圖像信息檢測裝置采集的二維圖像能夠與第三維圖像信息檢測裝置采集的深度信息實時對應，線陣相機221與第二線光源223位于同一高度，且面陣相機231與線陣相機221位于同一高度，從而使面陣相機231與線陣相機221拍攝待檢測區域的范圍一致。其中，相機的成像方向是指相機鏡頭的光軸所在的方向。第二線光源223投射于待檢測區域并形成第二投影光線，通過分析第二投影光線在圖像中的位置信息，能夠獲知待檢測區域的深度信息。由于線陣相機與面陣相機的拍攝范圍一致，因此，所得到的待檢測區域的圖像既含有二維信息又有縱向信息，可作為后期多角度分析列車部件的依據。

本實用新型的圖像信息檢測裝置還包括與所述的線陣相機以及面陣相機信號連接的分析處理器以及與分析處理器信號連接的網絡傳輸模塊，分析處理器用于將線陣采集模組22和面陣采集模組33采集的實時圖像信息與歷史圖像信息或標準圖像信息進行比對并提取異常數據信息，異常數據信息通過網絡傳輸模塊上傳給上位機。歷史圖像信息是該列車在上一次經過圖像信息檢測裝置時形成的圖像信息，標準圖像信息是該列車在車況一切正常的情況下記錄的標準圖像信息。在分析處理器中，通過將實時圖像信息與歷史圖像信息或標準圖像信息進行灰度比較和識別等手段，提取出實時圖像信息與歷史圖像信息或標準圖像信息的不同之處形成該異常數據信息，然后將該異常數據信息通過網絡傳輸模塊上傳。由于在分析處理器中已經完成大量的計算比對，因此僅需要傳輸比對異常的數據信息，這極大減輕了網絡傳輸的壓力，提升了圖像信息檢測裝置的反應速度。

在三維圖像信息檢測裝置采用獨立搭建的方案中，最佳地方案是：線陣采集模組22和面陣采集模組23中的一個固定設置在基架上，另一個能夠相對轉動的設置在基架21上。如附圖2所示，基架21上轉動連接有轉盤211，面陣采集模組23安裝在該轉盤211上，這樣可以根據具體車況以及拍攝范圍的不同來調節線陣相機221和面陣相機231之間的夾角。

在本實用新型的優選實施例中，為適應夜間或照明不足等特殊工況下工作，該圖像信息檢測裝置還可以包括紅外信息采集裝置和/或紫外信息采集裝置，及與紅外信息采集裝置和/或紫外信息采集裝置相匹配的第二補光光源。

實用新型的列車運行綜合圖像信息檢測裝置利用在多組支撐架安裝高速線陣相機及高速面陣相機以及第一線光源和第二線光源，實現對列車側部及頂部3D圖像信息采集、自動分析數據，對列車故障進行自動預警。解決了人工長期人檢、人看圖的壓力，提高了檢測效率；采用3D圖像信息采集，可以排除水漬、污損、人工劃痕、脫漆等干擾，誤撿率低；3D圖像信息識別效果受陰雨天氣小，下雨天時，雖然二維灰度值發生了不小的變化但是其深度尺寸信息并沒有變化，因此可以避免誤報。