多功能軌道扣件圖像檢測系統及其檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于軌道扣件檢測技術領域，具體涉及一種多功能軌道扣件圖像檢測系統及其檢測方法。
【背景技術】
[0002]現有的軌道扣件檢測，在既有鐵路、客運專線、高速鐵路以及地鐵線路日常維護管理中，目前是采用下述兩種方法進行檢測:1、大量的巡道工人沿線目視巡查。2、巡道車上裝有視頻采集系統，采集到視頻圖像，通過目視此視頻檢測線路及扣件問題。導致效率低，勞動強度大，無法及時了解軌道各部件的狀態。軌道狀態檢測作為保障列車安全的重要手段，卻成為一個急待解決的薄弱環節。
[0003]現在有一種軌道扣件檢測技術，通常是通過搭載在軌道車上的兩個激光照相機來進行對軌道扣件的圖像采集及處理，在軌道車的運行過程中來進行檢測，由此達到檢測軌道扣件的目的，但是其存在如下缺點:
[0004]檢測速度慢，通常只能最大做到每小時10公里的檢測速度。
【發明內容】
[0005]本發明的目的提供一種多功能軌道扣件圖像檢測系統及其檢測方法，包括設置在需要檢測軌道扣件的軌道上的軌道車，所述的軌道車的車體內部設置有伸出軌道車底部的圖像采集裝置，所述的圖像采集裝置包括四臺激光照相機和四臺數碼高速照相機，所述的四臺激光照相機分別為第一激光照相機、第二激光照相機、第三激光照相機和第四激光照相機，所述的四臺數碼高速照相機分別為第一數碼高速照相機、第二數碼高速照相機、第三數碼高速照相機及和第四數碼高速照相機，所述的第一激光照相機的鏡頭和第一數碼高速照相機的鏡頭分別對準軌道的一根鋼軌一側的兩個扣件的中心，所述的第二激光照相機的鏡頭和第二數碼高速照相機的鏡頭分別對準軌道的該根鋼軌另一側的兩個扣件的中心，所述的第三激光照相機的鏡頭和第三數碼高速照相機的鏡頭分別對準軌道的另一根鋼軌一側的兩個扣件的中心，所述的第四激光照相機的鏡頭和第四數碼高速照相機的鏡頭分別對準軌道的該根鋼軌另一側的兩個扣件的中心，所述的四臺激光照相機和四臺數碼高速照相機均與設置在軌道車內部的計算機相連接，所述的計算機同報警裝置相連接，所述的計算機還包含有無線通信模塊，所述的無線通信模塊通過無線網絡同后臺云端服務器相連接，所述的無線網絡還同監控終端相連接，所述的計算機里還有圖像定位采集模塊、圖像分析與處理模塊、圖像識別模塊、圖像數據庫、圖像數據庫管理及瀏覽模塊、同步模塊;所述的圖像數據庫中包括有針對需要檢測的每個軌道扣件所建立的索引和各種種類的標準軌道扣件的圖像特征庫，所述的索引為針對軌道扣件的唯一標識，所述的后臺云端服務器中也存儲有各種種類的標準軌道扣件的圖像特征庫。避免了現有技術中的檢測速度慢，通常只能最大做到每小時10公里的檢測速度的缺陷。
[0006]為了克服現有技術中的不足，本發明提供了一種多功能軌道扣件圖像檢測系統及其檢測方法的解決方案，具體如下:
[0007]一種多功能軌道扣件圖像檢測系統，包括設置在需要檢測軌道扣件的軌道上的軌道車I，所述的軌道車的車體內部設置有伸出軌道車底部的圖像采集裝置，所述的圖像采集裝置包括四臺激光照相機2和四臺數碼高速照相機4，所述的四臺激光照相機2分別為第一激光照相機、第二激光照相機、第三激光照相機和第四激光照相機，所述的四臺數碼高速照相機4分別為第一數碼高速照相機、第二數碼高速照相機、第三數碼高速照相機及和第四數碼高速照相機，所述的第一激光照相機的鏡頭和第一數碼高速照相機的鏡頭分別對準軌道的一根鋼軌一側的兩個扣件的中心，所述的第二激光照相機的鏡頭和第二數碼高速照相機的鏡頭分別對準軌道的該根鋼軌另一側的兩個扣件的中心，所述的第三激光照相機的鏡頭和第三數碼高速照相機的鏡頭分別對準軌道的另一根鋼軌一側的兩個扣件的中心，所述的第四激光照相機的鏡頭和第四數碼高速照相機的鏡頭分別對準軌道的該根鋼軌另一側的兩個扣件的中心，所述的四臺激光照相機2和四臺數碼高速照相機4均與設置在軌道車內部的計算機5相連接，所述的計算機5同報警裝置相連接，所述的計算機5還包含有無線通信模塊6，所述的無線通信模塊6通過無線網絡7同后臺云端服務器8相連接，所述的無線網絡7還同監控終端9相連接，所述的計算機5里還有圖像定位采集模塊、圖像分析與處理模塊、圖像識別模塊、圖像數據庫、圖像數據庫管理及瀏覽模塊、同步模塊;所述的圖像數據庫中包括有針對需要檢測的每個軌道扣件所建立的索引和各種種類的標準軌道扣件的圖像特征庫，所述的索引為針對軌道扣件的唯一標識，所述的后臺云端服務器8中也存儲有各種種類的標準軌道扣件的圖像特征庫。
[0008]所述的多功能軌道扣件圖像檢測系統的方法，步驟如下:
[0009]步驟1:首先讓軌道車勻速運行，其運行速度保持在80公里每小時，同步模塊同時啟動多功能軌道扣件圖像檢測系統，其計算機5的圖像定位采集模塊控制四臺激光照相機2和四臺數碼高速照相機4分別對八個軌道扣件進行圖像采集，具體的圖像采集方式為:根據每小時80公里的運行速度，得到每秒軌道車運行的距離是22米，按照相鄰扣件的間隔距離為30cm的條件，得到22米的運行距離下所需要檢測的扣件數量為75個，這樣就把激光照相機2和數碼高速照相機4的采樣速率設定在每秒采樣不少于100個圖像幀；
[0010]步驟2:當激光照相機2和數碼高速照相機4把采集來的軌道扣件的圖像傳輸到計算機5中，通過圖像分析與處理模塊對采集來的軌道扣件的圖像進行灰度化、平滑去噪、增強、邊緣提取、圖像二值化后得到檢測的軌道扣件的特征數據；
[0011]步驟3:得到的特征數據同圖像數據庫或者后臺云端服務器8中的各種種類的標準軌道扣件的圖像特征庫進行對比，以此來確定軌道扣件主體是否丟失、軌道扣件的絕緣塊是否丟失、扣件力縫值是否超出標準值、軌道扣件的螺帽是否丟失或者軌道扣件是否損壞；
[0012]步驟4:把對比結果和本地檢測時間傳送到云端后臺服務器中進行存儲，若對比結果出現了軌道扣件主體丟失、軌道扣件的絕緣塊丟失、扣件力縫值超出標準值、軌道扣件的螺帽丟失或者軌道扣件損壞，啟動報警裝置報警并提示在界面上。
[0013]本發明能夠達到檢測速度80公里每小時，并且數據傳輸高效并且判斷實時性高，并結合無線通信技術，進一步加大了對數據判別的支撐和統計分析。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明的軌道車內部結構示意圖。
[0015]圖2為本發明的軌道車的底部示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和實施例對
【發明內容】
作進一步說明:
[0017]參照圖1-圖2所示，多功能軌道扣件圖像檢測系統，包括設置在需要檢測軌道扣件的軌道上的軌道車1，所述的軌道車的車體內部設置有伸出軌道車底部的圖像采集裝置，所述的圖像采集裝置包括四臺激光照相機2和四臺數碼高速照相機4，所述的四臺激光照相機2分別為第一激光照相機、第二激光照相機、第三激光照相機和第四激光照相機，所述的四臺數碼高速照相機4分別為第一數碼高速照相機、第二數碼高速照相機、第三數碼高速照相機及和第四數碼高速照相機，所述的第一激光照相機的鏡頭和第一數碼高速照相機的鏡頭分別對準軌道的一根鋼軌一側的兩個扣件的中心，所述的第二激光照相機的鏡頭和第二數碼高速照相機的鏡頭分別對準軌道的該根鋼軌另一側的兩個扣件的中心，所述的第三激光照相機的鏡頭和第三數碼高速照相機的鏡頭分別對準軌道的另一根鋼軌一側的兩個扣件的中心，所述的第四激光照相機的鏡頭和第四數碼