[发明专利]一种在线钢轨探伤的图像处理辅助检测装置及方法

权利要求书

1.一种在线钢轨探伤的图像处理辅助检测装置，其特征在于：所述检测装置包括：工业CCD线阵摄像机(206)、辅助光源(207，208)、控制机箱(107)；控制机箱中包含嵌入式系统(204)、系统电源(202)、通信接口(201)、光源激励控制器(203)、数字线阵图像采集接口(205)，所述工业CCD线阵摄像机(206)与线阵图像采集接口(205)连接；辅助光源(207，208)与光源激励控制器(203)连接；系统电源(202)、通信接口(201)、光源激励控制器(203)、数字线阵图像采集接口(205)分别与嵌入式系统(204)连接。

2.根据权利要求1所述的在线钢轨探伤的图像处理辅助检测装置，其特征在于：所述控制机箱(107)安装于列车底部，控制机箱(107)靠近钢轨的一侧安装工业CCD线阵摄像机(206)和辅助光源(207，208)。

3.根据权利要求1所述的在线钢轨探伤的图像处理辅助检测装置，其特征在于：所述嵌入式系统(204)由嵌入式微处理器和现场可编程逻辑阵列FPGA构成。

4.一种在线钢轨探伤的图像处理辅助检测方法，其特征在于：所述检测方法包括如下步骤：

1)系统初始化，设置嵌入式系统(204)工作参数，通过光源激励控制器(203)激励辅助光源(207，208)；

2)由嵌入式系统(204)通过数字线阵图像采集接口(205)设置工业CCD线阵摄像机(206)的采集速率和线分辨率，工业CCD线阵摄像机(206)开始采集钢轨表面的图像信息；

3)工业CCD线阵摄像机(206)连续输出线阵像素数据，嵌入式系统(204)将线阵像素序列合成为连续图像，并分组为面阵灰度图像；

4)将分组后的面阵图像并行进行两种运算：识别轨缝和轨面缺陷分析，其中，轨缝识别方法包括：分组后的面阵图像边缘检测，图像列向灰度均值向量计算，图像列向灰度均值向量一阶导数和二阶导数计算，轨缝信息提取；轨面缺陷分析包括：分组后的面阵图像增强处理，图像平滑，图像阈值化处理，图像边界抑制，计算钢轨表面损伤程度信息；

5)钢轨表面图像信息分类及损伤程度计算；

6)通过通信接口(201)输出给在线钢轨损伤探测装置，然后返回第步骤3循环处理。

5.根据权利要求4所述的在线钢轨探伤的图像处理辅助检测方法，其特征在于：所述工业CCD线阵摄像机(206)连续输出线阵像素数据，是指工业CCD线阵摄像机(206)随列车运行在线采集的钢轨表面的图像信息，采集方式为线阵形式。

6.根据权利要求4所述的在线钢轨探伤的图像处理辅助检测方法，其特征在于：所述钢轨表面损伤信息包括钢轨表面的小坑、鱼鳞纹和裂纹。

7.根据权利要求4所述的在线钢轨探伤的图像处理辅助检测方法，其特征在于：所述在线钢轨损伤探测装置包括基于电磁方法的在线钢轨探伤装置和基于超声波技术的在线钢轨探伤装置。