[发明专利]一种基于结构光的扣件缺失检测方法及其装置

权利要求书

1.一种基于结构光的扣件缺失检测方法，其特征在于：包括如下步骤

a、将结构红外光源系统的红外发光源和图像采集系统的图像采集器置于车体底部，所述红外发光源置于轨道扣件的正上方并且红外发光源垂直地面向轨道扣件照射形成平行于铁轨的光带，所述图像采集器对准所述轨道扣件拍摄并且其位置与照射在轨道扣件上的红外光路形成30～45度的拍摄角度；

b、图像采集，通过图像采集器采集红外发光源照射在扣件上的光线形成的图像；

c、数据处理，将采集到的图像与扣件完整时红外线形成的标准图像进行比较，通过差异比较，得出扣件缺失与否。

2.根据权利要求1所述的基于结构光的扣件缺失检测方法，其特征在于：所述红外发光源包括三道直线型光源，其中一道照射在距离扣件边缘位置3～7cm的轨枕上形成定位结构光，其余两道照射在扣件上面，其中一道照射在扣件的螺杆和弹条上，另一道只照射在弹条上。

3.根据权利要求2所述的基于结构光的扣件缺失检测方法，其特征在于：所述差异比较具体步骤如下：将采集到的图像转换为二值图，使得在图像中红外光源照射处呈现为白色，通过图像中定位结构光形成的长且平滑的线条快速定位，锁定图像上轨枕中心位置后，再依据扣件各部件的分布，找出螺杆和螺杆左侧弹条、螺杆右侧弹条所在的位置，将图像分为三幅独立的图片，将这三副独立的图片与标准图像中对应的三副图片进行模版匹配。

4.根据权利要求1至3之一所述的基于结构光的扣件缺失检测方法，其特征在于：所述图像采集系统根据GPS系统或/和安装在火车轮轴上的光电编码器提供的速度信息经由控制系统对图像采集器进行触发拍摄，并且通过存储器实时的保存，在存储的同时通过GPS系统在图像上记录位置信息。

5.根据权利要求4所述的基于结构光的扣件缺失检测方法，其特征在于：所述红外发光源采用波长为850NM至950NM的结构光。

6.根据权利要求5所述的基于结构光的扣件缺失检测方法，其特征在于：所述图像采集器的采集端上设置有过滤低于800nm波长光线的高通滤光片。

7.一种基于结构光的扣件缺失检测装置，利用权利要求1至6之一所述的检测方法，其特征在于：包括结构红外光源系统和图像采集系统，所述结构红外光源系统的红外发光源和图像采集系统的图像采集器均置于车体底部轨枕的上方，所述红外发光源置于轨道扣件的正上方并且红外发光源垂直地面向轨道扣件照射形成平行于铁轨的光带，所述图像采集器对准所述轨道扣件拍摄并且其位置使得图像采集器与照射在轨道扣件上的红外光路形成30～45度的拍摄角度。

8.根据权利要求7所述的基于结构光的扣件缺失检测装置，其特征在于：所述红外发光源和图像采集器形成的直线与轨枕平行，每根铁轨上设置有两套所述结构红外光源系统和图像采集系统分别检测该铁轨内外两侧的扣件。

9.根据权利要求8所述的基于结构光的扣件缺失检测装置，其特征在于：所述红外发光源包括三道直线型光源，其中一道照射在距离该检测扣件边缘3～7cm的轨枕上形成定位结构光，其余两道照射在扣件上面，其中一道照射在扣件的螺杆和弹条上，另一道只照射在弹条上。

10.根据权利要求7至9之一所述的基于结构光的扣件缺失检测装置，其特征在于：还包括和计算机控制系统、GPS系统或/和安装在火车轮轴上的光电编码器，所述GPS系统或/和安装在火车轮轴上的光电编码器与图像采集系统和计算机控制系统连接，所述图像采集系统根据GPS系统或/和安装在火车轮轴上的光电编码器提供的速度信息经由计算机控制系统对图像采集器进行触发拍摄，并且通过计算机控制系统的存储器实时的保存，在存储的同时通过GPS在图像上记录位置信息。