[发明专利]一种轨枕螺栓检测装置

说明书

本发明公开了一种轨枕螺栓检测装置，包括：触发采集模块，获取轨枕螺栓图像的待采集位置；图像采集模块，根据待采集位置获取轨枕螺栓的平面图像数据；图像处理模块，从轨枕螺栓的平面图像数据中获取形状描述，根据形状描述识别出螺栓区域，对螺栓区域进行圆拟合，提取圆心坐标；数据处理模块，根据圆心坐标计算轨枕螺栓的中心偏移量及下一帧轨枕螺栓图像的待采集位置。本发明能够解决现有轨枕螺栓检测装置不仅结构复杂、成本较高、标定过程繁琐，而且由于相机与激光存在较大角度，高度超过螺栓的背景物体极易遮挡激光线，因而无法采集到螺栓剖面，进而导致产生漏检，同时采用线扫描图像采集方式对前进方向的定位存在一定里程累积误差的技术问题。

技术领域

本发明涉及视觉图像检测技术领域，尤其是涉及一种应用于轨道交通领域的轨枕螺栓位置检测装置。

背景技术

轨枕螺栓的位置检测是铁路线路维修作业中重要的一环，主要用于获取轨枕螺栓相对于作业装置沿轨道前进方向的偏移量Y、垂直轨道方向的偏移量X，以及高度偏移量Z。而轨枕螺栓的位置信息可用于指导换轨车换轨作业、轨枕螺栓注油小车注油操作、轨枕螺栓自动松紧作业，以及自动捣固作业等自动化作业方式。

目前，轨枕螺栓的检测方式主要有人工目测、接触开关或金属传感器探测、3D点云检测等方法。其中，人工目测方法劳动强度大、作业效率低。接触开关或金属传感器探测方式只获取偏移量Y，而无法获取偏移量X和Z，而且接触开关存在易将突起的道砟误认为螺栓，金属传感器感应距离范围比较小，易被突起物碰坏等缺点。采用3D点云检测的非接触式定位方式，工作高度可控、定位准确，其中采用激光三角测量法获取三维点云检测螺栓，能同时获取偏移量X、Y、Z，但其结构复杂、成本较高、标定过程繁琐。由于相机与激光存在较大角度，所以高度超过螺栓的背景物体极易遮挡激光线，而无法采集到螺栓剖面，进而导致产生漏检(例如：野草、落叶等)。同时，其采用线扫描的图像采集方式对前进方向的定位存在一定的里程累积误差。

在现有技术中，主要有以下技术方案与本发明申请相关：

该技术方案为本申请人株洲时代电子技术有限公司、中国铁路总公司于2016年12月30日申请，并于2017年05月24日公开，公开号为CN106705862A的中国发明申请《一种快速换轨作业轨枕螺栓位置检测方法》。该发明申请公开了一种快速换轨作业轨枕螺栓位置检测方法，包括以下步骤：S10)获取轨枕螺栓的图像数据；S20)对获取的轨枕螺栓的图像数据进行处理，当计算出轨枕螺栓相对于初始标定状态发生横向偏移时，则发出控制夹钳移动方向和位移量的作业偏移量数据；S30)根据图像处理模块发出的作业偏移量数据控制夹钳移动，以保持夹钳与轨枕螺栓之间的相对位置关系。该发明申请虽然能够解决现有轨枕螺栓检测方式未实现作业的自动化，效率低下，存在较大的安全隐患，容易发生误判与误操作，导致轨枕螺栓毁坏，破坏换轨进程的技术问题。但是，采用3D点云检测的非接触式定位方式，不仅装置结构复杂、成本较高、标定过程繁琐，而且由于相机与激光存在较大角度，高度超过螺栓的背景物体极易遮挡激光线，因而无法采集到螺栓剖面，进而导致产生漏检。同时，该发明申请采用线扫描的图像采集方式对前进方向的定位存在一定的里程累积误差。

因此，提出一种能兼容目标部分遮挡，且能实时、精确地自动定位，获取轨枕螺栓位置信息并指导作业机构作业的轨枕螺栓检测装置成为当前亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种轨枕螺栓检测装置，以解决现有轨枕螺栓检测装置不仅结构复杂、成本较高、标定过程繁琐，而且由于相机与激光存在较大角度，高度超过螺栓的背景物体极易遮挡激光线，因而无法采集到螺栓剖面，进而导致产生漏检，同时采用线扫描的图像采集方式对前进方向的定位存在一定里程累积误差的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种轨枕螺栓检测装置的技术实现方案，轨枕螺栓检测装置，包括：

触发采集模块，获取轨枕螺栓图像的待采集位置；

图像采集模块，根据待采集位置获取轨枕螺栓的平面图像数据；