[发明专利]一种用于铁路货车车厢的检测装置及其检测方法

权利要求书

1.一种用于铁路货车车厢的检测装置，包括固定架（10），其特征在于：所述固定架（10）横跨铁路轨道，所述固定架（10）中形成货车车厢（11）能够通过的框架，所述框架顶部内侧设置有激光雷达（1），所述激光雷达（1）对顶部敞开的货车车厢（11）内部进行扫描，所述激光雷达（1）将扫描数据传输到计算处理器（2）中。

2.根据权利要求1所述的一种用于铁路货车车厢的检测装置，其特征在于：所述固定架（10）中设置有能够对货车车厢（11）外侧以及内部进行拍照的相机组件。

3.根据权利要求2所述的一种用于铁路货车车厢的检测装置，其特征在于：所述相机组件包括对货车车厢（11）内部进行拍照的高清面阵相机（4），所述高清面阵相机（4）设置在固定架（10）顶部横梁的外侧壁处。

4.根据权利要求3所述的一种用于铁路货车车厢的检测装置，其特征在于：所述相机组件包括对货车车厢（11）侧壁的车厢号进行拍照的工业相机（5），所述工业相机（5）设置在固定架（10）立柱的内侧壁。

5.根据权利要求4所述的一种用于铁路货车车厢的检测装置，其特征在于：所述固定架（10）的顶部横梁与货车车厢（11）行驶方向垂直，所述激光雷达（1）、高清面阵相机（4）均设置在顶部横梁的中垂面上。

6.根据权利要求5所述的一种用于铁路货车车厢的检测装置，其特征在于：所述计算处理器（2）收集激光雷达（1）的扫描信息、高清面阵相机（4）拍摄的货车车厢（11）内部图像、电子标签通信模块（6）采集的标签信息，所述激光雷达（1）通过供电电源（3）进行供电。

7.根据权利要求6所述的一种用于铁路货车车厢的检测装置，其特征在于：所述计算处理器（2）通过网络传输模块（7）将数据信息发送到终端（8）。

8.一种用于铁路货车车厢的检测装置的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

（ⅰ）货车车厢穿过固定架同时激光雷达对火车车厢内进行扫描

货车车厢（11）通过固定架（10），激光雷达（1）以25Hz的扫描频率开始对待检测的货车车厢（11）进行扫描，激光雷达（1）利用TOF原理将扫描得到的雷达激光发生器到车厢表面的距离数据和角度数据传输给计算处理模块（2）；

（ⅱ）高清面阵相机、工业相机进行图像采集

步骤（ⅰ）中计算处理模块（2）收到距离数据后，触发高清面阵相机（4）、工业相机（5），高清面阵相机（4）对货车车厢（11）内部进行拍摄，工业相机（5）对货车车厢（11）外侧拍摄，图像信息和电子标签通信模块（6）采集的标签信息传送给计算处理模块（2）；

（ⅲ）对数据进行消噪处理

提取步骤（ⅰ）中获得的距离数据和角度数据，用卡尔曼滤波算法对数据进行滤波以消除噪声；

步骤（ⅱ）中的图像数据进行高斯滤波处理以消除图像本底噪声；

（ⅳ）对消噪后的数据进行处理

对消噪后的距离极坐标数据进行笛卡尔坐标转换，计算出货车车厢（11）内轮廓的笛卡尔坐标数据；

对货车车厢（11）的侧面图像进行二值化得到车厢侧面的二值化图；

（ⅴ）判断货车车厢是否存在异物、破损、孔洞、车门打开的情况

标准的货车车厢（11）是长方体形状，通过对激光雷达（1）扫描车厢后的数据进行绘图可以显示车厢的扫描轮廓，如果货车车厢（11）存在异物、破损、孔洞、车门打开这些异常情况，扫描处理后的车厢轮廓笛卡尔坐标数据将不再是长方体结构；

对二值化图进行形态学数字图像处理，识别出数字符号作为车厢编号；

（ⅵ）检测结果传输

计算处理模块（2）通过网络传输模块（7）将货车车厢（11）是否存在异常、高清面阵相机（4）的拍摄图像、车厢编号、标签信息发送给终端。

9.根据权利要求8所述的一种用于铁路货车车厢的检测装置的检测方法，其特征在于：所述计算处理模块（2）中存储正常及各种异常情况对应的雷达轮廓数据，雷达轮廓数据组成车厢轮廓数据模版库。

10.根据权利要求9所述的一种用于铁路货车车厢的检测装置的检测方法，其特征在于：在货车车厢（11）是否存在异常的过程中，雷达获取的实际车厢轮廓数据分别和车厢轮廓数据模版库中的数据进行相关性计算，取最大相关性对应的结果作为评判，最大相关性计算结果如果和车厢破损的数据模版相关性最大，则判定结果为该车厢破损。