[发明专利]一种脉冲定距记录轨道图像位置的装置及方法

说明书

一种脉冲定距记录轨道图像位置的装置及方法，包括工控机、光电编码器、CCD线阵相机、LED线形光源组成的图像信息采集系统，安装在轨道检测小车上；光电编码器与轨道检测小车轮子保持同轴转动；光电编码器随轨道检测小车行驶转动触发脉冲；CCD线阵相机采用外部触发方式自动检测外来脉冲，并采用行触发方式每隔固定距离，采用行扫描方式拍照，并对脉冲计数；通过小车车轮直径、脉冲数等参数，计算里程信息。本发明能够使相机能够按照分辨率要求，每隔固定的距离进行行扫描，从而消除因轨道检测小车运行速度的不同带来的图像采集失真或模糊。按照车轮正转一圈拍摄一张轨道图片的规律，实现脉冲定距准确记录轨道图像位置。

技术领域

本发明属于轨道检测技术领域。

背景技术

轨道缺陷检测过程中，一般的相机拍摄轨道图像，只能设置定时拍照，无法精确测量里程，确认图像具体位置。轨道里程记录是轨道缺陷检测系统中不可缺少的基本功能，它可以确定轨道缺陷所在位置。轨道缺陷检测小车的运动方向是双向的，且小车是手推式，不属于匀速运动。因此，要根据车轮转动距离来记录里程，同时要设计能实现正反向距离增减里程的里程自动记录装置。最终，提高系统处理速度和精度。

针对轨道表面以及轨道扣件、夹板的缺陷检测，需结合图像处理技术的应用，利用CCD线阵相机拍摄轨道，对成像的图片进行数字图像处理。在设计轨道缺陷检测仪时需要设计里程记录装置，记录每张图片所对应的轨道位置。设计了里程记录的轨道缺陷检测小车在轨道上实验结果准确，为后续提高缺陷检测系统实效性提供了有效保证。

发明内容

本发明的目的是提供一种脉冲定距记录轨道图像位置装置及方法。通过在小车车轮安装光电编码器获得里程脉冲，然后通过对脉冲信息的处理获得里程信息。可以自动、连续、精确的记录每张轨道图片所对应的位置。

本发明所述的自动、连续、精确的记录图片所对应的位置，是指将光电编码器与轨道检测小车轮子二者保持同轴转动，由紧定螺钉固定，光电编码器需要转动才产生脉冲信号。其中光电编码器每旋转一周发送固定脉冲数n，将脉冲传输至STC增强型工控机。利用STC增强型工控机的可编程计数器阵列（PCA）模块的捕获输入有效沿的功能，在输入信号的上升沿和下降沿均产生中断，从而完成对增量式编码器输出脉冲的计数工作。脉冲信号通过Camerelink线传输给相机，然后触发相机扫描轨道并实时拍摄图片，图片信息通过千兆网口存储于工控机，从而完成图像采集。利用光电编码器的方波信号和工控机的计数器自动完成里程信息的获取，实现自动、连续、精确的记录每张轨道图片所对应的位置。

本发明是通过以下技术方案实现的。

本发明所述的一种脉冲定距记录轨道图像位置的装置，包括工控机、光电编码器、CCD线阵相机、LED线形光源；其中工控机、光电编码器和CCD线阵相机组成图像信息采集系统，光电编码器、CCD线阵相机分别连接到工控机，光电编码器与CCD线阵相机相连；工控机和光电编码器组成里程记录系统，光电编码器与工控机相连；工控机、光电编码器、CCD线阵相机、LED线形光源通过固定架安装在轨道检测小车上。光电编码器与轨道检测小车轮子两者保持同轴转动。CCD线阵相机的摄像头垂直对着轨面，LED线形光源从侧面照射到线阵CCD线阵相机拍摄的轨面位置。

图像采集系统中的光电编码器触发CCD线阵相机拍摄图片；工控机连接CCD线阵相机设置CCD线阵相机参数且存储图片。

里程记录系统中光电编码器获得的脉冲信号并转化为里程信息，在工控机上显示；工控机连接LED线形光源并调节光源。

本发明所述的一种脉冲定距记录轨道图像位置的方法，包括以下步骤。

（1）工控机、光电编码器、CCD线阵相机、LED线形光源通过固定架安装在轨道检测小车上。并将光电编码器与轨道检测小车轮子两者保持同轴转动，由紧固螺钉固定。