[发明专利]基于一种城轨车辆车轮踏面损伤检测系统的车轮踏面损伤检测方法

说明书

本发明的一种城轨车辆车轮踏面损伤检测系统及方法涉及一种列车故障检测系统及方法，目的是为了克服现有的车轮踏面损伤检测系统得到的车轮踏面全景图像往往清晰度低，造成损伤识别时误差较多的问题，系统包括：车轮传感器，用于在车轮经过时生成拍摄触发信号；控制模块，用于根据拍摄触发信号生成拍摄命令；图像采集控制及处理模块，用于将拍摄命令发送至相机模块；相机模块，用于在接收到拍摄命令后，采集车轮踏面部分图像，且对于同一车轮采集多张车轮踏面部分图像；并将车轮踏面部分图像发送至图像采集控制及处理模块；图像采集控制及处理模块，还用于在接收车轮踏面部分图像后，将同一车轮的多张车轮踏面部分图像拼接为完整的车轮踏面。

技术领域

本发明涉及一种列车故障检测系统及方法，具体涉及通过拼接车轮踏面完整图像进行损伤识别的系统和方法。

背景技术

车轮踏面损伤是轨道车辆中轮对踏面的常见故障，它是车辆运行中制动力过大引起车轮在轨面上滑行的结果。擦伤所造成的平面会引起车轮与钢轨的剧烈冲击，冲击将严重地破坏车辆的轴承系统和路基道床。这种冲击是一种危险性很大的缺陷，严重威胁行车的安全。

特别是在火车提速以后，对车轮的外形几何尺寸精度要求更高。在紧急制动时，轮对与钢轨的冲撞及相对滑动会造成踏面擦伤或剥离，而剥离会严重影响列车和轨道设施的安全与使用寿命。

而随着我国列车不断提速以及重载列车的增加，轮对的磨耗也日益加快，现有的车轮踏面损伤检测系统可以通过不停车检测车轮踏面的损伤情况，但是由于车速过快，得到的车轮踏面全景图像往往清晰度低，造成损伤识别时误差较多。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的车轮踏面损伤检测系统得到的车轮踏面全景图像往往清晰度低，造成损伤识别时误差较多的问题，提供了一种城轨车辆车轮踏面损伤检测系统及方法。

本发明的一种城轨车辆车轮踏面损伤检测系统，包括车轮传感器、控制模块、图像采集控制及处理模块和相机模块；

车轮传感器，与控制模块电连接，用于在车轮经过时生成拍摄触发信号并发送至控制模块；

控制模块，与图像采集控制及处理模块电连接，用于根据拍摄触发信号生成拍摄命令发送至图像采集控制及处理模块；

图像采集控制及处理模块，与相机模块电连接，用于将拍摄命令发送至相机模块；

相机模块，用于在接收到拍摄命令后，采集车轮踏面部分图像，且对于同一车轮采集多张车轮踏面部分图像；并将车轮踏面部分图像发送至图像采集控制及处理模块；

图像采集控制及处理模块，还用于在接收车轮踏面部分图像后，将同一车轮的多张车轮踏面部分图像拼接为完整的车轮踏面。

本发明的基于上述的一种城轨车辆车轮踏面损伤检测系统的车轮踏面损伤检测方法，具体步骤如下：

步骤一、图像采集：每台前轮踏面图像拍摄相机和后轮踏面图像拍摄相机均拍摄得到 1/4车轮踏面和1/8车轮踏面，同侧的4台前轮踏面图像拍摄相机和4台后轮踏面图像拍摄相机将拍摄的每个车轮的车轮踏面部分图像送到图像采集控制及处理模块中；

步骤二、图像预处理：确定车轮踏面部分图像显著性区域，对1/4车轮踏面进行裁剪和矫正处理，得到矩形形式的1/4车轮踏面，并采用图像投影方法，使用1/8车轮踏面完成1/4车轮踏面精确区域的提取；

步骤三、车轮踏面部分图像分段：对多张1/4车轮踏面同时进行操作得到分段踏面区域，然后进行灰度变换，使得多张1/4车轮踏面平均灰度大小相同；再根据实际拼接需要，选择各分段踏面区域；

步骤四、边缘拟合：首先找出分段踏面区域图像的轮缘边缘线，然后拟合边缘，将弯曲边缘拟合成垂直边缘，去除车轮踏面弧度影响，得到拟合图像；