[发明专利]一种用于钢轨廓形检测的装置及检测方法

说明书

本发明提供一种用于钢轨廓形检测的装置及检测方法。用于钢轨廓形检测的装置包括：线激光器，设置在待检测钢轨的一侧，且配置为能直接照射待待检测钢轨的一部分表面；反射镜，设置在待检测钢轨另一侧，且配置为能将线激光器的部分激光光条反射到待测钢轨未被线激光器照射的至少部分表面；图像获取模块，配置为获取待检测钢轨的漫反射激光光信号，以生成待检测钢轨表面的图像。用于钢轨廓形检测的装置通过比对照到钢轨上表面的出射光及反射光的光条是否重合判断左侧的轮廓信息和右侧的轮廓信息是否为钢轨同一切面的轮廓信息，进而采集钢轨的轮廓信息，过程简单，避免了更多光条重合带来的系统调试的需求增加及系统误差的产生。

技术领域

本发明涉及测控装置领域，特别涉及一种用于钢轨廓形检测的装置及检测方法。

背景技术

由于钢轨廓形的变化直接关系到铁路钢轨的安全运行，而钢轨廓形检测有助于掌握钢轨服役状态、指导钢轨打磨作业，是铁路运营维护的重要手段。常用的检测方法分为接触检测和非接触检测，由于接触检测的人工成本高，效率低，目前大多数钢轨检测都是采用非接触检测。非接触检测主要原理是基于线结构光的机器视觉检测方法。

现有技术中介绍了一种基于偏振成像的钢轨廓形检测装置，在钢轨左右两侧分别布置一套激光摄像主件包括线激光器、线偏振片、镜头、相机，其中线偏振片分别加装于所述线激光器和镜头的前端；线激光器发射的光刀平面垂直入射到钢轨表面，形成的漫反射光作为测量信号，经过机器视觉镜头成像后聚焦于相机的图像传感器CCD上。物体表面的反射主要分为镜面反射和漫反射，在该测量光路中，钢轨表面的漫反射光是测量信号，而镜面反射光是干扰信号。在钢轨两侧各有一套线结构光摄像组件，分别采集钢轨左右侧轮廓。结合CCD上光条的图像和已标定好的相机内外参数，通过钢轨左右侧廓形拼接，即可反算出钢轨的轮廓信息。然而，由于上述技术中仍然存在一些问题，装置中使用了两个线激光器和两个相机及镜头，采用了两个线激光器，就会存在激光器配准的问题，因为不同的线激光器出射的激光光条在空间上有细微差异，即使将两个线激光器放在同一平面上，两个线激光器出射的两条激光光条在钢轨表面不会完全重合，可能会有夹角以及有一定的间隙，此时调节激光器比较困难和麻烦，需要花费较多时间和精力才能将两条钢轨表面的光条重合，否则将大大影响标定误差，最终可能会导致得到的钢轨轮廓信息不真实。并且同时使用两台线激光器成本较大，线激光器的发散角较大的情况下，除了照射到钢轨表面还照射到其他与检测无关的范围，造成能量的浪费。

现有技术中还提出了一种应用于钢轨廓形检查仪上的反射镜结构，包括一内侧反射镜组件，内侧反射镜组件包括：第一固定座安装于主机底面下邻近通孔的一端；第一支撑臂与第一固定座径向转动连接；第一反射镜安装板安装于第一支撑臂上；第一反射镜安装于第一反射镜安装板上。而上述现有技术提出的方案是用一个线激光器垂直照射钢轨，然后在钢轨两侧分别放置有两组反射镜，通过调节反射镜从而使激光光条照射到线激光器照射不到的表面，但是由于使用了两组反射镜，而反射镜反射的激光光条和线激光器出射的光条也需要尽量重合，才能使标定误差最小，因此需要同时调节两组反射镜，将三条激光光条重合，才能完成钢轨轮廓信息的采集。

综上所述，现有的技术中的钢轨廓形检测装置结构复杂，调节困难，成本较大，对激光光能的利用率低。本发明针对以上现有技术中的弊病，提出了一种简便快速的钢轨检测装置及检测方法，只需调节一块反射镜就能达到光条重合，操作简单。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提出了一种用于钢轨廓形检测的装置。

所述用于钢轨廓形检测的装置包括：

线激光器，设置在待检测钢轨的一侧，且配置为能直接照射待检测钢轨的一部分表面；

反射镜，设置在待检测钢轨另一侧，且配置为能将所述线激光器的部分激光光条反射到待测钢轨未被所述线激光器直接照射的至少部分表面；

图像获取模块，配置为获取待检测钢轨的漫反射激光光信号，以生成待检测钢轨表面的图像。