[发明专利]一种道岔尖轨密贴检测方法及系统

权利要求书

1.一种道岔尖轨密贴检测方法，其特征在于，采用道岔尖轨密贴检测系统进行检测，包含如下步骤：

采集成像区域深度图像，并从该图像中检测出钢轨，根据钢轨位置找出钢轨内边缘，通过深度学习方法检测出滑床板；

在检测出的滑床板区域，垂直于钢轨延伸方向，设置矩形检测窗口，在检测窗口内，测量钢轨内边缘到尖轨第一台阶边缘的距离d1、到尖轨第二台阶边缘的距离d2，判定d1、d2是否超过了尖轨与钢轨密贴时，钢轨内边缘到尖轨第一台阶边缘的距离d10、到第二台阶边缘的距离d20，若任一个超过，则存在尖轨密贴不足；

存在尖轨密贴不足时，计算di=(d1-d10+d2-d20)/2,作为尖轨密贴间隙；

其中，道岔尖轨密贴检测系统由成像控制模块、视觉成像模块、图像处理模块和运载平台组成，所述视觉成像模块包括分别位于两侧钢轨正上方的2台成像单元，沿运载平台运动方向对钢轨进行成像，成像区域覆盖钢轨、尖轨、道岔，获取成像区域的纹理图像和/或深度图像；

所述成像单元为线结构光3D相机，3D相机位于钢轨正上方，获取钢轨及尖轨的纹理图像和深度图像。

2.一种道岔尖轨密贴检测方法，其特征在于，采用道岔尖轨密贴检测系统进行检测，包含如下步骤：

采集钢轨及尖轨深度图像，从钢轨深度图像、尖轨深度图像中分别找到钢轨、尖轨，检测出滑床板区域；

在检测出的滑床板区域垂直于钢轨延伸方向设置矩形检测窗口，在检测窗口内，垂直于钢轨延伸方向设置n个采样线，获取n条钢轨及尖轨轮廓曲线；

在n条钢轨及尖轨轮廓曲线中，对钢轨内边缘进行线段拟合得到L1,对尖轨第一台阶竖直边缘进行线段拟合得到L2，对尖轨第二台阶竖直边缘进行线段拟合得到L3；计算L1到L2的距离d3、L1到L3的距离d4，判定d3、d4是否超过尖轨紧贴钢轨时L1到L2的距离d30、L1到L3的距离d40，若任一超过则存在尖轨密贴不足；

存在尖轨密贴不足时， 计算Di=(d3-d30+d4-d40)/2作为尖轨密贴间隙测量值，对n个尖轨密贴间隙测量值Di取均值或最大值作为该检测窗口内尖轨密贴间隙；

其中，道岔尖轨密贴检测系统由成像控制模块、视觉成像模块、图像处理模块和运载平台组成，所述视觉成像模块包括分别位于两侧钢轨正上方的2台成像单元，沿运载平台运动方向对钢轨进行成像，成像区域覆盖钢轨、尖轨、道岔，获取成像区域的纹理图像和/或深度图像；

所述成像单元为线结构光3D相机，3D相机位于钢轨内侧斜上方，线结构光平面与主钢轨延伸方向垂直，3D相机测量区域覆盖钢轨顶部及内侧面、尖轨顶部及内侧面，3D相机x、y方向的测量精度不低于0.1mm，z方向的测量精度不低于0.05mm。

3.一种道岔尖轨密贴检测方法，其特征在于，采用道岔尖轨密贴检测系统进行检测，包含如下步骤：

采集钢轨及尖轨深度图像，从钢轨深度图像、尖轨深度图像中分别找到钢轨、尖轨，检测出滑床板区域；

在滑床板区域，垂直于钢轨延伸方向，设置矩形检测窗口，在检测窗口内，垂直于钢轨延伸方向设置m3个采样线，获取m3条钢轨及尖轨轮廓曲线；

根据钢轨内侧边缘位置，拟合钢轨内侧竖直边缘线段L4；根据尖轨位置，计算尖轨轨腰曲线拟合圆心O1，计算圆心O1到L4的距离f1；

对m3个轮廓曲线，得到m3个测量结果f1，判定f1是否超过了尖轨紧贴主钢轨时的距离e1，若超过则存在尖轨密贴不足；

存在尖轨密贴不足时， 计算hi=f1-e1作为尖轨密贴间隙测量值；对m3个尖轨密贴间隙测量值hi取均值或最大值作为该检测窗口内尖轨密贴间隙；

其中，道岔尖轨密贴检测系统由成像控制模块、视觉成像模块、图像处理模块和运载平台组成，所述视觉成像模块包括分别位于两侧钢轨正上方的2台成像单元，沿运载平台运动方向对钢轨进行成像，成像区域覆盖钢轨、尖轨、道岔，获取成像区域的纹理图像和/或深度图像；

所述成像单元为线结构光3D相机，3D相机位于钢轨内侧斜上方，线结构光平面与主钢轨延伸方向垂直，3D相机测量区域覆盖钢轨顶部及内侧面、尖轨顶部及内侧面，3D相机x、y方向的测量精度不低于0.1mm，z方向的测量精度不低于0.05mm。

4.一种道岔尖轨密贴检测方法，其特征在于，采用道岔尖轨密贴检测系统进行检测，包含如下步骤：

采集钢轨及尖轨深度图像，从钢轨深度图像、尖轨深度图像中分别找到钢轨、尖轨，检测出滑床板区域；

在滑床板区域，垂直于钢轨延伸方向，设置矩形检测窗口，在检测窗口内，根据钢轨内侧边缘位置，拟合钢轨内侧竖直边缘平面P1；

在检测窗口内，垂直于钢轨延伸方向设置r条采样线，获取r条钢轨及尖轨轮廓曲线；

根据尖轨位置，计算尖轨轨腰曲线拟合圆心O2，计算圆心O2到P1的距离si；判定si是否超过了尖轨紧贴钢轨时的距离e2，若超过则判定存在尖轨密贴不足；

存在尖轨密贴不足时，计算gi=si-e2作为尖轨密贴间隙测量值，对r个尖轨密贴间隙测量值gi取均值或最大值作为该检测窗口内尖轨密贴间隙测量结果；

其中，道岔尖轨密贴检测系统由成像控制模块、视觉成像模块、图像处理模块和运载平台组成，所述视觉成像模块包括分别位于两侧钢轨正上方的2台成像单元，沿运载平台运动方向对钢轨进行成像，成像区域覆盖钢轨、尖轨、道岔，获取成像区域的纹理图像和/或深度图像；

所述成像单元为线结构光3D相机，3D相机位于钢轨内侧斜上方，线结构光平面与主钢轨延伸方向垂直，3D相机测量区域覆盖钢轨顶部及内侧面、尖轨顶部及内侧面，3D相机x、y方向的测量精度不低于0.1mm，z方向的测量精度不低于0.05mm。