[发明专利]一种基于双目视觉与激光散斑的铁轨扣件异常检测系统

摘要

本发明公开一种基于双目视觉与激光散斑的铁轨扣件异常检测系统，由激光散斑投射器、摄像机、激光位移传感器、车轮编码器、RFID探测器和工控机组成，其中，激光散斑投射器和摄像机构成双目立体视觉散斑成像系统，用于对扣件进行三维立体测量；激光位移传感器用于测量扣件安装支撑高度值，以此用于控制摄像机成像，车轮编码器和RFID探测器用于里程计数，工控机完成图像采集和处理，采用基于双目视觉立体匹配的方法检测扣件是否异常。该装置采用激光散斑光源人为增加扣件表面斑驳的纹理，可提高图像块匹配精度，准确重建扣件三维形貌，从而有效检测不同类型扣件的多种异常情况。

主权项

一种基于双目视觉与激光散斑的铁轨扣件异常检测系统，其特征在于：由两台激光散斑投射器(Sa、Sb)、四台摄像机(Ca、Cb、Cc、Cd)、四个激光位移传感器(La、Lb、Lc、Ld)、一个车轮编码器、一个RFID探测器和一个工控机组成，所述激光散斑投射器Sa、摄像机Ca和Cb位于列车底部左侧，构成第一测量单元，对左侧铁轨两侧扣件进行检测；所述激光散斑投射器Sb、摄像机Cc和Cd位于列车底部右侧，构成第二测量单元，对右侧铁轨两侧扣件进行检测；所述激光散斑投射器位于铁轨正上方，向铁轨及两侧扣件投射激光散斑；所述摄像机位于铁轨正上方，其中摄像机Ca和Cb沿铁轨纵向安置于激光散斑投射器Sa两侧，构成第一测量单元的双目立体视觉成像系统，摄像机Cc和Cd沿铁轨纵向安置于激光散斑投射器Sb两侧，构成第二测量单元的双目立体视觉成像系统；所述双目立体视觉测量系统拍摄由激光散斑投射器投射在扣件表面的激光散斑图案，用于扣件三维测量；所述四个激光位移传感器用于测量扣件安装底座高度值；所述车轮编码器与车轮转轴连接，用于对车轮转动角度编码；所述RFID探测器位于车体底部，与铁路上设置的RFID标签进行通信；所述工控机位于车厢内，同时与摄像机、激光位移传感器、车轮编码器、RFID探测器连接，读取车轮编码器角度编码信号，对列车行驶里程计数和判定列车行驶方向；所述RFID探测器获取RFID标签信号，对列车行驶里程进行校准；读取四个激光位移传感器测量的铁轨扣件安装底座上表面高度值，判定扣件是否位于成像区域内，控制四台摄像机拍摄扣件区域散斑图像；采集、存储和处理散斑图像，进行双目立体视觉散斑图像三维重建，获取扣件三维点云，并基于扣件三维点云进行扣件异常检测。