CN102951183A - 基于线阵图像传感器的转辙机表示缺口位移监测装置 - Google Patents

基于线阵图像传感器的转辙机表示缺口位移监测装置 Download PDF

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Abstract

本发明装置涉及铁路信号设备的监测领域 ， 是一种基于线阵图像传感器的转辙机表示缺口位移监测装置。该装置把固定标杆和移动表示杆缺口标记叠加一起形成缺口图像，缺口图像用线阵传感器读取。不同的灰度能区分不同性质的物体，一维图像的灰度变化表示了固定标杆或移动表示缺口的边缘 ； 读取灰度曲线并处理，可以方便地得到固定标杆在移动表示杆缺口中的位置，进而检测出转辙机表示缺口相对于固定标杆的位移。该位移数据通过带电源的现场总线传到机械室内的计算机中 ； 计算机通过现场总线，连接车站所有转辙机的表示缺口检测装置，实现对转辙机表示缺口位移监测。

Description

基于线阵图像传感器的转辙机表示缺口位移监测装置
技术领域
本发明装置涉及铁路信号设备的监测领域，是一种用于转辙机表示缺口位置位移监测的装置。
背景技术
转辙机缺口位置的调整一直是电务维修作业的重要内容。当道床变化或轨道位移时，转辙机缺口位置将会改变，如不及时调整道岔，则会导致检查柱无法落下，道岔无法给出表示信息，信号不能开放，列车无法通过。转辙机缺口监测装置可24小时监测缺口位置，当缺口偏移到临界位置时，监测装置将给出预警信号。因此，转辙机缺口监测装置是实现电务状态修的重要基础设备。大多数缺口检测装置输出开关量信息，只告知好与不好。不能直接查看缺口的调整状态，如偏差多少。少数装置采用视频图像传感器可以非常直观地查看转辙机缺口位置，但是，视频传输需要专用电缆，而且每组道岔需要独立电缆，成本高不能普及。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术的不足，公开了一种基于线阵图像传感器的转辙机表示缺口位移监测装置，采用图像一维化技术，大大压缩数据量，可以在共享的总线上传输实时图像，解决了图像传输的通道瓶颈。
本发明是通过以下技术方案实现的，该转辙机表示缺口位移监测装置包括现场采集系统、图像信息二线制传输系统和计算机数据采集分析系统，其中：
所述现场采集系统包括双摄像头、CPU单元和通信接口，所述双摄像头分别对准转辙机表示杆的定位和反位，双摄像头中安装了线阵图像传感器，摄像头前面有透镜实现成像的焦距调整。CPU单元采集线阵图像传感器的数据，并把数据送给通信接口。
所述图像信息二线制传输系统即为通信总线，采用带电源的现场总线。现场采集系统中的通信接口负责把数据调制到带电源的现场总线上。
所述计算机数据收集分析系统在室内，包括监测主机、图象识别及计算模块和显示器，所述监测主机通过其端口连接到带电源的现场总线上，接收线阵图象数据，监测主机通过图象识别及计算模块把转辙机缺口的位置计算出来，显示在相应的显示器上，采集的原始图象也可同时显示，供信号维修人员使用。
所述线阵图像传感器，可选择如线阵CCD芯片或者线阵CMOS芯片。
进一步优化方案，所述现场采集系统还包括LED照明灯，该LED照明灯安装于摄像头前面。通过LED照明灯，改善光照条件，提高图像分辨率和检测精度。
所述带电源的现场总线，不仅负责供电，而且承担数据的双向通信，完成图像信息的传输，例如MBUS。
本发明把固定标杆和移动表示杆（移动表示杆包括转辙机反位表示杆和转辙机定位表示杆）缺口标记叠加一起形成缺口图像，该缺口图像用线阵传感器读取。不同的灰度能区分不同性质的物体，一维图像的灰度变化表示了固定标杆或移动表示缺口的边缘；读取灰度曲线并处理，可以方便地得到固定标杆在移动表示杆缺口中的位置，进而检测出转辙机表示缺口相对于固定标杆的位移。该位移数据通过带电源的现场总线传到机械室内的计算机中。计算机通过现场总线，连接车站所有转辙机的缺口检测装置，实现对转辙机表示缺口位移监测。
附图说明
图1为转辙机表示缺口位移监测装置总连接示意图。
图中标记说明：转辙机反位表示杆1、转辙机定位表示杆2、CCD线阵摄像头3、CPU单元4、通信接口5、电源6、监测主机7、显示器8、固定标杆9。
具体实施方式
以下结合附图对本发明技术方案作进一步说明。
转辙机表示缺口位移监测装置包括现场采集系统、图像信息二线制传输系统和计算机数据采集分析系统，其中：
所述现场采集系统包括双摄像头3、CPU单元4和通信接口5，所述双摄像头分别对准固定标杆9位置所在的转辙机表示杆的定位2和反位1，双摄像头中安装了线阵图像传感器，摄像头前面有透镜实现成像的焦距调整。CPU单元采集线阵图像传感器的数据，并把数据送给通信接口。
所述图像信息二线制传输系统即为通信总线，采用带电源的现场总线。现场采集系统中的通信接口负责把数据调制到带电源的现场总线上。所述带电源的现场总线，不仅负责供电，而且承担数据的双向通信，完成图像信息的传输，例如MBUS。
所述计算机数据收集分析系统在室内，包括监测主机7、图象识别及计算模块和显示器8，所述监测主机通过其端口连接到带电源的现场总线上，接收线阵图象数据，监测主机通过图象识别及计算模块把转辙机缺口的位置计算出来，显示在相应的显示器上，采集的原始图象也可同时显示，供信号维修人员使用。还包括LED照明灯，该LED照明灯安装于摄像头前面。通过LED照明灯，改善光照条件，提高图像分辨率和检测精度。
本发明把固定标杆9和移动表示杆（移动表示杆包括转辙机反位表示杆1和转辙机定位表示杆2）缺口标记叠加一起形成缺口图像，该缺口图像用线阵传感器读取。不同的灰度能区分不同性质的物体，一维图像的灰度变化表示了固定标杆或移动表示缺口的边缘；读取灰度曲线并处理，可以方便地得到固定标杆在移动表示杆缺口中的位置，进而检测出转辙机表示缺口相对于固定标杆的位移。该位移数据通过带电源的现场总线传到机械室内的计算机中。计算机通过现场总线，连接车站所有转辙机的缺口检测装置，实现对转辙机表示缺口位移监测。
转辙机表示缺口位移监测装置可安装在各类转辙机中使用，特别适用于S700K电动转辙机。安装时，把CCD线阵摄像头3用固定支架安装在转辙机的侧壁，摄像镜头对准需要监测的表示杆缺口（1、2）。通过仔细调焦，使缺口位置线形图象在CCD传感器中清晰成像。CPU单元4和通信接口5可放置在接线盒中。通信线采用转辙机的备用信号电缆。监测主机7放置在机械室中，如信号集中监测系统的机柜中，主机运行图象识别及计算模块程序，通过通讯线获取图象数据，并在显示器8上显示图像，实现对转辙机表示缺口位置的监测。

Claims (5)

1.一种转辙机表示缺口位移监测装置，其特征是，该转辙机表示缺口位移监测装置包括现场采集系统、图像信息二线制传输系统和计算机数据采集分析系统，其中：
所述现场采集系统包括双摄像头、CPU单元和通信接口，所述双摄像头分别对准转辙机移动表示杆的定位和反位，双摄像头中安装了线阵图像传感器，摄像头前面有透镜实现成像的焦距调整，CPU单元采集线阵图像传感器的数据，并把数据送给通信接口；
所述图像信息二线制传输系统采用带电源的现场总线，现场采集系统中的通信接口负责把数据调制到带电源的现场总线上；
所述计算机数据采集分析系统在室内，包括监测主机、图象识别及计算模块和显示器，所述监测主机通过其端口连接到带电源的现场总线上，接收线阵图象数据，监测主机通过图象识别及计算模块把转辙机表示缺口的位置计算出来，显示在相应的显示器上，采集的原始图象也同时显示，供信号维修人员使用。
2.如权利要求１所述转辙机表示缺口位移监测装置，其特征是，所述线阵图像传感器，选择线阵CCD芯片或者线阵CMOS芯片。
3.如权利要求１所述转辙机表示缺口位移监测装置，其特征是，所述带电源的现场总线采用二线信号电缆传输图像信息。
4.如权利要求3所述转辙机表示缺口位移监测装置，其特征是，所述带电源的现场总线为MBUS。
5.如权利要求1所述转辙机表示缺口位移监测装置，其特征是，所述现场采集系统还包括LED照明灯，该LED照明灯安装于摄像头前面。
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