CN104374375B - 一种车载应答器外观检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铁路检测技术领域，特别是关于一种车载应答器外观检测系统。其中图像采集装置，安装于车体底部的中心线位置，用于根据控制器的控制信号实时采集应答器的图像数据；控制器，用于根据存储显示服务器输入的图像采集参数向复数个图像采集装置发出控制信号；存储显示服务器，用于从环境信息获取装置获取环境信息，并根据环境信息获得与所述环境信息匹配的图像采集参数。通过上述实施例的系统，可以对高铁线路、普速线路的应答器进行外观检测，避免了现有技术中耗费人力、财力的情况。

Description

一种车载应答器外观检测系统

技术领域

本发明涉及铁路检测技术领域，特别是关于一种车载应答器外观检测系统。

背景技术

随着高铁线路运营里程快速增长，应答器的巡检工作量也大大增加，现有的巡检方式主要以人工上道巡检的方式进行，人工上道巡检的方式存在如下问题：

检测项目繁多，应答器分布在轨道中心位置，需要检测的项目繁多，人工巡检工作量较大。检测准确性较低，由于高铁线路天窗时间主要在夜间，夜间照明较差，对于螺栓松动、开口销脱落、线缆破损等情况，容易出现漏检和错检，造成安全隐患。检测效率低下，平均每小时检测3-5公里高铁线路，几百公里的高铁线路占用大量的人力资源和检测时间。故障处理时间较短，由于高铁车间覆盖范围较大，天窗时间较短，即使巡检过程中发现故障，也没有足够的时间进行故障处理，留下了安全隐患。危险性较高，人工上道作业存在一定的危险性，容易造成安全事故。受外界环境因素影响较为明显，雨雪天气和低温天气对人工巡检造成了较大的影响，特别是冬季低温，夜间上道造成人员冻伤等情况的出现。

发明内容

为了解决现有技术中对应答器检测浪费人力物力的问题，提供了一种车载应答器外观检测系统，可以通过电子摄像的方式实现对应答器的巡检，提高巡检效率和较低人力成本。

本发明实施例提供了一种车载应答器外观检测系统，包括，

复数个图像采集装置，控制器，存储显示服务器，环境信息获取装置；

所述复数个图像采集装置分别与所述控制器相连接，所述控制器与所述存储显示服务器相连接，所述环境信息获取装置与所述存储显示服务器相连接；

所述图像采集装置，安装于车体底部的中心线，用于根据所述控制器的控制信号实时采集应答器的图像数据；

所述控制器，用于根据所述存储显示服务器输入的图像采集参数向所述复数个图像采集装置发出控制信号；

所述存储显示服务器，用于从所述环境信息获取装置获取环境信息，并根据所述环境信息获得与所述环境信息匹配的图像采集参数。

根据本发明实施例所述的一种车载应答器外观检测系统的一个进一步的方面，所述环境信息获取装置进一步包括，卫星定位单元、测速单元，所述卫星定位单元用于获取位置信息，所述测速单元用于输出当前速度信息。

根据本发明实施例所述的一种车载应答器外观检测系统的再一个进一步的方面，所述存储显示服务器进一步用于，根据所述位置信息匹配出当前应答器与所述图像采集装置相对的几何位置关系，确定图像采集装置的焦距；根据所述当前速度信息匹配出所述图像采集装置所使用的光圈和快门参数。

根据本发明实施例所述的一种车载应答器外观检测系统的另一个进一步的方面，所述存储显示服务器进一步用于，根据所述位置信息匹配出当前应答器的材料信息，根据所述材料信息确定所述图像采集装置所使用的光圈和快门参数。

根据本发明实施例所述的一种车载应答器外观检测系统的另一个进一步的方面，所述存储显示服务器进一步用于，将通过卫星定位单元获取的位置信息与应答器的地理位置进行比较，判断所述图像采集单元采集的图像数据的有效性，将有效的图像数据进行存储。

根据本发明实施例所述的一种车载应答器外观检测系统的另一个进一步的方面，所述环境信息获取装置进一步包括时间单元，所述时间单元用于输出时间信息；所述存储显示服务器根据所述时间信息匹配出所述图像采集装置所使用的光圈和快门参数。

根据本发明实施例所述的一种车载应答器外观检测系统的另一个进一步的方面，所述控制器发出的控制信号包括脉冲信号和频率信号，所述脉冲信号根据当前车速产生，所述频率信号为设定的单位时间内图像采集次数。

通过上述实施例的系统，可以对高铁、普速线路的应答器进行外观检测，避免了现有技术中耗费人力、财力的情况，并且考虑到待检测应答器的环境因素，例如视间、位置、车速等方面因素，可以更加准确的获取应答器外观图像信息，方便设备的维护，确保铁路安全运营。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1所示为本发明实施例一种车载应答器外观检测系统的结构示意图；

图2所示为本发明实施例一种车载应答器外观检测方法的流程图；

图3所示为本发明实施例一种车载应答器外观检测系统的具体结构图；

图4所示为本发明实施例一种车载多种电务轨旁设备外观检测系统的具体结构图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1所示为本发明实施例一种车载应答器外观检测系统的结构示意图。

包括复数个图像采集装置101，控制器102，存储显示服务器103，环境信息获取装置104。

所述复数个图像采集装置101分别与所述控制器102相连接，所述控制器102与所述存储显示服务器103相连接，所述环境信息获取装置104与所述存储显示服务器103相连接；

所述图像采集装置101，安装于车体底部的中心线，用于根据所述控制器102的控制信号实时采集应答器的图像数据；

所述控制器102，用于根据所述存储显示服务器103输入的图像采集参数向所述复数个图像采集装置101发出控制信号；

所述存储显示服务器103，用于从所述环境信息获取装置104获取环境信息，并根据所述环境信息获得与所述环境信息匹配的图像采集参数。

作为本发明的一个进一步的实施例，所述环境信息获取装置104进一步包括，卫星定位单元、测速单元，所述卫星定位单元用于获取位置信息，所述测速单元用于输出当前速度信息。

作为本发明的一个进一步的实施例，所述存储显示服务器103进一步用于，根据所述位置信息匹配出当前应答器与所述图像采集装置101相对的几何位置关系，确定图像采集装置的焦距；根据所述当前速度信息匹配出所述图像采集装置所使用的光圈和快门参数。

作为本发明的一个进一步的实施例，所述存储显示服务器103进一步用于，根据所述位置信息匹配出当前应答器的材料信息，根据所述材料信息确定所述图像采集装置所使用的光圈和快门参数。作为本发明的一个进一步的实施例，所述环境信息获取装置104进一步包括时间单元，所述时间单元用于输出时间信息；所述存储显示服务器103根据所述时间信息匹配出所述图像采集装置所使用的光圈和快门参数。作为本发明的一个进一步的实施例，所述存储显示服务器103进一步用于，根据所述位置信息与应答器固有地理位置信息比对，判断当前图像数据的有效性，也就是说当当前车辆的位置信息与数据库中应答器的地理位置信息相同时采集到的图像数据才为有效的图像数据，对有效图像数据进行存储，对无效数据不进行存储。

作为本发明的一个进一步的实施例，所述控制器102发出的控制信号包括脉冲信号和频率信号，所述脉冲信号根据当前车速产生，所述频率信号为设定的单位时间内图像采集次数。

作为本发明的一个进一步的实施例，所述控制器102为复数个，复数个图像采集装置对应一个控制器。

通过上述实施例中的系统，可以对高铁、普速线路的应答器进行外观检测，避免了现有技术中耗费人力、财力的情况，并且考虑到待检测应答器的环境因素，例如视间、位置、车速等方面因素，可以更加准确的获取应答器外观图像信息，方便设备的维护，确保铁路安全运营。

如图2所示为本发明实施例一种车载应答器外观检测方法的流程图。

步骤201，获取环境信息；

步骤202，根据所述环境信息获得与所述环境信息匹配的图像采集参数；

步骤203，根据所述图像采集参数发出控制信号；

步骤204，根据所述控制信号控制安装于车体底部的中心线的图像采集装置实时采集应答器的图像数据。

步骤205，根据所述环境信息中的当前车辆的位置信息与应答器固有的地理位置比对是否有效，如果有效进入步骤206，否则进入步骤207。

步骤206，对有效的所述图像数据进行存储。

步骤207，对无效的所述图像数据不进行存储。

作为本发明的一个进一步的实施例，所述获取环境信息进一步包括，获取位置信息和当前速度信息。

作为本发明的一个进一步的实施例，根据所述环境信息获得与所述环境信息匹配的图像采集参数进一步包括，根据所述位置信息匹配出当前应答器与图像采集装置相对的几何位置关系，确定图像采集装置的焦距；根据所述当前速度信息匹配出所述图像采集装置所使用的光圈和快门参数。

作为本发明的一个进一步的实施例，根据所述环境信息获得与所述环境信息匹配的图像采集参数进一步包括，根据所述位置信息匹配出当前应答器的材料信息，根据所述材料信息确定图像采集装置所使用的光圈和快门参数。

作为本发明的一个进一步的实施例，所述获取环境信息进一步包括，获取时间信息；在所述根据所述环境信息获得与所述环境信息匹配的图像采集参数进一步包括，根据所述时间信息匹配出图像采集装置所使用的光圈和快门参数。

作为本发明的一个进一步的实施例，根据所述图像采集参数发出控制信号进一步包括，脉冲信号和频率信号，所述脉冲信号根据当前车速产生，所述频率信号为设定的单位时间内图像采集次数。

通过上述实施例中的方法，可以对高铁、普速线路的应答器进行外观检测，避免了现有技术中耗费人力、财力的情况，并且考虑到待检测应答器的环境因素，例如视间、位置、车速等方面因素，可以更加准确的获取应答器外观图像信息，方便设备的维护，确保铁路安全运营。

如图3所示为本发明实施例一种车载应答器外观检测系统的具体结构图。

包括，工业摄像组件301，工控机302，存储显示服务器303，同步定位装置304，显示器305。

所述工业摄像组件301为多个，在本例中为1个，工业摄像组件301进一步包括光源和工业摄像头，光源可以向工业摄像头提供照明，以便在光照亮度不够的环境下，提供补偿照明；工业摄像头用于获取清晰的应答器图像数据，并将图像数据通过GiGE或CamLink传送到工控机302，其中工业摄像头可以为线阵相机或者为面阵相机，工控机302对应控制1号工业摄像组件。

存储显示服务器303从同步定位装置304获取卫星定位信号，与数据库中的应答器位置信息进行比较，例如在第一经纬度坐标的位置有应答器，所述应答器的空间位置分别对应1号工业摄像组件，位于车体底部的中心线的1号工业摄像组件与应答器的空间距离为0.3米；在第二经纬度坐标的位置也具有应答器，所述应答器的空间位置分别对应1号工业摄像组件，应答器与相应的工业摄像组件的空间位置可以参考前述描述。

上述的对应关系和空间位置、距离均可以存储于存储显示服务器303的数据库中，在该数据库中除了可以存储上述对应关系外，还存储工业摄像组件的图像采集参数，例如位于车箱底部的1号工业摄像组件与应答器的空间距离为0.3米，对应的焦距参数。

除此以外，存储显示服务器303的数据库还可以存储应答器相应的材料，例如应答器为深色非金属材料，或者为反光材料；不同材料应答器对应的图像采集参数也不相同，例如对于深色非金属材料的光圈、快门参数都需要较大，反光金属材料的光圈、快门参数较小，深色橡胶材料的光圈、快门参数也较大，以上较大或者较小均可以根据具体材料进行设定，可以参考关于摄影的文献，在本专利申请中不再进行赘述。

存储显示服务器303还可以通过同步定位装置304获取车速，或者通过列车的速度传感器获得车速信息，不同的车速对应不同的光圈和快门参数，存储显示服务器303针对不同的车速匹配到合适的光圈和快门参数，在本实施例中，在考虑上述卫星定位信息的同时，也同时考虑到车速信息，而且还可以加入对于应答器材料的考虑，制成一个匹配表格，在某个地理位置的应答器与工业摄像组件的距离，应答器的材料，在某个速度时采用的焦距参数、快门参数和光圈参数；还可以根据不同的环境信息计算相应的图像采集参数。

作为进一步的实施例，存储显示服务器303还可以具有时钟晶振或者时间部件，用于获得当前时间信息，将当前时间信息对工业摄像组件采集图像信息进行综合考虑，例如上午8点至下午4点的光照强度足够，对于工业摄像组件光源的需求不大，也可以不使用光源，相应的光圈、快门也具有相应的参数；在晚间至夜间的巡检中，工业摄像组件的光源需要打开，并且工业摄像组件也配备有相应的光圈和快门参数，以确保光照不理想情况下的图像采集。

当存储显示服务器303根据当前的卫星定位信息确定了工业摄像组件的图像采集参数后，将该图像采集参数传送给相应的工控机302。工控机302根据图像采集参数向相应的工业摄像组件输出控制信号进行图像数据的采集。其中，工控机302根据安装于列车轴头的光电编码器获取巡检列车的速度脉冲，针对于线阵相机的工业摄像组件，工控机302将图像采集参数和速度脉冲信号发送给工业摄像组件，令工业摄像组件以所述速度脉冲信号作为拍摄的触发脉冲，根据图像采集参数配置工业摄像头及光源对应答器进行图像采集；或者，针对面阵相机的工业摄像组件，工控机302将图像采集参数和频率控制信号发送给工业摄像组件，令工业摄像组件按照频率控制信号的时间间隔进行拍摄(例如1秒钟拍摄30张照片)，根据图像采集参数配置工业摄像头和光源，对应答器进行图像采集。

工控机302将卫星定位信息(公里标、行别等)、时间信息和工业摄像组件的编号等信息写入采集的图像数据中，所述工控机302将工业摄像组件采集的图像数据发送给存储显示服务器303，并发送给显示器305进行显示监控。

存储显示服务器303从同步定位装置304获取卫星定位信号，与数据库中的应答器地理位置信息进行比较，例如在第一经纬度坐标的位置有应答器，所述应答器的空间位置分别对应1号工业摄像组件，存储显示服务器303判断在上述经纬度坐标的位置1号工业摄像组件采集的图像数据有效，存储显示服务器303将上述图像数据进行存储，当所述经纬度坐标位置没有应答器时，所述存储显示服务器303将对1号工业摄像组件不进行存储。由于应答器并不是沿着火车轨道均布的，采集的图像中只有1％有效，通过存储显示服务器303根据卫星信号进行定位并与数据库中存储的应答器的地理位置信息进行比较后，可以在应答器的地理位置处进行图像采集，这样实时判断图像是否有效能够大幅提高图像存储的效率，减少存储空间的浪费。如图4所示为本发明实施例一种车载多种电务轨旁设备外观检测系统的具体结构图。

所述工业摄像组件301为多个，在本例中为7个，每一个工业摄像组件301进一步包括光源和工业摄像头，光源可以向工业摄像头提供照明，以便在光照亮度不够的环境下，提供补偿照明；工业摄像头用于获取清晰的电务轨旁设备图像数据，并将图像数据通过GiGE或CamLink传送到工控机302，其中工业摄像头可以为线阵相机或者为面阵相机，每个工控机302对应控制多个工业摄像组件，如图所示，第一工控机控制1、2号工业摄像组件，第二工控机控制3、4号工业摄像组件，第三工控机控制5、6、7号工业摄像组件。

存储显示服务器303从同步定位装置304获取卫星定位信号，与数据库中的电务轨旁设备位置信息进行比较，例如在第一经纬度坐标的位置具有4个轨旁设备，分别为轨腰连接件、应答器、轨旁设备箱盒及线缆、信号机，这4个轨旁设备的空间位置分别对应1、2、3、5号工业摄像组件，位于车箱底部的1号工业摄像组件与轨腰连接件的空间距离为0.5米，位于车箱底部的2号工业摄像组件与应答器的空间距离为0.3米，位于车厢侧面的3号工业摄像组件与轨旁设备箱盒及线缆的空间距离为3米，位于车箱底部的5号工业摄像组件与信号机的空间距离为2米；在第二经纬度坐标的位置具有3个轨旁设备，分别为轨腰连接件、应答器、轨旁设备箱盒及线缆，这3个轨旁设备的空间位置分别对应1、2、3号工业摄像组件，轨旁设备与相应的工业摄像组件的空间位置可以参考前述描述。

在其他的实施例中还可以包括更多的轨旁设备，及其对应的工业摄像组件，当然在某些实施例中若干个轨旁设备可以对应于一个工业摄像组件。

上述的对应关系和空间位置、距离均可以存储于存储显示服务器303的数据库中，不同地理位置的轨旁设备的空间位置、距离可能不同，在该数据库中除了可以存储上述对应关系外，还存储工业摄像组件的图像采集参数，例如位于车箱底部的1号工业摄像组件与轨腰连接件的空间距离为1米，对应的焦距参数，位于车箱底部的2号工业摄像组件与应答器的空间距离为0.3米，对应的焦距参数，位于车厢侧面的3号工业摄像组件与轨旁设备箱盒及线缆的空间距离为3米，对应的焦距参数，对应的焦距参数，位于车箱底部的5号工业摄像组件与信号机的空间距离为2米，对应的焦距参数。

除此以外，存储显示服务器303的数据库还可以存储轨旁设备相应的材料，例如轨腰连接器为深色非金属材料，应答器为深色橡胶材料，轨旁设备箱盒及线缆为反光的金属材料；不同材料轨旁设备对应的图像采集参数也不相同，例如对于深色非金属材料的光圈、快门参数都需要较大，深色橡胶材料的光圈、快门参数也较大，反光金属材料的光圈、快门参数较小，以上较大或者较小均可以根据具体材料进行设定，可以参考关于摄影的文献，在本专利申请中不再进行赘述。

存储显示服务器303还可以通过同步定位装置304获取车速，或者通过列车的速度传感器获得车速信息，不同的车速对应不同的光圈和快门参数，存储显示服务器303针对不同的车速匹配到合适的光圈和快门参数，在本实施例中，在考虑上述卫星定位信息的同时，也同时考虑到车速信息，而且还可以加入对于轨旁设备材料的考虑，制成一个匹配表格，在某个地理位置具有哪些轨旁设备，该轨旁设备的材料，轨旁设备对应哪些工业摄像组件，在某个速度时采用的焦距参数、快门参数和光圈参数；还可以根据不同的环境信息计算相应的图像采集参数。

作为进一步的实施例，存储显示服务器303还可以具有时钟晶振或者时间部件，用于获得当前时间信息，将当前时间信息对工业摄像组件采集图像信息进行综合考虑，例如上午8点至下午4点的光照强度足够，对于工业摄像组件光源的需求不大，可以不使用光源，相应的光圈、快门也具有相应的参数；在晚间至夜间的巡检中，工业摄像组件的光源需要打开，并且工业摄像组件也配备有相应的光圈和快门参数，以确保光照不理想情况下的图像采集。

当存储显示服务器303根据当前的卫星定位信息确定了工业摄像组件的图像采集参数后，将该图像采集参数传送给相应的工控机302。

工控机302根据图像采集参数向相应的工业摄像组件输出控制信号进行图像数据的采集。其中，工控机302根据安装于列车轴头的光电编码器获取巡检列车的速度脉冲，针对于线阵相机的工业摄像组件，工控机302将图像采集参数和速度脉冲信号发送给工业摄像组件，令工业摄像组件以所述速度脉冲信号作为拍摄的触发脉冲，根据图像采集参数配置工业摄像头及光源对轨旁设备进行图像采集；或者，针对面阵相机的工业摄像组件，工控机302将图像采集参数和频率控制信号发送给工业摄像组件，令工业摄像组件按照频率控制信号的时间间隔进行拍摄(例如1秒钟拍摄30张照片)，根据图像采集参数配置工业摄像头和光源，对轨旁设备进行图像采集。

工控机302将卫星定位信息(公里标、行别等)、时间信息和工业摄像组件的编号等信息写入采集的图像数据中，所述工控机302将工业摄像组件采集的图像数据发送给存储显示服务器303，并发送给显示器305进行显示监控。

存储显示服务器303从同步定位装置304获取卫星定位信号，与数据库中的轨旁设备地理位置信息进行比较，例如在第一经纬度坐标的位置有轨旁设备，所述轨旁设备的空间位置分别对应1号工业摄像组件，存储显示服务器303判断在上述经纬度坐标的位置1号工业摄像组件采集的图像数据有效，存储显示服务器303将上述图像数据进行存储，当所述经纬度坐标位置没有轨旁设备时，所述存储显示服务器303将对1号工业摄像组件不进行存储。

通过上述实施例的系统，可以对高铁、普速线路的应答器进行外观检测，避免了现有技术中耗费人力、财力的情况，并且考虑到待检测应答器的环境因素，例如视间、位置、车速等方面因素，可以更加准确的获取应答器外观图像信息，方便设备的维护，确保铁路安全运营。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种车载应答器外观检测系统，其特征在于包括，

复数个图像采集装置，控制器，存储显示服务器，环境信息获取装置；

所述复数个图像采集装置分别与所述控制器相连接，所述控制器与所述存储显示服务器相连接，所述环境信息获取装置与所述存储显示服务器相连接；

所述图像采集装置，安装于车体底部的中心线位置，用于根据所述控制器的控制信号实时采集应答器的图像数据；

所述控制器，用于根据所述存储显示服务器输入的图像采集参数向所述复数个图像采集装置发出控制信号；

所述存储显示服务器，用于从所述环境信息获取装置获取环境信息，并根据所述环境信息获得与所述环境信息匹配的图像采集参数。

2.根据权利要求1所述的一种车载应答器外观检测系统，其特征在于，所述环境信息获取装置进一步包括，卫星定位单元、测速单元，所述卫星定位单元用于获取位置信息，所述测速单元用于输出当前速度信息。

3.根据权利要求2所述的一种车载应答器外观检测系统，其特征在于，所述存储显示服务器进一步用于，根据所述位置信息匹配出当前应答器与所述图像采集装置相对的几何位置关系，确定图像采集装置的焦距；根据所述当前速度信息匹配出所述图像采集装置所使用的光圈和快门参数。

4.根据权利要求2所述的一种车载应答器外观检测系统，其特征在于，所述存储显示服务器进一步用于，根据所述位置信息匹配出当前应答器的材料信息，根据所述材料信息确定所述图像采集装置所使用的光圈和快门参数。

5.根据权利要求2所述的一种车载应答器外观检测系统，其特征在于，所述存储显示服务器进一步用于，将通过卫星定位单元获取的位置信息与应答器的地理位置进行比较，判断所述图像采集单元采集的图像数据的有效性，将有效的图像数据进行存储。

6.根据权利要求1所述的一种车载应答器外观检测系统，其特征在于，所述环境信息获取装置进一步包括时间单元，所述时间单元用于输出时间信息；所述存储显示服务器根据所述时间信息匹配出所述图像采集装置所使用的光圈和快门参数。

7.根据权利要求1所述的一种车载应答器外观检测系统，其特征在于，所述控制器发出的控制信号包括脉冲信号和频率信号，所述脉冲信号根据当前车速产生，所述频率信号为设定的单位时间内图像采集次数。