CN110641512B - 一种电务车车下走行部电务设备图像检测系统 - Google Patents

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    • H04N7/181—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast for receiving images from a plurality of remote sources

Abstract

一种电务车车下走行部电务设备图像检测系统，涉及一种电务车图像检测技术，为了解决采用人工检测的方式对车下走行部的电务设备进行检测时，检测效率低以及可靠性差的问题。本发明的第一拍摄相机获取电子标签图像；第二拍摄相机获取机感吊架图像；第三拍摄相机获取车速度传感器图像；第四拍摄相机获取车号图像；车轮传感器获取电务车的车速信息并以传感信号的形式输出，保证电务车优先经过车轮传感器；DSP控制板与车轮传感器相连，DSP控制板与差分信号处理器相连；差分信号处理器分别与第一拍摄相机、第二拍摄相机、第三拍摄相机以及第四拍摄相机相连；以上四类摄相机拍摄的图像分别通过计算机存储于存储服务器中。有益效果为检测效率高，可靠性强。

Description

一种电务车车下走行部电务设备图像检测系统
技术领域
本发明涉及一种电务车图像检测技术。
背景技术
目前对于安装在车下走行部的电务设备的检测工作仍然是由检测人员在车间工作区域内完成，检测手段完全依赖于检测人员使用录像手电对部件进行拍照形成视频数据或检测人员目视部件直接判断其是否正常，这些检测方法和手段都归结为人工检测。
人工检测存在的问题：
1、完全采用人工车下目视的方式进行检测，人员劳动强度大，容易造成人身安全隐患，且检测作业质量难以保证，检测效率低。
2、人工检测作业过程依靠人工手持摄像手电进行拍摄，该方式拍摄图像质量差，一致性不高，一旦出现质量问题追溯困难，检测可靠性差。
发明内容
本发明的目的是为了解决采用人工检测的方式对车下走行部的电务设备进行检测时，检测效率低以及可靠性差的问题，提出了一种电务车车下走行部电务设备图像检测系统。
本发明所述的一种电务车车下走行部电务设备图像检测系统包括DSP控制板、差分信号处理器、第一拍摄相机、第二拍摄相机、第三拍摄相机、第四拍摄相机、存储服务器和车轮传感器；
第一拍摄相机用于获取电务车的电子标签图像；
第二拍摄相机用于获取电务车底部的机感吊架图像；
第三拍摄相机用于获取电务车车轮轴部的车速度传感器图像；
第四拍摄相机用于获取电务车的车号图像；
车轮传感器设置在钢轨的侧壁上以获取电务车的车速信息并以传感信号的形式输出，同时保证电务车优先经过车轮传感器；
DSP控制板的传感信号输入端与车轮传感器的传感信号输出端相连，DSP控制板的脉冲信号输出端与差分信号处理器的脉冲信号输入端相连；差分信号处理器的差分信号输出端分别与第一拍摄相机的差分信号输入端、第二拍摄相机的差分信号输入端、第三拍摄相机的差分信号输入端以及第四拍摄相机的差分信号输入端相连；第一拍摄相机、第二拍摄相机、第三拍摄相机和第四拍摄相机拍摄的图像分别通过计算机存储于存储服务器中。
本发明利用车轮传感器获取电务车的车速信息，并将该电务车的车速信息以传感信号的形式发送至DSP控制板，DSP控制板将传感信号转换为脉冲信号发送至差分信号处理器，差分信号处理器根据脉冲信号转换为差分信号，分别控制第一拍摄相机拍摄电子标签图像、第二拍摄相机拍摄机感吊架图像、第三拍摄相机拍摄车速度传感器图像以及第四拍摄相机拍摄车号图像，然后通过计算机将上述所有图像存储于存储服务器中，最后通过调用、查看存储服务器中的图像即可根据车号图像，确定异常车辆，完成检测作业。
本发明的有益效果是该图像检测系统在电务车通过时自动采集电务车载车下走行部设备的外观图像和3D信息，无需人工车下作业，有效消除人身安全隐患；采用机器检测替代人工车下目视，大幅降低检测人员劳动强度，更好的保证作业质量，同时能够提高检测效率，并且便于追溯，检测的可靠性好。
附图说明
图1为具体实施方式一所述的一种电务车车下走行部电务设备图像检测系统的原理结构框图；
图2为具体实施方式二中拍摄箱的布置位置示意图；
图3为具体实施方式三中拍摄箱的控制原理框图；
图4为具体实施方式五中信号处理电路的电路图；
图5为具体实施方式五中信号放大电路的电路图；
图6为具体实施方式五中信号转换电路的电路图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种电务车车下走行部电务设备图像检测系统包括DSP控制板1、差分信号处理器2、第一拍摄相机3、第二拍摄相机4、第三拍摄相机5、第四拍摄相机6、存储服务器7和车轮传感器8；
第一拍摄相机3用于获取电务车的电子标签图像；
第二拍摄相机4用于获取电务车底部的机感吊架图像；
第三拍摄相机5用于获取电务车车轮轴部的车速度传感器图像；
第四拍摄相机6用于获取电务车的车号图像；
车轮传感器8设置在钢轨15的侧壁上以获取电务车的车速信息并以传感信号的形式输出，同时保证电务车优先经过车轮传感器8；
DSP控制板1的传感信号输入端与车轮传感器8的传感信号输出端相连，DSP控制板1的脉冲信号输出端与差分信号处理器2的脉冲信号输入端相连；差分信号处理器2的差分信号输出端分别与第一拍摄相机3的差分信号输入端、第二拍摄相机4的差分信号输入端、第三拍摄相机5的差分信号输入端以及第四拍摄相机6的差分信号输入端相连；第一拍摄相机3、第二拍摄相机4、第三拍摄相机5和第四拍摄相机6拍摄的图像分别通过计算机存储于存储服务器7中。
在本实施方式中，利用车轮传感器8获取电务车的车速信息，并将该电务车的车速信息以传感信号的形式发送至DSP控制板1，DSP控制板1将传感信号转换为脉冲信号发送至差分信号处理器2，差分信号处理器2根据脉冲信号转换为差分信号，分别控制第一拍摄相机3拍摄电子标签图像、第二拍摄相机4拍摄机感吊架图像、第三拍摄相机5拍摄车速度传感器图像以及第四拍摄相机6拍摄车号图像，然后通过计算机将上述所有图像存储于存储服务器7中，最后通过调用、查看存储服务器中的图像即可根据车号图像，确定异常车辆，完成检测作业；在调用、查看存储服务器中的图像的过程中，可以通过计算机利用网络交换机构成局域网，由局域网其他计算机将获调取存储服务器中的图像；在确认电务车是否存在异常时，可由人工在存储服务器7中查看系统拍摄的图像，也可以通过利用存储服务器7中存储的图像与标准的图像进行对比，进而对存在异常的图像进行报警。
在本实施方式中，第一拍摄相机3为3D相机；第二拍摄相机4为2D相机；第三拍摄相机5为3D相机；第四拍摄相机6为2D相机。
具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的一种电务车车下走行部电务设备图像检测系统进一步限定，在本实施方式中，该图像检测系统还包括第一拍摄箱10、第二拍摄箱11、第三拍摄箱12和第四拍摄箱9；
第一拍摄箱10为底箱，并且第一拍摄箱10埋设在两条钢轨15的中轴线处，同时第一拍摄箱10位于相邻的两个枕轨14之间；第一拍摄相机3设置在所述第一拍摄箱10内，并且第一拍摄相机3的镜头竖直向上；
第二拍摄箱11为底箱，并且四个第二拍摄箱11以二乘二矩阵的形式对称埋设钢轨15的两侧；四个第二拍摄相机4分别设置在所述四个第二拍摄箱11内，并且四个第二拍摄相机4的镜头焦点聚焦于钢轨15的正上方；
第三拍摄箱12为侧箱，并且两个第三拍摄箱12分别设置在两条钢轨15的左右两侧；两个第三拍摄相机5分别设置在所述两个第三拍摄箱12内，并且两个第三拍摄相机5镜头水平且相对；
第四拍摄箱9为侧箱，第四拍摄箱9分别设置在两条钢轨15的左右两侧；第四拍摄相机6设置在第四拍摄箱9内，并且两个第四拍摄相机6镜头水平且相对。
在本实施方式中，增设第一拍摄箱10、第二拍摄箱11、第三拍摄箱12和第四拍摄箱9分别对第一拍摄相机3、第二拍摄相机4、第三拍摄相机5和第四拍摄相机6起到保护作用，使得该检测系统在风霜雨雪类天气中仍然可以使用。
具体实施方式三：结合图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式二所述的一种电务车车下走行部电务设备图像检测系统进一步限定，在本实施方式中，该图像检测系统还包括步进电机驱动器17；
所述步进电机驱动器17用于根据驱动信号分别驱动第一拍摄箱10、第二拍摄箱11、第三拍摄箱12和第四拍摄箱9的箱门打开；
DSP控制板1的驱动信号输出端与步进电机驱动器17的驱动信号输入端相连。
在本实施方式中，实现了第一拍摄箱10、第二拍摄箱11、第三拍摄箱12和第四拍摄箱9箱门的自动控制，使得在电务车到达时保证箱门打开，避免影响第一拍摄相机3、第二拍摄相机4、第三拍摄相机5和第四拍摄相机6拍摄。
在本实施方式中，DSP控制板1的驱动信号与DSP控制板1的脉冲信号为同步信号。
具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种电务车车下走行部电务设备图像检测系统进一步限定，在本实施方式中，该图像检测系统还包括分线箱13；
所述DSP控制板1、差分信号处理器2、计算机和存储服务器7共同安装在一个机柜内，并且该机柜设置在轨边机房16内；
所述第一拍摄相机3的差分信号输入端、第二拍摄相机4的差分信号输入端、第三拍摄相机5的差分信号输入端和第四拍摄相机6的差分信号输入端通过分线箱13与轨边机房16内的差分信号处理器2的差分信号输出端分别相连；
所述第一拍摄相机3、第二拍摄相机4、第三拍摄相机5和第四拍摄相机6拍摄的图像通过分线箱13后，利用轨边机房16内的计算机存储于存储服务器7中。
在本实施方式中，通过增加分线箱13，使得在对该检测系统进行施工安装时更简单、方便，并且通过轨边机房16对其统一管理，使该检测系统更加合理化。
具体实施方式五：结合图4、图5和图6说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的一种电务车车下走行部电务设备图像检测系统进一步限定，在本实施方式中，
差分信号处理器2包括信号处理电路、信号放大电路和信号转换电路；
DSP控制板1输出的脉冲信号经过信号处理电路进行滤波、隔离后，再经过信号放大电路进行信号放大，最后通过信号转换电路将其转换为差分信号；
所述信号处理电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、光电耦合器U1、电源VCC和变压器T1；
光电耦合器U1为可控硅输出型；
脉冲信号的正极端分别与电阻R1的一端、电容C2的一端、电阻R2的一端以及变压器T1的原边线圈的一端相连；电阻R1的另一端与电容C1的一端相连；
脉冲信号的接地端分别与电容C1的另一端、电容C2的另一端、电阻R2的另一端以及变压器T1的副边线圈的一端相连；
变压器T1的原边线圈的另一端同时与电容C3的一端以及电阻R3的一端相连；电阻R3的另一端与光电耦合器U1中发光二极管的阳极相连；
变压器T1的副边线圈的另一端同时与电容C3的另一端以及光电耦合器U1中发光二极管的阴极相连；
光电耦合器U1中的可控硅控制极同时与电源VCC以及电容C4的一端相连；电容C4的另一端接地；
光电耦合器U1中的可控硅阳极作为该信号处理电路的输出端；
光电耦合器U1中的可控硅阴极接地；
所述信号放大电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C5和放大器U2；
信号处理电路的输出端同时与电阻R5的一端以及电阻R7的一端相连；
电阻R7的另一端同时与电阻R4的一端以及电阻R8的一端相连，电阻R4的另一端与电源VCC相连；
电阻R8的另一端与电阻R9的一端相连，并作为放大器U2同向信号的输入端；电阻R9的另一端接地；
电阻R5的另一端与电阻R6的一端相连，并作为放大器U2反向信号的输入端；
电阻R6的另一端与放大器U2的输出端相连，并作为该信号放大电路的输出端；
放大器U2的正极供电端与电源VCC相连；
放大器U2的负极供电端与电容C5的一端相连，并接地；电容C5的另一端与电源VCC相连；
所述信号转换电路包括转换芯片U3、电阻R10、电容C6、电容C7、电容C8和电容C9；
转换芯片U3的型号为LCMXO2280C；
转换芯片U3的144号引脚与信号放大电路的输出端相连；
转换芯片U3的102号引脚与电阻R10的一端相连；
转换芯片U3的105号引脚与电阻R10的另一端相连；
转换芯片U3的98号引脚同时与82号引脚、电容C6的一端、电容C7的一端、电容C8的一端、电容C9的一端、117号引脚、135号引脚以及电源VCC相连；电容C6的另一端、电容C7的另一端、电容C8的另一端以及电容C9的另一端同时接地；
转换芯片U3的119号引脚作为该差分信号处理器2的第一差分信号输出端，并与第一拍摄相机3的差分信号输入端相连；
转换芯片U3的115号引脚作为该差分信号处理器2的第二差分信号输出端，并与第二拍摄相机4的差分信号输入端相连；
转换芯片U3的113号引脚作为该差分信号处理器2的第三差分信号输出端，并与第三拍摄相机5的差分信号输入端相连；
转换芯片U3的111号引脚作为该差分信号处理器2的第四差分信号输出端，并与第四拍摄相机6的差分信号输入端相连。
在本实施方式中，差分信号处理器2将DSP控制板1输出的脉冲信号转换为差分信号，其中，DSP控制板1输出的脉冲信号为TTL IN+和TTL GND；差分信号包括第一差分信号(Ranger1_A+)、第二差分信号(Ranger1_A-)、第三差分信号(Ranger1_B+)和第四差分信号(Ranger1_B-)；第一拍摄相机3用于根据第一差分信号开始拍摄以获取电务车的电子标签图像；第二拍摄相机4用于根据第二差分信号开始拍摄以获取电务车底部的机感吊架图像，第三拍摄相机5用于根据第三差分信号开始拍摄以获取电务车车轮轴部的车速度传感器图像；第四拍摄相机6用于根据第四差分信号开始拍摄以获取电务车的车号图像。

Claims (8)

1.一种电务车车下走行部电务设备图像检测系统，其特征在于，该图像检测系统包括DSP控制板(1)、差分信号处理器(2)、第一拍摄相机(3)、第二拍摄相机(4)、第三拍摄相机(5)、第四拍摄相机(6)、存储服务器(7)和车轮传感器(8)；
第一拍摄相机(3)用于获取电务车的电子标签图像；
第二拍摄相机(4)用于获取电务车底部的机感吊架图像；
第三拍摄相机(5)用于获取电务车车轮轴部的车速度传感器图像；
第四拍摄相机(6)用于获取电务车的车号图像；
车轮传感器(8)设置在钢轨(15)的侧壁上以获取电务车的车速信息并以传感信号的形式输出，同时保证电务车优先经过车轮传感器(8)；
DSP控制板(1)的传感信号输入端与车轮传感器(8)的传感信号输出端相连，DSP控制板(1)的脉冲信号输出端与差分信号处理器(2)的脉冲信号输入端相连；差分信号处理器(2)的差分信号输出端分别与第一拍摄相机(3)的差分信号输入端、第二拍摄相机(4)的差分信号输入端、第三拍摄相机(5)的差分信号输入端以及第四拍摄相机(6)的差分信号输入端相连；第一拍摄相机(3)、第二拍摄相机(4)、第三拍摄相机(5)和第四拍摄相机(6)拍摄的图像分别通过计算机存储于存储服务器(7)中。
2.根据权利要求1所述的一种电务车车下走行部电务设备图像检测系统，其特征在于，该图像检测系统还包括第一拍摄箱(10)、第二拍摄箱(11)、第三拍摄箱(12)和第四拍摄箱(9)；
第一拍摄箱(10)为底箱，并且第一拍摄箱(10)埋设在两条钢轨(15)的中轴线处，同时第一拍摄箱(10)位于相邻的两个枕轨(14)之间；第一拍摄相机(3)设置在所述第一拍摄箱(10)内，并且第一拍摄相机(3)的镜头竖直向上；
第二拍摄箱(11)为底箱，并且四个第二拍摄箱(11)以二乘二矩阵的形式对称埋设钢轨(15)的两侧；四个第二拍摄相机(4)分别设置在所述四个第二拍摄箱(11)内，并且四个第二拍摄相机(4)的镜头焦点聚焦于钢轨(15)的正上方；
第三拍摄箱(12)为侧箱，并且两个第三拍摄箱(12)分别设置在两条钢轨(15)的左右两侧；两个第三拍摄相机(5)分别设置在所述两个第三拍摄箱(12)内，并且两个第三拍摄相机(5)镜头水平且相对；
第四拍摄箱(9)为侧箱，第四拍摄箱(9)分别设置在两条钢轨(15)的左右两侧；第四拍摄相机(6)设置在第四拍摄箱(9)内，并且两个第四拍摄相机(6)镜头水平且相对。
3.根据权利要求2所述的一种电务车车下走行部电务设备图像检测系统，其特征在于，该图像检测系统还包括步进电机驱动器(17)；
所述步进电机驱动器(17)用于根据驱动信号分别驱动第一拍摄箱(10)、第二拍摄箱(11)、第三拍摄箱(12)和第四拍摄箱(9)的箱门打开；
DSP控制板(1)的驱动信号输出端与步进电机驱动器(17)的驱动信号输入端相连。
4.根据权利要求1所述的一种电务车车下走行部电务设备图像检测系统，其特征在于，该图像检测系统还包括分线箱(13)；
所述DSP控制板(1)、差分信号处理器(2)、计算机和存储服务器(7)共同安装在一个机柜内，并且该机柜设置在轨边机房(16)内；
所述第一拍摄相机(3)的差分信号输入端、第二拍摄相机(4)的差分信号输入端、第三拍摄相机(5)的差分信号输入端和第四拍摄相机(6)的差分信号输入端通过分线箱(13)与轨边机房(16)内的差分信号处理器(2)的差分信号输出端分别相连；
所述第一拍摄相机(3)、第二拍摄相机(4)、第三拍摄相机(5)和第四拍摄相机(6)拍摄的图像通过分线箱(13)后，利用轨边机房(16)内的计算机存储于存储服务器(7)中。
5.根据权利要求1所述的一种电务车车下走行部电务设备图像检测系统，其特征在于，差分信号处理器(2)包括信号处理电路、信号放大电路和信号转换电路；
DSP控制板(1)输出的脉冲信号经过信号处理电路进行滤波、隔离后，再经过信号放大电路进行信号放大，最后通过信号转换电路将其转换为差分信号。
6.根据权利要求5所述的一种电务车车下走行部电务设备图像检测系统，其特征在于，
所述信号处理电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、光电耦合器U1、电源VCC和变压器T1；
光电耦合器U1为可控硅输出型；
脉冲信号的正极端分别与电阻R1的一端、电容C2的一端、电阻R2的一端以及变压器T1的原边线圈的一端相连；电阻R1的另一端与电容C1的一端相连；
脉冲信号的接地端分别与电容C1的另一端、电容C2的另一端、电阻R2的另一端以及变压器T1的副边线圈的一端相连；
变压器T1的原边线圈的另一端同时与电容C3的一端以及电阻R3的一端相连；电阻R3的另一端与光电耦合器U1中发光二极管的阳极相连；
变压器T1的副边线圈的另一端同时与电容C3的另一端以及光电耦合器U1中发光二极管的阴极相连；
光电耦合器U1中的可控硅控制极同时与电源VCC以及电容C4的一端相连；电容C4的另一端接地；
光电耦合器U1中的可控硅阳极作为该信号处理电路的输出端；
光电耦合器U1中的可控硅阴极接地。
7.根据权利要求6所述的一种电务车车下走行部电务设备图像检测系统，其特征在于，
所述信号放大电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C5和放大器U2；
信号处理电路的输出端同时与电阻R5的一端以及电阻R7的一端相连；
电阻R7的另一端同时与电阻R4的一端以及电阻R8的一端相连，电阻R4的另一端与电源VCC相连；
电阻R8的另一端与电阻R9的一端相连，并作为放大器U2同向信号的输入端；电阻R9的另一端接地；
电阻R5的另一端与电阻R6的一端相连，并作为放大器U2反向信号的输入端；
电阻R6的另一端与放大器U2的输出端相连，并作为该信号放大电路的输出端；
放大器U2的正极供电端与电源VCC相连；
放大器U2的负极供电端与电容C5的一端相连，并接地；电容C5的另一端与电源VCC相连。
8.根据权利要求7所述的一种电务车车下走行部电务设备图像检测系统，其特征在于，
所述信号转换电路包括转换芯片U3、电阻R10、电容C6、电容C7、电容C8和电容C9；
转换芯片U3的型号为LCMXO2280C；
转换芯片U3的144号引脚与信号放大电路的输出端相连；
转换芯片U3的102号引脚与电阻R10的一端相连；
转换芯片U3的105号引脚与电阻R10的另一端相连；
转换芯片U3的98号引脚同时与82号引脚、电容C6的一端、电容C7的一端、电容C8的一端、电容C9的一端、117号引脚、135号引脚以及电源VCC相连；电容C6的另一端、电容C7的另一端、电容C8的另一端以及电容C9的另一端同时接地；
转换芯片U3的119号引脚作为该差分信号处理器(2)的第一差分信号输出端，并与第一拍摄相机(3)的差分信号输入端相连；
转换芯片U3的115号引脚作为该差分信号处理器(2)的第二差分信号输出端，并与第二拍摄相机(4)的差分信号输入端相连；
转换芯片U3的113号引脚作为该差分信号处理器(2)的第三差分信号输出端，并与第三拍摄相机(5)的差分信号输入端相连；
转换芯片U3的111号引脚作为该差分信号处理器(2)的第四差分信号输出端，并与第四拍摄相机(6)的差分信号输入端相连。
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