CN111605578A - 一种用无人机搭载3d设备的铁路轨道巡检方法 - Google Patents

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Abstract

一种用无人机搭载3D设备的铁路轨道巡检方法，属于铁路列车领域，本发明为解决采用工人巡检的方式对铁路轨道巡检无法满足要求的问题。本发明方法包括以下步骤：步骤一、在无人机上搭载3D视觉检测系统，沿巡检轨迹实时采集铁路轨道的图像信息，以获取轨道灰度图片和高度图片，并将采集的数据与线路里程信息关联；步骤二、将采集到的图像信息传输到图像分析模块中，对采集的图像进行分析，生成故障图片信息并发送给数据管理平台；步骤三、在数据管理平台上给用户呈现轨道故障信息、轨道问题特征描述，及由线路里程信息描述的故障具体位置。

Description

一种用无人机搭载3D设备的铁路轨道巡检方法
技术领域
本发明涉及对铁路钢轨的检测技术，属于铁路列车领域。
背景技术
铁路轨道巡检通常为人工巡检，因其低效、耗时、主观性强等特点，已经不能满足现代铁路快速、精准、自动化的检测要求，且随着我国日益增加的铁路干线，所需的人工成本也越来越高。
发明内容
本发明目的是为了解决采用工人巡检的方式对铁路轨道巡检无法满足要求的问题，提供了一种用无人机搭载3D设备的铁路轨道巡检方法。
本发明所述一种用无人机搭载3D设备的铁路轨道巡检方法，该方法包括以下步骤：
步骤一、在无人机上搭载3D视觉检测系统，沿巡检轨迹实时采集铁路轨道的图像信息，以获取轨道灰度图片和高度图片，并将采集的数据与线路里程信息关联；
步骤二、将采集到的图像信息传输到图像分析模块中，对采集的图像进行分析，生成故障图片信息并发送给数据管理平台；
步骤三、在数据管理平台上给用户呈现轨道故障信息、轨道问题特征描述，及由线路里程信息描述的故障具体位置。
优选地，步骤一的无人机的巡检轨迹根据待巡检铁路轨道轨迹进行设定。
优选地，图像分析模块调用数据库实现对采集图像的故障分析。
优选地，数据管理平台还用于实时查询和检索线路名称、故障信息和采集时间。
优选地，步骤一中在无人机上搭载3D视觉检测系统的方法为：无人机下方设置有悬挂梁，悬挂梁下方均布三个视觉采集设备，每个视觉采集设备上均设置有面向钢轨方向的补偿光源。
优选地，3D视觉检测系统拍摄速度与无人机飞行速度相适应。
优选地，位于中间位置的视觉采集设备采用广角镜头的3D相机。
本发明的优点：
1、与传统人工巡检相比较，能高效、快速、准确的实现铁路轨道自动化巡检；
2、无人机在空中进行巡检，相比无人车巡检，无需占用铁路轨道，可操作的空间更灵活。
3、相比于线阵视觉检测系统，3D设备增加了高度图像信息，可以检测轨道上部件的高度，更有利于故障的识别。
附图说明
图1是本发明所述一种用无人机搭载3D设备的铁路轨道巡检方法的原理框图；
图2是本发明巡检各设备位置关系图。
1-无人机、2-视觉采集设备、3-补偿光源(箭头表示光源方向)、4-悬挂梁、5-轨道
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种用无人机搭载3D设备的铁路轨道巡检方法，该方法包括以下步骤：
步骤一、本步骤实现的是图1所示的图像采集模块的功能。
在无人机上搭载3D视觉检测系统，沿巡检轨迹实时采集铁路轨道的图像信息，以获取轨道灰度图片和高度图片(3D设备可以拍摄出两种图片：一种灰度图、一种高度图片)，并将高度数据与线路里程信息关联；
无人机的巡检轨迹根据待巡检铁路轨道轨迹进行设定。
在无人机上搭载3D视觉检测系统的方法为：无人机1下方设置有悬挂梁4，悬挂梁4下方均布三个视觉采集设备2(构成3D视觉检测系统)，每个视觉采集设备2上均设置有面向钢轨方向的补偿光源3，且无人机上搭载3D视觉检测系统位于两条轨道5的正上方。
位于中间位置的视觉采集设备2的采用广角镜头的3D相机，其余两个视觉采集设备2的采用普通镜头的3D相机或广角镜头的3D相机。
3D视觉检测系统拍摄速度与无人机飞行速度相适应。无人机飞行平稳以保证拍摄图像清晰稳定。
步骤二、将采集到的图像信息传输到图像分析模块中，对采集的图像进行分析，生成故障图片信息并发送给数据管理平台；
图像分析模块调用数据库实现对采集图像的故障分析，分析过程包括对图像识别及图像处理，图像识别过程为识别图像中轨道的高度信息，图像处理过程为与数据库中的图像数据进行比对来判断该图像中的轨道是否有故障，本方法能实现铁路轨道擦伤深度测量、扣件或螺栓的浮起测量、裂缝深度测量和轨枕高度测量。
步骤三、在数据管理平台上给用户呈现轨道故障信息、轨道问题特征描述，及由线路里程信息描述的故障具体位置；
数据管理平台还用于实时查询和检索线路名称、故障信息和采集时间。
本步骤中的数据管理平台为图像数据及轨道病害信息的管理设计了检索、查询功能，生成图文报表，方便工作人员确定和查询。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (7)

1.一种用无人机搭载3D设备的铁路轨道巡检方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、在无人机上搭载3D视觉检测系统，沿巡检轨迹实时采集铁路轨道的图像信息，以获取轨道灰度图片和高度图片，并将采集的数据与线路里程信息关联；
步骤二、将采集到的图像信息传输到图像分析模块中，对采集的图像进行分析，生成故障图片信息并发送给数据管理平台；
步骤三、在数据管理平台上给用户呈现轨道故障信息、轨道问题特征描述，及由线路里程信息描述的故障具体位置。
2.根据权利要求1所述一种用无人机搭载3D设备的铁路轨道巡检方法，其特征在于，步骤一的无人机的巡检轨迹根据待巡检铁路轨道轨迹进行设定。
3.根据权利要求1所述一种用无人机搭载3D设备的铁路轨道巡检方法，其特征在于，图像分析模块调用数据库实现对采集图像的故障分析。
4.根据权利要求1所述一种用无人机搭载3D设备的铁路轨道巡检方法，其特征在于，数据管理平台还用于实时查询和检索线路名称、故障信息和采集时间。
5.根据权利要求1所述一种用无人机搭载3D设备的铁路轨道巡检方法，其特征在于，步骤一中在无人机上搭载3D视觉检测系统的方法为：无人机下方设置有悬挂梁，悬挂梁下方均布三个视觉采集设备，每个视觉采集设备上均设置有面向钢轨方向的补偿光源。
6.根据权利要求1或5所述一种用无人机搭载3D设备的铁路轨道巡检方法，其特征在于，3D视觉检测系统拍摄速度与无人机飞行速度相适应。
7.根据权利要求5所述一种用无人机搭载3D设备的铁路轨道巡检方法，其特征在于，位于中间位置的视觉采集设备采用广角镜头的3D相机。
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