CN112441064B - 轨道探伤方法、装置、系统和自动化巡检车 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种轨道探伤方法、装置、系统和自动化巡检车，能够快速准确地对轨道进行探伤。一种轨道探伤方法，包括：接收对轨道进行探伤的触发信号；基于所述触发信号控制安装在自动化巡检车上的摄像头对所述轨道进行拍照；以及利用所述摄像头所拍摄的图像对所述轨道进行探伤。

Description

轨道探伤方法、装置、系统和自动化巡检车

技术领域

本公开涉及轨道交通技术领域，具体地，涉及一种轨道探伤方法、装置、系统和自动化巡检车。

背景技术

目前，在对轨道进行巡检时，都是首先获取列车的振动信号，然后根据所述振动信号进行撞击定性识别，以确定轨道上是否存在障碍物。上述方案只能对轨道上的障碍物进行识别，无法进行准确地轨道探伤。

发明内容

本公开的目的是提供一种轨道探伤方法、装置、系统和自动化巡检车，能够快速准确地对轨道进行探伤。

根据本公开的第一实施例，提供一种轨道探伤方法，包括：接收对轨道进行探伤的触发信号；基于所述触发信号控制安装在自动化巡检车上的摄像头对所述轨道进行拍照；以及利用所述摄像头所拍摄的图像对所述轨道进行探伤。

可选地，所述触发信号包括下述信号中的至少一者：所述自动化巡检车到达所述轨道上的预设检测位置的定位信号；所述自动化巡检车的运行姿态异常信号；所述自动化巡检车的车速信号。

可选地，在所述触发信号为所述车速信号的情况下，所述基于所述触发信号控制安装在自动化巡检车上的摄像头对所述轨道进行拍照，包括：控制安装在所述自动化巡检车上的所述摄像头以如下行频对所述轨道进行拍照：

行频＝V/Q

其中，V表示所述自动化巡检车的车速，Q表示所述摄像头的精度。

可选地，所述利用所述摄像头所拍摄的图像对所述轨道进行探伤，包括：在所拍摄的图像上识别预设特征图形；将识别出的特征图形与标定特征图形进行比对；若比对结果表明识别出的特征图形与所述标定特征图形不符，则确定所述轨道出现了损伤。

根据本公开的第二实施例，提供一种轨道探伤装置，该探伤装置包括：接收模块，用于接收对轨道进行探伤的触发信号；控制模块，用于基于所述触发信号控制安装在自动化巡检车上的摄像头对所述轨道进行拍照，并利用所述摄像头所拍摄的图像对所述轨道进行探伤。

可选地，所述触发信号包括下述信号中的至少一者：所述自动化巡检车到达所述轨道上的预设检测位置的定位信号；所述自动化巡检车的运行姿态异常信号；所述自动化巡检车的车速信号。

可选地，在所述触发信号为所述车速信号的情况下，所述控制模块控制安装在所述自动化巡检车上的所述摄像头以如下行频对所述轨道进行拍照：

行频＝V/Q

其中，V表示所述自动化巡检车的车速，Q表示所述摄像头的精度。

可选地，所述控制模块利用所述摄像头所拍摄的图像对所述轨道进行探伤，包括：在所拍摄的图像上识别预设特征图形；将识别出的特征图形与标定特征图形进行比对；若比对结果表明识别出的特征图形与所述标定特征图形不符，则确定所述轨道出现了损伤。

根据本公开的第三实施例，提供一种轨道探伤系统，该系统包括：轨道探伤装置，所述轨道探伤装置为根据本公开第二实施例所述的轨道探伤装置；摄像头，所述摄像头安装在自动化巡检车上，用于在所述轨道探伤装置的所述控制模块的控制下对所述轨道进行拍照。

可选地，该系统还包括以下中的至少一者：所述轨道上的要被探伤的部件上的有色特征图形；所述轨道的钢梁表面上的荧光粉。

可选地，所述有色特征图形为有色荧光特征图形。

根据本公开的第四实施例，提供一种自动化巡检车，该自动化巡检车包括根据本公开第二实施例所述的轨道探伤装置。

通过采用上述技术方案，由于是利用触发信号来控制摄像头对轨道进行拍照，因此能够使得摄像头仅在触发信号来临时才进行拍照，所以既能够实现轨道探伤，又能够避免摄像头拍摄过多的多余图像，进而避免因为摄像头拍摄的图像数量过多而导致的探伤速度慢。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1示出根据本公开一种实施例的轨道探伤方法的流程图。

图2示出根据本公开一种实施例的轨道探伤装置的示意框图。

图3示出根据本公开一种实施例的轨道探伤系统的示意框图。

图4示出了轨道梁仰视图的示意图，其中示出了示例性的特征图形示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

图1示出根据本公开一种实施例的轨道探伤方法的流程图，如图1所示，该探伤方法包括以下步骤：

在步骤S11中，接收对轨道进行探伤的触发信号；

在步骤S12中，基于触发信号控制安装在自动化巡检车上的摄像头对轨道进行拍照；以及

在步骤S13中，利用摄像头所拍摄的图像对轨道进行探伤。

在本公开中，探伤指的是检测轨道上的零部件有没有损坏、丢失、变形等等，轨道钢梁有没有断裂、损坏等等。简言之，探伤就是检测轨道有没有出现故障。

通过采用上述技术方案，由于是利用触发信号来控制摄像头对轨道进行拍照，因此能够使得摄像头仅在触发信号来临时才进行拍照，所以既能够实现轨道探伤，又能够避免摄像头拍摄过多的多余图像，进而避免因为摄像头拍摄的图像数量过多而导致的探伤速度慢。

在一种实现方式中，触发信号包括下述信号中的至少一者：

(1)自动化巡检车到达轨道上的预设检测位置的定位信号。

通常，轨道上的某些位置可能是容易出现损伤的，而某些位置并不容易出现损伤，因此在轨道探伤期间需要关注容易出现损伤的轨道位置，以便更好地消除轨道的安全隐患。因此，在本申请中，自动化巡检车上设置有定位功能，以便对自动化巡检车的当前位置进行定位。当自动化巡检车行驶到了轨道的预设检测位置处时，根据本公开实施例的轨道探伤方法就能够接收到自动化巡检车的当前位置信息，从而也就能够获取到关于预设检测位置的定位信号，然后就能够在接收到与预设检测位置有关的定位信号时才控制自动化巡检车上的摄像头对轨道进行拍照，使得摄像头仅拍摄预设检测位置处的轨道图像，大大减小了摄像头所拍摄的轨道图像的数量。

另外，自动化巡检车可以利用诸如全球卫星定位系统等的定位装置来进行定位。

(2)自动化巡检车的运行姿态异常信号。

在本公开中，可以通过诸如惯性加速度计和角加速度计等来感知自动化巡检车的运行姿态。如果发现本来运行平稳的地方，突然有车辆振动或摇摆等异常情况出现，说明自动化巡检车的运行姿态出现异常，而运行姿态异常说明轨道上极有可能有障碍物或者轨道出现了故障，例如，轨道上的螺丝松动或丢失了、轨道钢梁有损伤等等，则在这种情况下，根据本公开实施例的轨道探伤方法就会控制安装在自动化巡检车上的摄像头对轨道进行拍照，以便及时报警，及时发现并消除轨道安全隐患。

(3)自动化巡检车的车速信号。

安装在自动化巡检车上的摄像头的行频需要与自动化巡检车的车速和摄像头的精度相匹配，摄像头所拍摄的图像才不会出现拉伸和压缩的情况，因此，根据本公开实施例的轨道探伤方法还基于自动化巡检车的车速信号对摄像头的行频进行控制，以提高摄像头所拍摄的图像的质量，避免出现图像拉伸或压缩，并使摄像头在自动化巡检车的车速较高时能够提高拍摄频率，以尽可能地将自动化巡检车当前位置处的轨道状况拍摄完整，避免因车速较高导致某些轨道位置被一闪而过而没有被拍摄到，以及在自动化巡检车的车速较低时降低摄像头的拍摄频率，以避免拍摄到过多的重复图像。在本公开中，以如下行频来控制安装在自动化巡检车上的摄像头对轨道进行拍照：

行频＝V/Q (1)

其中，V表示自动化巡检车的车速，Q表示摄像头的精度。

另外，由于摄像头组件的精度为计算值，所以在现场可以根据所拍摄图像的具体情况对上述行频进行微调校正。

以触发信号包括定位信号、运行姿态异常信号、车速信号这三者为例。在轨道探伤期间，当自动化巡检车行驶到了轨道的预设检测位置处时，定位信号会促使控制安装在自动化巡检车上的摄像头开始拍摄轨道图像。如果在拍摄期间，自动化巡检车的车速发生了变化，则车速信号会促使控制摄像头的行频按照公式(1)进行改变并继续以改变后的行频对当前预设检测位置处的轨道进行拍照。然后，在自动化巡检车向着下一预设检测位置行驶期间，摄像头不会对轨道进行拍照，如果在这期间自动化巡检车的车速发生了改变但是并未出现运行姿态异常信号，则摄像头的行频可以基于公式(1)进行改变也可以不改变，如果在这期间出现了运行姿态异常信号，则会触发控制摄像头对轨道进行拍照。

通过上述技术方案，不仅能够检测轨道是否存在损伤，还能够检测轨道上是否有障碍物，实现了轨道检测的全面性。

在一种实施方式中，步骤S13中的利用摄像头所拍摄的图像对轨道进行探伤，包括：在所拍摄的图像上识别预设特征图形；将识别出的特征图形与标定特征图形进行比对；若比对结果表明识别出的特征图形与标定特征图形不符，则确定轨道出现了损伤。其中，预设特征图形可以是在轨道出现损伤时会出现诸如线条缺线、线条断续、线段旋转等现象的图形，使得能够容易地识别出轨道出现了损坏。例如，预设特征图形可以是诸如直线、十字线、箭头、圆形等等。在轨道尚未损坏之前，会在轨道的预设检测位置处画上标定特征图形，也即上述的预设特征图形，然后对存在标定特征图形的轨道位置处进行拍照，得到标定特征图像，然后在对轨道进行探伤期间，会将摄像头所拍摄的图像与标定特征图像进行比对，以便确定所拍摄的图像上的特征图形是否与标定特征图形一致，如果一致则说明轨道未损坏，如果不一致则说明轨道出现了损坏。通过这样的技术方案，就能够将复杂的模式识别简化为简单的线条连续与否的识别，大大减小了数据处理量。

图2示出根据本公开一种实施例的轨道探伤装置的示意框图，如图2所示，该探伤装置2包括：接收模块21，用于接收对轨道进行探伤的触发信号；控制模块22，用于基于触发信号控制安装在自动化巡检车上的摄像头对轨道进行拍照，并利用摄像头所拍摄的图像对轨道进行探伤。

通过采用上述技术方案，由于是利用触发信号来控制摄像头对轨道进行拍照，因此能够使得摄像头仅在触发信号来临时才进行拍照，所以既能够实现轨道探伤，又能够避免摄像头拍摄过多的多余图像，进而避免因为摄像头拍摄的图像数量过多而导致的探伤速度慢。

可选地，触发信号包括下述信号中的至少一者：自动化巡检车到达轨道上的预设检测位置的定位信号；自动化巡检车的运行姿态异常信号；自动化巡检车的车速信号。

可选地，在触发信号为车速信号的情况下，控制模块控制安装在自动化巡检车上的摄像头以如下行频对轨道进行拍照：

行频＝V/Q

其中，V表示自动化巡检车的车速，Q表示摄像头的精度。

可选地，控制模块22利用摄像头所拍摄的图像对轨道进行探伤，包括：在所拍摄的图像上识别预设特征图形；将识别出的特征图形与标定特征图形进行比对；若比对结果表明识别出的特征图形与标定特征图形不符，则确定轨道出现了损伤。

根据本公开实施例的轨道探伤装置2可以利用现场可编程门阵列、单片机等控制器或者微控制器来实现。

根据本公开实施例的轨道探伤装置2所包括的各个模块做执行的操作的具体实现方式已经在根据本公开实施例的轨道探伤方法中进行了详细描述，此处不再赘述。

图3示出根据本公开一种实施例的轨道探伤系统的示意框图，如图3所示，该系统300包括：轨道探伤装置2，轨道探伤装置2为上面结合图2描述的轨道探伤装置2；摄像头1，摄像头1安装在自动化巡检车上，用于在轨道探伤装置2的控制模块的控制下对轨道进行拍照。

通过采用上述技术方案，由于是利用触发信号来控制摄像头对轨道进行拍照，因此能够使得摄像头仅在触发信号来临时才进行拍照，所以既能够实现轨道探伤，又能够避免摄像头拍摄过多的多余图像，进而避免因为摄像头拍摄的图像数量过多而导致的探伤速度慢。

在本公开中，摄像头1可以包括三维成像组件和二维成像组件。利用三维成像组件可以对轨道的指形板进行图像采集，以得到指形板的三维点云深度数据，实现对轨道相邻钢梁结合处的面差及间隙的损伤检测。利用二维成像组件，可以对轨道钢梁连接螺栓以及钢梁紧固螺栓等进行线扫描，以便确定这些零部件是否损坏、丢失或变形等。

另外，摄像头1可以被安装在自动化巡检车的左前端、右前端、左后端、右后端、中间等位置上，以便从不同的视角对轨道进行拍照。实际上，本公开对摄像头1的安装位置不做限定，只要能够对轨道进行全面拍照即可。

在一种实施方式中，轨道探伤系统300还包括以下中的至少一者：轨道上的要被探伤的部件上的有色特征图形；以及轨道的钢梁表面上的荧光粉。

要被探伤的部件指的是轨道上的各种螺丝、螺帽等零部件。

特征图形可以是在轨道出现损伤时会出现诸如线条缺线、线条断续、线段旋转等现象的图形，使得能够容易地识别出轨道出现了损坏。例如，预设特征图形可以是诸如直线、十字线、箭头、圆形等等。特征图形是有颜色的是为了便于在所拍摄的图像上被识别出来。例如，有色特征图形可以为有色荧光特征图形。例如，可以在轨道梁侧面上、螺钉上、螺丝垫圈上、螺母的上面和侧面、螺帽上等用有色(例如黄色)荧光漆涂上预设特征图形，例如直线。这里，选用荧光漆是为了便于在晚上用灯光照射时能够进行反光，使得在晚上也能够进行拍照探伤，便于应急处理。但是本领域技术人员应当理解的是，本公开不局限于荧光漆，任何在晚上在灯光照射时能够进行反光的材料都是可行的。图4示出了轨道梁仰视图的示意图，其中示出了示例性的特征图形示意图，在图4中，特征图形是连接各个螺帽的直线。

另外，当在轨道的钢梁表面上涂有荧光粉时，如果轨道有损伤，则有损伤的部位就会有荧光粉聚集，这样通过拍照就能够识别出表面损伤。

根据本公开的又一实施例，提供一种自动化巡检车，该自动化巡检车包括上面结合图2描述的的轨道探伤装置。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (7)

1.一种轨道探伤方法，其特征在于，包括：

接收对轨道进行探伤的触发信号，其中，所述触发信号包括下述信号中的至少一者：自动化巡检车到达所述轨道上的预设检测位置的定位信号、和所述自动化巡检车的运行姿态异常信号，其中，所述预设检测位置是所述轨道上易于出现损伤的位置；

基于所述触发信号触发安装在所述自动化巡检车上的摄像头对所述轨道进行拍照；

在所拍摄的图像上识别预设特征图形，其中，所述预设特征图形是在所述轨道尚未损伤之前被预先画在所述轨道上并在所述轨道出现损伤时容易出现线条缺线、线条断续、线段旋转现象的图形；

将识别出的特征图形与标定特征图形进行比对，其中所述标定特征图形是在所述轨道尚未损伤之前被预先画在所述轨道上的、与出现线条缺线、线条断续、线段旋转现象之前的图形相对应的图形；以及

若比对结果表明识别出的特征图形与所述标定特征图形不符，则确定所述轨道出现了损伤。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述触发信号还包括车速信号，则，所述方法还包括：

控制安装在所述自动化巡检车上的所述摄像头以如下行频对所述轨道进行拍照：

行频＝V/Q

其中，V表示所述自动化巡检车的车速，Q表示所述摄像头的精度。

3.一种轨道探伤装置，其特征在于，该探伤装置包括：

接收模块，用于接收对轨道进行探伤的触发信号，其中，所述触发信号包括下述信号中的至少一者：自动化巡检车到达所述轨道上的预设检测位置的定位信号、和所述自动化巡检车的运行姿态异常信号，其中，所述预设检测位置是所述轨道上易于出现损伤的位置；

控制模块，用于基于所述触发信号触发安装在所述自动化巡检车上的摄像头对所述轨道进行拍照，在所拍摄的图像上识别预设特征图形，将识别出的特征图形与标定特征图形进行比对，若比对结果表明识别出的特征图形与所述标定特征图形不符，则确定所述轨道出现了损伤，其中，所述预设特征图形是在所述轨道尚未损伤之前被预先画在所述轨道上并在所述轨道出现损伤时容易出现线条缺线、线条断续、线段旋转现象的图形，所述标定特征图形是在所述轨道尚未损伤之前被预先画在所述轨道上的、与出现线条缺线、线条断续、线段旋转现象之前的图形相对应的图形。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述触发信号还包括车速信号，所述控制模块还用于控制安装在所述自动化巡检车上的所述摄像头以如下行频对所述轨道进行拍照：

行频＝V/Q

其中，V表示所述自动化巡检车的车速，Q表示所述摄像头的精度。

5.一种轨道探伤系统，其特征在于，该系统包括：

轨道探伤装置，所述轨道探伤装置为根据权利要求3至4中任一权利要求所述的轨道探伤装置；

摄像头，所述摄像头安装在自动化巡检车上，用于在所述轨道探伤装置的所述控制模块的控制下对所述轨道进行拍照。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，该系统还包括以下中的至少一者：

所述轨道上的要被探伤的部件上的有色特征图形；

所述轨道的钢梁表面上的荧光粉。

7.一种自动化巡检车，其特征在于，该自动化巡检车包括根据权利要求3至4中任一权利要求所述的轨道探伤装置。

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