CN114136893A - 轮对标志板识别装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轮对标志板识别装置及方法。轮对标志板识别装置包括图像采集机构及清洗机构。图像采集机构用于朝向轮对标志板设置，并能够采集轮对标志板的图像及识别轮对标志板板面的内容。清洗机构包括清洗部，清洗部用于朝向轮对标志板的板面设置，并能对轮对标志板的板面进行清洗。作业时，将轮对标志板正对图像采集机构和清洗机构。清洗机构的清洗部先清洗轮对标志板板面的锈蚀等，直至轮对标志板板面的内容清晰可见。然后，图像采集机构采集清洗后轮对标志板的图像，并对轮对标志板的内容进行识别。如此，即使轮对标志板的板面因锈蚀等造成表面模糊，无需人工干预也能自动识别轮对标志板的内容，识别的准确性和可靠性高。

Description

轮对标志板识别装置及方法

技术领域

本发明涉及铁路车辆轮对检修技术领域，特别是涉及一种轮对标志板识别装置及方法。

背景技术

轮对是机车车辆的重要部件之一，由左右两个车轮牢固地压桩在同一根车轴上。机车车辆行驶时，轮对的车轮与钢轨相接触，其承受来自机车车辆的全部静、动载荷，并将静、动载荷传递给钢轨，并且还将因线路不平顺产生的载荷传递给机车车辆的各零部件，如此轮对使用一段时间后会出现磨损等，因此需要定期对轮对进行检修后再投入使用。

轮对检修之前，需要识别轮对标志板，以对轮对的左右进行区分。通常采用人工读取轮对标志板的信息，然而在读取的过程中，存在信息读取错误，甚至无法读取的问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种轮对标志板识别装置及方法，无需人工干预也能够自动识别轮对标志板的内容，识别的准确性和可靠性高。

一种轮对标志板识别装置，包括：

图像采集机构，所述图像采集机构用于朝向轮对标志板设置，并能够采集所述轮对标志板的图像、及识别所述轮对标志板板面的内容；及

清洗机构，所述清洗机构包括清洗部，所述清洗部用于朝向所述轮对标志板的板面设置，并能够对所述轮对标志板的板面进行清洗。

上述的轮对标志板识别装置，作业时，将轮对标志板正对图像采集机构和清洗机构。清洗机构的清洗部先清洗轮对标志板板面的锈蚀等，直至轮对标志板板面的内容清晰可见。然后，图像采集机构采集清洗后轮对标志板的图像，并对轮对标志板的内容进行识别。如此，先采用清洗机构的清洗部清洗轮对标志板的板面，再采用图像采集机构采集轮对标志板的图像，这样即使轮对标志板的板面因锈蚀等原因造成表面模糊，无需人工干预也能够自动识别轮对标志板的内容，识别的准确性和可靠性高。

在其中一个实施例中，所述轮对标志板识别装置还包括升降机构，所述升降机构与所述清洗机构驱动连接，用于带动所述清洗机构做升降运动，使所述清洗部对准所述轮对标志板的中心位置。

在其中一个实施例中，所述轮对标志板识别装置还包括中枢处理机构，所述中枢处理机构分别与所述升降机构及所述图像采集机构通信连接，用于根据所述轮对标志板的图像分析得出所述轮对标志板的中心位置、及所述中心位置与基准面之间的高度差，并将所述高度差反馈至所述升降机构。

在其中一个实施例中，所述升降机构包括升降模组及拖链，所述拖链设于所述升降模组的一侧；所述升降模组的滑台连接有第一安装板，所述第一安装板朝向所述升降模组远离所述拖链的一侧延伸设置，所述清洗机构安装在所述第一安装板，所述图像采集机构对应所述清洗机构设置。

在其中一个实施例中，所述轮对标志板识别装置还包括驱动机构，所述驱动机构安装于所述第一安装板，所述清洗机构与所述驱动机构的输出轴驱动连接，用于带动所述清洗机构向靠近或远离所述轮对标志板运动。

在其中一个实施例中，所述清洗机构还包括动力组件及用于朝向所述轮对标志板设置的清洗刷，所述清洗刷与所述动力组件的输出轴驱动连接，所述动力组件用于带动所述清洗刷旋转。

在其中一个实施例中，所述图像采集机构包括相机及光源，所述光源对应所述相机设置。

一种轮对标志板识别方法，提供所述的轮对标志板识别装置，所述轮对标志板识别方法包括如下步骤：

清洗机构的清洗部清洗轮对标志板的板面；

采集清洗后所述轮对标志板的图像，并识别所述轮对标志板板面的内容。

上述的轮对标志板识别方法，清洗机构的清洗部先清洗轮对标志板板面的锈蚀等，直至轮对标志板板面的内容清晰可见。然后，采集清洗后轮对标志板的图像，并对轮对标志板的内容进行识别。如此，即使轮对标志板的板面因锈蚀等原因造成表面模糊，无需人工干预也能够自动识别轮对标志板的内容，识别的准确性和可靠性高。

在其中一个实施例中，所述的清洗机构的清洗部清洗轮对标志板的板面步骤之前，还包括：

采集所述轮对标志板的图像；

分析得出所述轮对标志板的中心位置、及所述中心位置与基准面之间的高度差；

带动所述清洗机构做上升或下降运动，使所述清洗部对准所述轮对标志板的中心位置。

在其中一个实施例中，所述的清洗机构的清洗部清洗轮对标志板的板面，还包括：

旋转所述清洗部，并带动所述清洗部向靠近所述轮对标志板的方向运动，直至所述清洗部与所述轮对标志板接触；

完成清洗后，带动所述清洗部向远离所述轮对标志板的方向运动，直至所述清洗部脱离所述轮对标志板。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

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取其他的附图。

图1为本发明一实施例的轮对标志板识别装置的结构示意图；

图2为图1所示的轮对标志板识别装置的部分结构示意图。

附图标号说明：10、机架；20、图像采集机构；21、相机；30、清洗机构；31、清洗部；311、清洗刷；32、动力组件；40、升降机构；41、升降模组；42、拖链；43、第一安装板；50、驱动机构；51、第二安装板。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

请参阅图1和图2，图1示出了本发明一实施例的轮对标志板识别装置的结构示意图，图2示出了图1所示的轮对标志板识别装置的部分结构示意图。本发明一实施例的轮对标志板识别装置，包括图像采集机构20及清洗机构30。图像采集机构20用于朝向轮对标志板设置，并能够采集轮对标志板的图像、及识别轮对标志板板面的内容。清洗机构30包括清洗部31，清洗部31用于朝向轮对标志板的板面设置，并能够对轮对标志板的板面进行清洗。

需要说明的是，图像采集机构20采集轮对轴端标志板的图像，利用该轮对标志板的图像不仅能够识别轮对标志板的内容，而且还能够判断轮对标志板是否清洗干净。

在本实施例中，图像采集机构20能够识别轮对标志板板面的内容是指识别轮对标志板的字符，例如“左”、“右”字等。

上述的轮对标志板识别装置，作业时，将轮对标志板正对图像采集机构20和清洗机构30。清洗机构30的清洗部31先清洗轮对标志板板面的锈蚀等，直至轮对标志板板面的内容清晰可见。然后，图像采集机构20采集清洗后轮对标志板的图像，并对轮对标志板的内容进行识别。如此，先采用清洗机构30的清洗部31清洗轮对标志板的板面，再采用图像采集机构20采集轮对标志板的图像，这样即使轮对标志板的板面因锈蚀等原因造成表面模糊，无需人工干预也能够自动识别轮对标志板的内容，识别的准确性和可靠性高。

在一个实施例中，参阅图1和图2，轮对标志板识别装置还包括升降机构40，升降机构40与清洗机构30驱动连接，用于带动清洗机构30做升降运动，使清洗部31对准轮对标志板的中心位置。作业时，根据轮对标志板上下位置的公差值，升降机构40带动清洗机构30做上升运动或下降运动，使清洗机构30的清洗部31对准轮对标志板的中心位置，保证清洗机构30能够将轮对标志板板面的锈蚀等清洗干净，进而有利于提高识别的准确性及可靠性。

进一步地，参阅图1和图2，轮对标志板识别装置还包括中枢处理机构。可选地，上述中枢处理机构为单片机、芯片等，不以此为限。中枢处理机构分别与升降机构40及图像采集机构20通信连接，用于根据轮对标志板的图像分析得出轮对标志板的中心位置、及该中心位置与基准面之间的高度差，并将高度差反馈至升降机构40。作业时，图像采集机构20采集轮对标志板的图像，并将该图像发送至中枢处理机构，中枢处理机构根据轮对标志板的图像分析得到轮对标志的中心位置、及该中心位置与基准面之间的高度差，升降机构40根据该高度差带动清洗机构30运动，直至清洗部31对准轮对标志板的中心位置，保证清洗机构30能够将轮对标志板板面的锈蚀等清洗干净，进而有利于提高识别的准确性及可靠性。如此，通过图像采集机构20与中枢处理机构的配合，能够准确且可靠地分析得出轮对标志板的中心位置、及中心位置与基准面之间的高度差。

需要说明的是，基准面可根据实际需求进行设置，例如基准面为升降机构40沿升降方向的中部等。待识别完成后，升降机构40带动清洗机构30做升降运动，使清洗机构30回到基准面所在的高度。如此，以基准面为清洗机构30的初始高度位置，以便清洗机构30根据高度差准确地运动至清洗部31对准轮对标志板的中心位置。

在一个实施例中，参阅图1和图2，升降机构40包括升降模组41及拖链42，拖链42设于升降模组41的一侧。具体地，拖链42沿升降模组41带动清洗机构30做升降运动的方向延伸设置。如此，安装时，可将升降模组41的线缆等放置在拖链42，避免升降模组41带动清洗机构30做升降运动的过程中，线缆等剐蹭到其它机构、或与其它机构产生运动干涉。

进一步地，升降模组41的一侧设有导槽体，拖链42可移动地设于导槽体内。如此，导槽体对拖链42进行导向，使拖链42的移动具有导向性，避免拖链42移动出现偏差而影响升降模组41的运行。

进一步地，参阅图2，升降模组41的滑台连接有第一安装板43，第一安装板43朝向升降模组41远离拖链42的一侧延伸设置。具体地，第一安装板43沿与清洗机构30做升降运动方向相交的方向延伸设置。清洗机构30安装在第一安装板43，图像采集机构20对应清洗机构30设置。如此，通过合理设置图像采集机构20、清洗机构30、拖链42等，避免各结构之间产生干涉，同时结构紧凑，节省空间。

在本实施例中，图像采集机构20与清洗机构30均位于升降模组41的一侧。并且，图像采集机构20设于清洗机构30的上方。

更进一步地，参阅图2，轮对标志板识别装置还包括驱动机构50，驱动机构50设于第一安装板43。清洗机构30与驱动机构50的输出轴驱动连接，用于带动清洗机构30向靠近或远离轮对标志板运动。作业时，驱动机构50带动清洗机构30向靠近轮对标志板的方向运动，使清洗部31能够与轮对标志板的板面接触，并清洗轮对标志板板面的锈蚀等。待清洗干净后，驱动机构50带动清洗机构30向远离轮对标志板的方向运动，直至清洗部31脱离轮对标志板的板面。然后，图像采集机构20采集轮对标志板的图像。如此，识别之前，驱动机构50带动清洗机构30向靠近轮对标志板的方向运动，便于清洗部31将轮对标志板板面的锈蚀等清洗干净；待清洗干净后，驱动机构50带动清洗机构30向远离轮对标志板的方向运动，避免清洗部31对轮对标志板造成遮挡而影响识别的准确性。

可选地，驱动机构50为气缸、电缸等。当然，驱动机构50也可为其它具有相同功能的机构，不以此为限。

在本实施例中，参阅图2，驱动机构50包括气缸，气缸沿与清洗机构30做升降运动方向相交的方向设置。气缸的输出轴连接有第二安装板51，清洗机构30设于第二安装板51。

在一个实施例中，参阅图1和图2，清洗机构30还包括动力组件32及用于朝向轮对标志板设置的清洗刷311，清洗刷311与动力组件32的输出轴驱动连接，动力组件32用于带动清洗刷311旋转。作业时，驱动机构50带动清洗机构30向靠近轮对标志板的方向运动，直至清洗刷311与轮对标志板的板面接触。然后，动力组件32带动清洗刷311旋转，以清除轮对标志板板面的锈蚀等。如此，通过动力组件32与清洗刷311的配合，能够快速地将轮对标志板的板面清洗干净。

可选地，动力组件32包括电机，清洗刷311与电机的输出轴驱动连接。

在一个实施例中，参阅图2，图像采集机构20包括相机21及光源，光源对应相机21设置。可选地，光源为环形光源，环形光源环绕在相机21外；或者，光源设有至少两个，至少两个光源分别设于相机21的两侧。如此，光源能够起到补光的作用，有利于相机21更清晰地采集轮对标志板的图像，保证准确地识别轮对标志板的内容，提高识别准确性及可靠性。

需要说明的是，上述相机21能够识别轮对标志板的内容，例如字符等。

在一个实施例中，参阅图1和图2，轮对标志板识别装置还包括机架10，图像采集机构20、清洗机构30、升降机构40及驱动机构50均安装于机架10。具体地，机架10包括外壳，外壳设有收容腔。沿外壳的高度方向设有隔板，隔板将收容腔分隔为第一收容腔及第二收容腔。第一收容腔安装有图像采集机构20、清洗机构30、升降机构40及驱动机构50，第二收容腔设有电气元器件等。并且，外壳的侧部设有开口，图像采集机构20与清洗机构30对应开口设置。

参阅图1和图2，本发明一实施例的轮对标志板识别方法，提供上述任一实施例的轮对标志板识别装置。轮对标志板识别方法包括如下步骤：

S40、清洗机构30的清洗部31清洗轮对标志板的板面。

具体地，清洗机构30能够将轮对标志板板面的锈蚀等，直至轮对标志板板面的内容清晰可见。

S50、采集清洗后轮对标志板的图像，并识别轮对标志板板面的内容。

具体地，采用图像采集机构20采集清洗后轮对标志板的图像，并识别轮对标志板板面的内容。

如此，先采用清洗机构30的清洗部31清洗轮对标志板的板面，再采用图像采集机构20采集轮对标志板的图像，这样即使轮对标志板的板面因锈蚀等原因造成表面模糊，无需人工干预也能够自动识别轮对标志板的内容，降低人工劳动强度，同时也能够提高识别的准确性和可靠性高。

进一步地，在步骤S10之前，还包括如下步骤：

S10、采集轮对标志板的图像；

S20、分析得出轮对标志板的中心位置、及该中心位置与基准面之间的高度差；

S30、带动清洗机构30做上升或下降运动，使清洗部31对准轮对标志板的中心位置。

作业时，根据轮对标志板上下位置的公差值，带动清洗机构30做上升运动或下降运动，使得清洗机构30的清洗部31对准轮对标志板的中心位置，保证清洗机构30能够将轮对标志板板面的锈蚀等清洗干净，提高识别的准确性及可靠性。

进一步地，在步骤S50中，具体包括如下步骤：

S51、旋转清洗部31，并带动清洗部31向靠近轮对标志板的方向运动，直至清洗部31与轮对标志板接触；

S52、完成清洗后，带动清洗部31向远离标志板的方向运动，直至清洗部31脱离轮对标志板。

作业时，带动清洗机构30向靠近轮对标志板的方向运动，直至清洗刷311与轮对标志板的板面接触。然后，动力组件32带动清洗刷311旋转，以清除轮对标志板板面的锈蚀等。如此，能够快速地将轮对标志板的板面清洗干净。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种轮对标志板识别装置，其特征在于，包括：

图像采集机构，所述图像采集机构用于朝向轮对标志板设置，并能够采集所述轮对标志板的图像、及识别所述轮对标志板板面的内容；及

清洗机构，所述清洗机构包括清洗部，所述清洗部用于朝向所述轮对标志板的板面设置，并能够对所述轮对标志板的板面进行清洗。

2.根据权利要求1所述的轮对标志板识别装置，其特征在于，所述轮对标志板识别装置还包括升降机构，所述升降机构与所述清洗机构驱动连接，用于带动所述清洗机构做升降运动，使所述清洗部对准所述轮对标志板的中心位置。

3.根据权利要求2所述的轮对标志板识别装置，其特征在于，所述轮对标志板识别装置还包括中枢处理机构，所述中枢处理机构分别与所述升降机构及所述图像采集机构通信连接，用于根据所述轮对标志板的图像分析得出所述轮对标志板的中心位置、及所述中心位置与基准面之间的高度差，并将所述高度差反馈至所述升降机构。

4.根据权利要求2所述的轮对标志板识别装置，其特征在于，所述升降机构包括升降模组及拖链，所述拖链设于所述升降模组的一侧；

所述升降模组的滑台连接有第一安装板，所述第一安装板朝向所述升降模组远离所述拖链的一侧延伸设置，所述清洗机构安装在所述第一安装板，所述图像采集机构对应所述清洗机构设置。

5.根据权利要求4所述的轮对标志板识别装置，其特征在于，所述轮对标志板识别装置还包括驱动机构，所述驱动机构安装于所述第一安装板，所述清洗机构与所述驱动机构的输出轴驱动连接，用于带动所述清洗机构向靠近或远离所述轮对标志板运动。

6.根据权利要求1至5任一项所述的轮对标志板识别装置，其特征在于，所述清洗机构还包括动力组件及用于朝向所述轮对标志板设置的清洗刷，所述清洗刷与所述动力组件的输出轴驱动连接，所述动力组件用于带动所述清洗刷旋转。

7.根据权利要求1至5任一项所述的轮对标志板识别装置，其特征在于，所述图像采集机构包括相机及光源，所述光源对应所述相机设置。

8.一种轮对标志板识别方法，其特征在于，提供如权利要求1至7任一项所述的轮对标志板识别装置，所述轮对标志板识别方法包括如下步骤：

清洗机构的清洗部清洗轮对标志板的板面；

采集清洗后所述轮对标志板的图像，并识别所述轮对标志板板面的内容。

9.根据权利要求8所述的轮对标志板识别方法，其特征在于，所述的清洗机构的清洗部清洗轮对标志板的板面步骤之前，还包括：

采集所述轮对标志板的图像；

分析得出所述轮对标志板的中心位置、及所述中心位置与基准面之间的高度差；

带动所述清洗机构做上升或下降运动，使所述清洗部对准所述轮对标志板的中心位置。

10.根据权利要求8所述的轮对标志板识别方法，其特征在于，所述的清洗机构的清洗部清洗轮对标志板的板面，还包括：

旋转所述清洗部，并带动所述清洗部向靠近所述轮对标志板的方向运动，直至所述清洗部与所述轮对标志板接触；

完成清洗后，带动所述清洗部向远离所述轮对标志板的方向运动，直至所述清洗部脱离所述轮对标志板。

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