CN202952978U - 列车部件信息采集器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种列车部件信息采集器，包括：支架；设置在支架上的线阵相机、激光器和面阵相机，其中，线阵相机和激光器位置并列，所述面阵相机位于线阵相机的侧边，所述激光器的光束投射范围位于线阵相机和面阵相机的拍摄范围内。本实用新型组合了激光器、线阵相机和面阵相机这几种电子部件，以电子形式实现部件异常的自动监测，即以机器视觉代替人力，并且，能够同时采集被测部件或被测部位的亮度信息和深度信息，作为单幅图像识别部件异常的有力补充，为部件异常的识别提供了丰富且客观的数据基础。

Description

列车部件信息采集器

技术领域

本实用新型涉及铁路电子技术领域，更具体的说是涉及一种用于监测列车各种部件是否异常的列车部件信息采集器。

背景技术

列车的部件较多，其中一些关键部件如果出现异常(例如丢失、异位、零部件折断等)，将会导致列车出现故障，甚至会因此而酿成重大事故，因此对列车的一些关键部件的监测是很有必要的。

现有技术中对列车部件的监测主要是通过人工方式进行的，即靠检测人员现场巡视，依靠经验了解状态并判断故障，这种方式工作效率不高，且依靠目测及经验进行判断的方式存在准确性低的问题，存在视觉盲区，并且很难实现在线监测。此外，可利用单幅图像识别的方式进行关键部件的故障检测，但因部件繁多且故障形态不定，因此很难建立故障模型，导致无法有效识别部件异常，尤其针对部件丢失、异位、折断等类型故障，尚无有效识别手段。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种列车部件信息采集器，用于自动监测列车上的部件，解决人工监测及现有图像部件异常识别手段存在的一系列问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种列车部件信息采集器，包括：

支架；

设置在支架上的线阵相机、激光器和面阵相机，其中，所述线阵相机和激光器位置并列，所述面阵相机位于线阵相机的侧边，所述激光器的光束投射范围位于线阵相机和面阵相机的拍摄范围内。

在一些实施方案中，所述支架可以包括多个支架，例如包括：用于安装所述激光器和线阵相机的第一支架，及，用于安装所述面阵相机的第二支架。

优选的，上述采集器中，所述第一支架和第二支架均具有底部及与底部相垂直的侧板；

所述激光器和线阵相机并列安装于所述侧板上，安装面与所述激光器的激光投射方向及线阵相机的拍摄方向一致；

所述第二支架的侧板上具有一斜面，该斜面向所述第一支架的侧板的所述安装面倾斜，使安装在所述斜面上的面阵相机的拍摄方向与所述激光器的激光投射方向、线阵相机的拍摄方向具有一定夹角。

优选的，上述采集器中，所述面阵相机与激光器的距离为4~20cm。

优选的，上述采集器中，所述线阵相机和面阵相机拍摄方向的夹角为1~10°。

优选的，上述采集器中，所述线阵相机数量为一个。

优选的，上述采集器中，所述面阵相机数量一个，设置于所述线阵相机的一侧，或者所述面阵相机数量为多个，分布于所述线阵相机的两侧。

优选的，上述采集器中，所述面阵相机数量为两个，分别位于所述线阵相机的两侧。

优选的，上述采集器还包括用于与外部设备通信的通信模块。

优选的上述采集器中，所述通信模块为射频模块或网线模块。

从上述技术方案可以看出，本实用新型组合了激光器、线阵相机和面阵相机这几种电子部件，以电子形式实现部件异常的自动监测，即以机器视觉代替人力，并且，能够同时采集被测部件或被测部位的亮度信息和深度信息，并作为单幅图像识别部件异常的有力补充，为部件异常的识别提供了丰富且客观的数据基础。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种列车部件信息采集器的俯视图；

图2为本实用新型实施例提供的一种列车部件信息采集器的正视图；

图3为本实用新型实施例提供的一种列车部件信息采集器的立体图；

图4~图6分别为本实用新型另外实施例提供的一种列车部件信息采集器的俯视图、正视图和立体图。

具体实施方式

本实用新型提供的列车部件信息采集器通过电子形式实现部件异常的自动监测，即以机器视觉代替人力，并且，组合激光器、线阵相机和面阵相机这几种电子部件，同时采集被测部件或被测部位的亮度信息和深度信息，为部件异常的识别提供了丰富且客观的数据基础。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供的列车部件信息采集器，其用于对列车上目标部件的信息进行采集，所述目标部件可以是列车上的任何部件(例如某个设备的安装螺栓)，所述目标部件的信息包括亮度信息和深度信息，所述亮度信息为二维图像信息(例如螺栓是否松动)，而深度信息体现部件的纵深情况(该深度信息可以体现部件是否丢失或在水平方向的位移，例如螺栓是否丢失)，所述亮度信息和深度信息是三维图像信息识别的基础。所述深度信息不受环境(如光照或阴影)因素的影响，深度信息的像素点能够清晰地表达被测物体的几何形状，不会由于光照、阴影及物体表面纹理产生影响。

所述列车部件信息采集器包括线阵相机、激光器和面阵相机，以及固定所述线阵相机、激光器和面阵相机的部件，线阵相机、激光器和面阵相机朝向一致，即激光器的激光投射方向与线阵相机、面阵相机的拍摄方向相同，所述激光器的光束投射范围位于线阵相机和面阵相机的拍摄范围内。

线阵相机，是采用线阵图像传感器的相机，线阵图像传感器可以是电荷耦合元件(Charge-coupled Device，CCD)或互补金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS)传感器。

面阵相机，通常具有多个感光晶片，以某种形式排列，例如矩阵。

本列车部件信息采集器中，线阵相机、激光器和面阵相机数量可以是一个或多个，下面通过几个实施例对本列车部件信息采集器的结构及工作过程做详细介绍：

实施例一

请参考图1、图2和图3，其中，图1为列车部件信息采集器的俯视图，图2为列车部件信息采集器的正视图，图3为列车部件信息采集器的立体图。如图1所示，列车部件信息采集器包括支架11、一个线阵相机12、一个激光器13和一个面阵相机14，其中，所述线阵相机12、激光器13和面阵相机14安装于所述支架11上，所述线阵相机12和激光器13位置并列，所述面阵相机14位于所述线阵相机12的一侧。

如图2和图3所示，所述支架11用于安装所述线阵相机12和激光器13的第一支架111，及用于安装所述面阵相机14的第二支架112。

所述第一支架111和第二支架112均具有底部及与底部相垂直的侧板，所述激光器13和线阵相机12并列安装于所述侧板上，安装面与所述激光器13的激光投射方向及线阵相机12的拍摄方向一致。所述第二支架112的侧板上具有一斜面1121，该斜面1121向所述第一支架111的侧板的所述安装面倾斜，使安装在所述斜面1121上的所述面阵相机14的拍摄方向与所述激光器13的激光投射方向、线阵相机12的拍摄方向具有一定夹角。

所述线阵相机12、激光器13和面阵相机14的朝向一致，所述激光器13的光束投射范围位于线阵相机12和面阵相机14的拍摄范围内。

本列车部件信息采集器在工作时，所述激光器13持续发出激光光束，为所述线阵相机12补光，同时将激光束投射向被测物体表面，形成激光线。所述线阵相机12快速采集高分辨率的二维亮度信息，与此同时，所述面阵相机14拍摄激光线所在的位置，获取激光束投射在被测物体上所形成的光带图，并计算得到被测物体的深度信息(可以通过激光三角法计算得到)。

所述二维亮度信息和深度信息可以为后续的识别提供基础数据，即所述二维亮度信息和深度信息在提供给计算芯片或者后台计算设备后，由所述计算芯片或后台计算设备做处理及识别，处理及识别的过程可以为：将所述面阵相机14提供的深度信息添加到由所述线阵相机12采集的二维图像上，然后对添加深度信息的所述二维图像进行算法标定，及平移、压缩和拉伸等操作，实现三维图像信息自动识别，用于判断被测物体是否存在丢失或异位等异常情况。

实施例二

请参考图4、图5和图6，分别为列车部件信息采集器的俯视图、正视图和立体图。如图4所示，列车部件信息采集器包括支架11、一个线阵相机12、一个激光器13和两个面阵相机(面阵相机141和面阵相机142)，其中，所述线阵相机12、激光器13和面阵相机14安装于所述支架11上，所述线阵相机12和激光器13位置并列，所述面阵相机141和面阵相机142分别位于所述线阵相机12的一侧。

所述支架11分为三部分，如图2和图3所示，包括用于安装所述线阵相机12和激光器13的第一支架111、用于安装所述面阵相机141的第二支架113和用于安装所述面阵相机142的第三支架114。

所述第一支架111、第二支架113和第三支架114均具有底部及与底部相垂直的侧板，所述激光器13和线阵相机12并列安装于所述侧板上，安装面与所述激光器13的激光投射方向及线阵相机12的拍摄方向一致。所述第二支架113的侧板上具有一斜面1131，该斜面1131向所述第一支架111的侧板的所述安装面倾斜，使安装在所述斜面1131上的所述面阵相机141的拍摄方向与所述激光器13的激光投射方向、线阵相机12的拍摄方向具有一定夹角。同样的，所述第三支架114的侧板上具有一斜面1141，该斜面1141向所述第一支架111的侧板的所述安装面倾斜，使安装在所述斜面1141上的所述面阵相机142的拍摄方向与所述激光器13的激光投射方向、线阵相机12的拍摄方向具有一定夹角。

所述线阵相机12、激光器13、面阵相机141和面阵相机142的朝向一致，所述激光器13的光束投射范围位于线阵相机12、面阵相机141和面阵相机142的拍摄范围内。

本列车部件信息采集器在工作时，所述线阵相机12、激光器13的工作过程与实施例一中的同名部件相同，所述面阵相机141和面阵相机142的工作过程也与实施例一中的面阵相机14的工作过程相同。计算芯片或者后台计算设备将所述面阵相机141和面阵相机142提供的深度信息，添加到由所述线阵相机12采集的二维图像上，然后再进行后续处理。

从上述两个实施例可以看出，本申请所提供的列车部件信息采集器通过电子部件自动获取部件的信息，以机器视觉代替人力。并且，采用线阵相机和面阵相机组合的方式，同时得到物体的亮度信息和深度信息，这两种信息的结合为三维图像信息自动识别提供了数据基础，使得被测部件的自动检测和目标定位成为可能。

此外，本申请中的，所述支架11上具有多个安装部件(例如安装螺孔)，底部的安装部件用于固定列车部件信息采集器，侧板上的安装部件用于安装激光器、线阵相机和面阵相机。

所述面阵相机与激光器的距离可以是4~20cm，所述距离与精度要求相匹配，距离越大，精度越高。所述面阵相机和线阵相机的拍摄夹角为1~10°，角度大小与侧板上的斜面的倾斜角度相关。

本说明书中每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

所述线阵相机和面阵相机可以各自具有通信模块，以向外部设备发送所采集的信息，所述通信模块可以是射频模块或网线模块。当然，所述线阵相机和面阵相机还可以共用一个通信模块。

当然，所述线阵相机、激光器和面阵相机具有内部电源或与外部电源连接的电源线。

需要说明的是，上述两个实施例中，为了满足各种实际需要，支架是分成独立的多个部分的，可以根据需要进行拆减或增装。在其他实施例中，所述支架可以是一体式的。

另外需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。另外，在本文中，术语″包括″、″包含″或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句″包括一个......″限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种列车部件信息采集器，其特征在于，包括： 

支架； 

设置在支架上的线阵相机、激光器和面阵相机，其中，所述线阵相机和激光器位置并列，所述面阵相机位于线阵相机的侧边，所述激光器的光束投射范围位于线阵相机和面阵相机的拍摄范围内。 

2.根据权利要求1所述的列车部件信息采集器，其特征在于，所述支架包括： 

用于安装所述激光器和线阵相机的第一支架，及， 

用于安装所述面阵相机的第二支架。 

3.根据权利要求2所述的列车部件信息采集器，其特征在于： 

所述第一支架和第二支架均具有底部及与底部相垂直的侧板； 

所述激光器和线阵相机并列安装于所述侧板上，安装面与所述激光器的激光投射方向及线阵相机的拍摄方向一致； 

所述第二支架的侧板上具有一斜面，该斜面向所述第一支架的侧板的所述安装面倾斜，使安装在所述斜面上的面阵相机的拍摄方向与所述激光器的激光投射方向、线阵相机的拍摄方向具有一定夹角。 

4.根据权利要求1所述的列车部件信息采集器，其特征在于，所述面阵相机与激光器的距离为4～20cm。 

5.根据权利要求1所述的列车部件信息采集器，其特征在于，所述线阵相机和面阵相机拍摄方向的夹角为1～10°。 

6.根据权利要求1～5任意一项所述的列车部件信息采集器，其特征在于，所述线阵相机数量为一个。 

7.根据权利要求6所述的列车部件信息采集器，其特征在于，所述面阵相机数量一个，设置于所述线阵相机的一侧，或者所述面阵相机数量为多个，分布于所述线阵相机的两侧。 

8.根据权利要求7所述的列车部件信息采集器，其特征在于，所述面阵相机数量为两个，分别位于所述线阵相机的两侧。

9.根据权利要求1所述的列车部件信息采集器，其特征在于，还包括用于与外部设备通信的通信模块。

10.根据权利要求9所述的列车部件信息采集器，其特征在于，所述通信模块为射频模块或网线模块。 

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