CN216284989U - 一种基于机器视觉的双目相机轨道检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于机器视觉的双目相机轨道检测装置，包括视觉检测单元、光源装置单元、控制单元、运动单元。通过使用本实用新型装置上的调节模块调整好各个相机和光源的位置，获得最佳图像后，在电机的作用下，轨道车运动，连接在电机上的编码器触发线阵相机获取图像，获取到的图像信息通过以太网传输给工控机，工控机进行图像处理和数据分析，分析结果通过控制柜传送给报警灯，如果有缺陷报警灯闪烁，同时工控机记录缺陷的种类和位置信息。本实用新型可以通过调整相机的位置以及光源的位置，获得任何角度的轨道清晰图像，从而实现轨道的自动化检测。

Description

一种基于机器视觉的双目相机轨道检测装置

技术领域

本实用新型涉及视觉检测设备领域，尤其是一种基于机器视觉的轨道检测装置。

背景技术

在轨道交通系统中，由于外界气候的恶劣以及列车在运行中不断作用在轨道上的冲击力，导致轨道表面慢慢产生缺陷，最终可能会出现安全事故。所以为保证轨道交通的运营安全和效率，对轨道安全状态的检测必不可少。目前对于轨道线路状态的检测仍以人工巡检的方式为主，传统的人工巡检检测效率低、劳动强度大、自动化和智能化程度不高且检测结果会受作业人员的经验、专业素质等主观影响，给轨道交通的运营保障和进一步健康发展带来了巨大的挑战。

实用新型内容

为了克服现有技术中检测效率低，检测精度不高，智能化和自动化程度低等问题，本实用新型目的在于提供一种基于机器视觉的双目相机轨道检测装置，在单根轨道两侧设置两个可以自由调整高度及位置的线阵相机，用于实时采集轨道的图像信息。同时把采集到的图像信息传送给工控机进行处理，最终由工控机给出轨道线路的状态情况。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。

一种基于机器视觉的双目相机轨道检测装置，包括视觉检测单元、光源装置单元、控制单元、运动单元，其特征在于：所述的视觉检测单元包括安装在轨道左侧，镜头朝右的线阵相机一以及安装在轨道右侧，镜头朝左的线阵相机二，线阵相机一与相机一连接板连接，所述的相机一连接板通过左侧螺钉五与相机一连接架相连，所述的线阵相机一可以通过相机一连接板以及相机一连接架实现一定角度的转动，从而调整相机采集图像的范围，所述相机一连接架通过螺钉固定在左侧立杆下部，所述的左侧立杆通过左侧长螺钉与左侧刹紧块与左侧 Y轴杆固定，所述的左侧立杆和左侧Y轴杆上加工了滑槽，所述的左侧立杆可以通过左侧螺钉和左侧刹紧块进行上下和前后方向的移动，从而调整线阵相机一的位置，所述左侧Y轴杆通过左侧螺钉二固定在滑块一上，所述滑块一固定在导轨上，所述导轨通过导轨支撑架固定在轨道前支架上；

所述线阵相机二与相机二连接板连接，所述的相机二连接板通过右侧螺钉五与相机二连接架相连，所述的线阵相机二可以通过相机二连接板以及相机二连接架实现一定角度的转动，从而调整相机采集图像的范围，所述相机二连接架通过螺钉固定在右侧立杆下部，所述的右侧立杆通过右侧长螺钉与右侧刹紧块与右侧Y轴杆固定，所述的右侧立杆和右侧Y轴杆上加工了滑槽，所述的右侧立杆可以通过右侧长螺钉和右侧刹紧块进行上下和前后方向的移动，从而调整相机的位置，所述右侧Y轴杆通过右侧螺钉二固定在滑块三上，所述滑块三固定在导轨上。

所述的光源装置单元包括设置在轨道左侧的左侧光源、轨道右侧的右侧光源以及轨道正上方的正面光源，所述左侧光源通过左侧螺钉四固定在左侧光源连接架上，所述左侧光源连接架通过左侧螺钉三固定在左侧立杆上，所述左侧光源连接架上加工了滑槽，所述左侧光源可以通过左侧光源连接架实现圆周方向的转动，从而调整光源的照射范围，所述右侧光源通过右侧螺钉四固定在右侧光源连接架上，所述右侧光源连接架通过右侧螺钉三固定在右侧立杆上，所述右侧光源连接架上加工了滑槽，所述右侧光源可以通过右侧光源连接架实现圆周方向的转动，从而调整光源的照射范围，所述正面光源通过螺钉一固定在正面光源连接板上，所述正面光源连接板通过螺钉固定在滑块二上，所述的滑块二固定在导轨上。

所述的控制单元包括工控机、控制柜、报警灯、编码器，所述工控机和控制柜安装在轨道车上，所述报警灯安装在轨道车护栏上，所述编码器安装在轨道车前轴上，所述工控机分别与控制柜、报警灯、编码器、线阵相机一和线阵相机二相连。

优选地，所述的运动单元包括轨道车、电机、齿轮、轴，所述电机安装在轨道车下方并与电源相连，驱动轨道车运动。

本实用新型的有益效果是，本实用新型轨道检测装置结构简单，易于拆卸，可以很高效且精确的发现轨道表面的缺陷，同时记录缺陷的位置并报警提醒，增加了轨道缺陷检测的效率，降低了成本，给轨道交通的运营保障和进一步健康发展提供了一套切实可行的解决方案。另外，本实用新型轨道检测装置中的线阵相机和侧面光源设置成可调节形式，灵活性很大，可以根据实际情况清晰地拍摄任何视角下的图像，可以最大程度避免轨道缺陷的漏检。

附图说明

图1为本实用新型的实施例提供的装置的视觉检测方法的流程图；

图2为本实用新型的总体结构示意图；

图3为本实用新型的导轨及滑块连接的示意图；

图4为本实用新型的正面光源连接杆和正面光源连接的示意图；

图5为本实用新型的线阵相机、光源和支架连接的示意图；

图中标号：

1、轨道车， 2、工控机， 3、控制柜，

4、轨道车前轴， 5、编码器， 6、轨道车前支架，

7、轨道， 8、导轨支撑架， 9、护栏

10、报警灯

11、导轨， 12、滑块一， 13、滑块二，

14、滑块三， 15、正面光源连接板， 16、正面光源，

17、螺钉一，

21、左侧Y轴杆， 22、左侧螺钉二， 23、左侧立杆，

24、左侧刹紧块， 25、左侧长螺钉， 26、左侧螺钉三，

27、左侧光源连接架， 28、左侧光源， 29、左侧螺钉四，

30、相机一连接架，

31、右侧Y轴杆， 32、右侧螺钉二， 33、右侧立杆，

34、右侧刹紧块， 35、右侧长螺钉， 36、右侧螺钉三，

37、右侧光源连接架， 38、右侧光源， 39、右侧螺钉四，

40，相机二连接架，

41、左侧螺钉五， 42、相机一连接板， 43、线阵相机一，

51、右侧螺钉五， 52、相机二连接板， 53、线阵相机二，

具体实施方式

为了使本实用新型所实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和图示，进一步阐述本发明。

【实施例1】

一种基于机器视觉的双目相机轨道检测装置，包括视觉检测单元、光源装置单元、控制单元、运动单元，其特征在于：所述的视觉检测单元包括安装在轨道7左侧，镜头朝右的线阵相机一43以及安装在轨道7右侧，镜头朝左的线阵相机二53，线阵相机一43与相机一连接板42连接，所述的相机一连接板42通过左侧螺钉五41与相机一连接架30相连，所述的线阵相机一43可以通过相机一连接板42以及相机一连接架30实现一定角度的转动，从而调整相机采集图像的范围，所述相机一连接架30通过螺钉固定在左侧立杆23下部，所述的左侧立杆23通过左侧长螺钉25与左侧刹紧块24与左侧Y轴杆21固定，所述的左侧立杆23和左侧Y轴杆21上加工了滑槽，所述的左侧立杆23可以通过左侧长螺钉25和左侧刹紧块24 进行上下和前后方向的移动，从而调整线阵相机一43的位置，所述左侧Y轴杆21通过左侧螺钉二22固定在滑块一12上，所述滑块一12固定在导轨11上，所述导轨11通过导轨支撑架8固定在轨道车前支架6上；

所述线阵相机二53与相机二连接板52连接，所述的相机二连接板52通过右侧螺钉五 51与相机二连接架40相连，所述的线阵相机二53可以通过相机二连接板52以及相机二连接架40实现一定角度的转动，从而调整相机采集图像的范围，所述相机二连接架40通过螺钉固定在右侧立杆33下部，所述的右侧立杆33通过右侧长螺钉35与右侧刹紧块34与右侧Y轴杆31固定，所述的右侧立杆33和右侧Y轴杆31上加工了滑槽，所述的右侧立杆33可以通过右侧长螺钉35和右侧刹紧块34进行上下和前后方向的移动，从而调整线阵相机二53 的位置，所述右侧Y轴杆31通过右侧螺钉二32固定在滑块三14上，所述滑块三14固定在导轨11上。

所述的光源装置单元包括设置在轨道左侧的左侧光源28、轨道右侧的右侧光源38以及轨道正上方的正面光源16，所述左侧光源28通过左侧螺钉四29固定在左侧光源连接架27 上，所述左侧光源连接架27通过左侧螺钉三26固定在左侧立杆23上，所述左侧光源连接架 27上加工了滑槽，所述左侧光源28可以通过左侧光源连接架27实现圆周方向的转动，从而调整光源的照射范围，所述右侧光源38通过右侧螺钉四39固定在右侧光源连接架37上，所述右侧光源连接架37通过右侧螺钉三36固定在右侧立杆33上，所述右侧光源连接架37上加工了滑槽，所述右侧光源38可以通过右侧光源连接37架实现圆周方向的转动，从而调整光源的照射范围，所述正面光源16通过螺钉一17固定在正面光源连接板15上，所述正面光源连接板15通过螺钉固定在滑块二13上，所述的滑块二13固定在导轨11上。

所述的控制单元包括工控机2、控制柜3、报警灯10、编码器5，所述工控机2和控制柜 3安装在轨道车1上，所述报警灯10安装在轨道车护栏9上，所述编码器5安装在轨道车前轴4上，所述工控机2分别与控制柜3、报警灯10、编码器5、线阵相机一43和线阵相机二 53相连。

优选地，所述的运动单元包括轨道车1、电机、齿轮、轴，所述电机安装在轨道车1下方并与电源相连，驱动轨道车运动。

【实施例2】

在轨道7左侧设置线阵相机一43，线阵相机一43通过相机一连接板42与相机一连接架 30相连，通过加工有滑槽的相机一连接架30，线阵相机一43可以实现一定角度的转动，从而调整相机拍摄的角度，相机一连接架30通过螺钉固定在左侧立杆23下部，通过加工有滑槽的左侧立杆23，线阵相机一43可以实现上下方向的移动，左侧立杆23通过左侧长螺钉25 与左侧刹紧块24与左侧Y轴杆21固定，通过加工了滑槽的左侧Y轴杆21，线阵相机一43可以实现前后方向的移动，左侧Y轴杆21通过左侧螺钉二22固定在滑块一12上，通过滑块一12，线阵相机一43可以实现左右方向的移动。

在轨道7右侧设置线阵相机二53，线阵相机二53通过相机二连接板52与相机二连接架 40相连，通过加工有滑槽的相机二连接架40，线阵相机二53可以实现一定角度的转动，从而调整相机拍摄的角度，相机二连接架40通过螺钉固定在右侧立杆33下部，通过加工有滑槽的右侧立杆33，线阵相机二53可以实现上下方向的移动，右侧立杆33通过右侧长螺钉35 与右侧刹紧块34与右侧Y轴杆31固定，通过加工了滑槽的右侧Y轴杆31，线阵相机二53可以实现前后方向的移动，右侧Y轴杆31通过右侧螺钉二32固定在滑块三14上，通过滑块三14，线阵相机二53可以实现左右方向的移动。

本实施例中，线阵相机一43和线阵相机二53不仅只能拍摄轨道7左侧或者右侧的图像，可以根据实际情况，通过调节，拍摄轨道7正面的图像。

【实施例3】

在轨道7左侧设置左侧光源28，左侧光源28通过左侧螺钉四29固定在左侧光源连接架 27上，通过左侧光源连接架27，可根据实际需要，调整光源的照射范围，使得线阵相机一43 获得清晰的图像。

在轨道7右侧设置右侧光源38，右侧光源38通过右侧螺钉四39固定在右侧光源连接架 37上，通过右侧光源连接架37，可根据实际需要，调整光源的照射范围，使得线阵相机二53 获得清晰的图像。

【实施例4】

电机带动整个轨道车1运动，电机与编码器5连接，在轨道车1运行过程中，编码器5连接线阵相机一43和线阵相机二53的接口，以此来控制线阵相机一43和线阵相机二53采集图像。获取到的图像信息通过以太网传输给工控机2，工控机2进行图像处理和数据分析，分析结果通过控制柜3传送给报警灯10，如果有缺陷报警灯10闪烁，工控机2记录缺陷的种类和位置信息。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种基于机器视觉的双目相机轨道检测装置，包括视觉检测单元、光源装置单元、控制单元、运动单元，其特征在于：所述的视觉检测单元包括安装在轨道左侧，镜头朝右的线阵相机一以及安装在轨道右侧，镜头朝左的线阵相机二，线阵相机一与相机一连接板连接，所述的相机一连接板通过左侧螺钉五与相机一连接架相连，所述的线阵相机一可以通过相机一连接板以及相机一连接架实现一定角度的转动，从而调整相机采集图像的范围，所述相机一连接架通过螺钉固定在左侧立杆下部，所述的左侧立杆通过左侧长螺钉与左侧刹紧块与左侧Y轴杆固定，所述的左侧立杆和左侧Y轴杆上加工了滑槽，所述的左侧立杆可以通过左侧螺钉和左侧刹紧块进行上下和前后方向的移动，从而调整线阵相机一的位置，所述左侧Y轴杆通过左侧螺钉二固定在滑块一上，所述滑块一固定在导轨上，所述导轨通过导轨支撑架固定在轨道前支架上；

所述线阵相机二与相机二连接板连接，所述的相机二连接板通过右侧螺钉五与相机二连接架相连，所述的线阵相机二可以通过相机二连接板以及相机二连接架实现一定角度的转动，从而调整相机采集图像的范围，所述相机二连接架通过螺钉固定在右侧立杆下部，所述的右侧立杆通过右侧长螺钉与右侧刹紧块与右侧Y轴杆固定，所述的右侧立杆和右侧Y轴杆上加工了滑槽，所述的右侧立杆可以通过右侧长螺钉和右侧刹紧块进行上下和前后方向的移动，从而调整相机的位置，所述右侧Y轴杆通过右侧螺钉二固定在滑块三上，所述滑块三固定在导轨上。

2.按照权利要求1所述的一种基于机器视觉的双目相机轨道检测装置，其特征在于：所述的光源装置单元包括设置在轨道左侧的左侧光源、轨道右侧的右侧光源以及轨道正上方的正面光源，所述左侧光源通过左侧螺钉四固定在左侧光源连接架上，所述左侧光源连接架通过左侧螺钉三固定在左侧立杆上，所述左侧光源连接架上加工了滑槽，所述左侧光源可以通过左侧光源连接架实现圆周方向的转动，从而调整光源的照射范围，所述右侧光源通过右侧螺钉四固定在右侧光源连接架上，所述右侧光源连接架通过右侧螺钉三固定在右侧立杆上，所述右侧光源连接架上加工了滑槽，所述右侧光源可以通过右侧光源连接架实现圆周方向的转动，从而调整光源的照射范围，所述正面光源通过螺钉一固定在正面光源连接板上，所述正面光源连接板通过螺钉固定在滑块二上，所述的滑块二固定在导轨上。

3.按照权利要求1所述的一种基于机器视觉的双目相机轨道检测装置，其特征在于：所述的控制单元包括工控机、控制柜、报警灯、编码器，所述工控机和控制柜安装在轨道车上，所述报警灯安装在轨道车护栏上，所述编码器安装在轨道车前轴上，所述工控机分别与控制柜、报警灯、编码器、线阵相机一和线阵相机二相连。

4.按照权利要求1所述的一种基于机器视觉的双目相机轨道检测装置，其特征在于：所述的运动单元包括轨道车、电机、齿轮、轴，所述电机安装在轨道车下方并与电源相连，驱动轨道车运动。

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