基于图像式传感器的铁路轨距检测系统研究

传感器在铁路安全维护方面应用广泛。为了实现实时在线轨距测量,将激光技术与CCD图像式传感器相结合,建立车载轨距机器视觉检测系统。首先介绍系统的构成与工作原理,并提出基于去噪前置与距离变换算法的快速轨道轮廓中心线提取方法。然后采用强对比度拉伸和指数变换的方法进行图像增强,并结合高斯平滑与动态感兴趣区域对图像进行快速去噪前置处理。最后对图像进行精确阈值分割处理,采用距离变换的方法得到轨道轮廓中心线并定位轨距测量点。结果表明,该系统检测精度满足-1mm^+1mm,图像帧处理速率为14.35m/s。轨距机器视觉检测系统满足实时在线轨距检测对系统鲁棒性、检测速度和精度的要求。

基于机器视觉的轨距检测方法研究

提出了一种基于机器视觉的轨距检测方法,该方法采用4个CCD摄像机和2个红色扇形光源构成检测系统。对检测系统进行了定标分析,采用提取分量的方式对图像的目标区域和背景区域进行分割,利用图像差影法去除噪声,应用自适应迭代阈值法对图像进行二值化处理,并通过膨胀和细化算法得到轨道的截面轮廓线。试验结果表明,该方法能有效地实现轨距参数的高精度动态测量,精度可达到0.07mm。

基于机器视觉的轨距检测系统设计

一种基于机器视觉的轨距检测系统是通过硬件触发和软件多线程并行处理流程实现4台摄像机的同步图像采集处理、视觉计算、结果记录和通信。设计和推导了检测系统定标方法和轨距点获取的定标方法。试验测量结果表明:该检测系统适用于轨距参数的精确测量,精度可到达0.2 mm,重复性好,可有效地实现轨距参数的高精度动态测量。

现代有轨电车轨距检测小车结构设计与研究

当前,市场上缺少针对现代有轨电车槽型轨轨距的检测设备,基于激光三角测量原理提出并设计一种现代有轨电车槽型轨轨距检测小车结构。为了保证推行过程中结构的稳定性和设备的灵活性,车体设计为左右对称结构并设有路轨转换结构;然后,利用Ansys Workbench软件对结构进行静力学分析与拓扑优化分析。静力学结果分析表明:车架的最大形变量为0.799 mm,最大应力26.7 MPa,完全满足使用要求。最后,以检测梁材料的质量为优化目标对结构进行拓扑优化。结果表明:去除检测梁左右两端的部分结构,并且在中间的侧面与底面设计减重孔能够将检测梁减重34.2%,减重优化方案效果良好。轨距检测小车结构设计方案合理,对现代有轨电车槽型轨轨距检测设备的设计具有一定参考价值。

基于轮轨相对横移的轨距检测方法研究

针对传统轨距检测方法设备复杂、安装要求高和数据计算量大的问题,设计了一种基于轮轨相对横移的轨距检测系统。该系统首先使用两组激光源与相机组合分别采集左右两边轨头内侧激光光斑图像,然后根据钢轨边缘特点使用Hough检测与透视变换将其矫正为同一采集距离正视视角图像,接着对比基准时刻图像计算激光光斑中心点垂向位移变化量并通过其与轮对横向相对位移的几何关系分别计算两侧轮轨相对横移变化量,最后由两者差值得到相对初始时刻轨距变化量实现轨距的间接检测。实验结果表明,该轨距检测方法硬件结构简单,数据计算量小且检测精度较高,可实现轨距参数的非接触式检测。

地下矿山有轨运输非接触式动态轨距检测系统设计与实现

随着无人驾驶、人工智能等技术的发展,无人驾驶电机车有轨运输系统已在矿山广泛应用。地下矿山无人驾驶有轨运输系统的成熟应用解决了传统矿山运输环节长期存在的管理难度大、运输效率低、安全性能差等问题。但无人驾驶运输系统的高效运行会加速运输轨道的变形、松动。因此,本文针对此类问题,根据地下矿山的特殊环境,利用二维激光测量原理,设计了一套地下矿山有轨运输轨道检测系统,实现了矿山运输轨道轨距非接触式的动态检测,对轨距检测系统进行了现场测试。测试结果表明,地下矿山有轨运输非接触式动态轨距检测系统能够适应地下矿山环境,且精度较高,能够提高矿山轨道检测效率,满足无人驾驶运输系统对轨道检测的要求,可为地下矿山无人驾有轨运输系统保驾护航。

一种新的轨距动态检测方法研究

提出一种基于激光摄像检测的轨距计算新算法,该算法将按照轨距定义寻找轨顶踏面下16 mm内2股钢轨工作边之间的最小距离作为轨距测量值。考虑摄像机镜头畸变影响,建立2个激光摄像式传感器之间空间姿态关系的非线性标定模型,并给出一种标定方案。为了能快速定位轮廓特征点,提出钢轨轮廓特征曲线的概念,并给出特征曲线的一种定义方式,利用特征曲线能快速寻找轮廓特征点。与传统检测方法相比,新算法只用了2个激光摄像式传感器,不需要其他辅助传感器来对车体振动进行修正。最后通过实际地铁线路设置障碍试验,验证了该检测方法具有一定的抗干扰能力、稳定性高、结构简单、在线计算实时性强和检测精度高等特点。

基于光平面的轨距测量方法

轨距不平顺是危及列车安全的主要原因之一。提出了一种基于光平面的轨距测量方法。该方法采用2个CCD摄像机和2个激光器构成测量系统。对测量系统进行了定标,得到光平面系数和摄像机的几何关系,推导出利用光平面方程重构轨距测量点的世界坐标的计算方法。试验结果表明,该方法能快速地得到轨距参数,具有计算量小、精度高、重复性好的特点,满足了轨距参数的动态检测要求。