[发明专利]基于图像清晰度评价函数的高铁车轴变形检测装置及方法

说明书

本发明提供一种基于图像清晰度评价函数的高铁车轴变形检测装置及方法，其中装置包括支架，所述支架上设置有一对输出轴平行设置的电机，所述电机的输出轴上固定连接有丝杠，所述丝杠的轴线与所述电机的输出轴的轴线共线；一对所述丝杠之间设置有垂直于所述丝杠的横杆；所述横杆的两端分别螺纹连接于一对所述丝杠上；所述横杆上均匀设置有多个定焦相机，所述定焦相机的镜头朝向车轴；所述电机和定焦相机均电连接有上位机。本发明解决了目前利用塞尺或游标卡尺的深度尺测量，得到的每米弯曲度存在测量误差且检测效率较低和利用图像提取边缘特征，会受到图像背景的干扰，造成检测的高铁车轴弯曲情况与实际的高铁车轴弯曲情况不一致的问题。

技术领域

本发明属于轨道车辆车轴检测技术领域，尤其涉及一种基于图像清晰度评价函数的高铁车轴变形检测装置及方法。

背景技术

高铁车轴是高铁的重要部件，由于高铁车轴主要受力方向为竖直方向，长时间使用的情况下，高铁车轴可能出现沿竖直方向上变形。检测出并更换变形的高铁车轴，对高铁的安全运行具有重要意义。

目前常用的高铁车轴检测方法为用1000mm板尺紧靠所测量的高铁车轴，在所测量的高铁车轴与板尺的缝隙处用塞尺或游标卡尺的深度尺测量，所得尺寸即为每米弯曲度。或是获取被检测的高铁车轴图像，提取高铁车轴的边缘特征，根据边缘特征像素点在图中的的位置计算高铁车轴的弯曲情况。

然而，利用塞尺或游标卡尺的深度尺测量，得到的每米弯曲度存在测量误差且检测效率较低；利用图像提取边缘特征，可能会受到图像背景的干扰，造成检测的高铁车轴弯曲情况与实际的高铁车轴弯曲情况不一致。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种基于图像清晰度评价函数的高铁车轴变形检测装置及方法。

第一方面，本发明提供一种基于图像清晰度评价函数的高铁车轴变形检测装置，包括支架，所述支架上设置有一对输出轴平行设置的电机，所述电机的输出轴上固定连接有丝杠，所述丝杠的轴线与所述电机的输出轴的轴线共线；一对所述丝杠之间设置有垂直于所述丝杠的横杆；所述横杆的两端分别螺纹连接于一对所述丝杠上；所述横杆上均匀设置有多个定焦相机，所述定焦相机的镜头朝向车轴；所述电机和定焦相机均电连接有上位机。

第二方面，本发明提供一种基于图像清晰度评价函数的高铁车轴变形检测方法，所述检测方法应用于第一方面所述的检测装置，所述检测方法包括：

上位机控制一对电机的输出轴同时以相同的转速转动，以驱动一对丝杠同时以相同的转速转动；

丝杠转动驱动横杆沿着丝杠从上往下移动，以驱动多个定焦相机沿着丝杠从上往下移动；

上位机根据图像清晰度评价函数记录每个定焦相机拍摄车轴处于镜头的物方焦点时的相机高度；

若每个定焦相机拍摄车轴处于镜头的物方焦点时的相机高度均相同，则检测到车轴没有变形；

若至少一个定焦相机拍摄车轴处于镜头的物方焦点时的相机高度与剩余定焦相机拍摄车轴处于镜头的物方焦点时的相机高度不同，则检测到车轴有变形。

进一步地，所述图像清晰度评价函数为频率域特征的评价函数或空间域特征的评价函数。

本发明一种基于图像清晰度评价函数的高铁车轴变形检测装置及方法，其中检测装置包括支架，所述支架上设置有一对输出轴平行设置的电机，所述电机的输出轴上固定连接有丝杠，所述丝杠的轴线与所述电机的输出轴的轴线共线；一对所述丝杠之间设置有垂直于所述丝杠的横杆；所述横杆的两端分别螺纹连接于一对所述丝杠上；所述横杆上均匀设置有多个定焦相机，所述定焦相机的镜头朝向车轴；所述电机和定焦相机均电连接有上位机。本发明采用上述装置解决了目前利用塞尺或游标卡尺的深度尺测量，得到的每米弯曲度存在测量误差且检测效率较低和利用图像提取边缘特征，可能会受到图像背景的干扰，造成检测的高铁车轴弯曲情况与实际的高铁车轴弯曲情况不一致的问题。

附图说明