[发明专利]一种轨道车辆车轮磨耗监控系统及方法

权利要求书

1.一种轨道车辆车轮磨耗监控系统，其特征在于，

包括车轮轮缘监测单元、车轮踏面监测单元、监测终端和显示器，所述车轮轮缘监测单元和所述车轮踏面监测单元均通过无线通信模块与所述监测终端电性连接，所述监测终端的输出端与所述显示器的输出端相连，所述车轮轮缘监测单元用于实时检测被测车轮的轮缘磨耗程度，所述车轮踏面监测单元用于实时检测被测车轮的踏面磨耗程度。

2.一种轨道车辆车轮磨耗监控方法，应用于如权利要求1所述的轨道车辆车轮磨耗监控系统，其特征在于，步骤如下：

S1：利用所述车轮轮缘监测单元检测被测车轮的轮缘磨耗程度，并通过所述无线通信模块将被测车轮的轮缘磨耗程度的检测信息上传至所述监测终端处；

S2：利用所述车轮踏面监测单元检测被测车轮的踏面磨耗程度，并通过所述无线通信模块将被测车轮的踏面磨耗程度的检测信息上传至所述检测终端处；

S3：通过所述监测终端对被测车轮的轮缘磨耗程度的检测信息和测车轮的踏面磨耗程度的检测信息进行处理后，通过所述显示器进行显示。

3.如权利要求2所述的轨道车辆车轮磨耗监控方法，其特征在于，

在步骤S1中，所述被测车轮的轮缘磨耗程度的检测方法，具体包括如下步骤：

S101：获取被测车轮的边缘点集合，通过计算所述边缘点的平均坐标，获得被测车轮边缘对应的实际中心点坐标；

S102：根据所述实际中心点坐标，计算其与各个所述边缘点的边缘距离以及构成的直线斜率，并转化为对应的角度，得到各个所述边缘点的极坐标；

S103：根据各个所述边缘点极坐标，利用线性回归对各个所述边缘点对应的边缘距离进行多项式拟合，得到被测车轮的边缘距离曲线；

S104：计算各个所述边缘点到中心点的平均距离，并根据所述边缘距离曲线，计算各个所述边缘点与所述边缘距离曲线的差值，对各个所述边缘点进行边缘距离的矫正，得到矫正后的实际边缘距离；

S105：根据所述实际边缘距离，并利用被测车轮的原始照片的像素长度与物理长度的对应关系，得到各个所述实际边缘距离所对应的物理长度；

S106：对所述实际边缘距离，根据被测车轮的标准制造半径进行异常点的过滤，并计算各个所述边缘点对应的磨损量，从而得到被测车轮的轮缘磨耗程度。

4.如权利要求3所述的轨道车辆车轮磨耗监控方法，其特征在于，

在步骤S101中，通过相机拍照得到的被测车轮的原始图像，在经过边缘提取算法处理后得到的配件边缘点集合。

5.如权利要求3所述的轨道车辆车轮磨耗监控方法，其特征在于，

在步骤S2中，所述被测车轮的踏面磨耗程度的检测方法，具体包括如下步骤：

S201：采用擦伤检测原理，动态自动检测踏面擦伤；

S202：采用踏面缺陷动态图像实现踏面表面缺陷如擦伤、剥离、硌伤的自动检测。

6.如权利要求5所述的轨道车辆车轮磨耗监控方法，其特征在于，

在步骤201中，所述擦伤检测原理基于接触式测量，采用“高精度位移传感技术”测量车轮踏面高度的变化，间接定量测量轮轨接触区域的车轮擦伤和剥离。

7.如权利要求3所述的轨道车辆车轮磨耗监控方法，其特征在于，

在步骤202中，所述踏面缺陷动态图像监测原理是轮对踏面与钢轨长期滚动摩擦，踏面光滑，采集圆柱形的踏面时，不同位置的踏面距离面阵相机的距离不等，且补光光源透射到踏面表面反射角度不同，造成踏面成像中间区域出现亮斑，根据亮斑分布的均匀程度，确定被测车轮的踏面磨耗程度。