[发明专利]一种轨道表面缺陷检测方法及系统

权利要求书

1.一种轨道表面缺陷检测系统，其特征在于包括：

行走单元，用于承载检测系统并驱动检测系统在轨道上运动；

检测单元，用于采集轨道表面图像，所述轨道表面图像包括2D和3D图像；

触发单元，用于触发检测单元采集轨道表面图像；

定位单元，用于行走单元行驶里程计算并实时记录检测单元采集图像时的位置信息；

数据处理单元，用于对检测单元采集的图像进行判定；

所述检测单元包括用于分别对左右两根轨道进行扫描的两个激光测量仪，所述激光测量仪垂直于轨道表面；

所述触发单元包括与行走单元车轴同步转动的光电编码器，所述光电编码器输出的脉冲信号可触发检测单元进行轨面图像的采集；

所述定位单元包括与行走单元车轴同步转动的光电编码器、用于拍摄轨道旁里程标记的里程标相机。

2.根据权利要求1所述的一种轨道表面缺陷检测系统，其特征在于：所述检测单元还包括用于补光的光源，所述光源之前设置柱面物镜；还包括用于探测反射光强度的光强度感应器。

3.根据权利要求1所述的一种轨道表面缺陷检测系统，其特征在于：所述触发单元还包括抑制数字电路，所述抑制数字电路用于抑制车轮后退时光电编码器输出的脉冲信号。

4.一种轨道表面缺陷检测方法，应用于权利要求1~3中任意一项所述的轨道表面缺陷检测系统，其特征在于包括：

通过光电编码器输出的脉冲信号触发激光测量仪进行轨道表面图像的采集，每触发一次激光测量仪拍摄一行图像；所述轨道表面图像包括2D图像和3D图像；

通过光电编码器记录行走单元车轮旋转圈数的方式计算行走单元行驶里程，通过里程标相机拍摄的轨道旁里程标记消除计算的里程误差；

按照拍摄顺序将采集到的若干行图像拼合成轨道表面的图像；

将拍摄的图像与里程进行关联；

对拼合后的图像进行抖动消除；

对消除抖动后的图像进行预处理提高图像质量；

提取图像中的轨面图像信息；

对提取的2D轨面图像信息进行初步缺陷判断，若有缺陷则将该2D轨面图像对应位置的3D图像进行二次缺陷判断，若二次缺陷判断仍有缺陷则判定该段轨道轨面存在缺陷。

5.根据权利要求4所述的一种轨道表面缺陷检测方法，其特征在于所述通过光电编码器输出的脉冲信号触发激光测量仪进行轨道表面图像的采集的方法为：

计算出行走单元行驶速度；

通过行走单元的行驶速度、激光测量仪的焦距、物距以及传感器尺寸计算出激光测量仪的拍摄频率；

对脉冲信号的输出频率进行处理使其与拍摄频率一致。

6.根据权利要求4所述的一种轨道表面缺陷检测方法，其特征在于所述将拍摄的图像与里程进行关联的方法包括：

按照拍摄顺序将若干张行图像拼合成一张图像后，将用于拼合的最后一张行图像拍摄时所处的里程赋予该张图像。

7.根据权利要求4所述的一种轨道表面缺陷检测方法，其特征在于所述对拼合后的图像进行抖动消除的方法包括X方向和Y方向的抖动消除，所述X方向为轨道延伸方向，所述Y方向为垂直于轨道延伸方向；

所述X方向抖动消除的方法为：

将2D图像的某一行作为基准行，其余行作为待调整行；

将待调整行的像素点灰度值与基准行中顺序相同像素点的灰度值相减获得若干灰度值差；

对灰度值差的绝对值求和获得误差值；

对待调整行进行平移，若平移至误差值最小处则调整到位；

将待调整行对应的3D图像做相同平移；

所述Y方向抖动消除的方法为：

将2D图像的某一列作为基准列，其余列作为待调整列；

将待调整列的像素点灰度值与基准列中顺序相同像素点的灰度值相减获得若干灰度值差；

对灰度值差的绝对值求和获得误差值；

对待调整列进行平移，若平移至误差值最小处则调整到位；

将待调整列对应的3D图像做相同平移。