[发明专利]一种基于结构光相机的铁路车辆闸片厚度检测装置及方法

说明书

一种基于结构光相机的铁路车辆闸片厚度检测装置及方法。本发明涉及铁路列车检测技术领域。本发明为了解决现有动态检测设备难以实现对铁路车辆闸片厚度检测的问题。本发明检测装置包括成像组件、控制组件和工控机，成像组件固接在轨道组的中部，成像组件包括3D结构光相机，控制组件固接在成像组件的前方轨道组的一侧，工控机设置在轨道组的外侧，控制组件和成像组件分别与工控机电连接，工控机接收控制组件发出的车辆信号，控制成像组件开始拍照，显示保存生成的图片，并将图片进行匹配获取空间坐标，利用空间坐标进行运算。本发明用于铁路车辆闸片厚度检测。

技术领域

本发明涉及铁路列车检测技术领域，具体涉及一种基于结构光相机的铁路车辆闸片厚度检测装置及方法。

背景技术

目前，铁路行业的动态检测设备，如TFDS(铁路货车动态检测系统)等，只能对不可量化的故障进行检测，如断裂，螺栓脱落，异物附着等。对一些需要量化的检测项点，比如闸片厚度等，就无法进行检测。而无法进行检测的原因，主要是成像的相机不具备量化检测的功能，以及车速及复杂的环境造成成像质量不高。目前线路上主要安装的是2D线扫描相机，此类相机无法进行数据测量；也有部分设备安装3D相机，能生成3D点云数据，进行测量，但是由于车速过快，拍照环境恶劣，导致3D点云数据噪点过多，数据直接无法使用。

发明内容

本发明为了解决现有动态检测设备难以实现对铁路车辆闸片厚度检测的问题，进而提出一种基于结构光相机的铁路车辆闸片厚度检测装置及方法。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种基于结构光相机的铁路车辆闸片厚度检测装置包括成像组件、控制组件和工控机，成像组件固接在轨道组的中部，成像组件包括3D结构光相机，控制组件固接在成像组件的前方轨道组的一侧，工控机设置在轨道组的外侧，控制组件和成像组件分别与工控机电连接，工控机接收控制组件发出的车辆信号，控制成像组件开始拍照，显示保存生成的图片，并将图片进行匹配获取空间坐标，利用空间坐标进行运算。

进一步地，工控机在工作时，控制组件检测到车辆驶过，发送信号给工控机，工控机控制成像组件启动并进行拍照，生成3D点云图片和平面图片；

工控机从平面图片上识别出闸片的边界线，在边界线上取若干点P，并得到点P在平面图片上以平面图片边界交点为原点的平面坐标P(x,y)，根据3D点云图片和平面图片上的位置一一对应，在3D点云图片上P(x,y)的位置上即可得到闸片边界线以相机为原点的空间坐标P(a,b,c)；

重复以上过程，得到闸片边界线的所有空间坐标，去掉有噪点的坐标，留下空间坐标清晰的点，利用这些空间坐标P(a,b,c)计算出闸片的厚度。

进一步地，成像组件还包括激光发生器、棱镜、安装架和镜头，3D结构光相机、激光发生器和棱镜均固接在安装架上，镜头设置在3D结构光相机的正前方，激光发生器设置在3D结构光相机的一侧，棱镜设置在激光发生器的正前方。

进一步地，成像组件的外侧设有防护组件。

进一步地，防护组件包括箱体、箱盖和驱动机构，箱体的上端敞口设置，箱盖设置在箱体敞口端的外侧，成像组件朝向箱体敞口端设置，箱盖通过驱动机构在箱体的敞口端上平移，驱动机构与工控机电连接。

进一步地，驱动机构包括电推杆和两组轨道，电推杆水平固接在箱体内，电推杆的杆端固接有连接块，连接块的上端面与箱盖的内侧端面固接，箱体敞口端的两侧均水平设有一组轨道，箱盖的两侧分别与轨道滑动连接。

进一步地，控制组件包括车辆传感器和传感器支架，车辆传感器固接在传感器支架的上端，传感器支架固接在轨道组的一侧。

一种基于结构光相机的铁路车辆闸片厚度检测方法包括如下步骤：