[发明专利]钢轨损伤探测推车

摘要

本发明涉及一种钢轨损伤探测推车，包括推手、走行轮、竖式探测架、图像探测设备、超声波探测设备和ARM 11处理器，所述走行轮用于实现所述探测推车行走在钢轨之间，所述图像探测设备和所述超声波探测设备以上下排列方式位于所述竖式探测架上，所述图像探测设备对采集的钢轨图像进行图像处理，所述超声波探测设备对钢轨进行超声波探测，所述ARM 11处理器与所述图像探测设备和所述超声波探测设备分别连接，基于所述图像处理结果和所述超声波探测结果，确定钢轨的损伤程度。通过本发明，能够精确探测到推车行进路径上的所有钢轨的损伤程度，为钢轨的维护提供重要的参考数据。

主权项

一种钢轨损伤探测推车，所述探测推车行走在钢轨之间，用于探测钢轨的损伤程度，所述探测推车包括推手、走行轮、竖式探测架、图像探测设备、超声波探测设备和ARM 11处理器，所述走行轮用于实现所述探测推车行走在钢轨之间，所述图像探测设备和所述超声波探测设备以上下排列方式位于所述竖式探测架上，所述图像探测设备对采集的钢轨图像进行图像处理，所述超声波探测设备对钢轨进行超声波探测，所述ARM 11处理器与所述图像探测设备和所述超声波探测设备分别连接，基于所述图像处理结果和所述超声波探测结果，确定钢轨的损伤程度；其特征在于，所述探测推车还包括：钢轨清洁设备，包括水刷、水管和水阀，所述水刷用于对钢轨表面进行清除，所述水管用于为所述水刷提供用水，所述水阀与所述水管连接，用于控制所述水管供水的打开与关闭；太阳能供电设备，包括铅酸蓄电池和光伏板，所述光伏板与所述铅酸蓄电池连接，用于将太阳能转换为电能，并储存到所述铅酸蓄电池中；USB通信接口，用于插入外部U盘，接收外部U盘中预存的波纹上限灰度阈值、波纹下限灰度阈值、波纹长度阈值和幅值阈值，所述波纹上限灰度阈值和所述波纹下限灰度阈值用于将图像中的波纹和背景分离；静态存储设备，与所述USB通信接口连接，用于接收并存储所述波纹上限灰度阈值、所述波纹下限灰度阈值、所述波纹长度阈值和所述幅值阈值；所述超声波探测设备包括超声波发生器、超声波接收器和微控制器，所述超声波发生器向钢轨发出连续超声脉冲波束，如钢轨无损伤存在，超声脉冲波束到达钢轨后依原路返回到所述超声波接收器，所述超声波接收器接收得到底波，如钢轨有损伤，则所述超声波接收器在接收得到底波前还接收一个伤损波，所述微控制器与所述超声波接收器连接以分离出所述伤损波中的离散缺陷子波，并输出所述离散缺陷子波的幅值；所述图像探测设备包括摄像头和波纹缺陷检测器，所述摄像头对钢轨拍摄，以采集钢轨图像，所述波纹缺陷检测器与所述摄像头和所述静态存储设备分别连接，所述波纹缺陷检测器包括自适应直方图均衡化处理单元、灰度化处理单元、波纹图像分割单元和波纹缺陷识别单元，所述自适应直方图均衡化处理单元与所述摄像头连接，对所述钢轨图像的每一个像素在其邻域窗口进行自适应直方图均衡化处理，以获得均衡化图像，所述灰度化处理单元与所述自适应直方图均衡化处理单元连接，对所述均衡化图像进行灰度化处理，以获得灰度化图像，所述波纹图像分割单元与所述灰度化处理单元和所述静态存储设备分别连接，将所述灰度化图像中灰度值在所述波纹上限灰度阈值和所述波纹下限灰度阈值之间的像素识别并组成多个波纹子图案，所述波纹缺陷识别单元与所述波纹图像分割单元连接，累计所述多个波纹子图像的波纹长度以作为总波纹长度输出；所述ARM 11处理器与所述摄像头、所述波纹缺陷识别单元、所述微控制器和所述静态存储设备分别连接，将所述离散缺陷子波的幅值、所述总波纹长度复合在所述钢轨图像上以形成一个复合图像，当所述离散缺陷子波的幅值大于等于所述幅值阈值时，发出离散缺陷预警信号，当所述离散缺陷子波的幅值超过所述幅值阈值的50％时，发出离散缺陷报警信号，当所述总波纹长度大于等于所述波纹长度阈值时，发出波纹缺陷预警信号，当所述总波纹长度超过所述波纹长度阈值的50％时，发出波纹缺陷报警信号；无线收发设备，与所述ARM 11处理器连接，还与远端的铁道管理控制服务器建立双通道的无线通信链路，将所述离散缺陷预警信号、所述离散缺陷报警信号、所述波纹缺陷预警信号或所述波纹缺陷报警信号无线发送给所述铁道管理控制服务器；显示设备，与所述ARM 11处理器连接，用于实时显示所述复合图像，还用于实时显示所述离散缺陷预警信号、所述离散缺陷报警信号、所述波纹缺陷预警信号或所述波纹缺陷报警信号；其中，所述显示设备在所述复合图像中显示与所述离散缺陷子波的幅值对应的离散缺陷等级，以及显示与所述总波纹长度对应的波纹缺陷等级；所述显示设备还与所述静态存储设备连接，所述静态存储设备还存储了所述离散缺陷子波的幅值与所述离散缺陷等级的对应关系，以及存储了所述总波纹长度与所述波纹缺陷等级的对应关系；所述摄像头以1280×1024的分辨率采集所述钢轨图像。