基于车载的轨道扣件同步采集系统设计及实现

线阵相机常用于轨道扣件检测时图像获取,在拍摄轨道扣件图像时受车辆变速和振动的影响,获取的图像信息容易出现失真现象;为了解决该问题,设计了一种基于车载的轨道扣件同步采集系统。通过建立测速及补偿模型和等距变换关系,实现线阵相机等间距拍摄轨道扣件图像的触发控制,通过建立传感器同步采集模型实现多传感器信息的同步采集控制。利用FPGA实现线阵相机等距触发控制和传感器信号同步采集功能。最后,搭建轨道检测小车对该系统进行实验验证,并在相同的测试条件下与基于常规光电编码器直接触发采集的方法进行对比;实验结果表明,基于车载脉冲等距触发采集的方法在变速条件下采集的轨道扣件图像不失真,并能准确同步采集各传感器信息。     

基于深度学习的轨道车辆线阵相机图像畸变校正方法

由于轨道车辆运行速度时刻变化,造成轨旁线阵相机在不同时间采集同一类型车辆的图片张数和分割点不同,导致采集到过车图像存在畸变失真,畸变失真给后续基于图像的轨道车辆故障检测和识别带来困难,因此需要对采集图像进行畸变校正.本文在综合分析轨道车辆图像畸变失真原理的基础上,提出一种基于深度学习的轨道车辆线阵相机图像畸变校正方法....     

基于机器视觉的钢轨表面检测光学模型的研究

在机器视觉的检测中,图像是整个系统中最重要的原始数据,其质量决定了后期图像处理的效果和速度。为探讨高质量图像的采集,提出一种基于线阵CCD相机和线阵光源的钢轨表面缺陷检测的光学理论模型,分析线阵CCD采集系统中振动模糊的原因,推导出图像灰度值与系统振动幅度和缺陷深度的关系,研究光源照射角度和相机拍摄角度对图像灰度和缺陷区域对比度的影响,并通过实验验证模型的合理性。结果表明:缺陷区域图像灰度值随着钢轨表面缺陷深度增大而降低,采用较低的光源照射角度可增大缺陷与背景的对比度,突出缺陷特征便于后期图像处理的缺陷识别。     

CRTSⅡ型板离缝状态高清图像采集装置的研究

针对铁路人工巡视CRTSⅡ型板离缝状态效率低的问题,根据离缝区域环境,通过对比线相机和面相机,以及LED光源和线激光器特性,设计由线激光器和CCD线阵相机组成的视觉模块,同时开发图像采集软件,并利用压缩模块和磁盘阵列技术,实现离缝状态高清图像的采集和存储,为后续离缝智能软件分析提供坚实基础。经验证,采集的图像清晰,较大压缩数据量,提高数据存储速度。     

车载轨道巡检系统研制

论述了车载轨道巡检系统结构及各子系统设计方案。巡检系统由轨道图像采集、数据分析和数据管理3个子系统构成。图像采集子系统采用线阵CCD等间距运动扫描获取轨道图像。基于机器学习理论构建了数据分析子系统,可对钢轨表面伤损、扣件异常进行智能识别。数据管理子系统可对检出缺陷进行组合查询并输出报表。该系统目前已应用于我国各高速铁路干线,对轨道主体设备外观进行普查,最高检测速度可达160 km/h。     

基于计算机视觉的车载轨道巡检系统研制

基于计算机视觉的车载轨道巡检系统由图像数据采集、数据分析和信息管理3个子系统组成;采用线阵相机进行1.6mm等间距运动扫描,并运用多线程交互和虚拟内存映射技术实现运动状态下轨道图像数据的采集和存储;在分析轨道图像病害特征的基础上,运用主成分分析、线性判别分析和Adaboost等方法建立机器学习模型,实现对钢轨、扣件和道床3个区域病害的模式识别。应用验证表明:系统能够有效检出钢轨表面擦伤、扣件缺失和移位以及轨道板裂纹等病害,其中钢轨表面擦伤、扣件缺失的检出率达95%;能够代替传统的人工步行巡道,而且最高巡检速度可达160km.h-1。     

线阵与面阵CCD在钢轨外形在线测量中的应用对比

以钢轨外形三维在线测量为例,通过对比线阵CCD和面阵CCD在采集图像的数据量与图像复原的质量,说明基于线阵CCD进行图像采集在长距离、大尺寸物体的三维在线测量上具有更高的实用价值。基于相位测量轮廓术(PMP),分别对采用2种阵列的CCD采集的钢轨外形图像进行三维重建,仿真和试验结果表明,面阵CCD采集的图像分辨率高、处理数据误差小,但处理数据量大,适于小尺寸物体的静态或低速测量,而线阵CCD虽然采集图像的分辨率较低,但处理数据量小、采集频率可控,适用于长距离、大尺寸物体的高速在线测量。     

基于FPGA和DSP的高速实时轨道巡检图像采集处理系统

基于FPGA和DSP的高速实时轨道巡检图像采集处理系统由光学系统、FPGA模块、DSP图像处理模块及上位机组成.为提升图像采集的质量,提出并设计线阵相机加激光光源的组合方案,用以有效滤除阳光干扰,避免图像过度曝光.针对高速实时采集需求,设计FPGA采集模块,实现巡检图像采集控制和传输.针对实时智能检测需求,开发基于DS...     

地铁隧道裂缝图像采集与智能识别方法研究

文章对盾构隧道表面图像采集系统进行设计,提出一种新颖的隧道裂缝图像智能识别方法。图像采集系统包括面阵相机及光源一体化模块、相机支架、工控机和供电系统,该系统可实现隧道表面图像多目相机同步采集,图像辨识精度达到0.2mm。裂缝图像智能识别方法主要包括：基于边缘检测的深度卷积网络和基于图像后处理的裂缝识别算法,该图像识别算法可实现像素级的裂缝纹理检测以及精细化提取。通过现场实验和数据分析,文章提出的图像采集系统和智能识别方法可为实际隧道裂缝检测提供较好的技术支持。     

基于线阵相机扫描的地铁车顶关键部件检测研究

文章提出了基于线阵相机扫描的状态监测方法,采用3台线阵相机对车顶图像进行扫描,根据实时采集的车速信息对图像矫正后拼接成全局图,利用HOUGH不规则形状检测实现对关键部件进行定位,再针对不同部件使用不同算法分析当前状态与历史状态的差异,重点对受电弓滑板和绝缘瓷瓶进行了算法分析,结果表明,可以较好地实现异常状态的判定。     

基于编码器的轨道里程记录系统设计

为了获得在轨道缺陷检测过程中检测出的有缺陷图片的精确里程信息,方便确定缺陷所在位置,设计一种双单片机控制的记录轨道里程值的系统,详细论述前置增强型单片机对编码器输出的脉冲信号鉴相,四倍频细分,并根据预设图片高度输出脉冲信息,后置8052单片机根据获得的脉冲信息记录脉冲个数并计算里程值,最后通过串口将计算所得数据上传至工控机。使用C++Builder编写的上位机控制软件对数据处理调用,以显示每张图片所表示的里程值。运行结果表明,该设计在记录并显示里程过程中,速度响应迅速,精度大大提高并且准确稳定。     

深圳地铁轨检车检测系统的研制

采用构架与轴箱间的侧滚和垂向位移量修正的测量技术、CCD光电传感器和高频响二维自控电路,研制出构架式光电伺服轨距测量装置,提高了轨道几何检测系统的安全性和稳定性。钢轨波磨检测系统根据惯性测量原理,采用模拟—数字混合滤波的数据处理方法,消除了速度对检测结果的影响。由数据库服务、数据采集处理计算机、数据应用计算机、高速网络打印机、QNX4实时多任务操作系统、SQL数据库管理系统和轨检数据实时处理软件共同构成了车载局域网数据实时处理系统,自动完成检测数据的采集处理、修正、合成,并根据需要以波形和表格的形式实时显示和打印输出轨道几何数据。     

中低速磁浮大位移轨道伸缩装置设计与创新

中低速磁浮交通跨越大江大河时需要采用大跨度桥梁,现有轨道伸缩接头无法满足大跨度桥梁几百毫米甚至上千毫米的伸缩变形,需要研制大位移轨道伸缩装置。借鉴现有中低速交通轨道伸缩接头以及其他桥梁或轨道伸缩装置的构造和伸缩原理,并进行系统性创新,提出由小纵梁系统、纵向滑槽系统、模数式轨道单元系统、X形连杆与弹簧系统等4大系统组成的中低速磁浮交通模数式大位移轨道伸缩装置,可通过设计不同长度的多跨连续小纵梁支撑不同数量的模数式轨道单元实现±100~±1 000 mm的伸缩量,为中低速磁浮交通跨越大江大河这一关键技术难题提供了解决方案,对于磁浮交通的进一步推广应用具有重要意义。     

高速铁路CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道静态调整

武广客运专线在国内首次采用CRTSⅠ型双块式无砟轨道道床,铺设跨区间无缝线路。在无缝线路铺设完成、长钢轨应力放散、锁定完成后即可开展轨道精调工作,轨道精调分为静态调整和动态调整2个阶段。结合工程实践,从施工准备、数据采集分析及现场调整等对无砟轨道静态调整技术进行阐述。     

轨道交通智能限界检测技术研发及应用

传统的限界检测仪存在检测时间长、安全性低、数据采集效率不高等缺点。本文介绍一种集激光扫描设备、高清影像设备、里程计等多类传感器于一体的轨道小车多传感器动态精密测量装置,阐述基于高清影像数据的轨道断面高精度、高密度数据采集方法,针对不同的应用场景采集不同的空间信息,实现超限位置里程、影像、侵限数据同步记录,并支持数据导出形成数据报告,为提升铁路客运专线的安全性提供技术支持。     

线阵列CCD摄像技术在铁路检测领域的应用

为了实现电力接触导线磨损非接触式动态检测和轨道磨损非接触式动态检测,上海铁路局科研所采用高速线阵列电荷耦合器件(CCD)摄像技术研发了非接触式动态检测平台,应用到上海局鹰厦线电力接触导线磨损检测.以此为背景,介绍了CCD传感器成像过程,描述了非接触式电力接触导线动态检测和非接触式轨道磨损动态检测技术的原理、数学模型、设备配置、软件开发环境和线阵列CCD单色图像处理用户软件类的设计.     

跨座式单轨交通车辆段试车线长度计算研究

跨座式单轨交通车辆新车组装及检修后均需要在试车线进行动态调试,以检验新车组装质量和修程车检修质量;检验车辆技术状态,进行系统调试和性能试验。在车辆段设计中,试车线的设计非常重要,其设计重点是合理确定试车线长度。采用平均加速度法和牵引计算法对单轨交通试车线长度进行计算,分析比较高速试车和中速试车2种试车工况的计算结果,指出试车线长度设计应优先采用牵引计算方法得出的数据,并根据用地条件设计试车线。当车辆段试车线长度不能满足高速试车要求时,应在正线选择合适区段进行高速试车。     

铁路既有线测量设计一体化技术的研发与实践

针对既有线常规测量方式不能重构既有线、提供中线理论坐标,无法满足CPⅢ铺轨的问题进行研究。采用兼顾轨道平顺性的最小二乘拟合优化法、拟合理论直线边构架既有线理论中线的控制桩法、基于设计要素阀值的曲线整正法、利用法向趋近重合法计算测点中线理论里程、归化里程获取设计接口数据法重构既有线。研制"全站仪数据自动采集系统"以及"既有线勘测设计一体化处理系统",实现提供既有线设计中线理论坐标的目标,形成从外业测量到内业自动化设计的一套完整的理论方法与技术体系,经工程验证后得到推广应用。