本發(fā)明涉及鋼軌檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種鐵路軌道彈條扣件狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)裝置以及方法。

背景技術(shù)：

隨著交通運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展，軌道交通的發(fā)展越來(lái)越迅速；在鐵路軌道中，會(huì)應(yīng)用到許多不同的鐵路軌道扣件，以輔助完成軌道之間的安裝、固定與連接，其中彈條扣件是十分常見(jiàn)的一種扣件；為確保軌道交通運(yùn)行的安全性，需要對(duì)鐵路軌道扣件進(jìn)行沿路檢查，現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)鐵路軌道扣件的檢查還處于人工操作的階段，并且鐵路軌道扣件的檢查工作主要包括：檢查是否出現(xiàn)松動(dòng)以及是否有裂紋，其中是否出現(xiàn)松動(dòng)的情況可以由檢修人員通過(guò)使用工具進(jìn)行檢測(cè)，但是人工判斷扣件是否存在裂紋則比較困難；并且由于鐵路往往會(huì)綿延數(shù)十公里，其所處的環(huán)境有時(shí)會(huì)比較惡劣，單單采用靠人工進(jìn)行檢修的方式，會(huì)存在著勞動(dòng)量巨大、費(fèi)時(shí)費(fèi)力的缺陷。

目前，本領(lǐng)域以及相近的技術(shù)領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)中還未出現(xiàn)一種能夠自動(dòng)進(jìn)行鐵路軌道扣件檢測(cè)的裝置或者設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種鐵路軌道彈條扣件狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)裝置以及方法，以解決上述問(wèn)題。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種鐵路軌道彈條扣件狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)裝置，包括：

行走機(jī)構(gòu)，所述行走機(jī)構(gòu)連接有行走控制機(jī)構(gòu)，所述行走機(jī)構(gòu)上安裝固定有：彈條扣件測(cè)距模塊、圖像采集模塊、彈條扣件表面三維點(diǎn)云獲取模塊和數(shù)據(jù)處理和判斷模塊，所述彈條扣件表面三維點(diǎn)云獲取模塊用于采集完整的彈條扣件的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

所述行走控制機(jī)構(gòu)包括：無(wú)線接收器、微處理器和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)軸與所述行走機(jī)構(gòu)的行走輪相連接，所述無(wú)線接收器用于接收手持終端的無(wú)線遙控信號(hào)，并將所述信號(hào)發(fā)送至微處理器，所述微處理器通過(guò)控制所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制所述行走機(jī)構(gòu)前進(jìn)、倒退以及加速、減速；

所述行走機(jī)構(gòu)沿鐵路軌道運(yùn)行，所述彈條扣件測(cè)距模塊用于在行走機(jī)構(gòu)運(yùn)行過(guò)程中對(duì)所述彈條扣件進(jìn)行測(cè)距定位，當(dāng)所述彈條扣件測(cè)距模塊檢測(cè)到所述行走機(jī)構(gòu)到達(dá)所述彈條扣件位置以后，所述圖像采集模塊對(duì)所述彈條扣件進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)采集，所述圖像采集模塊將采集到的圖像數(shù)據(jù)發(fā)送至所述數(shù)據(jù)處理和判斷模塊，所述數(shù)據(jù)處理和判斷模塊基于所述三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)，確定彈條扣件平面圖像中的扣件邊緣，并提取彈條扣件的圖像，所述判斷模塊用于根據(jù)提取的所述彈條扣件的圖像判斷彈條扣件是否存在裂紋。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第一種可能的實(shí)施方式，其中：

所述圖像采集模塊包括：多個(gè)圖像采集單元，所述圖像采集單元包括：圖像采集相機(jī)和光源；

其中，所述圖像采集相機(jī)為面陣相機(jī)，所述光源為L(zhǎng)ED面陣光源；

或者，

所述圖像采集相機(jī)為線陣相機(jī)，所述光源為L(zhǎng)ED線陣光源。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第二種可能的實(shí)施方式，其中：

所述彈條扣件測(cè)距模塊包括：點(diǎn)狀激光測(cè)距傳感器；

所述點(diǎn)狀激光測(cè)距傳感器用于感知所述圖像采集模塊是否到達(dá)彈條扣件圖像采集區(qū)。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第三種可能的實(shí)施方式，其中：

所述行走機(jī)構(gòu)上還設(shè)置有：彈條扣件定位模塊；

所述彈條扣件定位模塊，包括：GPS定位器和編碼器，所述GPS定位器用于獲取鐵路軌道扣件的絕對(duì)位置坐標(biāo)，所述編碼器用于獲取行走機(jī)構(gòu)的位移和速度，并根據(jù)軌枕序號(hào)，最終獲取鐵路彈條扣件的定位數(shù)據(jù)；

所述彈條扣件表面三維點(diǎn)云獲取模塊通過(guò)：線結(jié)構(gòu)激光傳感器、雙目視覺(jué)相機(jī)或者激光雷達(dá)中的任意一種進(jìn)行采集完整的彈條扣件的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

所述數(shù)據(jù)處理和判斷模塊還用于對(duì)所述三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行分離、識(shí)別，提取鐵路軌道扣件各個(gè)部件的三維空間數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述三維空間數(shù)據(jù)建立鐵路軌道扣件的三維模型；

所述數(shù)據(jù)處理和判斷模塊還用于在鐵路軌道扣件三維模型的基礎(chǔ)上，分析計(jì)算彈條扣件與墊板、彈條扣件與絕緣板的間隙尺寸，并結(jié)合預(yù)先設(shè)定的鐵路檢查規(guī)則，判斷彈條扣件緊固狀態(tài)是否滿足需求，獲取彈條扣件緊固狀態(tài)的判斷數(shù)據(jù)。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第四種可能的實(shí)施方式，其中：

所述數(shù)據(jù)處理和判斷模塊，還用于：

將所述彈條扣件表面三維點(diǎn)云獲取模塊獲取的彈條扣件三維點(diǎn)云與標(biāo)準(zhǔn)彈條扣件的三維點(diǎn)云進(jìn)行比對(duì)，判斷彈條扣件是否存在缺失、斷裂、錯(cuò)位和異物入侵。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第五種可能的實(shí)施方式，其中：

所述行走機(jī)構(gòu)上還設(shè)置有：數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊，所述數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊包括：射頻單元和信息發(fā)送單元，所述信息發(fā)送單元包括：GPRS通訊設(shè)備、3G通訊設(shè)備、4G通訊設(shè)備中的任意一種；

所述射頻單元用于將所述數(shù)據(jù)處理和判斷模塊的判斷結(jié)果數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控上位機(jī)；

所述信息發(fā)送單元用于將所述數(shù)據(jù)處理和判斷模塊的判斷結(jié)果數(shù)據(jù)發(fā)送至檢測(cè)信息接收人的手機(jī)上。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第六種可能的實(shí)施方式，其中：

所述行走機(jī)構(gòu)包括：巡檢小車；

所述巡檢小車包括：車體，所述車體包括：橫梁、左縱梁、右縱梁和至少四個(gè)行走輪，該行走輪與鋼軌頂面緊密接觸，所述車體上還設(shè)置有定位輪和張緊輪，其中，所述定位輪始終緊貼著鋼軌的內(nèi)側(cè)面，所述張緊輪隨著軌道的軌距變化而調(diào)節(jié)張緊程度；所述左縱梁和右縱梁的中心位置分別與橫梁的左、右兩端連接，所述行走輪分別設(shè)置于左縱梁和右縱梁的底部?jī)啥?，所述行走輪貼合鐵路軌道運(yùn)行；所述左縱梁、右縱梁的中間位置分別設(shè)置有第一元件安裝板和第二元件安裝板；

所述圖像采集模塊包括：第一圖像采集單元、第二圖像采集單元、第三圖像采集單元和第四圖像采集單元；

所述第一圖像采集單元與所述第二圖像采集單元分別設(shè)置于所述第一元件安裝板下方的內(nèi)外兩側(cè)，所述第三圖像采集單元與所述第四圖像采集單元分別設(shè)置于第二元件安裝板下方的內(nèi)外兩側(cè)；

所述彈條扣件測(cè)距模塊，包括：點(diǎn)狀激光測(cè)距傳感器，該點(diǎn)狀激光測(cè)距傳感器設(shè)置于左縱梁中心位置的外側(cè)；

所述彈條扣件表面三維點(diǎn)云獲取模塊，包括：第一線結(jié)構(gòu)激光傳感器、第二線結(jié)構(gòu)激光傳感器、第三線結(jié)構(gòu)激光傳感器和第四線結(jié)構(gòu)激光傳感器；

所述第一線結(jié)構(gòu)激光傳感器與第二線結(jié)構(gòu)激光傳感器分別設(shè)置于所述第一元件安裝板上方的內(nèi)外兩側(cè)，所述第三線結(jié)構(gòu)激光傳感器與所述第四線結(jié)構(gòu)激光傳感器分別設(shè)置于第二元件安裝板上方的內(nèi)外兩側(cè)；

所述編碼器安裝于所述行走輪的中心軸上；

所述數(shù)據(jù)處理和判斷模塊，包括：嵌入式計(jì)算機(jī)，所述嵌入式計(jì)算機(jī)安裝于所述橫梁內(nèi)，所述橫梁內(nèi)還設(shè)置有電源模塊。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第七種可能的實(shí)施方式，其中：

所述電源模塊包括：半球形光伏板主體、儲(chǔ)能裝置和電壓轉(zhuǎn)換器。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種軌道彈條扣件狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)方法，包括：

當(dāng)點(diǎn)狀激光測(cè)距傳感器判斷到達(dá)彈條扣件位置時(shí)，圖像采集相機(jī)抓拍扣件圖像；

根據(jù)扣件三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，以及預(yù)先標(biāo)定的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)與圖像采集模塊中的相機(jī)獲取的平面圖像像素的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定彈條扣件平面圖像中彈條扣件邊緣，從而將彈條扣件圖像從平面圖像背景中分割和提取出來(lái)；

根據(jù)彈條扣件三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，獲取圖像的像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的不同深度，采用局部的二值化閾值，對(duì)提取的扣件圖像進(jìn)行局部二值化處理，膨脹，去噪；得到處理后的彈條扣件圖像；

根據(jù)所述處理后的彈條扣件圖像，判斷是否有裂紋存在，若有，通過(guò)邊緣檢測(cè)算法對(duì)裂紋進(jìn)行驗(yàn)證。

結(jié)合第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第一種可能的實(shí)施方式，其中：

通過(guò)行走機(jī)構(gòu)的絕對(duì)坐標(biāo)、位移數(shù)據(jù)和所處的鐵道軌枕序號(hào)，獲取彈條扣件的定位數(shù)據(jù)；

通過(guò)線結(jié)構(gòu)激光傳感器獲取彈條扣件的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，根據(jù)所述三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，判斷點(diǎn)云相對(duì)于軌道板的標(biāo)高，根據(jù)鐵路軌道扣件及軌枕相對(duì)于軌道板的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)高，判斷點(diǎn)云是否是鐵路軌道扣件的三維點(diǎn)云，如果是，將該線性結(jié)構(gòu)激光傳感器所獲取的斷面數(shù)據(jù)作為鐵路軌道扣件檢測(cè)的備選數(shù)據(jù)；

將連續(xù)的多個(gè)鐵路軌道扣件檢測(cè)備選數(shù)據(jù)整合在一起構(gòu)成鐵路軌道扣件備選三維空間數(shù)據(jù)，分析備選數(shù)據(jù)的縱向長(zhǎng)度；如果滿足實(shí)際鐵路軌道扣件的長(zhǎng)度，判斷為一個(gè)完整的鐵路軌道扣件三維空間數(shù)據(jù)；

對(duì)鐵路軌道扣件三維空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分離、識(shí)別，提取鐵路軌道扣件各個(gè)部件的三維空間數(shù)據(jù)，建立鐵路軌道扣件的三維模型；

在鐵路軌道扣件三維模型的基礎(chǔ)上，基于所述彈條扣件的定位數(shù)據(jù)，分析計(jì)算彈條扣件與墊板、彈條扣件與絕緣板的間隙尺寸，完成對(duì)彈條扣件緊固狀態(tài)的檢查。

本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種鐵路軌道彈條扣件狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)裝置以及方法，能夠自動(dòng)控制行走機(jī)構(gòu)沿鐵路軌道運(yùn)行，在運(yùn)行過(guò)程中，到達(dá)彈條扣件位置，通過(guò)使用圖像采集模塊對(duì)彈條扣件進(jìn)行圖像采集，并通過(guò)對(duì)采集到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取彈條扣件的圖像，并根據(jù)提取的彈條扣件的圖像判斷彈條扣件是否存在裂紋；本發(fā)明實(shí)施例所提供的鐵路軌道彈條扣件自動(dòng)檢測(cè)裝置及方法，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)彈條扣件是否具有裂紋進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例一所提供的一種鐵路軌道彈條扣件狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例二所提供的一種鐵路軌道彈條扣件狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖示說(shuō)明:

101-彈條扣件測(cè)距模塊；102-圖像采集模塊；103-數(shù)據(jù)處理和判斷模塊；104-行走控制機(jī)構(gòu)；105-行走機(jī)構(gòu)；106-彈條扣件表面三維點(diǎn)云獲取模塊；

200-第四圖像采集單元；201-GPS定位器；202-同步控制電路；203-嵌入式計(jì)算機(jī)；204-電源模塊；205-定位輪；206-第三線結(jié)構(gòu)激光傳感器；207-編碼器；208-第四線結(jié)構(gòu)激光傳感器；210-第三圖像采集單元；213-第二圖像采集單元；214-第二線結(jié)構(gòu)激光傳感器；215-第一線結(jié)構(gòu)激光傳感器；216-點(diǎn)狀激光測(cè)距傳感器；217-第一圖像采集單元；218-橫梁；219-左縱梁；220-右縱梁；221-第一元件安裝板；222-第二元件安裝板；223-行走輪；224-張緊輪。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來(lái)布置和設(shè)計(jì)。因此，以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

現(xiàn)有技術(shù)中，為確保軌道交通運(yùn)行的安全性，需要對(duì)鐵路軌道進(jìn)行檢查，對(duì)鐵路軌道的檢測(cè)工作多由人工的方式進(jìn)行，具有勞動(dòng)量較大，且檢測(cè)效率比較低的缺陷，并且對(duì)鐵路軌道扣件是否存在裂紋的人工檢測(cè)工作比較困難，準(zhǔn)確率較低。

為便于對(duì)本實(shí)施例進(jìn)行理解，首先對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所公開(kāi)的一種鐵路軌道彈條扣件狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)裝置進(jìn)行詳細(xì)介紹；

如圖1所示的實(shí)施例一，本實(shí)施例中公開(kāi)了一種鐵路軌道彈條扣件狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)裝置，包括：行走機(jī)構(gòu)105，該行走機(jī)構(gòu)105連接有行走控制機(jī)構(gòu)104，上述行走機(jī)構(gòu)105上安裝固定有：彈條扣件測(cè)距模塊101、圖像采集模塊102、彈條扣件表面三維點(diǎn)云獲取模塊106和數(shù)據(jù)處理和判斷模塊103，所述彈條扣件表面三維點(diǎn)云獲取模塊106用于采集完整的彈條扣件的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

上述行走控制機(jī)構(gòu)104包括：無(wú)線接收器、微處理器和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，行走機(jī)構(gòu)設(shè)置有行走輪，沿鐵路導(dǎo)軌運(yùn)行，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)軸與行走機(jī)構(gòu)的行走輪相連接，無(wú)線接收器用于接收工作人員手持遙控終端發(fā)送的無(wú)線遙控信號(hào)，并將該無(wú)線遙控信號(hào)發(fā)送至微處理器，進(jìn)一步的，微處理器通過(guò)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行控制行走機(jī)構(gòu)105前進(jìn)、倒退以及加速、減速；進(jìn)一步的，本實(shí)施例中上述微處理器還連接有GPS定位器，該GPS定位器還用于對(duì)行走機(jī)構(gòu)進(jìn)行定位，以避免行走機(jī)構(gòu)發(fā)生丟失無(wú)法找到的情況。

行走機(jī)構(gòu)105沿鐵路軌道運(yùn)行，彈條扣件測(cè)距模塊101用于在行走機(jī)構(gòu)運(yùn)行過(guò)程中對(duì)彈條扣件進(jìn)行測(cè)距定位，當(dāng)彈條扣件測(cè)距模塊101檢測(cè)到行走機(jī)構(gòu)105到達(dá)彈條扣件位置以后，圖像采集模塊102對(duì)該彈條扣件進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)采集，圖像采集模塊102將采集到的圖像數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)處理和判斷模塊103，進(jìn)而由數(shù)據(jù)處理和判斷模塊103對(duì)該圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并基于彈條扣件的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)確定彈條扣件平面圖像中的扣件邊緣，并提該取彈條扣件的圖像，數(shù)據(jù)處理和判斷模塊103進(jìn)一步根據(jù)提取的彈條扣件的圖像判斷彈條扣件是否存在裂紋。

本實(shí)施例中提供的一種鐵路軌道彈條扣件狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)軌道彈條扣件裂紋的自動(dòng)檢測(cè)，具有效率高和檢測(cè)準(zhǔn)確的積極效果。

上述的圖像采集模塊包括：多個(gè)圖像采集單元，每個(gè)圖像采集單元均包括：圖像采集相機(jī)和光源；

進(jìn)一步的，上述圖像采集相機(jī)為面陣相機(jī)，并且相對(duì)應(yīng)的光源為L(zhǎng)ED面陣光源；

或者，上述的圖像采集相機(jī)為線陣相機(jī)，相對(duì)應(yīng)的光源為L(zhǎng)ED線陣光源。

上述彈條扣件測(cè)距模塊包括：點(diǎn)狀激光測(cè)距傳感器；該點(diǎn)狀激光測(cè)距傳感器用于感知行走機(jī)構(gòu)上的圖像采集模塊是否到達(dá)彈條扣件圖像采集區(qū)，當(dāng)?shù)竭_(dá)彈條扣件圖像采集區(qū)時(shí)，圖像采集模塊會(huì)進(jìn)行對(duì)該彈條扣件抓拍采集圖像。

在某一具體實(shí)施例中，上述行走機(jī)構(gòu)上還設(shè)置有：彈條扣件定位模塊；

其中，彈條扣件定位模塊，包括：GPS定位器和編碼器，GPS定位器用于獲取鐵路軌道扣件的絕對(duì)坐標(biāo)，編碼器用于獲取行走機(jī)構(gòu)的位移和速度，并根據(jù)行走機(jī)構(gòu)所處的鐵路軌道的軌枕序號(hào)，最終獲取鐵路彈條扣件的定位數(shù)據(jù)；

彈條扣件表面三維點(diǎn)云獲取模塊，包括：多個(gè)線結(jié)構(gòu)激光傳感器；該線結(jié)構(gòu)激光傳感器采集完整的彈條扣件的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)；進(jìn)一步的，上述的彈條扣件表面三維點(diǎn)云獲取模塊也可以通過(guò)雙目視覺(jué)相機(jī)或者激光雷達(dá)獲取彈條扣件的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)；上述數(shù)據(jù)處理和判斷模塊還用于對(duì)所述三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行分離、識(shí)別，提取鐵路軌道扣件各個(gè)部件的三維空間數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述三維空間數(shù)據(jù)建立鐵路軌道扣件的三維模型；

進(jìn)一步的，上述數(shù)據(jù)處理和判斷模塊，在鐵路軌道扣件三維模型的基礎(chǔ)上，分析計(jì)算彈條扣件與墊板、彈條扣件與絕緣板的間隙尺寸，并結(jié)合預(yù)先設(shè)定的鐵路檢查規(guī)則，判斷彈條扣件緊固狀態(tài)是否滿足需求，獲取彈條扣件緊固狀態(tài)的判斷數(shù)據(jù)；并將上述鐵路彈條扣件的定位數(shù)據(jù)和彈條扣件緊固狀態(tài)的判斷數(shù)據(jù)相結(jié)合完成鐵路彈條扣件緊固狀態(tài)的檢查。

進(jìn)一步的，上述數(shù)據(jù)處理和判斷模塊，還用于：將彈條扣件表面三維點(diǎn)云獲取模塊獲取的彈條扣件三維點(diǎn)云與標(biāo)準(zhǔn)彈條扣件的三維點(diǎn)云進(jìn)行比對(duì)，判斷彈條扣件是否存在缺失、斷裂、錯(cuò)位和異物入侵。

本實(shí)施例中所提供的一種軌道扣件自動(dòng)檢測(cè)裝置，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)對(duì)彈條扣件的裂紋檢測(cè)，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)彈條扣件緊固狀態(tài)的檢測(cè)，以及能夠判斷彈條扣件是否存在缺失、斷裂、錯(cuò)位和異物入侵。

進(jìn)一步的，上述實(shí)施例中的行走機(jī)構(gòu)上還可設(shè)置安裝有：數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊，該數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊包括：射頻單元和信息發(fā)送單元，該信息發(fā)送單元包括但不限于：GPRS(通用分組無(wú)線服務(wù)技術(shù)，General Packet Radio Service)通訊設(shè)備、3G(第三代移動(dòng)通信技術(shù)，3rd-Generation)通訊設(shè)備、4G(第四代移動(dòng)通訊技術(shù))通訊設(shè)備以及未來(lái)可能出現(xiàn)的比如5G等無(wú)線通訊技術(shù)中的設(shè)備；

射頻單元用于將數(shù)據(jù)處理和判斷模塊的判斷結(jié)果數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控上位機(jī)，由工作人員進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控；

上述信息發(fā)送單元用于將數(shù)據(jù)處理和判斷模塊的判斷結(jié)果數(shù)據(jù)發(fā)送至檢測(cè)信息接收人的手機(jī)上。

進(jìn)一步的，在某一具體實(shí)施例中，上述數(shù)據(jù)處理和判斷模塊還連接有報(bào)警模塊，當(dāng)數(shù)據(jù)處理和判斷模塊判斷彈條扣件存在裂紋或者彈條扣件出現(xiàn)松動(dòng)時(shí)，報(bào)警模塊會(huì)進(jìn)行聲光報(bào)警，以提示工作人員進(jìn)行人工處理。

如圖2所示的實(shí)施例二，本實(shí)施例中的軌道彈條扣件狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)裝置中，行走機(jī)構(gòu)包括：巡檢小車；

該巡檢小車包括：車體，該車體包括：橫梁218、左縱梁219、右縱梁220和至少四個(gè)行走輪223，該行走輪223與鋼軌頂面緊密接觸，避免車體上下顛簸，上述車體上還設(shè)置有定位輪205和張緊輪224，其中，定位輪205始終緊貼著鋼軌的內(nèi)側(cè)面；張緊輪224隨著軌道的軌距變化而調(diào)節(jié)張緊程度，避免車體左右晃動(dòng)；上述左縱梁219和右縱梁220的中心位置分別與橫梁218的左、右兩端連接，行走輪223分別設(shè)置于左縱梁219和右縱梁220的底部?jī)啥耍凶咻?23貼合鐵路軌道運(yùn)行；上述左縱梁219、右縱梁220的中間位置分別設(shè)置有第一元件安裝板221和第二元件安裝板222；

上述圖像采集模塊包括：第一圖像采集單元217、第二圖像采集單元213、第三圖像采集單元210和第四圖像采集單元200；其中每個(gè)圖像采集單元均包括：圖像采集相機(jī)和光源，該相機(jī)可以為面陣相機(jī)或者線陣相機(jī)，相應(yīng)的，該光源為L(zhǎng)ED面陣光源或者LED線陣光源，進(jìn)一步的該光源可以為白光光源或者紅外光源。

第一圖像采集單元217與第二圖像采集單元213分別設(shè)置于第一元件安裝板221下方的內(nèi)外兩側(cè)，第三圖像采集單元210與第四圖像采集單元200分別設(shè)置于第二元件安裝板222下方的內(nèi)外兩側(cè)。

上述彈條扣件測(cè)距模塊包括：點(diǎn)狀激光測(cè)距傳感器216，該點(diǎn)狀激光測(cè)距傳感器216設(shè)置于左縱梁219中心位置的外側(cè)；本實(shí)施例中點(diǎn)狀激光測(cè)距傳感器檢測(cè)到巡檢小車到達(dá)彈條扣件位置后，上述圖像采集單元進(jìn)行抓拍。

需要說(shuō)明的是，上述實(shí)施例中僅是舉例說(shuō)明，不應(yīng)當(dāng)看作是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限定，點(diǎn)狀激光測(cè)距傳感器的安裝位置也可以是在左縱梁中心位置的內(nèi)側(cè)、右縱梁中心位置左側(cè)或者右縱梁中心位置的右側(cè)。

本實(shí)施例中，上述彈條扣件表面三維點(diǎn)云獲取模塊，包括：第一線結(jié)構(gòu)激光傳感器215、第二線結(jié)構(gòu)激光傳感器214、第三線結(jié)構(gòu)激光傳感器206和第四線結(jié)構(gòu)激光傳感器208；

進(jìn)一步的，上述第一線結(jié)構(gòu)激光傳感器215與第二線結(jié)構(gòu)激光傳感器214分別設(shè)置于第一元件安裝板221上方的內(nèi)外兩側(cè)，第三線結(jié)構(gòu)激光傳感器206與第四線結(jié)構(gòu)激光傳感器208分別設(shè)置于第二元件安裝板222上方的內(nèi)外兩側(cè)；上述線結(jié)構(gòu)激光傳感器用于獲取鐵路扣件三維空間數(shù)據(jù)或者三維點(diǎn)云。

編碼器207安裝于行走輪223的中心軸上，該編碼器207隨著行走輪的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，用于記錄巡檢小車的行走位移和行走速度，從而獲取巡檢小車的線性參考坐標(biāo)；上述GPS定位器用于獲取鐵路軌道扣件的絕對(duì)位置坐標(biāo)；

上述的編碼器為：光電編碼器和旋轉(zhuǎn)編碼器中的任意一種；上述編碼器和GPS定位器通過(guò)同步控制電路202與線結(jié)構(gòu)激光傳感器相連接，該同步控制電路202用于處理GPS定位器和編碼器輸入的信號(hào)，并根據(jù)處理后的數(shù)據(jù)輸出脈沖信號(hào)控制上述線結(jié)構(gòu)激光傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

進(jìn)一步的，上述數(shù)據(jù)處理和判斷模塊，包括：嵌入式計(jì)算機(jī)203，該嵌入式計(jì)算機(jī)203安裝于橫梁218內(nèi)，橫梁218內(nèi)還設(shè)置有電源模塊204和數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊，該電源模塊204包括：半球形光伏板主體、儲(chǔ)能裝置和電壓轉(zhuǎn)換器，該電源模塊用于為整個(gè)裝置提供電源；半球形光伏板主體安裝于橫梁上表面，用于將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能，并由儲(chǔ)能裝置進(jìn)行儲(chǔ)能，電壓轉(zhuǎn)換器進(jìn)行將電壓轉(zhuǎn)換成符合供電條件的電壓向各個(gè)裝置進(jìn)行供電；上述嵌入式計(jì)算機(jī)203用于接收線結(jié)構(gòu)激光傳感器采集得到的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)和圖像采集照相機(jī)采集的圖像數(shù)據(jù)，并根據(jù)該三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行彈條扣件緊固狀態(tài)的判斷，以及根據(jù)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行有無(wú)裂紋的判斷；進(jìn)一步的，上述嵌入式計(jì)算機(jī)將判斷結(jié)果數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊發(fā)送至上位機(jī)，并在判斷結(jié)果數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行聲光報(bào)警。

需要說(shuō)明的是，上述實(shí)施例中，巡檢小車可以是在遙控的方式下自動(dòng)行進(jìn)，也可以是在車體的橫梁的中間位置設(shè)置有推桿，由人力推動(dòng)小車前進(jìn)。

本發(fā)明實(shí)施例中還提供了一種軌道彈條扣件狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)方法，該方法包括如下步驟：

S310、當(dāng)點(diǎn)狀激光測(cè)距傳感器判斷到達(dá)彈條扣件位置時(shí)，圖像采集相機(jī)抓拍扣件圖像；

S320、根據(jù)扣件三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，以及預(yù)先標(biāo)定的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)與圖像采集模塊中的相機(jī)獲取的平面圖像像素的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定彈條扣件平面圖像中彈條扣件邊緣，從而將彈條扣件圖像從平面圖像背景中分割和提取出來(lái)；

S330、根據(jù)彈條扣件三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，獲取圖像的像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的不同深度，采用局部的二值化閾值，對(duì)提取的扣件圖像進(jìn)行局部二值化處理，膨脹，去噪；得到處理后的彈條扣件圖像；

S340、根據(jù)所述處理后的彈條扣件圖像，判斷是否有裂紋存在，若有，通過(guò)邊緣檢測(cè)算法對(duì)裂紋進(jìn)行驗(yàn)證。

進(jìn)一步的，上述方法還包括：

通過(guò)行走機(jī)構(gòu)的絕對(duì)坐標(biāo)、位移數(shù)據(jù)和所處的鐵道軌枕序號(hào)，獲取彈條扣件的定位數(shù)據(jù)；

通過(guò)線結(jié)構(gòu)激光傳感器獲取彈條扣件的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，根據(jù)所述三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，判斷點(diǎn)云相對(duì)于軌道板的標(biāo)高，根據(jù)鐵路軌道扣件及軌枕相對(duì)于軌道板的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)高，判斷點(diǎn)云是否是鐵路軌道扣件的三維點(diǎn)云，如果是，將該線性結(jié)構(gòu)激光傳感器所獲取的斷面數(shù)據(jù)作為鐵路軌道扣件檢測(cè)的備選數(shù)據(jù)；

將連續(xù)的多個(gè)鐵路軌道扣件檢測(cè)備選數(shù)據(jù)整合在一起構(gòu)成鐵路軌道扣件備選三維空間數(shù)據(jù)，分析備選數(shù)據(jù)的縱向長(zhǎng)度；如果滿足實(shí)際鐵路軌道扣件的長(zhǎng)度，判斷為一個(gè)完整的鐵路軌道扣件三維空間數(shù)據(jù)；

對(duì)鐵路軌道扣件三維空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分離、識(shí)別，提取鐵路軌道扣件各個(gè)部件的三維空間數(shù)據(jù)，建立鐵路軌道扣件的三維模型；

在鐵路軌道扣件三維模型的基礎(chǔ)上，基于所述彈條扣件的定位數(shù)據(jù)，分析計(jì)算彈條扣件與墊板、彈條扣件與絕緣板的間隙尺寸，完成對(duì)彈條扣件緊固狀態(tài)的檢查。

需要注意的是，在本發(fā)明的描述中，術(shù)語(yǔ)“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

另外，在本發(fā)明的描述中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種鋼軌自動(dòng)檢測(cè)方法的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括存儲(chǔ)了程序代碼的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述程序代碼包括的指令可用于執(zhí)行前面方法實(shí)施例中所述的方法，具體實(shí)現(xiàn)可參見(jiàn)方法實(shí)施例，在此不再贅述。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡(jiǎn)潔，上述描述的系統(tǒng)和裝置的具體工作過(guò)程，可以參考前述方法實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過(guò)程，在此不再贅述。

所述功能如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí)，可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。基于這樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說(shuō)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái)，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：U盤(pán)、移動(dòng)硬盤(pán)、只讀存儲(chǔ)器(ROM，Read-Only Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤(pán)等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。