車輛運行故障檢測系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及交通運輸技術(shù)領域，尤其涉及一種車輛運行故障檢測系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的車輛異常檢測方式主要是工作人員根據(jù)經(jīng)驗進行排查，這種檢測方式，要求車輛進站或入庫，但由于車輛組成結(jié)構(gòu)復雜，細小部件較多，尤其是動車組車輛，其一般長度有200多米，并且貨車為200多節(jié)，從裙板到轉(zhuǎn)向架及中間部底部僅螺栓一項就有1000多項；而且目前一些車輛運行時，通常一站直達，即使中間?？慷啻危看瓮Ｕ緯r間也非常短，使得車輛在進站后檢測的時間非常短，因此采用人工檢測方式存在工作效率低及容易漏檢的問題。
[0003]為了解決傳統(tǒng)的人工檢測方式存在問題，現(xiàn)有的車輛故障檢測系統(tǒng)在軌道沿線設置多個車輛檢測點，每個車輛檢測點都設置多個圖像采集裝置，圖像采集裝置設置在軌道下方和/或軌道旁，用于對車輛底部和/或側(cè)部的圖像進行采集，然后圖像處理系統(tǒng)利用通信線路調(diào)取圖像采集裝置采集到的圖像，對采集到的車輛底部和/或側(cè)部的圖像進行圖像處理或人工看圖，以完成對車輛的故障檢測。
[0004]但通過對現(xiàn)有技術(shù)研宄，申請人發(fā)現(xiàn):現(xiàn)有的車輛故障檢測系統(tǒng)獲取得到的通常都是車輛的二維圖像，對于車輛底部和側(cè)部復雜結(jié)構(gòu)而言，二維圖像會丟失許多重要的信息特征，導致一些故障點無法自動檢測，另外，對于二維圖像中的一些水漬、灰塵等非故障點的圖案常常會進行誤報，影響車輛整體安全運行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服相關(guān)技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種車輛運行故障檢測系統(tǒng)及方法。
[0006]根據(jù)本發(fā)明實施例的第一方面，提供一種車輛運行故障檢測系統(tǒng)，設置在軌道上的檢測點位置，其特征在于，包括:三維信息采集模塊和圖像處理裝置，其中，
[0007]所述三維信息采集模塊布設于所述車輛底部及所述車輛側(cè)部中至少一個位置，多個所述圖像數(shù)據(jù)采集裝置分別布設在所述檢測點位置的軌道的底部和\或側(cè)部，并且多個所述圖像數(shù)據(jù)采集裝置用于采集車輛底部和\或側(cè)部的車輛圖像數(shù)據(jù)信息；
[0008]所述圖像處理裝置與所述三維信息采集模塊相連接，用于根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)信息計算得到所述車輛的三維結(jié)構(gòu)信息，并將所述三維結(jié)構(gòu)信息與預設結(jié)構(gòu)信息比對，確定所述三維結(jié)構(gòu)信息中與預設結(jié)構(gòu)信息中有差異的部位，并進行報警。
[0009]可選地，所述三維信息采集模塊包括:線光源、線陣相機和面陣相機，其中，
[0010]所述線光源照射出一條直線形的光線，所述光線照射到車輛上的區(qū)域覆蓋待檢測區(qū)域；
[0011]所述線陣相機的軸線位于所述線光源與所述線光源照射光線形成平面內(nèi)，并且所述線陣相機的成像區(qū)域覆蓋所述光線的待檢測區(qū)域，所述線陣相機用于采集所述光線的待檢測區(qū)域的第一影像；
[0012]所述面陣相機位于所述平面之外，并且所述面陣相機的軸線與所述平面之間設置有夾角，所述面陣相機的成像區(qū)域覆蓋所述光線的待檢測區(qū)域，所述面陣相機用于采集包含所述光線照射在車輛上形成光帶的圖像的第二影像。
[0013]可選地，所述三維信息采集模塊包括:補光光源，
[0014]所述補光光源的照射區(qū)域覆蓋所述線陣相機的成像區(qū)域，用于在所述線陣相機采集所述第一影像時補光。
[0015]可選地，所述補光光源的出射光波長與所述線光源的出射光波長不同。
[0016]可選地，所述三維信息采集模塊還包括用于從每個所述第二影像中分別提取第二影像內(nèi)光帶的光心信息的光心提取裝置。
[0017]可選地，所述三維信息采集模塊還包括:標定件，
[0018]所述標定件能夠在所述面陣相機的成像區(qū)域內(nèi)沿所述面陣相機的軸線方向移動；
[0019]所述面陣相機還用于采集包含在所述標定件移動過程中的多個第三影像。
[0020]可選地，所述三維信息采集模塊還包括:標定信息獲取裝置、距離信息計算裝置、位置確定裝置和尺寸信息確定裝置，其中，
[0021]所述標定信息獲取裝置，用于根據(jù)多個所述第三影像中標定件的圖像獲取標定信息，所述標定信息包括:所述標定件與面陣相機之間的距離，以及，所述標定件的圖像位于所述面陣相機的圖像傳感器上的行數(shù)信息；
[0022]所述距離信息計算裝置，用于根據(jù)所述標定信息以及所述第二影像內(nèi)光帶的光心信息，確定每個所述第二影像內(nèi)光帶的光心距離所述面陣相機之間的距離；
[0023]所述車輛部位確定裝置，用于根據(jù)所述第一影像和第二影像之間的對應關(guān)系，以及，所述線陣相機和面陣相機之間的空間位置關(guān)系，確定每個所述第二影像內(nèi)光帶的光心對應的車輛部位；
[0024]所述尺寸信息確定裝置，用于根據(jù)所述面陣相機的空間位置，所述第二影像內(nèi)光帶的光心距離所述面陣相機之間的距離，以及，所述第二影像內(nèi)光帶的光心對應的車輛部位，確定車輛各部位對應的尺寸信息。
[0025]可選地，所述系統(tǒng)還包括:預設結(jié)構(gòu)信息存儲裝置，用于預先存儲有預設結(jié)構(gòu)信息，所述預設結(jié)構(gòu)信息包括:無故障車輛的結(jié)構(gòu)信息，與當前采樣時刻最鄰近時刻通過的同輛車輛的結(jié)構(gòu)信息，與當前采樣時刻鄰近時刻通過的同輛車輛的多組結(jié)構(gòu)信息，和/或，標準零部件的結(jié)構(gòu)信息；
[0026]所述圖像處理裝置包括:三維結(jié)構(gòu)信息比對單元、異常確定單元和報警單元，其中，
[0027]所述三維結(jié)構(gòu)信息比對單元，用于將車輛各部位對應的尺寸信息與所述預設結(jié)構(gòu)信息中的尺寸信息比對；
[0028]異常確定單元，用于當所述三維結(jié)構(gòu)信息比對單元的比對結(jié)果不一致時，確定車輛部位的三維結(jié)構(gòu)異常；
[0029]所述報警單元，用于當車輛部位的三維結(jié)構(gòu)異常時，對三維結(jié)構(gòu)異常的部位進行報警。
[0030]可選地，所述系統(tǒng)還包括:測速裝置和脈沖生成電路，其中，
[0031]所述測速裝置包括測速雷達和/或測速磁鋼，用于測量軌道上車輛通過時的車速；
[0032]所述脈沖生成電路的輸入端與所述測速裝置相連接，所述脈沖生成電路的輸出端分別與所述三維信息采集模塊相連接，所述脈沖生成電路，用于根據(jù)測量得到的所述車速生成脈沖控制信號，并將生成的所述脈沖控制信號發(fā)送給所述三維信息采集模塊，以使所述三維信息采集模塊能夠按照同步時序采集車輛的圖像數(shù)據(jù)信息。
[0033]根據(jù)本發(fā)明實施例的第二方面，提供一種車輛運行故障檢測方法，包括以下步驟:
[0034]在軌道的底部和\或側(cè)部分別采集軌道上通過車輛的圖像數(shù)據(jù)信息；
[0035]根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)信息計算得到所述車輛的三維結(jié)構(gòu)信息；
[0036]將所述三維結(jié)構(gòu)信息與預設結(jié)構(gòu)信息進行比對，當確定出所述三維結(jié)構(gòu)信息中與所述預設結(jié)構(gòu)信息中有差異的部位時，進行報警。
[0037]可選地，所述在軌道的底部和\或側(cè)部分別采集軌道上通過車輛的圖像數(shù)據(jù)信息，包括:
[0038]利用在車輛的底部和\或側(cè)部位置上的線陣相機獲取包含所述車輛平面信息的二維圖像的第一影像；
[0039]利用在車輛的底部以及側(cè)部位置上的面陣相機獲取設置在軌道側(cè)的線光源在車輛上形成的光帶圖像的第二影像；
[0040]其中，所述線光源照射出一條直線形的光線，所述光線照射到車輛上的區(qū)域覆蓋待檢測區(qū)域；
[0041]所述線陣相機的軸線位于所述線光源與所述線光源照射光線形成平面內(nèi)，并且所述線陣相機的成像區(qū)域覆蓋所述光線的待檢測區(qū)域；
[0042]所述面陣相機位于所述平面之外，并且所述面陣相機的軸線與所述平面之間設置有夾角，所述面陣相機的成像區(qū)域覆蓋所述光線的待檢測區(qū)域。
[0043]可選地，所述根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)信息計算得到所述車輛的三維結(jié)構(gòu)信息，包括:
[0044]從每個所述第二影像中分別提取第二影像內(nèi)光帶的光心信息；
[0045]將所有所述第二影像內(nèi)光帶的光心信息進行存儲。
[0046]可選地，所述方法還包括:
[0047]在車輛未通過時，在所述面陣相機的