[发明专利]制动部件监测

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年10月3日提交的标题为“Brake Component Monitoring System and Method”的共同未决美国临时申请61/626,765的优先权，其通过引用包含于此。

技术领域

本发明通常涉及车辆的制动器，尤其涉及监视诸如轨道车辆等的车辆的制动部件。

背景技术

每年，近五十万机车和货车构成运输一大部分的美国货运的列车。这些列车在国家内交错来并且可以具备以下：测量得到的长度为一英里以上；质量远超过20,000吨；并且以50英里/小时以上的速度移动。为了使这些列车减速并且停止，在各有轨车上需要制动器。与任何其它车辆上的制动器相似，这些制动器将会磨损并且将会以各种方式发生故障。制动器的故障可能产生从车轮损坏到脱轨或碰撞的多种后果，这可能会导致许多人死亡。

图1示出根据现有技术的例示性有轨车闸瓦制动器。铁路轮2通常是具有包括胎面3的多个组成特征的实心钢物体，其中，轮2（且因此轨道车辆）在该胎面3上停留于铁轨上。制动组件4包括利用波形弹簧(栓)保持到一起的制动片5和制动瓦7。该弹簧允许每当制动片5变得过度磨损时移除制动片5。将制动组件4附接至可以使制动片5移动从而与轮2的胎面3相接触的某种装置或机构。该接触导致来自轮2的能量耗散，由此导致列车变慢。

然而，接触和摩擦还造成制动片5磨损。最终，将需要更换制动片5。然而，铁路行业不存在用于定期检验有轨车制动器的状况的行之有效的解决方案。迄今为止，制动器检验通常在进货检验期间进行，需要轨道车辆完全停止，并且仅涉及检验员“目测”检查制动器。如果检验员关于制动片5的状况有任何怀疑，则可以使用金属尺来判断制动片5的剩余厚度是否足以继续使用。

发明内容

本发明的方面提供用于对诸如轨道车辆的制动片等的车辆的部件进行评估的解决方案。摄像部件可以获取车辆的目标区域的图像数据，其中在该目标区域内，该车辆的部件的至少一部分是可见的。可以利用例如相对于摄像装置水平偏移的照明装置对该目标区域进行照明，以通过在图像数据中创建阴影来突出目标区域的三维结构。可以使用阴影来在图像数据中识别与该组件相对应的一组点。可以根据该一组点来计算该组件的至少一个属性的测量值。

本发明的第一方面提供一种系统，包括：摄像部件，其包含：第一摄像装置，用于获取车辆的目标区域的图像数据；以及第一照明装置，用于将电磁辐射引导到所述目标区域上，其中所述第一照明装置相对于所述第一摄像装置呈水平偏移和垂直偏移中的至少一个，以在所述图像数据中创建阴影；以及计算机系统，用于通过执行包括以下的方法，使用所述图像数据来评估在所述目标区域中至少部分可见的部件：定位所述图像数据内的关注区域，其中所述关注区域与所述部件预期至少部分可见的位置相对应；在所述图像数据中识别与所述部件的至少两个边缘相对应的一组点，其中所述识别包括使用所述图像数据中的所述阴影来识别所述部件和至少一个其它部件之间的分隔点；以及使用所述一组点来计算所述部件的至少一个属性的测量值。

本发明的第二方面提供一种系统，包括：摄像部件，其包含：第一摄像装置，被配置为获取轨道车辆的目标区域的图像数据，其中所述目标区域包括所述轨道车辆的制动组件的至少一部分；以及第一照明装置，被配置为将电磁辐射引导到所述目标区域上，其中所述第一照明装置相对于所述第一摄像装置呈水平偏移和垂直偏移中的至少一个，以在所述图像数据中创建阴影；以及计算机系统，用于通过执行包括以下的方法，使用所述图像数据来评估所述制动组件：定位所述图像数据内的关注区域，其中所述关注区域与所述制动组件预期至少部分可见的位置相对应；在所述图像数据中识别与所述制动组件的至少两个边缘相对应的一组点，其中所述识别包括使用所述图像数据中的所述阴影来识别所述制动组件和至少一个其它部件之间的分隔点；以及使用所述一组点来计算所述制动组件的至少一个属性的测量值。

本发明的第三方面提供一种方法，包括：使用轨道车辆的目标区域的图像数据来评估制动组件，其中所述目标区域包括所述轨道车辆的制动组件的至少一部分并且包括所述制动组件所引起的阴影，所述评估包括：定位所述图像数据内的关注区域，其中所述关注区域与所述制动组件预期至少部分可见的位置相对应；在所述图像数据中识别与所述制动组件的至少两个边缘相对应的一组点，其中所述识别包括使用所述图像数据中的所述阴影来识别所述制动组件和至少一个其它部件之间的分隔点；以及使用所述一组点来计算所述制动组件的至少一个属性的测量值。