[发明专利]一种车辆轮对运行姿态的监测方法、装置及系统

权利要求书

1.一种车辆轮对运行姿态的监测方法，其特征在于，包括：

获取摄像头实时采集的车辆待测轮对与相应的台架轮对的接触面图像，在所述接触面图像上选取轮缘摩擦检测区域和轮对跳动检测区域，并生成轮缘摩擦检测子图像和轮对跳动检测子图像；

分别对所述轮缘摩擦检测子图像和所述轮对跳动检测子图像依次进行图像去噪处理、图像分割、形态学图像处理及连通体分析，以提取各自的透光目标块，计算得到所述轮缘摩擦检测子图像透光目标块的第一像素面积和所述轮对跳动检测子图像透光目标块的第二像素面积；

根据所述第一像素面积、所述轮缘摩擦检测区域面积与预设第一评判阈值的数值比较关系，得到所述待测轮对的轮缘摩擦状态；根据所述第二像素面积、所述轮对跳动检测区域面积与预设第二评判阈值的数值比较关系，得到所述待测轮对的轮对跳动状态；

根据所述轮缘摩擦状态与所述轮对跳动状态，得到所述待测轮对的相对旋转运行姿态；

其中，所述轮缘摩擦检测区域和所述轮对跳动检测区域不重合；所述摄像头与光源发射器一一对应，分别相对设置在所述待测轮对中每个轮子的径向两侧，且所述光源发射器正对所述摄像头，所述摄像头正对上下轮对的接触点，所述摄像头的焦点、所述光源发射器的焦点与所述接触点位于同一条平行直线上。

2.根据权利要求1所述的车辆轮对运行姿态的监测方法，其特征在于，所述根据所述第一像素面积、所述轮缘摩擦检测区域面积与预设第一评判阈值的数值比较关系，得到所述待测轮对的轮缘摩擦状态包块：

计算所述第一像素面积与所述轮缘摩擦检测区域面积的第一比值；

判断所述第一比值是否为0；

若是，则所述待测轮对的轮缘摩擦状态为异常；若否，则判断所述第一比值是否等于所述第一评判阈值；

若是，则所述待测轮对的轮缘摩擦状态为正常；若否，则所述待测轮对的轮缘摩擦状态为次正常。

3.根据权利要求1所述的车辆轮对运行姿态的监测方法，其特征在于，所述根据所述第二像素面积、所述轮对跳动检测区域面积与预设第二评判阈值的数值比较关系，得到所述待测轮对的轮对跳动状态包括：

计算所述第二像素面积与所述轮对跳动检测区域面积的第二比值；

判断所述第二比值是否为0；

若是，则所述待测轮对的轮对跳动状态为正常；若否，则判断所述第二比值是否大于等于所述第二评判阈值；

若是，则所述待测轮对的轮对跳动状态为异常；若否，则所述待测轮对的轮对跳动状态为次正常。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的车辆轮对运行姿态的监测方法，其特征在于，还包括：

当所述待测轮对的轮缘摩擦状态或所述轮对跳动状态不为正常，对所述待测轮对运行姿态进行故障分级预警。

5.根据权利要求1所述的车辆轮对运行姿态的监测方法，其特征在于，所述分别对所述轮缘摩擦检测子图像和所述轮对跳动检测子图像依次进行图像去噪处理、图像分割、形态学图像处理及连通体分析包括：

对所述轮缘摩擦检测子图像和所述轮对跳动检测子图像进行高斯平滑处理，以去除所述轮缘摩擦检测子图像和所述轮对跳动检测子图像点成像过程中的噪声点；

根据预设的第一分割阈值、第二分割阈值，对平滑处理后的轮缘摩擦检测子图像和轮对跳动检测子图像进行二值化操作，以将所述轮缘摩擦检测子图像和所述轮对跳动检测子图像各自的透光区域和不透光区域进行分割；

对二值化处理的轮缘摩擦检测子图像和轮对跳动检测子图像进行腐蚀操作和膨胀操作，以得到所述轮缘摩擦检测子图像和所述轮对跳动检测子图像各自的透光区域和不透光区域；

对经过腐蚀操作和膨胀操作的轮缘摩擦检测子图像和轮对跳动检测子图像进行连通体分析，以得到所述轮缘摩擦检测子图像透光目标块和所述轮对跳动检测子图像透光目标块的位置、形状与大小。