[发明专利]一种车辆轮对运行姿态的监测方法、装置及系统

说明书

本发明实施例公开了一种车辆轮对运行姿态的监测方法、装置及系统。其中，方法包括获取摄像头实时采集的待测轮对与相应台架轮对的接触面图像，并在接触面图像上选取检测区域，以生成轮缘摩擦检测子图像和轮对跳动检测子图像；分别对轮缘摩擦检测子图像和轮对跳动检测子图像进行图像处理操作，计算得到轮缘摩擦检测子图像透光目标块的第一像素面积和轮对跳动检测子图像透光目标块的第二像素面积；根据第一像素面积、轮缘摩擦检测区域面积与预设第一阈值的数值比较关系，根据第二像素面积、轮对跳动检测区域面积与预设第二阈值的数值比较关系，得到待测轮对的相对旋转运行姿态。本申请提供的技术方案提高了车辆轮对运行姿态的监测精度和效率。

技术领域

本发明实施例涉及轨道交通车辆轮对监测技术领域，特别是涉及一种车辆轮对运行姿态的监测方法、装置及系统。

背景技术

随着铁路车辆技术朝着高速、大载重方向发展，对车辆轮对运行的监测要求也越来越高。轮对为机车车辆与钢轨相接触的部分，由左右两个车轮牢固地压装在同一根车轴上所组成，是轨道交通车辆走行系统的重要部件。轮对的作用是保证机车车辆在钢轨上的运行和转向，承受着来自机车车辆的全部静、动载荷，并把它传递给钢轨，此外还将因线路不平顺，而产生的载荷传递给机车车辆的各零部件，其质量的好坏直接决定了车辆运行的安全和品质，为影响列车安全运行的关键因素。

车辆走行系统在装车前及整车均需在生产企业进行一系列试验验证，一般将走行系统或整车落置在陪试功率台架上进行实验验证。车辆轮对与台架轮对相对旋转运动，模拟无限长轨道以用于车辆轮对运行。

陪试功率台架每个轮对前后均配置有监控摄像头用于拍摄轮对接触面相对运行状态，试验人员通过人工监控视频或者人工现场巡视观察轮对相对旋转运行状态，如发现车辆轮对擦轮、跳动等异常运转，立即人工通报陪试功率台架操作人员并立即停车。人工检测车辆轮对的相对旋转运行姿态，不仅工作效率低，而且人工检测失误的不确定性，导致监测的准确度较低。

鉴于此，如何取代现有的人工监测车辆轮对与台架轮对的相对旋转运行姿态，以提高车辆轮对运行姿态的监测精度和效率，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种车辆轮对运行姿态的监测方法、装置及系统，代替了现有的人工监测车辆轮对与台架轮对的相对旋转运行姿态，提高了车辆轮对运行姿态的监测精度和效率。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

本发明实施例一方面提供了一种车辆轮对运行姿态的监测方法，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进行图像处理，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。

可选的，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：