[实用新型]基于三维测量的轨道部件表面缺陷检测装置

说明书

本实用新型涉及一种基于三维测量的轨道部件表面缺陷的检测装置，属于轨道部件表面缺陷检测技术方法领域。基于三维测量的轨道部件表面缺陷检测装置，其特征在于：包括支架、线结构光源、三维相机、光电编码器和工业计算机，支架固定在可移动轨道检测车上；线结构光源垂直设置于支架上，且位于轨道正上方；三维相机与支架呈一定角度连接，用于捕捉线结构光源在被测对象上形成的线性条纹；光电编码器安装于可移动轨道检测车的车轮上，用于触发和控制三维相机拍摄线性条纹图像；工业计算机通过数据线与三维相机连接。本实用新型具有如下优点：1、能将轨道表面的真正缺陷区分出来，同时不仅能够识别扣件是否丢失，还可以识别扣件是否有断裂和松动等情况。2、数据的采集稳定、高效、可靠，测量精确度高，结果真实可靠。3、适用范围广泛。

技术领域

本实用新型涉及一种基于三维测量的轨道部件表面缺陷的检测装置，属于轨道部件表面缺陷检测技术方法领域。

背景技术

随着我国“八横八纵”高速铁路网规划新战略的提出，铁路交通将向着高速度、高密度、全方位的方向发展，对保障列车安全运行的轨道表面部件的缺陷检测工作也提出了越来越高的要求，影响列车安全运行的常见因素为扣件丢失、断裂和松动等缺陷状态，轨道表面形成剥落掉块、擦伤、压溃、细小裂纹和轨头磨损等各种缺陷等等。

目前针对轨道或扣件等轨道部件的缺陷检修工作主要依赖于人工巡查寻找识别缺陷，这种方法对检修人员的工作强度很大。此外，基于二维机器视觉技术的轨道表面缺陷检测已有少量产品出现在市场上进行试运行，由于轨道长期暴露在户外，表面通常存在锈迹和污渍，锈迹和污渍与真实的缺陷（如裂纹、剥落、掉块和压溃）在二维图像中呈现的形态一致，利用二维图像处理技术难以将二者区分开来，导致缺陷的误检率高，从而需要辅以人工进行二次确认来达到缺陷检测。此外，利用二维视觉和图像处理技术检测扣件状态时，只能识别扣件是否有丢失，不能检测扣件是否折断和松动，这种方法仍需人工辅助检修，检测效率偏低，检测精度不高，无法进行缺陷精准定位。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种能够对钢轨表面和扣件等轨道部件进行缺陷检测，自动化程度高、检测精准、操作简单的基于三维测量的轨道部件表面缺陷检测装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：基于三维测量的轨道部件表面缺陷检测装置，其特征在于：包括支架、线结构光源、三维相机、光电编码器和工业计算机，支架固定在可移动轨道检测车上；线结构光源垂直设置于支架上，且位于轨道正上方；三维相机与支架呈一定角度连接，用于捕捉线结构光源在被测对象上形成的线性条纹；光电编码器安装于可移动轨道检测车的车轮上，用于触发和控制三维相机拍摄线性条纹图像；工业计算机通过数据线与三维相机连接。

优选的，所述支架为两个，分别位于左右两侧轨道的正上方。

优选的，所述光电编码器安装在车轮轴上。

优选的，三维相机的光轴与线激光发射的光线呈45°。

线激光源设置于轨道表面正上方，发射出的线性激光覆盖单侧轨道表面以及单侧轨道两侧的扣件部分；车轮轴处的光电编码器将里程信号转化为脉冲信号并将脉冲信号传输给三维相机，触发和控制三维相机拍摄线性激光条纹图像，然后将其解析生成为三维点云数据，并传输至工业计算机；通过三维点云数据处理软件对数据进行处理，根据三维点云数据的空间相对坐标和曲率变化来判断轨道部件表面是否存在缺陷，同时将检测结果及相关信息存储到数据库。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：

1、能将轨道表面的锈迹、污渍与裂纹、剥落、掉块、压溃等真正缺陷区分出来，同时不仅能够识别扣件是否丢失，还可以识别扣件是否有断裂和松动等情况。

2、数据的采集稳定、高效、可靠，测量精确度高，结果真实可靠，能够对轨道部件表面进行全自动的快速检测，节约时间，提高了工作效率，可满足在线检测的要求。