[发明专利]一种红外激光照射提取钢轨轮廓曲线的检测系统与方法

说明书

本发明公开了一种红外激光照射提取钢轨轮廓曲线的检测系统包括硬件模块和软件模块，硬件模块包括PC机、由CCD摄像头与650nm的红外线型激光以及ARM‑v7芯片的嵌入式主板组成的激光轮廓传感器，PC机和激光轮廓传感器连接；软件模块包括：USB通信模块驱动、命令发出模块、数据接收存储模块、数据读取建立模型模块；还公开了一种红外激光照射提取钢轨轮廓曲线的检测方法，硬件模块对钢轨的轮廓进行扫描获取初始轮廓数据，软件模块通过对PC机获取的轮廓数据进行处理并可视化.该发明拥有成本低，结构简单，通用性强，可直接用于检测，也可用作车载式检测系统以及手持式检测系统，且该系统具有易维护以及可再次开发的特性。

技术领域

本发明属于光电信息技术领域，具体涉及一种红外激光照射提取钢轨轮廓曲线的检测系统与方法。

背景技术

随着我国高速铁路运输的迅速发展，高铁交通出行是大家出行方式的必选之一。目前我国“八横八纵”的铁路网上面每年都有亿万次的运输量，这对高速铁路运输的“基石”——钢轨产生了相当大的负荷，这其中对钢轨的磨损是相当大的。

同时截止2019年我国的高铁铁路营业里程已经达到3.5万公里，而在未来的几年，我国高速铁路线仍然会有相当大的发展。在这巨大的数字量下，钢轨的磨损是不可忽视的问题，过度磨损后的钢轨会对运行列车的安全构成巨大威胁，于是便需要快捷、安全、方便的对钢轨进行损耗检测。

发明内容

为解决上述现有技术问题，本发明提供一种红外激光照射提取钢轨轮廓曲线的检测系统与方法，本发明是磨损检测系统的初级功能模块，目的在于获取轮廓，便于各种检测系统方案的快速组成。

本发明采用的技术方案为：

一种红外激光照射提取钢轨轮廓曲线的检测系统，包括硬件模块和软件模块，所述硬件模块包括PC机、由CCD摄像头与650nm的红外线型激光以及ARM-v7芯片的嵌入式主板组成的激光轮廓传感器，所述PC机和激光轮廓传感器连接；

所述软件模块包括：USB通信模块驱动、命令发出模块、数据接收存储模块、数据读取建立模型模块；

所述硬件模块对钢轨的轮廓进行扫描获取初始轮廓数据，所述软件模块通过对PC机获取的轮廓数据进行处理并可视化。

进一步地，所述激光轮廓传感器中的ARM-v7芯片的嵌入式主板上连接了650nm的红外线型激光，通过ARM-v7芯片控制该激光的开关；在ARM-v7芯片的嵌入式主板上连接了装有650nm的滤波片的CCD摄像头，ARM-v7芯片控制CCD摄像头采集图像并进行处理之后输出数据；PC机通过USB通信模块驱动与激光轮廓传感器连接。

进一步地，所述软件模块中软件驱动USB通信模块驱动与激光轮廓传感器通信，此时软件便可通过此通信经命令发出模块发出命令给激光轮廓传感器；激光轮廓传感器获取数据通过USB通信模块驱动将数据传输给软件，软件再通过数据接收存储模块将数据存储至本地；软件通过数据读取建立模型模块将本地的数据进行处理后建模轮廓模型。

进一步地，所述硬件模块可以向软件模块在1秒内输出50次当前位置获取的轮廓数据。

一种红外激光照射提取钢轨轮廓曲线的检测方法，包括以下步骤：

步骤1，将激光轮廓传感器固定在钢轨上；

步骤2，数据采集：

步骤2.1：PC机软件通过USB通信模块驱动将命令发出模块中的扫描开始命令发给激光轮廓传感器，ARM-v7芯片收到命令后控制650nm的红外线性激光和CCD摄像头开始扫描，CCD摄像头传输此刻记录的画面给ARM-v7芯片，CCD摄像头每1秒内输出50次当前位置获取的轮廓数据的速度传输数据，直到PC机软件选择停止选项，发出停止命令给激光轮廓传感器后，激光轮廓传感器便停止扫描；