[发明专利]一种铁路货车关键部件故障图像智能检测装置

说明书

本发明为一种铁路货车关键部件故障图像智能检测装置，涉及自动化检测技术与图像识别技术领域。本发明装置包括高速线阵成像单元、高速三维成像单元、面阵抓拍成像单元、图像采集处理单元、车轮传感器、车辆信息采集单元、图像存储单元、图像自动识别单元、信号控制单元以及铁路车号自动识别装置。本发明装置采用多种成像方式获取火车图像，可针对性抓拍指定部件，定位精度高，基于深度学习的图像自动识别技术，定位关键部位和识别故障，实现对货车部件故障检测较高的诊断准确率以及较低的误报率。

技术领域

本发明属于自动化检测技术与图像识别技术领域，具体涉及一种铁路货车关键部件故障图像智能检测装置。

背景技术

货车故障轨边图像检测系统(TFDS)是我国铁路货车运行安全的重要保障设备，是铁路车辆5T系统之一。该系统是通过在铁路轨边安装一套TFDS装置，可实时获取经过设备的铁路货车车辆的图像数据和车辆信息，通过后台数据处理，将图像推送至铁路货车列检中心，通过人工看图的方式检测故障。

人工检测方式虽然发现了很多故障，但也存在以下问题：1)工作强度大，检车效率低；2)受人员素质、个人能力等影响，错检、漏检故障现象经常发生，作业质量不能保证；3)需要培养大量的动检人员，人员成本居高不下。

随着货车故障轨边图像检测系统在全路的应用，TFDS图像故障检测能够自动识别并智能预警的需要已经日益凸现，自动识别技术将成为与铁路运输系统紧密连接的重要创新点和应用方向。

发明内容

针对目前TFDS图像故障检测需要自动识别并智能预警的需求，本发明提供了一种铁路货车关键部件故障图像智能检测装置，以识别铁路货车关键部件故障。

本发明的铁路货车关键部件故障图像智能检测装置，包括：高速线阵成像单元、高速三维成像单元、面阵抓拍成像单元、图像采集处理单元、车轮传感器、车辆信息采集单元、图像存储单元、图像自动识别单元、信号控制单元以及铁路车号自动识别装置(AEI)。

高速线阵成像单元和高速三维成像单元布置在两侧和铁轨下方，面阵抓拍成像单元布置在铁轨的两侧。高速线阵成像单元、高速三维成像单元和面阵抓拍成像单元分别连接一个图像采集处理单元。高速线阵成像单元从图像采集处理单元接收启动扫描拍照信号，从信号控制单元接收触发脉冲信号，对运行中的火车部件拍摄线阵图像。高速三维成像单元从图像采集处理单元接收启动拍照信号，从信号控制单元接收触发脉冲信号，对运行中的火车部件拍摄三维图像。面阵抓拍成像单元从图像采集处理单元接收启动拍照信号，从定位抓拍磁钢接收脉冲信号，对火车车轮部位拍摄面阵图像。

图像采集处理单元获取高速线阵成像单元、高速三维成像单元和面阵抓拍成像单元拍摄的图像，对图像进行变换和增强处理，处理后的线阵图像压缩发送至图像存储单元和图像自动识别单元，处理后的三维图像和面阵图像发送至图像自动识别单元。

车轮传感器安装在铁轨内侧。车轮传感器包括开机磁钢、计轴计辆及测速磁钢和定位抓拍磁钢。开机磁钢在有火车车轮经过时触发检测装置由待机状态进入接车工作状态。定位抓拍磁钢在火车车轮经过时生成脉冲信号发送给面阵抓拍成像单元触发拍照。计轴计辆及测速磁钢在火车车轮经过时，生成脉冲信号给车辆信息采集单元。

铁路车号自动识别装置识别火车车身底部的电子标签信息并发送给车辆信息采集单元。

车辆信息采集单元接收车轮传感器信号及火车的电子标签信息，计算出当前火车车轮的实时速度，进而计算出车轴之间的距离，通过模板匹配的方式得到火车的轴距，同时将读取到的火车的电子标签信息融合，形成完整的车辆信息，发送给图像存储单元和图像自动识别单元。车辆信息采集单元根据火车的轴距进一步识别当前火车是否为货车。

通过网络通知图像采集处理单元开启或停止采集图像。车辆信息采集单元根据当前火车车轮的实时速度，实时更新相机的扫描频率，并发送给信号控制单元。