机器视觉在铁路列车故障检测中的应用

随着列车速度的快速增加，中国开始进入高铁时代但由于事故的频繁发生，人们对火车的安全性越来越重视机器视觉是检测火车安全性的重要方法各个公司开始在这方面投入了很大力量　　查看列车底部、侧面是否有零件脱落是一项重要的检查项目。

如果使用人工方式检查，需要提供专业的场地，且列车需要停驶，造成了效率低下，成本增加使用相机拍摄列车的底部、侧面等信息，不需要列车停驶，且在正常的铁路上就可实施效率高，检测稳定????列车故障检测方案需要解决的问题：????1.?相机的拍摄速度????为了不影响列车的行驶，相机拍摄时，列车会以一定的速度驶过相机。

这就需要相机的拍摄速度适应各种列车速度因此，选择相机时，需要考虑相机是否能高速拍摄的问题一般来讲，相同成本的相机，线阵相机要比面阵相机的拍摄速度高????2.?图像拼接????由于在铁路上安装的限制，一只相机不能拍下全部的列车图像，因此需要多只相机的拼接。

如果使用面阵相机拍摄，需要考虑横向和纵向的拼接问题；如果使用线阵相机拍摄，则只需要考虑横向拼接即可线阵相机在纵向方向可以持续拍摄，不会漏掉一行数据????3.?可见光干扰????铁路上的检测设备一般都是24小时工作，这就会遇到在阳光充足，阳光不充足和夜晚的拍摄效果是否一致的问题。

在白天拍摄时，阳光不可避免的会进到相机内，这就会导致图像亮度发生变化，甚至无法看清楚拍摄对象为了避免这种情况的方法，现在的通用方法是使用滤光片滤掉可见光，再使用近红外光进行补光，这样就会解决可见光干扰问题。

????4.?光源均匀????如果列车图像用于自动图像处理，则图像亮度的均匀性就会影响检测的效果图像亮度的均匀性主要受到外部光源的影响如果使用面阵相机拍摄，则需要光源对一个拍摄面发出均匀的光，这个对光源要求就会比较高，成本就会增加。

如果使用线阵相机拍摄，则只需要一个发出一条均匀的线即可，大大降低了对光源的要求????5.?操作温度范围????由于检测设备需要适应中国南、北方不同温度的要求，因此相机的操作温度必须有较宽的使用范围????6.?远距离传输????由于相机的安装位置一般离数据接收设备较远，因此远距离传输时该系统的一个必要条件。

千兆网相机是目前各种接口相机的传输距离最远的，在没有中继的情况下还可传输100米，因此，千兆网相机是个理想的选择????方案简介????系统由埋在底下的3只相机拍摄列车底部，侧面的2只相机拍摄列车侧面，共7只可得到列车的所有重要部位信息。

????本方案采用高速线阵相机阵列拍摄列车底部及侧面信息，由开启设备磁钢探测到列车驶入检测区域，设备保护盖打开，再由测速磁钢探测到列车速度，发送给相机控制拍摄行频，这样，当列车驶过相机，列车的所有可视信息就被拍摄下来。

记录设备经过压缩通过光纤传递到列车检测中心进行分析处理，可检测到车钩分离、制动闸件脱落、摇枕、侧架、基础制动装置发生裂折等危及行车安全的故障????高速相机采用国际机器视觉的领导者Teledyne?DALSA的千兆网高速线阵相机。

????优势????─??相机操作温度范围较广，可广泛使用于中国的北方和南方????─??千兆网接口，传输距离远????─??采集速度较快，可适应最大到146km/h的列车速度如果降低分辨率，检测速度还可以增加。

????─??对光源要求较小，只需要线型光即可????─??对近红外感光较好，加近红外光源和滤光片后，可以防止可见光干扰，使得白天和晚上拍摄效果一致

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