一种轨道视觉扣件状态识别装置的制作方法

1.本实用新型专利属于轨道的扣件检测识别技术领域，具体为一种轨道视觉扣件状态识别装置。

背景技术：

2.扣件作为轨道结构的关键部件，其基本功能是为了保持轨距、防止钢轨爬行、防止轨道框架增大、提供轨道绝缘、保证轨道电路正常工作和调整钢轨位置等。钢轨的振动、环境温差或者人为因素等会使扣件失效或者扣件部件丢失，则将会改变轨道轨距、平顺度等参数，增大列车动态脱轨机率。扣件部件丢失或失效，是比较常见的病害之一，发生的概率很高，扣件检查成为铁路日常巡检重点工作，是保障铁路运营安全的关键措施之一。
3.钢轨扣件是连结钢轨与轨枕的重要零件，一旦出现扣件缺失、断裂、不完整等扣件异常状态，会给轨道行车安全带来重大隐患，甚至出现重大安全事故。近年来，随着机器视觉技术的发展，使用轨检车拍摄轨道照片，再采用图像处理技术自动判断扣件状态，逐渐替代人工巡检，成为了一种新的流行趋势。

技术实现要素：

4.针对上述问题，本实用新型提供一种轨道视觉扣件状态识别装置。
5.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案。
6.一种轨道视觉扣件状态识别装置，包括安装孔、固定板、限位板、直线导轨、挡板、安装板、气动滑块、摄像机、直线检测器、补光灯，其中，安装孔设置在固定板四个角，限位板安装在固定板两侧，直线导轨安装在两个限位板之间，气动滑块放置在直线导轨上，在直线导轨上安装有安装板，摄像机、直线检测器安装在安装板上，补光灯安装在摄像机一侧，挡板设置在安装板上，将摄像机、直线检测器包裹在内部，气动滑块可在直线导轨上移动。
7.优选的，所述直线检测器可以快速的定位钢轨位置。直线检测器将摄像机与钢轨定位到同一直线上，此操作可以缩小扣件识别区域，形成一个候选区。
8.优选的，本装置应设有数据链接口，可通过数据连接线将本装置与上位机连接，通过上位机的显示器可以显示摄像机所拍摄的画面。
9.优选的，本装置的轨道扣件识别系统包括目标定位系统和图像识别系统。
10.优选的，本装置可安装在轨道检测小车上使用，在轨道检测小车检测轨道的同时进行轨道扣件状态识别。
11.与现有技术对比，本实用新型具备以下有益效果：
12.一种轨道视觉扣件状态识别装置可安装在轨道检测小车上使用，在轨道检测小车检测轨道的同时进行轨道扣件状态识别，通过定位系统和图像识别系统对扣件进行定位及识别，且本装置在检测时只需沿钢轨运动即可，非常的快速，大大提高了检测效率。
附图说明
13.图1是本实用新型的整体结构示意图；
14.图2是本实用新型的整体结构仰视图。
具体实施方式
15.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
16.参照图1、图2所示，一种轨道视觉扣件状态识别装置，包括安装孔1、固定板2、限位板3、直线导轨4、挡板5、安装板6、气动滑块7、摄像机8、直线检测器9、补光灯10，其中，安装孔1设置在固定板2四个角，限位板3安装在固定板2两侧，直线导轨4安装在两个限位板3之间，气动滑块7放置在直线导轨4上，在直线导轨4上安装有安装板6，摄像机8、直线检测器9安装在安装板6上，补光灯10安装在摄像机8一侧，挡板5设置在安装板6上，将摄像机8、直线检测器9包裹在内部，气动滑块7可在直线导轨4上移动。补光灯10可在光线较暗使作为光源补充使用，以适应不同环境的光照条件，使摄像机8拍摄的图像更为清晰，更有效的对扣件进行识别。
17.所述直线检测器9可以快速的定位钢轨位置。直线检测器9将摄像机8与钢轨定位到同一直线上，此操作可以缩小扣件识别区域，形成一个候选区。
18.本装置应设有数据链接口，可通过数据连接线将本装置与上位机连接，通过上位机的显示器可以显示摄像机8所拍摄的画面。
19.本装置的轨道扣件识别系统包括目标定位系统和图像识别系统。目标定位系统首先通过直线检测器9缩小扣件识别区域，然后采用k近邻算法结合模板库，计算候选区域内子窗口与扣件模板的相似度，并根据相似度得分和钢轨扣件位置分布推断扣件识别区域，此方法定位速度快，能够满足扣件识别需求。在图像识别系统中，各项长度数据均以像素为单位，同时图像识别系统利用有丢失或遮挡钢轨扣件的轨道图像与无丢失或遮挡钢轨扣件的轨道图像之间上下图的差异，训练多尺度残差神经网络学习场景上下图信息，使网络可以感知丢失或被遮挡的钢轨扣件的位置，这样即可定位出丢失或遮挡的钢轨扣件区域，图像识别系统需要采集大量的扣件样本图，并对其进行训练，最后将识别成功率以及正确率最高的样本图保留，从而达到检测扣件的目的。
20.本装置可安装在轨道检测小车上使用，在轨道检测小车检测轨道的同时进行轨道扣件状态识别。且本装置在检测时只需沿钢轨运动即可，非常的快速，大大提高了检测效率。
21.本实用新型的操作及运行过程如下：
22.将本装置通过螺栓安装在轨道检测小车上，通过直线检测器9将摄像机8与钢轨定位到同一直线上，此操作可以缩小扣件识别区域，形成一个候选区，通过数据连接线将本装置与上位机连接，通过上位机的显示器可以显示摄像机8所拍摄的画面，通过目标定位系统计算候选区域内子窗口与扣件模板的相似度，并根据相似度得分和钢轨扣件位置分布推断扣件识别区域，此方法定位速度快，能够满足扣件识别需求，接着图像识别系统通过对比学习，识别出轨道扣件状态。

技术特征：

1.一种轨道视觉扣件状态识别装置，其特征在于，包括安装孔（1）、固定板（2）、限位板（3）、直线导轨（4）、挡板（5）、安装板（6）、气动滑块（7）、摄像机（8）、直线检测器（9）、补光灯（10），其中，安装孔（1）设置在固定板（2）四个角，限位板（3）安装在固定板（2）两侧，直线导轨（4）安装在两个限位板（3）之间，气动滑块（7）放置在直线导轨（4）上，在直线导轨（4）上安装有安装板（6），摄像机（8）、直线检测器（9）安装在安装板（6）上，补光灯（10）安装在摄像机（8）一侧，挡板（5）设置在安装板（6）上，将摄像机（8）、直线检测器（9）包裹在内部，气动滑块（7）可在直线导轨（4）上移动。2.根据权利要求1所述的一种轨道视觉扣件状态识别装置，其特征在于，所述直线检测器（9）可以快速的定位钢轨位置，直线检测器（9）将摄像机（8）与钢轨定位到同一直线上，此操作可以缩小扣件识别区域，形成一个候选区。3.根据权利要求1所述的一种轨道视觉扣件状态识别装置，其特征在于，本装置应设有数据链接口，可通过数据连接线将本装置与上位机连接，通过上位机的显示器可以显示摄像机（8）所拍摄的画面。4.根据权利要求1所述的一种轨道视觉扣件状态识别装置，其特征在于，本装置的轨道扣件识别系统包括目标定位系统和图像识别系统。5.根据权利要求1所述的一种轨道视觉扣件状态识别装置，其特征在于，本装置可安装在轨道检测小车上使用，在轨道检测小车检测轨道的同时进行轨道扣件状态识别。

技术总结

一种轨道视觉扣件状态识别装置，安装孔设置在固定板四个角，限位板安装在固定板两侧，直线导轨安装在两个限位板之间，气动滑块放置在直线导轨上，在直线导轨上安装有安装板，摄像机、直线检测器安装在安装板上，补光灯安装在摄像机一侧，挡板设置在安装板上，将摄像机、直线检测器包裹在内部，气动滑块可在直线导轨上移动。本实用新型安装在轨道检测小车上使用，在轨道检测小车检测轨道的同时进行轨道扣件状态识别，通过定位系统和图像识别系统对扣件进行定位及识别，且本装置在检测时只需沿钢轨运动即可，非常的快速，大大提高了检测效率。大大提高了检测效率。大大提高了检测效率。