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Vision小助手
(CMVU)
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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