一种铁路桥梁表面裂缝视觉检查装置，其主要包括：照明系统包括照明
光源和控制电路，对待检测桥梁表面正面照明；温控系统包括加装光学玻璃
的防护罩、加热器和风扇，保护相机和镜头能够在野外环境下正常工作；定
位系统安装在桥检车车轮轴上，确定缺陷在桥梁上的位置；数据采集存储系
统，安装在轨道式桥检车的控制室内；成像系统包括相机和镜头，安装在防
护罩内。本发明专利技术在固定的工作距离下工作，实现连续高速检测，适用于铁路
桥梁特别是分布在野外的大跨度、长距离的高架铁路桥梁检测，避免目前检
测人员乘坐桥检车人工观测待检桥梁表面，易受到主观因素及天气因素的影
响以及其它地面观测设备难以在野外或高架桥下展开等不足。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种铁路桥梁表面裂缝视觉检查装置，用于铁路桥梁表面， 特别是野外大跨度、长距离的高架铁路桥梁的表面裂缝检查，属于桥梁安全 监测领域。
技术介绍
铁路桥梁表面出现裂缝是内部损伤达到 一定危险程度的集中表现，是桥梁出现结构性危险的最明显的信号，当裂缝的宽度达到0.2mm以上时，外 界水汽容易进入内部加速钢筋腐蚀，可能直接破坏桥梁整体性，使桥梁承载 能力大为降低，影响铁路的安全运行。因此，及时捕捉、检查桥梁表面裂缝， 对于预示或及时发现工程险情，保证桥梁的可靠运营以及延长桥梁的使用寿 命具有重要意义。当前桥梁检测主要依靠工作人员乘坐在桥检车的吊篮里靠近待检测桥 面人工观察，主要凭借个人经验目视检测，给定检测结果，容易受到主观因 素的影响且效率低、危险性高，同时，因吊篮要靠近待检测桥面，当吊篮遇 到桥墩和避车台时，桥检车要停止走行，收回吊篮，避开桥墩和避车台后再 伸展到工作位置，工作效率很低；另外一种方式是应用视觉技术在地面用远 距离观测装置或者其它搭载装置检查桥梁表面，多是对城市里距离较短的公 路桥梁进行检测，通常依靠自然光照明，易受天气变化的影响，或者缺少连 续存储装置；另外也有应用视觉检测技术用于轻轨轨道梁面检测的装置，但 是针对的是特殊梁体结构设计的检测系统，由于野外环境地理、地质条件复 杂，这些方法都不适合野外大量存在的大跨度、长距离的高架铁路桥梁表面 的检测。
技术实现思路
4本专利技术的目的在于提供一种铁路桥梁表面裂缝视觉检查装置，以能够对 铁路桥梁表面裂缝进行快速、高精度检测并能够定位缺陷。本专利技术的技术解决方案是 一种铁路桥梁表面裂缝视觉检查装置，本装 置釆用视觉检测技术，利用相机对待检桥梁表面成像，记录、存储图像数据， 然后通过图像处理和模式识别技术，分析、提取表面的裂缝特征，从而实现 裂缝的检测。一种铁路桥梁表面裂缝视觉检查装置，其特征在于该装置包括照明系 统、成像系统、温控系统、数据采集存储系统、定位系统，其中照明系统、 成像系统、温控系统安装在轨道式桥检车的吊篮上；照明系统包括照明光源和控制电路，对待检测桥梁表面正面照明；该控 制电路作为光源与相机的接口受相机信号控制，控制照明光源的闪烁频率；温控系统包括加装光学玻璃、加热器和风扇的防护罩保护相机和镜头能 够在野外环境下正常工作；成像系统包括相机和镜头，安装在防护罩内，与照明系统配合采集图像；数据采集存储系统，安装在轨道式桥检车的控制室内，将成像系统实时 采集的图像数据记录在磁盘上；定位系统安装在桥检车车轮轴上，确定缺陷在桥梁上的位置。其中，所述的照明系统采用的照明光源为频闪光源。其中，所述的照明系统和成像系统采用的布局结构为相机纵向交错排 列，照明光源采用一上两下或一下两上的布置方式，使待检测桥梁区域光照 均匀。其中，所述的成像系统采用的相机为千兆网接口的面阵CCD相机，该 相机通过千兆网卡与数据采集存储系统相连。其中，所述的成像系统采用的镜头为长焦镜头。其中，所述的定位系统采用光电编码器，该编码器每隔固定角度输出脉 冲信号，输入CCD相机驱动相机拍摄图像。其中，所述的数据采集存储系统包括存储计算机和磁盘存储阵列，所述的磁盘存储阵列采用磁盘存储阵列卡与SAS硬盘构成。本专利技术的原理是将本专利技术安装在桥检车的吊篮上，利用视觉检测技术， 当桥检车在铁轨上连续走行时，定位系统输出脉冲信号，输入CCD相机驱 动相机连续拍摄图像，同时相机通过光源控制电路控制频闪光源交替依次闪 光为相机补充光照，获得的图像数据经过千兆网线实时传输进入存储计算机 存储下来，利用图像处理技术对存储的图像数据进行处理，识别出裂缝、掉 块等缺陷，最终给出所检测缺陷的大小及位置信息。本专利技术一种铁路桥梁表面裂缝视觉检查装置，与现有技术相比的优点在 于(1)与现有人工的桥梁检测技术相比，采用视觉检测技术，避免了传 统人工检测时易受到疲劳、操作经验等主观因素影响的缺点，降低劳动强度 和操作危险性；(2)用频闪光源为相机补充光照，减小自然光的影响；(3) 本专利技术可连续工作，桥检车不用避让桥墩和避车台，直接通过，实现快速、 高精度连续检测；(4)使用千兆网接口面阵CCD相机，通过千兆网卡与计 算机直接相连，不用专用的图像采集卡，且千兆网线的数据传输距离长，避 免其它接口相机数据传输距离近的缺陷，利于将成像系统与存储控制系统分开较远距离，因此，操作人员可以在桥检车的控制室内完成操作，改善操作人员的工作环境。附图说明图1为本专利技术的结构框图2为本专利技术的整体布局图3为本专利技术的频闪光源与成像系统的布局图4为本专利技术的频闪光源控制电路图； 图中具体标号如下1、控制室 2、计算机 3、操作人员4、千兆网线 5、避车台 6、吊篮7、机械臂 8、相机架 9、频闪光源10、相机 11、防护罩 12、桥梁表面13、光电编码器 14、桥墩 15、控制电路具体实施例方式下面结合附图，对本专利技术的技术方案做进一步的说明。如图l及图2所示，本专利技术一种铁路桥梁表面裂缝视觉检查装置，主要 包括照明系统、成像系统、温控系统、数据采集存储系统、定位系统，其中 照明系统、成像系统、温控系统安装在轨道式桥检车的吊篮上，照明系统包括频闪光源9和控制电路15,对待检测桥梁表面12正面照 明；该控制电路15作为频闪光源9与相机10的接口受相机信号控制，控 制照明光源的闪烁频率；温控系统包括加装光学玻璃、加热器和风扇的防护罩11，保护相机和 镜头能够在野外环境下正常工作；成像系统包括相机和镜头，安装在防护罩11内，与照明系统配合采集 图像；数据采集存储系统包括存储计算机2和磁盘存储阵列，安装在轨道式桥 检车的控制室1内，将成像系统实时采集的图像数据记录在磁盘上；定位系统采用光电编码器13,安装在桥检车车轮轴上，确定缺陷在桥 梁上的位置。如图2所示，存储计算机2，放置在桥检车的控制室1内，由操作人员 3控制检测过程。相机10采用带有千兆网接口的高精度数字面阵CCD相机， 相机接口为C型接口，与200mm定焦F型接口镜头连接需要加装镜头转接 环。相机和镜头外有防护罩11，防护等级为IP66，主体使用铝合金，前方 视窗选用光学玻璃，配有加热器、风扇、遮阳罩、雨刷器，具有防水、防尘 和预防温度过高或过低的功能，工作温度为-35。C ~65°C，保证相机和镜头 在恶劣野外条件下能够正常的工作。相机IO与频闪光源9都安装在相机架8上，其中相机架8安装在桥4企 车的吊篮6上，便于拆卸。工作时，桥检车在铁轨上连续走行，吊篮6伸展 到工作位置，与待检测的桥梁表面12距离2m，相机10对待检测桥梁表面 12连续拍摄图像，经过排布在机械臂7上的六类千兆网线4将获取的图像 数据输入存储计算机2连续存储，以备处理，即使遇到桥墩14和避车台5 也不用停车避让，可以连续通过，提高检测效率。桥梁的一侧桥面检测完毕 之后，机械臂7带着吊篮6翻转到桥梁的另外一侧，重复上面的检测过程， 从而完成对所有待检测桥面的检测工作。相机10通过存储计算机2上的千兆网卡输入数据，不用专用的图像采 集卡，该存储计算机采用专业工业底板，含双核处理器的全长CPU卡，独 立3U磁盘阵列拒。三台相机每秒钟的输出的数据总量约为120MB,数据通 过计算机总线写入磁盘存储阵列，该本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种铁路桥梁表面裂缝视觉检查装置，其特征在于：该装置包括照明系统、成像系统、温控系统、数据采集存储系统、定位系统，其中照明系统、成像系统、温控系统安装在轨道式桥检车的吊篮上； 照明系统包括照明光源和控制电路，对待检测桥梁表面正面照明； 该控制电路作为光源与相机的接口受相机信号控制，控制照明光源的闪烁频率； 温控系统包括加装光学玻璃、加热器和风扇的防护罩，保护相机和镜头能够在野外环境下正常工作； 成像系统包括相机和镜头，安装在防护罩内，与照明系统配合采集图像； 数据采集存储系统，安装在轨道式桥检车的控制室内，将成像系统实时采集的图像数据记录在磁盘上； 定位系统安装在桥检车车轮轴上，确定缺陷在桥梁上的位置。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵慧洁，葛文谦，李旭东，黄世杰，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11
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