一种轨道巡检设备的制作方法

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1.本实用新型涉及轨道检测技术领域，尤其涉及一种轨道巡检设备。

背景技术：

2.铁路轨道的几何尺寸偏差，将会直接影响到列车行驶的平稳性、舒适性和安全性。铁路轨道的几何尺寸偏差过大甚至会威胁乘客的生命财产安全。随着列车技术的进一步发展，现在的列车的速度越来越快。因此，为保证列车的运营安全，提高列车的高可用性与安全性，必须加强对轨道的检测技术。
3.传统的轨道巡检成像设备包括可沿轨道行走的行走车架，行走车架上设置有2d线阵相机采集轨道图像，2d线阵相机采集2d图像以进行轨道扣件异常检测和轨道异常检测。但是，2d线阵相机不能对轨道轮廓、扣件螺栓高度信息进行测量，尤其难以识别与轨道灰度值相差很小的异物，从而导致对轨道异常的识别率较低。
4.鉴于此，需要设计一种轨道巡检设备，以提高了对轨道异常的识别率。

技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种轨道巡检设备，来解决以上问题。
6.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.一种轨道巡检设备，包括行走车架，所述行走车架上安装有数据处理模块和至少一组检测模组，所述数据处理模块与所述检测模组电连接；所述检测模组包括用于向所述数据处理模块提供轨道的检测图像的2d线阵相机和用于向所述数据处理模块提供轨道的深度信息的3d线阵相机；
8.同一组检测模组的所述2d线阵相机和3d线阵相机位于所述轨道的同一侧。
9.可选地，所述检测模组设置有四组，其中两组检测模组分设于一条轨道的两侧，另两组检测模组分设于另一条轨道的两侧。
10.可选地，所述检测模组还包括用于向所述2d线阵相机补光的第一补光灯和用于向所述3d线阵相机补光的第二补光灯；
11.所述3d线阵相机和所述第二补光灯沿所述行走车架的行进方向并列安装于所述行走车架上。
12.可选地，所述第一补光灯和所述第二补光灯均为一字线激光灯；
13.所述2d线阵相机的采光镜头内安装有对第一设定波长范围内的激光具有高透射率的第一滤光片；所述3d线阵相机的采光镜头内安装有对第二设定波长范围内的激光具有高透射率的第二滤光片；
14.第一设定波长范围和第二设定波长范围无重合区域。
15.可选地，轨道巡检设备还包括安装于所述行走车架上的同步触发模块，所述同步触发模块分别与所述2d线阵相机和所述3d线阵相机电连接，且所述同步触发模块用于根据所述行走车架的速度分别按第一频率向所述2d线阵相机发送触发信号和按第二频率向所
述3d线阵相机发送触发信号，且所述第一频率和所述第二频率均与所述行走车架的速度成正比。
16.可选地，所述第一补光灯的出光方向与所述轨道的长度方向存在夹角，所述2d线阵相机的出光面与轨道的长度方向成45
°‑
60
°
夹角。
17.可选地，所述第二补光灯的出光方向与所述轨道的长度方向垂直；所述3d线阵相机的出光面与轨道的长度方向成45
°‑
60
°
夹角。
18.可选地，所述行走车架上还设置有用于获取轨枕图像的第三线阵相机，以及用于向所述第三线阵相机进行补光的第三补光灯；
19.所述数据处理模块与所述第三线阵相机电连接。
20.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
21.本实施例的轨道巡检设备，2d线阵相机向数据处理模块提供轨道的检测图像，3d线阵相机向数据处理模块提供轨道的深度信息，数据处理模块能够通过轨道的检测图像和轨道的深度信息综合分析轨道的各种不良，能有效对轨道轮廓、扣件螺栓高度进行测量，极大地提高了对轨道异常的识别率。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
23.本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
24.图1为本实用新型实施例提供的轨道巡检设备的正面示意图；
25.图2为本实用新型实施例提供的轨道巡检设备的侧面示意图；
26.图3为本实用新型实施例提供的轨道巡检设备的背面示意图。
27.图示说明：1、行走车架；2、数据处理模块；3、检测模组；31、2d线阵相机；32、3d线阵相机；322、第二补光灯；4、同步触发模块；5、第三线阵相机；51、第三补光灯。
具体实施方式
28.为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型
和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。
30.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。
31.本实用新型实施例提供了一种轨道巡检设备，以提升对轨道异常的识别率。
32.请参阅图1-图3，本轨道巡检设备包括行走车架1，行走车架1上安装有数据处理模块2和至少一组检测模组3，数据处理模块2与检测模组3电连接。
33.其中，检测模组3包括2d线阵相机31和3d线阵相机32；2d线阵相机31采集轨道的检测图像，并将所采集的轨道的检测图像发送至数据处理模块；3d线阵相机32采集轨道的深度信息，并将所采集的轨道的深度信息发送至数据处理模块。数据处理模块根据预设的处理方式对轨道的检测图像和轨道的深度信息进行处理，得到轨道的外轮廓信息和扣件的高度信息，同时判断轨道的外轮廓信息和扣件高度信息是否存在异常。
34.应该知道的是，同一组检测模组3的2d线阵相机31和3d线阵相机32位于轨道的同一侧。
35.可选地，检测模组3设置有四组，其中两组检测模组3分设于一条轨道的两侧，另两组检测模组3分设于另一条轨道的两侧。具体地，轨道巡检设备一次巡检即可获知两条轨道的巡检信息，提升了巡检的效率。
36.可选地，检测模组3还包括用于向2d线阵相机31补光的第一补光灯和用于向3d线阵相机32补光的第二补光灯322；进一步地，第一补光灯和第二补光灯322所发出的激光的波长是不同的。
37.3d线阵相机32和第二补光灯322沿行走车架1的行进方向并列安装于行走车架1上。
38.本实施例中，第一补光灯与2d线阵相机组合至同一盒体中。3d线阵相机32与第二补光灯322间隔设置。第一补光灯和第二补光灯322的设置，能帮助2d线阵相机和3d线阵相机32拍摄出更清晰的检测图像，进一步提升了对轨道异常检测的准确性。
39.可选地，第一补光灯和第二补光灯322均为一字线激光灯；
40.2d线阵相机31的采光镜头内安装有对第一设定波长范围内的激光具有高透射率的第一滤光片；3d线阵相机32的采光镜头内安装有用于过滤第二设定波长范围内的激光具有高透射率的第二滤光片；第一设定波长范围和第二设定波长范围无交集。应该清楚的是，高透射率是指透光率不低于80％。
41.具体地，第一滤光片的设置，避免了第二补光灯322会对2d线阵相机31的检测图像的获取造成干涉，并能消除环境光和户外阳光对2d线阵相机31造成干扰；第二滤光片的设置，避免了第一补光灯会对3d线阵相机32的深度信息的获取造成干涉，并能消除环境光和户外阳光对3d线阵相机32造成干扰，从而提升了轨道巡检的准确性。
42.可选地，轨道巡检设备还包括安装于行走车架1上的同步触发模块4，同步触发模块4分别与2d线阵相机31和3d线阵相机32电连接，且同步触发模块4用于根据行走车架1的速度分别按第一频率向2d线阵相机31发送触发信号和按第二频率向3d线阵相机32发送触发信号，且第一频率和第二频率均与行走车架1的速度成正比。2d线阵相机31接收到触发信号后对轨道拍摄以获取轨道的检测图像，3d线阵相机32在接收到触发信号后对轨道拍摄以
获取轨道的深度信息。
43.具体地，同步触发模块根据轨道巡检设备运行速度，将对应的速度转换为相应的触发脉冲，分别对2d线阵相机和3d线阵相机进行触发，2d和3d图像采集模块触发频率各不相同，但与列车运行速度成正比，防止图像由于速度变化导致的纵向拉伸变形。
44.可选地，第一补光灯的出光方向与轨道的长度方向存在夹角，2d线阵相机31的出光面与轨道的长度方向成45
°‑
60
°
夹角。
45.第一补光灯与轨面成一定夹角，照射到轨面反光面上的光线很少一部分反射到2d线阵相机31内，这样能效避免轨面的反光导致2d线阵相机31图像过曝的问题，使2d线阵相机31拍出的图像能清晰地呈现轨面的各种病害。第一补光灯发出的激光，优选为808nm的红外一字激光。具体地，第一滤光片的允许通过的激光的波长范围为808
±
25nm。
46.可选地，第二补光灯322的出光方向与轨道的长度方向垂直；3d线阵相机32的出光面与轨道的长度方向成45
°‑
60
°
夹角。其中3d线阵相机32、第二补光灯322和轨道之间形成三角关系。具体地，第二补光灯322发出的激光，优选为915nm波段的激光结构光。具体地，第二滤光片的允许通过的激光的波长范围为915
±
25nm。
47.可选地，行走车架1上还设置有用于获取轨枕图像的第三线阵相机5，以及用于向第三线阵相机5进行补光的第三补光灯51；
48.数据处理模块2与第三线阵相机5电连接。
49.具体地，第三线阵相机5用于检测道床轨枕的病害，并反馈至数据处理模块进行处理。
50.以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：

1.一种轨道巡检设备，包括行走车架(1)，其特征在于，所述行走车架(1)上安装有数据处理模块(2)和至少一组检测模组(3)，所述数据处理模块(2)与所述检测模组(3)电连接；所述检测模组(3)包括用于向所述数据处理模块(2)提供轨道的检测图像的2d线阵相机(31)和用于向所述数据处理模块(2)提供轨道的深度信息的3d线阵相机(32)；同一组检测模组(3)的所述2d线阵相机(31)和3d线阵相机(32)位于所述轨道的同一侧。2.根据权利要求1所述的轨道巡检设备，其特征在于，所述检测模组(3)设置有四组，其中两组检测模组(3)分设于一条轨道的两侧，另两组检测模组(3)分设于另一条轨道的两侧。3.根据权利要求1所述的轨道巡检设备，其特征在于，所述检测模组(3)还包括用于向所述2d线阵相机(31)补光的第一补光灯和用于向所述3d线阵相机(32)补光的第二补光灯(322)；所述3d线阵相机(32)和所述第二补光灯(322)沿所述行走车架(1)的行进方向并列安装于所述行走车架(1)上。4.根据权利要求3所述的轨道巡检设备，其特征在于，所述第一补光灯和所述第二补光灯(322)均为一字线激光灯；所述2d线阵相机(31)的采光镜头内安装有对第一设定波长范围内的激光具有高透射率的第一滤光片；所述3d线阵相机(32)的采光镜头内安装有对第二设定波长范围内的激光具有高透射率的第二滤光片；第一设定波长范围和第二设定波长范围无重合区域。5.根据权利要求1所述的轨道巡检设备，其特征在于，还包括安装于所述行走车架(1)上的同步触发模块(4)，所述同步触发模块(4)分别与所述2d线阵相机(31)和所述3d线阵相机(32)电连接，且所述同步触发模块(4)用于根据所述行走车架(1)的速度分别按第一频率向所述2d线阵相机(31)发送触发信号和按第二频率向所述3d线阵相机(32)发送触发信号，且所述第一频率和所述第二频率均与所述行走车架(1)的速度成正比。6.根据权利要求3所述的轨道巡检设备，其特征在于，所述第一补光灯的出光方向与轨道的长度方向存在夹角，所述2d线阵相机(31)的出光面与轨道的长度方向成45
°‑
60
°
夹角。7.根据权利要求3所述的轨道巡检设备，其特征在于，所述第二补光灯(322)的出光方向与轨道的长度方向垂直；所述3d线阵相机(32)的出光面与轨道的长度方向成45
°‑
60
°
夹角。8.根据权利要求1所述的轨道巡检设备，其特征在于，所述行走车架(1)上还设置有用于获取轨枕图像的第三线阵相机(5)，以及用于向所述第三线阵相机(5)进行补光的第三补光灯(51)；所述数据处理模块(2)与所述第三线阵相机(5)电连接。

技术总结

本实用新型公开了一种轨道巡检设备，包括行走车架，所述行走车架上安装有数据处理模块和至少一组检测模组，所述数据处理模块与所述检测模组电连接；所述检测模组包括用于向所述数据处理模块提供轨道的检测图像的2D线阵相机和用于向所述数据处理模块提供轨道的深度信息的3D线阵相机；同组的所述2D线阵相机和3D线阵相机位于所述轨道的同一侧。轨道巡检设备能有效对轨道轮廓、扣件螺栓高度进行测量，极大地提高了对轨道异常的识别率。大地提高了对轨道异常的识别率。大地提高了对轨道异常的识别率。