[发明专利]一种快速换轨作业轨枕螺栓位置检测系统及方法

摘要

本发明公开了一种快速换轨作业轨枕螺栓位置检测系统及方法，方法包括以下步骤：S10)获取轨枕螺栓的图像数据；S20)对获取的轨枕螺栓的图像数据进行处理，当计算出轨枕螺栓相对于初始标定状态发生横向偏移时，则发出控制夹钳移动方向和位移量的作业偏移量数据；S30)根据图像处理模块发出的作业偏移量数据控制夹钳移动，以保持夹钳与轨枕螺栓之间的相对位置关系。本发明能够解决现有轨枕螺栓检测方式未实现作业的自动化，效率低下，存在较大的安全隐患，容易发生误判与误操作，导致轨枕螺栓毁坏，破坏换轨进程的技术问题。

主权项

1.一种快速换轨作业轨枕螺栓位置检测系统，其特征在于，包括：图像采集模块(1)，用于获取轨枕螺栓(40)的图像数据；线光源(11)投射至轨枕螺栓(40)的表面，由相机(13)采集所述轨枕螺栓(40)的轮廓光影，以获取轨枕螺栓(40)的图像数据；图像处理模块(2)，对所述图像采集模块(1)获取的轨枕螺栓(40)的图像数据进行处理，当计算出所述轨枕螺栓(40)相对于初始标定状态发生横向偏移时，则发出控制夹钳(30)移动方向和位移量的作业偏移量数据；作业控制模块(3)，根据所述图像处理模块(2)发出的作业偏移量数据控制所述夹钳(30)移动，以保持所述夹钳(30)与所述轨枕螺栓(40)之间的相对位置关系；所述图像采集模块(1)进一步包括线光源(11)、镜头(12)和相机(13)；所述线光源(11)、镜头(12)和相机(13)以固定的三角结构封装，并整体固接于换轨车(10)的钢轨收放装置(20)上靠近所述夹钳(30)的固定连接结构(70)处，使得所述夹钳(30)至所述相机(13)中心的相对位置固定；所述镜头(12)设置于所述相机(13)的前端，所述线光源(11)配合所述相机(13)进行成像，由所述线光源(11)发出的激光线中心保持投射至所述轨枕螺栓(40)的中心范围，由所述线光源(11)发出的激光线在所述相机(13)的图像平面上成像；所述线光源(11)发出的激光平面标定包括：以标定靶平面P₀中的某一点O₀为原点，建立标定坐标系O₀‑X₀Y₀Z₀，相机(13)的坐标系为O_c‑X_cY_cZ_c；设所述相机(13)的图像平面为P_i，激光平面为P₁，激光平面P₁与标定靶平面P₀相交于直线L，点P为直线L上的一点，设所述点P在标定坐标系上的坐标为(X₀,Y₀,0)，在相机(13)的图像平面中坐标为(X_c,Y_c,Z_c)；点P在所述相机(13)中的像点为p，设像点p在图像平面坐标系中的坐标为(u，v)，将图像平面坐标系中的坐标(u，v)转换至标定坐标系O₀‑X₀Y₀Z₀。