轨道车辆外部轮廓非接触式检测方法

摘要

本发明公开了一种轨道车辆外部轮廓非接触式检测方法，所述方法包括采用数码相机获取被测车辆外部轮廓的数码照片，对数码照片进行分析计算和处理，绘制出被测车辆的外轮廓图形，与标准的外轮廓图形进行比较，实现对被测车辆外部轮廓几何尺寸进行非接触式的检测；所述方法还包括以下步骤：1）设备准备、2）建立坐标体系、3）设置采集点、4）获取数码照片、5）图像处理和6）输出结果。本发明方法科学合理，对轨道车辆的外部轮廓进行非接触检测，对轨道车辆不造成任何损伤，无环境污染，抗干扰能力强，精度高，能够实时完成数据采集、保存、分析处理，工作效率高。

主权项

一种轨道车辆外部轮廓非接触式检测方法，所述方法包括采用数码相机获取被测车辆（5）外部轮廓的数码照片，对数码照片进行分析计算和处理，绘制出被测车辆（5）的外轮廓图形，与标准的外轮廓图形进行比较，实现对被测车辆（5）外部轮廓几何尺寸进行非接触式的检测；其特征在于：所述方法还包括以下步骤：1）设备准备：设置一个龙门架（4），龙门架（4）内能够通过被测车辆（5），被测车辆（5）配置步进控制的牵引装置；龙门架（4）的立柱和顶部横梁上安装若干个照明灯光和若干个检测装置（3）；每个照明灯光均面向被测车辆（5）；每个检测装置（3）包括数码相机（7）和线光源（8），线光源（8）垂直面对被测车辆（5），数码相机（7）以固定角度倾斜面对被测车辆（5）；线光源（8）的照射区落入数码相机（7）的成像区内；所有线光源（8）的中心线均位于被测车辆（5）的同一横截面内；所有数码相机（7）的成像区相叠加能够完全覆盖被测车辆（5）的同一横截面处的两侧和顶部；各检测装置（3）和牵引装置的控制部分均与中央控制装置（6）电连接，中央控制装置（6）包括微处理器、储存单元、输入接口和输出接口，安装专用软件，程序控制照明灯光、数码相机（7）、线光源（8）和牵引装置，采集、分析处理并保存数据；2）建立坐标体系：以被测车辆（5）的长度方向为X轴，以被测车辆（5）所在轨道水平面为Y轴，以被测车辆（5）横截面的垂直中心线为Z轴， XYZ坐标体系的O点位于被测车辆（5）的指定端部的横截面内；3）设置采集点：从XYZ坐标体系的O点开始，对于被测车辆（5）外表面有小尺寸零部件的部位，沿X轴方向的拍摄采集间距为3‑10毫米，对于被测车辆（5）的其他部位，沿X轴方向的拍摄采集间距为10‑200毫米，最后将M个检测横截面作为M个采集点标注在X轴上，并保存它们编号及其在X轴上的坐标值；4）获取数码照片：采集点的编号从1开始直到M结束，在某个采集点，照明灯光始终处于工作状态，先后拍摄并保存背景图像和目标图像共两张数码照片：在线光源（8）关闭的状态下获取背景图像，在线光源（8）打开的状态下获取目标图像；获取数码照片选用以下方式之一：4A、程序控制被测车辆（5）以间歇方式沿X轴行进，在每个采集点处停留并获取数码照片；4B、程序控制被测车辆（5）以匀速方式沿X轴行进，根据速度和相邻两采集点在X轴上的间距确定获取照片的时间间隔，程序按照时间间隔获取数码照片；4C、程序控制被测车辆（5）连续沿X轴行进，对于被测车辆（5）外表面有小尺寸零部件的部位，被测车辆（5）行进速度为每秒3‑10毫米，对于被测车辆（5）的其他部位，被测车辆（5）行进速度为每秒10‑200毫米，根据速度和相邻两采集点在X轴上的间距确定获取照片的时间间隔，程序按照时间间隔获取数码照片；5）图像处理，采用以下方式之一：5A、实时处理：在数码照片获取过程中，采集点的编号从1开始直到M结束，对于每个采集点处对应的背景图像和目标图像实时进行差分处理，进一步经过几何计算处理，在XYZ坐标体系中绘制出该检测截面的两个侧面和顶部的外轮廓线，最后完成M条外轮廓线；5B、集中处理：在M个采集点的数码照片全部拍摄完成后，采集点的编号从1开始直到M结束，对于每个采集点处对应的背景图像和目标图像逐一进行差分处理，进一步经过几何计算处理，在XYZ坐标体系中逐一绘制出各检测截面的两个侧面和顶部的外轮廓线，总共M条外轮廓线；6）输出结果，根据比较的基准不同，能够输出以下结果：6A、以标准限界为比较基准，将M条外轮廓线逐条与标准限界尺寸相比较，输出被测车辆（5）实测外轮廓尺寸超出限界部位的坐标及超限尺寸；6B、以设计图纸为比较基准，将M条外轮廓线逐条与设计图纸尺寸相比较，绘制出被测车辆（5）实测外轮廓尺寸的误差图。