一种用于铁路巡检的一体化视觉检测设备的制作方法

1.本实用新型属于视觉检测技术领域，尤其涉及一种用于铁路巡检的一体化视觉检测设备。


背景技术：

2.铁路运输是我国最重要的交通方式之一，但是铁路轨道常年暴露在自然环境中，自然老化及恶劣天气等原因，会造成铁路设备损坏或松动，为了保障安全运行，铁路巡检探伤的重要性与日俱增。传统的铁路巡检探伤工作以人工为主，然而人工巡检探伤存在诸多弊端。一方面人工巡检探伤须长时间徒步完成，工作效率低、信息上传不及时，作业难以有效监督。另一方面，铁路沿线气候环境恶劣，作业质量难以保障，遇到突发情况响应不及时，容易酿成安全事故。
3.随着人工智能、机器视觉、物联网、无线传输、云计算、大数据等技术等等高科技的飞速发展，智能巡检系统逐渐开始替代人力。智能巡检系统可实现标准化巡检作业，可及时发现报警信息、排除安全隐患，大幅提升工作效率。智能巡检系统主要采用车载巡检的形式来替代人工巡检，一般采用高速高清成像技术，通过非接触式高清相机对轨道图像信息进行采集，然后对图像数据通过大数据分析系统实时处理解析。
4.现有的巡检设备一般由高速高清线阵相机、半导体激光器、光源模块、数据采集模块、数据处理模块、供电模块、外部编码器和触发模块等等，现有巡检设备的相机、光源一般都单独集成有壳体和标准适用性插头，但是多台相机要一起工作时各种独立的插头壳体大大增加了设备的重量体积，增加了需要连接电缆的数量。由于设备电缆线路繁多，夜间安装拆卸控制操作难度大，线路繁多有线操控存在一定的故障隐患。且现有的巡检设备体积重量庞大占据载具大量空间，需要额外设计载具，设计拖挂装置，无法和现有的巡检探伤车配合同时使用。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种用于铁路巡检的一体化视觉检测设备，该设备将各个图像采集器一体化封装、将各个图像采集器的连接线缆集成在内部并汇总后连接外部设备，以减少设备外部的接插件和线缆。
6.为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：
7.一种用于铁路巡检的一体化视觉检测设备，包括箱体、若干图像采集器、转换器以及接插件，所述图像采集器和所述转换器均设于所述箱体内部，所述接插件设于所述箱体外部且用于接插外部设备；
8.所述接插件包括用于接插外部电源的电源接插件和用于接插外部编码器的编码器接插件；
9.所述转换器包括电源转换器和编码器值转换器，所述电源转换器与所述电源接插件电连接，所述编码器值转换器与所述编码器接插件电连接；且所述电源转换器和所述编
码器值转换器分别与各个所述图像采集器电连接；
10.外部电源的电能依次通过所述电源接插件和所述电源转换器传输至各个所述图像采集器；外部编码器的脉冲信号依次通过所述编码器接插件和所述编码器值转换器传输至各个所述图像采集器，所述图像采集器基于所述脉冲信号触发拍摄。
11.根据本实用新型一实施例，还包括设于所述箱体内部的计算单元，所述计算单元与所述电源转换器和所述编码器值转换器均电连接，所述脉冲信号经所述编码器值转换器传输至所述计算单元，所述计算单元用于将所述脉冲信号转换成里程信号；
12.若干所述图像采集器均电连接于所述计算单元，以进行数据交换。
13.根据本实用新型一实施例，所述图像采集器包括相机、激光器和控制器，所述相机和所述激光器均与所述控制器电连接，所述相机、所述激光器以及所述控制器均通过电源线与所述电源转换器电连接，所述控制器分别通过脉冲信号线和链接网线与所述编码器值转换器和所述计算单元电连接；所述控制器用于控制所述相机的拍摄。
14.根据本实用新型一实施例，所述计算单元包括用于连接上位机的无线通讯单元，所述计算单元通过所述无线通讯单元与上位机进行数据交换。
15.根据本实用新型一实施例，所述计算单元与所述编码器值转换器通过usb数据线连接。
16.根据本实用新型一实施例，所述外部电源为电池。
17.根据本实用新型一实施例，所述相机为线阵相机。
18.根据本实用新型一实施例，所述电源接插件和所述编码器接插件为一体式组合插座。
19.本实用新型由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
20.(1)本实用新型实施例中箱体内部的若干图像采集器直接连接电源转换器和编码器值转换器，省去了各个图像采集器的插头，所有连接线缆在各个图像采集器内部电路板上连接好，箱体内部没有多余的插头插座，使得各个图像采集器在箱体内部一体化封装，使得连接更加稳固安全。且使得箱体外部只有电源接插件和编码器接插件，没有多余的线缆和插头插座，更加美观安全。
21.(2)本实用新型实施例中计算单元包括用于连接上位机的无线通讯单元，可实时将图像采集器采集的数据处理后上传到上位机，在上位机显示检测结果，可以进一步减少箱体外部的插头插座、减少连接线缆，且可提升ip，使操作更加便捷。
附图说明
22.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明，其中：
23.图1为本实用新型的一种用于铁路巡检的一体化视觉检测设备外观示意图；
24.图2为本实用新型的一种用于铁路巡检的一体化视觉检测设备图像采集器内部示意图；
25.图3为本实用新型的一种用于铁路巡检的一体化视觉检测设备箱体内部接线示意图。
26.附图标记说明：
27.1：箱体；2：组合插座。
具体实施方式
28.以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
29.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
30.参看图1至3，本实用新型的核心是提供一种用于铁路巡检的一体化视觉检测设备，包括箱体、若干图像采集器、转换器以及接插件，图像采集器和转换器均设于箱体内部，接插件设于箱体外部且用于接插外部设备。
31.具体的，接插件包括用于接插外部电源的电源接插件和用于接插外部编码器的编码器接插件。优选的，电源接插件和编码器接插件为一体式组合插座2，使得箱体1外部更加简洁，且该组合插座2具有防错功能。编码器设置于铁轨巡检车的车轮上，用于测量位移定位。本实施例中电源为电池，在其它实施例中也可为其它形式的电源，此处不作限制。
32.转换器包括电源转换器和编码器值转换器，电源转换器用于将一路电源转换为多路输出，编码器值转换器用于将一路编码器脉冲信号转换为多路输出。电源转换器与电源接插件电连接，编码器值转换器与编码器接插件电连接；且电源转换器和编码器值转换器分别与各个图像采集器电连接，具体的若干图像采集器的电路板分别通过电源线、脉冲信号线与电源转换器的电路板、编码器值转换器的电路板连接，
33.外部电源的电能依次通过电源接插件、电源转换器和电源线传输至各个图像采集器，以实现给各个图像采集器供电；编码器的脉冲信号依次通过编码器接插件、编码器值转换器和脉冲信号线传输至各个图像采集器，图像采集器通过编码器的脉冲信号触发拍摄。
34.箱体1内部的器件通过直接连接电路板，减少接插件的使用。若干图像采集器直接连接电源转换器和编码器值转换器，省去了各个图像采集器的插头，所有连接线缆在各个图像采集器内部电路板上连接好，箱体内部没有多余的插头插座，使得各个图像采集器在箱体内部一体化封装，使得连接更加稳固安全。且使得箱体外部只有电源接插件和编码器接插件，没有多余的线缆和插头插座，更加美观安全。
35.外部编码器是与巡检车车轮同轴的，车轮选择一圈编码器也旋转一圈，同时编码器输出一定数量的脉冲信号给编码器值转换模块。
36.参看图1，本实施例中箱体1由若干梁体以及蒙皮构成。若干图像采集器均设于箱体内部，本实施例中共设置3个图像采集器，在其它实施例中也可根据具体情况进行调整，此处对图像采集器的数量不做限制。箱体上还设有快速拆装设备，通过设计快速拆装卡具，一侧安装在需要挂载的再载具上，另一侧安装在梁体上，使用快拆结构连接，保证稳定和安全。
37.箱体1内部还设有计算单元，计算单元的电路板与电源转换器和编码器值转换器的电路板均电连接，具体的，计算单元与编码器值转换器通过usb数据线连接，计算单元与电源转换器通过电源线连接。
38.编码器的脉冲信号经编码器值转换器传输至计算单元，外部电源的电能通过电源转换器传输给计算单元，以为其供电。计算单元用于将编码器的脉冲信号转换成里程信号，具体的，计算单元将编码器脉冲信号进行计数，将脉冲数乘以比例系数转换成里程值，将里程值转换成计算单元能获取的信号，以实现在设备工作时实时提供设备当前的里程信息。若干图像采集器的电路板均通过链接网线连接计算单元的电路板，图像采集器和计算单元通过链接网线电连接以进行数据交换。
39.计算单元还包括用于连接上位机的无线通讯单元，计算单元通过无线通讯单元与上位机进行数据交换。可通过无线通讯单元实时将图像采集器采集的数据处理后上传到上位机，在上位机显示检测结果，可以进一步减少箱体1外部的插头插座、减少连接线缆，且可提升ip，使操作更加便捷，实现设备工作时的操作和数据实时传送。
40.本实施例中图像采集器包括相机、激光器和控制器，相机用于拍摄图片，且本实施例中相机为线阵相机，在其它实施例中也可为其它种类的相机，此处不作限制。相机的外壳定制设计，使之轻量化，只起到密封作用，结构强度依靠箱体1实现，相机平行安装，在提供稳固结实相机支撑结构同时，设备整体重量减轻体积缩小。且移除各个相机的插头连接件，所有连接电缆在相机内部电路板上连接好。
41.激光器用于给相机提供光源。相机和激光器均与控制器电连接，电源线均与相机的电路板、激光器的电路板以及控制器电连接，脉冲信号线和链接网线均与控制器连接；控制器用于控制相机的拍摄。具体的，控制器将相机采集的线扫行数据组合成一张完整图像，通过链接网线将数据传送给计算单元进行分析，计算单元将相机参数和图像参数通过链接网线发送到控制器，改变相机拍摄参数和图片属性。控制器会通过接收编码器值转换器发出的拍摄信号后，控制相机进行拍摄，并控制相机的快门时间和曝光时间。
42.编码器值转换器通过接收到编码器的脉冲信号进行计数，当计数到达预设值时会依次对各个相机、计算单元发送一个触发信号，各个相机和计算机在接收到信号后执行各种的功能，目的是精准控制各个设备的工作的前后顺序。
43.本实施例中所有的线缆都在箱体1内部使用焊接或弹簧卡扣保证稳固。
44.下面对本实用新型的具体工作过程作进一步说明：
45.首先，设备通过组合插座1连接外部电池和与外部编码器，以获取电能和脉冲信号。
46.编码器值转换器通过接收到编码器的脉冲信号进行计数，当计数到达预设值时会依次对各个相机、计算单元发送一个触发信号，各个相机和计算单元在接收到信号后执行各种的功能，目的是精准控制各个设备工作的前后顺序。
47.计算单元将编码器脉冲信号进行计数，将脉冲数乘以比例系数转换成里程值，将里程值转换成计算单元能获取的信号，在设备工作时提供设备当前里程信息。
48.控制器会通过接收编码器值转换模块发出的拍摄信号后，控制相机进行拍摄，并控制相机的快门时间和曝光时间。控制器将采集的线扫行数据组合成一张完整图像，通过链接网线将数据传送给计算单元。
49.计算单元将相机参数和图像参数通过链接网线发送到控制器，改变相机拍摄参数和图片属性。计算单元在收到控制器发出的图像和编码器值转换模发出的脉冲信号，进行数据分析将图片和里程组合，并通过无线通讯单元将数据传送给上位机。
50.本实用新型将多台独立的相机、激光器、控制器以及各种模块封装在箱体1内部使之成为一个整体，其之间的各类连接电缆直接在电路板上飞线连接，电缆从内部就已经连接完成，取消了内部的插拔结构，保证了连接的可靠。箱体1外部只需要使用一个组合插座2与外部标准接口连接(组合插座2的一个接口与外部编码器相连接，获取编码器脉冲，另一个是获取外部供电)，即可实现箱体1内部全部设备的正常工作，简化了繁琐的电缆连接过程，提高了ip等级，且从外部看没有电缆和多余的插座，美观安全。使用时只要通过弹簧卡扣结果将设备与载具连接牢固即可安装完成，下位计算单元内部的无线通讯单元与外部的上位机链接，使得上位机能无线控制下位通电源即可开始工作，大大简化流程，提高维护性，减轻设备重量和体积，且大大简化安装过程，同时减小了体积并实现轻量化设计。
51.上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式。即使对本实用新型作出各种变化，倘若这些变化属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本实用新型的保护范围之中。