星邁科技淺析多相機系統(tǒng): 通過機器視覺系統(tǒng)檢查高速列車是否需要維修
最近,沈陽星邁科技有限公司分享了一段內(nèi)容比較有意思, 類似多動力單元高速列車這樣的現(xiàn)代軌道車輛需要定期和可靠的維修,以確保最長的使用壽命,并最大限度地減少列車的磨損。
傳統(tǒng)上,由接受過特殊視覺培訓(xùn)的合格技術(shù)人員執(zhí)行這些任務(wù),但這是一個耗時的過程。在列車和高架線路接地采取安全預(yù)防措施后,技術(shù)人員要爬上列車車頂進行檢查。這個過程很辛苦,檢查工程師必須跨越200米的距離。
為了減少整個檢修過程的時間和工作量,德國PSI Technics公司開發(fā)了一套基于相機和激光傳感器的自動化檢測系統(tǒng),該系統(tǒng)可以自動進行接地、診斷、測試和檢查。這套車頂視覺檢測系統(tǒng)稱為DA-MI-KA,在軌道車輛經(jīng)過時記錄車頂結(jié)構(gòu)的損壞情況,并將收集的數(shù)據(jù)直接發(fā)送到系統(tǒng)的Inspect圖像分析軟件,該軟件基于MVTec公司的HALCON機器視覺軟件。

圖1:PSI Technics公司的系統(tǒng)從多個角度捕獲軌道車輛的圖像。
該系統(tǒng)包括采用20個配備220萬像素圖像傳感器的GigE Vision單色相機,4個配置510萬像素圖像傳感器的GigE Vision單色相機;兩個1024像素分辨率的GigE Vision激光傳感器;以及兩個1536像素分辨率的GigE Vision激光傳感器。
在進行系統(tǒng)安裝和調(diào)試之前,首先在現(xiàn)場評估車頂檢查的可行性,確定工藝、工作流程和要求。選擇具體的測試組件后,確定適當?shù)脑\斷方法。
檢查內(nèi)容查包括測量受電弓受磨片(接觸片)、車頂表面、受電弓、絕緣子、天線和螺釘連接,分析電纜和導(dǎo)線,以及檢查雨雪保護蓋和其他覆蓋物。

圖2:在HALCON中,這種金屬受磨片顯示出明顯的磨損,因此對操作是不安全的。
側(cè)裝的高架相機在列車經(jīng)過時捕獲列車表面的圖像,并通過GigE電纜將信息發(fā)送到運行HALCON的基于Windows操作系統(tǒng)的PC中。選擇相關(guān)的車頂表面圖像信息,檢測可能存在的表面損壞,并在隨后的處理步驟中對損壞情況進行分類。然后對分類缺陷進行標記并提供給檢查人員,從而可靠地檢測和定位車頂結(jié)構(gòu)上的各種不同類型的損壞和缺陷,包括壓痕、剝落、裂縫、單股或多股線斷裂、變形、位移、螺栓連接松動、接觸片燒傷和零件缺失。
軟件對圖像進行處理和分析后,在10分鐘內(nèi)傳送檢查結(jié)果,并通過網(wǎng)絡(luò)界面顯示。該系統(tǒng)經(jīng)過訓(xùn)練,可以檢查各種類型的軌道車輛。DA-MI-KA識別的數(shù)據(jù)可用于生成統(tǒng)計數(shù)據(jù)、檢測爬行磨損和撕裂情況、列車和位置聯(lián)網(wǎng)以及狀態(tài)維修等。此外,列車檢查人員可以在一個系列其他多動力單元列車上訓(xùn)練該系統(tǒng),并評估數(shù)據(jù)以優(yōu)化過程。

圖3:該系統(tǒng)檢查出一段金屬不安全,需要維修。
“通過端到端的機器視覺系統(tǒng),檢測時間可以從1.5小時縮短到10分鐘,同時還可以提高檢測的質(zhì)量和可靠性,減少鐵路服務(wù)暫停時間,并保證安全運行?!盤SI Technics公司首席執(zhí)行官Karl-HeinzF?rderer說道,“此外,在該系統(tǒng)就位的情況下,列車不需要占用維修車間的空間,因為可以在列車行進過程中進行檢查?!?/p>
他繼續(xù)說道,“因此,軌道車輛無需進入車間,并可在整個檢查過程中繼續(xù)服務(wù)。