机器视觉系统为铁路建设保驾护航

铁路运行质量直接关系着国家的经济发展和人民的生命安全，随着列车运行速度不断提高和重载列车的开行加剧了轨道状态的恶化，随之带来的铁路安全问题引起了广泛重视。钢轨探伤作为基础设施监测工作的一部分，对铁路运营的安全起着至关重要的作用。
在过去，大部分在线钢轨断裂都是内部缺陷造成的。内部缺陷通常产生于钢轨腰部和头部。随着频繁疲劳磨损，内部缺陷不断扩大，Zui终导致钢轨断裂。因此如何保证铁路高速稳定运营显得至关重要。现在，随着铁轨工艺的不断提高，钢轨内部缺陷出现的几率越来越小，取而代之的是钢轨表面缺陷导致钢轨断裂的情况越来越常见。因此如何实时检测钢轨表面缺陷是铁路高速运营必须解决的一个关键问题。
检测是机器视觉的长项，相比起其他的科技工艺可以说是钢轨表面监测项目中的佼佼者。机器视觉系统能够获取高速运动的钢轨表面图像并进行缺陷表面的自动检测，为钢轨表面缺陷检测提供一种成本低、检测精度高的快速有效途径。
铁道线上实验要求很严格，且成本很高，所以系统开发阶段，在实验室模拟检测列车的探伤作业十分重要，其对设备调试有很大帮助。本文提出的机器视觉系统包括模拟钢轨探伤作业平台、高速工业相机、辅助光源和处理主机。机器视觉系统在线应用的设计方案如下图所示。该系统安装在模拟钢轨探伤列车车厢底部，列车运行时辅助光源以一定角度照射钢轨表面。在系统的控制下，工业相机连续获取现场轨道图像并通过数字总线接口传输到处理主机中，主机程序根据钢轨表面可能有的裂纹、疤痕以及金属剥离或者剥落等缺陷进行对比，然后进行缺陷检测操作。

在该系统中，工业相机是至关重要的。其担任着图像获取的重要任务。要想获得优质图像，选择合适的工业相机显得尤为重要。PixeLINK工业相机具有CMOS和CCD传感器以及Zui先进的数字总线技术，如火线（1394），USB接口2.0和千兆以太网能够满足钢轨表面缺陷检测系统。近年来，科学技术不断发展，机器视觉不仅在工业检测领域有所成就。也在医疗、天文、众多领域中都展现出了显著的应用优势。