光學輪評估制造技術

描述了對旋轉輪的評估。該評估利用通過反射離開旋轉輪的一個或多個區域的輻射獲取的信息。成像設備可以獲取圖像數據，該圖像數據被處理以評估輪。輻射可以包括漫射和/或相干輻射。在評估中可以使用輪的基本上整個周長的圖像數據。

Optical wheel evaluation

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】光學輪評估相關申請的引用當前的申請要求于2017年9月15日提交的共同未決的美國臨時申請No.62/559,029的權益，該申請通過引用并入本文。
本公開一般而言涉及輪的評估，并且更具體而言，涉及用于光學地測量輪的解決方案。
技術介紹
當前的輪測量解決方案，諸如在兩者均通過引用由此并入本文的標題為“MethodandSystemforContactlessMeasurementofRailroadWheelCharacteristics”的美國專利No.5,636,026和標題為“ContactlessWheelMeasurementSystemandMethod”的美國專利No.6,768,551中描述的解決方案，有效地測量輪的各種屬性。例如，當測量導軌輪時，可以測量屬性(諸如輪輞厚度、輪緣厚度、輪緣高度、參考輪槽直徑(當可用時)、輪直徑和輪攻角)，以確保輪的繼續操作保持安全。這些解決方案的實施例可能沒有提供用于測量可以被用于確定可能影響輪的可操作狀況的其它缺陷的其它輪屬性(諸如胎面表面的表面形貌)的有效解決方案。例如，對于繼續操作，包括平坦點或充分不圓(例如，橢圓形)或包括一個或多個溝、裂紋、去殼(shelled)區域等的輪可能是不期望的。通過引用并入本文而且標題為“OpticalWheelEvaluation”的美國專利No.7,564,569描述了實現所述目的的若干方法。
技術實現思路
鑒于以上所述，專利技術人認識到對于改進的光學評估解決方案存在需要，該改進的光學評估解決方案可以準確地測量一個或多個輪屬性，對于該一個或多個輪屬性，當前的解決方案可能不會提供足夠和/或足夠準確的測量結果。技術的進步，具體而言是超高速智能相機的可用性，已使得以更高的速度、以改進的分辨率以及以改進的輪缺陷覆蓋范圍對輪瑕疵進行光學測量的新方法成為可能。專利技術人發現了組合多個技術以優化地解決所有感興趣的輪缺陷是有利的。本專利技術的方面提供了一種用于沿著輪的至少一個周長光學地評估輪的解決方案。但是，理解的是，在某些應用中，諸如在其中在短時間幀中頻繁檢查同一車輛的通行(transit)火車交通的情況下，在不偏離本文描述的本專利技術的說明性實施例的情況下，通過捕獲和拼接(stitch)在任何給定行程期間由車輛通過系統獲取的部分周長數據，可以獲得值整個周長的數據。該評估利用通過反射離開旋轉輪的一個或多個區域的輻射而獲取的信息。成像設備可以獲取圖像數據，該圖像數據被處理以評估輪。輻射可以包括漫射和/或相干輻射。在評估中可以使用輪的基本上整個周長的圖像數據。在一實施例中，在輪沿著具有該輪的至少一個周長的長度的路徑移動時獲得圖像數據。而且，本領域技術人員將認識到的是，在不偏離本專利技術后的意圖的情況下，該路徑可以是就地(inplace)的線性行進或圓形行進。路徑和/或輪可以被照明以增強所得的圖像數據?；趫D像數據來測量輪的一個或多個屬性。然后屬性可以被用于檢測輪中的一個或多個缺陷。在一個實施例中，輪是鐵路輪，輪被照明，并且被照明的輪由一個或多個相機成像。但是，理解的是，在不偏離本專利技術后的意圖的情況下，也可以測量其它類型的輪、輪胎、圓形支撐構件、圓筒(cylinder)等。本專利技術的第一方面提供了一種評估輪的方法，該方法包括：對輪的路徑進行照明，其中該路徑的長度包括輪的至少一個周長；隨著輪沿著路徑移動時獲得該輪的圖像數據；以及基于圖像數據測量輪的至少一個屬性。通過路徑理解的是，輪可以作為車輛的一部分沿著路徑滾動、被安裝在車輛上以檢查車輛上的輪或者在測量機器中就地旋轉?？梢韵胂笤S多其它路徑，它們是上述簡單路徑的明顯變體。本專利技術的第二方面提供了一種用于評估輪的系統，該系統包括：用于對輪的路徑進行照明的裝置，其中該路徑的范圍包括輪的至少一個周長；用于隨著輪沿著路徑移動時獲得該輪的圖像數據的裝置；以及用于基于圖像數據測量輪的至少一個屬性的裝置。而且，在不偏離本專利技術的情況下，可以由安裝在火車車輛上、或者安裝在軌道側或者安裝在輪維修店中的系統來測量輪。本專利技術的第三方面提供了一種生成用于評估輪的系統的方法，該方法包括：獲得計算機基礎設施；以及對計算機基礎設施部署用于執行本文所述的步驟中的一個或多個的裝置。本專利技術的第四方面提供了一種評估輪的方法，該方法包括：對輪正在其中旋轉的區域進行照明，其中，照明包括至少一個光片(sheetoflight)，其中，每個光片被配置為與輪的側表面相交，從而在該側表面上形成弦，并與輪的位于弦的至少一側上的胎面表面相交，其中滿足以下中的至少一個：隨著輪在該區域中旋轉時弦被定位在距輪的中心基本上恒定的距離，或者隨著輪在該區域中旋轉時弦在輪的側表面上形成具有基本上恒定的高度的段；隨著輪在該區域中旋轉時獲得輪的圖像數據，其中，圖像數據包括當輪被定位在該區域內時在不同時間獲取的多個圖像，其中，該多個圖像包括包含輪的胎面表面的與光線(lineoflight)集合中的至少一條相交的區域的多個圖像；以及基于圖像數據評估輪的胎面表面。本專利技術的第五方面提供了一種用于評估輪的系統，該系統包括：照明設備的集合，被配置為對輪正在其中旋轉的區域進行照明，其中，照明設備的集合發射至少一個光片，該至少一個光片被配置為與輪的側表面相交，從而在該側表面上形成弦，并與輪的位于弦的至少一側上的胎面表面相交，其中滿足以下中的至少一個：隨著輪在該區域中旋轉時弦被定位在距輪的中心基本上恒定的距離，或者隨著輪在該區域中旋轉時弦在輪的側表面上形成具有基本上恒定的高度的段；成像設備的集合，被配置為當輪在該區域中旋轉時獲取輪的圖像數據，其中，該圖像數據包括當輪被定位在該區域內時在不同時間獲取的多個圖像，其中，該多個圖像包括包含輪的胎面表面的與光線集合中的至少一條相交的區域的多個圖像；以及用于基于圖像數據評估輪的胎面表面的裝置。本專利技術的第六方面提供了一種用于評估輪的系統，該系統包括：照明設備的集合，被配置為用漫射輻射對輪的至少胎面表面進行照明；成像設備的集合，被配置為隨著輪在該區域中旋轉時獲取輪的圖像數據，其中，該圖像數據包括當輪位于該區域內時在不同時間獲取的多個圖像，其中，該成像設備的集合獲取包括胎面表面的由漫射輻射掠射的部分的圖像數據；以及用于基于圖像數據評估輪的胎面表面的裝置。本專利技術的其它方面提供了方法、系統、程序產品以及使用和生成它們每個的方法，其包括和/或實現本文描述的動作的一些或全部。本專利技術的說明性方面被設計為解決本文所述的一個或多個問題和/或本領域技術人員可以發現的未討論的一個或多個其它問題。在當前描述中不再重復在標題為“OpticalWheelEvaluation”的美國專利7,564,569中教導的專利技術的其它方面。附圖說明從結合描述本專利技術的各個方面的附圖對本專利技術的各個方面的以下詳細描述，將更容易理解本公開的這些和其它特征。圖1示出了根據本專利技術的實施例的用于評估輪的說明性環境的示意圖。圖2示出了說明性導軌輪的部分截面視圖。圖3A-圖3C示出了導軌輪的各種缺陷。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種評估輪的方法，所述方法包括：/n對輪正在其中旋轉的區域進行照明，其中，照明包括至少一個光片，其中，每個光片被配置為與所述輪的側表面相交，從而在所述側表面上形成弦，并與所述輪的被定位在所述弦的至少一側上的胎面表面相交，其中滿足以下中的至少一個：隨著所述輪在所述區域中旋轉時所述弦被定位在距所述輪的中心基本上恒定的距離，或者隨著所述輪在所述區域中旋轉時所述弦在所述輪的所述側表面上形成具有基本上恒定的高度的段；/n隨著所述輪在所述區域中旋轉時，獲得所述輪的圖像數據，其中，所述圖像數據包括當所述輪被定位在所述區域內時在不同時間獲取的多個圖像，其中，所述多個圖像包括包含所述輪的所述胎面表面的與光線集合中的至少一條相交的區域的多個圖像；以及/n基于所述圖像數據評估所述輪的所述胎面表面。/n

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】20170915 US 62/559,0291.一種評估輪的方法，所述方法包括：
對輪正在其中旋轉的區域進行照明，其中，照明包括至少一個光片，其中，每個光片被配置為與所述輪的側表面相交，從而在所述側表面上形成弦，并與所述輪的被定位在所述弦的至少一側上的胎面表面相交，其中滿足以下中的至少一個：隨著所述輪在所述區域中旋轉時所述弦被定位在距所述輪的中心基本上恒定的距離，或者隨著所述輪在所述區域中旋轉時所述弦在所述輪的所述側表面上形成具有基本上恒定的高度的段；
隨著所述輪在所述區域中旋轉時，獲得所述輪的圖像數據，其中，所述圖像數據包括當所述輪被定位在所述區域內時在不同時間獲取的多個圖像，其中，所述多個圖像包括包含所述輪的所述胎面表面的與光線集合中的至少一條相交的區域的多個圖像；以及
基于所述圖像數據評估所述輪的所述胎面表面。


2.如權利要求1所述的方法，其中，被照明的區域與所述輪正在移動通過的路徑對應。


3.如權利要求2所述的方法，其中，所述被照明的區域具有所述輪的至少一個周長的長度。


4.如權利要求2所述的方法，其中，照明包括發射與所述輪正在移動通過的路徑基本上平行的至少一個光片。


5.如權利要求1所述的方法，其中，所述圖像數據是由至少一個成像設備獲取的，所述至少一個成像設備相對于所述輪正在移動通過的路徑以小于四十五度的角度定向。


6.如權利要求1所述的方法，其中，包括所述輪的所述胎面表面的與光線集合中的至少一條相交的區域的所述多個圖像包括針對所述輪的所述胎面表面的基本上整個周長的圖像數據。


7.如權利要求6所述的方法，其中，所述輪的所述圖像數據是從所述輪的沿著路徑的多次通過獲得的。


8.如權利要求1至7中的任一項所述的方法，還包括用漫射輻射對所述輪的所述胎面表面進行照明，其中，成像包括獲取包括所述胎面表面的由所述漫射輻射掠射的部分的圖像數據。


9.一種用于評估輪的系統，所述系統包括：
照明設備的集合，被配置為對輪正在其中旋轉的區域進行照明，其中，所述照明設備的集合發射至少一個光片，所述至少一個光片被配置為與所述輪的側表面相交，從而在所述側表面上形成弦，并與所述輪的被定位在所述弦的至少一側上的胎面表面相交，其中滿足以下中的至少一個：隨著所述輪在所述區域中旋轉時所述弦被定位在距所述輪的中心基本上恒定的距離，或者隨著所述輪在所述區域中旋轉時所述弦在所述輪的側表面上形成具有基本上恒定的高度的段；<...

【專利技術屬性】
技術研發人員：Z·F·米安，R·W·伽瑪徹，
申請(專利權)人：國際電子機械公司，
類型：發明
國別省市：美國;US