本技术属于轨道交通，尤其涉及一种轮轨接触信息的检测方法。
背景技术：
1、轮轨接触力和轮轨接触位置对于检测列车运行安全至关重要。目前轮轨接触力的检测主要通过测力轮对或者在轨道贴测力传感器(如应变片)实现，轮轨接触力的检测和轮轨接触位置需要较为复杂的数学推理和反演计算得到，受其他因素如信号干扰的影响，检测精度低。
技术实现思路
1、本技术实施例提供了一种轮轨接触信息的检测方法，可以解决轮轨接触力和轮轨接触位置的检测精度低的问题。
2、本技术实施例提供了一种轮轨接触信息的检测方法，包括：
3、在车轮碾压过目标铁轨段时，获取贴设于目标铁轨段上的压力敏感结构的图像；压力敏感结构上与车轮接触的接触区域形成有接触线，压力敏感结构包括位于目标铁轨段的轨头踏面上的第一压敏件、位于目标铁轨段与车轮接触的轨头侧面上的第二压敏件，以及位于目标铁轨段与车轮接触的轨距角上的第三压敏件；第一压敏件的非接触区域上沿目标铁轨段的长度方向间隔设置有多个带颜色的标准比色卡；
4、沿目标铁轨段的长度方向将图像分成多个图像段；图像段的数量与标准比色卡的数量相同，每个图像段均包含图像段对应的接触线的第一图像和一标准比色卡的第二图像；
5、基于多个图像段获取目标铁轨段的轮轨接触信息；目标铁轨段的轮轨接触信息包括目标铁轨段的轮轨接触位置，以及在轮轨接触位置处的轮轨接触力。
6、可选的，图像为rgb图像，基于多个图像段获取目标铁轨段的轮轨接触信息，包括：
7、分别针对每个图像段，执行以下步骤：
8、在rgb色彩空间对图像段的第一图像进行颜色通道解算，得到第一目标通道数值矩阵；目标通道与压力敏感结构的显影色相关，目标通道为红色通道、绿色通道和蓝色通道中的一者；
9、在rgb色彩空间对图像段的第二图像进行颜色通道解算，得到第二目标通道数值矩阵，并利用第二目标通道数值矩阵对标准比色卡对应的应力转换矩阵进行修正，得到修正后的应力转换矩阵；
10、利用修正后的应力转换矩阵将第一目标通道数值矩阵转换成接触应力矩阵；
11、根据接触应力矩阵，确定目标铁轨段上与图像段对应位置处的轮轨接触信息。
12、可选的，利用修正后的应力转换矩阵将第一目标通道数值矩阵转换成接触应力矩阵，包括：
13、通过公式l＝m·r计算得到接触应力矩阵l；
14、其中，m表示修正后的应力转换矩阵，r表示第一目标通道数值矩阵，接触应力矩阵l中的元素l(x,y)＝m·r(x,y)，r中的元素r(x,y)表示位置(x,y)处的接触线对应的目标通道数值，l(x,y)表示位置(x,y)处的接触线对应的接触应力，x表示x轴的坐标值，x轴为目标铁轨段的长度方向，y表示y轴的坐标值，y轴为目标铁轨段的宽度方向。
15、可选的，x轴的正方向为车轮的前进方向；
16、根据接触应力矩阵，确定目标铁轨段上与图像段对应位置处的轮轨接触信息，包括：
17、确定在x的数值为最大值时，y轴方向上y的数值从零逐渐升至一峰值后从该峰值逐渐降至零的数据段的数量；
18、若数据段的数量为1，则执行以下步骤：
19、分别记录y的数值由零开始上升、达到峰值以及降至零时对应的位置(x,y)，并基于记录的位置(x,y)得到目标铁轨段上与图像段对应位置处的轮轨接触位置；
20、对接触应力矩阵l对单位长度的接触面积求积分，得到单位长度接触带载荷值lunit；
21、将预先得到的接触带载荷值与轮轨接触载荷合力之间的对应系数关系k，与单位长度接触带载荷值lunit的乘积作为目标铁轨段在轮轨接触位置处的轮轨接触力。
22、可选的，检测方法还包括：
23、若数据段的数量大于1，则执行以下步骤：
24、分别针对每个数据段，分别记录y的数值由零开始上升、达到峰值以及降至零时对应的位置(x,y)，并基于记录的位置(x,y)得到目标铁轨段上与图像段对应位置处的多个轮轨接触位置；
25、分别针对每个数据段，对数据段对单位长度的接触面积求积分，得到单位长度接触带载荷值并将预先得到的接触带载荷值与轮轨接触载荷合力之间的对应系数关系k，与单位长度接触带载荷值的乘积作为数据段对应的轮轨接触位置处的轮轨接触力。
26、可选的，获取贴设于目标铁轨段上的压力敏感结构的图像，包括：
27、通过设置于列车转向架上的图像采集设备获取贴设于目标铁轨段上的压力敏感结构的图像。
28、可选的，图像采集设备通过减振云台设置于列车转向架上。
29、可选的，压力敏感结构是通过粘贴架贴设于目标铁轨段上的，粘贴架包括：可沿目标铁轨段的长度方向移动的固定架、设置于固定架上且可绕各自的轴线转动的第一胶轮、第二胶轮、第三胶轮、第四胶轮、第五胶轮、第一压敏件卷筒、第二压敏件卷筒和第三压敏件卷筒；
30、第一胶轮位于固定架的一端，第五胶轮位于固定架的另一端，第一胶轮的轮面与目标铁轨段的一轨头下颚相贴合，第五胶轮的轮面与目标铁轨段的另一轨头下颚相贴合；第二胶轮、第三胶轮和第四胶轮位于第一胶轮和第五胶轮之间，第一胶轮的轴线、第二胶轮的轴线、第三胶轮的轴线、第四胶轮的轴线和第五胶轮的轴线位于同一平面内；
31、第二胶轮和第一压敏件卷筒位于轨头踏面的正上方，且沿目标铁轨段的长度方向依次分布，第四胶轮和第二压敏件卷筒位于轨头侧面的正上方，且沿目标铁轨段的长度方向依次分布，第三胶轮和第三压敏件卷筒位于轨距角的正上方，且沿目标铁轨段的长度方向依次分布；
32、第一压敏件卷筒上的第一压敏件的一端贴设于轨头踏面上，在固定架沿目标铁轨段的长度方向移动时，第一压敏件沿目标铁轨段的长度方向铺设于轨头踏面上，第二胶轮将铺设于轨头踏面上的第一压敏件压紧于轨头踏面上；
33、第二压敏件卷筒上的第二压敏件的一端贴设于轨头侧面上，在固定架沿目标铁轨段的长度方向移动时，第二压敏件沿目标铁轨段的长度方向铺设于轨头侧面上，第四胶轮将铺设于轨头侧面上的第二压敏件压紧于轨头侧面上；
34、第三压敏件卷筒上的第三压敏件的一端贴设于轨距角上，在固定架沿目标铁轨段的长度方向移动时，第三压敏件沿目标铁轨段的长度方向铺设于轨距角上，第三胶轮将铺设于轨距角上的第三压敏件压紧于轨距角上。
35、可选的，第一胶轮、第二胶轮、第三胶轮、第四胶轮、第五胶轮、第一压敏件卷筒、第二压敏件卷筒和第三压敏件卷筒的两端均分别通过一转动轴承与固定架转动连接；
36、第一胶轮、第二胶轮、第三胶轮、第四胶轮和第五胶轮对应的所有转动轴承的轴线位于同一平面内。
37、可选的，固定架上靠近两端的位置处均设有活动连接件，活动连接件可在平面内转动。
38、本技术的上述方案有如下的有益效果：
39、在本技术的实施例中，通过在需进行轮轨接触力和轮轨接触位置检测的目标铁轨段上贴设压力敏感结构，当车轮经过时，车轮会将对铁轨的作用力和作用位置点信息实时打印到压力敏感结构上，同时由于压力敏感结构颜色深度与作用力存在对应关系，从而使得在车轮碾压过目标铁轨段时，通过采集因与车轮接触形成有接触线的压力敏感结构的图像，并对该图像中的接触线图像进行分析，即可确定出目标铁轨段的轮轨接触力和轮轨接触位置，完整且连续记录车轮在轨道上的行驶状态信息，实现无间隙连续检测。相比于传统技术手段，由于压力敏感结构的图像能完全记录轮轨接触力和轮轨接触位置，通过对该图像进行分析即可得到轮轨接触力和轮轨接触位置，因此检测过程受外界振动、温度等因素干扰小，同时不需要通过数学计算分析得到的离散或统计数据，能够有效避免数据计算的误差，从而大大提升了轮轨接触力和轮轨接触位置的检测精度。
40、此外，本技术通过压力敏感结构直接记录轮轨接触信息，基于图像信息反演得到轮轨接触信息，不需要测力轮对(亦不需要轮对上粘贴应变片等)，技术原理简单，操作方便。
41、本技术的其它有益效果将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
1.一种轮轨接触信息的检测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述图像为rgb图像，所述基于所述多个图像段获取所述目标铁轨段的轮轨接触信息，包括：
3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述利用修正后的应力转换矩阵将所述第一目标通道数值矩阵转换成接触应力矩阵，包括：
4.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，所述x轴的正方向为所述车轮的前进方向；
5.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于，所述检测方法还包括：
6.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述获取贴设于所述目标铁轨段上的压力敏感结构的图像，包括：
7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述图像采集设备通过减振云台设置于所述列车转向架上。
8.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述压力敏感结构是通过粘贴架贴设于所述目标铁轨段上的，所述粘贴架包括：可沿所述目标铁轨段的长度方向移动的固定架、设置于所述固定架上且可绕各自的轴线转动的第一胶轮、第二胶轮、第三胶轮、第四胶轮、第五胶轮、第一压敏件卷筒、第二压敏件卷筒和第三压敏件卷筒；
9.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于，所述第一胶轮、所述第二胶轮、所述第三胶轮、所述第四胶轮、所述第五胶轮、所述第一压敏件卷筒、所述第二压敏件卷筒和所述第三压敏件卷筒的两端均分别通过一转动轴承与所述固定架转动连接；
10.根据权利要求9所述的检测方法，其特征在于，所述固定架上靠近两端的位置处均设有活动连接件，所述活动连接件可在所述平面内转动。
