CN104176089B - 轨道货车超限检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及轨道运输设备，尤其涉及一种轨道货车超限检测系统，该系统包括基准摄像机等，所述线结构激光发射器通过驱动机构连接主控器；所述基准摄像机、辅助摄像机分别接入主控器，用于摄取线结构光并输送所摄信息至主控器，由主控器据此模拟出货车三维影像；所述轨道标定机构连接主控器，用于确认轨道坐标系，所述主控器据此模拟出对应于该轨道的界限，并将该界限与所述货车三维影像进行比较；所述显示器与主控器相连接，用于显示比较的结果；该系统可在轨道的任意路段进行检测，省却了大型框架等结构，降低了建设成本，尤其是通过激光技术来完成超限检测，不受作业环境的光亮等因素影响，实用性更高。
Description
技术领域
本发明涉及轨道运输设备，尤其涉及一种轨道货车超限检测系统。
背景技术
国家电网公司及南方电网公司电网换流站建设项目为国家重点工程，多个工程换流站内共有近百台大件变压器及上千余件附件设备须采用铁路方式进行运输，由于设备各异，货物装后尺寸均有不同，需要对轨道货车是否超限进行检测，根据国家标准GB146.1-83的记载，轨道火车的限界是指和轨道中心线垂直的极限横断面轮廓，即要求停放轨道上的货车应容纳在限界轮廓之内，目前的检测方式主要包括以下几种：
人工方式，通过操作人员手持标杆，测量货车的横向距离，进而判断是否超限，该方式测量速度慢且测量精度较低，在测量过程中还存在着一定的安全隐患；
机械方式，预先建设能够容纳货车通过的大型框架，在框架内搭接标杆，通过货车通过时与标杆的触碰情况判断是否超限，该方式的建设成本高，且标杆触碰的精度很低，测量不准确；
图像分析方式，在上述的大型框架上架设摄像机，拍摄货车的影像，进而通过图像中货车的尺寸进行判别超限状况，该方式没有严格的比较基准，尤其是受限于作业环境的亮度等因素，判断不准确，并且建设成本过高。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明所要解决的技术问题是现有的货车超限检测系统建设成本高、检测不准确等。
（二）技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供了一种轨道货车超限检测系统，该系统包括基准摄像机、辅助摄像机、线结构激光发射器、主控器、显示器和轨道标定机构；其中：
所述线结构激光发射器通过驱动机构连接主控器，用于调整线结构激光发射器的空间位置以发射线结构光至货车上；
所述基准摄像机、辅助摄像机分别接入主控器，用于摄取投射在火车上的线结构光并输送所摄信息至主控器，由主控器据此模拟出货车三维影像；
所述轨道标定机构连接主控器，用于确认轨道坐标系，所述主控器据此模拟出对应于该轨道的界限，并将该界限与所述货车三维影像进行比较；
所述显示器与主控器相连接，用于显示比较的结果。
优选的，所述驱动机构包括驱使线结构激光发射器沿竖直移动的升降单元，以及驱使线结构激光发射器转动的旋转单元。
优选的，所述基准摄像机和辅助摄像机分别位于线结构发射器的两侧，且分别通过伸缩杆与线结构发射器相连接。
优选的，所述轨道标定机构至少包括一水平标定杆和一竖直标定杆。
优选的，所述水平标定杆为伸缩式结构，且其两端分别设置有定位挡板，所述定位挡板与轨道相适配。
优选的，该系统还包括存储器，所述存储器与主控器相连接。
优选的，该系统还包括报警器，所述报警器与主控器相连接。
（三）有益效果
本发明提供的轨道货车超限检测系统，该系统可在轨道的任意路段进行检测，省却了大型框架等结构，降低了建设成本，尤其是通过激光技术来完成超限检测，不受作业环境的亮度等因素影响，实用性更高；进一步的，本发明以轨道位置结合国家标准设定超限的极限轮廓，检测更准确；更进一步的，本发明的摄像机和激光发射器等设备，能够灵活调整位置，适用各类货车的检测作业。
附图说明
图1是本发明的实施例1原理框图；
图2是本发明的轨道标定机构结构示意图；
图3是本发明的实施例2原理框图；
图4是本发明的一具体应用实施例；
其中：10、基准摄像机，20、辅助摄像机，30、线结构激光发射器，40、主控器，50、显示器，60、轨道标定机构，61、水平标定杆，62、竖直标定杆，63、轨道，70、位移传感器，80、存储器，90、报警器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示的实施例1，本发明公开了一种轨道货车超限检测系统，该系统包括基准摄像机10、辅助摄像机20、线结构激光发射器30、主控器40、显示器50和轨道标定机构60，基准摄像机10、辅助摄像机20分别接入主控器40，线结构激光发射器30通过驱动机构连接主控器40，轨道标定机构60连接主控器40，轨道标定机构60上设有位移传感器70，主控器40连接有显示器50。其中，线结构激光发射器30主要用于发射线结构光至货车上，为了灵活调整线结构激光发射器30的位置，以适用于不同类型的货车，与线结构激光发射器30相连接的驱动机构优选设置为包括驱使线结构激光发射器30沿竖直移动的升降单元，以及驱使线结构激光发射器30转动的旋转单元；基准摄像机10、辅助摄像机20分别用于同步拍摄投射在货车上的线结构光，并将所摄信息输送至主控器40，为更简化运算，将基准摄像机10和辅助摄像机20的位置进行预先设定，优选设定为基准摄像机10和辅助摄像机20分别位于线结构发射器的两侧，且分别通过伸缩杆与线结构发射器相连接，通过分别调整基准摄像机10和辅助摄像机20与线结构激光发射器30之间的距离，来实现对于不同类型货车的摄像；轨道标定机构60通过位移传感器70测定其位移状况，主控器40接收到该位移状况信息后据此确定该作业环境的轨道位置，为尽量减化结构降低成本，如图2所示，轨道标定机构60优选采用至少一水平标定杆61和一竖直标定杆62组成，水平标定杆61为伸缩式结构，其两端分别设置有与轨道63相适配的定位挡板，将水平标定杆61调整为适宜长度卡合在轨道上，实现轨道标定机构60的定位，竖直标定杆62用于连接位移传感器70，另，竖直标定杆62上还可以设置标示贴，便于基准摄像机10捕捉其位置。
在设计安装时，如图4所示，可将主控器、显示器等集成于控制箱内。
在主控器40中预设有检测的目标限界（如国家标准等），以及预设有比较模块，具体的比较方法为（结合图1、图2和图4）：将轨道标定机构60固定在轨道上，手动或者自动调整线结构激光发射器30的位置；由线结构激光发射器30投射线结构光至货车上，主控器40以基准摄像机10的中心为为坐标原点建设货车世界坐标系，基准摄像机10和辅助摄像机20同步拍摄货车上的线结构光，并将所摄信息输送至主控器40，主控器40据此在上述设定的世界坐标系中模拟出货车的三维形状；主控器40通过轨道标定机构60的位移变化测定其具体位置，并以水平标杆的中心为原点，以轨道方向、水平标杆的轴向以及竖直方向作为三轴建设轨道世界坐标系，确认三轴方向时，可将水平标杆的轴向作为第一坐标轴x，水平面内垂直于水平标杆的方向作为第二坐标轴y，垂直于水平面的方向（即竖直标杆的方向）作为第三坐标轴z，考虑到路面并非呈水平状态，可通过基准摄像机10摄制竖直标杆，以即时纠正三个坐标轴的准确度；确认轨道世界坐标系后，结合主控器40内预设的目标限界值，运算出对应于该轨道环境的限界值；主控器40将货车世界坐标系与轨道世界坐标系相匹配，根据匹配关系将货车的三维形状对应到轨道坐标系中，并与轨道坐标系中的该轨道环境的限界值进行比较，最终达到判别是否超出限界值的检测目的，比较结果在显示器上进行显示。
本发明以轨道和预设限界值相结合作为检测基准，通过激光作为衡量标尺，以主控器40的精确运算来进行比较，提高了检测的准确度，且不需要预先建设大型框架等机械设备，大幅降低了成本，尤其是不受场地大小和环境因素影响，检测灵活且实用性高。
如图3所示的实施例2，该实施例是在实施例1的基础上进行了改进，即，增设了存储器80和报警器90，存储器80和报警器90分别与主控器40相连接，存储器80用于存储检测的历史数据，以便于即时调取数据，且对于同一地段的多次检测，可直接调取轨道坐标系，简化了运算；报警器90可采用声光报警，当检测到货车超限时，即时提醒操作者，避免误记录、忘操作等事故。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应当涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种轨道货车超限检测系统，其特征在于，该系统包括基准摄像机、辅助摄像机、线结构激光发射器、主控器、显示器和轨道标定机构；其中：
所述线结构激光发射器通过驱动机构连接主控器，用于调整线结构激光发射器的空间位置以发射线结构光至货车上；
所述基准摄像机、辅助摄像机分别接入主控器，用于摄取投射在火车上的线结构光并输送所摄信息至主控器，由主控器据此模拟出货车三维影像；
所述轨道标定机构连接主控器，用于确认轨道坐标系，所述主控器据此模拟出对应于该轨道的界限，并将该界限与所述货车三维影像进行比较；
所述显示器与主控器相连接，用于显示比较的结果。
2.根据权利要求1所述的轨道货车超限检测系统，其特征在于：所述驱动机构包括驱使线结构激光发射器沿竖直移动的升降单元，以及驱使线结构激光发射器转动的旋转单元。
3.根据权利要求1所述的轨道货车超限检测系统，其特征在于：所述基准摄像机和辅助摄像机分别位于线结构激光发射器的两侧，且分别通过伸缩杆与线结构激光发射器相连接。
4.根据权利要求1所述的轨道货车超限检测系统，其特征在于：所述轨道标定机构至少包括一水平标定杆和一竖直标定杆。
5.根据权利要求4所述的轨道货车超限检测系统，其特征在于：所述水平标定杆为伸缩式结构，且其两端分别设置有定位挡板，所述定位挡板与轨道相适配。
6.根据权利要求1-5任一权利要求所述的轨道货车超限检测系统，其特征在于：该系统还包括存储器，所述存储器与主控器相连接。
7.根据权利要求1-5任一权利要求所述的轨道货车超限检测系统，其特征在于：该系统还包括报警器，所述报警器与主控器相连接。
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