CN106004925B - 轨道交通工具底部检测系统 - Google Patents

Abstract

轨道交通工具底部检测系统，属于轨道交通工具安全检测领域，本发明为解决采用人工查看轨道交通工具底部故障或异常，检测作业难度大、检测效率低的问题。本发明包括手持装置、移动装置、图像采集装置，图像采集装置设置在移动装置上，移动装置在两条钢轨之间的道床上行进，图像采集装置随行采集轨道交通工具底部图像信息；手持装置与移动装置之间无线交互信息，手持装置控制移动装置的工作状态；手持装置与图像采集装置之间无线交互信息，手持装置控制图像采集装置的工作状态，并接收图像采集装置采集到的轨道交通工具底部图像信息。本发明用于铁路动车组、客车、货车、机车、地铁等各种轨道交通工具的底部检测。

Description

轨道交通工具底部检测系统

技术领域

本发明属于轨道交通工具安全检测领域。

背景技术

轨道交通工具在轨道上行驶，车体零部件等出现的故障或异常将严重影响行车安全，因此轨道交通工具的安全检测变得更加重要。

目前，当轨道交通工具在临时停车、进站或进库检修时，目前均采用人工查看的方式对列车底部故障或异常进行视觉检测。因列车底部空间狭窄，采用人工进入的方式将不可避免的提高检测作业难度，降低检测效率和质量，同时不利于原始图像数据的采集和留存。

发明内容

本发明目的是为了解决采用人工查看轨道交通工具底部故障或异常，检测作业难度大、检测效率低的问题，提供了一种轨道交通工具底部检测系统。

本发明所述轨道交通工具底部检测系统包括手持装置、移动装置、图像采集装置，图像采集装置设置在移动装置上，移动装置在两条钢轨之间的道床上行进，图像采集装置随行采集轨道交通工具底部图像信息；

手持装置与移动装置之间无线交互信息，手持装置控制移动装置的工作状态；

手持装置与图像采集装置之间无线交互信息，手持装置控制图像采集装置的工作状态，并接收图像采集装置采集到的轨道交通工具底部图像信息。

本发明的优点：本发明提供的轨道交通工具底部检测系统，无需人工进入列车底部即可实现列车底部故障的检测，可有效替代传统的人工检测作业，降低作业难度，提高作业效率和作业质量。可广泛用于铁路动车组、客车、货车、机车、地铁等各种轨道交通工具的底部检测。

附图说明

图1是本发明所述轨道交通工具底部检测系统的结构示意图；

图2是本发明所述轨道交通工具底部检测系统的原理框图；

图3是手持装置的原理框图；

图4是应用本发明所述轨道交通工具底部检测装置检测铁路列车实施例原理图；；

图5是图4的俯视图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1、图4和图5说明本实施方式，本实施方式所述轨道交通工具底部检测系统，包括手持装置1、移动装置2、图像采集装置3，图像采集装置3设置在移动装置2上，移动装置2在两条钢轨6之间的道床7上行进，图像采集装置3随行采集轨道交通工具8的底部图像信息；

手持装置1与移动装置2之间无线交互信息，手持装置1控制移动装置2的工作状态；

手持装置1与图像采集装置3之间无线交互信息，手持装置1控制图像采集装置3的工作状态，并接收图像采集装置3采集到的轨道交通工具8的底部图像信息。

图像采集装置3为摄像机、照相机或红外热成像仪中的一种或几种，图像采集装置3的数量为m个，m为大于或等于1的自然数。获取轨道交通工具8底部的温度分布信息或温度图像，作业人员通过手持装置1可查看轨道交通工具8底部各零部件的温度值或温度图像。

手持装置1与移动装置2、图像采集装置3之间的无线交互方式采用WI-FI、数传电台或图传电台。

本实施方式检测系统用于铁路动车组、客车、货车、机车、地铁等各种轨道交通工具的底部检测。

在轨道交通工具8(如列车)临时停车、进站或进库检修作业时，移动装置2自动在列车底部的道床7上匀速移动，通过移动装置2上搭载的图像采集装置3，在移动装置2运行过程中实时采集列车底部图像，并传递至手持装置1，作业人员只需在手持装置1的显示屏查看图像即可实现检测作业，同时可实现对列车底部影像信息的存档备查。

手持装置1与移动装置2或图像采集装置3之间采用无线通信方式进行数据传输。

移动装置2可自行运动，也可由手持装置1进行操控。

轨道交通工具8的道床7通常可分为无砟道床和有砟道床，本实施方式选用的行进工具是履带式行进机构，在履带前后端设置有一定的倾角，使移动装置2能够在列车底部的道床7上自由行走。

在移动装置2、图像采集装置3和手持装置1之间组成网络，其中移动装置2与手持装置1之间、图像采集装置3与手持装置1之间均采用无线通信方式，无线通信方式可选择WIFI、数传电台、图传电台等。除上述网络连接形式外，图像采集装置3也可将获取的数据传送至移动装置1，通过移动装置1中转后与手持装置无线连接。

具体实施方式二：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，还包括远程主机4，手持装置1将轨道交通工具底部图像信息通过无线网络上传至远程主机4中。

手持装置1和远程主机4之间的无线网络采用3G/4G无线网络。

现场作业人员通过手持装置1将采集到信息通过网络远程传送至用户终端——远程主机4，专业技术人员无需到达现场即可对故障进行远程分析判断。

具体实施方式三：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，1～m个角度调整机构5，角度调整机构5用于调整图像采集装置3的拍摄角度。

通过手持装置1来操控图像采集装置3的拍摄方向，功能实用。

比如共m＝5个图像采集装置3，若要实现每个图像采集装置3单独调整自己的拍摄角度，则设置5个角度调整机构5；若要实现5图像采集装置3统一调整拍摄角度，则设置1个角度调整机构5即可，至于使用几个角度调整机构5根据工程实践灵活选择。

具体实施方式四：下面结合图3说明本实施方式，本实施方式对实施方式一至三任一实施方式作进一步说明，手持装置1包括手持无线通信单元1-1、手持装置控制器1-2、移动装置启停按钮1-3、移动装置转向按钮1-4、前进/后退按钮1-5、1～m个采集启停按钮1-6、1～m个抓拍截图按钮1-9、显示屏1-10和手持装置存储器1-11，

移动装置启停按钮1-3、移动装置转向按钮1-4、前进/后退按钮1-5、1～m个采集启停按钮1-6和1～m个抓拍截图按钮1-9输出的命令均下达给手持装置控制器1-2，再通过手持无线通信单元1-1将命令发布出去；

移动装置启停按钮1-3控制移动装置2启停；

移动装置转向按钮1-4控制移动装置2转向；

前进/后退按钮1-5控制移动装置2前进/后退；

采集启停按钮1-6控制图像采集装置3进行采集操作；

抓拍截图按钮1-9控制图像采集装置3进行抓拍操作；

手持无线通信单元1-1接收图像采集装置3的轨道交通工具底部图像信息，通过手持装置控制器1-2控制其在显示屏1-10上显示，并存储在手持装置存储器1-11中。

移动装置启停按钮1-3、移动装置转向按钮1-4、前进/后退按钮1-5、1～m个采集启停按钮1-6和1～m个抓拍截图按钮1-9采用按钮电子元件开关或软件模拟开关。当手持装置1采用计算机、手机或平板电脑等智能APP时，其内装程序的界面上可设置多个软件模拟开关来实现对应的功能。当手持装置1采用自行开发APP时，则上述按钮可采用实体按钮(按钮电子元件开关)，也可采用内装程序的界面上设置多个软件模拟开关来实现对应的功能。至于按钮的数量在1～m之间灵活选择，选择1个执行批量命令，如1个抓拍截图按钮1-9即统一控制m个图像采集装置3同时截图；也可选择m个，精确控制单一命令，如1个抓拍截图按钮1-9即可分别控制m个图像采集装置3分别截图，独立动作。

具体实施方式五：下面结合图3说明本实施方式，本实施方式对实施方式四实施方式作进一步说明，手持装置1还包括1～m个采集角度调节按钮1-6，采集角度调节按钮1-6控制角度调整机构5的工作，采集角度调节按钮1-6的调整指令下达给手持装置控制器1-2，然后通过手持无线通信单元1-1将命令发布出去。

1～m个采集角度调节按钮1-6采用按钮电子元件开关或软件模拟开关。设置方式与实施方式四介绍的一致。

具体实施方式六：下面结合图3说明本实施方式，本实施方式对实施方式四或五实施方式作进一步说明，若图像采集装置3为摄像机、照相机，且安装有变焦镜头时，手持装置1再设置1～m个调焦按钮1-8，通过调焦按钮1-8控制图像采集装置3的焦距。

1～m个调焦按钮1-8采用按钮电子元件开关或软件模拟开关。设置方式与实施方式四介绍的一致。

作业人员可通过手持装置1调整摄像机、照相机镜头焦距，精确调整拍摄方向和拍摄范围，发现故障时可进行图像截取。

具体实施方式七：下面结合图2说明本实施方式，本实施方式对实施方式一至六任一实施方式作进一步说明，移动装置2包括小车本体，所述小车本体设置有两条履带和控制单元，所述控制单元包括移动装置控制器2-1、左侧电机驱动单元2-2、右侧电机驱动单元2-3、左侧电机2-4、右侧电机2-5、左侧履带行进机构2-6、右侧履带行进机构2-7、位置传感器2-8和车载无线通信单元2-9；

车载无线通信单元2-9与手持装置1之间进行无线信息交互，车载无线通信单元2-9接收手持装置1发布的命令；

位置传感器2-8设置在小车本体的中间位置，用于监测与两条钢轨之间的距离，位置传感器2-8的距离两条钢轨位置信息输出端与移动装置控制器2-1的距离两条钢轨位置信息输入端相连；位置传感器2-8为移动装置2在两条钢轨之间沿中线行进提供参考数据；

移动装置控制器2-1的左履带运动指令输出端通过左侧电机驱动单元2-2与左侧电机2-4的左履带运动指令输入端相连，左侧电机2-4通过左侧履带行进机构2-6完成对左侧履带运动状态的控制；所述运动状态包括启动、停止、转向、前进和后退；

移动装置控制器2-1的右履带运动指令输出端通过右侧电机驱动单元2-3与右侧电机2-5的右履带运动指令输入端相连，右侧电机2-5通过右侧履带行进机构2-7完成对右侧履带运动状态的控制。

位置传感器2-8采用激光位置传感器。位置传感器2-8在移动装置2行进过程中，实时测量移动装置2在两条钢轨6之间的位置信息，当存在位置偏差时，由移动装置控制器2-1控制左、右两侧履带的行进及转向来纠正其行进路线，最终保证移动装置2在两条钢轨6之间沿行车方向直线行走，从而实现移动装置2的自行走功能，在人工不干预的情况下就能实现自行走功能。

当然，手持装置1可以给移动装置2下达命令，改变工作状态，进而改变其行进路线。

移动装置控制器2-1采用嵌入式操作系统，接收位置传感器2-8的位置信息，控制左、右两套电机驱动系统，进而控制左、右两侧履带的运动状态。

具体实施方式八：下面结合图1至图5说明系统工作过程。

系统启动后，移动装置2自行在两条钢轨6之间行进。图像采集装置3搭载在移动装置2上，实时采集轨道交通工具8底部图像。作业人员通过手持装置1查看获取的图像，发现异常或故障时，作业人员通过手持装置1控制移动装置2停止运动，调整图像采集装置3方向以便于多方位观察异常位置，同时可截取异常部位图像或温度等相关信息。作业人员通过在手持装置1上查看上述信息进行故障判断，当需远程协助时，可通过无线通信方式将信息传送至远程主机4，专业技术人员在终端上查看相关信息，进行故障分析，并及时反馈至现场作业人员作进一步处理。

Claims (9)

1.轨道交通工具底部检测系统，其特征在于，包括手持装置(1)、移动装置(2)、图像采集装置(3)，图像采集装置(3)设置在移动装置(2)上，移动装置(2)在两条钢轨之间的道床上行进，图像采集装置(3)随行采集轨道交通工具底部图像信息；

手持装置(1)与移动装置(2)之间无线交互信息，手持装置(1)控制移动装置(2)的工作状态；

手持装置(1)与图像采集装置(3)之间无线交互信息，手持装置(1)控制图像采集装置(3)的工作状态，并接收图像采集装置(3)采集到的轨道交通工具底部图像信息；

移动装置(2)包括小车本体，所述小车本体设置有两条履带和控制单元，所述控制单元包括移动装置控制器(2-1)、左侧电机驱动单元(2-2)、右侧电机驱动单元(2-3)、左侧电机(2-4)、右侧电机(2-5)、左侧履带行进机构(2-6)、右侧履带行进机构(2-7)、位置传感器(2-8)和车载无线通信单元(2-9)；

车载无线通信单元(2-9)与手持装置(1)之间进行无线信息交互，车载无线通信单元(2-9)接收手持装置(1)发布的命令；

位置传感器(2-8)设置在小车本体的中间位置，用于监测与两条钢轨之间的距离，位置传感器(2-8)的距离两条钢轨位置信息输出端与移动装置控制器(2-1)的距离两条钢轨位置信息输入端相连；位置传感器(2-8)为移动装置(2)在两条钢轨之间沿中线行进提供参考数据；

移动装置控制器(2-1)的左履带运动指令输出端通过左侧电机驱动单元(2-2)与左侧电机(2-4)的左履带运动指令输入端相连，左侧电机(2-4)通过左侧履带行进机构(2-6)完成对左侧履带运动状态的控制；所述运动状态包括启动、停止、转向、前进和后退；

移动装置控制器(2-1)的右履带运动指令输出端通过右侧电机驱动单元(2-3)与右侧电机(2-5)的右履带运动指令输入端相连，右侧电机(2-5)通过右侧履带行进机构(2-7)完成对右侧履带运动状态的控制。

2.根据权利要求1所述轨道交通工具底部检测系统，其特征在于，还包括远程主机(4)，手持装置(1)将轨道交通工具底部图像信息通过无线网络上传至远程主机(4)中。

3.根据权利要求2所述轨道交通工具底部检测系统，其特征在于，手持装置(1)与移动装置(2)、图像采集装置(3)之间的无线交互方式采用WI-FI、数传电台或图传电台；手持装置(1)和远程主机(4)之间的无线网络采用3G/4G无线网络。

4.根据权利要求1所述轨道交通工具底部检测系统，其特征在于，图像采集装置(3)为摄像机、照相机或红外热成像仪中的一种或几种，图像采集装置(3)的数量为m个，m为大于或等于1的自然数。

5.根据权利要求4所述轨道交通工具底部检测系统，其特征在于，还包括1～m个角度调整机构(5)，角度调整机构(5)用于调整图像采集装置(3)的拍摄角度。

6.根据权利要求5所述轨道交通工具底部检测系统，其特征在于，手持装置(1)包括手持无线通信单元(1-1)、手持装置控制器(1-2)、移动装置启停按钮(1-3)、移动装置转向按钮(1-4)、前进/后退按钮(1-5)、1～m个采集启停按钮(1-6)、1～m个抓拍截图按钮(1-9)、显示屏(1-10)和手持装置存储器(1-11)，

移动装置启停按钮(1-3)、移动装置转向按钮(1-4)、前进/后退按钮(1-5)、1～m个采集启停按钮(1-6)和1～m个抓拍截图按钮(1-9)输出的命令均下达给手持装置控制器(1-2)，再通过手持无线通信单元(1-1)将命令发布出去；

移动装置启停按钮(1-3)控制移动装置(2)启停；

移动装置转向按钮(1-4)控制移动装置(2)转向；

前进/后退按钮(1-5)控制移动装置(2)前进/后退；

采集启停按钮(1-6)控制图像采集装置(3)进行采集操作；

抓拍截图按钮(1-9)控制图像采集装置(3)进行抓拍操作；

手持无线通信单元(1-1)接收图像采集装置(3)的轨道交通工具底部图像信息，通过手持装置控制器(1-2)控制其在显示屏(1-10)上显示，并存储在手持装置存储器(1-11)中。

7.根据权利要求6所述轨道交通工具底部检测系统，其特征在于，手持装置(1)还包括1～m个采集角度调节按钮(1-6)，采集角度调节按钮(1-6)控制角度调整机构(5)的工作，采集角度调节按钮(1-6)的调整指令下达给手持装置控制器(1-2)，然后通过手持无线通信单元(1-1)将命令发布出去。

8.根据权利要求7所述轨道交通工具底部检测系统，其特征在于，移动装置启停按钮(1-3)、移动装置转向按钮(1-4)、前进/后退按钮(1-5)、1～m个采集启停按钮(1-6)、1～m个抓拍截图按钮(1-9)和1～m个采集角度调节按钮(1-6)采用按钮电子元件开关或软件模拟开关。

9.根据权利要求1所述轨道交通工具底部检测系统，其特征在于，位置传感器(2-8)采用激光位置传感器。