CN107074255B - 用于确定用于有轨车辆的轨道的至少一个特征的设备和方法以及有轨车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于确定用于有轨车辆(4)的轨道的至少一个特征的方法和设备(1、1a、1b)，其中，所述设备(1、1a、1b)包括至少一个型廓检测装置，用于检测轨道的至少一个导轨(3、3a、3b)的型廓，其中，所述设备(1、1a、1b)包括至少一个定位装置，其中，通过所述定位装置(11)能使所述至少一个型廓检测装置运动。此外，本发明涉及有轨车辆，其包括至少一个这种设备。

Description

用于确定用于有轨车辆的轨道的至少一个特征的设备和方法 以及有轨车辆

技术领域

本发明涉及用于确定用于有轨车辆的轨道的至少一个特征的设备和方法以及涉及有轨车辆。

背景技术

对于有轨车辆的可靠运行来说需要的是，确定用于有轨车辆的轨道的特征、尤其是轨道的导轨的特征，以便监视例如轨道的功能能力的状态。

也能够期望的是确定轨道方位，以便例如对沿着轨道的物体或障碍物相对于所述轨道方位进行位置测定。轨道方位尤其能够通过轨道中部、例如形式为轨道的导轨之间的中线，或者也能够通过轨道的导轨的中线来给出。在此，轨道方位能够是参考线，例如用于检测相对于轨道方位的净空。例如能够检测隧道口相对于轨道方位的尺寸，尤其检测隧道的高度和/或宽度。

GB 2403861A公开了用于监控和用于测量沿着要监控的路段的客体的位置的系统。该系统装配在沿着要监控的路段行驶的车辆上。该系统包括扫描装置和数据分析装置。当然，所述扫描装置位置固定地紧固在有轨车辆上，并且构造为所谓的3D扫描装置，其中，激光射束连续地以360°旋转。

EP 1544572 A2公开了用于无接触式检测与轨道设施旁边的物体的间距的设备。该设备包括参考方位测量单元，该参考方位测量单元具有第一激光线发生器和沿第一导轨的方向取向的第一区域摄像机。此外，参考方位测量单元配备有第二激光线发生器以及沿第二导轨的方向取向的第二区域摄像机。所述参考方位测量单元也位置固定地紧固在有轨车辆上。

DE 19801311 A1公开了一种有轨的维护机。其能够使用具有例如激光头的测量设备，用于检测导轨横截面型廓。

DE 4238034 C1公开了用于在确定的测量标准方面检查式、无接触式探测的轨道路段的紧邻的环境的方法。在此，在测量车辆沿着轨道路段连续测量行驶期间，为此垂直于该轨道路段地发出径向环绕的测量射束，并且该测量射束在发送器的区域中的反射信号和/或由环境发射的信号被接收、处理和存储。此外附加地，还借助布置在测量车辆上的导航系统对发送器单元和/或接收器单元的、关于大地固定的坐标系或参考点的位置和方位同步地测量，并且由此求取相同的数据。

发明内容

存在的技术问题是，提供用于确定用于有轨车辆的轨道的至少一个特征的设备和方法以及提供有轨车辆，它们能够可靠且准确地确定所述轨道的至少一个特征。

由具有本发明的特征的主题得到该技术问题的解决方案。

提出了用于确定用于有轨车辆的轨道的至少一个特征的设备。在此，术语确定也包括术语检测。

轨道的特征例如能够是轨道的一个导轨的特征或轨道的两个导轨的特征。因此，所述设备也能够用于导轨测量。

轨道的特征能够是轨道的磨损，所述磨损例如能够通过轨道的实际型廓与轨道的额定型廓的比较来确定。其他特征能够是轨道的轨距。其他特征能够是轨道超高所述轨道超高例如能够表示在轨道的第一导轨表面与另一导轨表面之间的高度差。其他特征能够是轨道的弧度半径或者说竖直曲率。其他特征能够是轨道的斜度，通过该斜度例如能够表示轨道的上坡或下坡。其他特征能够是如下的轨道方位：例如轨道中部的位置或者说轨道的中线。

所述特征也能够是导轨型廓，尤其是导轨横向型廓。

因此，所述至少一个特征能够是轨道的几何特征或者根据至少一个几何特征能够确定的其他特征。

所述设备包括用于检测轨道的至少一个导轨的型廓的至少一个型廓检测装置。在此，如下面还将详细阐述的那样，型廓尤其能够是二维的型廓。在此，型廓例如能够表现为导轨的外轮廓。型廓优选地是导轨的横向型廓，其中，所述横向型廓在垂直于导轨的纵轴线布置的平面中来检测。

型廓检测装置尤其能够是光学式型廓检测装置。因此，型廓检测装置能够实现无接触式的型廓检测。

根据本发明，所述设备包括至少一个定位装置，其中，通过定位装置能够使所述至少一个型廓检测装置尤其相对于有轨车辆运动。

在此，定位装置尤其能够包括定位装置的位置固定部分和相对于所述位置固定部分可运动的部分。型廓检测装置能够紧固在定位装置上或者紧固在定位装置处，尤其能够紧固在可运动的部分上或者可运动的部分处。在此，型廓检测装置能够以能松脱或不能松脱的方式紧固在所述定位装置上。此外，型廓检测装置相对于定位装置的位置和/或定向能够是能改变的或不能改变的。

定位装置、尤其是所述位置固定部分能够紧固在有轨车辆上，尤其在有轨车辆的车厢上，进一步尤其在有轨车辆的下侧上。为此，定位装置、尤其是位置固定部分能够具有至少一个紧固器件。

在此，定位装置优选地能够以如下方式紧固在有轨车辆上：所述至少一个型廓检测装置能够以期望的、尤其笔直的运动沿着平行于有轨车辆的车辆横向轴线定向的轨迹来运动。

通过定位装置尤其能够使至少一个型廓检测装置沿着预定的、尤其笔直的轨迹运动。自然也能设想的是，通过一个定位装置或多个定位装置能使型廓检测装置沿着多个、尤其笔直的轨迹运动。自然地也能设想的是，通过所述定位装置或至少一个其他定位装置能够改变型廓检测装置的定向。

在此，定位装置能够包括用于产生驱动能量的至少一个器件。所述器件例如能够是电动马达、尤其是步进马达或直流马达或同步马达或异步马达。此外，定位装置能够包括用于运动引导的至少一个器件。所述设备例如能够包括至少一个引导器件，用于沿着尤其笔直的轨迹引导型廓检测装置的运动。所述引导器件例如能够是支承装置或能够包括这种支承装置。所述引导器件尤其能够实现线性引导。例如，所述支承装置能够实现滑动引导、滚动引导、导轨引导、轴引导。此外，所述定位装置也能够包括用于传递驱动能量的器件。例如，定位装置能够包括至少一个绳索牵引装置，其中，通过所述绳索牵引装置能将驱动能量从用于产生驱动能量的器件传递到所述可运动的部分上。

定位装置例如能够构造为线性单元，其中，术语线性单元包括位置固定部分、可运动的部分以及用于产生和/或传递驱动能量的器件。

在此，型廓检测装置能够具有检测区域、尤其是二维检测区域，其中，位于检测区域中的物体的型廓由所述型廓检测装置来检测。因此，能够产生型廓数据，所述型廓数据表示物体的型廓或将物体的型廓编码。通过改变型廓检测装置例如相对于定位装置的位置和/或定向也能够改变检测区域的位置和/或定向。

在此，定位装置和/或型廓检测装置能够以如下方式相对于有轨车辆地布置或者说紧固在其上：检测区域覆盖有轨车辆下方的至少部分区域。检测区域的中央检测方向或检测轴线尤其能够平行于有轨车辆的竖直轴线地定向。因此，通过型廓检测装置能够检测有轨车辆下方的物体，尤其是至少一个导轨。

为此，可运动的部分能够在竖直方向上布置在位置固定部分的下方。在此，竖直方向能够平行于车辆高度轴线地定向。当所述竖直方向从车辆底部向车辆顶部定向时，该竖直方向能够从下向上地定向。在这种情况下，竖直方向也能够反向于重力方向来定向。

例如能设想的是，可运动的部分的滑架在竖直方向上布置在用于运动引导的器件下方。在此，用于运动引导的器件能够紧固在有轨车辆上、尤其是在下侧上。例如，型廓检测装置能够直接地或间接地紧固在滑架上。由此，以有利的方式能够降低型廓检测装置与轨道的导轨之间的间距，这尤其在具有高底板的车辆中是有利的。

替代地或累积地，例如能设想的是，可运动的部分的滑架在纵方向上布置在位置固定部分之前或之后，尤其在用于运动引导的器件之前或之后。由此，能够以有利的方式确保在型廓检测装置与轨道的导轨之间的期望的间距，这尤其在具有低地板的车辆中是有利的。

在此，纵方向能够平行于车辆纵轴线地定向。当所述纵方向从车辆尾部向车辆前部定向时，纵方向能够从后向前地定向。之前阐述的车辆横向轴线能够垂直于车辆纵轴线地并且垂直于车辆高度轴线地定向。

由此，以有利的方式得到用于确定轨道的至少一个特征的设备，所述设备能紧固在任意有轨车辆上，尤其在所述有轨车辆的下侧，并且实现了在静止状态期间或在有轨车辆行驶期间检测所述特征。

型廓检测装置通过至少一个定位装置的可运动性以有利的方式实现了：在有轨车辆相对于轨道的相对方位的改变期间或之后，型廓检测装置的位置和/或定向尤其能够通过定位装置以如下方式改变，使得轨道、尤其是导轨，继续位于型廓检测装置的检测区域中。如果有轨车辆例如行驶经过弯道并且由于所述弯道而改变在型廓检测装置与轨道的导轨之间的相对方位，那么，型廓检测装置的位置能够以如下方式改变或者说跟随：所述导轨继续位于检测区域中，尤其是不离开所述检测区域。这尤其能够通过上文阐述的平行于车辆横向轴线的运动来实现。

在本发明的意义下，方位也能够表示为位置和/或定向。

因此，以有利的方式在普遍的、灵活的测量系统中提供：所述测量系统实现对轨道的至少一个特征的连续且准确的检测，并且该测量系统能够紧固在任意的有轨车辆上，由此实现对该特征的改进的监控。尤其能够通过确定至少一个特征来探测所述特征的不期望的改变，例如通过确定的特征与期望的额定特征的对比。

在其他实施方式中，所述设备包括至少一个图像检测装置。

所述图像检测装置也能够紧固在定位装置上，尤其在定位装置的可运动的部分上。因此，也能够通过定位装置使所述至少一个图像检测装置例如沿着尤其笔直的轨迹运动。

在此，图像检测装置能够以能松脱或不能松脱的方式紧固在定位装置上。图像检测装置相对于定位装置的位置和/或定向也能够是不能改变的或能改变的。

相应于型廓检测装置，图像检测装置也能够具有检测区域。通过所述图像检测装置，能够使位于检测区域中的物体成像。因此，就能够产生这些物体的影像或图像数据。

在此，定位装置和/或图像检测装置相对于有轨车辆以如下方式布置，尤其紧固在所述有轨车辆上：图像检测装置的检测区域能够检测有轨车辆下方的区域。图像检测装置的检测区域的中央检测方向或检测轴线尤其能够平行于有轨车辆的竖直轴线来定向。因此，也能够通过图像检测装置检测有轨车辆下方的物体、也就是说尤其是至少一个导轨。

优选地，型廓检测装置和图像检测装置以如下方式相对彼此地布置：检测区域至少部分地相叠。

在此，图像检测装置相对于型廓检测装置的相对位置和/或相对定向，并且因此还有它们的检测区域彼此的相对位置和/或相对定向能够是预知的或能确定的。图像检测装置的坐标系和型廓检测装置的坐标系尤其能够互相记录。例如，型廓检测装置的坐标系相对于定位装置的坐标系的位置和/或定向能够是已知的或能够确定的。图像检测装置的坐标系相对于定位装置的坐标系的位置和/或定向也能够是已知的或能够确定的。在这种情况下，图像检测装置的坐标系相对于型廓检测装置的位置和/或定向也能够是已知的或能够确定的。

以有利的方式得到了冗余地光学式并且因此无接触式地检测轨道的特征。例如，通过型廓检测装置对至少一个特征、尤其是导轨的型廓的至少一个特征进行的检测，能够由于环境条件、例如由于导轨上的叶子而受到干扰。在这种情况下，能够根据通过图像检测装置产生的影像来确定所述至少一个特征。

替代地或累积地，通过分析利用由图像检测装置产生的影像，能够改进对轨道特征进行的确定的精确性、尤其是对导轨在空间上的方位进行的确定的精确性。例如在由图像检测装置产生的影像中能够探测导轨的棱边。在由型廓检测装置产生的型廓数据中也能够探测导轨的所述棱边。此外，能够分别确定所述棱边相对于定位装置的坐标系的方位。如果这些相对方位偏差大于预定的度量，就能够例如仅使用由型廓数据确定的方位或由图像数据确定的方位用于确定轨道的至少一个特征。当然，也能够根据分别确定的特征、尤其是上文阐述的相对方位，确定混合特征、尤其是方位。混合特征例如能够通过形成平均值或通过形成加权平均值来确定。混合特征也能够通过合适的估值法、例如通过卡尔曼滤波法(Kalman-Filter-Verfahren)来确定。但自然也能设想到其他用于混合的方法。

因此，以有利的方式提高了在确定轨道的至少一个特征时的准确性。

在其他实施方式中，所述设备包括至少一个方位确定装置，用于确定有轨车辆的绝对位置和/或绝对定向。在此，所述绝对位置能够表示在全局参考坐标系中的位置。在此，绝对定向能够表示在全局参考坐标系中的定向。方位确定装置例如能够构造为惯性传感器(INS)。方位确定装置也能够构造为GNNS传感器。

有轨车辆能够具有车辆坐标系。通过提出的方位确定装置能够确定该车辆坐标系相对于全局参考坐标系的位置和/或定向。由此，以有利的方式能够在全局参考坐标系中对有轨车辆并且因此还有型廓数据或者说图像数据进行位置测定，所述型廓数据或者说图像数据由型廓检测装置和/或图像检测装置产生。

为此，定位装置的坐标系相对于车辆坐标系的相对位置和/或相对定向能够是已知的或能确定的。例如，如下文还将阐述的那样，所述设备能够包括另外的方位确定装置，用于确定所述定位装置、尤其还有型廓检测装置和/或图像检测装置相对于车辆坐标系的位置和/或定向。

由此，以有利的方式得到的是，例如在有轨车辆行驶之后，由型廓检测装置产生的型廓数据和/或由图像检测装置产生的图像数据能够配属于全局参考坐标系中的确定的位置。这使得将所述型廓数据或者说图像数据后续地分析利用并且配属于例如确定的路段区段变得简单。

在其他实施方式中，所述设备包括至少一个另外的方位确定装置，用于确定定位装置和/或型廓检测装置和/或图像检测装置相对于有轨车辆的位置和/或定向。所述另外的方位确定装置实现了确定定位装置和/或型廓检测装置和/或图像检测装置相对于有轨车辆、尤其是相对于有轨车辆的车辆坐标系的相对位置和/或相对定向。

例如，所述设备能够包括至少一个间距检测装置，用于检测型廓检测装置和/或定位装置和/或图像检测装置与有轨车辆的参考点或参考区段的间距。

所述至少一个间距检测装置例如能够构造为光学式间距传感器。在定位装置包括用于驱动所述可运动的部分的绳索牵引装置的情况下，间距检测装置也能够构造为绳索牵引装置位移接收装置。

优选地，型廓检测装置和/或图像检测装置相对于定位装置的坐标系的相对位置和/或相对定向是已知的或能够确定的。在这种情况下，所述至少一个另外的方位确定装置用于确定定位装置相对于有轨车辆的位置和/或定向。因此，整体上实现的是，由型廓检测装置产生的型廓数据和/或由图像检测装置产生的图像数据配属于在车辆坐标系中的并且因此必要时在全局参考坐标系中的确定的位置和/或定向。

自然地，所述设备具有至少一个存储装置，其中，由型廓检测装置产生的型廓数据和/或由图像检测装置产生的图像数据并且必要时这些数据在空间上的位置和/或定向的信息能够存储在上述的坐标系中。

在优选的实施方式中，型廓检测装置构造为二维型廓检测装置。但是，通过在全局坐标系中的所检测的特征在时间上的布置，能够通过型廓检测装置产生三维型廓。因此例如能够实现的是，由在不同的、尤其是互相跟随的时间点上所产生的二维型廓数据来产生三位型廓数据。型廓检测装置尤其能够以如下方式布置在有轨车辆上：二维型廓布置在垂直于车辆纵轴线的平面中。优选地，二维型廓检测装置构造为激光扫描装置。由此，以有利的方式得到了特别简单和可靠地检测所述型廓。

在其他实施方式中，所述设备包括至少一个照明装置。在此，同样通过定位装置能使所述照明装置运动。照明装置尤其能够紧固在定位装置上，例如以能松脱或不能松脱的方式紧固。照明装置相对于定位装置的位置和/或定向也能够是能改变的或不能改变的。在此，照明装置例如能够以如下方式布置在定位装置上，尤其在定位装置的可运动的部分上：照明装置照亮型廓检测装置或者说图像检测装置的、上文阐述的检测区域的至少一部分。

由此，以有利的方式得到了至少一个导轨的型廓的改进的光学式检测。

在其他实施方式中，所述设备包括用于引导射束和/或形成射束的至少一个器件。在此，用于引导射束和/或形成射束的器件尤其用于引导或和/或形成由型廓检测装置射出的和/或要接收的光射束、尤其是射出的和/或要接收的激光射束。

在此，用于引导射束和/或形成射束的器件能够例如以能松脱或不能松脱的方式紧固在定位装置上，尤其在定位装置的可运动的部分上。

优选地，用于引导射束和/或形成射束的器件相对于定位装置的位置和/或定向并且因此还有射束方向是能改变的。由此，以有利的方式得到的是，通过用于引导射束和/或形成射束的器件能够改变型廓检测装置的检测区域在空间上的位置和/或定向。此外，以有利的方式得到的是，能够使提出的设备的安装空间最小化，因为型廓检测装置不是强制地以如下方式布置在定位装置上：检测区域在型廓检测装置的所述位置和/或定向中已经以如下方式取向，使得能检测轨道的至少一个导轨。更确切地说，通过用于引导射束和/或形成射束的器件能够改变检测区域的空间上的位置和/或定向，由此，例如能够减小所述设备在竖直方向上在有轨车辆下方的高度。

如果型廓检测装置和/或图像检测装置和/或用于引导射束/形成射束的器件和/或至少一个照明装置相对于定位装置的方位或者定向是能改变的，那么改变能够手动地，例如通过操作员手动的操纵，或者以促动器支持的方式进行。因此，例如能设想的是，在根据本发明的设备运行之前、尤其在有轨车辆的行驶运行之前，相对于定位装置的位置和/或定向以手动方式来调整，其中，在运行期间，所述位置和/或定向保持不改变。这尤其涉及调整型廓检测装置、图像检测装置和照明装置的位置和/或定向。

替代地或累积地，在所述设备运行期间、尤其在有轨车辆行驶运行期间，也能够改变、尤其是以促动器支持的方式改变所述位置和/或定向。这尤其涉及用于引导射束和/或形成射束的器件的位置和/或定向。

优选地，用于确定轨道的至少一个特征的系统包括至少两个提出的设备，其中，每个设备都能够根据上文阐述的实施方式中的任一项来构造。所述系统尤其能够用于确定轨道方位。在此，所述设备能够以如下方式相对彼此地布置：两个设备的型廓检测装置的监测区域不交叠。

所述设备尤其能够以如下方式布置在有轨车辆上：用于有轨车辆的轨道的第一导轨能够通过第一设备的型廓检测装置来检测，并且轨道的另一导轨能够通过另一设备的型廓检测装置来检测。此外，所述设备能够以彼此尤其能改变的间距布置在有轨车辆上，其中，所述间距沿着车辆横向方向来测量。例如所述设备能够沿着平行于车辆横向方向的直线彼此隔开间距地布置。这尤其实现了与轨距无关地检测轨道方位。

例如，两个设备的型廓检测装置的运动的引导能够通过共同的引导器件或通过彼此不同的引导器件进行。

此外提出了一种有轨车辆。所述有轨车辆包括至少一个根据前述的实施方式中任一项所述的设备。所述设备紧固在有轨车辆上。优选地，所述设备紧固在有轨车辆的车厢上，尤其在车厢的下侧上。在此，定位装置的位置固定部分能够紧固在有轨车辆上，其中，可运动的部分在这种情况下能够相对于所述位置固定部分运动，并且因此相对于有轨车辆运动。

所述设备尤其能够以如下方式紧固在有轨车辆上：型廓检测装置能够平行于车辆横向轴线、尤其是沿着平行于车辆横向轴线的笔直的轨迹运动。

由此，以有利的方式得到如下有轨车辆，所述有轨车辆尤其在行驶运行中实现了确定轨道的至少一个特征，其中，实现了连续且以高准确度的确定。

在其他实施方式中，有轨车辆包括两个设备，其中，每个设备都能够根据上文说明的实施方式中的任一项来构造。在此，第一设备以如下方式布置在有轨车辆上：通过所述第一设备能够确定轨道的第一导轨的至少一个特征；其中，另一设备以如下方式布置在有轨车辆上：通过所述另一设备能够确定轨道的另一导轨的至少一个特征。

第一设备尤其能够以如下方式布置在有轨车辆上：通过第一设备的型廓检测装置能够检测第一导轨的型廓。相应地，所述另一设备能够以如下方式布置在有轨车辆上：通过所述另一设备的型廓检测装置能够检测所述另一导轨的型廓。

尤其当两个定位装置或者说两个型廓检测装置和/或图像检测装置彼此例如在车辆坐标系中的相对位置和/或相对定向是已知的或能确定的时，基于两个导轨的型廓能够以简单的方式确定轨道中部的位置和/或定向。于是如上文已经阐述的那样，轨道中部的位置和/或定向能够相对于车辆坐标系或相对于全局参考坐标系来确定和存储。

此外，提出了用于确定用于有轨车辆的轨道的至少一个特征的方法，其中，型廓检测装置检测轨道的至少一个导轨的型廓。

根据本发明，在检测型廓之前和/或在检测型廓之时和/或在检测型廓之后，通过定位装置使至少一个型廓检测装置运动。通过定位装置尤其能够使型廓检测装置相对于有轨车辆、尤其平行于有轨车辆的车辆横向轴线运动。在此，型廓检测装置能够沿着预定的、尤其笔直的轨迹运动。

在此，提出的方法尤其能够通过根据上文所说明的实施方式的设备来执行。此外，能够确定所产生的型廓数据相对于定位装置的坐标系或相对于车辆坐标系或相对于全局参考坐标系的位置和/或定向。此外，型廓数据和必要时所附属的关于位置和/或定向的信息能够存储在上文提到的坐标系的一个中。

此外，型廓数据能够以如下方式来分析利用：确定轨道的开头提到的特征中的至少一个。也能够通过根据本发明确定的特征与预定的额定特征的对比进行特征的检验。

确定的特征或偏差、尤其是不期望的偏差例如能够通过显示装置向车辆驾驶员和/或维护人员显示。

例如，所述设备能够具有至少一个通信装置，例如无线的或有线连接的通信装置。所述通信装置例如能够传递型廓数据，传递用于位置和/或定向和/或其他信息的信息。此外能设想的是，所述设备已经包括分析利用装置，其构造用于确定至少一个特征。在这种情况下，也能够通过通信装置传递确定的特征和必要时不期望的偏差。

附图说明

本发明参照实施例详细地阐述。附图示出：

图1根据本发明的设备的示意性细节视图，

图2有轨车辆的示意性前视图，和

图3有轨车辆的示意性侧视图。

下面，相同的附图标记表示具有相同或相似技术特征的元件。

具体实施方式

在图1中示出根据本发明的设备1的示意性示图。设备1包括构造为二维激光扫描装置2的、用于检测用于有轨车辆4的轨道的导轨3的横向型廓的型廓检测装置。示意性地示出了激光扫描装置2的检测区域5。此外，设备1包括构造为摄像机6的图像检测装置。同样示意性地示出了摄像机6的检测区域7。此外，设备1包括两个构造出的照明装置8，其中，同样示意性地示出了照明装置8的照明区域9。

此外，示出了用于引导从激光扫描装置2射出的和要接收的光射束的镜子13。镜子13也布置在可运动的部分11b上，尤其布置在壳体12中。

在此，镜子13构造了前述用于引导射束和/或形成射束的器件。在此，镜子13尤其是能移动的，也就是能以一个或多个平移运动来运动，并且是能扭转的，也就是能以一个或多个旋转运动来运动。

这以有利的方式实现了以如下方式来布置激光扫描装置2：所述激光扫描装置以其检测区域5不是朝向导轨3地取向，而是横向于导轨3地取向。由此，能够使设备1的安装空间、尤其是沿着有轨车辆4的竖直方向zf的高度最小化。

此外，所述设备1包括间距传感器10。

此外，设备1包括定位装置11。所述定位装置11包括位置固定部分11a和能相对于位置固定部分11a运动的可运动的部分11b。所述可运动的部分11b能够通过可运动的滑架来紧固在位置固定部分11a上。可运动的部分11b包括壳体12或具有所述壳体。此外，可运动的部分11b能够包括或者说构成支架装置。因此，壳体12也能够被称为支架壳体。在可运动的部分11b上、尤其在壳体12内部布置有激光扫描装置2、摄像机6、照明装置8以及间距传感器10。自然能够想到间距传感器10布置在支架壳体12之外。在此，间距传感器10的至少一部分布置在支架壳体12的外壁之外。

在此，壳体12能够具有相应的开口，尤其是在壳体12的下侧，以便实现检测到和/或照明到导轨3从壳体12出来，也就是从壳体12的内部空间出来。

示出的是，激光扫描装置2和摄像机6以如下方式紧固在定位装置11上：检测区域5、7交叠并且分别包括导轨3。

在此，照明装置8以如下方式布置在定位装置11上：照明区域9同样与检测区域5、7交叠并且因此照亮导轨3。

未示出的是，定位装置11的坐标系，所述坐标系例如能够相对于可运动的部分11b位置固定地布置。激光扫描装置2、摄像机6和照明装置8相对于定位装置11的坐标系的位置和/或定向是能调整的。尤其能够在时间上在所述设备1运行之前、尤其在有轨车辆4行驶运行之前调整期望的位置和/或定向，其中，在所述设备1运行期间保持所述位置和/或定向不改变。

在此，镜子13相对于定位装置11的坐标系的位置和/或定向也能够是可改变的，尤其能够以促动器支持的方式改变。在此，尤其也在所述设备1的运行期间、尤其在有轨车辆4的行驶运行期间、尤其在激光扫描装置2的运行期间进行改变。

定位装置11的位置固定部分11a例如能够包括线性驱动器的部分，尤其是用于驱动所述可运动的部分11b的步进马达。此外，定位装置能够包括或构成用于相对于位置固定部分11a线性引导可运动的部分11b的引导器件。因此，通过定位装置11提供线性驱动。

示出的是，定位装置11、尤其是位置固定部分11a紧固在有轨车辆4的车厢14上、尤其是在车厢14的下侧上。

此外，示出了车辆坐标系，其中，示出了车辆横向方向yf和车辆竖直方向zf。在图1中，车辆纵方向xf(见图3)与附图平面正交地定向并且朝向观察者定向。在此，定位装置11以如下方式构造并且布置在有轨车辆4上：可运动的部分11b、尤其是激光扫描装置2能沿着笔直的轨迹运动，其中，笔直的轨迹平行于车轮横向方向yf地定向。

在此，车辆纵方向xf能够平行于有轨车辆4的横摇轴线(Rollachse)定向，车辆横向方向yf平行于有轨车辆4的车辆俯仰轴线定向，并且车辆竖直方向zf平行于有轨车辆4的车辆偏航轴线(Fahrzeuggierachse)定向。

间距传感器10检测可运动的部分11b与有轨车辆4的参考区段的间距、尤其检测与车厢14的区段的间距。在此，能够连续地检测定位装置11、尤其是可运动的部分11b相对于车辆坐标系的位置和/或定向，并且因此连续地检测所述设备1的激光扫描装置2、摄像机6和其他部分相对于车辆坐标系的位置和/或定向。

替代地或累积地，间距传感器10或其他未示出的间距传感器能够检测两个在图2中示出的设备1a、1b之间的间距、尤其检测在两个设备1a、1b的定位装置11的可运动的部分11b之间的间距。

此外，所述设备1包括有轨车辆4的、构造为惯性单元16的方位确定装置。所述惯性单元实现了确定有轨车辆4在未示出的全局参考坐标系中的位置和/或定向。这又实现了确定所述设备1的激光扫描装置2、摄像机6和其他部分相对于全局参考坐标系的方位，并且尤其确定由激光扫描装置2所产生的型廓数据和由摄像机6所产生的图像数据相对于全局参考坐标系的方位。

支架壳体12能够通过未完全示出的线性单元平移式运动，以便使壳体11并且因此使激光扫描装置2和摄像机6跟随相对于车厢14运动的导轨型廓。在此，支架壳体12能够是线性单元的部分或紧固在线性单元的一部分上、尤其在线性单元的可运动的部分11b上。

通过镜子13能够改变检测区域5的位置和/或定向。由此，能够以有利的方式考虑到在车厢14、壳体12和导轨3的上棱边之间的不同间距，例如在不同的有轨车辆4的情况下。自然也能设想如下的实施方式，在所述实施方式中，激光扫描装置2以如下方式取向：导轨3直接地、也就是说在没有镜子13的情况下处在扫描装置2的检测区域5中。

在此，由构造为摄像机6的图像检测装置所产生的影像或者说图像数据以已知的图像处理算法来处理。在此，尤其能够基于图像地确定定位装置11的可运动的部分11b相对于导轨3的定向，也就是通过分析利用图像数据来确定。但是，通过分析利用图像数据也能够识别出激光扫描装置2的故障探测或故障功能。

在图2中示出了具有两个设备1a、1b的有轨车辆4的示意性前视图，其中，出于清楚的原因仅示出定位装置11并且尤其示出所述定位装置的位置固定部分11a和可运动的部分11b。在此，在图2中示出的设备1像在图1中示出的设备1那样构造。在此，所述设备1a、1b沿着车辆横向方向yf布置在有轨车辆4的车厢14的相对置的侧上。

此外，示出有轨车辆4的车轮17，所述车轮在导轨3上运行。车轮17在此能够紧固在有轨车辆4的转向架18上(见图3)。如果有轨车辆4在弯道行驶，那么至少有轨车辆4的车厢14与轨道3之间的相对方位改变。为了避免由于相对方位的这种改变，使轨道3从所述设备1a、1b的激光扫描装置6的检测范围5和摄像机6的检测范围7中运动出来，各个设备1的激光扫描装置2和摄像机6能够通过定位装置11以如下方式运动：导轨3保持在检测区域5、7中或者重新运动进入所述检测区域中。

在此，第一设备1a用于检测第一导轨3a，并且另一设备1b用于检测另一导轨3b。此外，示出惯性单元16，其用于车辆坐标系的全局参照化，并且因此激光扫描装置2的、摄像机6的位置和定向的并且由它们所产生的型廓数据和图像数据的全局参照化。

此外，不仅检测第一导轨3a的型廓而且检测另一导轨3b的型廓实现了轨道中部的、尤其是在轨道3之间的中线的位置和/或定向的检测。所述轨道中部或者说中间线能够用作参考点或者说参考线，用于通过其他系统进行的净空测量。自然地，相应于当前实施方案，轨道中部的位置和定向同样能够相对于全局参考坐标系来确定并且必要时来存储。

图3中示出具有根据本发明的设备1的有轨车辆4的示意性侧视图。在此示出的是，车轮17布置在转向架18上。车轮17在导轨3上运行。在有轨车辆4的车厢14的下侧15上布置具有定位装置11的根据本发明的设备1，所述定位装置具有位置固定部分11a和可运动的部分11b。在此，所述设备1能够如在图1中所说明的设备1那样地构造。此外，示出了车辆纵方向xf。

此外，示出了用于检测有轨车辆4周围的能利用的净空的设备19。根据本发明的设备1实现了确定轨道中部以及因此确定相对于该轨道中部的能利用的净空的信息。

根据本发明的设备1也能够被称为轨道方位检测系统，其中，所述设备能够安装在任意的城铁、地铁或标准轨的车厢上。整体上，提出的设备1实现了确定或检测导轨的或者说轨道的轨距、半径、轨道中部、竖直曲率以及坡度。此外，也能够确定导轨型廓和所述导轨型廓的质量。

Claims (17)

1.用于确定用于有轨车辆(4)的轨道的至少一个特征的设备，其中，所述设备(1、1a、1b)包括至少一个型廓检测装置，用于检测所述轨道的至少一个导轨(3、3a、3b)的型廓，

其特征在于，

所述设备(1、1a、1b)包括至少一个定位装置(11)，其中，所述至少一个型廓检测装置通过定位装置(11)能够沿着下述轨迹以笔直的运动来运动：所述轨迹平行于所述有轨车辆(4)的车辆横向轴线地定向，并且所述设备(1、1a、1b)包括至少一个方位确定装置，用于确定所述定位装置(11)和/或所述型廓检测装置相对于所述有轨车辆(4)的位置和/或定向。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备(1)包括至少一个图像检测装置。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备(1、1a、1b)包括至少一个另外的方位确定装置，用于确定所述有轨车辆(4)的绝对位置和/或绝对定向。

4.根据权利要求1或2中任一项所述的设备，其特征在于，所述型廓检测装置构造为二维型廓检测装置。

5.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述型廓检测装置构造为二维型廓检测装置。

6.根据权利要求1或2中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备(1、1a、1b)包括至少一个照明装置。

7.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述设备(1、1a、1b)包括至少一个照明装置。

8.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述设备(1、1a、1b)包括至少一个照明装置。

9.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述设备(1、1a、1b)包括至少一个照明装置。

10.根据权利要求1或2中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备(1、1a、1b)包括用于引导射束和/或形成射束的至少一个器件。

11.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述设备(1、1a、1b)包括用于引导射束和/或形成射束的至少一个器件。

12.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述设备(1、1a、1b)包括用于引导射束和/或形成射束的至少一个器件。

13.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述设备(1、1a、1b)包括用于引导射束和/或形成射束的至少一个器件。

14.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述设备(1、1a、1b)包括用于引导射束和/或形成射束的至少一个器件。

15.有轨车辆，包括至少一个根据权利要求1至14中任一项所述的设备(1)，其中，所述设备(1、1a、1b)紧固在所述有轨车辆(4)上。

16.根据权利要求15所述的有轨车辆，其特征在于，所述有轨车辆包括两个根据权利要求1至14中任一项所述的设备(1a、1b)，其中，第一设备(1a)如此布置在所述有轨车辆(4)上：通过所述第一设备(1a)能够确定轨道的第一导轨(3a)的至少一个特征；其中，另一设备(1b)如此布置在所述有轨车辆(4)上：通过所述另一设备(1b)能够确定所述轨道的另一导轨(3b)的至少一个特征。

17.用于确定用于有轨车辆(4)的轨道的至少一个特征的方法，其中，型廓检测装置检测所述轨道的至少一个导轨(3、3a、3b)的型廓，

其特征在于，

所述至少一个型廓检测装置在检测所述型廓之前和/或在检测所述型廓之时和/或在检测所述型廓之后，通过定位装置(11)以笔直的运动沿着下述轨迹运动：所述轨迹平行于所述有轨车辆(4)的车辆横向轴线地定向，并且通过至少一个方位确定装置来确定所述定位装置(11)和/或所述型廓检测装置相对于所述有轨车辆(4)的位置和/或定向。

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