CN110500955B - 一种跨座式单轨的影像建模轨检车及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种跨座式单轨的影像建模轨检车及检测方法,包括小车、数码相机、RTK装置和扫描仪;所述小车可移动的跨在轨道梁上,所述RTK装置的流动站固定在所述小车的顶部;所述小车上对应轨道梁的两外侧分别设有第一支架,其上对应轨道梁的上方水平设有第二支架;在所述第一支架上沿着竖直方向陈列有若干个所述数码相机,在所述第二支架上沿着水平方向陈列有若干个所述数码相机;在两个所述第一支架上还分别设有所述扫描仪。本发明的有益效果是:能快速、有效完成关于跨座式单轨的外观三维影像建模,解决了传统扫描方法操作复杂的问题;在保证效率的前提下极大的减轻了操作人员的工作量;结合三维影像模型完成单轨外形外观尺寸的精准检测。
Description
技术领域
本发明涉及铁路轨道梁检测技术领域,具体涉及一种跨座式单轨的影像建模轨检车及检测方法。
背景技术
随着科技的发展,中国的城市公共交通方式发生了翻天地覆的改变。从公交车到地铁,到轻轨,到BRT,然后到城市单轨列车,都无不加快了城市发展的步伐,同时各种检测手段也慢慢兴起,但是目前轨道梁交通的检测技术多采用人工的手段,效率非常的低,还有些自动检测装置,操作过于复杂,并且装置的附属的功能过于专业化,使得一般的检测工人不能快速熟练的操作。要完全掌握需要大量的时间和精力来完成。大大增加了后期处理的工作量且影响检测的准确性。同时传统检测的手段,往往由工人亲自操作因此也存在一定的危险性。再加上传统的对轨道梁梁的检测也需要非常多的工具来实施,由工人拿到现场是非常劳累。同时实施起来也非常的复杂。
公开号为CN206187015U的中国发明专利公布了一种轨道梁检测车,主要是设有了驱动装置、变速装置、控制装置、以及激光测距装置,对于轨道梁采用激光测距装置只能单次线性的检查尺寸的要求,对于三角坑,坡度等检测就有了局限性,同时带有摄像的激光测距仪,像素达不到要求的精度,影像可能会存在噪点干扰影像的质量问题。其次是轨道梁整体的线性控制不能精准的把握。
发明内容
综上所述,为克服现有技术的不足,本发明所要解决的技术问题是提供一种跨座式单轨的影像建模轨检车及检测方法,实现轨检车快速获取关于跨座式单轨外观的高质量、清晰的三维影像模型,以及单轨的线性控制。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种跨座式单轨的影像建模轨检车,包括小车、数码相机、RTK装置和扫描仪;所述小车可移动的安装在轨道梁上,所述RTK装置的流动站固定在所述小车的顶部;所述小车上对应轨道梁的两侧外部分别竖直设有第一支架,所述小车上对应轨道梁的上方水平设有第二支架;在所述第一支架上沿着竖直方向陈列有若干个所述数码相机,在所述第二支架上沿着水平方向陈列有若干个所述数码相机;在两个所述第一支架上还分别设有所述扫描仪。
本发明的有益效果是:设有阵列相机群以及两台三维激光扫描仪,极大提高了扫描的效率和质量,进而能快速、有效完成关于跨座式单轨的外观三维影像建模,解决了传统扫描方法操作复杂的问题,同时控制装置功能的多样性,对于需要检测的单轨能快速高效的完成拍摄,操作简单,在保证效率的前提下极大的减轻了操作人员的工作量,且配有RTK装置可以检测出单轨线形的稳定性,结合三维影像模型完成单轨外形外观尺寸的精准检测,以及表面的三角坑,坡度等检测。
在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下进一步的改进:
进一步,所述小车包括车架、步进电机和控制装置;所述车架为框架结构,在所述车架内前后的位置分别可滚动的设有滚动轮,所述滚动轮的轴向水平设置以贴住轨道梁的顶部滚动;在所述车架底部两侧前后的位置分别可滚动的设有导向轮,所述导向轮的轴向竖直设置以贴住轨道梁的两侧滚动;所述RTK装置的流动站固定在所述车架的顶部,两个所述第一支架设置在所述车架上且对应轨道梁两侧外部的位置处,所述第二支架设置在所述车架中部且对应轨道梁的上方的位置处;
所述步进电机安装在所述车架内对应所述滚动轮和所述导向轮的位置处,每一个所述滚动轮和所述导向轮均被一个所述步进电机连接驱动;所述控制装置安装在所述第二支架上,其通过控制电路连接所述步进电机,并且所述控制装置还分别通过控制数据线连接所述数码相机与所述扫描仪。
其中,上述控制装置采用型号为TM1650的芯片。
采用上述进一步方案的有益效果是:小车抱住轨道梁并沿着轨道梁滚动。
进一步,处于所述第一支架上的所述数码相机的焦距为X1、阵列的距离为D1,其距离轨道梁的水平距离为L1,X1、D1与L1的关系为:D1=0.0039L1/X1;处于所述第二支架上的所述数码相机的焦距为X2、阵列的距离为D2其距离轨道梁的竖直距离为L2,X2、D2与L2的关系为D2=0.005875L2/X2。
采用上述进一步方案的有益效果是:实现轨道梁两侧以及上方的数码相机的重叠度均达到75%,保证三维影像模型的精度。
进一步,所述扫描仪为三维激光扫描仪。
上述跨座式单轨的影像建模轨检车的检测方法,包括如下的步骤:
步骤S1,设置数码相机的拍摄参数;
步骤S2,设置好RTK装置的基站与流动站,并将RTK装置的流动站固定在小车的顶部;
步骤S3,将外部控制小车运行的控制器与小车用蓝牙连接;
步骤S4,利用控制器设置小车移动的速度以及路程;
步骤S5,将小车放置在跨座式单轨的轨道梁上;
步骤S6,通过控制数据线将数码相机和扫描仪与处于小车内部并控制小车运行的装置连接;
步骤S7,利用控制器启动小车,并同时触动数码相机的快门以及开启扫描仪,数码相机开始自动拍照,扫描仪开始扫描,同时小车沿着轨道梁向前移动预设的距离;
步骤S8,在RTK装置定位下,结合数码相机得到照片影像数据和扫描仪得到的三维影像数据获得轨道梁的高质量三维影像模型,根据三维影像模型检测出轨道梁上的三角坑或坡面所处的具体位置,同时在RTK装置的定位下可以验证轨道梁的线性是否符合要求。
在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下进一步的改进:
进一步,根据三维影像模型可以得到轨道梁的实景模型图以还原轨道梁的实际情况,通过观察实景模型图可以判断三角坑所处的具体位置,通过测量实景模型图得到轨道梁的实际尺寸,根据轨道梁的实际尺寸与轨道梁的设计尺寸计算实际轨道梁的偏移从而判断坡面所处的具体位置。
进一步,所述RTK装置通过实时差分不同的点位得到轨道梁上所有点位的三维坐标,再通过轨道梁线性设计的中心线点位坐标计算出轨道梁的线形长度、转弯半径以及竖曲线的坡度坡长,最后将计算结果与预先设定的值比较以验证轨道梁的线性是否符合要求。
进一步,步骤S1中设置数码相机的拍摄参数包括快门时间、感光度以及焦距。
附图说明
图1为本发明在轨道梁上测量时的示意图(车架打开);
图2为小车的三维示意图;
图3为本发明的流程框图。
附图中,各标号所代表的部件列表如下:
1、数码相机,2、RTK装置,3、扫描仪,4、支架,5、车架,6、控制装置,7、滚动轮,8、导向轮,9、轨道梁,10、第二支架,11、步进电机。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
如图1所示,一种跨座式单轨的影像建模轨检车,包括小车、数码相机1、RTK装置2和扫描仪3。所述小车可移动的安装在轨道梁9上,所述RTK装置2的流动站固定在所述小车的顶部。所述小车上对应轨道梁9的两侧外部分别竖直设有第一支架4,其上对应轨道梁9的上方水平设有第二支架10。在所述第一支架4上沿着竖直方向陈列有若干个所述数码相机1,在所述第二支架10上沿着水平方向陈列有若干个所述数码相机1;在两个所述第一支架4上还分别设有所述扫描仪3,所述扫描仪3为三维激光扫描仪。处于所述第一支架上的所述数码相机的焦距为X1、阵列的距离为D1,其距离轨道梁的水平距离为L1,X1、D1与L1的关系为:D1=0.0039L1/X1;处于所述第二支架上的所述数码相机的焦距为X2、阵列的距离为D2其距离轨道梁的竖直距离为L2,X2、D2与L2的关系为D2=0.005875L2/X2。
如图2所示,所述小车包括车架5、步进电机11和控制装置6。所述车架5为框架结构,在所述车架5内前后的位置分别可滚动的设有滚动轮7,所述滚动轮7的轴向水平设置以贴住轨道梁9的顶部滚动。在所述车架5底部两侧前后的位置分别可滚动的设有导向轮8,所述导向轮8的轴向竖直设置以贴住轨道梁9的两侧滚动。所述RTK装置2的流动站固定在所述车架5的顶部,两个所述第一支架4设置在所述车架5上且对应轨道梁9两侧外部的位置处,所述第二支架10设置在所述车架5中部且对应轨道梁9的上方的位置处。所述步进电机11安装在所述车架5内对应所述滚动轮7和所述导向轮8的位置处,每一个所述滚动轮7和所述导向轮8均被一个所述步进电机11连接驱动;所述控制装置6安装在所述第二支架10上,其通过控制电路连接所述步进电机11,并且所述控制装置6还分别通过控制数据线连接所述数码相机1与所述扫描仪3。控制电路与控制数据线可以布置在车架5内,以避免其影响小车在轨道梁9上的运行。
如图3所示,上述跨座式单轨的影像建模轨检车的检测方法,包括如下的步骤:
步骤S1,设置数码相机1的快门时间、感光度以及焦距等拍摄参数,所述数码相机1的焦距为X、阵列的直线距离为D,其距离轨道梁9的水平距离为L,X、D与L的关系为:D=0.005875L/X。
步骤S2,设置好RTK装置2的基站与流动站,并将RTK装置2的流动站固定在小车的顶部。
步骤S3,将外部控制器与小车内部的控制装置6用蓝牙连接。
步骤S4,利用控制器通过控制装置6中设置步进电机11转动的速度以及角度。
步骤S5,将小车放置在跨座式单轨的轨道梁9上。
步骤S6,通过控制数据线将数码相机1和扫描仪3与小车内部的控制装置6连接。
步骤S7,利用控制器通过控制装置6启动步进电机11,并同时触动数码相机1的快门以及开启扫描仪3,数码相机1开始自动拍照,扫描仪3开始扫描,同时小车沿着轨道梁9向前移动预设的距离,在小车移动的时需要判断所有的数码相机1是否正常的工作,若是,则完成单次扫描;若不是,则继续等待直至所有的数码相机1拍完照片。
步骤S8,在RTK装置2定位下,结合数码相机1得到照片影像数据和扫描仪3得到的三维影像数据获得轨道梁9的高质量三维影像模型,根据三维影像模型检测出轨道梁9上的三角坑或坡面所处的具体位置,具体如下:
根据三维影像模型可以得到轨道梁9的实景模型图以还原轨道梁9的实际情况,通过观察实景模型图可以判断三角坑所处的具体位置,通过测量实景模型图得到轨道梁9的实际尺寸,根据轨道梁9的实际尺寸与轨道梁9的设计尺寸计算实际轨道梁9的偏移从而判断坡面所处的具体位置。与此同时,在RTK装置2的定位下可以验证轨道梁9的线性是否符合要求:所述RTK装置2通过实时差分不同的点位得到轨道梁9上所有点位的三维坐标,再通过轨道梁9线性设计的中心线点位坐标计算出轨道梁9的线形长度、转弯半径以及竖曲线的坡度坡长,最后将计算结果与预先设定的值比较以验证轨道梁9的线性是否符合要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种跨座式单轨的影像建模轨检车,其特征在于,包括小车、数码相机(1)、RTK装置(2)和扫描仪(3);所述小车可移动的安装在轨道梁(9)上,所述RTK装置(2)的流动站固定在所述小车的顶部;所述小车上对应轨道梁(9)的两侧外部分别竖直设有第一支架(4),所述小车上对应轨道梁(9)的上方水平设有第二支架(10);在所述第一支架(4)上沿着竖直方向陈列有若干个所述数码相机(1),在所述第二支架(10)上沿着水平方向陈列有若干个所述数码相机(1);在两个所述第一支架(4)上还分别设有所述扫描仪(3);
处于所述第一支架(4)上的所述数码相机(1)的焦距为X1、阵列的距离为D1,其距离轨道梁(9)的水平距离为L1,X1、D1与L1的关系为:D1=0.0039L1/X1;处于所述第二支架(10)上的所述数码相机(1)的焦距为X2、阵列的距离为D2其距离轨道梁(9)的竖直距离为L2,X2、D2与L2的关系为D2=0.005875L2/X2;
小车内部设置有控制小车运行的控制装置(6),控制装置(6)采用型号为TM1650的芯片。
2.根据权利要求1所述的跨座式单轨的影像建模轨检车,其特征在于,所述小车包括车架(5)、步进电机(11)和控制装置(6);所述车架(5)为框架结构,在所述车架(5)内前后的位置分别可滚动的设有滚动轮(7),所述滚动轮(7)的轴向水平设置以贴住轨道梁(9)的顶部滚动;在所述车架(5)底部两侧前后的位置分别可滚动的设有导向轮(8),所述导向轮(8)的轴向竖直设置以贴住轨道梁(9)的两侧滚动;所述RTK装置(2)的流动站固定在所述车架(5)的顶部,两个所述第一支架(4)设置在所述车架(5)上且对应轨道梁(9)的两侧外部的位置处,所述第二支架(10)设置在所述车架(5)中部且对应轨道梁(9)的上方的位置处;
所述步进电机(11)安装在所述车架(5)内对应所述滚动轮(7)和所述导向轮(8)的位置处,每一个所述滚动轮(7)和所述导向轮(8)均被一个所述步进电机(11)连接驱动;所述控制装置(6)安装在所述第二支架(10)上,其通过控制电路连接所述步进电机(11),并且所述控制装置(6)还分别通过控制数据线连接所述数码相机(1)与所述扫描仪(3)。
3.根据权利要求1至2任一项所述的跨座式单轨的影像建模轨检车,其特征在于,所述扫描仪(3)为三维激光扫描仪。
4.一种跨座式单轨的检测方法,其特征在于,由如权利要求1至3任一项所述的跨座式单轨的影像建模轨检车实现,包括如下的步骤:
步骤S1,设置数码相机(1)的拍摄参数;
步骤S2,设置好RTK装置(2)的基站与流动站,并将RTK装置(2)的流动站固定在小车的顶部;
步骤S3,将外部控制小车运行的控制器与小车用蓝牙连接;
步骤S4,利用控制器设置小车移动的速度以及路程;
步骤S5,将小车放置在跨座式单轨的轨道梁(9)上;
步骤S6,通过控制数据线将数码相机(1)和扫描仪(3)与处于小车内部并控制小车运行的装置连接;
步骤S7,利用控制器启动小车,并同时触动数码相机(1)的快门以及开启扫描仪(3),数码相机(1)开始自动拍照,扫描仪(3)开始扫描,同时小车沿着轨道梁(9)向前移动预设的距离;
步骤S8,在RTK装置(2)定位下,结合数码相机(1)得到照片影像数据和扫描仪(3)得到的三维影像数据获得轨道梁(9)的高质量三维影像模型,根据三维影像模型检测出轨道梁(9)上的三角坑或坡面所处的具体位置,同时在RTK装置(2)的定位下验证轨道梁(9)的线性是否符合要求;
所述RTK装置(2)通过实时差分不同的点位得到轨道梁(9)上所有点位的三维坐标,再通过轨道梁(9)线性设计的中心线点位坐标计算出轨道梁(9)的线形长度、转弯半径以及竖曲线的坡度坡长,最后将计算结果与预先设定的值比较以验证轨道梁(9)的线性是否符合要求。
5.根据权利要求4所述的跨座式单轨的检测方法,其特征在于,根据三维影像模型得到轨道梁(9)的实景模型图以还原轨道梁(9)的实际情况,通过观察实景模型图判断三角坑所处的具体位置,通过测量实景模型图得到轨道梁(9)的实际尺寸,根据轨道梁(9)的实际尺寸与轨道梁(9)的设计尺寸计算实际轨道梁(9)的偏移从而判断坡面所处的具体位置。
6.根据权利要求4所述的跨座式单轨的检测方法,其特征在于,步骤S1中设置数码相机(1)的拍摄参数包括快门时间、感光度以及焦距。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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