CN110626383A - 一种基于惯性测量的轨道检测装置 - Google Patents

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CN201810653254.1A
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王海军
郭玉胜
邓继权
张吉先
刘志军
艾赢涛
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Beijing Automation Control Equipment Institute BACEI
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Beijing Automation Control Equipment Institute BACEI
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61K—AUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61K9/00—Railway vehicle profile gauges; Detecting or indicating overheating of components; Apparatus on locomotives or cars to indicate bad track sections; General design of track recording vehicles
    • B61K9/08—Measuring installations for surveying permanent way

Abstract

本发明的目的是提供一种基于惯性测量的轨道检测装置，它包括惯性测量模块包括激光扫描仪、转接板、检测梁、激光测距仪、连接器接口、线路盒和惯导系统，其中，检测梁上设有转接板，转接板上设有激光扫描仪，检测梁的两端设有激光测距仪，检测梁的中间设有惯导系统，惯导系统的两侧在检测梁上设有线路盒，线路盒的外侧的检测梁上设有连接器接口。其优点是，它可安设于运营列车上，也可放置在驱动小车上独立运行，因其车载式动态检测方式对正常运营影响小、效率高、速度快，且真实地反映了在列车运行条件下的基础设施状态，可以作为铁路和城轨交通基础设施安全状态的主要检测手段之一。

Description

一种基于惯性测量的轨道检测装置
技术领域
本发明属于一种轨道检测装置，具体涉及一种基于惯性测量的轨道检测 装置。
背景技术
近年来我国铁路、公路交通得到快速发展，尤其是高速铁路建设进入快 车道，到2025年，我国铁路网总规模将达20万公里，实现地市快速通达， 到2030年实现县域基本覆盖，形成“八纵八横”高速铁路网主通道。随着我 国高速铁路及城市轨道交通建设的高速发展，以轨道精密检测技术为核心的 轨道线路精确测量技术研究逐渐成为保障列车行车舒适性和安全性的重要手 段。多个国家投入了大量的人力物力来研制和更新各种检测设备，以满足当 今铁路高速和重载的要求。
轨道检测技术已成为制约我国新建线路施工和既有线路养护作业效率提 升的重要瓶颈，因此，大力发展快速、高效、精密的轨道检测技术对我国铁 路，尤其是高速铁路建设具有重大意义。
轨道检测设备根据应用场合、实现方式不同，可以分为大型轨道检测车 和便携式轨道检测仪两种。先进的大型轨道检测车一般都采用基于惯性技术 的“惯性基准法”作为测量方案。大型轨检车检测速度快、作业效率高，但 因造价昂贵且不适用于在建线路的施工测量，因此一般用于既有高速线路的 常规周期性养护，无法大范围推广应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于惯性测量的轨道检测装置。
本发明是这样实现的，一种基于惯性测量的轨道检测装置，它包括惯性 测量模块包括激光扫描仪、转接板、检测梁、激光测距仪、连接器接口、线 路盒和惯导系统，其中，检测梁上设有转接板，转接板上设有激光扫描仪， 检测梁的两端设有激光测距仪，检测梁的中间设有惯导系统，惯导系统的两 侧在检测梁上设有线路盒，线路盒的外侧的检测梁上设有连接器接口。
所述的激光测距仪外设有防尘罩。
所述的连接器接口外设有盖板。
所述的惯导系统采用光纤陀螺捷联惯导，选用ATZ-13CX1三轴光纤陀螺 组合，零偏稳定性及重复性均小于0.02°/h。
所述的激光测距仪选用LMI公司的GOCATOR2340，测量精度0.01mm。
本发明的优点是，它可安设于运营列车上，也可放置在驱动小车上独立 运行，因其车载式动态检测方式对正常运营影响小、效率高、速度快，且真 实地反映了在列车运行条件下的基础设施状态，可以作为铁路和城轨交通基 础设施安全状态的主要检测手段之一。
附图说明
图1为本发明所提供的一种基于惯性测量的轨道检测装置示意图；
图2为本发明所提供的一种基于惯性测量的轨道检测装置内部示意图。
图中，1激光扫描仪，2转接板，3检测梁，4激光测距仪，5连接器接 口，6线路盒，7惯导系统，8盖板，9防尘罩。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细介绍：
一种基于惯性测量的轨道检测装置它包括惯性测量模块、GPS模块、里 程模块以及数据处理模块几部分，包括激光测距仪、卫星接收机、惯性测量 单元、数据采集及后处理系统。
如图1和2所示，一种基于惯性测量的轨道检测装置它包括惯性测量模 块包括激光扫描仪1、转接板2、检测梁3、激光测距仪4、连接器接口5、 线路盒6、惯导系统7、盖板8和防尘罩9，其中，检测梁3固定安装有转接 板2，转接板2上固定安装有激光扫描仪1，检测梁3的两端固定安装有激光 测距仪4，激光测距仪4外套有防尘罩9，检测梁3的中间安装有惯导系统7， 惯导系统7的两侧在检测梁3上安装有线路盒6，线路盒6的外侧的检测梁3 上安装有连接器接口5，连接器接口5盖有盖板8。
检测梁3用于固定在运行列车或驱动小车上，惯导系统7采用光纤陀螺 捷联惯导，选用ATZ-13CX1三轴光纤陀螺组合，零偏稳定性及重复性均小于 0.02°/h。
惯导系统7放置在检测梁7中心，通过导航解算得到检测梁的方位和水 平姿态角，为光学测量建立惯性基准。激光测距仪4选用LMI公司的 GOCATOR2340，测量精度0.01mm，分列检测梁两侧，用以测量结构体相对 于轨道轨距点的距离，在被检测车顶或驱动小车上方设置有定位GPS天线， GPS接收机放置在检测梁内，所有设备与嵌入式计算机连接，放入控制盒内。 在被检测车辆或驱动小车轴箱内加装里程计，利用里程信息、GPS信息进行 组合导航解算，得到惯性基准在测量过程中的实时三维坐标、运行速度以及 里程。激光测距组件通过图像处理和坐标系变换分别计算出惯性基准到左右 钢轨顶面和轨距点的相对位置，激光测距组件得到的左右轨距点的相对位置 进行运算即可得到轨距；利用惯导测得坐标与激光测距所得到的钢轨顶面位 移进行运算即可得到运行过程中左右轨道钢轨顶面实时三维坐标，经计算得 到轨道几何参数。检测梁上方加装Profiler6012型激光扫描仪，用于对隧道、 桥梁道路高清成像，以及限界识别。

Claims (5)

1.一种基于惯性测量的轨道检测装置，其特征在于：它包括惯性测量模块包括激光扫描仪(1)、转接板(2)、检测梁(3)、激光测距仪(4)、连接器接口(5)、线路盒(6)和惯导系统(7)，其中，检测梁(3)上设有转接板(2)，转接板(2)上设有激光扫描仪(1)，检测梁(3)的两端设有激光测距仪(4)，检测梁(3)的中间设有惯导系统(7)，惯导系统(7)的两侧在检测梁(3)上设有线路盒(6)，线路盒(6)的外侧的检测梁(3)上设有连接器接口(5)。
2.如权利要求1所述的一种基于惯性测量的轨道检测装置，其特征在于：所述的激光测距仪(4)外设有防尘罩(9)。
3.如权利要求1所述的一种基于惯性测量的轨道检测装置，其特征在于：所述的连接器接口(5)外设有盖板(8)。
4.如权利要求1所述的一种基于惯性测量的轨道检测装置，其特征在于：所述的惯导系统(7)采用光纤陀螺捷联惯导，选用ATZ-13CX1三轴光纤陀螺组合，零偏稳定性及重复性均小于0.02°/h。
5.如权利要求1所述的一种基于惯性测量的轨道检测装置，其特征在于：所述的激光测距仪(4)选用LMI公司的GOCATOR2340，测量精度0.01mm。
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