CN111348061A - 一种新型轨道交通表观状态检测小车 - Google Patents

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谭兆
张云龙
张冠军
洪江华
郑雪峰
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赵梦杰
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Abstract

本发明公开了一种新型轨道交通表观状态检测小车，包括旋转检测部、轨面检测部以及车体；所述旋转检测部位于车体上方；所述旋转检测部包括第一工业相机、旋转安装机构，所述第一工业相机安装在所述旋转安装机构上；所述轨面检测部设置在车体的两侧，包括第二工业相机。所述第一工业相机为线阵工业相机。所述旋转安装机构还包括导电滑环、驱动电机、支架；所述驱动电机驱动所述导电滑环，所述第一工业相机与所述导电滑环相连接；所述旋转安装机构通过支架可拆卸的安装在车体上。使用同时安装了旋转检测部和轨面检测部的检测设备，可以节省巡检人工，同时检测轨面及顶部，提高检验效率。

Description

一种新型轨道交通表观状态检测小车
技术领域
本发明涉及应用于城市轨道交通设施检测领域的检测设备，具体地是一种新型轨道交通表观状态检测小车。
背景技术
近年来，随着我国城市轨道交通和高速铁路的快速发展，目前全国高速铁路运营里程已达到3.5万公里，国内城市轨道交通运营里程达到6730多公里，未来几年全国轨道交通将持续保持大规模建设，同时运营维护的需求越来越大，其重要性也获得了越来越多人的关注。保障轨道交通运的营安全是运营管理部门最重要的工作，目前高速铁路和城市轨道交通的日常巡检主要依靠人工进行，随着运营里程的迅速增加，人工巡检需要的人力将越来越多，而人工巡检存在效率低，容易缺漏，巡检结果无法有效管理等问题。因此，采用高效率、高质量的自动化巡检方法具有迫切的应用需求和市场价值。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种新型轨道交通表观状态检测小车，解决上述背景技术中的技术问题。
为了实现上述目的，本发明的一种新型轨道交通表观状态检测小车，包括旋转检测部、轨面检测部以及车体；所述旋转检测部位于车体上方；所述旋转检测部包括第一工业相机、旋转安装机构，所述第一工业相机安装在所述旋转安装机构上；所述轨面检测部设置在车体的两侧，包括第二工业相机。
所述第一工业相机为线阵工业相机。
所述旋转安装机构还包括驱动电机；所述驱动电机驱动所述第一工业相机转动；所述旋转检测部包括支架，所述支架上端连接旋转安装机构，下端设有连接固定装置，所述车体上设有固定底座，所述连接固定装置可拆卸的安装在固定底座上。
所述车体包括可分离的行走部、车体本体；所述行走部包括行走部外壳、驱动电机、驱动轮、连接支架固定座；所述连接支架固定座安装在行走部外壳上，所述车体本体包括连接支架，所述连接支架可拆卸的插入支架固定座中；所述驱动轮由所述驱动电机驱动；所述里程传感器安装在所述行走部外壳内。
在行走部外壳上还设置有连杆，所述行走部包括固定相机底座；所述连杆上端连接轨面检测部，下端可拆卸的倾斜插入固定相机底座内。
所述旋转检测部和/或轨面检测部还包括照明设备，所述照明设备分别安装在所述旋转安装机构和所述轨面检测部上。
所述连杆、行走部外壳由轻质材料制成，所述轻质材料可以为碳纤维或铝合金材料。
所述新型轨道交通表观状态检测小车设有控制模块，所述旋转安装机构上设有旋转角度传感器，所述行走部设有里程传感器；所述第一驱动电机、第二驱动电机、旋转角度传感器、里程传感器、第一工业相机、第二工业相机与所述控制模块电信号相连；所述控制模块包括图像处理模块，所述第一工业相机，第二工业相机将图像信息传输至图像处理模块。
所述新型轨道交通表观状态检测小车还包括激光避障模块；所述激光避障模块设置在所述新型轨道交通表观状态检测小车前部，将所测信号传至控制模块；所述控制模块与所述第二驱动电机电信号连通，当所述控制模块收到激光避障模块所传障碍信号后，所述控制模块传输信号至第二驱动电机停止驱动。
所述新型轨道交通表观状态检测小车还包括外置式控制器，所述外置式控制器可通过无线信号控制所述控制模块。
采用上述技术方案，本发明的有益技术效果为：
1、使用同时安装了旋转检测部和轨面检测部的检测设备，可以节省巡检人工，同时检测轨面及顶部，提高检验效率。
2、同类检测小车为了拍摄检测面状况，需要采用多个相机阵列，导致系统过于笨重；在运动小车上集成旋转工业相机，通过旋转相机来拍摄不同角度的照片，替代传统相机阵列。
3、在旋转检测部和/或轨面检测部上设有照明设备，使得小车可以在暗光环境下更好的完成拍照，更好的适应不同的测绘环境。
4、旋转安装机构、轨面检测部、行走部与车体可拆卸的连接，采用模块化的设计理念。拆卸运输方便、组装使用简单，模块化设计便于使用人员拆卸装运设备维护与升级。
5、连杆、行走部外壳采用轻质材料可以更好的减轻车重，方便搬运拆卸。
6、设置激光模块侦测前方障碍物，当遇障碍物后小车降低车速，防止运动小车碰撞损坏。
7、通过外置式控制器远距离控制，工作人员可以远程操作，无需实时跟随车辆，降低操作人员工作强度。
附图说明
图1为新型轨道交通表观状态检测小车的结构示意图。
图2为旋转检测部的结构示意图。
图3为车体示意图。
图4为行走部的结构示意图。
图5为行走部的结构示意图。
图中：旋转检测部1、第一工业相机11、旋转安装机构12、第一照明设备13、导电滑环14、第一驱动电机15、旋转角度传感器16、连接固定装置17、支架18、固定底座19、轨面检测部2、第二照明设备21、连杆22、第二工业相机23、车体3、行走部31、行走部外壳311、第二驱动电机312、驱动轮313、里程传感器314、车体本体315、连接支架固定座316、连接支架317、固定相机底座318、激光避障模块4。
具体实施方式
以下通过附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
如图1至5所示，本发明的一种新型轨道交通表观状态检测小车，
包括旋转检测部1、轨面检测部2以及车体3；所述旋转检测部1位于车体3上方；所述旋转检测部1包括第一工业相机11、旋转安装机构12，所述第一工业相机11安装在所述旋转安装机构12上；所述轨面检测部2设置在车体3的两侧，包括第二工业相机23。所述第一工业相机11为线阵工业相机。同时安装了旋转检测部1和轨面检测部2的检测设备，可以节省巡检人工，同时检测轨面及顶部，提高检验效率。同类检测小车为了拍摄检测面状况，需要采用多个相机阵列，导致系统过于笨重；在运动小车上集成旋转工业相机，通过旋转相机来拍摄不同角度的照片，替代传统相机阵列。所述旋转检测部1和/或轨面检测部2还包括第一照明设备13、第二照明设备21，所述第一照明设备13、第二照明设备21分别安装在所述旋转安装机构12和所述轨面检测部2上。在旋转检测部1和/或轨面检测部2上设有照明设备，使得小车可以在暗光环境下更好的完成拍照，更好的适应不同的测绘环境。
所述旋转安装机构12还包括第一驱动电机15；所述第一驱动电机15驱动所述第一工业相机11转动；所述旋转检测部包括支架18，所述支架18上端连接旋转安装机构12，下端设有连接固定装置17，所述车体3上设有固定底座19，所述连接固定装置17可拆卸的安装在固定底座19上。
所述车体3包括可分离的行走部31、车体3本体；所述行走部31包括行走部外壳311、第二驱动电机312、驱动轮313、里程传感器314、连接支架固定座316；所述连接支架固定座316安装在行走部外壳311上，所述车体3本体包括连接支架317，所述连接支架317可拆卸的插入连接支架固定座316中；所述驱动轮313由所述第二驱动电机312驱动；所述里程传感器314安装在所述行走部外壳311内。
在行走部外壳311上还设置有连杆22，所述行走部31包括固定相机底座318；所述连杆22上端连接轨面检测部2，下端可拆卸的倾斜插入固定相机底座318内。旋转安装机构12、轨面检测部2、行走部31与车体3可拆卸的连接，采用模块化的设计理念。拆卸运输方便、组装使用简单，模块化设计便于使用人员拆卸装运设备维护与升级。所述连杆22、行走部31外壳由轻质材料制成，所述轻质材料可以为碳纤维或铝合金材料。连杆22、行走部31外壳采用轻质材料可以更好的减轻车重，方便搬运拆卸。
所述新型轨道交通表观状态检测小车设有控制模块，所述旋转安装机构12上设有旋转角度传感器16；所述第一驱动电机15、第二驱动电机312、旋转角度传感器16、里程传感器314、第一工业相机11、第二工业相机23与所述控制模块电信号相连，所述一工业相机11通过数据线与图像处理模块相连，所述数据线上设有导电滑环14，以避免第一工业相机11转动时引起数据线缠绕。；所述控制模块包括图像处理模块，所述第一工业相机11，第二工业相机23将图像信息传输至图像处理模块。所述控制模块控制所述旋转安装机构12的旋转角度、所述行走部31行进速度、以及所述第一工业相机11、第二工业相机23的拍照；所述第一工业相机11、第二工业相机23与所述图像处理模块电信号相连，将所拍摄照片数据传输至所述图像处理模块，所述图像处理模块将工业相机所拍摄的不同角度照片汇总进行数据处理。
所述新型轨道交通表观状态检测小车还包括激光避障模块4；所述激光避障模块4设置在所述新型轨道交通表观状态检测小车前部，将所测信号传至控制模块；所述控制模块与所述第二驱动电机312电信号连通，当所述控制模块收到激光避障模块4所传障碍信号后，所述控制模块传输信号至第二驱动电机312停止驱动。设置激光模块4侦测前方障碍物，当遇障碍物后小车降低车速，防止运动小车碰撞损坏。
所述新型轨道交通表观状态检测小车还包括外置式控制器，所述外置式控制器可通过无线信号控制所述控制模块。通过外置式控制器远距离控制，工作人员可以远程操作，无需实时跟随车辆，降低操作人员工作强度。
车体本体315内设有电气仓，电气仓内安装有电池、变电模块、控制模块；所述电池经变电模块变电后，为控制模块供电。
实施时，控制模块可以用工控机，整套系统的主控程序部署在工控机（ARM或X86）上,工控机包括Stm32工控板；外置式控制器可以采用手持控制器，操作软件部署在手持控制器上。通过手持控制器，设置系统运行参数，以无线通信的方式连接工控机发送启动命令或停止命令。小车安装有激光避障装置，如果运动轨迹上有障碍物或者遮挡，可以向工控机发送紧急停止信号。工控机向Stm32工控板以串口通信的方式发送启停命令和系统运行的预设参数，同时Stm32工控板也接收旋转角度编码器(旋转角度传感器16)和里程编码器(里程传感器314)的脉冲信号，由Stm32工控板控制旋转电机(第一驱动电机15)和行走电机(第二驱动电机312)，旋转电机带动线阵工业相机(第一工业相机11)进行数据采集，行走电机驱动小车自动运行。
旋转检测部1采用旋转线阵相机是本发明专利的主要创新点和核心技术之一。将相机和光源安装在一个旋转平台上，通过以太网和交换机，将一台高分辨率线阵工业相机接入工控机，由运行在工控机上的采集程序采集图像。在驱动轮313处设有前轮编码器，线阵相机接入前轮编码器输出的脉冲信号，这个信号用来触发线阵相机的线扫图像采集，同时还需要接入stm32控制板发出的触发信号，确定一张图像的开始和结束的位置。同时，Stm32也接入旋转编码器（旋转角度传感器16），推算当前旋转的角度，判断是否拍照。
显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种新型轨道交通表观状态检测小车，其特征在于：包括旋转检测部、轨面检测部以及车体；所述旋转检测部位于车体上方；所述旋转检测部包括第一工业相机、旋转安装机构，所述第一工业相机安装在所述旋转安装机构上；所述轨面检测部设置在车体的两侧，包括第二工业相机。
2.如权利要求1所述的一种新型轨道交通表观状态检测小车，其特征在于：所述第一工业相机为线阵工业相机。
3.如权利要求1或2任一所述的一种新型轨道交通表观状态检测小车，其特征在于：所述旋转安装机构还包括驱动电机；所述驱动电机驱动所述第一工业相机转动；所述旋转检测部包括支架，所述支架上端连接旋转安装机构，下端设有连接固定装置，所述车体上设有固定底座，所述连接固定装置可拆卸的安装在固定底座上。
4.如权利要求1或2任一所述的一种新型轨道交通表观状态检测小车，其特征在于：所述车体包括可分离的行走部、车体本体；所述行走部包括行走部外壳、驱动电机、驱动轮、连接支架固定座；所述连接支架固定座安装在行走部外壳上，所述车体本体包括连接支架，所述连接支架可拆卸的插入支架固定座中；所述驱动轮由所述驱动电机驱动；所述里程传感器安装在所述行走部外壳内。
5.如权利要求4所述的一种新型轨道交通表观状态检测小车，其特征在于在所述行走部外壳上还设有连杆，所述行走部包括固定相机底座；所述连杆上端连接轨面检测部，下端可拆卸的倾斜插入固定相机底座内。
6.如权利要求1、2任一所述的一种新型轨道交通表观状态检测小车，其特征在于：所述旋转检测部和/或轨面检测部还包括照明设备，所述照明设备分别安装在所述旋转安装机构和所述轨面检测部上。
7.如权利要求4所述的一种新型轨道交通表观状态检测小车，其特征在于：所述连杆、行走部外壳由轻质材料制成，所述轻质材料可以为碳纤维或铝合金材料。
8.如权利要求4所述的一种新型轨道交通表观状态检测小车，其特征在于：所述新型轨道交通表观状态检测小车设有控制模块，所述旋转安装机构上设有旋转角度传感器，所述行走部设有里程传感器；所述第一驱动电机、第二驱动电机、旋转角度传感器、里程传感器、第一工业相机、第二工业相机与所述控制模块电信号相连；所述控制模块包括图像处理模块，所述第一工业相机，第二工业相机将图像信息传输至图像处理模块。
9.如权利要求8所述的一种新型轨道交通表观状态检测小车，其特征在于：所述新型轨道交通表观状态检测小车还包括激光避障模块；所述激光避障模块设置在所述新型轨道交通表观状态检测小车前部，将所测信号传至控制模块；所述控制模块与所述第二驱动电机电信号连通，当所述控制模块收到激光避障模块所传障碍信号后，所述控制模块传输信号至第二驱动电机停止驱动。
10.如权利要求8所述的一种新型轨道交通表观状态检测小车，其特征在于：所述新型轨道交通表观状态检测小车还包括外置式控制器，所述外置式控制器可通过无线信号控制所述控制模块。
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CN113419122A (zh) * 2021-05-14 2021-09-21 同济大学 一种自动驾驶汽车感知系统测试平台及测试方法

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