CN202298394U - 铁路轨道动态检测轨距检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种铁路轨道动态检测轨距检测系统，通过激光断面式轨距量设备由两个激光2D轮廓扫描传感器，用于测量单侧轨距，测量系统对图像进行实时处理，通过坐标变换、合成和滤波等处理，得到钢轨上被测点的轨距信号，惯性基准测量单元测量车辆的横向和垂向加速度以及滚动和摇头速率，对合成的轨距信号进行修正。本实用新型解决了机车行驶过程中的安全问题，具有量程大、精度高、抗干扰能力强等特点，提高了系统检测速度精度和可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及铁路检测控制领域，尤其涉及一种铁路轨道动态检测轨距检测系统。
背景技术
随着我国轨道交通产业的迅猛发展，轨道交通系统运营速度提高、建设里程的增加引起轮轨动力作用增大，轨道在动力作用下产生各种轨道变形，轨距变化都会造成脱轨、倾覆等恶性事件，对轨道本身而言，可能轨道裂纹，最终导致轨道断裂，严重缩短钢轨的使用寿命。
因此，为了能够检测出铁路、地铁轨道的轨距，精确的轨道动态检测轨距装置是各种轨道交通系统所必需的，以往主要使用光电伺服跟踪方式测量轨距，会导致误差太大，抗干扰能力弱，目前多采用三角形摄像原理的轨距检测技术结合图像处理原理，有效地提高了系统检测精度和可靠性。
发明内容
本实用新型提供了一种铁路轨道动态检测轨距检测系统，采用三角形摄像原理的轨距检测技术，用于实现动态条件下的轨距测量，包括：激光断面式轨距测量设备、伺服加速度计、位移传感器和摄像轨距检测系统；其中，所述激光断面式轨距测量设备由两个激光2D轮廓扫描传感器组成，用于测量单侧轨距，设置于车辆转向架上；所述伺服加速度计设置于车辆转向架上，所述位移传感器设置于车体下方。
进一步的，所述摄像轨距检测系统还包括：设置于车辆转向架上的检测梁、设置于在检测梁两侧的激光轮廓式轨距测量设备、或设置于检测梁中部的惯性基准测量单元。
进一步的，该铁路轨道动态检测轨距检测系统对图像信号进行实时处理，通过坐标变换、合成和滤波等处理，得到钢轨上被测点的轨距信号；惯性基准测量单元测量车辆的横向和垂向加速度以及滚动和摇头速率，对合成的轨距信号进行修正。
进一步的，以FPGA模块为核心的高速图像处理卡实时采集，根据钢轨轮廓图像求出轨距的特征点，分别计算两个特征点相对于惯性空间基准的位移及两点间的距离，实现在动态条件下的轨距测量。
进一步的，该铁路轨道动态检测轨距检测系统安装位置可以置于车体的一系减震弹簧上，也可以和激光断面式轨距测量设备集成在一起。
本实用新型铁路轨道动态检测轨距检测系统有效解决了机车行驶过程中的安全问题，具有量程大、精度高、抗干扰能力强等特点，提高了系统检测速度精度和可靠性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的铁路轨道动态检测轨距检测系统安装结构示意图。
图中：1、伺服加速度计 2、激光2D轮廓扫描传感器
具体实施方式
图1是本实用新型的铁路轨道动态检测轨距检测系统安装结构示意图，如图1所示，该动态检测轨距检测系统主要包括：激光断面式轨距测量设备、伺服加速度计1、位移传感器和摄像轨距检测系统组成；激光断面式轨距测量设备由两个激光2D轮廓扫描传感器2，用于测量单侧轨距，安装在车辆转向架上；伺服加速度计1安装在车辆转向架上，位移传感器安装在车体下方；摄像轨距检测系统由安装在车辆转向架上的检测梁、安装在检测梁两侧的激光轮廓式轨距测量设备和安装在检测梁中部的惯性基准测量单元(可选)三部分组成，其中，检测量吊挂在轴箱上。
激光断面式轨距测量设备由两个激光2D轮廓扫描传感器2，用于测量单侧轨距，动态检测轨距检测系统对测量的图像信号进行实时处理，通过坐标变换、合成和滤波等处理，得到钢轨上被测点的轨距信号；惯性基准测量单元测量车辆的横向和垂向加速度以及滚动和摇头速率，对合成的轨距信号进行修正。本实用新型所述的动态检测轨距检测系统没有任何移动部件，其安装位置可以置于车体的一系减震弹簧上，也可以和激光断面式轨距测量设备集成在一起，因此已成为目前轨距检测系统的主流。该系统采用摄像、图像处理及惯性测量技术对以往使用的光电伺服跟踪方式的轨距系统进行全面改造升级，以FPGA模块为核心的高速图像处理卡实时采集，根据钢轨轮廓图像求出轨距的特征点，分别计算两个特征点相对于惯性空间基准的位移及两点间的距离，实现在动态条件下的轨距测量。
本实用新型解决了机车行驶过程中的安全问题，具有量程大、精度高、抗干扰能力强等特点，提高了系统检测速度精度和可靠性。
上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围的内。
Claims (5)
1.一种铁路轨道动态检测轨距检测系统，采用三角形摄像原理的轨距检测技术，用于实现动态条件下的轨距测量，其特征在于，该铁路轨道动态检测轨距检测系统包括：激光断面式轨距测量设备、伺服加速度计、位移传感器和摄像轨距检测系统；其中，所述激光断面式轨距测量设备由两个激光2D轮廓扫描传感器组成，用于测量单侧轨距，设置于车辆转向架上；所述伺服加速度计设置于车辆转向架上，所述位移传感器设置于车体下方。
2.根据权利要求1所述的铁路轨道动态检测轨距检测系统，其特征在于，所述摄像轨距检测系统还包括：设置于车辆转向架上的检测梁、设置于在检测梁两侧的激光轮廓式轨距测量设备、或设置于检测梁中部的惯性基准测量单元。
3.根据权利要求1或2所述的铁路轨道动态检测轨距检测系统，其特征在于，该铁路轨道动态检测轨距检测系统对图像信号进行实时处理，通过坐标变换、合成和滤波等处理，得到钢轨上被测点的轨距信号；惯性基准测量单元测量车辆的横向和垂向加速度以及滚动和摇头速率，对合成的轨距信号进行修正。
4.根据权利要求3所述的铁路轨道动态检测轨距检测系统，其特征在于，以FPGA模块为核心的高速图像处理卡实时采集，根据钢轨轮廓图像求出轨距的特征点，分别计算两个特征点相对于惯性空间基准的位移及两点间的距离，实现在动态条件下的轨距测量。
5.根据权利要求1所述的铁路轨道动态检测轨距检测系统，其特征在于，该铁路轨道动态检测轨距检测系统安装位置可以置于车体的一系减震弹簧上，也可以和激光断面式轨距测量设备集成在一起。
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