CN206594518U - 列车检修系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了列车检修系统，包括数据处理器和检修机器人；检修机器人包括：检修机器人本体、步进行走机构、摆动机械臂和检修信息采集模块；其中，所述步进行走机构、所述摆动机械臂和所述检修信息采集模块分别与所述数据处理器相连接；所述步进行走机构与所述检修机器人本体相连接，用于移动所述列车检修机器人；所述摆动机械臂的底部与所述检修机器人本体相连接，用于移动所述检修信息采集模块；所述检修信息采集模块与所述摆动机械臂的顶部相连接，用于采集列车的待检修部位信息。本实用新型的技术方案能提高对列车待检修部位的检修效率与检修精度。

Description

列车检修系统

技术领域

本实用新型涉及列车检修技术领域，更为具体地说，涉及一种列车检修系统。

背景技术

随着“高铁走出去”战略的推进步伐，列车服役的安全性及可靠性的持续保持能力，是我国列车，尤其是高速列车持续发展以及领跑世界的关键。而列车检修是保持列车服役安全性以及可靠性的关键保障。

相关技术中，对列车的检修均以人工检修为主，随着列车数量和运行交路的逐步增加，对列车检修的作业任务量也在逐步增加，面临的困难也越来越多。由于列车组成部件结构复杂度高、检修范围大、且细小零部件多，仅螺栓一项就有1000多个，人工检修的工作量极大，如对标准8编组列车的检查，检修的零部件就已经超过1万个，仅一次一级检修过程中，作业人员就需要弯腰300多次并敲击5000多次，导致作业人员工作量大，效率低下。

综上所述，如何能够提高对列车的库检效率成为目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种列车检修的技术方案，以解决背景技术中所介绍的现有技术中人工对列车进行检修的方式，检修效率低下的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

根据本实用新型的第一方面，本实用新型提供了一种列车检修系统，所述列车检修系统包括数据处理器和检修机器人；其中，所述检修机器人包括：

检修机器人本体、步进行走机构、摆动机械臂和检修信息采集模块；其中，

所述步进行走机构、所述摆动机械臂和所述检修信息采集模块分别与所述数据处理器相连接；

所述步进行走机构与所述检修机器人本体相连接，用于移动所述列车检修机器人；

所述摆动机械臂的底部与所述检修机器人本体相连接，用于移动所述检修信息采集模块；

所述检修信息采集模块与所述摆动机械臂的顶部相连接，用于采集列车的待检修部位信息。

结合第一方面，在第一方面的第一种实施方式中，所述数据处理器包括列车数据存储器，还包括：

第一特征信息获取器，用于当列车进入到检修区域时，获取所述列车的第一特征信息，所述第一特征信息包括所述列车的车型信息及车号信息。

输入端与所述第一特征信息获取器相连、且输出端与所述列车数据存储器相连的信息提取器，用于根据所述第一特征信息获取器获取的第一特征信息提取所述列车数据存储器中的标准特征信息，所述标准特征信息包括用于定位所述列车检修初始位置的定位信息及用于提取所述待检测部位信息的第二特征信息；

与所述检修机器人相连的检修初始位置定位装置，用于确定所述检修机器人相对于所述列车的检修初始位置；

与所述检修机器人的步进行走机构、摆动机械臂和检修信息采集模块，以及与所述信息提取器相连的检修信息采集控制器，用于控制所述检修机器人以所述检修初始位置为初始点步进并对所述列车进行检修信息采集；及，故障预警装置，用于识别所述检修信息并进行故障预警。

结合第一方面的第一种实施方式，在第一方面的第二种实施方式中，所述检修初始位置定位装置，包括：输入端与所述检修机器人相连的扫描控制模块，用于控制所述检修机器人向所述列车步进并扫描所述列车的检测信息；及，

输入端与所述检修机器人的检修信息采集模块相连的匹配模块，用于匹配所述检测信息与所述定位信息；

输入端与所述匹配模块相连的检修初始位置定位模块；用于根据匹配结果确定检修初始位置；

所述检修信息采集控制器的输入端分别与所述检修初始位置定位装置以及所述信息提取器相连、且输出端与所述检修机器人相连，包括：

输入端分别与所述检修初始位置定位装置以及所述信息提取器相连的检修路径及步进信息确定模块，用于根据所述检修初始位置与所述标准特征信息确定所述检修机器人的检修路径及步进信息；及，

输入端与所述检修路径及步进信息确定模块相连、且输出端与所述检修机器人的步进行走机构、检修机械臂及检修信息采集模块分别相连的查找采集控制模块，用于控制所述检修机器人根据所述检修初始位置及步进信息查找待检修部位，并控制所述检修机器人采集所述待检修部位的检修信息。

结合第一方面的第二种实施方式，在第一方面的第三种实施方式中，所述扫描控制模块，具体用于控制所述检修机器人向所述列车步进并扫描所述列车直至完成整列列车的扫描，形成检测信息，所述检测信息包括列车轮廓信息及列车车轴位置信息。

结合第一方面的第二种实施方式，在第一方面的第四种实施方式中，所述检修路径及步进信息确定模块，包括：

与所述检修初始位置定位装置和所述信息提取器相连的匹配子模块，用于将所述第二特征信息中的位置信息与所述定位信息匹配；

与所述匹配子模块相连的形成子模块，用于形成所述检修初始位置与所述第二特征信息中的位置信息之间的对应关系；

与所述形成子模块相连的确定子模块，用于通过所述对应关系确定所述检修机器人的检修路径和步进信息。

结合第一方面的第一种实施方式，在第一方面的第五种实施方式中，所述检修信息包括热源信息、声波信息、振动信息及图像信息的至少一种。

结合第一方面的第一种实施方式，在第一方面的第六种实施方式中，所述标准特征信息包括待检测列车的整车数据信息、列车运行过程中的故障提示信息及待检测部件的数据信息的至少一种。

结合第一方面的第六种实施方式，在第一方面的第七种可能的实施方式中，所述检修信息包括第一图像信息，所述标准特征信息包括第二图像信息。

结合第一方面的第七种实施方式，在第一方面的第八种实施方式中，所述故障预警装置与所述信息提取器相连，包括：

输入端分别与所述检修机器人的检修信息采集模块以及所述信息提取器相连的比较器，用于将所述检修信息与所述标准特征信息进行比对；

输入端与所述比较器相连的故障判别器，用于根据比对结果判断所述待检修部位是否出现故障。

结合第一方面的第八种实施方式，在第一方面的第九种实施方式中，所述比较器包括：

输入端分别与所述检修机器人的检修信息采集模块以及所述信息提取器相连的特征提取子模块，用于分别提取所述第一图像信息和所述第二图像信息的特征线以及所述特征线的特征点；

输入端与所述特征提取子模块相连的特征匹配模块，用于选择所述特征线的灰度值所构成的向量作为线描述子，根据所述线描述子的相关性匹配所述特征线以及匹配所述特征点；

输入端与所述特征匹配模块相连的图像判别器，用于判断满足保序性要求以及满足匹配度要求的所述特征线和所述特征点的数量是否达到预定阈值；若达到所述预定阈值，则判定所述第一图像信息与所述第二图像信息相匹配；若未达到所述预定阈值，则判定所述第一图像信息与所述第二图像信息不相匹配。

结合第一方面的第八种实施方式，在第一方面的第十种实施方式中，列车检修系统还包括：与所述故障预警装置相连的复视终端，所述数据处理器还包括：

输入端与所述故障判别器相连、且输出端与所述复视终端相连的故障状况发送模块，用于当所述故障判别器判定所述待检修部位出现故障时，将所述待检修部位的故障状况发送至所述复视终端，以使操作人员对所述故障进行确认；

输出端分别与所述列车数据存储器以及所述检修机器人相连的检修控制模块，用于当所述操作人员对所述故障确认时，根据所述列车数据存储器存储的与所述故障状况相对应的检修方案控制所述检修机器人对所述待检修部位进行检修；

与所述检修机器人相连的采集匹配模块，用于当所述检修机器人对所述待检修部位检修完毕时，控制所述检修机器人再次采集所述待检修部位的检修信息，并与所述标准特征信息进行匹配；

与所述采集匹配模块相连的检修成功确定模块，用于当所述采集匹配模块再次采集到的所述检修信息与所述标准特征信息相匹配时，确定所述检修机器人检修成功。

结合第一方面的第二种实施方式，在第一方面的第十一种实施方式中，所述检修信息采集控制器还包括：

与所述信息提取器以及所述检修机器人的步进行走机构和摆动机械臂分别相连的检修机器人控制器，用于根据所述标准特征信息和所述待检修部位，调整所述检修机器人的步进速度与扫描幅度，采集所述待检修部位的检修信息；

所述检修机器人控制器，包括：

与所述列车侧部检修机器人相连的第一控制模块，用于控制列车侧部检修机器人的第一摆动机械臂的摆动幅度和第一步进行走机构的步进速度，通过连接于所述第一摆动机械臂的第一扫描装置，采集列车走行部的待检修部位的检修信息；

与所述列车底部检修机器人相连的第二采集控制模块，用于控制列车底部检修机器人的第二摆动机械臂的摆动幅度和第二步进行走机构的步进速度，通过连接于所述第二摆动机械臂的第二扫描装置，采集列车底部的待检修部位的检修信息；

与所述列车顶部检修机器人相连的第三采集控制模块，用于控制列车顶部检修机器人采集所述待检修部位的检修信息。

通过上述工作过程可以得出，本实用新型提供的列车检修方案，通过控制检修机器人确定检修初始位置，并根据检修初始位置与标准特征信息确定检修机器人的检修路径及步进信息查找列车的待检修部位，然后扫描待检修部位的检修信息，当检修信息与标准特征信息比对成功后，判断待检修部位是否出现故障，相比于背景技术中提到的人工对列车进行检修的方式，通过控制机器人进行检修，能够快速查找到列车，并能够快速采集列车的待检修部位的检修信息，从而提高了对列车的检修速度，并通过将列车的待检修部位的检修信息比对，提高的对列车检修精度与检修效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本实用新型一示例性实施例示出的一种检修机器人的结构示意图；

图2是本实用新型一示例性实施例示出的一种列车检修系统的结构示意图；

图3是图2所示检修初始位置定位装置的结构示意图；

图4是图2所示检修信息采集控制器的结构示意图；

图5是本实用新型一示例性实施例示出的一种检修信息采集控制器的结构示意图；

图6是图5所示检修机器人控制器的结构示意图；

图7是图2所示的故障预警装置的结构示意图；

图8是图7所示比较器的结构示意图；

图9是图7所示故障预警装置的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供的列车检修方案，解决了背景技术中所介绍的人工对列车进行检修，检修效率低下的问题。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型实施例中的技术方案，并使本实用新型实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型实施例中的技术方案作进一步详细的说明。

本实用新型提供的列车检修系统，包括检修机器人12以及与所述检修机器人12相连的数据处理器11两大部分；请参考图1，图1是本实用新型一示例性实施例示出的一种检修机器人的结构示意图，如图1所示，该检修机器人包括：

检修机器人本体121、步进行走机构122、摆动机械臂123和检修信息采集模块124；其中，所述步进行走机构122、所述摆动机械臂123和所述检修信息采集模块124分别与所述数据处理器11相连接；

所述步进行走机构122与所述检修机器人本体121相连接，用于移动所述列车检修机器人12；步进行走机构122能够控制检修机器人步进，控制检修机器人的每一步的步进速度和步进时间。

所述摆动机械臂123的底部与所述检修机器人本体121相连接，用于移动所述检修信息采集模块124；

所述检修信息采集模块124与所述摆动机械臂123的顶部相连接，用于采集列车的待检修部位信息。其中，检修信息采集模块可以为图像拍摄装置、声波检测装置、热源检测装置等信息采集装置。

请参考附图2，图2是本实用新型一示例性实施例示出的一种列车检修系统的结构示意图，如图2所示，该列车检修系统包括：数据处理器11和检修机器人12；其中，数据处理器11包括列车数据存储器1101，数据处理器11还包括：

第一特征信息获取器1102，用于当列车进入到检修区域时，获取所述列车的第一特征信息，所述第一特征信息包括所述列车的车型信息及车号信息。

列车的车型信息是列车的重要参数，根据列车的车型信息能够确定列车的基本参数，如根据动车组的车型信息(如CRH1B、CRH2A和CRH380A)能够确定动车组的列车总长、车体宽度、车体最大制动距离、全列载重、动力配置等基本参数，通过确定列车的基本参数，能够根据列车的基本参数预设每次检修时列车的标准特征信息，而列车的车号信息是列车的识别标识，通过获取列车的车号信息，能够唯一确定该列车，并调取该列车的特性信息，如特定参数以及特性的标准特征信息等，因此通过获取列车的车型信息和车号信息能够准确、快速地确定列车的参数信息等信息。

输入端与所述第一特征信息获取器1102相连、且输出端与所述列车数据存储器1101相连的信息提取器1103，用于根据所述第一特征信息获取器1102获取的特征信息提取所述列车数据存储器1101中的标准特征信息。

列车数据存储器1101是存储列车信息的存储器，包括对列车进行检修的预设参数，针对不同列车的检修参数、每辆列车对应的不同的检修机器人控制参数以及列车的标准特征信息等，当列车进入到检修区域时，通过获取列车的车型信息和车号信息，能够获取到与该列车对应的标准特征信息。

其中，标准特征信息包括用于定位所述列车检修初始位置的定位信息及用于提取所述待检测部位信息的第二特征信息。

定位信息包括列车整车标准位置信息及参考点在标准位置上的位置信息，其中，上述列车整车标准位置信息为相对位置信息，需要后续通过参考点映射至绝对物理位置上，该定位信息是列车实际位置及检修位置定位的基础。参考点为列车上固有的特征点，通过参考点位置匹配可以完成列车实际位置及检修位置匹配工作，本实施方式中列车整车标准位置信息优选为列车轮廓信息，参考点优选为列车车轴，在其他实施方式中，只要是能够通过参考点使列车实际位置及检修位置之间匹配，均在本实用新型的保护范围之内。

第二特征信息可以包括列车的整车数据和位置信息、车辆故障报警数据和位置信息及待检测部件数据和位置信息的至少一种。本实施方案中，第二特征信息至少包括检测列车的参考点及整车零部件的数据和位置信息。该信息也是针对列车车型车号所区分的相对位置信息，通过参考点位置匹配可完成列车实际位置与检修位置的匹配，其中，标准特征信息可以为历史数据信息，统计分类信息及标准数据信息的至少一种。

通过获取列车的标准特征信息，能够对列车进行整车检修、重点检修部件和/或列车运行过程中出现异常的列车部件进行检修。其中，列车数据存储器1101能够预先对每辆列车的列车信息分别进行存储，当某一列车进入到待检修区域时，再根据车载检测装置检测的列车信息对该列车的列车信息进行更新。

数据处理器11还包括与所述检修机器人12相连的检修初始位置定位装置1104，用于确定所述检修机器人12相对于所述列车的检修初始位置。

检修机器人12具体负责对列车进行检修数据采集，通过检修初始位置定位装置1104确定检修机器人的检修初始位置能够快速移动检修机器人；并根据检修初始位置与待检修部位的距离能够快速地查找到列车以及待检修部位。当检修机器人12查找到后，再对待检修部位进行检修信息采集，将检修信息与标准特征信息进行比对，当比对成功后再发出故障预警信号，能够快速地对列车进行信息采集和故障预警。相比于背景技术中提到的人工检修方式，本实施例的列车检修系统，检修效率高，查找待检修部位以及对检修故障排查的速度快、花费时间少，能够适应列车的整车检修与重点故障检修，同时相比于人工检修而言，也提高了检修精度与准确度。

数据处理器11还包括：与所述检修机器人的步进行走机构、摆动机械臂和检修信息采集模块以及与信息提取器分别相连的检修信息采集控制器1105，用于控制所述检修机器人12以所述检修初始位置为初始点步进并对所述列车进行检修信息采集；及，

故障预警装置1106，用于识别所述检修信息并进行故障预警。

检修机器人12具体负责对列车进行检修数据采集，通过确定检修机器人12的检修初始位置能够快速移动检修机器人12；并根据检修初始位置与待检修部位的距离能够快速地查找到列车以及列车的待检修部位。当检修机器人12查找到待检修部位后，能够对待检修部位进行检修信息采集，并识别该检修信息，如将检修信息与标准特征信息进行比对，当比对成功后再发出故障预警信号，能够快速地对列车进行信息采集和故障预警。相比于背景技术中提到的人工检修方式，本实施例的列车检修系统，检修效率高，查找待检修部位以及对检修故障排查的速度快、花费时间少，能够适应列车的整车检修与重点故障检修，同时相比于人工检修而言，也提高了检修精度与准确度。需要指出的是，上述检修初始位置为检修机器人开始检修信息采集的起始位置，并非传统意义上的检修机器人检修终止后充电放置位置。

本实用新型优选示例性实施例示出的一种检修信息采集的过程，其主要包括如下内容：

当列车进入检修区域时，检修机器人获取待检测列车的车型、车号信息；检修机器人根据所获取到的车型、车号信息提取列车标准特征信息，上述列车标准特征信息包括列车的定位信息及第二特征信息，其中，列车定位信息包括列车轮廓信息及列车车轴位置信息，第二特征信息包括列车零部件位置特征信息及列车车轴位置信息；

检修机器人向列车步进并完成整列列车的扫描，并形成检测信息，上述检测信息包括列车轮廓信息及列车车轴位置；扫描完成后检修机器人停止步进，此时检修机器人处于检修初始位置。

此时，第二特征信息中车轴位置信息与定位信息中车轴位置信息匹配，从而将列车整车零部件的位置特征信息映射至定位信息中；定位信息中车轴位置信息与检测信息中车轴位置信息匹配，从而将列车整车零部件的相对位置信息转化为以实际检修初始位置为起始点的位置信息。从而完成检修初始位置与列车整车零部件的位置特征信息之间的绝对位置定位。

上述过程处理完毕后，检修机器人返回，并根据检修初始位置相对待检测列车零部件的位置信息进行步进扫描，从而达到检修信息采集的目的，通过控制检修机器人的步进速度，可以控制检修信息采集时间。

由于待检修区域是固定的，因此当列车进入到待检修区域时，列车最终停靠位置即被确定下来，为了方便检修机器人12快速查找到该列车以及列车的待检修部位，检修机器人12首先需要移动到初始检修位置，并从该初始检修位置起沿固定路径快速地查找列车以及列车的待检修部位，方便对列车进行检修。

图3是图2所示检修初始位置定位装置的结构示意图，如图3所示，检修初始位置定位装置1104包括：

输入端与所述检修机器人12相连的扫描控制模块11041，用于控制所述检修机器人12向所述列车步进并扫描所述列车的检测信息；扫描控制模块1041具体用于控制检修机器人12向列车步进并扫描列车直至完成整列列车的扫描，形成检测信息，该检测信息包括列车轮廓信息及列车车轴位置信息；及，

输入端与所述检修机器人12相连的匹配模块11042，用于匹配所述检测信息与所述定位信息；

输入端与所述匹配模块11042相连的检修初始位置定位模块11043；用于根据匹配结果确定检修初始位置。

由图2所示实施例可知，定位信息用于定位列车检修初始位置，包括作为列车整车标准位置信息的列车轮廓信息，及作为参考点的位置信息的列车车轴位置信息，因此通过将检测信息与定位信息中的列车轮廓信息及列车车轴位置信息均进行匹配，能够获取到实际的列车的检修初始位置。

通过控制检修机器人12向列车步进并扫描检测信息，然后将检测信息与定位信息进行匹配，由于定位信息用于定位列车检修初始位置，因此通过上述方法，能够根据匹配结果快速地确定检修初始位置，其中检修初始位置信息可以存储在列车数据存储器1101中，在具体应用时通过信息提取器1103进行调用；也可以预存于检修初始位置定位装置1104内部。例如，通过检修机器人12扫描周围环境的图像数据，将所述周围环境的图像数据与预设的检修初始位置的图像数据进行匹配，如果图像数据相匹配，则能够确定检修初始位置，从而使得检修机器人12快速移动到该检修初始位置，并从该检修初始位置出发，进行查找待检修部位的步骤。其中，该预设检修初始位置信息存储在列车数据存储器1101中。当上述待检修部位存在多个，或者待检修部位互相距离较远时，检修初始位置可以设定在列车的车头或者车尾附近，以缩短检修机器人的检修路径，方便检修机器人12快速移动到上述待检修部位。

当然，检修机器人12也可以通过信息提取器1103从列车数据存储器1101中获取大量列车的以及周围环境的位置信息，当列车进入到待检修区域时，检修机器人12快速扫描周围环境，当扫描到的周围环境信息与列车数据存储器1101中存储的周围环境的位置信息相匹配时，可将当前检修机器人12的位置作为检修初始位置，并根据列车数据存储器1101中预存的列车周围环境信息以及列车的位置信息，快速查到列车的待检修部位。

图4是图2所示检修信息采集控制器的结构示意图，如图4所示，检修信息采集控制器1105的输入端与所述检修初始位置定位装置1104以及所述信息提取器1103分别相连、且所述检修信息采集控制器1105的输出端与所述检修机器人12相连，所述检修信息采集控制器1105包括：

输入端分别与所述检修初始位置定位装置1104以及所述信息提取器1103相连的检修路径及步进信息确定模块11051，用于根据所述检修初始位置与信息提取器1103提取的标准特征信息确定所述检修机器人12的检修路径及步进信息；

其中，该检修路径及步进信息确定模块11051包：与检修初始位置定位装置1104和信息提取器1103相连的匹配子模块，用于将第二特征信息中的位置信息与定位信息匹配；与匹配子模块相连的形成子模块，用于形成检修初始位置与第二特征信息中的位置信息之间的对应关系；与形成子模块相连的确定子模块，用于通过上述对应关系确定检修机器人的检修路径及步进信息。

定位信息与检测信息匹配，已确定检修初始位置，因此通过将第二特征信息中的位置信息与定位信息匹配，能够确定实际检修时的检修初始位置。具体地，第二特征信息中的位置信息包括列车零部件位置特征信息及列车车轴位置信息，将位置信息中的车轴位置信息与定位信息中车轴位置信息匹配，能够将列车整车零部件的位置特征信息映射到定位信息中，定位信息中车轴位置信息与检测信息中车轴位置信息匹配，从而将列车整车零部件的相对位置信息转化为以实际检修初始位置为起始点的位置信息。

另外，检修信息采集控制器9105还包括：

输入端与所述检修路径及步进信息确定模块11051相连、且输出端与所述检修机器人12的步进行走机构122、检修机械臂123及检修信息采集模块124分别相连的查找采集控制模块11052，用于控制所述检修机器人根据检修初始位置及步进信息查找待检修部位，并控制所述检修机器人12采集所述待检修部位的检修信息。

信息提取器1103提取的标准特征信息中包括用于提取列车待检修部位信息的第二特征信息，当检修初始位置确定后，即能够确定检修机器人12的位置与待检修部位的位置关系，此时可以通过该位置关系确定检修机器人12的检修路径以及步进信息，以控制检修机器人12查找待检修部位，从而采集待检修部位的检修信息。由于待检修部位可能存在多个，因此确定上述位置关系后，还需要确定对每个待检修部位的检修顺序以及最优的检修路径，从而将检修机器人快速地移动到上述待检修部位。其中，步进信息包括检修机器人12行走一步的步进距离以及每次行走一步的步进时间，为了准确查找到待检修部位，需要控制检修机器人12的步进信息，以使得检修机器人12能够准确地根据扫描到的周围环境信息判断待检修部位的位置，进而获取待检修部位的检修信息，对待检修部位进行检修。

该检修信息包括：当检修机器人12查找到列车的待检修部位后，检修机器人12对待检修部位进行扫描得到的扫描信息，该检修信息可以包括：热源信息、声波信息、振动信息及图像信息的至少一种。

检修机器人12可以发出热源信息，判断待检修部位是否过热，从而判断待检修部位是否出现故障；也可以发出声波信息，通过待检修部位的回波，判断待检修部位是否正常；或者通过检测待检修部位的振动信息，如振动幅度等，判断待检修部位是否故障，当然也可以直接将检测到的待检修部位的图像信息与预存的待检修部位的图像信息进行匹配，以确定待检修部位是否出现故障。其中，上述图像信息可以为三维图像数据信息，该三维图像数据信息可以包括全息三维图像信息或者双目三维图像信息。

图5是本实用新型一示例性实施例示出的一种检修信息采集控制器的结构示意图，如图5所示，该检修信息采集控制器除了图4所示的结构和模块外，还包括：

分别与所述信息提取器1103以及所述检修机器人12的步进行走机构和摆动机械臂分别相连的检修机器人控制器11054，用于根据所述信息提取器1103提取的标准特征信息和检修机器人12获取的所述待检修部位，调整所述检修机器人12的步进速度与扫描幅度，从而控制检修机器人12采集所述待检修部位的检修信息。

例如，控制检修机器人12获取重点需要扫描的待检修部位的扫描区域时，需要使检修机器人12的步进速度和扫描幅度相互配合，从而精确地扫描与待检修部位相对应的扫描区域，进而准确地判断待检修部位是否出现故障，同时通过步进速度与扫描幅度相配合，也能够节省检修机器人的扫描时间，提高扫描速度。

图6是图5所示检修机器人控制器的结构示意图，对于列车的检修，一般分为列车走行部两侧的检修、列车底部检修以及列车顶部的检修三大主要部分，相应地，如图6所示，检修机器人12也包括列车侧部检修机器人1201、列车底部检修机器人1202和列车顶部检修机器人1203中的至少一种，检修机器人控制器11054分别控制上述机器人以不同的步进速度和摆动幅度采集列车各部位信息。

具体地，检修机器人控制器11054包括：与所述列车侧部检修机器人1201相连的第一采集控制模块110541，用于控制列车侧部检修机器人1201的第一摆动机械臂的摆动幅度和第一步进行走机构的步进速度，通过连接于所述第一摆动机械臂的第一扫描装置，采集列车走行部的待检修部位的检修信息。

列车侧部检修机器人1201可以分别设置于列车走行部的两侧，以提高对列车的检修效率，同时列车侧部检修机器人1201可以设置自动导航模组，以控制列车侧部检修机器人1201沿着预设的检修路径对列车两侧进行检修。

还包括：与所述列车底部检修机器人1202相连的第二采集控制模块110542，用于控制列车底部检修机器人1202的第二摆动机械臂的摆动幅度和第二步进行走机构的步进速度，通过连接于所述第二摆动机械臂的第二扫描装置，采集列车地沟的待检修部位的检修信息。

列车底部检修机器人1202可以沿着列车地沟处的轨道，对列车底部部件采集检修信息。和/或，

还包括：与列车顶部检修机器人1203相连的第三采集控制模块110543，用于控制列车顶部检修机器人1203采集列车车顶的待检修部位的检修信息。

其中，列车顶部检修机器人1203可以设置在待检修区域内的列车顶部预设纵向轨道上，该预设纵向轨道可以为相互平行的两条，并与列车运行方向相平行。当列车驶入待检修区域时，列车顶部检修机器人1203可以不动，通过相对位移，检修列车顶部受电弓碳滑板的磨耗情况，以及列车车顶关键部件的工作状态，判断检测到磨耗情况或者车顶关键部件的工作状态是否出现异常。

在列车进入到待检修区域并固定不动时，列车顶部检修机器人1203可以沿着预设纵向轨道运行，以对列车顶部受电弓以及车顶关键部件进行检修信息采集，或对出现故障的待检修部位进行故障修复。其中，列车顶部检修机器人1203可以包括能够沿两条预设轨道运行的横向轨道，列车顶部检修机器人1203可以沿着该横向轨道垂直于列车运行方向移动，以对列车顶部的各个部位进行无死角的信息采集和故障检修。

通过控制列车侧部检修机器人1201、列车底部检修机器人1202和列车顶部检修机器人1203以分别对列车走行部两侧、底部以及顶部进行检修信息采集，能够采集列车的多个部位的检修信息，并根据该检修信息对列车进行修理。

图7是图2所示的故障预警装置的结构示意图，当检修机器人12采集到待检修部位的检修信息时，还需要进一步判断待检修部位是否出现故障，因此，如图7所示，故障预警装置1106与所述信息提取器1103相连，本故障预警装置1106具体包括：

输入端与所述检修机器人12以及所述信息提取器1103分别相连的比较器11061，用于将检修机器人获取到的检修信息与信息提取器1103提取的标准特征信息进行比对；

输入端与所述比较器11061相连的故障判别器11062，用于根据比对结果，判断所述待检修部位是否出现故障。

作为一种优选的实施例，当检修机器人12通过扫描图像信息判断列车的待检修部位是否出现故障时，检修机器人扫描到的待检修部位的检修信息包括第一图像信息，列车数据存储器中的标准特征信息包括第二图像信息，采用图像配准的方式确定待检修部位是否出现故障，因此，图8是图7所示的比较器的结构示意图，如图8所示，图7的实施例中的比较器11061具体包括：

输入端分别与所述检修机器人12以及所述信息提取器1103相连的特征提取子模块110611，用于分别提取所述第一图像信息和所述第二图像信息的特征线以及所述特征线的特征点。

输入端与所述特征提取模块110611相连的特征匹配模块110612，用于选择所述特征线的灰度值所构成的向量作为线描述子，根据所述线描述子的相关性匹配所述特征线以及匹配所述特征点。

输入端与所述特征匹配模块110612相连的图像判别器110613，用于判断满足保序性要求以及满足匹配度要求的所述特征线和所述特征点的数量是否达到预定阈值；若达到所述预定阈值，则判定所述第一图像信息与所述第二图像信息相匹配；若未达到所述预定阈值，则判定所述第一图像信息与所述第二图像信息不相匹配。

图形配准是以特征点匹配为基础的，能够应用在图像拼接以及双目成像等技术中，首先提取图像中信息量丰富的点和线，并将这些信息以描述子的形式提取出来，作为特征点和特征线匹配的依据，进而将两幅图像信息中描述信息相符合的点和线匹配成对，其他的点或线则通过几何或差值方式完成变换。

通过采用点线相结合的方法进行配准，能够将匹配维度从二维降低到一维，也可以利用一维配准的保序性原则以降低匹配量；采用特征点和特征线进行匹配的方式，也丰富了候选的描述特征数量，为更精确的匹配奠定基础。

其中，由于垂直于列车行驶方向只有少量图像位移且没有形变，因此可以垂直于行车方向提取特征线和特征点，从而降低匹配难度。

通过使用灰度向量相关性作为匹配依据，能够选择符合线阵成像特征的特征线，通过计算向量的相关性即可作为两图像中，特征点和特征线的匹配度的度量。特征点的数量与描述子的相关性可以对特征线的相似性(即匹配度)进行加权处理。

其中，对于不满足一定的保序性要求，但是满足特征线匹配度要求的特征线和特征点，可以优先保留权值较高的部分，舍弃权值较低的部分，然后计算总的保留下的特征线和特征点的匹配总数，当匹配的特征点和特征线的数量达到预定阈值后，判定两图像数据的特征线和特征点相匹配，否则调整各个特征线的整权值，再次进行比对，直到满足要求为止。

图9是图7所示故障预警装置的结构示意图，作为一种优选的实施例，如图9所示，故障预警装置除了图7所示的各个结构模块外，还包括：

与所述数据处理器11中的故障预警装置1106相连的复视终端13；

所述故障预警装置1106，还包括：

输入端与所述故障判别器11062相连、且输出端与所述复视终端13相连的故障状况发送模块11063，用于当所述故障判别器11062判定所述待检修部位出现故障时，将所述待检修部位的故障状况发送至所述复视终端13，以使操作人员对所述故障进行确认。

其中，针对信息采集类型的不同，可以以图像信息的方式将出现故障的待检修部位的故障状况发送至复视终端13，也可以以波形图像、预警信号的形式将故障状况发送至复视终端13。

输出端分别与所述列车数据存储器1101以及所述检修机器人12相连的检修控制模块11064，用于当所述操作人员对所述故障确认时，根据所述列车数据存储器1101存储的与所述故障状况相对应的检修方案控制所述检修机器人12对所述待检修部位进行检修。

检修机器人12可以设置有检修机构，以对出现故障的待检修部位进行简单的修理，例如当上述待检修部位出现故障时，操作人员可以根据故障信息判断该部位出现故障的原因，如螺丝松动，温度过高、部件损坏等，系统会根据列车数据存储器1101中与故障状况对应的检修方案来控制检修机器人12对上述待检修部位进行检修，如更换零部件，拧紧螺丝等操作，以排除列车的待检修部位的故障。

与所述检修机器人12相连的采集匹配模块11065，用于当所述检修机器人12对所述待检修部位检修完毕时，控制所述检修机器人12再次采集所述待检修部位的检修信息，并与所述待信息提取器1103提取的检测故障信息进行匹配。

与所述采集匹配模块11065相连的检修成功确定模块11066，用于当所述采集匹配模块11065再次采集到的所述检修信息与所述标准特征信息相匹配时，确定所述检修机器人12检修成功。

通过控制检修机器人12再次采集待检修部位的检修信息，并将该检修信息与待检修部位的标准特征信息进行匹配；若匹配成功，则确定检修机器人12检修成功，从而实现了检修机器人12对列车故障进行检修的闭环控制，更加方便、智能地对待检修部位进行检修，进而提高了检修效率。当然操作人员在对故障确认后，也可以自己进行对待检修部位进行维修，当维修完毕后，通过检修机器人确认故障是否排除。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。

以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种列车检修系统，其特征在于，包括检修机器人以及与所述检修机器人相连的数据处理器；所述检修机器人包括：

检修机器人本体、步进行走机构、摆动机械臂和检修信息采集模块；其中，

所述步进行走机构、所述摆动机械臂和所述检修信息采集模块分别与所述数据处理器相连接；

所述步进行走机构与所述检修机器人本体相连接，用于移动所述列车检修机器人；

所述摆动机械臂的底部与所述检修机器人本体相连接，用于移动所述检修信息采集模块；

所述检修信息采集模块与所述摆动机械臂的顶部相连接，用于采集列车的待检修部位信息。

2.根据权利要求1所述的列车检修系统，其特征在于，所述数据处理器包括列车数据存储器，所述数据处理器还包括：

用于当列车进入检修区域时，获取所述列车的第一特征信息的第一特征信息获取器，所述第一特征信息包括所述列车的车型信息及车号信息；

输入端与所述第一特征信息获取器相连、且输出端与所述列车数据存储器相连的信息提取器；

与所述检修机器人相连的检修初始位置定位装置，用于确定所述检修机器人相对于所述列车的检修初始位置；

与所述检修机器人的步进行走机构、摆动机械臂和检修信息采集模块，以及与所述信息提取器分别相连的检修信息采集控制器，用于控制所述检修机器人以所述检修初始位置为初始点步进并对所述列车进行检修信息采集；及，

与所述检修信息采集控制器相连的故障预警装置，用于识别所述检修信息并进行故障预警。

3.根据权利要求2所述的列车检修系统，其特征在于，所述检修初始位置定位装置，包括：输出端与所述检修机器人相连的扫描控制模块，用于控制所述检修机器人向所述列车步进并扫描所述列车的检测信息；及，

输入端与所述检修机器人的检修信息采集模块相连的匹配模块，用于匹配所述检测信息与定位信息；

输入端与所述匹配模块相连的检修初始位置定位模块；用于根据匹配结果确定检修初始位置；

所述检修信息采集控制器的输入端分别与所述检修初始位置定位装置以及所述信息提取器相连、且输出端与所述检修机器人相连，包括：

输入端分别与所述检修初始位置定位装置以及与所述信息提取器相连的检修路径及步进信息确定模块；及，

输入端与所述检修路径及步进信息确定模块相连、且输出端与所述检修机器人的步进行走机构、检修机械臂及所述检修信息采集模块分别相连的查找采集控制模块。

4.根据权利要求3所述的列车检修系统，其特征在于，所述扫描控制模块，具体用于控制所述检修机器人向所述列车步进并扫描所述列车直至完成整列列车的扫描，形成检测信息，所述检测信息包括列车轮廓信息及列车车轴位置信息。

5.根据权利要求3所述的列车检修系统，其特征在于，所述检修路径及步进信息确定模块，包括：

与所述检修初始位置定位装置和所述信息提取器相连的匹配子模块；

与所述匹配子模块相连的形成子模块；

与所述形成子模块相连的确定子模块。

6.根据权利要求2所述的列车检修系统，其特征在于，所述检修信息包括第一图像信息，所述列车数据存储器中的标准特征信息包括第二图像信息。

7.根据权利要求6所述的列车检修系统，其特征在于，所述故障预警装置与所述信息提取器相连，包括：

输入端分别与所述检修机器人的检修信息采集模块以及所述信息提取器相连的比较器，用于将所述检修信息与特征标准信息进行比对；

输入端与所述比较器相连的故障判别器，用于根据比对结果判断所述待检修部位是否出现故障。

8.根据权利要求7所述的列车检修系统，其特征在于，所述比较器包括：

输入端分别与所述检修机器人的检修信息采集模块以及所述信息提取器相连的特征提取模块；

输入端与所述特征提取模块相连的特征匹配模块；

输入端与所述特征匹配模块相连的图像判别器。

9.根据权利要求7所述的列车检修系统，其特征在于，所述列车检修系统还包括：与所述故障预警装置相连的复视终端；

所述故障预警装置还包括：

输入端与所述故障判别器相连、且输出端与所述复视终端相连的故障状况发送模块，用于当所述故障判别器判定所述待检修部位出现故障时，将所述待检修部位的故障状况发送至所述复视终端，以使操作人员对所述故障进行确认；

输入端与所述列车数据存储器相连、且输出端与所述检修机器人相连的检修控制模块，用于当所述操作人员对所述故障确认时，根据所述列车数据存储器存储的与所述故障状况相对应的检修方案控制所述检修机器人对所述待检修部位进行检修；

与所述检修控制器和所述检修机器人相连的采集匹配模块，用于当所述检修机器人对所述待检修部位检修完毕时，控制所述检修机器人再次采集所述待检修部位的检修信息，并与所述标准特征信息进行匹配；

与所述采集匹配模块相连的检修成功确定模块，用于当所述采集匹配模块再次采集到的所述检修信息与所述标准特征信息相匹配时，确定所述检修机器人检修成功。

10.根据权利要求6所述的列车检修系统，其特征在于，所述检修信息采集控制器还包括：

与所述信息提取器以及所述检修机器人的步进行走机构和摆动机械臂分别相连的检修机器人控制器，用于根据所述标准特征信息和所述待检修部位，调整所述检修机器人的步进速度与扫描幅度，采集所述待检修部位的检修信息；

所述检修机器人包括：列车侧部检修机器人、列车底部检修机器人以及列车顶部检修机器人的至少一种；

所述检修机器人控制器，包括：

与所述列车侧部检修机器人相连的第一采集控制模块，用于控制列车侧部检修机器人的第一摆动机械臂的摆动幅度和第一步进行走机构的步进速度，通过连接于所述第一摆动机械臂的第一扫描装置，采集列车走行部的待检修部位的检修信息；

与所述列车底部检修机器人相连的第二采集控制模块，用于控制列车底部检修机器人的第二摆动机械臂的摆动幅度和第二步进行走机构的步进速度，通过连接于所述第二摆动机械臂的第二扫描装置，采集列车底部的待检修部位的检修信息；和/或，

与所述列车顶部检修机器人相连的第三采集控制模块，用于控制列车顶部检修机器人采集所述待检修部位的检修信息。