CN214066311U - 一种基于激光雷达的火车称重系统触发装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及车辆探测领域，尤其涉及一种基于激光雷达的火车称重系统触发装置。本申请包括：设置在称重台侧方，用于对火车车轮探测的多个激光雷达位置，在同一称重台侧方至少设置两个激光雷达；用于根据激光雷达发来的距离数据判断火车车厢是否处在称重台上的控制单元，当激光雷达未探测到火车车轮时，实时距离数据大于预存的阈值，当同一称重台侧方设置的激光雷达发来的实时距离数据均大于预存的阈值时，控制单元判定火车车厢在称重台上；用于接收控制单元发出的指示信号，并根据指示信号向火车称重系统发出触发信号的通信单元。本申请采用激光雷达扫描火车的车轮来判断火车车厢在称重台上的位置，自动化程度高，准确性高。

Description

一种基于激光雷达的火车称重系统触发装置

技术领域

本申请涉及车辆检测装置，尤其涉及一种基于激光雷达的火车称重系统触发装置。

背景技术

火车是否存在超载、偏载和偏重等现象是影响铁路货物运输安全的主要因素之一，无论是超载、偏载或偏重，对车辆的安全运行而言都是重大的安全隐患。铁道监管部门为避免这类安全隐患的发生，在重要站、货场、编组站安装了轨道衡、超偏载仪或轮重仪等货运计量安全检测设备，火车在轨道衡线路上按照要求速度进行动态称重，对超偏载现象起到了一定的控制作用。但一些商家为了逃避检查，减轻称重系统检测出的火车货物重量，会通过增加车轮的方式使得火车车厢重心不在称重台上，导致称重台检测到的车厢重量偏低。如何判断火车车厢是否在称重台上，从而在合适的位置触发称重，提高称重系统准确性是本领域技术人员需要解决的问题。

实用新型内容

本申请实施例在于提出一种基于激光雷达的火车称重系统触发装置，解决现有技术没有方法检测火车车厢是否在称重台上的问题。

一方面，一种基于激光雷达的火车称重系统触发装置，包括：

设置在称重台侧方，用于对火车车轮探测的多个激光雷达，在同一称重台侧方至少设置两个激光雷达；

用于根据激光雷达发来的距离数据判断火车车厢是否处在称重台上的控制单元，控制单元预存阈值，当激光雷达未探测到火车车轮时，实时距离数据大于预存的阈值，当同一称重台侧方设置的激光雷达发来的实时距离数据均大于预存的阈值时，控制单元判定火车车厢在称重台上，并发出指示信号；

用于接收控制单元发出的指示信号，并根据指示信号向火车称重系统发出触发信号的通信单元；

所述的激光雷达、通信单元与控制单元信号连通。

在一种可能的实现方式中，所述的激光雷达为3D激光雷达，其水平视场角为±25-50°，垂直视场角为±5-15°，探测距离为0.5-25米。

在一种可能的实现方式中，所述的激光雷达为3D激光雷达，其水平视场角为±30-40°，垂直视场角为±8-10°，探测距离为1-10米。

在一种可能的实现方式中，当同一称重台侧方设置两个激光雷达时，两个激光雷达设置在称重台同侧。

在一种可能的实现方式中，当同一称重台侧方设置两个激光雷达时，两个激光雷达与称重台之间的距离相等，为1.5-2米。

在一种可能的实现方式中，所述的激光雷达之间的间距为1-2米，设置高度为25-30cm。

在一种可能的实现方式中，所述的阈值为2-3米。

在一种可能的实现方式中，所述的基于激光雷达的火车称重系统触发装置，还包括电源，所述的电源与激光雷达、控制单元连接，用于向激光雷达、控制单元供电。

在一种可能的实现方式中，所述的激光雷达与控制单元通过TCP接口连通。

在一种可能的实现方式中，所述的多个激光雷达之间通过CAN接口连通。

本申请在火车行进的过程中采用3D激光雷达扫描火车的车轮来判断火车车厢在称重台上的位置，当整个车厢处于称重台合适的位置时触发称重系统称重，自动化程度高，且大大提高了称重系统的准确性。

附图说明

图1是本申请工作原理示意图。

图2是本申请模块连接示意图。

图中：1、称重台；2、车轮；3、激光雷达；4、控制单元；5、通信单元；6、电源；7、火车车厢；8、火车称重系统。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本申请的技术方案。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

如图1、图2所示,一种基于激光雷达的火车称重系统触发装置，包括：

设置在称重台1侧方，用于对火车车轮2探测的多个激光雷达3，在同一称重台1侧方至少设置两个激光雷达3；

用于根据激光雷达3发来的距离数据判断火车车厢7是否处在称重台1上的控制单元4，控制单元4预存阈值，当火车行驶到称重台1上时，控制单元4启动激光雷达3探测，当激光雷达3未探测到火车车轮2时，实时距离数据大于预存的阈值，当同一称重台1侧方设置的激光雷达3发来的实时距离数据均大于预存的阈值时，控制单元4判定激光雷达3出射光经过火车车轮2之间，此时火车车厢在称重台上，并发出指示信号；

用于接收控制单元4发出的指示信号，并根据指示信号向火车称重系统8发出触发信号的通信单元5；

所述的激光雷达3、通信单元5与控制单元4信号连通。

本申请基于激光雷达的火车称重系统触发装置中，所述的火车称重系统8包括一称重传感器（图中未画出），所述的火车经过称重台1上时，触发称重传感器工作，称重传感器通过开关信号装置向控制单元4发出启动信号，控制单元4开始工作。

激光雷达3设置在称重台1侧方，并向称重台1方向出射光，出射光照射到预设目标或车轮2上反射，反射光由激光雷达3接收，激光雷达3数据处理后得到实时距离数据，并将实时距离数据发予控制单元4，在控制单元4内预存有阈值，控制单元4将实时距离数据与阈值比较。当火车经过称重台1上时，控制单元4启动向激光雷达3发出指令，激光雷达3开始探测，出射光照射到车轮2或穿过车轮之间照射到预设目标上，测得实时距离数据。当激光雷达3探测到火车车轮2时，实时距离数据不大于预存的阈值；当激光雷达3未探测到火车车轮2时，测得的实时距离数据大于预存的阈值；因此当同一称重台1侧方设置的激光雷达3发来的实时距离数据均大于预存的阈值时，说明多个激光雷达3均未探测到火车车轮2，此时激光雷达3出射光光路位于两组火车车轮2之间，控制单元4判定火车车厢7在称重台1上，并发出指示信号，通信单元5根据指示信号向火车称重系统8发出触发信号，火车称重系统8开始称重。

所述的火车称重系统8为轨道衡、超偏载仪或轮重仪，可以动态测量火车车厢的重量。

所述的激光雷达3为3D激光雷达，其水平视场角为±25-50°，垂直视场角为±5-15°，探测距离为0.5-25米。

所述的激光雷达3为3D激光雷达，其水平视场角为±30-40°，垂直视场角为±8-10°，探测距离为1-10米。

根据火车型号的不同，两组火车车轮2的距离范围为4.7-5.2m，而同组火车2也存在一定间隙，如果采用单点激光雷达，两个单点激光雷达未检测到车轮2，存在两个单点激光雷达同时穿过同组相邻车轮间隙的情况，采用3D激光雷达，可以排除这种情况，全面覆盖两组车轮2之间的距离4.7-5.2m。

当同一称重台1侧方设置两个激光雷达3时，两个激光雷达3设置在称重台1同侧。

当同一称重台1侧方设置两个激光雷达3时，两个激光雷达3与称重台1之间的距离相等，为1.5-2米。

激光雷达3设置在称重台1同侧，其与称重台1的距离相等，激光雷达3与称重台的距离为1.5-2米，如果过远，整个触发装置需要的安装空间过大，不方便安装。如果过近，则存在一定的安全隐患。

所述的激光雷达3之间的间距为1-2米，设置高度为25-30cm。

由于火车车厢底部到轨道的距离一般为35cm，轨道一般高14cm,为了防止所述的3D激光雷达光斑探测到火车车身或轨道上，因此雷达安装高度需要高于轨道低于车厢底部，设置高度为25-30cm可以满足这一要求。

所述的阈值为2-3米。

激光雷达3与称重台1的距离为1.5-2米，火车行驶在称重台1上，火车车轮2距称重台1边缘有一定距离，激光雷达3探测到火车车轮时的实时距离低于2-3米，因此阈值为2-3米，能够满足设计要求。

所述的基于激光雷达的火车称重系统触发装置，还包括电源6，所述的电源6与激光雷达3、控制单元4连接，用于向激光雷达3、控制单元4供电。

所述的激光雷达3与控制单元4通过TCP接口连通。

所述的多个激光雷达3之间通过CAN接口连通。

整个基于激光雷达的火车称重系统触发装置采用电源6供电，电源6电压选择12V，激光雷达3与控制单元4通过TCP接口连通，激光雷达3之间通过CAN接口连通。

以上结合具体实施例描述了本申请的技术原理。这些描述只是为了解释本申请的原理，而不能以任何方式解释为对本申请保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本申请的其它具体实施方式，这些方式都将落入本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于激光雷达的火车称重系统触发装置，其特征在于，包括：

设置在称重台侧方，用于对火车车轮探测的多个激光雷达，在同一称重台侧方至少设置两个激光雷达；

用于根据激光雷达发来的距离数据判断火车车厢是否处在称重台上的控制单元，控制单元预存阈值，当火车行驶到称重台上时，控制单元启动激光雷达探测，当激光雷达未探测到火车车轮时，实时距离数据大于预存的阈值，当同一称重台侧方设置的激光雷达发来的实时距离数据均大于预存的阈值时，控制单元判定激光雷达出射光经过火车车轮之间，此时火车车厢在称重台上，并发出指示信号；

用于接收控制单元发出的指示信号，并根据指示信号向火车称重系统发出触发信号的通信单元；

所述的激光雷达、通信单元与控制单元信号连通。

2.根据权利要求1所述的基于激光雷达的火车称重系统触发装置，其特征在于，所述的激光雷达为3D激光雷达，其水平视场角为±25-50°，垂直视场角为±5-15°，探测距离为0.5-25米。

3.根据权利要求2所述的基于激光雷达的火车称重系统触发装置，其特征在于，所述的激光雷达为3D激光雷达，其水平视场角为±30-40°，垂直视场角为±8-10°，探测距离为1-10米。

4.根据权利要求3所述的基于激光雷达的火车称重系统触发装置，其特征在于，当同一称重台侧方设置两个激光雷达时，两个激光雷达设置在称重台同侧。

5.根据权利要求4所述的基于激光雷达的火车称重系统触发装置，其特征在于，当同一称重台侧方设置两个激光雷达时，两个激光雷达与称重台之间的距离相等，为1.5-2米。

6.根据权利要求5所述的基于激光雷达的火车称重系统触发装置，其特征在于，所述的激光雷达之间的间距为1-2米，设置高度为25-30cm。

7.根据权利要求6所述的基于激光雷达的火车称重系统触发装置，其特征在于，所述的阈值为2-3米。

8.根据权利要求7所述的基于激光雷达的火车称重系统触发装置，其特征在于，还包括电源，所述的电源与激光雷达、控制单元连接，用于向激光雷达、控制单元供电。

9.根据权利要求8所述的基于激光雷达的火车称重系统触发装置，其特征在于，所述的激光雷达与控制单元通过TCP接口连通。

10.根据权利要求9所述的基于激光雷达的火车称重系统触发装置，其特征在于，所述的多个激光雷达之间通过CAN接口连通。

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