ES2961326T3 - Procedimiento y vehículo de medición para determinar una posición real de una vía - Google Patents

Procedimiento y vehículo de medición para determinar una posición real de una vía Download PDF

Info

Publication number
ES2961326T3
ES2961326T3 ES20750249T ES20750249T ES2961326T3 ES 2961326 T3 ES2961326 T3 ES 2961326T3 ES 20750249 T ES20750249 T ES 20750249T ES 20750249 T ES20750249 T ES 20750249T ES 2961326 T3 ES2961326 T3 ES 2961326T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
track
trajectory
vehicle
section
nominal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES20750249T
Other languages
English (en)
Inventor
Florian Auer
David Buchbauer
Martin Bürger
Bernhard Metzger
Fabian Hinterberger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Track Machines Connected GmbH
Original Assignee
Track Machines Connected GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Track Machines Connected GmbH filed Critical Track Machines Connected GmbH
Application granted granted Critical
Publication of ES2961326T3 publication Critical patent/ES2961326T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B35/00Applications of measuring apparatus or devices for track-building purposes
    • E01B35/06Applications of measuring apparatus or devices for track-building purposes for measuring irregularities in longitudinal direction
    • E01B35/08Applications of measuring apparatus or devices for track-building purposes for measuring irregularities in longitudinal direction for levelling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L23/00Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains
    • B61L23/04Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains for monitoring the mechanical state of the route
    • B61L23/042Track changes detection
    • B61L23/047Track or rail movements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61KAUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61K9/00Railway 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
    • B61K9/08Measuring installations for surveying permanent way
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L23/00Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains
    • B61L23/04Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains for monitoring the mechanical state of the route
    • B61L23/042Track changes detection
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
    • B61L15/0081On-board diagnosis or maintenance
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L23/00Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains
    • B61L23/04Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains for monitoring the mechanical state of the route
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
    • B61L25/025Absolute localisation, e.g. providing geodetic coordinates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
    • B61L25/026Relative localisation, e.g. using odometer
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B35/00Applications of measuring apparatus or devices for track-building purposes
    • E01B35/06Applications of measuring apparatus or devices for track-building purposes for measuring irregularities in longitudinal direction
    • E01B35/10Applications of measuring apparatus or devices for track-building purposes for measuring irregularities in longitudinal direction for aligning
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/0002Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0004Industrial image inspection
    • G06T7/0006Industrial image inspection using a design-rule based approach
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/60Analysis of geometric attributes
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/10Terrestrial scenes
    • G06V20/176Urban or other man-made structures
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/10Terrestrial scenes
    • G06V20/182Network patterns, e.g. roads or rivers
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/50Context or environment of the image
    • G06V20/56Context or environment of the image exterior to a vehicle by using sensors mounted on the vehicle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L2205/00Communication or navigation systems for railway traffic
    • B61L2205/04Satellite based navigation systems, e.g. global positioning system [GPS]
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10Image acquisition modality
    • G06T2207/10004Still image; Photographic image
    • G06T2207/10012Stereo images
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30248Vehicle exterior or interior
    • G06T2207/30252Vehicle exterior; Vicinity of vehicle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Navigation (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Abstract

La invención se refiere a un método para determinar una posición real de una vía (5) mediante un vehículo de medición (1) desplazable sobre la vía, en el que mediante un sistema de detección sin contacto (8) dispuesto en la vehículo de medición, los puntos de referencia (A, B, C) colocados en un entorno lateral de la vía se detectan automáticamente y se determina la distancia real (H, V) de cada punto de referencia desde la vía. Mediante un sistema de medición inercial (13) dispuesto en el vehículo de medición se detecta una trayectoria tridimensional (15) de la vía y mediante una unidad de ordenador (22) se divide la trayectoria en secciones de trayectoria (15 AB, 15 BC), teniendo cada uno un punto inicial de sección con respecto a un primer punto de referencia (A, B) y un punto final de sección con respecto a un segundo punto de referencia (B, C), siendo una cuerda larga virtual (24 AB, 24 BC) definidas para cada sección de trayectoria con respecto a los puntos de referencia asociados, y calculando las distancias reales (25) entre la trayectoria y la cuerda longitudinal definida particular para cada sección de trayectoria. De esta manera se combina ventajosamente la determinación automática de puntos de referencia y la detección de la trayectoria de la vía. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento y vehículo de medición para determinar una posición real de una vía
Campo de la invención
La invención se refiere a un procedimiento para determinar una posición real de una vía por medio de un vehículo de medición desplazable sobre la vía, registrándose los puntos de referencia colocados en un entorno lateral de la vía automáticamente por medio de un sistema de registro sin contacto dispuesto en el vehículo de medición y determinándose su distancia real respectiva a la vía. La invención se refiere además a un vehículo de medición para llevar a cabo el procedimiento.
Estado de la técnica
En el caso de una vía balastada, la posición de un panel de vía dispuesto en el lecho de balasto se ve afectada por el tráfico y las influencias climáticas. Se utiliza un vehículo de medición diseñado específicamente para tomar mediciones regulares para evaluar una posición real de vía actual y, especialmente, antes de trabajos de mantenimiento. Una máquina sobre vía debidamente equipada también puede ser utilizada como vehículo de medición de vías.
En los procedimientos de medición conocidos, se utilizan puntos de referencia ubicados junto a la vía, que están acoplados a estructuras fijas tales como postes eléctricos. Estos puntos de referencia también se denominan puntos fijos o puntos inmóviles. Por lo general, un punto de referencia se define como la punta de un perno de señalización. La posición prevista de cada punto de referencia en relación con la vía se documenta en listas. Para ello, se determina para la vía una posición nominal, especialmente para curvas circulares y de transición, así como cambios de gradiente. Los puntos de referencia intermedios a menudo se colocan entre los puntos principales.
El documento AT 518579 A1 describe un procedimiento y un vehículo de medición para registrar automáticamente puntos de referencia y determinar su posición. Para ello, se proporciona un sistema de cámaras estéreo, que registra continuamente pares de imágenes del entorno lateral de la vía. Por medio del reconocimiento de patrones, un dispositivo de evaluación determina si un punto de referencia está representado en uno de los pares de imágenes. En una etapa adicional, la posición de un punto de referencia detectado se determina evaluando la disparidad. Además, se proporciona una unidad de medición inercial para determinar continuamente la posición del vehículo de medición.
Representación de la invención
El objetivo de la invención es mejorar el procedimiento mencionado anteriormente para que las correcciones de posición de vía requeridas puedan ser determinadas de una manera sencilla. Además, se indicará un vehículo de medición para llevar a cabo el procedimiento mejorado.
De acuerdo con la invención, estos objetivos se logran mediante las características de las reivindicaciones independientes 1 y 10. Las reivindicaciones subordinadas indican configuraciones ventajosas de la invención.
De este modo, se registra una trayectoria tridimensional de la vía por medio de un sistema de medición inercial dispuesto en el vehículo de medición, subdividiéndose la trayectoria por medio de una unidad de cálculo en secciones de trayectoria, cada una con un punto inicial de sección relacionado con un primer punto de referencia y un punto final de sección relacionado con un segundo punto de referencia, estableciéndose una cuerda longitudinal virtual para cada sección de trayectoria en relación con los puntos de referencia asociados y calculándose las distancias reales entre la trayectoria y la cuerda longitudinal definida respectivamente para cada sección de trayectoria. De esta manera, se combina ventajosamente una determinación de punto de referencia automatizada y un registro de trayectoria de la vía.
La trayectoria representa el curso del eje de vía o el curso de un borde de rodadura de un raíl. Las distancias reales determinadas de las secciones de trayectoria a la cuerda longitudinal respectiva permiten una evaluación simple de los defectos de posición. Por ejemplo, los defectos de posición relativos se evalúan comparándolos con una geometría predefinida (por ejemplo, recta, curva circular, curva de transición) del curso de la vía. En una variante preferente, se realiza una comparación con una posición de vía nominal predefinida. En cualquier caso, el procedimiento permite una corrección precisa de la posición de vía en comparación con los puntos de referencia registrados. Las distancias reales se consideran como las denominadas flechas por medio de las cuales se determinan usualmente en la construcción de la vía y, en particular, se predeterminan las curvaturas de la vía.
Se logra una simplificación adicional de la evaluación de los defectos de posición si las distancias reales se calculan en un sistema de coordenadas local asignado a la cuerda longitudinal respectiva. Para este propósito, la sección de trayectoria correspondiente también se transforma en este sistema de coordenadas local. Favorablemente, el origen del sistema de coordenadas local se sitúa en un punto cero de la cuerda longitudinal, con un eje del sistema de coordenadas apuntando en la dirección de la cuerda longitudinal. De este modo, las distancias reales a la sección de trayectoria resultan como vectores en el sistema de coordenadas local.
Ventajosamente, un vector horizontal y un vector vertical son calculados para las distancias reales. Los valores para la nivelación de la vía se pueden derivar directamente de los vectores verticales de las distancias reales. Los vectores horizontales de las distancias reales forman una base de datos para el ajuste lateral de la vía.
Una mejora adicional del procedimiento se caracteriza por que se predefine un recorrido nominal de la vía, por que las distancias reales se comparan con las distancias nominales asignadas entre el recorrido nominal y la cuerda longitudinal respectiva, y por que los valores de corrección para un mantenimiento de vía posterior se derivan de los mismos. Estos valores de corrección están disponibles posteriormente para ser utilizados para controlar una máquina sobre la vía para llevar la vía a la posición nominal predefinida.
En este proceso, es favorable que se predefina una distancia nominal horizontal y/o una distancia nominal vertical de la vía en relación con el punto de referencia respectivo, comparándose los valores de corrección con una diferencia entre la distancia real registrada y la distancia nominal asignada. De este modo, los valores de corrección modificados están disponibles para llevar la vía a una posición nominal referenciada.
Para aumentar la precisión y simplificar la subsiguiente corrección de posición de vía, se registra una trayectoria tridimensional separada para cada uno de los raíles izquierdo y derecho de la vía. Esto resulta en distancias reales individuales para cada raíl en relación con la cuerda longitudinal respectiva, de las cuales se derivan especificaciones dependientes del raíl para una corrección de posición de vía. De esta manera, en particular, se pueden registrar fácilmente errores de peralte de la vía o errores individuales con diferentes rebajamientos del raíl respectivo.
Una mejora adicional del procedimiento prevé que las posiciones GNSS del vehículo de medición se registren por medio de un dispositivo receptor GNSS, y que la posición real registrada de la vía se compare con las posiciones GNSS. Las posiciones GNSS se utilizan para determinar una geometría georreferenciada de la vía, lo que permite que los datos obtenidos se utilicen en sistemas de nivel superior sin transformación adicional.
Para un procesamiento eficiente de los resultados de medición, es ventajoso que se predefina una marca de tiempo como una base de tiempo común para cada fecha de medición por medio del sistema de medición inercial. De este modo, los resultados de medición del sistema de medición inercial, el sistema de registro de puntos de referencia sin contacto y, si corresponde, el dispositivo receptor de GNSS se pueden combinar fácilmente.
En una realización adicional del procedimiento, las relaciones geométricas de las disposiciones del sistema de medición inercial y del sistema de registro de puntos de referencia sin contacto y, si corresponde, un dispositivo receptor GNSS se determinan mediante un proceso de calibración. Esto es particularmente razonable si los dos sistemas no están dispuestos rígidamente en una plataforma de medición común.
El vehículo de medición de acuerdo con la invención comprende un bastidor de vehículo que se puede desplazar sobre una vía sobre trenes de rodaje basados en raíles, estando dispuestos en el vehículo de medición un sistema de registro sin contacto para el registro automático de puntos de referencia situados en un entorno lateral de la vía, así como una unidad de medición inercial. Un sistema de medición inercial que comprende la unidad de medición inercial está diseñado para registrar una trayectoria tridimensional de la vía, estando el sistema de registro sin contacto y el sistema de medición inercial acoplados a una unidad de cálculo, y estando diseñada la unidad de cálculo para dividir la trayectoria en secciones de trayectoria, cada una de las cuales con un punto inicial de sección relacionado con un primer punto de referencia y un punto final de sección relacionado con un segundo punto de referencia, para definir una cuerda longitudinal virtual para cada sección de trayectoria en relación con los puntos de referencia asociados, y para calcular distancias reales entre la trayectoria y la cuerda longitudinal respectivamente definida para cada sección de trayectoria.
Esto indica un vehículo con el que se puede llevar a cabo el procedimiento descrito de una manera sencilla. Específicamente, los puntos de referencia y la trayectoria de la vía primero son registrados y almacenados automáticamente por el vehículo de medición durante un recorrido de medición. La unidad de cálculo accede a estos datos de geometría de la vía relacionados con el punto de referencia para subdividir la trayectoria, definir cuerdas longitudinales respectivas y calcular las distancias entre las secciones de trayectoria y la cuerda longitudinal asociada.
En este contexto, es ventajoso que el sistema de registro sin contacto comprenda un sistema de cámaras estéreo para registrar pares de imágenes del entorno lateral de la vía y un dispositivo de evaluación para registrar y determinar las posiciones de los puntos de referencia. Dicho sistema proporciona resultados muy precisos y tiene un bajo potencial de error.
En un perfeccionamiento, un dispositivo receptor GNSS está conectado al bastidor de vehículo, estando los dispositivos de medición de posición dispuestos en el bastidor de vehículo para determinar la posición del bastidor de vehículo en relación con la vía. Por medio de los dispositivos de medición de posición, se registra cualquier movimiento relativo del bastidor de vehículo con respecto a la vía. La compensación calculada continua de estos movimientos relativos resulta en posiciones GNSS precisas del vehículo de medición con una referencia precisa con respecto a la posición de vía. Como resultado, los datos de posición GNSS almacenados están disponibles, los cuales posteriormente se comparan con los datos de geometría de vía registrados relacionados con el punto de referencia por medio de la unidad de cálculo.
Breve descripción de los dibujos
A continuación, la invención se explica a modo de ejemplo con referencia a las figuras adjuntas. Por medio de ilustraciones esquemáticas, muestran:
La figura 1 un vehículo de medición en una vía junto a un punto de referencia.
La figura 2 la trayectoria de una vía.
La figura 3 es una vista superior de secciones de trayectoria con cuerdas longitudinales asociadas y distancias reales.
La figura 4 es una vista detallada de la figura 3.
La figura 5 es una vista lateral de una trayectoria con cuerda longitudinal asociada.
La figura 6 muestra un diagrama de bloques y procesamiento de datos.
La figura 7 muestra el registro de una trayectoria georreferenciada.
La figura 8 muestra un diagrama de bloques de una lógica de evaluación alternativa.
Descripción de las formas de realización
La Figura 1 muestra un vehículo de medición 1 con un bastidor de vehículo 2 en el que está montada una caja de vagón 3. El vehículo de medición 1 se puede desplazarse sobre una vía 5 por medio de trenes de rodaje sobre raíles 4. Para una mejor ilustración, el bastidor de vehículo 2 junto con la caja de vagón 3 se muestran en una posición elevada desde los trenes de rodaje sobre raíles 4. Un mástil 6 con un perno de señalización 7 está ubicado en un entorno lateral de la vía 5. La punta del perno de señalización 7 define un punto de referencia A, B, C para determinar la posición de la vía 5. Otros objetos de señalización también pueden definir un punto de referencia A, B, C, por ejemplo, un marcador con líneas impresas o áreas coloreadas. Además, los identificadores únicos, tales como un código de barras o una secuencia de letras y números, pueden caracterizar el punto de referencia A, B, C.
Los trenes de rodaje sobre raíles 4 están diseñados preferentemente como bogies. En el bogie delantero está dispuesto un sistema de registro sin contacto 8 para el registro automático del respectivo punto de referencia A, B, C. Durante un recorrido de medición, los pares de imágenes se registran continuamente por medio de un sistema de cámaras estéreo 9 y se evalúan por medio de un dispositivo de evaluación 10. Tan pronto como se reconoce un perno de señalización 7 u otro marcador de punto de referencia en uno de los pares de imágenes por medio de reconocimiento de patrones, se determina la posición del punto de referencia A, B, C correspondiente. Por ejemplo, se determinan las distancias reales H, V del punto de referencia respectivo A, B, C a la vía 5 en dirección horizontal y vertical, mientras que también se registran las posiciones respectivas en la dirección longitudinal de vía s.
De manera favorable, el sistema de registro 8 está dispuesto en un bastidor de medición 11. El bastidor de medición 11 está conectado a los ejes de las ruedas del bogie de modo que cualquier movimiento de las ruedas se transmite al marco de medición 11 sin acción de resorte. Por lo tanto, solo hay un movimiento lateral o pendular del bastidor de medición 11 en relación con la vía. Estos movimientos se registran por medio de dispositivos de medición de posición 12 dispuestos en el bastidor de medición 11. Estos están diseñados, por ejemplo, como sensores de corte de línea láser.
Además de determinar la posición del sistema de registro 8 en relación con la vía 5, estos dispositivos de medición de posición 12 también sirven como componentes de un sistema de medición inercial 13 montado en el bastidor de medición 11. Este sistema comprende una unidad de medición inercial 14 como elemento central. Una trayectoria 15 de la vía 5 se registra con la unidad de medición inercial 14 durante un recorrido de medición, compensándose los movimientos relativos de la unidad de medición inercial 14 en relación con la vía por medio de los datos de los dispositivos de medición de posición 12. Además, el sistema de medición inercial 13 comprende un procesador de navegación 16 que emite una trayectoria 15 de la vía 5 corregida para su posterior evaluación.
Un soporte 17 de un dispositivo receptor GNSS 18 está conectado rígidamente al bastidor de vehículo 2. Este dispositivo comprende varias antenas GNSS 19 alineadas entre sí para registrar con precisión las posiciones GNSS 20 del vehículo de medición 1. Con el fin de registrar los movimientos pendulares del bastidor de vehículo 2 con respecto a la vía 5, se disponen otros dispositivos de medición de posición 12 en el bastidor de vehículo 2. De nuevo en este caso, se utilizan, por ejemplo sensores de corte de línea láser. Se utiliza un procesador de sistema 21 para evaluar conjuntamente las señales recibidas de las antenas GNSS 19 y para compensar los movimientos relativos con respecto a la vía 5.
Es útil calibrar las relaciones geométricas de los sistemas de medición 8, 13, 18 antes de realizar un recorrido de medición. De ese modo, se determina la posición y orientación del sistema de registro de puntos de referencia 8 y las antenas GNSS 19 en relación con el bastidor de medición 11 del bogie. La posición y orientación de la unidad de medición inercial 14 se conocen a través de la construcción del bastidor de medición 11. El resultado de la calibración es un desplazamiento y una torsión del sistema de registro de puntos de referencia 8 en relación con la unidad de medición inercial 14.
La figura 2 muestra la trayectoria 15 de la vía 5 registrada durante un recorrido de medición. Las coordenadas de la trayectoria 15 se transfieren a un sistema de horizonte local XYZ por medio de una unidad de cálculo 22 dispuesta en el vehículo de medición 1. El origen de este sistema de coordenadas XYZ es el punto inicial de la trayectoria 15. El eje X apunta al norte, el eje Y apunta al este y el eje Z apunta hacia abajo. Por medio del sistema de registro de puntos de referencia 8, también se registran los puntos de referencia A, B, C ubicados a lo largo del tramo de medición. De esta manera, una geometría de vía relacionada con un punto de referencia del tramo de medición se registra y almacena en una unidad de memoria acoplada a la unidad de cálculo 22.
En la siguiente etapa del procedimiento, la trayectoria registrada y almacenada 15 se divide en secciones de trayectoria 15<ab>, 15<bc>por medio de la unidad de cálculo 22, como se muestra en la figura 3. Un punto inicial de sección respectivo está relacionado con un primer punto de referencia A o B y el respectivo punto final de sección está relacionado con un segundo punto de referencia B o C. Por ejemplo, el punto inicial de sección y el punto final de sección están definidos en un plano de referencia orientado perpendicularmente a la trayectoria 15, en el que está ubicado el punto de referencia asignado A, B, C. De manera favorable, estos planos de referencia también contienen puntos de conexión de vía 23<a>, 23<b>, que determinan una posición nominal referenciada 27' de la vía 5 en relación con los puntos de referencia A, B, C.
Además, se determina una cuerda longitudinal virtual 24<ab>, 24<bc>para cada sección de trayectoria 15<ab>, 15<bc>por medio de la unidad de cálculo 22. Un punto inicial de la cuerda longitudinal respectiva 24<ab>, 24<bc>forma un origen de un sistema de coordenadas local asignado x<ab>yAB z<ab>o x<bc>yBc z<bc>. El respectivo eje x x<ab>, x<bc>está alineado en la dirección de la cuerda longitudinal asignada 24<ab>, 24<bc>. El respectivo eje y yAB, yBc discurre horizontalmente y el eje z<zab>,<zbc>apunta hacia abajo. Ventajosamente, el punto inicial de la respectiva cuerda longitudinal 24<ab>, 24<bc>coincide con el punto inicial de sección de la sección de trayectoria asignada 15<ab>, 15<bc>, como se muestra en la figura 3.
Con esta determinación geométrica, la unidad de cálculo 22 calcula continuamente o a intervalos predeterminados las distancias reales 25 entre la trayectoria 15 y la respectiva cuerda longitudinal asignada 24<ab>, 24<bc>para cada sección de trayectoria 15<ab>, 15<ab>. Estas distancias reales calculadas 25 también se denominan flechas y forman una base de datos para un cálculo posterior de una corrección de posición de vía. En el proceso, se hace una especificación de distancias nominales 26 con referencia a un recorrido nominal 27 de la vía 5. Este recorrido nominal 27 es inicialmente una secuencia de secciones de geometría de vía predefinidas tales como rectas, curvas circulares y curvas de transición. Con valores de distancia nominales conocidos H', V' de los puntos de conexión 23<a>, 23<b>en relación con los puntos de referencia A, B, C, también se puede predefinir la posición nominal referenciada 27' de la vía 5. Posteriormente, puede ser útil determinar una geometría de vía absoluta 36 mediante coordenadas conocidas X<a>Y<a>Z<a>de los puntos de referencia A, B, C.
Las figuras 4 y 5 muestran las relaciones geométricas en el área de un punto de referencia A en una vista superior y en una vista lateral. Por consiguiente, las distancias 25, 26 se indican como vectores horizontales en la figura 4 y como vectores verticales en la figura 5. La cuerda longitudinal 24<ab>, la sección de trayectoria 15<ab>y el curso nominal 27 de la vía 5 se utilizan para calcular los valores de corrección 28. El sistema de coordenadas local asignado x<ab>yAB z<ab>se utiliza como el sistema de referencia.
La distancia real 25 resultante en un punto respectivo de la vía 5 se compara con la distancia nominal 26 para derivar de allí un valor de corrección 28. Los valores de corrección 28 también se pueden derivar directamente de las distancias reales 25 (flechas reales) y una geometría de vía predefinida (arcuación). Específicamente, esto conduce a un valor de corrección 28 para el desplazamiento lateral de la vía 5 en la figura 4 y un valor de corrección 28 para el levantamiento de la vía 5 en la figura 5.
La distancia nominal horizontal H' y la distancia nominal vertical V' entre el respectivo punto de referencia A, B, C y el punto de conexión asignado 23<a>de la vía 5 se conocen a partir de una lista de puntos de referencia A, B, C (por ejemplo, kilometraje en la dirección longitudinal de vía s). Además, se conocen las distancias reales H, V entre la posición real de la vía 5 y el punto de referencia respectivo A, B, C registradas durante un recorrido de medición por medio del sistema de registro sin contacto 8. Estas distancias reales se determinan preferentemente como vectores H, V orientados perpendicularmente con respecto al curso de la vía.
Posteriormente, se forma una diferencia respectiva 29 a partir de las distancias nominales conocidas H', V' y las distancias reales registradas H, V. La diferencia respectiva 29 se usa para ajustar los valores de corrección 28 para obtener una posición nominal referenciada 27' de la vía 5 en relación con los puntos de referencia A, B, C durante el mantenimiento posterior de la vía. Por ejemplo, la diferencia 29 entre la distancia nominal H', V' y la distancia real H, V relevante para la respectiva sección de trayectoria 15<ab>se aplica uniformemente a los valores de corrección 28 para obtener valores de corrección modificados 28'.
Ventajosamente, este proceso de cálculo se lleva a cabo por separado para ambos raíles 30 de la vía 5. El borde de rodadura del raíl asignado 30 se registra como la trayectoria respectiva 15 y se compara con una posición nominal del raíl 30.
En la figura 6 se muestra un diagrama a modo de ejemplo de los sistemas involucrados. En la unidad de cálculo 22 se proporciona un algoritmo de integración 31 por medio del cual se vinculan los resultados de medición de los sistemas de medición 8, 13, 18. Las coordenadas de los puntos de referencia A, B, C proporcionan la base para la integración de la geometría de vía referenciada. El proceso de integración también toma en cuenta las posiciones GNSS 20, lo que resulta en que la trayectoria 15 tenga coordenadas GNSS precisas (geometría de vía georreferenciada). Debe asegurarse que todas las coordenadas estén relacionadas con un sistema de coordenadas común XYZ.
El sistema de medición inercial 13 primero determina los datos de medición corregidos 32 de la unidad de medición inercial 14. Estos datos son alimentados al procesador de navegación 16 y proporcionan una trayectoria preliminar 15. Por medio del algoritmo de integración 31, un curso relativo 33 de la vía 5 (geometría de vía relativa) se calcula a partir del mismo.
El procesador de navegación 16 funciona de conformidad con los principios comunes de la navegación inercial y calcula parámetros desconocidos, la posición respectiva, la velocidad respectiva y la orientación respectiva utilizando un filtro de Kalman. Además de determinar los parámetros desconocidos, también se estima cualquier imprecisión del sensor de la unidad de medición inercial 14. Los datos de corrección correspondientes 34 se utilizan para corregir los resultados de medición de la unidad de medición inercial 14.
Un algoritmo de evaluación 35 divide la trayectoria 15 en las secciones de trayectoria 15<ab>, 15<bc>en relación con los puntos de referencia registrados A, B, C y asigna la cuerda longitudinal respectiva 24<ab>, 24<bc>. Mediante la comparación de las distancias reales calculadas 25 con las distancias nominales 26, se obtienen los valores de corrección 28 para nivelar y ajustar la vía 5.
La figura 7 muestra los resultados de las mediciones, las correcciones y los enlaces de datos. Durante un recorrido de medición, los datos de medición 32 se registran primero por medio del sistema de medición inercial 13. Además, se registran las coordenadas de los puntos de referencia A, B, C y las posiciones GNSS 20. La posición final correcta de la trayectoria tridimensional 15 resulta del proceso de georreferenciación.
El diagrama mostrado en la figura 8 es utilizado para determinar una geometría de vía absoluta 36. La unidad de cálculo 22 compara los resultados de medición de los sistemas de medición individuales 8, 18, 13 con las coordenadas X<a>Y<a>Z<a>de los puntos de referencia A, B, C utilizando un filtro de Kalman.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para determinar una posición real de una vía (5) por medio de un vehículo de medición (1) que se puede desplazar sobre la vía (5), en el que, por medio de un sistema de registro sin contacto (8) dispuesto en el vehículo de medición (1), se registran automáticamente puntos de referencia (A, B, C) situados en un entorno lateral de la vía (5) y se determina su distancia real respectiva (H, V) con respecto a la vía (5), caracterizado por que se registra una trayectoria tridimensional (15) de la vía (5) por medio de un sistema de medición inercial (13) dispuesto en el vehículo de medición (1), por que la trayectoria (15) se subdivide por medio de una unidad de cálculo (22) en secciones de trayectoria (15<ab>, 15<bc>), cada una de las cuales con un punto inicial de sección relacionado con un primer punto de referencia (A, B) y un punto final de sección relacionado con un segundo punto de referencia (B, C), por que para cada sección de trayectoria (15<ab>, 15<bc>), se define una cuerda longitudinal virtual (24<ab>, 24<bc>) en relación con los puntos de referencia asignados (A, B, C), y por que se calculan distancias reales (25) entre la trayectoria (15) y la respectiva cuerda longitudinal definida (24<ab>, 24<bc>) para cada sección de trayectoria (15<ab>, 15<bc>).
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que se calculan las distancias reales (25) en un sistema de coordenadas local (x<ab>yAB z<ab>, x<bc>yBc z<bc>) asignado a una de las cuerdas longitudinales respectivas (24<ab>, 24<bc>).
3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que se calculan un vector horizontal y un vector vertical para las distancias reales (25).
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que se predefine un curso nominal (27) de la vía (5), por que las distancias reales (25) se comparan con las distancias nominales asignadas (26) entre el curso nominal (27) y la cuerda longitudinal respectiva (24<ab>, 24<bc>), y por que los valores de corrección (28) para un posterior mantenimiento de vía se derivan de ello.
5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado por que una distancia nominal horizontal (H<s>) y/o una distancia nominal vertical (V<s>) de la vía (5) está predefinida en relación con el respectivo punto de referencia (A, B, C), y por que los valores de corrección (28) se comparan con una diferencia (29) entre la distancia real registrada (H, V) y la distancia nominal asociada (H<s>, V<s>).
6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que se registra una trayectoria tridimensional propia (15) para un raíl izquierdo (30) de la vía (5) y para un raíl derecho (30) de la vía (5).
7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que las posiciones GNSS (20) del vehículo de medición (1) se registran por medio de un dispositivo receptor GNSS (18), y por que la posición real registrada de la vía (5) se compara con las posiciones GNSS (20).
8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que mediante el sistema de medición inercial (13) se predefine una marca de tiempo como una base de tiempo común para cada fecha de medición.
9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que las relaciones geométricas de las disposiciones del sistema de medición inercial (13) y del sistema de registro sin contacto (8) y, en su caso, un dispositivo receptor GNSS (18) se determinan mediante un proceso de calibración.
10. Vehículo de medición (1) con un bastidor de vehículo (2) que se puede desplazar sobre trenes de rodaje sobre raíles (4) sobre una vía (5), en el que un sistema de registro sin contacto (8) para registrar automáticamente puntos de referencia (A, B, C) colocados en un entorno lateral de la vía (5) y una unidad de medición inercial (14) están dispuestos en el vehículo de medición (1), caracterizado por que un sistema de medición inercial (13) que comprende la unidad de medición inercial (14) está diseñado para registrar una trayectoria tridimensional (15) de la vía (5), por que el sistema de registro sin contacto (8) y el sistema de medición inercial (13) están acoplados a una unidad de cálculo (22), y por que la unidad de cálculo (22) está diseñada para dividir la trayectoria (15) en secciones de trayectoria (15<ab>, 15<bc>), cada una de las cuales con un punto inicial de sección relacionado con un primer punto de referencia (A, B) y un punto final de sección relacionado con un segundo punto de referencia (B, C), para definir una cuerda longitudinal virtual (24<ab>, 24<bc>) para cada sección de trayectoria (15<ab>, 15<bc>) en relación con los puntos de referencia asignados (A, B, C), y para calcular para cada sección de trayectoria (15<ab>, 15<bc>) distancias reales (25) entre la trayectoria (15) y la respectiva cuerda longitudinal definida (24<ab>, 24<bc>).
11. Vehículo de medición (1) según la reivindicación 10, caracterizado por que el sistema de registro sin contacto (8) comprende un sistema de cámaras estéreo (9) para el registro de pares de imágenes del entorno lateral de la vía (5) y un dispositivo de evaluación (10) para registrar y determinar la posición de los puntos de referencia (A, B, C).
12. Vehículo de medición (1) según la reivindicación 10 u 11, caracterizado por que un dispositivo receptor GNSS (18) está conectado al bastidor de vehículo (2) y por que unos dispositivos de medición de posición (12) para determinar la posición del bastidor de vehículo (2) en relación con la vía (5) están dispuestos en el bastidor de vehículo (2).
ES20750249T 2019-08-29 2020-07-31 Procedimiento y vehículo de medición para determinar una posición real de una vía Active ES2961326T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA284/2019A AT522764B1 (de) 2019-08-29 2019-08-29 Verfahren und Messfahrzeug zur Ermittlung einer Ist-Lage eines Gleises
PCT/EP2020/071628 WO2021037476A1 (de) 2019-08-29 2020-07-31 Verfahren und messfahrzeug zur ermittlung einer ist-lage eines gleises

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2961326T3 true ES2961326T3 (es) 2024-03-11

Family

ID=71899762

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES20750249T Active ES2961326T3 (es) 2019-08-29 2020-07-31 Procedimiento y vehículo de medición para determinar una posición real de una vía

Country Status (15)

Country Link
US (1) US11981362B2 (es)
EP (1) EP4021778B1 (es)
JP (1) JP7431949B2 (es)
KR (1) KR20220047378A (es)
CN (1) CN114390992B (es)
AT (1) AT522764B1 (es)
AU (1) AU2020337499A1 (es)
CA (1) CA3149008A1 (es)
ES (1) ES2961326T3 (es)
HU (1) HUE063090T2 (es)
MX (1) MX2022002423A (es)
PL (1) PL4021778T3 (es)
PT (1) PT4021778T (es)
SI (1) SI4021778T1 (es)
WO (1) WO2021037476A1 (es)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT519263B1 (de) * 2016-12-19 2018-05-15 Plasser & Theurer Export Von Bahnbaumaschinen Gmbh Gleismessfahrzeug und Verfahren zum Erfassen einer Gleisgeometrie eines Gleises
US10908291B2 (en) 2019-05-16 2021-02-02 Tetra Tech, Inc. System and method for generating and interpreting point clouds of a rail corridor along a survey path
CN116907412B (zh) * 2023-09-12 2023-11-17 农业农村部南京农业机械化研究所 农机的行距偏差检测方法、装置及系统

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT403066B (de) * 1991-07-12 1997-11-25 Plasser Bahnbaumasch Franz Verfahren zum ermitteln der abweichungen der ist-lage eines gleisabschnittes
JP3753833B2 (ja) * 1997-03-27 2006-03-08 アジア航測株式会社 道路線形自動測量装置
US7164975B2 (en) * 1999-06-15 2007-01-16 Andian Technologies Ltd. Geometric track and track/vehicle analyzers and methods for controlling railroad systems
CN102358325B (zh) * 2011-06-29 2014-02-26 株洲时代电子技术有限公司 基于绝对坐标测量参考系的轨道参数测量装置及其方法
WO2014039747A1 (en) * 2012-09-07 2014-03-13 Harsco Corporation Reference measurement system for rail applications
JP2014240262A (ja) * 2013-06-12 2014-12-25 株式会社東芝 軌道検測装置
CN103754235B (zh) * 2013-12-24 2016-04-13 湖北三江航天红峰控制有限公司 一种高铁测量用惯性定位定向装置及方法
AT516278B1 (de) * 2014-10-22 2016-04-15 System 7 Railsupport Gmbh Verfahren zur Messung und Darstellung der Gleisgeometrie einer Gleisanlage
DK178276B1 (en) * 2014-12-19 2015-10-26 Conpleks Innovation Aps Method for recording and predicting position data for a selfpropelled wheeled vehicle, and delivery or pick up system comprising a self-propelled, self-guided wheeled vehicle
US10466738B2 (en) * 2015-07-20 2019-11-05 Lattice Semiconductor Corporation Low-speed bus time stamp methods and circuitry
US10518791B2 (en) * 2015-10-20 2019-12-31 Sameer Singh Integrated rail and track condition monitoring system with imaging and inertial sensors
CN105758410B (zh) * 2015-11-14 2018-12-25 大连东软信息学院 基于A‐Star算法的快速路径规划混合方法
AT518579B1 (de) * 2016-04-15 2019-03-15 Plasser & Theurer Export Von Bahnbaumaschinen Gmbh Verfahren und Messsystem zum Erfassen eines Festpunktes neben einem Gleis
CN106052584B (zh) * 2016-05-24 2017-07-04 上海工程技术大学 一种基于视觉及惯性信息融合的轨道空间线形测量方法
AU2017315963B2 (en) * 2016-08-26 2022-08-11 Harsco Technologies LLC Inertial track measurement system and methods
CN106524924B (zh) * 2016-11-25 2020-04-14 闫东坤 一种基于光学惯性组合的轨检车位置姿态测量系统及方法
AT519575B1 (de) * 2017-02-15 2018-08-15 Plasser & Theurer Export Von Bahnbaumaschinen Gmbh Gleismessfahrzeug und Verfahren zur Erfassung einer vertikalen Gleislage
AT520266A1 (de) * 2017-08-07 2019-02-15 Plasser & Theurer Export Von Bahnbaumaschinen Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Messen einer Lage auf einem Gleis
JP6924440B2 (ja) * 2017-12-07 2021-08-25 日本製鉄株式会社 鉄道車両の摩擦係数演算方法及び走行安全性評価方法並びに軌道の潤滑状態管理方法
US10953899B2 (en) * 2018-11-15 2021-03-23 Avante International Technology, Inc. Image-based monitoring and detection of track/rail faults
AT523627B1 (de) * 2020-09-16 2021-10-15 Plasser & Theurer Export Von Bahnbaumaschinen Gmbh Verfahren und System zur Ermittlung eines Soll-Gleisverlaufs für eine Lagekorrektur

Also Published As

Publication number Publication date
CN114390992B (zh) 2024-05-14
KR20220047378A (ko) 2022-04-15
JP7431949B2 (ja) 2024-02-15
SI4021778T1 (sl) 2023-12-29
EP4021778B1 (de) 2023-07-19
PT4021778T (pt) 2023-09-19
EP4021778A1 (de) 2022-07-06
WO2021037476A1 (de) 2021-03-04
AU2020337499A1 (en) 2022-03-24
PL4021778T3 (pl) 2024-02-19
AT522764B1 (de) 2021-01-15
MX2022002423A (es) 2022-03-22
CA3149008A1 (en) 2021-03-04
AT522764A4 (de) 2021-01-15
US11981362B2 (en) 2024-05-14
HUE063090T2 (hu) 2024-01-28
CN114390992A (zh) 2022-04-22
JP2022545942A (ja) 2022-11-01
US20220266881A1 (en) 2022-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2961326T3 (es) Procedimiento y vehículo de medición para determinar una posición real de una vía
US10816347B2 (en) Tunnel mapping system and methods
ES2774734T3 (es) Procedimiento y sistema de medición para la detección de un punto fijo junto a una vía
US20230365170A1 (en) Method and system for determining a target profile of the track to correct the geometry
ES2945477T3 (es) Vehículo ferroviario y procedimiento para medir un tramo de vía férrea
ES2335189T3 (es) Procedimiento de medicion de una via ferrea.
ES2556174T3 (es) Procedimiento y dispositivo para determinar la posición de un vehículo, programa de ordenador y producto de programa de ordenador
CN103115581B (zh) 多功能轨道测量系统及方法
JP4676980B2 (ja) 走行路の測定方法
ES2657990T3 (es) Determinación de la posición de un vehículo sobre raíles
JP2006047291A (ja) デジタルレーンマーク作成装置
ES2745492T3 (es) Procedimiento y dispositivo de localización para determinar la posición de un vehículo guiado, en particular de un vehículo ferroviario
US20140071269A1 (en) Reference Measurement System for Rail Applications
CN103644843A (zh) 轨道交通车辆运动姿态的检测方法及其应用
RU2287187C1 (ru) Способ определения эталонной координатной модели железнодорожного пути и устройство для его осуществления
ES2973262T3 (es) Procedimiento para el calibrado de un sistema de medición integrado en una máquina
ES2826848T3 (es) Procedimiento, así como dispositivo, para determinar una longitud de un vehículo guiado por raíles
RU166664U1 (ru) Устройство для определения пространственных параметров объектов инфраструктуры железной дороги
CN105283873A (zh) 用于发现经过车辆的一个或多个人员的方法和系统
RU147033U1 (ru) Система для управления выправкой железнодорожного пути
ES2881448B2 (es) Sistema y metodo de medida de geometria de vias
KR20200065144A (ko) 객체 인식을 이용한 정밀 지도 자동 검수 장치 및 방법
EA046523B1 (ru) Способ и система для определения заданной формы рельсового пути для корректировки его положения
BR112019003985B1 (pt) Sistema e métodos de medição de via inercial
JP2022181387A (ja) 情報処理システム、情報処理装置、情報生成方法及びプログラム