RU2772796C2 - Methods for positioning points or lines of interest on the railway, positioning and control of the machine for intervention on the railway - Google Patents
Methods for positioning points or lines of interest on the railway, positioning and control of the machine for intervention on the railway Download PDFInfo
- Publication number
- RU2772796C2 RU2772796C2 RU2020126536A RU2020126536A RU2772796C2 RU 2772796 C2 RU2772796 C2 RU 2772796C2 RU 2020126536 A RU2020126536 A RU 2020126536A RU 2020126536 A RU2020126536 A RU 2020126536A RU 2772796 C2 RU2772796 C2 RU 2772796C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- orientation
- railway track
- interest
- camera
- data
- Prior art date
Links
- 239000003550 marker Substances 0.000 claims abstract description 51
- 230000003287 optical Effects 0.000 claims abstract description 34
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 33
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 79
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 70
- 230000001131 transforming Effects 0.000 claims description 45
- 230000001264 neutralization Effects 0.000 claims description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 17
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 5
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000001960 triggered Effects 0.000 claims description 4
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000001360 synchronised Effects 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 241001669679 Eleotris Species 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 3
- 238000010192 crystallographic characterization Methods 0.000 description 2
- 241001422033 Thestylus Species 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative Effects 0.000 description 1
- 230000001809 detectable Effects 0.000 description 1
- 239000000789 fastener Substances 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003709 image segmentation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000001537 neural Effects 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic Effects 0.000 description 1
- 238000009418 renovation Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000010200 validation analysis Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
[0001] Настоящее изобретение относится к использованию железнодорожного транспортного средства для обследования железнодорожного пути или для работы на железнодорожном пути, в частности, для его строительства, содержания, технического обслуживания, ремонта, обновления или демонтажа. Оно также относится к раннему определению местоположений точек интереса на железнодорожном пути, при необходимости определяющих границы зон интереса для последующего вмешательства на пути приспособления для вмешательства, переносимого и маневрируемого машиной, движущейся по указанному пути. Оно также относится к преобразованию такого местоположения для последующего его использования, в частности, для последующего обследования пути посредством устройства для обследования или для последующего вмешательства на пути посредством приспособления для вмешательства. [0001] The present invention relates to the use of a railway vehicle for surveying a railway track or for working on a railway track, in particular for its construction, maintenance, maintenance, repair, renovation or dismantling. It also refers to the early determination of the locations of points of interest on a railway track, if necessary defining the boundaries of areas of interest for subsequent intervention on the track by an intervention device carried and maneuvered by a vehicle moving along the indicated track. It also relates to converting such a location for later use, in particular for later inspection of the track by means of a survey device or for subsequent intervention on the track by means of an intervention device.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION
[0002] В документе US 4986189 описана машина для вмешательства для технического обслуживания или ремонта железнодорожного пути, которая содержит приспособления для вмешательства, предназначенные для работы в то время, когда эта машина продвигается вперед при движении по железнодорожному пути в направлении продвижения этих работ. Для того, чтобы предвидеть наличие препятствий и обеспечить возможность автоматического управления позиционированием указанных приспособлений, на передней части машины расположена измерительная штанга. Эта измерительная штанга расположена горизонтально и перпендикулярно к направлению пути, а также содержит выровненные датчики, обеспечивающие возможность обнаружения поперечного положения рельса. Другой датчик, состоящий из камеры, отслеживает препятствия на пути. Измерительная штанга дополнительно оборудована одометром. Сигналы датчиков передают в схему для управления приспособлениями с задержкой, которая находится в зависимости от сигнала одометра и заранее определенного расстояния между измерительной штангой и приспособлениями. Таким образом, можно расположить измерительную штангу на расстоянии от приспособлений без риска помех. Но такой режим работы предполагает, что заранее определенное расстояние между измерительной штангой и приспособлениями известно с высокой точностью. Поскольку требуемая точность позиционирования приспособлений является сантиметровой, для создания общей системы отсчета необходимо обеспечивать чрезвычайно жесткое общее шасси для опоры приспособлений для вмешательства и измерительной штанги. Это также предполагает, что перпендикулярность измерительной штанги относительно пути является точной. Кроме того, одометрические погрешности, связанные, например, со скольжением или с угловой надписью колеса щупа относительно нейтральной линии рельса, являются кумулятивными. Наконец, эта система не справляется с изогнутыми путями. [0002] US 4,986,189 describes an intervention machine for the maintenance or repair of a railroad track that includes intervention devices designed to operate while the machine is advancing along the railroad track in the direction of progress of the work. In order to anticipate the presence of obstacles and allow automatic control of the positioning of these devices, a measuring rod is located on the front of the machine. This measuring rod is located horizontally and perpendicular to the direction of the track, and also contains aligned sensors to enable detection of the transverse position of the rail. Another sensor, consisting of a camera, monitors obstacles in the way. The measuring rod is additionally equipped with an odometer. The sensor signals are transmitted to the fixture control circuit with a delay that depends on the odometer signal and a predetermined distance between the measuring rod and the fixtures. In this way, it is possible to position the measuring rod at a distance from fixtures without the risk of interference. But this mode of operation assumes that the predetermined distance between the measuring rod and the fixtures is known with high accuracy. Since the required positioning accuracy of the fixtures is centimeter, in order to create a common reference frame, it is necessary to provide an extremely rigid common chassis for supporting the intervention fixtures and the measuring rod. This also assumes that the perpendicularity of the measuring rod with respect to the path is accurate. In addition, odometric errors associated, for example, with the slip or angle inscription of the stylus wheel relative to the neutral line of the rail, are cumulative. Finally, this system does not handle curved paths.
[0003] В документе «Высокопроизводительная система инспектирования и технического обслуживания пути с использованием непрерывного сканированного изображения» Масато Укаи и Нобухико Нагахара 11-го Всемирного конгресса по железнодорожным исследованиям, 2016 г. (“A High-Performance Inspection and Maintenance System of Track using Continuous Scan Image” by Masato Ukai and Nobuhiko Nagahara, 11th WCRR 2016), описана система раннего анализа железнодорожного пути с целью последующего вмешательства посредством транспортного средства технического обслуживания. Эта аналитическая система смонтирована на специализированном железнодорожном транспортном средстве, которое может перемещаться по пути с максимальной скоростью 45 км/ч. Система анализа использует линейную камеру, расположенную на этом транспортном средстве поперек пути, соединенную с одометром таким образом, чтобы синхронизировать импульсы одометра с линейными снимками, выполненными линейной камерой. Эта система обеспечивает возможность построения непрерывного растрового (двумерного) изображения железнодорожного пути. Анализ растрового изображения, который не выполняют в режиме реального времени, обеспечивает возможность обнаружения объектов, имеющих заранее определенную характерную особенность, и, в частности, препятствий, для определения зон пути, где возможно вмешательство, и «запрещенных» зон, где автоматическое вмешательство невозможно. Для исправления ошибок измерения одометра, особенно в кривых, предложено регулярно повторно настраивать сигнал одометра посредством распознавания заранее определенных маркеров, расположенных на пути, абсолютное положение которых известно. Система анализа обеспечивает возможность создания программы вмешательства, которая может быть выполнена позже посредством машинного приспособления для технического обслуживания, переносимого транспортным средством технического обслуживания, движущимся по железнодорожному пути. Но последующее использование измерений транспортным средством технического обслуживания требует от последнего наличия собственных средств позиционирования относительно пути. Кроме того, не учитываются потенциальные дефекты, связанные с перпендикулярностью между линейной камерой и путем. [0003] In "A High-Performance Inspection and Maintenance System of Track using Continuous Scan" by Masato Ukai and Nobuhiko Nagahara of the 11th World Congress on Railway Research, 2016 (“ A High-Performance Inspection and Maintenance System of Track using Continuous Scan Image ” by Masato Ukai and Nobuhiko Nagahara, 11th WCRR 2016), describes a system for early analysis of a railway track for later intervention by a maintenance vehicle. This analytical system is mounted on a specialized railway vehicle that can travel along the track at a maximum speed of 45 km/h. The analysis system uses a line camera located on the vehicle across the track, connected to the odometer in such a way as to synchronize the odometer pulses with line pictures taken by the line camera. This system provides the ability to build a continuous raster (two-dimensional) image of the railway track. Bitmap analysis, which is not performed in real time, allows the detection of objects having a predetermined characteristic, and in particular obstacles, to determine areas of the path where tampering is possible and "forbidden" areas where automatic intervention is not possible. To correct odometer measurement errors, especially in curves, it is proposed to regularly re-adjust the odometer signal by recognizing predetermined markers located on the path whose absolute position is known. The analysis system makes it possible to create an intervention program that can be executed later by a maintenance vehicle carried by a maintenance vehicle traveling on a railway track. But the subsequent use of measurements by the maintenance vehicle requires the latter to have its own means of positioning relative to the path. In addition, potential defects associated with the perpendicularity between the line camera and the path are not taken into account.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE INVENTION
[0004] В частности, настоящее изобретение направлено на преодоление недостатков предшествующего уровня техники и на предложение средств, обеспечивающих точное раннее определение местоположений точек или линий интереса на железнодорожном пути, при необходимости определяющих границы зон интереса для последующего вмешательства приспособления, переносимого и управляемого машиной для вмешательства, движущейся по указанному пути. [0004] In particular, the present invention aims to overcome the shortcomings of the prior art and to provide means for providing accurate early location of points or lines of interest on a railway track, optionally delimiting areas of interest for subsequent intervention by a device carried and controlled by an intervention machine. moving along the specified path.
[0005] Для этой цели в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предложен способ определения местоположения железнодорожного пути, выполняемый посредством системы определения местоположения железнодорожного пути, содержащей по меньшей мере одну линейную камеру, направленную на железнодорожный путь, и один или более одометров, причем система определения местоположения железнодорожного пути выполнена с возможностью продвижения по железнодорожному пути в направлении продвижения, а способ определения местоположения включает следующие действия: [0005] For this purpose, according to a first aspect of the present invention, there is provided a method for determining the location of a railway track, performed by a system for determining the location of a railway track, comprising at least one linear camera directed to the railway track and one or more odometers, and the determining system the location of the railway track is made with the possibility of moving along the railway track in the direction of advancement, and the method for determining the location includes the following actions:
- неоднократный сбор с помощью указанного одометра (одометров) данных продвижения системы определения местоположения железнодорожного пути на железнодорожном пути в направлении продвижения,- repeated collection using the specified odometer (odometers) of data on the progress of the system for determining the location of the railway track on the railway track in the direction of advancement,
- неоднократный сбор с помощью линейной камеры, направленной на железнодорожный путь, мгновенных линейных оптических данных вдоль линии мгновенного измерения,- repeated collection of instantaneous linear optical data along the line of instantaneous measurement with a line camera aimed at the railway track,
- посредством обработки по меньшей мере мгновенных линейных оптических данных и, при необходимости, данных продвижения, построение растрового изображения зоны поверхности железнодорожного пути,- by processing at least instantaneous linear optical data and, if necessary, advance data, building a bitmap image of the area of the surface of the railway track,
- посредством обработки построенного растрового изображения идентификацию в построенном растровом изображении по меньшей мере одного пространственного индексирующего маркера заранее определенной характерной особенности и посредством обработки по меньшей мере данных продвижения определение криволинейной абсциссы пространственного индексирующего маркера и положения указанного пространственного индексирующего маркера относительно опорной линии железнодорожного пути, и- by processing the constructed bitmap, identifying in the constructed bitmap at least one spatial indexing marker of a predetermined characteristic, and by processing at least the advance data, determining the curvilinear abscissa of the spatial indexing marker and the position of said spatial indexing marker relative to the reference line of the railway track, and
- идентификация точек или линий интереса в построенном растровом изображении и определение в двумерной системе отсчета определения местоположения, связанной с пространственным индексирующим маркером и с указанной опорной линией, координат указанных точек или линий интереса.- identification of points or lines of interest in the constructed raster image and determination in the two-dimensional reference frame of the location associated with the spatial indexing marker and with the specified reference line, the coordinates of the specified points or lines of interest.
[0006] Линейная камера обладает тем преимуществом, что она в высокой степени нечувствительна к паразитным перемещениям, в частности, к вибрациям, возникающим в результате продвижения на железнодорожном пути системы определения местоположения, что может быть дополнительно усилено в том случае, когда система определения местоположения прикреплена к машине для вмешательства на железнодорожном пути или сцеплена с ней. Кроме того, по сравнению с матричными технологиями время формирования пикселя линейного изображения меньше. Таким образом, уменьшаются задержка и неточность позиционирования, которые могут быть вызваны длительной экспозицией и слишком долгим временем формирования. [0006] The line camera has the advantage that it is highly insensitive to parasitic movements, in particular to vibrations resulting from the movement of the positioning system on the railway track, which can be further enhanced when the positioning system is attached to the machine for intervention on the railway track or coupled to it. In addition, compared with matrix technologies, the line image pixel formation time is shorter. Thus, the delay and positioning inaccuracy that can be caused by long exposures and too long shaping times are reduced.
[0007] Благодаря тому, что в качестве локальной системы отсчета для определения координат точек или линий интереса принимают пространственный индексирующий маркер и опорную линию, конструируют набор данных, который впоследствии может быть использован самой системой преобразования, оборудованной с возможностью идентификации пространственного индексирующего маркера и опорной линии. [0007] Due to the fact that a spatial index marker and a reference line are taken as a local reference system for determining the coordinates of points or lines of interest, a data set is constructed that can subsequently be used by the transformation system itself, equipped with the ability to identify a spatial index marker and a reference line .
[0008] Линейные оптические данные, собранные в данный момент, соответствуют линии растрового изображения. Построение растрового изображения на основе линейных оптических данных является простым, поскольку не возникает проблемы перекрытия между последовательными изображениями, которое было бы свойственно для сбора данных посредством матричной камеры. Кривые также «естественно» выпрямляются в растровом изображении, построенном на основе мгновенных линейных данных линейной камеры, что обеспечивает упрощенное, но тем не менее релевантное представление для оператора. [0008] The line optical data currently collected corresponds to the line of the bitmap. The construction of a raster image based on linear optical data is simple, since there is no problem of overlap between successive images, which would be typical for data collection through a matrix camera. The curves are also "naturally" flattened in the bitmap built from the line camera's instantaneous line data, providing a simplified yet relevant view for the operator.
[0009] В соответствии с вариантом осуществления сбор мгновенных линейных оптических данных запускают посредством приема данных продвижения. [0009] According to an embodiment, the acquisition of instantaneous linear optical data is triggered by receiving advance data.
[0010] Если пространственное разрешение одометра высокое, можно запускать линию сбора линейных оптических данных для каждого импульса одометра или даже для всех N импульсов, причем N представляет собой любое ненулевое целое число, которое обеспечивает возможность наличия постоянного пространственного шага для последовательных сборов линий линейных оптических данных. [0010] If the spatial resolution of the odometer is high, it is possible to run a linear optical data acquisition line for each odometer pulse or even for all N pulses, where N is any non-zero integer that allows for a constant spatial step for successive acquisitions of linear optical data lines .
[0011] В соответствии с вариантом осуществления мгновенные линейные оптические данные и данные продвижения собирают синхронизированным образом. [0011] According to an embodiment, instantaneous linear optical data and advance data are collected in a synchronized manner.
[0012] В частности, если пространственное разрешение одометра ниже разрешения, требуемого для построения растрового изображения, можно, например, наблюдать временной интервал T между двумя последовательными импульсами I-1 и I одометра, делить этот временной интервал на заранее определенное ненулевое целое число N и запускать линии сбора линейных оптических данных с постоянным временным интервалом T/N между импульсом I и импульсом I+1 одометра. Количество линий измерения подсчитывают до импульса I+1, и из этого апостериорно выводят пространственный шаг для сбора линейных оптических данных в направлении продвижения между импульсами I и I+1. На практике вариации скорости продвижения системы для определения местоположения в масштабе наблюдения невелики, и предположение о постоянной скорости между двумя последовательными импульсами одометра приводит к пренебрежимо малой деформации растрового изображения. В общем, и независимо от поддерживаемого алгоритма, можно запускать линейную камеру, например, посредством электронной карты для генерации последовательностей импульсов или специального программного блока. [0012] In particular, if the spatial resolution of the odometer is lower than the resolution required to build a bitmap, one can, for example, observe the time interval T between two successive pulses I-1 and I of the odometer, divide this time interval by a predetermined non-zero integer N, and start the collection lines linear optical data with a constant time interval T/N between pulse I and pulse I+1 of the odometer. The number of lines of measurement is counted up to the pulse I+1, and from thisa posterioriwithdraw spatial step for collecting linear optical data in the direction of advance between pulses I and I+1. In practice, variations in the rate of advance of the system for position determination at the scale of observation are small, and the assumption of a constant speed between two successive odometer pulses leads to negligible distortion of the bitmap. In general, and regardless of the supported algorithm, it is possible to run a line camera, for example, by means of an electronic card for generating pulse sequences or a special software block.
[0013] В соответствии с вариантом осуществления данные продвижения и мгновенные линейные оптические данные имеют временные метки, причем растровое изображение предпочтительно выстраивают в зависимости от временных меток. Таким образом, можно определить пространственный шаг, потенциально переменный, между двумя последовательными линиями линейных оптических данных, на основе знания пространственного разрешения одометра и временных интервалов, наблюдаемых между двумя импульсами одометра и между двумя линиями измерения линейной камеры. [0013] According to an embodiment, the advance data and the instantaneous linear optical data are timestamped, with the bitmap preferably aligned with the timestamps. Thus, it is possible to determine the spatial step, potentially variable, between two consecutive lines of linear optical data, based on the knowledge of the spatial resolution of the odometer and the time intervals observed between two odometer pulses and between two measurement lines of the linear camera.
[0014] В соответствии с вариантом осуществления точки или линии интереса составляют границы зоны интереса, предпочтительно, представляют собой вершины четырехугольника, составляющего зону интереса. Предпочтительно, система определения местоположения выполнена с возможностью идентификации в растровом изображении пересечений между путевыми шпалами или нейтральными линиями путевых шпал, с одной стороны, и рельсами железнодорожного пути или нейтральными линиями рельсов, с другой стороны, причем эти пересечения составляют по меньшей мере некоторые из точек или линий интереса. [0014] In accordance with an embodiment, the points or lines of interest constitute the boundaries of the area of interest, preferably represent the vertices of a quadrangle constituting the area of interest. Preferably, the positioning system is configured to identify in the bitmap the intersections between the track sleepers or track sleeper neutral lines on the one hand and the railway track rails or rail neutral lines on the other hand, these intersections constituting at least some of the points or lines of interest.
[0015] Координаты точек интереса могут представлять собой декартовы координаты в системе отсчета, принимающей в качестве начала отсчета пространственный индексирующий маркер, в качестве оси Х - опорную линию, и в качестве оси Y - ось, перпендикулярную к этой опорной линии. В этом предположении координаты содержат расстояние относительно опорной линии, измеряемое перпендикулярно к этой опорной линии, и расстояние относительно пространственного индексирующего маркера, измеряемое параллельно этой опорной линии. [0015] The coordinates of the points of interest may be Cartesian coordinates in a reference system that takes as origin a spatial index marker, as an X-axis a reference line, and as a Y-axis an axis perpendicular to this reference line. In this assumption, the coordinates contain the distance relative to the reference line, measured perpendicular to this reference line, and the distance relative to the spatial indexing marker, measured parallel to this reference line.
[0016] Опорная линия может быть локально определена посредством данных по меньшей мере двух точек или данных точки и направляющего вектора или любых других эквивалентных средств. В соответствии с вариантом осуществления опорная линия представляет собой нейтральную линию одного из рельсов железнодорожного пути или линию, построенную на основе нейтральных линий рельсов железнодорожного пути, например срединную линию между двумя рельсами железной дороги. На практике можно определить нейтральную линию рельса, например, посредством определения местоположений краев этого рельса на растровом изображении, построенном на основе мгновенных линейных данных. Также можно прибегнуть к матричной камере ориентации, как будет описано ниже. [0016] The reference line may be locally determined by at least two point data or point and steering vector data, or any other equivalent means. According to an embodiment, the reference line is the neutral line of one of the rails of the railroad track, or a line constructed from the neutral lines of the rails of the railroad track, such as a median line between two rails of a railroad. In practice, it is possible to determine the neutral line of a rail, for example, by locating the edges of that rail in a bitmap built from instantaneous linear data. It is also possible to resort to an orientation matrix camera, as will be described below.
[0017] Предпочтительно, устройство ориентации системы определения местоположения железнодорожного пути неоднократно определяет данные угловой ориентации этой системы определения местоположения железнодорожного пути относительно опорной линии, причем координаты точек или линий интереса определяют в зависимости от указанных данных ориентации. Знание угла между линейной камерой и опорной линией в плоскости проекции растрового изображения обеспечивает возможность исправления координат точек интереса и пространственного индексирующего маркера. Разумеется, при наличии непрямого угла между линейной камерой и опорной линией расстояние, видимое линейной камерой между точкой интереса и рельсом, больше фактического расстояния, измеренного перпендикулярно к опорной линии. Естественно, расстояние между двумя соседними пикселями линейной камеры известно и задано параметрами калибровки. [0017] Preferably, the railroad track positioning system orientation device repeatedly determines the railroad track positioning system's angular orientation data relative to the reference line, wherein the coordinates of the points or lines of interest are determined depending on said orientation data. Knowing the angle between the linear camera and the reference line in the projection plane of the raster image makes it possible to correct the coordinates of the points of interest and the spatial indexing marker. Of course, if there is a non-right angle between the line camera and the reference line, the distance seen by the line camera between the point of interest and the rail is greater than the actual distance measured perpendicular to the reference line. Naturally, the distance between two neighboring pixels of the linear camera is known and is set by the calibration parameters.
[0018] В соответствии с вариантом осуществления устройство ориентации системы определения местоположения содержит по меньшей мере один первый щуп для обнаружения ориентации системы определения местоположения относительно первого рельса железнодорожного пути, составляющего первый рельс ориентации, и, предпочтительно, содержит второй щуп для обнаружения ориентации системы определения местоположения относительно второго рельса железнодорожного пути, составляющего второй рельс ориентации. [0018] In accordance with an embodiment, the positioning system orientation device comprises at least one first probe for detecting the orientation of the positioning system relative to the first rail of the railway track constituting the first orientation rail, and preferably includes a second probe for detecting the orientation of the positioning system relative to the second rail of the railroad track constituting the second orientation rail.
[0019] В соответствии с другим вариантом осуществления устройство ориентации системы определения местоположения содержит по меньшей мере одну первую матричную камеру ориентации, расположенную обращенной к первому из рельсов железнодорожного пути, составляющему первый рельс ориентации, причем устройство ориентации делает снимки с помощью первой матричной камеры ориентации и обрабатывает указанные снимки таким образом, чтобы обнаруживать на них ориентацию первого рельса ориентации относительно цели первой матричной камеры ориентации, и, предпочтительно, содержит вторую матричную камеру ориентации, расположенную обращенной ко второму из рельсов железнодорожного пути, составляющему второй рельс ориентации, причем устройство ориентации делает снимки с помощью второй матричной камеры ориентации и обрабатывает указанные снимки таким образом, чтобы обнаруживать ориентацию второго рельса ориентации относительно цели второй матричной камеры ориентации. Снимки линейной камеры (камер) ориентации также могут обеспечивать возможность определения опорной линии. Доступны различные опции для приближения и согласования данных, поступающих от линейной камеры и камеры (камер) ориентации. В соответствии с первым способом можно выполнять калибровку системы определения местоположения железнодорожного пути таким образом, чтобы характеризовать посредством параметров калибровки относительное положение линейной камеры и устройства ориентации, состоящего из камеры (камер) ориентации. На основе этих данных калибровки становится возможным преобразование на растровом изображении, построенном на основе мгновенных линейных оптических данных, направляющей линии рельса, обнаруженной в изображении камеры ориентации. Этот первый способ может быть реализован без обнаружения нейтральной линии рельса, или, в частности, опорной линии, на растровом изображении, построенном на основе мгновенных линейных оптических данных. Напротив, можно использовать только данные угловой ориентации, предоставляемые устройством ориентации, причем опорную линию рассчитывают только на основе данных растрового изображения, построенного на основе мгновенных линейных данных. [0019] In accordance with another embodiment, the orientation device of the position determination system comprises at least one first orientation matrix camera located facing the first of the rails of the railway track constituting the first orientation rail, and the orientation device takes pictures using the first orientation matrix camera and processes said images in such a way as to detect on them the orientation of the first orientation rail relative to the target of the first orientation matrix camera, and preferably contains the second orientation matrix camera located facing the second of the rails of the railway track constituting the second orientation rail, and the orientation device takes pictures using the second orientation matrix camera and processes said images so as to detect the orientation of the second orientation rail relative to the target of the second orientation matrix camera. Snapshots of the orientation line camera(s) may also allow the reference line to be determined. Various options are available for zooming in and matching data from the line camera and orientation camera(s). According to the first method, it is possible to calibrate the railway track location system in such a way as to characterize, by means of calibration parameters, the relative position of the line camera and the orientation device consisting of the orientation camera(s). Based on this calibration data, it becomes possible to transform, on the bitmap built on the basis of the instantaneous linear optical data, the guide line of the rail detected in the image of the orientation camera. This first method can be implemented without detecting the neutral line of the rail, or in particular the reference line, on a raster image built on the basis of instantaneous linear optical data. On the contrary, it is possible to use only the angular orientation data provided by the orientation device, and the reference line is calculated only on the basis of the raster image data built on the basis of the instantaneous linear data.
[0020] При необходимости, исправления могут быть выполнены посредством инерциальных измерений, выполненных в средней точке штанги, или посредством технологий измерения оптической скорости (которые подразумевают получение близко расположенных матричных изображений с помощью камеры ориентации). Эти подходы также могут быть использованы для выбора подходящего изображения (с низкой конкретной вращательной динамикой) для определения среднего угла надписи штанги относительно рельса. [0020] If necessary, corrections can be made through inertial measurements taken at the midpoint of the rod, or through optical velocity measurement technologies (which involve obtaining closely spaced matrix images using an orientation camera). These approaches can also be used to select an appropriate image (with low specific rotational dynamics) to determine the average angle of the rod inscription relative to the rail.
[0021] При необходимости на одном и том же рельсе или на двух различных рельсах можно сочетать камеру и щуп. Таким образом, для оценки ориентации линейной камеры можно выполнять интерполяцию между данными ориентации, передаваемыми двумя матричными камерами ориентации. Наличие по меньшей мере одного датчика (щупа или матричной камеры) над каждым рельсом железнодорожного пути также обеспечивает возможность компенсации отсутствия рельса на участке пути, в частности, когда система определения местоположения продвигается вдоль путевого устройства, например, стрелки. Также можно выбирать конкретную ориентацию рельса в кривых, например, рельс, расположенный внутри этой кривой. [0021] If necessary, on the same rail or on two different rails, you can combine the camera and the probe. Thus, to estimate the orientation of the line camera, it is possible to interpolate between the orientation data transmitted by the two orientation matrix cameras. The presence of at least one sensor (probe or matrix camera) above each rail of the railway track also makes it possible to compensate for the absence of a rail on the track section, in particular when the positioning system moves along a track device, for example, a switch. It is also possible to select a specific orientation of a rail in curves, such as a rail located inside that curve.
[0022] Предпочтительно, данные ориентации имеют временные метки. [0022] Preferably, the orientation data is timestamped.
[0023] В соответствии с вариантом осуществления система определения местоположения различает зоны поверхности железнодорожного пути, содержащие шпалы, и зоны между шпалами поверхности пути, причем устройство ориентации передает данные ориентации только один раз для каждой из этих зон между шпалами. Вариации ориентации между двумя шпалами невелики, поэтому лучше ограничивать массу данных, подлежащих обработке. [0023] In accordance with an embodiment, the positioning system distinguishes between sleeper-containing railroad track surface areas and track surface areas between sleepers, with the orientation device transmitting orientation data only once for each of these areas between sleepers. Orientation variations between two sleepers are small, so it's best to limit the amount of data to be processed.
[0024] Предпочтительно, данные ориентации используют для определения опорной линии. [0024] Preferably, the orientation data is used to determine the reference line.
[0025] Для обеспечения возможности человеческого вмешательства в идентифицированных точках интереса или зонах интереса можно обеспечивать возможность воспроизведения растрового изображения на просмотровом экране системы определения местоположения. Предпочтительно, обеспечивается визуальная идентификация на просмотровом экране точек или линий интереса. [0025] To enable human intervention at identified points of interest or areas of interest, a bitmap image may be rendered on the viewing screen of the positioning system. Preferably, points or lines of interest are visually identified on the viewing screen.
[0026] Можно обеспечивать возможность валидации и/или инвалидации по меньшей мере некоторых из точек или линий интереса или зоны интереса или квалификации зоны интереса в качестве зоны возможного вмешательства или запрещенной зоны после осуществления ввода на человеко-машинном интерфейсе ввода. [0026] It may be possible to validate and/or invalidate at least some of the points or lines of interest or area of interest, or to qualify the area of interest as a tamper zone or forbidden zone after an input is made on the input human-machine interface.
[0027] В соответствии с другим аспектом изобретения настоящее изобретение относится к способу позиционирования, выполняемому посредством измерительного узла, содержащего систему определения местоположения и систему преобразования, причем система определения местоположения содержит линейную камеру и одометр, система преобразования содержит одну или более матричных камер преобразования, расположенных на расстоянии от линейной камеры системы определения местоположения в направлении продвижения и за ней, а способ включает: этап определения местоположения, выполняемый системой определения местоположения и реализующий способ определения местоположения, описанный ранее; затем этап преобразования, выполняемый системой преобразования и включающий следующие действия: [0027] In accordance with another aspect of the invention, the present invention relates to a positioning method performed by a measuring node, containing a positioning system and a conversion system, and the location system includes a line camera and an odometer, the conversion system includes one or more matrix conversion cameras located at a distance from the line camera of the positioning system in the direction of advance and behind it, and the method includes: a positioning step performed by the positioning system and implementing the positioning method described earlier; then the conversion step, performed by the conversion system, which includes the following steps:
- сбор с помощью матричной камеры (камер) преобразования набора из одного или более матричных изображений преобразования в пространственной системе отсчета системы преобразования;- collection by means of the transformation matrix camera(s) of a set of one or more transformation matrix images in the spatial frame of reference of the transformation system;
- в зависимости от данных продвижения, собранных посредством одометра, идентификацию в указанном наборе из одного или более матричных изображений преобразования пространственного индексирующего маркера и определение координат указанного пространственного индексирующего маркера и характеристики данных опорной линии в пространственной системе отсчета системы преобразования, и- depending on the progress data collected by the odometer, identifying in the specified set of one or more transformation matrix images of the spatial indexing marker and determining the coordinates of the specified spatial indexing marker and the characteristics of the reference line data in the spatial reference system of the transformation system, and
- вычисление преобразованных координат точек или линий интереса в пространственной системе отсчета системы преобразования в зависимости от координат пространственного индексирующего маркера и характеристики данных опорной линии в пространственной системе отсчета системы преобразования, и координат точек или линий интереса в системе отсчета определения местоположения.- calculation of the transformed coordinates of points or lines of interest in the spatial reference frame of the transformation system depending on the coordinates of the spatial indexing marker and the characteristics of the reference line data in the spatial reference frame of the transformation system, and the coordinates of the points or lines of interest in the positioning reference frame.
[0028] В соответствии с другим аспектом изобретения настоящее изобретение относится к способу управления машиной для вмешательства, продвигающейся по железнодорожному пути в направлении продвижения и содержащей приспособление для вмешательства, смонтированное на шасси вмешательства, посредством измерительного узла, содержащего систему определения местоположения и систему преобразования, причем система определения местоположения содержит по меньшей мере одну линейную камеру и одометр, система преобразования содержит по меньшей мере одну матричную камеру преобразования, расположенную на расстоянии от линейной камеры системы определения местоположения в направлении продвижения и за ней, матричная камера преобразования выполнена за одно целое с шасси вмешательства приспособления для вмешательства, а способ включает: процедуру позиционирования, такую как описано ранее, и процедуру вмешательства, включающую позиционирование приспособления для вмешательства в зависимости от координат точек или линий интереса в системе отсчета преобразования. [0028] In accordance with another aspect of the invention, the present invention relates to a method for controlling an intervention machine advancing along a railway track in the direction of advance and containing an intervention device mounted on an intervention chassis, by means of a measuring assembly comprising a location system and a conversion system, wherein the position determination system comprises at least one line camera and an odometer, the transformation system comprises at least one transformation matrix camera located at a distance from the location determination system line camera in the direction of advance and behind it, the transformation matrix camera is integral with the intervention chassis intervention device, and the method includes: a positioning procedure such as described previously, and an intervention procedure including positioning the intervention device depending on the coordinates of points or and lines of interest in the transformation reference frame.
[0029] Приспособления для вмешательства может быть любого типа, например, представляет собой трамбовочное приспособление или забивающее приспособление. [0029] The intervention tool can be of any type, such as a tamping tool or a driving tool.
[0030] Способ в соответствии с этим аспектом настоящего изобретения может включать различные варианты осуществления, воспроизводящие характеристики всех вариантов осуществления, описанных в отношении первого аспекта настоящего изобретения или их части. [0030] The method in accordance with this aspect of the present invention may include various embodiments that reproduce the characteristics of all embodiments described in relation to the first aspect of the present invention or part thereof.
[0031] В соответствии с другим аспектом изобретения настоящее изобретение относится к железнодорожному транспортному средству, содержащему систему определения местоположения, содержащую линейную камеру и одометр, причем система определения местоположения способна выполнять один из способов, описанных ранее, в одном или другом из его альтернативных вариантов. [0031] In accordance with another aspect of the invention, the present invention relates to a railway vehicle containing a positioning system containing a line camera and an odometer, and the positioning system is capable of performing one of the methods described previously, in one or other of its alternatives.
[0032] В соответствии с другим аспектом изобретения настоящее изобретение относится к способу определения местоположения железнодорожного пути, выполняемому посредством системы определения местоположения железнодорожного пути, продвигающейся по железнодорожному пути в направлении продвижения, причем способ определения местоположения включает следующие действия: [0032] In accordance with another aspect of the invention, the present invention relates to a method for determining the location of a railway track performed by a system for determining the location of a railway track advancing along a railway track in the direction of advance, and the method of determining the location includes the following steps:
- неоднократный сбор с помощью линейной камеры системы определения местоположения железнодорожного пути, направленной на железнодорожный путь, мгновенных линейных оптических данных вдоль линии мгновенного измерения,- repeated collection of instantaneous linear optical data along the line of instantaneous measurement using the line camera of the railway track positioning system directed to the railway track,
- неоднократный сбор с помощью устройства ориентации системы определения местоположения железнодорожного пути данных ориентации системы определения местоположения железнодорожного пути относительно опорной линии железнодорожного пути,- repeated collection by means of the orientation device of the railway track positioning system of the orientation data of the railway track positioning system relative to the reference line of the railway track,
- посредством обработки по меньшей мере мгновенных линейных оптических данных построение возможно искаженного растрового изображения зоны поверхности железнодорожного пути,- by processing at least instantaneous linear optical data, the construction of a possibly distorted raster image of the area of the surface of the railway track,
- идентификация точек или линий интереса в указанном вероятно искаженном растровом изображении, и- identification of points or lines of interest in the specified probably distorted bitmap, and
- определение исправленных координат точек или линий интереса в зависимости от вероятно искаженных координат точек или линий интереса в системе отсчета вероятно искаженного растрового изображения и данных ориентации.- determining the corrected coordinates of points or lines of interest depending on the probably distorted coordinates of points or lines of interest in the frame of reference of the probably distorted bitmap and orientation data.
[0033] Линейная камера обладает тем преимуществом, что она в высокой степени нечувствительна к вибрациям, возникающим в результате продвижения на железнодорожном пути системы определения местоположения, что может быть дополнительно усилено в том случае, когда система определения местоположения прикреплена к машине для вмешательства на железнодорожном пути или сцеплена с ней. [0033] The line camera has the advantage of being highly insensitive to vibrations resulting from the positioning system advancing on the railway track, which can be further enhanced when the positioning system is attached to the railway intervention vehicle. or linked to it.
[0034] Мгновенные линейные оптические данные, собранные в данный момент, соответствуют линии растрового изображения. По мере продвижения системы определения местоположения линия мгновенного измерения перемещается относительно железнодорожного пути. [0034] The instantaneous linear optical data currently collected corresponds to the line of the bitmap. As the positioning system advances, the instantaneous measurement line moves relative to the railroad track.
[0035] Знание угла между линейной камерой и опорной линией в плоскости проекции растрового изображения обеспечивает возможность исправления координат точек интереса и пространственного индексирующего маркера. Разумеется, при наличии непрямого угла между линейной камерой и опорной линией расстояние, видимое линейной камерой между точкой интереса и рельсом, больше фактического расстояния, измеренного перпендикулярно к опорной линии. [0035] Knowing the angle between the linear camera and the reference line in the projection plane of the bitmap allows correction of the coordinates of the points of interest and the spatial indexing marker. Of course, if there is an oblique angle between the line camera and the reference line, the distance seen by the line camera between the point of interest and the rail is greater than the actual distance measured perpendicular to the reference line.
[0036] В соответствии с вариантом осуществления предусмотрено, что для сбора данных ориентации первый щуп устройства ориентации обнаруживает ориентацию системы определения местоположения относительно первого рельса железнодорожного пути, составляющего первый рельс ориентации, и, предпочтительно, второй щуп устройства ориентации обнаруживает ориентацию системы определения местоположения относительно второго рельса железнодорожного пути, составляющего второй рельс ориентации. [0036] In accordance with an embodiment, it is provided that, in order to acquire orientation data, the first probe of the orientation device detects the orientation of the positioning system relative to the first rail of the railway track constituting the first orientation rail, and preferably the second probe of the orientation device detects the orientation of the positioning system relative to the second rail of the railway track constituting the second orientation rail.
[0037] В соответствии с другим вариантом осуществления предусмотрено, что для сбора данных ориентации первая матричная камера ориентации устройства ориентации, расположенная обращенной к первому из рельсов железнодорожного пути, составляющему первый рельс ориентации, делает снимки, обрабатываемые устройством ориентации для обнаружения на них ориентации первого рельса ориентации относительно цели первой матричной камеры ориентации, и, предпочтительно, вторая матричная камера ориентации, расположенная обращенной ко второму из рельсов железнодорожного пути, составляющему второй рельс ориентации, делает снимки и обрабатывает указанные снимки, обрабатываемые устройством ориентации, для обнаружения ориентации второго рельса ориентации относительно цели второй матричной камеры ориентации. [0037] In accordance with another embodiment, it is provided that, in order to collect orientation data, the first orientation matrix camera of the orientation device, located facing the first of the rails of the railway track constituting the first orientation rail, takes pictures processed by the orientation device to detect the orientation of the first rail on them orientation with respect to the target of the first orientation matrix camera, and preferably a second orientation matrix camera located facing the second of the rails of the railway track constituting the second orientation rail takes pictures and processes said pictures processed by the orientation device to detect the orientation of the second orientation rail with respect to the target second orientation matrix camera.
[0038] При необходимости на одном и том же рельсе или на двух различных рельсах можно сочетать камеру и щуп. Таким образом, для оценки ориентации линейной камеры можно выполнять интерполяцию между данными ориентации, передаваемыми двумя матричными камерами ориентации. Наличие по меньшей мере одного датчика (щупа или матричной камеры) над каждым рельсом железнодорожного пути также обеспечивает возможность компенсации отсутствия рельса на участке пути, в частности, когда система определения местоположения продвигается вдоль путевого устройства, например, стрелки. Также можно выбирать конкретную ориентацию рельса в кривых, например, рельс, расположенный внутри этой кривой. [0038] If necessary, on the same rail or on two different rails, you can combine the camera and the probe. Thus, to estimate the orientation of the line camera, it is possible to interpolate between the orientation data transmitted by the two orientation matrix cameras. The presence of at least one sensor (probe or matrix camera) above each rail of the railway track also makes it possible to compensate for the absence of a rail on the track section, in particular when the positioning system moves along a track device, for example, a switch. It is also possible to select a specific orientation of a rail in curves, such as a rail located inside that curve.
[0039] Предпочтительно, данные ориентации имеют временные метки. [0039] Preferably, the orientation data is timestamped.
[0040] В соответствии с вариантом осуществления система определения местоположения обнаруживает зоны поверхности железнодорожного пути, содержащие шпалы, и зоны между шпалами поверхности пути, причем устройство ориентации предоставляет данные ориентации только один раз для каждой из зон между шпалами. Вариации ориентации между двумя шпалами невелики, поэтому лучше ограничивать массу данных, подлежащих обработке. [0040] In accordance with an embodiment, the positioning system detects areas of a railroad track surface containing sleepers and areas between sleepers of the track surface, with the orientation device providing orientation data only once for each of the areas between the sleepers. Orientation variations between two sleepers are small, so it's best to limit the amount of data to be processed.
[0041] Предпочтительно, опорная линия представляет собой нейтральную линию одного из рельсов железнодорожного пути или линию, построенную на основе нейтральных линий рельсов железнодорожного пути. Предпочтительно, данные ориентации используют для построения опорной линии на основе нейтральных линий рельсов железнодорожного пути. [0041] Preferably, the reference line is the neutral line of one of the rails of the railroad track, or a line constructed from the neutral lines of the rails of the railroad track. Preferably, the orientation data is used to construct a reference line based on the neutral lines of the railway track rails.
[0042] В соответствии с особенно преимущественным вариантом осуществления один или более одометров системы определения местоположения железнодорожного пути неоднократно собирают данные продвижения системы определения местоположения железнодорожного пути на железнодорожном пути в направлении продвижения. [0042] According to a particularly advantageous embodiment, one or more rail track positioning system odometers repeatedly collect progress data of the rail track positioning system on the railroad track in the direction of advance.
[0043] В соответствии с первой реализацией этого варианта осуществления сбор мгновенных линейных оптических данных запускают посредством приема данных продвижения. [0043] According to the first implementation of this embodiment, the acquisition of instantaneous linear optical data is triggered by receiving advance data.
[0044] Если пространственное разрешение одометра высокое, можно запускать линию сбора линейных оптических данных для каждого импульса одометра или даже для всех N импульсов, причем N представляет собой любое ненулевое целое число, которое обеспечивает возможность наличия постоянного пространственного шага для последовательных сборов линий линейных оптических данных. [0044] If the spatial resolution of the odometer is high, it is possible to run a linear optical data acquisition line for each odometer pulse, or even for all N pulses, where N is any non-zero integer that allows for a constant spatial step for successive acquisitions of linear optical data lines .
[0045] В соответствии с первой реализацией этого варианта осуществления мгновенные линейные оптические данные и данные продвижения собирают синхронизированным образом. [0045] According to the first implementation of this embodiment, instantaneous linear optical data and advance data are collected in a synchronized manner.
[0046] В частности, если пространственное разрешение одометра ниже разрешения, требуемого для построения растрового изображения, можно наблюдать временной интервал T между двумя последовательными импульсами I-1 и I одометра, делить этот временной интервал на заранее определенное ненулевое целое число N и запускать линии сбора линейных оптических данных с постоянным временным интервалом T/N между импульсом I и импульсом I+1 одометра. Количество линий измерения подсчитывают до импульса I+1, и из этого выводят апостериорный пространственный шаг для сбора линейных оптических данных в направлении продвижения между импульсами I и I+1. На практике вариации скорости продвижения системы для определения местоположения в масштабе наблюдения невелики, и предположение о постоянной скорости между двумя последовательными импульсами одометра приводит к пренебрежимо малой деформации растрового изображения. [0046] In particular, if the spatial resolution of the odometer is lower than the resolution required to build a bitmap, one can observe the time interval T between two consecutive pulses I-1 and I of the odometer, divide this time interval by a predetermined non-zero integer N, and start the collection lines linear optical data with a constant time interval T/N between pulse I and pulse I+1 of the odometer. The number of measurement lines is counted up to the I+1 pulse, and from this the posterior spatial step is derived for collecting linear optical data in the direction of advance between the I and I+1 pulses. In practice, variations in the rate of advance of the system for position determination at the scale of observation are small, and the assumption of a constant speed between two successive odometer pulses leads to negligible distortion of the bitmap.
[0047] В соответствии с вариантом осуществления данные продвижения и мгновенные линейные оптические данные имеют временные метки, причем растровое изображение предпочтительно выстраивают в зависимости от временных меток. Таким образом, можно определить пространственный шаг, потенциально переменный, между двумя последовательными линиями линейных оптических данных на основе знания пространственного разрешения одометра и временных интервалов, наблюдаемых между двумя импульсами одометра и между двумя линиями измерения линейной камеры. [0047] According to an embodiment, advance data and instantaneous linear optical data are timestamped, with the bitmap preferably aligned with the timestamps. Thus, it is possible to determine the spatial step, potentially variable, between two consecutive lines of linear optical data based on the knowledge of the spatial resolution of the odometer and the time intervals observed between two odometer pulses and between two measurement lines of a linear camera.
[0048] В соответствии с особенно преимущественным вариантом осуществления способ определения местоположения заключается в том, что: [0048] In accordance with a particularly advantageous embodiment, the method of determining the position is that:
- посредством обработки вероятно искаженного растрового изображения на указанном изображении идентифицируют по меньшей мере один пространственный индексирующий маркер заранее определенной характерной особенности,- by processing a possibly distorted bitmap on said image, at least one spatial indexing marker of a predetermined characteristic is identified,
- посредством обработки данных продвижения и данных ориентации определяют криволинейную абсциссу пространственного индексирующего маркера и положение этого пространственного индексирующего маркера относительно опорной линии железнодорожного пути, и- by processing the advance data and the orientation data, the curvilinear abscissa of the spatial indexing marker and the position of this spatial indexing marker relative to the reference line of the railway track are determined, and
- исправленные координаты точек или линий интереса определяют в локальной двумерной системе отсчета, связанной с пространственным индексирующим маркером и с опорной линией.- corrected coordinates of points or lines of interest are determined in a local two-dimensional reference system associated with a spatial indexing marker and with a reference line.
[0049] Благодаря тому, что в качестве локальной системы отсчета для определения координат точек или линий интереса принимают пространственный индексирующий маркер и опорную линию, конструируют набор данных, который впоследствии может быть использован самой системой преобразования, оборудованной с возможностью идентификации пространственного индексирующего маркера и опорной линии. [0049] Due to the fact that a spatial index marker and a reference line are taken as a local reference system for determining the coordinates of points or lines of interest, a data set is constructed that can subsequently be used by the transformation system itself, equipped with the ability to identify a spatial index marker and a reference line .
[0050] В соответствии с вариантом осуществления точки или линии интереса составляют границы зоны интереса, предпочтительно, представляют собой вершины четырехугольника, составляющего зону интереса. Предпочтительно, система определения местоположения выполнена с возможностью идентификации в растровом изображении пересечений между путевыми шпалами или нейтральными линиями путевых шпал, с одной стороны, и рельсами железнодорожного пути или нейтральными линиями рельсов, с другой стороны, при этом эти пересечения составляют по меньшей мере некоторые из точек или линий интереса. [0050] In accordance with an embodiment, the points or lines of interest constitute the boundaries of the area of interest, preferably represent the vertices of a quadrangle constituting the area of interest. Preferably, the positioning system is configured to identify in the bitmap the intersections between the track sleepers or neutral lines of the track sleepers on the one hand and the rails of the railway track or neutral lines of the rails on the other hand, these intersections constituting at least some of the points or lines of interest.
[0051] Координаты точек интереса могут представлять собой декартовы координаты в системе отсчета, принимающей в качестве начала отсчета пространственный индексирующий маркер, в качестве оси Х - опорную линию, и в качестве оси Y - ось, перпендикулярную к опорной линии. В этом предположении координаты содержат расстояние относительно опорной линии, измеряемое перпендикулярно к этой опорной линии, и расстояние относительно пространственного индексирующего маркера, измеряемое параллельно этой опорной линии. [0051] The coordinates of the points of interest may be Cartesian coordinates in a reference system taking a spatial index marker as the origin, a reference line as the X-axis, and an axis perpendicular to the reference line as the Y-axis. In this assumption, the coordinates contain the distance relative to the reference line, measured perpendicular to this reference line, and the distance relative to the spatial indexing marker, measured parallel to this reference line.
[0052] Для обеспечения возможности человеческого вмешательства в идентифицированных точках интереса или зонах интереса, можно обеспечивать возможность воспроизведения растрового изображения на просмотровом экране системы определения местоположения. Предпочтительно, на просмотровом экране обеспечивается визуальная идентификация точек или линий интереса. [0052] To enable human intervention at identified points of interest or areas of interest, a bitmap image may be rendered on the viewing screen of the position determination system. Preferably, the viewing screen provides visual identification of points or lines of interest.
[0053] Можно обеспечивать возможность валидации и/или инвалидации по меньшей мере некоторых из точек или линий интереса или зоны интереса или квалификации зоны интереса в качестве зоны возможного вмешательства или запрещенной зоны после осуществления ввода на человеко-машинном интерфейсе ввода. [0053] It may be possible to validate and/or invalidate at least some of the points or lines of interest or area of interest, or qualify the area of interest as a tampering area or forbidden area after an input is made on the input human-machine interface.
[0054] В соответствии с другим аспектом изобретения настоящее изобретение относится к железнодорожному транспортному средству, содержащему систему определения местоположения, содержащую линейную камеру, по меньшей мере одну матричную камеру и, предпочтительно, одометр, причем система определения местоположения выполнена с возможностью осуществления одного из способов, описанных ранее, в соответствии с одной или другой из его альтернатив. [0054] In accordance with another aspect of the invention, the present invention relates to a railway vehicle comprising a positioning system containing a line camera, at least one matrix camera and, preferably, an odometer, and the positioning system is configured to perform one of the methods, previously described, in accordance with one or the other of its alternatives.
[0055] В соответствии с другим аспектом изобретения настоящее изобретение относится к железнодорожному транспортному средству, содержащему систему определения местоположения, содержащую линейную камеру и одометр, а также устройство ориентации, которое может содержать, в частности, щуп или матричную камеру. Это транспортное средство может быть автономным или может быть прицеплено к транспортному средству для вмешательства, поддерживающему приспособление для вмешательства, или к устройству для обследования пути. [0055] In accordance with another aspect of the invention, the present invention relates to a railway vehicle containing a positioning system containing a line camera and an odometer, as well as an orientation device, which may include, in particular, a probe or a matrix camera. This vehicle may be autonomous or may be hitched to an intervention vehicle supporting an intervention device or a path survey device.
[0056] В соответствии с другим аспектом изобретения настоящее изобретение относится к железнодорожному транспортному средству, оборудованному системой определения местоположения, расположенной в первой части указанного транспортного средства, и системой преобразования, расположенной во второй части указанного транспортного средства, находящейся на расстоянии от первой части в направлении продвижения транспортного средства и за ней, причем система определения местоположения содержит линейную камеру и одометр, а также, возможно, устройство ориентации, которое может содержать, в частности, щуп или матричную камеру, а система преобразования содержит по меньшей мере одну матричную камеру преобразования. [0056] In accordance with another aspect of the invention, the present invention relates to a railway vehicle equipped with a positioning system located in the first part of the specified vehicle, and a conversion system located in the second part of the specified vehicle, located at a distance from the first part in the direction advancing the vehicle and behind it, and the location system contains a linear camera and an odometer, and possibly also an orientation device, which may contain, in particular, a probe or a matrix camera, and the conversion system contains at least one conversion matrix camera.
[0057] В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления железнодорожное транспортное средство представляет собой машину для строительства или обслуживания железнодорожного пути, которая дополнительно содержит по меньшей мере одно приспособление для вмешательства на железнодорожном пути, расположенное в третьей части транспортного средства, находящейся на расстоянии от второй части в направлении продвижения и за ней. [0057] In accordance with a preferred embodiment, the railway vehicle is a machine for constructing or maintaining a railway track, which further comprises at least one device for intervention on the railway track, located in the third part of the vehicle, located at a distance from the second part in direction of advance and behind it.
[0058] Настоящее изобретение также направлено на предложение средств, обеспечивающих возможность определения положения набора из одного или более приспособлений, переносимого железнодорожным транспортным средством, на основе данных, собранных ранее, относящихся, в частности, к положению точек или линий интереса в системе отсчета определения местоположения. [0058] The present invention is also directed to providing means for determining the position of a set of one or more devices carried by a railway vehicle based on previously collected data relating in particular to the position of points or lines of interest in a positioning frame of reference. .
[0059] Для этой цели в соответствии с другим аспектом изобретения предложен способ управления набором из одного или более приспособлений, смонтированных на железнодорожном транспортном средстве для вмешательства, продвигающемся по железнодорожному пути в направлении продвижения, выполняемый посредством системы преобразования, содержащей шасси преобразования, смонтированное на указанном железнодорожном транспортном средстве для вмешательства, и одну или более матричных камер преобразования, прикрепленных к шасси преобразования, причем способ включает следующие действия: [0059] For this purpose, in accordance with another aspect of the invention, a method is provided for controlling a set of one or more devices mounted on an intervention railway vehicle advancing along a railway track in the direction of advance, performed by a conversion system comprising a conversion chassis mounted on said a railway vehicle for intervention, and one or more transformation array cameras attached to the transformation chassis, the method comprising the following steps:
- прием данных, характеризующих криволинейную абсциссу пространственного индексирующего маркера известной характерной особенности и положение пространственного индексирующего маркера относительно опорной линии железнодорожного пути, а также координат точек или линий интереса в двумерной системе отсчета определения местоположения, связанной с пространственным индексирующим маркером и с указанной опорной линией,- receiving data characterizing the curvilinear abscissa of the spatial indexing marker of a known characteristic and the position of the spatial indexing marker relative to the reference line of the railway track, as well as the coordinates of points or lines of interest in a two-dimensional reference frame for determining the position associated with the spatial indexing marker and with the specified reference line,
- сбор с помощью матричной камеры (камер) преобразования набора из одного или более матричных изображений преобразования в пространственной системе отсчета системы преобразования, закрепленной относительно шасси преобразования;- collection by means of the transformation matrix camera(s) of a set of one or more transformation matrix images in the spatial reference frame of the transformation system fixed relative to the transformation chassis;
- сбор с помощью одометра данных продвижения системы преобразования относительно железнодорожного пути,- collection with the help of an odometer of data on the progress of the conversion system relative to the railway track,
- идентификацию пространственного индексирующего маркера в указанном наборе из одного или более матричных изображений преобразования в зависимости от данных продвижения и данных криволинейной абсциссы,- identifying a spatial indexing marker in a specified set of one or more transformation matrix images depending on advance data and curvilinear abscissa data,
- определение характеристики данных пространственного индексирующего маркера и опорной линии в пространственной системе отсчета шасси преобразования,- defining the characterization of the data of the spatial indexing marker and the reference line in the spatial reference frame of the conversion chassis,
- вычисление преобразованных координат точек или линий интереса в пространственной системе отсчета системы преобразования в зависимости от характеристики данных маркера пространственной индексации и опорной линии в пространственной системе отсчета системы преобразования, и координат точек или линий интереса в системе отсчета определения местоположения.- calculation of the transformed coordinates of points or lines of interest in the spatial reference frame of the transformation system depending on the characteristics of the data of the spatial indexing marker and the reference line in the spatial reference frame of the transformation system, and the coordinates of the points or lines of interest in the positioning reference frame.
[0060] Предпочтительно, шасси преобразования закреплено относительно основного шасси железнодорожного транспортного средства и при необходимости может образовывать только одно целое с этим основным шасси. Предпочтительно, железнодорожное транспортное средство снабжено несколькими ходовыми тележками, которые движутся по железнодорожному пути, в то же время поддерживая основное шасси. [0060] Preferably, the conversion chassis is fixed relative to the main chassis of the railway vehicle and, if necessary, can only be integral with this main chassis. Preferably, the rail vehicle is provided with a plurality of undercarriages that run on the rail track while supporting the main chassis.
[0061] Координаты точек интереса могут представлять собой декартовы координаты в системе отсчета, принимающей в качестве начала отсчета пространственный индексирующий маркер, в качестве оси Х - опорную линию, и в качестве оси Y - ось, перпендикулярную к опорной линии. В этом предположении координаты содержат расстояние относительно опорной линии, измеряемое перпендикулярно к этой опорной линии, и расстояние относительно пространственного индексирующего маркера, измеряемое параллельно этой опорной линии. [0061] The coordinates of the points of interest may be Cartesian coordinates in a reference system taking a spatial index marker as the origin, a reference line as the X-axis, and an axis perpendicular to the reference line as the Y-axis. In this assumption, the coordinates contain the distance relative to the reference line, measured perpendicular to this reference line, and the distance relative to the spatial indexing marker, measured parallel to this reference line.
[0062] Предпочтительно, способ дополнительно включает процедуру вмешательства, включающую позиционирование указанного набора из одного или более приспособлений в зависимости от координат точек или линий интереса в системе отсчета преобразования и данных положения указанного набора из одного или более приспособлений относительно шасси преобразования. [0062] Preferably, the method further includes an intervention procedure including positioning said set of one or more fixtures depending on the coordinates of points or lines of interest in the transform reference frame and position data of said set of one or more fixtures relative to the transform chassis.
[0063] Указанный набор из одного или более приспособлений может быть любого типа, например, трамбовочное приспособление или забивающее приспособление. [0063] Said set of one or more devices may be of any type, such as a tamping device or a driving device.
[0064] В соответствии с вариантом осуществления указанный набор из одного или более приспособлений выполнен с возможностью перемещения относительно шасси преобразования, причем процедура вмешательства включает сбор данных положения указанного набора из одного или более приспособлений относительно шасси преобразования посредством устройства измерения положения. [0064] According to an embodiment, said set of one or more fixtures is movable relative to the conversion chassis, the intervention procedure comprising collecting position data of said set of one or more fixtures relative to the conversion chassis by means of a position measuring device.
[0065] В соответствии с вариантом осуществления, в частности, подходящим для приспособления для вмешательства, процедура вмешательства содержит команду для перемещения указанного набора из одного или более приспособлений относительно шасси преобразования. [0065] In accordance with an embodiment particularly suitable for an intervention tool, the intervention procedure comprises a command to move said set of one or more devices relative to the conversion chassis.
[0066] В соответствии с вариантом осуществления точки или линии интереса составляют границы или характеристики зоны интереса, предпочтительно, представляют собой вершины или стороны четырехугольника, составляющего зону интереса. Предпочтительно, прием координат точек или линий интереса в двумерной системе отчета определения местоположения, связанной с пространственным индексирующим маркером и с опорной линией, включает прием данных для квалификации зоны интереса в качестве зоны возможного вмешательства или запрещенной зоны, причем позиционирование указанного набора из одного или более приспособлений выполняют единственным образом, если зона интереса представляет собой зону возможного вмешательства. [0066] In accordance with an embodiment, the points or lines of interest constitute the boundaries or characteristics of the area of interest, preferably represent the vertices or sides of a quadrangle constituting the area of interest. Preferably, receiving coordinates of points or lines of interest in a two-dimensional positioning reporting system associated with a spatial index marker and with a reference line, includes receiving data for qualifying the area of interest as a zone of possible interference or a forbidden zone, and positioning the specified set of one or more devices are performed in a unique way if the area of interest is a zone of possible interference.
[0067] В соответствии с вариантом осуществления опорная линия представляет собой нейтральную линию одного из рельсов железнодорожного пути или линию, построенную на основе нейтральных линий рельсов железнодорожного пути. [0067] According to an embodiment, the reference line is a neutral line of one of the rails of the railroad track, or a line constructed from the neutral lines of the rails of the railroad track.
[0068] В соответствии с вариантом осуществления определение характеристики данных пространственного индексирующего маркера и опорной линии включает неоднократное определение устройством ориентации системы преобразования данных угловой ориентации системы определения местоположения железнодорожного пути относительно опорной линии. [0068] According to an embodiment, determining the characterization of the spatial index marker data and the reference line includes repeatedly determining by the orientation device of the data conversion system the angular orientation of the track location system relative to the reference line.
[0069] В частности, можно обеспечивать, что устройство ориентации системы определения местоположения содержит по меньшей мере один первый щуп для обнаружения ориентации системы определения местоположения относительно первого рельса железнодорожного пути, составляющего первый рельс ориентации, и, предпочтительно, содержит второй щуп для обнаружения ориентации системы определения местоположения относительно второго рельса железнодорожного пути, составляющего второй рельс ориентации. [0069] In particular, it can be provided that the positioning system orientation device comprises at least one first probe for detecting the orientation of the positioning system relative to the first rail of the railway track constituting the first orientation rail, and preferably includes a second probe for detecting the orientation of the system positioning relative to the second rail of the railroad track constituting the second orientation rail.
[0070] Кроме того, можно обеспечивать, что устройство ориентации системы преобразования содержит по меньшей мере одну первую матричную камеру ориентации, расположенную обращенной к первому из рельсов железнодорожного пути, составляющему первый рельс ориентации. Предпочтительно, первая матричная камера ориентации состоит из первой камеры преобразования из числа камеры (камер) преобразования. Устройство ориентации делает снимки с помощью первой матричной камеры ориентации и обрабатывает указанные снимки таким образом, чтобы обнаруживать на них ориентацию первого рельса ориентации относительно цели первой матричной камеры ориентации. [0070] In addition, it can be provided that the orientation device of the conversion system comprises at least one first orientation matrix chamber located facing the first of the rails of the railroad track constituting the first orientation rail. Preferably, the first orientation matrix camera consists of a first conversion camera from among the conversion camera(s). The orientation device takes pictures using the first orientation matrix camera and processes said pictures in such a way as to detect the orientation of the first orientation rail with respect to the target of the first orientation matrix camera.
[0071] Предпочтительно, устройство ориентации системы преобразования содержит вторую матричную камеру ориентации, расположенную обращенной ко второму из рельсов железнодорожного пути, составляющему второй рельс ориентации. Предпочтительно, вторая матричная камера ориентации состоит из второй камеры преобразования из числа камеры (камер) преобразования. Устройство ориентации делает снимки с помощью второй матричной камеры ориентации и обрабатывает указанные снимки таким образом, чтобы обнаруживать на них ориентацию второго рельса ориентации относительно цели второй матричной камеры ориентации. [0071] Preferably, the conversion system orientation device comprises a second orientation matrix chamber located facing a second of the rails of the railroad track constituting the second orientation rail. Preferably, the second orientation matrix camera consists of a second conversion camera from among the conversion camera(s). The orientation device takes pictures with the help of the second orientation matrix camera and processes these pictures in such a way as to detect on them the orientation of the second orientation rail with respect to the target of the second orientation matrix camera.
[0072] При необходимости на одном и том же рельсе или на двух различных рельсах можно сочетать камеру и щуп. Таким образом, для оценки ориентации шасси преобразования можно выполнять интерполяцию между данными ориентации, передаваемыми двумя матричными камерами ориентации. Наличие по меньшей мере одного датчика (щупа или матричной камеры) над каждым рельсом железнодорожного пути также обеспечивает возможность компенсации отсутствия рельса на участке пути, в частности, когда система определения местоположения продвигается вдоль путевого устройства, например, стрелки. Также можно выбирать определенную ориентацию рельса в кривых, например, рельс, расположенный внутри кривой. [0072] If necessary, on the same rail or on two different rails, you can combine the camera and the probe. Thus, to estimate the orientation of the conversion chassis, it is possible to interpolate between the orientation data transmitted by the two orientation matrix cameras. The presence of at least one sensor (probe or matrix camera) above each rail of the railway track also makes it possible to compensate for the absence of a rail on a track section, in particular when the positioning system is advanced along a track device, for example, a switch. It is also possible to select a specific rail orientation in curves, such as a rail located inside a curve.
[0073] В соответствии с другим аспектом изобретения настоящее изобретение относится к железнодорожному транспортному средству для вмешательства, содержащему набор из одного или более приспособлений для вмешательства на железнодорожном пути, а также систему преобразования, содержащую шасси преобразования, поддерживаемое железнодорожным транспортным средством для вмешательства, и одну или более матричных камер преобразования, прикрепленных к шасси преобразования. [0073] In accordance with another aspect of the invention, the present invention relates to a railroad intervention vehicle, comprising a set of one or more railroad intervention devices, as well as a conversion system, comprising a conversion chassis supported by the railroad intervention vehicle, and one or more conversion matrix cameras attached to the conversion chassis.
[0074] Различные аспекты настоящего изобретения, а также различные варианты осуществления могут быть естественным образом скомбинированы. [0074] Various aspects of the present invention, as well as various embodiments, can naturally be combined.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
[0075] Другие характеристики и преимущества настоящего изобретения станут понятны при прочтении последующего описания со ссылкой на сопутствующие чертежи, на которых: [0075] Other characteristics and advantages of the present invention will become apparent upon reading the following description with reference to the accompanying drawings, in which:
- на фиг.1 показан схематический вид сбоку железнодорожной машины для вмешательства, оборудованной системой определения местоположения и системой преобразования, для реализации способа в соответствии с вариантом осуществления изобретения;- figure 1 shows a schematic side view of a railway intervention vehicle equipped with a location system and a conversion system for implementing a method in accordance with an embodiment of the invention;
- на фиг.2 показан схематический вид сверху некоторых элементов железнодорожной машины для вмешательства по фиг.1;- figure 2 shows a schematic top view of some elements of the railway intervention machine according to figure 1;
- на фиг.3 показан схематический вид системы определения местоположения транспортного средства по фиг.1;- figure 3 shows a schematic view of the system for determining the location of the vehicle according to figure 1;
- на фиг.4 показан схематический вид системы преобразования транспортного средства по фиг.1;- Fig. 4 is a schematic view of the vehicle conversion system of Fig. 1;
- на фиг.5 показан схематический вид зоны железнодорожного пути непосредственно в соответствии с системой определения местоположения по фиг.3.- figure 5 shows a schematic view of the area of the railway track directly in accordance with the positioning system of figure 3.
[0076] Для большей наглядности на всех чертежах одинаковые или похожие элементы обозначены одинаковыми ссылочными обозначениями. [0076] For the sake of clarity, throughout the drawings, the same or like elements are designated by the same reference numerals.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0077] На фиг.1 и 2 проиллюстрирована железнодорожная машина 1 для вмешательства, состоящая из первого железнодорожного транспортного средства 2 определения местоположения, здесь также имеющего функцию тяги, и второго буксируемого железнодорожного транспортного средства 3 вмешательства. Железнодорожное транспортное средство 2 определения местоположения содержит основное шасси 4, опирающееся на несколько ходовых тележек 5, расположенных на расстоянии друг от друга в продольном направлении железнодорожного транспортного средства 2, тогда как железнодорожное транспортное средство 3 вмешательства представляет собой полуприцеп, основное шасси 6 которого на одном конце шарнирно присоединено к крепежному элементу 7 железнодорожного транспортного средства 2 определения местоположения и на противоположном конце поддерживается посредством ходовой тележки 8. На главном шасси 6 железнодорожного транспортного средства 3 вмешательства смонтирована транспортная тележка 9, которая движется по пути посредством ходовых тележек 10 и поддерживает набор из одного или более приспособлений 11 для вмешательства. Набор из одного или более исполнительных механизмов (не показан) обеспечивает возможность перемещения транспортной тележки 9 относительно основного шасси 6 параллельно продольному направлению основного шасси 6. Железнодорожная машина 1 для вмешательства оборудована системой 12 определения местоположения, расположенной в железнодорожном транспортном средстве 2 определения местоположения, и системой 16 преобразования, расположенной на транспортной тележке 9 железнодорожного транспортного средства 3 вмешательства на расстоянии от системы определения местоположения в направлении 100 продвижения машины 1 для вмешательства и за ней, причем набор из одного или более приспособлений 11 для вмешательства на железнодорожном пути 22 расположен на транспортной тележке 9 железнодорожной машины 3 вмешательства на расстоянии от системы 16 преобразования в направлении 100 продвижения и за ней. [0077] Figures 1 and 2 illustrate a
[0078] Система 12 определения местоположения содержит линейную камеру 26 и одометр 28, соединенные с обрабатывающим блоком 30. Линейная камера 26 при необходимости может состоять из нескольких блоков датчика, выровненных по одинаковой линии измерения. Линейная камера 26 смонтирована на шасси 32 определения местоположения, смонтированном под основным шасси 4 железнодорожного транспортного средства 2 определения местоположения. Одометр 28 смонтирован на одной из ходовых тележек 11.1. [0078] The
[0079] Как показано на фиг.3, система 12 определения местоположения дополнительно содержит человеко-машинный интерфейс 34, расположенный в кабине 36 управления машины 1 для вмешательства. Этот человеко-машинный интерфейс 34 содержит экран 38 и человеко-машинный интерфейс 40 ввода, который может быть встроен в экран, если указанный экран представляет собой сенсорный экран, или может состоять, например, из клавиатуры или рычага управления. [0079] As shown in FIG . 3, the
[0080] Система 16 преобразования, схематично показанная на фиг.4, содержит управляющий блок 42, соединенный по меньшей мере с одной матричной камерой 44A преобразования и с контроллером 46 для управления указанным набором из одного или более приспособлений 11. Матричная камера 44А преобразования здесь поддерживается посредством шасси 45 транспортной тележки 9 железнодорожного транспортного средства 3 вмешательства. При необходимости управляющие блоки 42, 30 системы 16 преобразования и системы 12 определения местоположения могут быть объединены в один блок. Набор из одного или нескольких приспособлений 11 может быть любого типа, в частности, трамбовочное приспособление, забивающее приспособление или болтовое приспособление. [0080] The
[0081] Благодаря конструкции рельсы железнодорожного пути 22 локально задают опорную плоскость, горизонтальную или наклонную, в соответствии с наклоном этого пути. Поскольку железнодорожное транспортное средство 2 определения местоположения движется по железнодорожному пути 22, считается, что шасси 4 устройства определения местоположения является параллельным этой опорной плоскости, что представляет собой приемлемое приближение для потребностей определения местоположения железнодорожного пути 22 и управления указанным набором из одного или более приспособлений 11. Фотоэлементы линейной камеры 26 направлены вдоль направления, перпендикулярного опорной плоскости. [0081] By design, the rails of the
[0082] На опорной плоскости, как показано на фиг.5, ориентацию линии 50 измерения, определенную линейной камерой 26, измеряют в опорной плоскости пути под углом δ относительно перпендикуляра 200 к опорной линии 122А, которая в этом первом варианте осуществления представляет собой нейтральную линию одного из рельсов 22а, 22b железнодорожного пути 22, принятого в качестве опорного рельса 22А. Эта ориентация считается неизвестной. Она может изменяться в зависимости от радиуса кривизны железнодорожного пути 22, положения линейной камеры 26 относительно ходовых тележек железнодорожного транспортного средства 2 определения местоположения и в зависимости от рыскания железнодорожного транспортного средства 2 определения местоположения относительно железнодорожного пути 22. [0082] On the reference plane as shown in FIG . 5, the orientation of the
[0083] При каждом импульсе одометра 28 определяют криволинейную абсциссу системы 12 определения местоположения вдоль опорной линии 122A. [0083] With each pulse of the
[0084] В данный момент линейная камера 26 захватывает мгновенные линейные оптические данные, составляющие линию измерений, которая охватывает всю ширину железнодорожного пути 22, при необходимости включая ширину шпал. Этот ввод повторяют, и последовательные линии измерения обеспечивают возможность построения двухмерного растрового изображения, имеющего шаг, являющийся функцией расстояния, пройденного между двумя измерениями. [0084] At this point, the
[0085] В соответствии с первым вариантом осуществления, одометр 28 подает импульс каждый раз, когда проходит известное базовое расстояние в направлении 100 продвижения железнодорожного транспортного средства 2 определения местоположения на железнодорожном пути 22, причем эти последовательные импульсы используют для запуска линейной камеры 26. Тогда пространственный интервал между двумя последовательными линиями растрового изображения известен и является постоянным. [0085] In accordance with the first embodiment, the
[0086] В соответствии с другим вариантом осуществления линейную камеру 26 запускают с временными интервалами, определенными посредством деления наблюдаемого временного интервала между двумя последовательными импульсами одометра 28. Таким образом, наблюдают время T, прошедшее между импульсами I-1 и I одометра, это время T делят на заранее определенное ненулевое целое число N и период T/N используют в качестве временного интервала между двумя запусками линейной камеры на временном интервале, разделяющем импульс I и импульс I+1 одометра. Апостериори, между импульсами I и I+1 одометра наблюдают запуск, и из этого выводят пространственный шаг между двумя запусками линейной камеры между импульсами I и I+1. Если предполагается, что скорость продвижения незначительно изменяется в этом масштабе, можно предположить, что между двумя последовательными импульсами этот шаг будет постоянным. Также могут быть предусмотрены другие предположения, считающие, например, что между двумя импульсами изменение скорости (ускорение или замедление) является постоянным, и, в результате, между двумя импульсами I и I+1 будет линейно изменяемый пространственный шаг. [0086] According to another embodiment, the
[0087] В соответствии с другим вариантом осуществления линейную камеру 26 запускают с регулярными интервалами, а данные визуального изображения имеют временные метки. Импульсы одометра 28 также имеют временные метки таким образом, что обеспечивается возможность определения посредством интерполяции пути, пройденного между двумя последовательными линиями растрового изображения, который может изменяться. [0087] According to another embodiment, the
[0088] В соответствии с альтернативным вариантом этого последнего варианта осуществления линейную камеру 26 запускают с интервалами, которые не обязательно являются регулярными, таким образом, чтобы уплотнять измерения в зоне интереса, где оказывается полезной повышенная точность, и располагать их на большем расстоянии в зонах без интереса, что обеспечивает возможность оптимизации объема данных. [0088] According to an alternative embodiment of this last embodiment, the
[0089] Растровое изображение, полученное в результате последовательных вводов линейной камеры 26, искажается из-за угла δ между перпендикуляром к опорной линии 122A и линейной камерой 26. Если в опорной плоскости рассматривают декартову систему отсчета, в которой ось X параллельна опорной линии 122A, а ось Y перпендикулярна оси X, то наблюдают, что две точки P1, P2 железнодорожного пути 22, одновременно измеряемые посредством линейной камеры 26 на расстоянии друг от друга, на искаженном растровом изображении выглядят имеющими одинаковую абсциссу, а в декартовой системе отсчета, определенной ранее, фактически имеют различную абсциссу, причем эта разность пропорциональна расстоянию между двумя точками и синусу указанного угла δ. Кроме того, две точки P1, P3 железнодорожного пути 22, которые имеют одинаковую ординату в декартовой системе отсчета, определенной ранее, на искаженном растровом изображении кажутся удаленными друг от друга, причем их кажущееся расстояние зависит от косинуса указанного угла δ. [0089] The bitmap resulting from successive inputs of the
[0090] Можно «исправить» искаженное изображение посредством оценки этого угла δ. [0090] It is possible to "correct" the distorted image by evaluating this angle δ.
[0091] Первая оценка угла δ может быть получена посредством сравнения расстояния, измеряемого на заданной линии измерения линейной камеры между двумя известными точками интереса, с известным расстоянием между этими точками. Таким образом, на заданной линии измерения можно оценивать расстояние, измеряемое между двумя точками, одна из которых расположена в центре опорного рельса 22А, а другая расположена в центре другого рельса 22В железнодорожного пути 22. Отношение между расстоянием E между рельсами и измеренным расстоянием D по абсолютной величине равно косинусу угла δ: [0091] A first estimate of the angle δ can be obtained by comparing the distance measured on a given line camera measurement line between two known points of interest with the known distance between those points. Thus, on a given measurement line, it is possible to estimate the distance measured between two points, one of which is located in the center of the
[0092] Но, кроме того, что это оценка угла δ не обеспечивает возможность определения его знака, точность оценки для малых значений угла δ является низкой, а производная функции косинуса, имеет значение, близкое к нулю. Это также предполагает, что фактическое расстояние между рельсами является постоянным и известно с требуемой точностью. [0092] But, in addition to the fact that this estimate of the angle δ does not provide the ability to determine its sign, the accuracy of the estimate for small values of the angle δ is low, and the derivative of the cosine function has a value close to zero. It also assumes that the actual distance between the rails is constant and known to the required accuracy.
[0093] Второй способ оценки может быть реализован на основе матричных изображений посредством маркировки на искаженном растровом изображении заранее определенного объекта, присутствующего на пути, контур или определенные размеры которого известны, и посредством сравнения видимого контура или размеров, измеряемых на искаженном растровом изображении, с этим известным контуром или реальными размерами. Но на практике объекты, которые могли бы служить для этого сравнения, на железнодорожном пути не расположены с достаточно близкими интервалами. Другими словами, использование этого способа может приводить к оценкам угла δ, слишком далеко расположенных друг от друга. [0093] The second estimation method can be implemented based on matrix images by marking on the distorted bitmap a predetermined object present on the path, the contour or certain dimensions of which are known, and by comparing the visible contour or dimensions measured on the distorted bitmap with this known contour or actual dimensions. But in practice, the objects that could serve for this comparison are not located at sufficiently close intervals on the railway track. In other words, using this method may result in angle δ estimates that are too far apart.
[0094] Для оценки угла δ предпочтительно прибегнуть к использованию устройства 52 ориентации, присоединенного к шасси 32 определения местоположения. [0094] To estimate the angle δ, it is preferable to resort to the use of the
[0095] В соответствии с вариантом осуществления устройство 52 ориентации содержит щуп, прикрепленный к шасси определения местоположения. [0095] In accordance with an embodiment, the
[0096] В соответствии с другим вариантом осуществления устройство 52 ориентации содержит по меньшей мере одну первую матричную камеру 54А ориентации, прикрепленную к шасси 32 определения местоположения и имеющую направление обзора, перпендикулярное к опорной плоскости железнодорожного пути 22, обращенное к одному из двух рельсов 22А, 22В, например, опорному рельсу 22А. Растровое изображение ориентации, переданное посредством матричной камеры ориентации, обеспечивает возможность идентификации посредством обработки изображения направления опорной линии 122А и определения ее ориентации на растровом изображении ориентации, что, таким образом, дает прямой доступ к ориентации шасси 32 определения местоположения под углом δ к линейной камере 26. [0096] In accordance with another embodiment, the
[0097] Для ограничения вычислительной мощности, необходимой для обработки изображения ориентации первой матричной камеры 54А ориентации, можно выполнять только измерения угла δ, когда это необходимо, в частности, когда оценивают или когда определяют, что угол δ должен был измениться. [0097] In order to limit the processing power required to process the orientation image of the first
[0098] На практике получается, что на протяжении пространства между шпалами наблюдаемые изменения угла δ являются небольшими. Таким образом, преимущественно можно использовать одометр 28 для запуска первой матричной камеры 54А ориентации каждый раз, когда по опорному рельсу 22А было пройдено заранее определенное расстояние, причем это расстояние предпочтительно является равным пространству между шпалами. Также можно использовать операции обработки изображения, выполняемые также на искаженном растровом изображении, переданном линейной камерой 26, и осуществлять запуск снимка посредством первой матричной камеры 54А ориентации каждый раз, когда на искаженном растровом изображении обнаруживают новое пространство между шпалами. [0098] In practice, it turns out that over the space between the sleepers, the observed changes in the angle δ are small. Thus, it is advantageously possible to use an odometer28 to launch the first matrix camera54Aorientation each time along the reference rail22Awas passed a predetermined distance, this distance being preferably equal to the space between the sleepers. You can also use image processing operations that are also performed on a distorted bitmap transmitted by a line camera.26, and launch the image using the first matrix camera54A orientation each time a new space between the sleepers is found in the distorted bitmap.
[0099] Также можно выбирать запуск первой матричной камеры 54А ориентации, когда благодаря другим измеренным данным определяют, что существует вероятность того, что угол δ был изменен. Например, для этой цели можно использовать акселерометр, расположенный на шасси 32 определения местоположения. Также можно использовать изменения упомянутого выше расстояния D, измеряемого между рельсами 22A, 22B, посредством линейной камеры 26. Естественно, также можно комбинировать режимы запуска, например, комбинируя систематический запуск посредством одометра 28 и дополнительный запуск в зависимости от измеряемых или отслеживаемых данных. [0099] It is also possible to select to start the first
[00100] При известных амплитуде и синусу угла δ можно «исправить» искаженное растровое изображение, получаемое на основе последовательных снимков линейной камеры 26 и измерений пройденного расстояния, получаемых посредством одометра 28. [00100] With known amplitude and sine of the angle δ, it is possible to "correct" the distorted bitmap obtained from the successive snapshots of the
[00101] Также можно ограничивать это исправление до нескольких точек интереса, идентифицируемых на искаженном изображении в заданном пространстве между шпалами. Кроме того, это является предпочтительным решением для ограничения необходимой вычислительной мощности, поскольку искажение, наблюдаемое на искаженном изображении, не препятствует определению местоположения точек интереса на неисправленном искаженном изображении посредством обработки этого изображения. [00101] You can also limit this correction to a few points of interest identified in the distorted image in a given space between sleepers. In addition, this is a preferred solution to limit the required processing power, since the distortion observed in the distorted image does not prevent the location of points of interest in the uncorrected distorted image by processing this image.
[00102] На практике и при условии, что измерение угла δ было запущено заранее, на искаженном растровом изображении определяют местоположение пространственного индексирующего маркера заранее определенной характерной особенности, например, центра 56 болта, расположенного вблизи заранее определенной стороны опорного рельса 22А и на ней, или любого другого заранее определенного компонента пути, например, крепежного элемента или сердечника стрелки. В частности, это определение может быть выполнено посредством сравнения искаженного растрового изображения с различными заранее определенными формами заранее определенного компонента пути, искаженных в соответствии с углом δ, или посредством искусственной нейронной сети или, в частности, блока искусственного интеллекта, получившего предварительное обучение, в частности углубленное обучение, например, посредством технологии сегментации изображения пиксель за пикселем (тип SegNet), или посредством технологии обнаружения объекта (тип RFCN). После идентификации этого пространственного индексирующего маркера 56 на искаженном изображении считывают его видимое расстояние относительно опорной линии 122А и вычисляют фактическое расстояние между пространственным индексирующим маркером 56 и опорной линией 122А, измеряемое перпендикулярно к опорной линии 122А в зависимости от угла δ. Затем это с помощью пространственного индексирующего маркера 56 и опорной линии 122А (предполагается прямолинейной в масштабе пространства между шпалами) дает локальную двумерную систему отсчета определения местоположения для рассматриваемого пространства между шпалами. Для получения представления, эта система отсчета может иметь в качестве начала отсчета проекцию O пространственного индексирующего маркера на опорную линию 122А перпендикулярно к опорной линии 122А, в качестве оси X - опорную линию 122А, ориентированную в направлении 100 продвижения транспортного средства 2, и в качестве оси Y - перпендикуляр к оси X, проходящий через начало O отсчета (и через пространственный индексирующий маркер 56). [00102] In practice, and provided that the measurement of the angle δ has been triggered in advance, a spatial indexing marker of a predetermined feature is located on the distorted bitmap, for example, the
[00103] Далее фокусируются на зоне интереса, ограниченной поперечными краями 58, 60 двух последовательных шпал 62, 64 и внутренними краями 66, 68 двух рельсов 22А, 22В (потенциальной кривизной которых в этом масштабе можно пренебречь). На пути эта зона составляет четырехугольник, который может быть задан пересечениями A, B, C, D между краями шпал 58, 60 и внутренними краями 66, 68 двух рельсов 22A, 22B. На искаженном растровом изображении само четырехугольное изображение искажено, но, тем не менее, выполнено с возможностью обнаружения посредством своих вершин. Затем для получения координат вершин A, B, C, D в системе отсчета определения местоположения достаточно на искаженном изображении определить координаты этих вершин и применить необходимое исправление в зависимости от угла δ. [00103] Next, focus on the area of interest bounded by the
[00104] На практике контрастность изображений не всегда достаточна для обеспечения возможности определения на искаженном растровом изображении краев шпал и рельса в непосредственной близости от точек пересечения A, B, C, D. В соответствии с альтернативным вариантом, таким образом, предпочтительно определять зону интереса как четырехугольник, ограниченный пересечениями A', B', C', D' между нейтральными линиями 162, 164, построенными для каждой из шпал 62, 64, и нейтральными линиями 122А, 122В, построенными для каждого из рельсов 22А, 22В. Нейтральные линии выстраивают посредством обработки изображений по всему пространству между шпалами. [00104] In practice, the contrast of the images is not always sufficient to enable the edges of the sleepers and the rail to be determined in the distorted bitmap image in the immediate vicinity of the intersection points A , B , C , D. According to an alternative, therefore, it is preferable to define the area of interest as a quadrilateral bounded by intersections A' , B' , C' , D' between the
[00105] Также фокусируются на идентификации потенциальных препятствий в четырехугольной зоне интереса <A, B, C, D> или <A', B', C', D'>. Наличие или отсутствие таких препятствий обеспечивает возможность квалификации этой зоны интереса в качестве зоны возможного вмешательства (разрешенная зона) или зоны возможного исключения (запрещенная зона). Независимо от обнаружения препятствий, размеры зоны интереса могут быть использованы для квалификации этой зоны интереса в качестве зоны возможного вмешательства (если пространство между шпалами является достаточным для обеспечения возможности последующего вмешательства) или как запрещенную зону. [00105] Also focus on identifying potential obstacles in the quadrangular area of interest < A , B , C , D > or <A',B',C',D'>. The presence or absence of such obstacles makes it possible to qualify this area of interest as a zone of possible interference (allowed zone) or a zone of possible exclusion (forbidden zone). Regardless of the detection of obstacles, the dimensions of the area of interest can be used to qualify that area of interest as a zone of possible interference (if the space between the sleepers is sufficient to allow subsequent intervention) or as a forbidden zone.
[00106] Приведенные выше операции (вычисление угла δ, определение местоположения пространственного индексирующего маркера 56 и вычисление его расстояния до опорной линии 122А, определение местоположения четырехугольника, состоящего из точек интереса <A, B, C, D> или <A’, B’, C’, D’> и вычисление их координат в системе O, х, у отсчета определения местоположения, заданной посредством пространственного индексирующего маркера 56 и опорной линии 122А, определение местоположения возможных препятствий) выполняют циклически для каждого пространства между шпалами и инициируют либо посредством одометра 28, либо посредством распознавания края шпалы на искаженном растровом изображении. На практике каждому циклу и каждому пространству между шпалами присваивают порядковый номер. [00106] The above operations (calculating the angle δ, locating the
[00107] Эти обрабатывающие операции выполняют при помощи алгоритмов распознавания формы. Человеко-машинный интерфейс 34 обеспечивает возможность их инвалидации при необходимости (если по умолчанию считается, что автоматическое распознавание является достоверным) или их валидации (по меньшей мере в режиме обучения до тех пор, пока уровень достоверности распознавания формы является недостаточным). С этой целью оператор может просматривать искаженное изображение, которое отображают на управляющем экране 38 человеко-машинного интерфейса 34. Четырехугольник <A, B, C, D> или <A’, B’, C’, D’> материализуют на экране с наложением, например посредством цветного четырехугольника, причем при необходимости идентифицированные вероятные препятствия отмечают в соответствии с заранее определенными визуальными условными обозначениями (стрелка, контур и т. д.). Можно обеспечивать возможность того, что при нахождении в режиме валидации оператор щелкает указателем в зоне интереса для подтверждения ее статуса. Напротив, можно обеспечивать возможность того, что при нахождении в режиме обслуживания, оператор щелкает указателем в зонах интереса для отмены ее статуса. Естественно, можно обеспечивать большое количество альтернативных вариантов для взаимодействия между оператором и системой 12 определения местоположения в соответствии с требуемыми эргономикой и задачами. [00107] These processing operations are performed using shape recognition algorithms. The human-
[00108] В конце процедуры определения местоположения, описанной ранее, для каждого пространства между шпалами в локальной системе <O, x, y> отсчета доступны координаты точек A, B, C, D или A', B', C', D' интереса, определяющие границы зоны [A, B, C, D] или [A', B', C', D'] интереса, квалифицированной как разрешенная или запрещенная. Также можно иметь другие доступные данные, такие как линия между шпалами. [00108] At the end of the location procedure described earlier, for each space between sleepers in the local frame <O, x, y> coordinates of points A , B , C , D or A' , B' , C' , D' are available of interest, defining the boundaries of the zone [A, B, C, D] or [A', B', C', D'] of interest, qualified as allowed or prohibited. It is also possible to have other data available, such as the line between the sleepers.
[00109] Эти данные передают на управляющий блок 42 системы 16 преобразования для того, чтобы он мог извлекать из этого пользу в тот момент, когда после непрерывного продвижения вперед железнодорожного транспортного средства 3 вмешательства система 16 преобразования расположена на высоте заранее определенного пространства, заранее определенного системой 12 определения местоположения. Вследствие кривизны железнодорожного пути 22 положение транспортной тележки 9 по сравнению с заданным пространством между шпалами, когда матричная камера 44А системы 16 преобразования расположена над указанным пространством между шпалами, различается от положения, полученного ранее посредством шасси 4 системы 12 определения местоположения, когда линейная камера 26 была расположена над тем же пространством между шпалами. [00109] This data is transmitted to the
[00110] Система 16 преобразования направлена на обеспечение возможности преобразования, то есть изменения декартовой системы отсчета, координат, определенных посредством системы 12 определения местоположения в системе <O, x, y> отсчета определения местоположения, связанной с заданным пространством между шпалами, в координаты, которые можно использовать на уровне системы 16 преобразования, в частности, для управления указанным набором из одного или более приспособлений 11. [00110] The
[00111] Для этой цели, матричная камера 44A системы 16 преобразования расположена обращенной к опорному рельсу 22А и имеет достаточную ширину поля для захвата изображения как опорного рельса 22А, так и пространственного индексирующего маркера 56, при этом следует напомнить, что он был выбран вблизи опорного рельса 22А. [00111] For this purpose, the
[00112] В первую очередь система 16 преобразования должна быть выполнена с возможностью определения, какие данные местоположения в данный момент свойственны для пространства между шпалами, просматриваемого матричной камерой 44А системы 16 преобразования. [00112] First of all, the
[00113] Тем не менее знания геометрии машины 1 для вмешательства может оказаться недостаточным даже для грубой оценки расстояния между одометром 28 системы 12 определения местоположения и матричной камерой 44А системы 16 преобразования, поскольку транспортная тележка 9 предполагается выполненной с возможностью перемещения относительно основного шасси 6 железнодорожного транспортного средства 3 вмешательства. Таким образом, требуется дополнительное измерение, которое может быть выполнено посредством датчика положения транспортной тележки 9 в отношении основного шасси 6 или посредством дополнительного одометра 70, объединенного с ходовой тележкой 10 транспортной тележки 2. [00113] However, knowledge of the geometry of the
[00114] Объединенные измерения датчика положения транспортной тележки 9 и одометра 28 системы 12 определения местоположения или, альтернативно, измерения одометра 70 системы 16 преобразования обеспечивают возможность определения с достаточной степенью достоверности, какие данные местоположения в данный момент свойственны для пространства между шпалами, просматриваемого матричной камерой 44А системы 16 преобразования. [00114] The combined measurements of the position sensor of the
[00115] Матричная камера 44А преобразования соединена с системой отсчета преобразования, закрепленной относительно транспортной тележки 9. Посредством обработки растрового изображения матричной камеры 44 преобразования блок 42 преобразования идентифицирует опорный рельс 22А, строит нейтральную линию 122А, которая составляет опорную линию, и на этом растровом изображении определяет ее ориентацию, что дает прямой доступ к углу γ ориентации системы O, x, y отсчета определения местоположения относительно системы отсчета преобразования. Блок 42 преобразования также идентифицирует пространственный индексирующий маркер 56 и строит проекцию пространственного индексирующего маркера 56 на опорный рельс 22А перпендикулярно к последнему, которая задает начало O отсчета системы <O, х, у> отсчета определения местоположения и ее координаты в системе отсчета преобразования. Затем блок 42 преобразования может преобразовывать в систему отсчета преобразования координаты точек A, B, C, D интереса, которые система 12 определения местоположения передала на него в системе <O, x, y> отсчета определения местоположения. [00115] The
[00116] Исходя из этого, для управления указанным набором из одного или более приспособлений 11 на контроллер 46 можно передавать преобразованные координаты зоны интереса и ее квалификацию (как зоны возможного вмешательства). Затем контроллер 46 генерирует команды, которые обеспечивают указанному набору из одного или более приспособлений 11 возможность вмешательства или невмешательства в зону A, B, C, D интереса, границы которой определены таким образом. При необходимости может существовать одна или более степеней свободы перемещения указанного набора из одного или более приспособлений 20 относительно шасси 45 преобразования, поддерживающего камеру (камеры) 44A, 44B преобразования. Команда может содержать вращение указанного набора из одного или более приспособлений 20 вокруг оси, перпендикулярной опорной плоскости, или перемещение указанного набора из одного или более приспособлений 20 в поперечном направлении для оптимизации его позиционирования относительно пространства между шпалами. Команда также может содержать подъем или опускание указанного набора из одного или более приспособлений 20 в соответствии с квалификацией зоны интереса, как зоны возможного вмешательства или как запрещенной зоны. [00116] Based on this, to control the specified set of one or
[00117] Естественно, примеры, представленные на чертежах и обсужденные выше, приведены только для иллюстративных и неограничивающих целей. В явном виде предусматривается, что для предложения других вариантов осуществления изобретения можно комбинировать различные проиллюстрированные варианты его осуществления. [00117] Naturally, the examples shown in the drawings and discussed above are for illustrative and non-limiting purposes only. It is expressly contemplated that various illustrated embodiments of the invention may be combined to provide other embodiments of the invention.
[00118] Опорная линия, выбранная во время этапа определения местоположения, не обязательно представляет собой линию, на которой выполняют оценку угла δ. При необходимости можно выбирать в качестве опорной линии нейтральную линию 122B рельса 22B и измерять угол δ относительно рельса 22A. [00118] The reference line selected during the position determination step is not necessarily the line on which the angle δ is estimated. If necessary, the
[00119] В соответствии с альтернативным вариантом опорная линия, построенная системой 12 для определения местоположения, является виртуальной в том смысле, что она не связана с конкретным рельсом 122A, 122B. Например, она может представлять собой срединную линию 222 железнодорожного пути, построенную на основе нейтральных линий 122А и 122В рельсов 22А, 22В железнодорожного пути 22. Таким образом, избавляются от особенностей, таких как прерывания одного из рельсов на уровне путевого устройства. [00119] Alternatively, the reference line constructed by the
[00120] Эта срединная линия может быть построена посредством обработки искаженного растрового изображения, посредством осуществления поиска по точкам в каждой линии измерения линейной камеры 26 середины сегмента, ограниченного центрами двух рельсов 22A, 22B, или, предпочтительно, посредством построения сначала нейтральных линий 122A, 122B каждого рельса 22A, 22B, а затем линии, расположенной на среднем расстоянии от нейтральных линий 122A, 122B. [00120] This median line can be constructed by processing a distorted bitmap, by performing a point-by-point search in each measurement line of the
[00121] В этом предположении виртуальной опорной линии, построенной и используемой системой 12 определения местоположения, система 16 преобразования также должна быть выполнена с возможностью перестройки этой виртуальной опорной линии. Для этой цели система преобразования предпочтительно содержит вторую матричную камеру 44В преобразования, расположенную над вторым рельсом 22В и обращенную к нему. [00121] In this assumption of a virtual reference line built and used by the
[00122] Вторая матричная камера 44B преобразования прикреплена к шасси 45 преобразования транспортной тележки 9 таким образом, что относительное положение двух матричных камер 44A, 44B преобразования известно и откалибровано. Хотя каждая матричная камера 44А, 44В преобразования имеет только уменьшенную ширину поля обзора, обеспечивающую возможность просмотра только того рельса 22А, 22В, над которым она расположена, можно определять положение срединной линии 222 между нейтральными линиями 122А, 122B посредством определения положения нейтральной линии 122A первого рельса 22A на растровом изображении первой камеры 44A преобразования, посредством определения положения нейтральной линии 122B второго рельса 22B на растровом изображении второй камеры 44B преобразования и посредством вычисления центра сегмента прямой линии между двумя нейтральными линиями 122A, 122B на основании этих измерений и данных калибровки расстояния между двумя камерами 44A, 44B преобразования. [00122] The second
[00123] В соответствии с альтернативным вариантом системы 12 определения местоположения она содержит вторую матричную камеру 54B ориентации, прикрепленную к шасси 4 транспортного средства 4 определения местоположения и имеющую направление обзора, перпендикулярное опорной плоскости железнодорожного пути 22, обращенной к другому рельсу 22B. Вторую матричную камеру 54B ориентации могут использовать для того, чтобы дать второе значение угла δ, измеряемое относительно второго рельса 22B. Для использования этих данных могут быть реализованы различные алгоритмы. Например, можно назначать доверительный индекс для каждого растрового изображения, передаваемого одной или другой матричной камерой ориентации, например, в зависимости от контраста изображения, наличия или отсутствия на изображении рельса или любого другого критерия, всего для того, чтобы сохранить для каждого пространства между шпалами то измерение угла δ, которое имеет наилучший доверительный индекс. Также можно комбинировать измерения, выполненные для расчета «среднего» угла δ. Поскольку расстояние между двумя матричными камерами 54А, 54B известно и откалибровано, также можно использовать эти камеры для определения виртуальной опорной линии 222, упомянутой выше. И, наконец, можно предусмотреть два независимых измерения и вычисления путей, один из которых использует первую матричную камеру 54А ориентации и первую матричную камеру 44А преобразования относительно первой опорной линии 122А, а другой использует вторую матричную камеру 54B и вторую матричную камеру 44B преобразования относительно первой опорной линии 122В. При необходимости также можно предусматривать два одометра на уровне системы наблюдения, по одному для каждого рельса 22A, 22B, при этом каждый предназначен для одного из двух измерений и вычислений путей. [00123] In accordance with an alternative embodiment of the
[00124] На этапе определения местоположения идентификация точек интереса не ограничена идентификацией вершин A, B, C, D или A', B', C', D' четырехугольника вероятного вмешательства. Могут быть идентифицированы другие типы точек интереса, например, координаты центров головок винтов, подлежащих завинчиванию или замене. Зона вмешательства не обязательно представляет собой четырехугольник, но может быть любым многоугольником. Также можно попытаться идентифицировать - вместо точек A, B, C, D интереса или в дополнение к ним - линии интереса, например, прямые линии, составляющие нейтральные линии 162, 164 шпал 62, 64, каждая из которых расположена в соответствующем центре шпалы 62, 64, или прямую линию 163, составляющую проходящую между шпал линию, которая представляет собой ось симметрии для предыдущих прямых линий 162, 164, расположенную на среднем расстоянии между двумя шпалами 62, 64. В локальной системе <O, x, y> отсчета координаты таких прямых линий могут представлять собой, например, координаты двух принадлежащих ей точек или координаты точки этой линии и угла. [00124] In the location step, the identification of points of interest is not limited to the identification of vertices A , B , C , D or A' , B' , C' , D' of the likely intervention quadrilateral. Other types of points of interest can be identified, such as the coordinates of the centers of the screw heads to be screwed or replaced. The interference zone is not necessarily a quadrilateral, but can be any polygon. It is also possible to try to identify - instead of points A , B , C , D of interest or in addition to them - lines of interest, for example, straight lines constituting the
[00125] Хотя предшествующее описание было сфокусировано на пространстве между шпалами, с помощью системы определения местоположения также можно анализировать участки пути, содержащие шпалы, в частности, для обнаружения на них точек интереса, требующих вмешательства. [00125] Although the foregoing description has focused on the space between the sleepers, the positioning system can also analyze sections of the track containing sleepers, in particular, to find points of interest on them that require intervention.
[00126] Обработка данных одометра 28, линейной камеры 26 и устройства 52 ориентации посредством системы 12 определения местоположения выполняют в режиме реального времени или с незначительной задержкой таким образом, что ее можно использовать посредством системы 16 преобразования, принадлежащей той же постоянно продвигающейся вперед машине 10 для вмешательства. Расстояние между системой 12 определения местоположения, расположенной в передней зоне 14 транспортного средства 2 определения местоположения в направлении 100 продвижения, с одной стороны, и системой 16 преобразования, расположенной на расстоянии и в направлении к задней части этого транспортного средства, а с другой стороны, преимущественно используют, в частности, для обеспечения оператору возможности валидации или инвалидации точек A, B, C, D интереса или их квалификации. [00126] The processing of the
[00127] Альтернативно, можно продвигать машину 10 для вмешательства в направлении для определения местоположения, а затем возвращать ее назад для того, чтобы во время второго прохода выполнять преобразование и управление указанным набором из одного или более приспособлений. Во время этого преобразования транспортное средство может продвигаться в направлении, противоположном направлению продвижения во время определения местоположения, или в том же направлении. [00127] Alternatively, it is possible to advance the
[00128] Обсуждаемая железнодорожная машина 10 для вмешательства может состоять из одного или более транспортных средств, шарнирно соединенных между собой. Таким образом, при необходимости система 12 определения местоположения, система 16 преобразования и указанный набор из одного или более приспособлений 11 могут находиться на одном и том же транспортном средстве. В соответствии с другим вариантом осуществления система 12 определения местоположения может быть смонтирована на каретке, движущейся по пути и шарнирно соединенной с указанной передней частью посредством роликового блока, несущего систему 16 преобразования и указанный набор из одного или более приспособлений 11. [00128] Discussed
[00129] Также можно предусмотреть, чтобы система 12 определения местоположения была смонтирована на автономном транспортном средстве определения местоположения, независимом от машины 10 для вмешательства, несущей указанный набор из одного или более приспособлений 11. В этом последнем предположении является преимущественным обеспечение на транспортном средстве определения местоположения блока абсолютного позиционирования, например блока GPS, для того, чтобы обеспечивать возможность назначения каждому пространству между шпал координат в системе отсчета абсолютного позиционирования, которые являются достаточно точными для проведения различий между двумя последовательными пространствами между шпалами. [00129] It is also possible to provide that the
[00130] При необходимости, указанный набор из одного или более приспособлений 20 может быть закреплен относительно основного шасси 6 транспортного средства 3 вмешательства. Затем можно приблизительно оценивать положение указанного набора из одного или более приспособлений 20 на основе только одних данных одометра 28 системы 12 определения местоположения для того, чтобы определять, какие данные определения местоположения в данный момент являются релевантными для преобразования. [00130] If necessary, said set of one or
[00131] Хотя настоящее описание в особенности сфокусировано на использовании процедуры преобразования для управления приспособлением для вмешательства, преобразование также может быть преимущественно использовано для операции точного обследования пути посредством приспособления для обследования, переносимого шасси, удаленным от шасси определения местоположения. [00131] Although the present description is particularly focused on using the transform procedure to control an intervention tool, the transform can also be advantageously used for an accurate track survey operation by a survey tool carried by a chassis remote from the location chassis.
[00132] Человеко-машинный интерфейс 34 также может быть удаленным относительно транспортного средства 10, например может быть расположен на посту дистанционного управления. [00132] The human-
Claims (27)
Applications Claiming Priority (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1850961A FR3077553B1 (en) | 2018-02-06 | 2018-02-06 | METHOD FOR LOCATING POINTS OR LINES OF INTEREST ON A RAILWAY |
FR1850962A FR3077582B1 (en) | 2018-02-06 | 2018-02-06 | METHOD FOR ORDERING AN ASSEMBLY OF ONE OR MORE INTERVENTION TOOLS MOUNTED ON A RAILWAY INTERVENTION VEHICLE |
FR1850961 | 2018-02-06 | ||
FR1850960A FR3077552B1 (en) | 2018-02-06 | 2018-02-06 | METHODS FOR LOCATING POINTS OR LINES OF INTEREST ON A RAILWAY, POSITIONING AND CONDUCTING AN INTERVENTION MACHINE ON A RAILWAY |
FR1850962 | 2018-02-06 | ||
FR1850960 | 2018-02-06 | ||
PCT/EP2019/052441 WO2019154718A1 (en) | 2018-02-06 | 2019-01-31 | Methods for locating points or lines of interest on a railway track, positioning and driving an intervention machine on a railway track |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2020126536A RU2020126536A (en) | 2022-03-10 |
RU2020126536A3 RU2020126536A3 (en) | 2022-03-28 |
RU2772796C2 true RU2772796C2 (en) | 2022-05-25 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0115462A2 (en) * | 1983-01-31 | 1984-08-08 | Commissariat A L'energie Atomique | Method for the automatic recognition of an image on the basis of a corresponding reference image |
US4986189A (en) * | 1989-01-26 | 1991-01-22 | Franz Plasser Bahnbaumaschinen-Industriegesellschaft M.B.H. | Mobile track working machine |
US9049433B1 (en) * | 2012-01-06 | 2015-06-02 | John H. Prince | High-speed railroad inspection using coordinated 3D cameras |
EP3138753A1 (en) * | 2015-09-03 | 2017-03-08 | Rail Vision Europe Ltd | Railroad track survey system |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0115462A2 (en) * | 1983-01-31 | 1984-08-08 | Commissariat A L'energie Atomique | Method for the automatic recognition of an image on the basis of a corresponding reference image |
US4986189A (en) * | 1989-01-26 | 1991-01-22 | Franz Plasser Bahnbaumaschinen-Industriegesellschaft M.B.H. | Mobile track working machine |
US9049433B1 (en) * | 2012-01-06 | 2015-06-02 | John H. Prince | High-speed railroad inspection using coordinated 3D cameras |
EP3138753A1 (en) * | 2015-09-03 | 2017-03-08 | Rail Vision Europe Ltd | Railroad track survey system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7352556B2 (en) | Method for commanding a set of one or more intervention tools mounted on a railway intervention vehicle | |
JP6301828B2 (en) | Apparatus for measuring the speed and position of a vehicle moving along a guiding track, and corresponding method and computer program product | |
US10589763B2 (en) | Method and measuring system for registering a fixed point adjacent a track | |
CN109477313A (en) | System and method for measuring track | |
EP3335003B1 (en) | Point cloud based surface construction | |
CN110015304A (en) | For seeking and providing the method and system of ground characteristics | |
FR3077553A1 (en) | METHOD OF REPORTING POINTS OR LINES OF INTEREST ON A RAILWAY | |
JP4436632B2 (en) | Survey system with position error correction function | |
US11247705B2 (en) | Train wheel measurement process, and associated system | |
RU2772796C2 (en) | Methods for positioning points or lines of interest on the railway, positioning and control of the machine for intervention on the railway | |
RU2772643C2 (en) | Method for location of points or lines of interest on a railway | |
RU2772798C2 (en) | Method for controlling a set of one or more intervention devices mounted on a railway intervention vehicle | |
JPWO2019154720A5 (en) | ||
JP3442171B2 (en) | Railway surveying equipment | |
CN206223458U (en) | Vibration detecting system of the rail vehicle based on video analysis in tunnel | |
Toyama et al. | Structure gauge measuring equipment using laser range scanners and structure gauge management system | |
FR3077552A1 (en) | METHODS OF REPORTING POINTS OR LINES OF INTEREST ON A RAILWAY, POSITIONING AND DRIVING A MACHINE OF INTERVENTION ON A RAILWAY | |
WO2021044564A1 (en) | Forward monitoring device and method for calibrating forward monitoring device | |
FR3077582A1 (en) | METHOD FOR CONTROLLING AN ASSEMBLY OF ONE OR MORE INTERVENTION TOOLS MOUNTED ON A RAIL VEHICLE OF INTERVENTION | |
Wu | Mbedded Banknote Sterilizer of Design |