WO2019149456A1 - Schienenfahrzeug und verfahren zum vermessen einer gleisstrecke - Google Patents

Schienenfahrzeug und verfahren zum vermessen einer gleisstrecke Download PDF

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WO2019149456A1
WO2019149456A1 PCT/EP2019/050013 EP2019050013W WO2019149456A1 WO 2019149456 A1 WO2019149456 A1 WO 2019149456A1 EP 2019050013 W EP2019050013 W EP 2019050013W WO 2019149456 A1 WO2019149456 A1 WO 2019149456A1
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rail vehicle
track
measuring platform
sensor device
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Bernd Metzger
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Plasser & Theurer Export Von Bahnbaumaschinen Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61K—AUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61K9/00—Railway vehicle profile gauges; Detecting or indicating overheating of components; Apparatus on locomotives or cars to indicate bad track sections; General design of track recording vehicles
    • B61K9/08—Measuring installations for surveying permanent way
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L23/00—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains
    • B61L23/04—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains for monitoring the mechanical state of the route
    • B61L23/042—Track changes detection
    • B61L23/047—Track or rail movements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B35/00—Applications of measuring apparatus or devices for track-building purposes
    • E01B35/06—Applications of measuring apparatus or devices for track-building purposes for measuring irregularities in longitudinal direction

Definitions

  • the invention relates to a rail vehicle with a vehicle frame that can be moved supported on rail tracks on rails of a track, comprising a first measuring platform with a first Intertial measuring system for detecting a track profile.
  • the invention relates to a method for measuring a track section by means of the rail vehicle.
  • Measuring devices serve a variety of sensors that detect both the track itself and the track environment. The latter happens for example by means of camera systems, which are arranged on the track measuring vehicle.
  • IMU Inertial Measurement Unit
  • the invention is based on the object of specifying improvements over the prior art for a rail vehicle and a method of the type mentioned in the introduction. [05] According to the invention, these objects are achieved by the features of
  • a second measuring platform is arranged on the rail vehicle, which comprises a second inertial measuring system and at least one sensor device for detecting surface points of a track section.
  • the second measuring platform and the second inertial measuring system With the second measuring platform and the second inertial measuring system, the movement of the sensor device in three-dimensional space is detected in a simple manner.
  • the measured data acquired with the sensor device can be spatially exactly assigned in this way.
  • a computer is arranged directly on the rail vehicle, the measurement data of the inertial measuring systems and the sensor device are supplied and the for the transformation of coordinates of the
  • Evaluation arranged, which is set up to compare the coordinates of the surface points in the coordinate system of the first measuring platform with a predetermined clearance profile of the track section.
  • Measuring platform is arranged on one of the rail bogies. This allows easy detection of the track course by means of the first inertial measuring system.
  • the first measuring platform comprises a measuring frame arranged on wheel axles of the rail chassis, on which the first intertial measuring system is arranged.
  • the movements of the first inertial measuring system in three-dimensional space thus remain unaffected by resilient relative movements of the rail chassis.
  • Measuring frame at least two position measuring devices for determining the position of the measuring frame relative to the rails of the track are arranged. Thus, the exact position of the measuring frame is continuously compared to the
  • the second measuring platform is arranged on an end face of the rail vehicle. In this way, with a few sensors, a wide surrounding area of the rail vehicle can be detected.
  • the sensor device comprises a laser scanner for detecting the surface points as a point cloud.
  • an aforementioned rail vehicle provides that by means of the first Intertial measuring system of the track course - especially as a movement course of a coordinate system of the first measuring platform - is detected that detects a movement history of the sensor device - in particular as a movement course of a coordinate system of the second measuring platform - by means of the second Interial measuring system is and that by means of the sensor device
  • Fig. 1 rail vehicle on a track
  • first measuring platform 5 is arranged.
  • this first measuring platform 5 comprises a measuring frame 6, which is attached to the axes of the bogie 4 designed as a bogie.
  • two position measuring devices 8 may be attached to the first measuring platform 5 in order to detect relative movements of the first measuring platform 5 relative to the rails 7.
  • Position measuring device 8 includes, for example, a directed onto the rail 7 laser and a camera for detecting the laser projection.
  • a first intertial measuring system 9 is constructed on the first measuring platform 5, which detects a first space curve 10 with respect to an intertial reference system x ', y', z '.
  • This first space curve 10 runs at a known distance parallel to a track axis 11, which runs symmetrically between the inner edges of the two rails 8. This determines a relative track course.
  • Coordinate system x g , y g , z g of the first measuring platform 5 is along this first space curve ⁇ 0 moved.
  • Position measuring devices 8 a space curve detection for each rail 7 of the track ⁇ .
  • a second measuring platform 14 is arranged on this second measuring platform 14.
  • a second inertial measuring system 15 for detecting a second space curve 16 is attached.
  • a coordinate system x s , y s , z s of the second measuring platform 14 is moved along the second space curve 16.
  • Position integration are from the measured rate of rotation of the respective inertial measuring system 9, 15, which mitbewegten in the associated
  • Coordinate system x g , y g , z g and x s , y s , z s are given, determines the relative position to the inertial reference system x ', y', z '.
  • the second measuring platform 14 serves as a carrier of a sensor device 17, which is to be monitored for the detection of surface points P
  • Track track 18 is formed. In this case, along the track 18 next to the track 1 different objects such as platforms 19, masts 20, signaling devices 21 and overhead lines 22. By detecting the surface points P is first the location of these objects 19-22 with respect to the coordinate system x s , y s , z s of the second measuring platform 14 determinable.
  • the sensor device 17 comprises a plurality of laser scanners, for example two 2D rotation scanners 23 and two 2D scanner scanners 24. With a known travel speed of the rail vehicle 2, this results in
  • Measurement result a three-dimensional point cloud. Their resolution is by adjusting the sampling rates of the scanner 23, 24 and the
  • Coordinate system x g , y g , z g the first measuring platform 5 transferred, the inertial reference system x ', y', z 'serves as a common basis.
  • the rail vehicle 2 is shown in Fig. 3 in a plan view and is located in a curve entrance of the track ⁇ 8.
  • the 2D rotation scanners 23 keys during a
  • the detected surface points P correspond to a profile of the track environment.
  • This point cloud is supplemented with surface points P, which are detected by means of the 2D fan scanner 24.
  • the 2D fan scanner 24 are directed to areas that lie in a visible shadow of the 2D rotation scanner 23.
  • the two inertial measuring systems 9, ⁇ 5 record different space curves ⁇ 0, ⁇ 6.
  • the pivoting of the area located in front of the front rail chassis 4 vehicle area causes a significant deviation.
  • the two space curves ⁇ 0, ⁇ 6 are superimposed as seen from above, wherein origin points 0 g , 0 s of the two co-moving coordinate systems x g , y g , z g and x s , y s , z s by means of the known distance A and the driving speed are synchronized.
  • the transformed coordinates x ⁇ , y ⁇ of the respective surface point P indicate the position with respect to the track course or the track axis ⁇ .
  • Coordinate system x g , y g , z g of the first measuring platform 5 is equal to zero.
  • the y-coordinates and z-coordinates of these surface points P are compared with limit values of a clearance gauge to be maintained. It makes sense, the zero point 0 g of the coordinate system x g , y g , z g of the first
  • Measuring platform 5 to move to the track axis ⁇ because standardized clearance specification also refer to the track axis ⁇ .
  • a gauge overlap occurs when a surface point P is within the specified gauge.
  • the corresponding y-coordinate or z-coordinate is then less than a predetermined one
  • Gauge limit To avoid the risk of a collision, clearance limits are displayed in a control center. An immediate display in an output device 26 of the rail vehicle 2 is useful. Conveniently, the computer 25 as
  • output data are generated that link position data of an object 19-22 that violates the light space with a kilometer of the controlled track section 18.
  • a path measuring device 27 or a GNSS receiver is arranged on the rail vehicle 2.
  • a fixed point measuring device attached to the rail vehicle 2 makes sense in order to determine an absolute position with respect to fixed points located next to the track 1.
  • the present invention thus comprises redundant systems for determining the track profile.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug (2) mit einem Fahrzeugrahmen (12), der auf Schienenfahrwerken (4) abgestützt auf Schienen (7) eines Gleises (1) verfahrbar ist, umfassend eine erste Messplattform (5) mit einem ersten Intertial-Messsystem (9) zur Erfassung eines Gleisverlaufs. Dabei ist an dem Schienenfahrzeug (2) eine zweite Messplattform (14) angeordnet, die ein zweites Inertial-Messsystem (15) und zumindest eine Sensoreinrichtung (17) zur Erfassung von Oberflächenpunkten (P) einer Gleisstrecke (18) umfasst. Mit der zweiten Messplattform (14) und dem zweiten Inertial-Messsystem (15) wird auf einfache Weise die Bewegung der Sensoreinrichtung (17) im dreidimensionalen Raum erfasst.

Description

Beschreibu ng
Schienenfahrzeug und Verfahren zum Vermessen einer Gleisstrecke
Gebiet der Technik
[01] Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug mit einem Fahrzeugrahmen, der auf Schienenfahrwerken abgestützt auf Schienen eines Gleises verfahrbar ist, umfassend eine erste Messplattform mit einem ersten Intertial-Messsystem zur Erfassung eines Gleisverlaufs. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Vermessen einer Gleisstrecke mittels des Schienenfahrzeugs.
Stand der Technik
[02] Für eine zuverlässige Instandhaltung eines Gleisoberbaus sind regelmäßige Kontrollen erforderlich. Es kommen dabei Gleismessfahrzeuge zum Einsatz, die zur Erfassung einer aktuellen Gleisgeometrie einer Gleisstrecke
eingerichtet sind. Auf Basis gesammelter Messdaten werden
Instandhaltungsmaßnahmen geplant und durchgeführt. Als
Messvorrichtungen dienen verschiedenste Sensoren, die sowohl das Gleis selbst als auch die Gleisumgebung erfassen. Letzteres geschieht beispielsweise mittels Kamerasysteme, die am Gleismessfahrzeug angeordnet sind.
[03] Um den Gleisverlauf bzw. die relative Gleislage zu ermitteln, kommt bei
modernen Gleismessfahrzeugen ein sogenanntes Inertial-Messsystem (Inertial Measurement Unit, IMU) zum Einsatz. Ein solches Inertial-Messsystem ist in der Fachzeitschrift Eisenbahningenieur (52) 9/2001 auf den Seiten 6-9 beschrieben. Auch die DE 10 2008 062 143 B3 beschreibt ein Inertial- Messprinzip zur Erfassung einer Gleislage.
Zusammenfassung der Erfindung
[04] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Schienenfahrzeug und ein Verfahren der eingangs genannten Art Verbesserungen gegenüber dem Stand der Technik anzugeben. [05] Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben gelöst durch die Merkmale der
Ansprüche Ί und 9. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
[06] Dabei ist an dem Schienenfahrzeug eine zweite Messplattform angeordnet, die ein zweites Inertial-Messsystem und zumindest eine Sensoreinrichtung zur Erfassung von Oberflächenpunkten einer Gleisstrecke umfasst. Mit der zweiten Messplattform und dem zweiten Inertial-Messsystem wird auf einfache Weise die Bewegung der Sensoreinrichtung im dreidimensionalen Raum erfasst. Die mit der Sensoreinrichtung erfassten Messdaten sind auf diese Weise räumlich exakt zuordenbar.
[07] Vorteilhafterweise ist direkt am Schienenfahrzeug ein Computer angeordnet, dem Messdaten der Inertial-Messsysteme und der Sensoreinrichtung zugeführt sind und der zur Transformation von Koordinaten der
Oberflächenpunkte aus einem mit der Sensoreinrichtung mitbewegten Koordinatensystem der zweiten Messplattform in ein dem Gleisverlauf folgenden Koordinatensystem der ersten Messplattform eingerichtet ist. Im Ergebnis sind die mit der Sensoreinrichtung erfassten Oberflächenpunkte auf den Gleisverlauf bezogen. Damit können sofort Aussagen über die Lage erfasster Objekte in Bezug auf den Gleisverlauf getroffen werden.
[08] Bei einer weiteren Verbesserung ist am Schienenfahrzeug eine
Auswerteeinrichtung angeordnet, die zum Vergleich der Koordinaten der Oberflächenpunkte im Koordinatensystem der ersten Messplattform mit einem vorgegeben Lichtraumprofil der Gleisstrecke eingerichtet ist.
[09] Eine vorteilhafte Ausprägung der Erfindung sieht vor, dass die erste
Messplattform an einem der Schienenfahrwerke angeordnet ist. Das erlaubt eine einfache Erfassung des Gleisverlaufs mittels des ersten Inertial- Messsystems.
[10] Dabei ist es günstig, wenn die erste Messplattform einen an Radachsen des Schienenfahrwerks angeordneten Messrahmen umfasst, an dem das erste Intertial-Messsystem angeordnet ist. Die Bewegungen des ersten Inertial- Messsystems im dreidimensionalen Raum bleiben somit von federnden Relativbewegungen des Schienenfahrwerks unbeeinflusst. Es erfolgt eine unmittelbare Erfassung der Längsneigungen des Gleises. [11] Um den Einfluss von Querbewegungen bzw. Pendelbewegungen des
Schienenfahrwerks zu kompensieren, ist es von Vorteil, wenn an dem
Messrahmen zumindest zwei Lagemesseinrichtungen zur Bestimmung der Lage des Messrahmens gegenüber den Schienen des Gleises angeordnet sind. Damit wird laufend die exakte Lage des Messrahmens gegenüber den
Schienen erfasst und bei der Bestimmung des Gleisverlaufs mittels des ersten Inertial-Messsystems berücksichtigt.
[12] In einer vorteilhaften Ausprägung der Erfindung ist die zweite Messplattform an einer Stirnseite des Schienenfahrzeugs angeordnet. Auf diese Weise ist mit wenigen Sensoren ein weiter Umgebungsbereich des Schienenfahrzeugs erfassbar.
[13] Zudem ist es günstig, wenn die Sensoreinrichtung einen Laserscanner zur Erfassung der Oberflächenpunkte als eine Punktwolke umfasst. Mittels eines derartigen Sensors ist eine genaue und hochauflösende Erfassung der
Oberflächen des Gleises und seiner Umgebung realisierbar. Redundante bzw. sich ergänzende Rotations- und Linienscanner erhöhen dabei die Genauigkeit bzw. Qualität der Messdaten.
[14] Das erfindungsgemäße Verfahren zum Vermessen einer Gleisstrecke mit
einem vorgenannten Schienenfahrzeug sieht vor, dass mittels des ersten Intertial-Messsystems der Gleisverlauf - insbesondere als Bewegungsverlauf eines Koordinatensystems der ersten Messplattform - erfasst wird, dass mittels des zweiten Interial-Messsystems ein Bewegungsverlauf der Sensoreinrichtung - insbesondere als Bewegungsverlauf eines Koordinatensystems der zweiten Messplattform - erfasst wird und dass mittels der Sensoreinrichtung
Oberflächenpunkte der Gleisstrecke erfasst werden.
[15] In einer Weiterbildung des Verfahrens werden Koordinaten der
Oberflächenpunkte aus einem mit der Sensoreinrichtung mitbewegten
Koordinatensystem der zweiten Messplattform in ein dem Gleisverlauf folgenden Koordinatensystem der ersten Messplattform transformiert. Das geschieht entweder online mittels eines am Schienenfahrzeug mitgeführten Computers oder offline in einer entfernten Systemzentrale.
[16] Bei einem vorteilhaften zusätzlichen Verfahrensschritt werden Koordinaten der Oberflächenpunkte im Koordinatensystem der ersten Messplattform mit einem Lichtraumprofil der Gleisstrecke verglichen. Auf diese Weise werden Lichtraumprofilverletzungen automatisiert erkannt.
[17] Dabei ist es günstig, wenn eine Lichtraumprofilüberschreitung eines
Oberflächenpunkts in einer Ausgabeeinrichtung angezeigt wird. Das geschieht entweder direkt im Schienenfahrzeug oder in einer Systemzentrale, um
Gefahrensituationen Vorbeugen zu können.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[18] Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
Fig. 1 Schienenfahrzeug auf einem Gleis
Fig. 2 Koordinatentransformation
Fig. 3 Erfassungssituation in einer Kurveneinfahrt
Fig. 4Erfassungssituation gemäß Fig. 3 mit Koordinatentransformation
Beschreibung der Ausführungsformen
[19] Zur anschaulichen Erläuterung der vorliegenden Erfindung sind Verwerfungen eines Gleises 1 in Fig. 1 stark überzogen dargestellt. Entlang des Gleises 1 fährt ein Schienenfahrzeug 2 in einer Messrichtung 3. An einem vorderen
Schienenfahrwerk 4 ist eine erste Messplattform 5 angeordnet. Günstigerweise umfasst diese erste Messplattform 5 einen Messrahmen 6, der an Achsen des als Drehgestell ausgebildeten Schienenfahrwerks 4 befestigt ist. Zusätzlich können für jede Schiene 7 des Gleises 1 zwei Lagemesseinrichtungen 8 an der ersten Messplattform 5 angebracht sein, um Relativbewegungen der ersten Messplattform 5 gegenüber den Schienen 7 zu erfassen. Die jeweilige
Lagemesseinrichtung 8 umfasst beispielsweise einen auf die Schiene 7 gerichteten Laser und eine Kamera zur Erfassung der Laserprojektion.
[20] Auf der ersten Messplattform 5 ist ein erstes Intertial-Messsystem 9 aufgebaut, das eine erste Raumkurve 10 gegenüber einem intertialen Bezugssystem x', y', z' erfasst. Diese erste Raumkurve 10 verläuft mit bekanntem Abstand parallel zu einer Gleisachse 11, die symmetrisch zwischen Innenkannten der beiden Schienen 8 verläuft. Damit ist ein relativer Gleisverlauf bestimmt. Ein
Koordinatensystem xg, yg, zg der ersten Messplattform 5 wird entlang dieser ersten Raumkurve Ί0 mitbewegt. Gegebenenfalls erfolgt mittels der
Lagemesseinrichtungen 8 eine Raumkurvenerfassung für jede Schiene 7 des Gleises Ί.
[21] Mit einem Fahrzeugrahmen 12 starr verbunden ist an einer Stirnseite 13 des Schienenfahrzeugs 2 eine zweite Messplattform 14 angeordnet. Auf dieser zweiten Messplattform 14 ist ein zweites Inertial-Messsystem 15 zur Erfassung einer zweiten Raumkurve 16 befestigt. Ein Koordinatensystem xs, ys, zs der zweiten Messplattform 14 wird entlang der zweiten Raumkurve 16 mitbewegt.
[22] In jedem Inertial-Messsystem 9, 15 sind jeweils drei Beschleunigungsmesser und drei Drehratensensoren orthogonal zusammengefügt. Mit einer
Lageintegration werden aus den gemessenen Drehraten des jeweiligen Inertial-Messystems 9, 15, welche im zugehörigen mitbewegten
Koordinatensystem xg, yg, zg bzw. xs, ys, zs gegeben sind, die relative Lage zum inertialen Bezugssystem x', y', z' bestimmt.
[23] Die zweite Messplattform 14 dient als Träger einer Sensoreinrichtung 17, die zur Erfassung von Oberflächenpunkten P einer zu kontrollierenden
Gleisstrecke 18 ausgebildet ist. Dabei befinden sich entlang der Gleisstrecke 18 neben dem Gleis 1 verschiedene Objekte wie beispielsweise Bahnsteige 19, Masten 20, Signaleinrichtungen 21 und Oberleitungen 22. Durch die Erfassung der Oberflächenpunkte P ist zunächst die Lage dieser Objekte 19-22 bezüglich des Koordinatensystems xs, ys, zs der zweiten Messplattform 14 bestimmbar.
[24] Die Sensoreinrichtung 17 umfasst mehrere Laserscanner, beispielsweise zwei 2D-Rotationsscanner 23 und zwei 2D-Fächerscanner 24. Mit einer bekannten Fahrgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs 2 ergibt sich damit als
Messergebnis eine dreidimensionale Punktwolke. Deren Auflösung ist durch eine Anpassung der Abtastraten der Scanner 23, 24 sowie der
Fahrgeschwindigkeit variierbar. Die Koordinaten der einzelnen
Oberflächenpunkte P dieser Punktwolke werden bezüglich des
Koordinatensystems xs, ys, zs der zweiten Messplattform 14 in einem Computer 25 abgespeichert.
[25] Zudem ist der Computer 25 zur Transformation der Koordinaten der
Oberflächenpunkte P aus dem mit der Sensoreinrichtung 17 mitbewegten Koordinatensystem xs, ys, zs der zweiten Messplattform 14 in das dem Gleisverlauf folgenden Koordinatensystem xg, yg, zg der ersten Messplattform 5 eingerichtet. Dabei werden ein Abstand A zwischen den beiden Inertial- Messsystemen 9, Ί5 und die bekannten Fahrgeschwindigkeit berücksichtigt, um die Messwerte der beiden Inertial-Messsysteme 9, Ί5 zu synchronisieren.
[26] Die Koordinatentransformation ist in Fig. 2 veranschaulicht. Das
Koordinatensystem xs, ys, zs der zweiten Messplattform Ί4 wird in das
Koordinatensystem xg, yg, zg der ersten Messplattform 5 übergeführt, wobei das inertiale Bezugssystem x', y', z' als gemeinsame Basis dient.
[27] Anhand der Figuren 3 und 4 wird der Vorgang für einen beispielhaften
Oberflächenpunkt P näher erläutert. Das Schienenfahrzeug 2 ist in Fig. 3 in einer Draufsicht dargestellt und befindet sich in einer Kurveneinfahrt der Gleisstrecke Ί8. Die 2D-Rotationsscanner 23 tasten während einer
Vorwärtsfahrt das Gleis Ί und die daneben befindlichen Objekte Ί9-22 helixförmig ab. Die dabei erfassten Oberflächenpunkte P entsprechen einem Profil der Gleisumgebung. Diese Punktwolke wird mit Oberflächenpunkten P, die mittels der 2D-Fächerscanner 24 erfasst werden, ergänzt. Dabei sind die 2D-Fächerscanner 24 auf Bereiche gerichtet, die in einem Sichtschatten der 2D-Rotationsscanner 23 liegen.
[28] Während der Kurvendurchfahrt erfassen die beiden Inertial-Messsysteme 9, Ί5 unterschiedliche Raumkurven Ί0, Ί6. Insbesondere das Ausschwenken des vor dem vorderen Schienenfahrwerk 4 befindlichen Fahrzeugbereichs verursacht eine erhebliche Abweichung. In Fig. 4 sind die beiden Raumkurven Ί0, Ί6 von oben gesehen übereinandergelegt, wobei Ursprungspunkte 0g, 0S der beiden mitbewegten Koordinatensysteme xg, yg, zg bzw. xs, ys, zs mittels des bekannten Abstands A und der Fahrgeschwindigkeit synchronisiert sind.
[29] Für jeden erfassten Oberflächenpunkt P sind die Koordinaten x^,
Figure imgf000008_0001
im
Koordinatensystem xs, ys, zs der zweiten Messplattform Ί4 in Koordinaten Xp , p im Koordinatensystem xg, yg, zg der ersten Messplattform 5
transformierbar. Die transformierten Koordinaten x^, y ^ des jeweiligen Oberflächenpunktes P geben die Lage bezüglich des Gleisverlaufs bzw. der Gleisachse ΊΊ an.
[30] Genutzt werden die Ergebnisse der Koordinatentransformation insbesondere zur Lichtraumkontrolle. Dabei werden mittels einer Auswerteeinrichtung die Profildaten der Gleisumgebung in Bezug auf die Gleisachse ΊΊ ausgewertet. An der jeweiligen Kontrollstelle werden jene Oberflächenpunkte P berücksichtigt, deren x-Koordinate (in Gleislängsrichtung) im mitbewegten
Koordinatensystem xg, yg, zg der ersten Messplattform 5 gleich null ist. Die y- Koordinaten und z-Koordinaten dieser Oberflächenpunkte P werden mit Grenzwerten eines einzuhaltenden Lichtraumprofils verglichen. Dabei ist es sinnvoll, den Nullpunkt 0g des Koordinatensystems xg, yg, zg der ersten
Messplattform 5 in die Gleisachse ΊΊ zu verschieben, weil sich standardisierte Lichtraumprofileangaben ebenfalls auf die Gleisachse ΊΊ beziehen.
[31] Eine Lichtraumprofilüberschreitung liegt vor, wenn ein Oberflächenpunkt P innerhalb des vorgegebenen Lichtraumprofils liegt. Die entsprechende y- Koordinate bzw. z-Koordinate ist dann geringer als ein vorgegebener
Lichtraumprofilgrenzwert. Um Gefahren einer Kollision zu vermeiden, werden Lichtraumprofileüberschreitungen in einer Kontrollzentrale angezeigt. Auch eine sofortige Anzeige in einer Ausgabeeinrichtung 26 des Schienenfahrzeugs 2 ist sinnvoll. Dabei ist günstigerweise der Computer 25 als
Auswerteeinrichtung für einen Online-Vergleich der Koordinaten der
Oberflächenpunkte P mit den Lichtraumprofilgrenzwerten eingerichtet.
[32] Insbesondere werden bei einer Lichtraumprofilüberschreitung Ausgabedaten generiert, die Lagedaten eines den Lichtraum verletzenden Objektes 19-22 mit einer Kilometrierung der kontrollierten Gleisstrecke 18 verknüpfen. Auf diese Weise ist jede Problemstelle in einem Streckennetz gezielt auffindbar, um geeignete Gegenmaßnahmen zu ergreifen. Dabei ist am Schienenfahrzeug 2 eine Wegmesseinrichtung 27 oder ein GNSS-Empfänger angeordnet. Zudem ist eine am Schienenfahrzeug 2 angebrachte Festpunktmesseinrichtung sinnvoll, um eine absolute Position gegenüber neben dem Gleis 1 befindlicher Festpunkte zu bestimmen.
[33] Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist dadurch gegeben, dass mittels der
Sensoreinrichtung 17 auch die Oberflächenpunkte P der Schieneninnenkanten miterfasst werden. Damit lässt sich durch die beschriebene
Koordinatentransformation der Gleisverlauf bestimmen. Das kann
beispielsweise nach einer Messfahrt offline geschehen, um die Genauigkeit des mittels der ersten Messplattform 5 erfassten Gleisverlaufs zu überprüfen. Die vorliegende Erfindung umfasst somit redundante Systeme zur Bestimmung des Gleisverlaufes.

Claims

Patentansprüche
Ί. Schienenfahrzeug (2) mit einem Fahrzeugrahmen (12), der auf
Schienenfahrwerken (4) abgestützt auf Schienen (7) eines Gleises (1) verfahrbar ist, umfassend eine erste Messplattform (5) mit einem ersten Intertial-Messsystem (9) zur Erfassung eines Gleisverlaufs, dadu rch gekennzeichnet, dass an dem
Schienenfahrzeug (2) eine zweite Messplattform (14) angeordnet ist, die ein zweites Inertial-Messsystem (15) und zumindest eine Sensoreinrichtung (17) zur Erfassung von Oberflächenpunkten (P) einer Gleisstrecke (18) umfasst.
2. Schienenfahrzeug (2) nach Anspruch 1, dadu rch geken nzeichnet, dass am Schienenfahrzeug (2) ein Computer (25) angeordnet ist, dem Messdaten der Inertial- Messsysteme (9, 15) und der Sensoreinrichtung (17) zugeführt sind und der zur Transformation von Koordinaten der Oberflächenpunkte (P) aus einem mit der Sensoreinrichtung (17) mitbewegten Koordinatensystem (xs, ys, zs) der zweiten
Messplattform (14) in ein dem Gleisverlauf folgenden Koordinatensystem (xg, yg, zg) der ersten Messplattform (5) eingerichtet ist.
3. Schienenfahrzeug (2) nach Anspruch 2, dadu rch geken nzeichnet, dass am Schienenfahrzeug (2) eine Auswerteeinrichtung angeordnet ist, die zum Vergleich der Koordinaten der Oberflächenpunkte (P) im Koordinatensystem (xg, yg, zg) der ersten Messplattform (5) mit einem vorgegeben Lichtraumprofil der Gleisstrecke (18) eingerichtet ist.
4. Schienenfahrzeug (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadu rch
gekennzeich net, dass die erste Messplattform (5) an einem der Schienenfahrwerke (4) angeordnet ist.
5. Schienenfahrzeug (2) nach Anspruch 4, dadu rch geken nzeichnet, dass die erste Messplattform (5) einen an Radachsen des Schienenfahrwerks (4) angeordneten Messrahmen (6) umfasst, an dem das erste Intertial-Messsystem (9) angeordnet ist.
6. Schienenfahrzeug (2) nach Anspruch 5, dadu rch geken nzeichnet, dass an dem Messrahmen (6) zumindest zwei Lagemesseinrichtungen (8) zur Bestimmung der Lage des Messrahmens (6) gegenüber den Schienen (7) des Gleises (Ί) angeordnet sind.
7. Schienenfahrzeug (2) nach einem der Ansprüche Ί bis 6, dadu rch
gekennzeich net, dass die zweite Messplattform (Ί4) an einer Stirnseite (Ί3) des Schienenfahrzeugs (2) angeordnet ist.
8. Schienenfahrzeug (2) nach einem der Ansprüche Ί bis 7, dadu rch
gekennzeich net, dass die Sensoreinrichtung (Ί7) einen Laserscanner (23, 24) zur Erfassung der Oberflächenpunkte (P) als eine Punktwolke umfasst.
9. Verfahren zum Vermessen einer Gleisstrecke (Ί8) mittels eines Schienenfahrzeugs (2) nach einem der Ansprüche Ί bis 8, dadu rch geken nzeichnet, dass mittels des ersten Intertial-Messsystems (9) der Gleisverlauf - insbesondere als Bewegungsverlauf eines Koordinatensystems (xg, y9, zg) der ersten Messplattform (5) - erfasst wird, dass mittels des zweiten Interial-Messsystems (Ί5) ein Bewegungsverlauf der
Sensoreinrichtung (Ί7) - insbesondere als Bewegungsverlauf eines
Koordinatensystems (xs, ys, zs) der zweiten Messplattform (Ί4) - erfasst wird und dass mittels der Sensoreinrichtung (Ί7) Oberflächenpunkte (P) der Gleisstrecke (Ί7) erfasst werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadu rch geken nzeichnet, dass Koordinaten der Oberflächenpunkte (P) aus einem mit der Sensoreinrichtung (17) mitbewegten
Koordinatensystem (xs, ys, zs) der zweiten Messplattform (14) in ein dem Gleisverlauf folgenden Koordinatensystem (xg, yg, zg) der ersten Messplattform (5) transformiert werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadu rch geken nzeichnet, dass Koordinaten der Oberflächenpunkte (P) im Koordinatensystem (xg, yg, zg) der ersten Messplattform (5) mit einem Lichtraumprofil der Gleisstrecke (17) verglichen werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadu rch geken nzeichnet, dass eine Lichtraumprofilüberschreitung eines Oberflächenpunkts (P) in einer Ausgabeeinrichtung (26) angezeigt wird.
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