本发明专利技术涉及轨道检测领域，特涉及一种高铁轨道测量装置及测量方法。本发明专利技术的装置包括照明灯、轮廓测量仪和相机，并优化了它们之间的位置关系，使照明灯能够与轮廓测量仪和相机协同工作，使本发明专利技术的装置具有在照明不足或黑暗条件下采集处理数据的能力。同时，本发明专利技术通过对轨道扣件的识别计算行程，并以此对轨道进行定位，实现对有问题轨道的识别及精确定位，有利于轨道的及时维护。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及轨道检测领域，特涉及。
技术介绍
随着我国高速铁路的快速发展，列车时速已提高到300Km/h甚至更高，车辆运行的安全性要求越来越高，且随着铁路线的建设，铁路轨道的长度不断增加，以前通过手动测量的方式已越来越不能满足铁路维护的需求。中国技术专利《一种铁轨侧磨损检测仪》(专利申请号:201120317622.9)公开了一种用于测量铁轨磨损度的铁轨侧磨损检测，该装置结构简单，操作方便，但该专利还存在用于手工测量。同时，由于相关要求，列车不能够随意改造，所以在自动测量时，改接在列车上的装置应做到无损伤连接，且列车一般行径在山丘、隧道等照明和通信定位都不好的路面，难以对采集的信息进行定位，且采集的图像也不够清晰。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了，本专利技术的装置包括照明灯、轮廓测量仪和相机，并优化了它们之间的位置关系，使照明灯能够与轮廓测量仪和相机协同工作，使本专利技术的装置具有在照明不足或黑暗条件下采集处理数据的能力。同时，本专利技术通过对轨道扣件的识别计算行程，并以此对轨道进行定位，实现对有问题轨道的识别及精确定位，有利于轨道的及时维护。本专利技术的技术方案是:一种高铁轨道的测量方法，其特征在于:它包括以下步骤:步骤A、分析轮廓扫描仪的原始数据，算出轨道间距，并对左右两个轨道轮廓与标准模型对比求出轨头磨损，将间距值和磨损量输出；步骤B、对图像数据分析，在时间采样的数据中利用模糊识别的技术将图像中的轨道扣件识别出来；步骤C、建立原始数据的时间坐标与距离坐标的映射关系；步骤D、利用时距坐标映射关系将轨道板图像按距离重新采样，得到距离采样的轨道板图像；步骤E、利用时距坐标映射关系将步骤A中输出的间距值和磨损量换算为距离坐标。本专利技术还公开了一种高铁轨道测量装置，包括支架下层(6)、支架上层(7)，其特征在于:所述的支架上层(7)固定安装吊装器磁铁(5)，所述的支架下层(6)从前到后依次安装照明灯(3)、轮廓测量仪(1)、相机(4)，所述的照明灯(3)照射在轨道上的光线正好在相机(4)摄像沮围内。根据如上所述的高铁轨道测量装置，其特征在于:使所述的支架下层(6)距离轨道垂直高度为105毫米。根据如上所述的高铁轨道测量装置，其特征在于:所述的照明灯(3)为两盏，对称安装在支架下层(6)的前侧，照明灯(3)向后倾斜角度为25度。根据如上所述的高铁轨道测量装置，其特征在于:所述的相机(4)为6台，均布安装在照明灯(3)的上部，比照明灯(3)高出580毫米，其向前倾斜角度为10度，每2台相机(4)之间的距离为400毫米。根据如上所述的高铁轨道测量装置，其特征在于:所述的轮廓测量仪(1)为两个，轮廓测量仪(1)对称设置在高铁轨道测量装置上，其相互之间的距离是1050毫米，轮廓测量仪(1)安装在照明灯(3)后侧250毫米，比照明灯(3)高出170毫米，左边的轮廓测量仪(1)向左倾斜角度为25度，右边的轮廓测量仪(1)向右倾斜角度为25度。根据如上所述的高铁轨道测量装置，其特征在于:它还包括惯性导航仪(2)、所述的惯性导航仪(2)安装在高铁轨道测量装置正中间。【附图说明】图1为专利技术的高铁轨道测量装置结构示意图。附图标记说明:1一轮廓测量仪、2一惯性导航仪、3一照明灯、4一相机、5一吊装器磁铁、6—支架下层、7—支架上层。【具体实施方式】以下结合附图对本专利技术作进一步的说明。如图1所示，本专利技术的高铁轨道测量装置，包括支架下层6、支架上层7，支架上层7固定安装吊装器磁铁5，本专利技术的装置采用吊装器磁铁吸附在列车机头上。本专利技术使用时，可以直接悬挂在火车上，不用对列车机头进行改装，使用完毕也方便拆卸。高铁轨道测量装置挂在列车上后，使支架下层6距离轨道垂直高度为105毫米。如图1所示，本专利技术的支架下层6从前到后依次安装照明灯3、轮廓测量仪1、惯性导航仪2、相机4。本专利技术需要确保，在夜间使用照明灯3时，其照射在轨道上的光线正好在相机4摄像范围内，确保系统正常采集图像。具体来说，本专利技术的两盏照明灯3为LED照明灯，其对称安装在支架下层6的前侧，照明灯3向后倾斜角度为25度。6台相机4均布安装在照明灯3的上部，比照明灯3高出580毫米，其向前倾斜角度为10度，2台相机4之间的距离为400毫米，这样可以确保6台相机4的宽度为2.4米。本专利技术的相机4选择的要求是TTL电平触发的线扫描相机，行频大于67K，Caml ink高速传输，可以确保在八十公里运行速度情况下能够清晰拍照出0.3毫米的裂缝。如图1所示，本专利技术的惯性导航仪2为MU惯性导航仪2，惯性导航仪安装在高铁轨道测量装置在正中间，这样可以提高列车倾斜的测量精度，方便本系统对倾斜情况的补偿。如图1所示，本专利技术的两个轮廓测量仪1对称设置在高铁轨道测量装置上，其相互之间的距离是1050毫米，轮廓测量仪1安装在照明灯3后侧250毫米，比照明灯3高出170毫米，左边的轮廓测量仪1向左倾斜角度为25度，右边的轮廓测量仪1向右倾斜角度为25度。通过如上设置，可以确保两个轮廓测量仪1正好分别测量左、右两个铁轨的轮廓，且与照明灯3形成良好的配合。本专利技术的高铁轨道测量装置还包括数据采集处理系统，数据采集处理系统用于采集存储轮廓测量仪1、惯性导航仪2和相机4等器件的数据，本专利技术的2台轮廓测量仪1以lk的频率扫描两条轨道的轮廓，6台CCD相机6以80K的频率扫描轨道板的图像，采集处理系统利用网络通讯将各个传感器的数据统一到一个时间轴上，精度控制在0.5毫秒，然后将各传感器的原始数据保存下来。本专利技术还公开了高铁轨道的测量方法，该测量方法对采集处理系统存储的数据按照以下方式进行处理。步骤A、分析轮廓测量仪的原始数据，算出轨道间距，并对左右两个轨道轮廓与标准模型对比求出轨头磨损，将间距值和磨损量输出(此时输出数据坐标是从采集开始时的时间坐标)；步骤B、对图像数据分析，在时间采样的数据中利用模糊识别的技术将图像中的轨道扣件识别出来；步骤C、利用扣件间距的固定性，和每个扣件的时间坐标，建立原始数据的时间坐标与距离坐标的映射关系。因为列车行驶过程中，经常需要穿越山洞、峡谷，这些位置不能采用北斗定位、GPS定位系统，而本专利技术采集的数据又需要定位，这样才方便对有问题的轨道进行维修。本步骤中的扣件间距即为铁轨的长度，因为每节铁轨长度固定，当识别出轨道扣件数量后，用轨道扣件数量乘以铁轨长度即可确定测量点与起始点的距离。又因为对于具体道路来说，其行驶方向和路径固定，所以通过该方法可以将具体有磨损问题的轨道定位。步骤D、利用时距坐标映射关系将轨道板图像按距离重新采样，得到距离采样的轨道板图像；步骤E、利用时距坐标映射关系将步骤A中输出的间距值和磨损量换算为距离坐标。本专利技术的有益效果是:本系统是一个挂接式的装备，它挂机到机车上时，不涉及对列车有任何破坏性的安装工作;为了解决定位问题，本系统采用事后根据扣件图像的信息重采样的技术，这样使得系统的结构变得更加简单。【主权项】1.一种高铁轨道的测量方法，其特征在于:它包括以下步骤: 步骤A、分析轮廓测量仪的原始数据，算出轨道间距，并对左右两个轨道轮廓与标准模型对比求出轨头磨损，将间距值和磨损量输出； 步骤B、对图像数据分析，在时间采样的数据中利用模糊识别的技术将图像中本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高铁轨道的测量方法，其特征在于：它包括以下步骤：步骤A、分析轮廓测量仪的原始数据，算出轨道间距，并对左右两个轨道轮廓与标准模型对比求出轨头磨损，将间距值和磨损量输出；步骤B、对图像数据分析，在时间采样的数据中利用模糊识别的技术将图像中的轨道扣件识别出来；步骤C、建立原始数据的时间坐标与距离坐标的映射关系；步骤D、利用时距坐标映射关系将轨道板图像按距离重新采样，得到距离采样的轨道板图像；步骤E、利用时距坐标映射关系将步骤A中输出的间距值和磨损量换算为距离坐标。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：付志能，梅光伟，魏立夫，朱光宇，
申请(专利权)人：武汉滨湖电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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