用于控制铁路工程机械的引导系统的程序，相关的方法及相关的引导系统技术方案

为了控制测量系统，该测量系统包括：转速表(26)，其安装在正在建设中的铁路轨道(12)上行驶的运载车(14)上，以及固定到铁路工程机械(10)的目标(16)，运载车(14)铁路轨道(12)上沿工作方向(100)从起始位置行驶到到达地形奇点(58,60)附近的到达位置；将运载车(14)固定，并对到达地形奇点(58，60)进行观察(64，70)。然后，在将铁路工程机械(10)置于起始位置的情况下，对目标(16)进行观察(66，72)。最后，根据所进行的测量，与起始位置有关的附加数据，以及到达地形奇点(58，60)的定位数据和与轨道的理论线路有关的数据，计算出运载车(14)的到达位置的坐标。

The program, related method and related guidance system used to control the guidance system of railway construction machinery

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制铁路工程机械的引导系统的程序，相关的方法及相关的引导系统
本专利技术涉及铁路工程机械的引导，铁路工程机械例如砸道机或中继火车，更具体地说，涉及铁路工程机械的引导系统的设置。
技术介绍
为了确保铁路工程机械的引导，如文献US2003097235所描述，使用卫星全球定位系统(GPS)车和激光引导器来实施引导系统是常规实践。然而，需要允许既没有地理定位的几何形状也没有绝对参考点的铁路工程机械的引导。
技术实现思路
本专利技术旨在弥补现有技术的缺点，并提出一种可以在工作现场实时实施而不会导致铁路工程机械停机时间过多的引导方法和系统，该引导方法和系统不涉及求助于全球定位系统，也不要求操作员具有地形知识。为此，根据本专利技术的第一方面，提出了一种用于设定测量系统的程序，该测量系统包括：转速表，该转速表安装于在正在进行工程的铁路轨道上行驶的车上；固定到铁路工程机械上的目标；关于铁路轨道的理论线路的数据集；以及关于值得注意的地形奇点的定位的数据集，其特征在于：-使车在铁路轨道上沿工作方向从起始位置行驶到到达位置，该到达位置在关于值得注意的地形奇点的定位的数据集中所索引的到达地形奇点的附近；-使车在到达位置相对于铁路轨道固定；-将车固定在到达位置，使用转速表进行对到达地形奇点的瞄准，并至少测量表征转速表相对于到达地形奇点的相对定位的距离、方位角和仰角，-铁路工程机械已被置于起始位置中，使用转速表对目标进行瞄准，并至少测量表征转速表相对于目标的相对定位的距离、方位角和仰角，-根据以下计算出车在浮动参考系中的到达位置坐标：在对到达地形奇点的瞄准中和对目标的瞄准中执行的测量；关于起始位置的附加数据；以及从关于值得注意的地形奇点的定位的数据集中读取的有关到达地形奇点的定位的数据；和从关于轨道的理论线路的数据集读取的有关轨道的理论线路的数据；然后存储车在浮动参考系中的到达位置坐标。该程序使得可以在不参考全球定位系统的情况下，在浮动参考系中确定转速表的定位，该浮动参考系是关于地形奇点的数据集的浮动参考系。在实践中，转速表可以包括经纬仪，该经纬仪例如通过红外或激光瞄准器耦接到测距仪。仪器具有连接到电子读取、存储和传输电路的电子输出。转速表优选地设置有马达驱动器，马达驱动器允许其跟随移动的目标，并构成通常所说的全站仪。反射目标可以是镜子，或者优选地是反射标记，例如四面体反射棱镜。移动操作和固定操作可以由操作员进行，必要时可以由电动辅助工具辅助。它们也可以至少部分自动化。同样，瞄准操作可以由操作员执行，也可以由安装在转速表中的机器人执行。车的固定可以使用支承在车的车轮上或直接支承在导轨上的制动器来执行，或者通过压在导轨上或镇流器的脚的部署来执行，或甚至使用与导轨中的一个接合的夹具来执行。根据一个实施例，车相对于铁路轨道的固定动作包括转速表参考轴线的竖直设定。可以通过更改车相对于轨道的稳度(trim)，或通过更改枢转轴线相对于车的稳度来进行此设定。优选地，该稳度设定是自动的，因为它是由致动器根据一个或多个传感器传递的信号来执行的。必要时，关于轨道理论线路的数据集可以由绝对地形参考系中表示的坐标组成。替代地，并且优选地，关于轨道理论线路的数据集包含解析性地定义轨道的理论几何形状的数据，优选地作为一系列的片段，片段优选地包括直线片段和圆弧片段。在实践中，数据使得可以通过解析几何明确地定义铁路轨道的线路。数据包含每个直片段的长度和每个圆弧的曲率半径和曲线长度。必要时，关于值得注意的地形奇点的定位的数据集可以由绝对地形参考系中的地形奇点的坐标组成。替代地，并且优选地，关于值得注意的地形奇点的定位的数据集包含关于值得注意的地形奇点相对于轨道的理论几何形状的相对定位的数据，优选地，包括沿着轨道的理论线路测量的曲线横坐标、与轨道的理论线路成直角测量的距离以及相对于轨道的理论线路的高度。在实践中，数据使得可以明确定义每个索引地形奇点相对于铁路轨道的相对定位。可以特别给距离基准分配符号，该符号指示地形奇奇点位于轨道的哪一侧。根据所述程序的特定实施方式，程序如下：-在使所述车从所述起始位置行驶到所述到达位置之前，在所述起始位置使所述车相对于所述铁路轨道固定；-将所述车固定在所述起始位置，使用所述转速表进行对在关于值得注意的地形奇点的定位的数据集中索引的起始地形奇点的瞄准，并至少测量表征所述转速表相对于起始地形奇点的相对定位的距离和仰角，与起始位置有关的附加数据包括在对起始地形奇点的瞄准中执行的测量。这种实现方式对于获取与起始位置有关的附加数据特别有用，特别是对于程序的第一次迭代。根据程序的另一种实施方式，在所述起始位置中的所述车具有在所述浮动参考系中存储并已知的坐标，该坐标构成关于所述起始位置的附加数据。此变型将特别适合程序的后续迭代。当在将所述铁路工程机械置于所述起始位置中之前已知所述铁路工程机械的位置时，优选地设置为通过使所述铁路工程机械工作且通过插置计算它的轨迹而将铁路工程机械置于所述起始位置中。在此阶段，铁路工程机械在不涉及转速表的情况下工作并前进。对于该插值，使用先前通过插值获得的关于在引导序列的开始时铁路工程机械的位置和关于车的起始位置的知识。因此，对铁路工程机械的进度的中断被最小化。在实践中，值得注意的地形奇点包括轨道设备，尤其是高架接触线柱。根据本专利技术的另一方面，本专利技术涉及一种用于使用测量系统引导铁路工程机械的引导方法，所述测量系统包括：转速表，安装于在正在进行工程的铁路轨道上行驶的车上；固定到铁路工程机械的目标；关于铁路轨道理论线路的数据集；以及关于值得注意的地形奇点的定位的数据集。该方法包括若干次迭代，每次迭代执行至少一个如前所述的用于设定测量系统的设定程序，随后当所述车保持固定在到达位置时是通过引导系统引导铁路工程机械的程序。设定过程可以建立转速表的局部参考系，在整个引导程序中使用该局部参考系来引导铁路工程机械，从而使其工作符合铁路规定的期望线路，如由关于铁路轨道理论线路的数据集所定义的。根据一个实施例，该方法包括初始迭代，该初始迭代包括用于设定测量系统的程序，随后，在车保持固定在到达位置时，是通过引导系统对铁路工程机械进行引导的程序。初始迭代的设定程序主要包括以下步骤：-在使所述车从所述起始位置行驶到所述到达位置之前，在所述起始位置使所述车相对于所述铁路轨道固定；-将所述车固定在所述起始位置，使用所述转速表进行对在关于值得注意的地形奇点的定位的数据集中索引的起始地形奇点的瞄准，并至少测量表征所述转速表相对于起始地形奇点的相对定位的距离和仰角，与起始位置有关的附加数据包括在对起始地形奇点的瞄准中执行的测量。优选地，在初始迭代之后的每个迭代包括用于设定测量系统的程序，根据该程序，处于起始位置的车具有在浮动参考系中存储并且已知的坐标，这些坐标构成了与起始位置有关的附加数据，在该设定程序之后，在车保持固定在到达位置中时，是通过引导系统对铁路工程机械进行引导的程序。可以根本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于设定测量系统的设定程序，所述测量系统包括：转速表(26)，安装于在正在进行工程的铁路轨道(12)上行驶的车(14)上；固定到铁路工程机械(10)上的目标；关于铁路轨道的理论线路的数据集(52)；以及关于值得注意的地形奇点的定位的数据集(54)，其特征在于：/n使所述车(14)在所述铁路轨道(12)上沿工作方向(200)从起始位置行驶到到达位置，该到达位置在关于值得注意的地形奇点的定位的数据集(54)中所索引的到达地形奇点(58,60)的附近；/n使所述车(14)在到达位置相对于所述铁路轨道(12)固定；/n将所述车(14)固定在到达位置，使用所述转速表(26)进行对到达地形奇点(58,60)的瞄准(64,70)，并至少测量表征所述转速表(26)相对于到达地形奇点(58,60)的相对定位的距离、方位角和仰角，/n所述铁路工程机械(10)已被置于起始位置中，使用所述转速表(26)对目标(16)进行瞄准(66,72)，并至少测量表征所述转速表(26)相对于目标(16)的相对定位的距离、方位角和仰角，/n根据以下计算出所述车(14)在浮动参考系中的到达位置坐标：在对到达地形奇点(58，60)的瞄准中和对目标(16)的瞄准(66，72)中执行的测量；关于起始位置的附加数据；以及从关于值得注意的地形奇点的定位的数据集(54)中读取的有关到达地形奇点(58，60)的定位的数据；和从关于轨道的理论线路的数据集(52)中读取的关于轨道的理论线路的数据；然后存储所述车(14)在浮动参考系中的到达位置坐标。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170529 FR 17546791.一种用于设定测量系统的设定程序，所述测量系统包括：转速表(26)，安装于在正在进行工程的铁路轨道(12)上行驶的车(14)上；固定到铁路工程机械(10)上的目标；关于铁路轨道的理论线路的数据集(52)；以及关于值得注意的地形奇点的定位的数据集(54)，其特征在于：
使所述车(14)在所述铁路轨道(12)上沿工作方向(200)从起始位置行驶到到达位置，该到达位置在关于值得注意的地形奇点的定位的数据集(54)中所索引的到达地形奇点(58,60)的附近；
使所述车(14)在到达位置相对于所述铁路轨道(12)固定；
将所述车(14)固定在到达位置，使用所述转速表(26)进行对到达地形奇点(58,60)的瞄准(64,70)，并至少测量表征所述转速表(26)相对于到达地形奇点(58,60)的相对定位的距离、方位角和仰角，
所述铁路工程机械(10)已被置于起始位置中，使用所述转速表(26)对目标(16)进行瞄准(66,72)，并至少测量表征所述转速表(26)相对于目标(16)的相对定位的距离、方位角和仰角，
根据以下计算出所述车(14)在浮动参考系中的到达位置坐标：在对到达地形奇点(58，60)的瞄准中和对目标(16)的瞄准(66，72)中执行的测量；关于起始位置的附加数据；以及从关于值得注意的地形奇点的定位的数据集(54)中读取的有关到达地形奇点(58，60)的定位的数据；和从关于轨道的理论线路的数据集(52)中读取的关于轨道的理论线路的数据；然后存储所述车(14)在浮动参考系中的到达位置坐标。


2.根据权利要求1所述的设定程序，其特征在于，所述车(14)相对于所述铁路轨道(12)的固定动作包括所述转速表的参考轴线(100)的竖直设定。


3.根据前述权利要求中任一项所述的设定程序，其特征在于，关于轨道的理论线路的数据集包含解析性地定义轨道的理论几何形状的数据，优选地作为一系列的片段，片段优选地包括直线片段和圆弧片段。


4.根据前述权利要求中任一项所述的设定程序，其特征在于，关于值得注意的地形奇点的定位的数据集包含关于值得注意的地形奇点相对于轨道的理论几何形状的相对定位的数据，优选地，包括沿着轨道的理论线路测量的曲线横坐标、与轨道的理论线路成直角测量的距离以及相对于轨道的理论线路的高度。


5.根据前述权利要求中任一项所述的设定程序，其特征在于，
在使所述车(14)从所述起始位置行驶到所述到达位置之前，在所述起始位置使所述车(14)相对于所述铁路轨道(12)固定；
将所述车(14)固定在所述起始位置，使用所述转速表(26)进行对在关于值得注意的地形奇点的定位的数据集(54)中索引的初始地形奇点(56)的瞄准(62)，并至少测量表征所述转速表相对于起始地形奇点(56)的相对定位的距离和仰角，
关于所述起始位置的附加数据包括在对起始地形奇点(56)的瞄准(62)中执行的测量。


6.根据权利要求1至4中任一项所述的设定程序，其特征在于，在所述起始位置中的所述车(14)具有在所述浮动参考系中存储并已知的坐标，该坐标构成关于所述起始位置的附加数据。


7.根据权利要求6所述的设定程序，其特征在于，在将所述铁路工程机械(10)置于所述起始位置中之前，已知所述铁路工程机械(10)的位置，并且在于，所述铁路工程机械(10)通过工作且通过插置计算它的轨迹而被置于所述起始位置中。


8.根据前述权利要求中任一项所述的设定程序，其特征在于，值得注意的地形奇点包括轨道设备，尤其是高架接触线柱。


9.一种用于使用测量系统引导铁路工程机械(10)的引导方法，所述测量系统包括：转速表(26)，安装于在正在进行工程的铁路轨...

【专利技术属性】
技术研发人员：N科伯，N德马科，S温格，
申请(专利权)人：马蒂萨材料工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH