一种列车底面三维高精度测量系统技术方案

本专利公开了一种列车底面三维高精度测量系统，包括点激光测距器、激光调节装置以及中央处理单元，所述激光调节装置和点激光测距器分别与中央处理单元信号连接，所述点激光测距器设置在列车两个轨道之间且低于轨面，所述点激光测距器与底面的交汇点为被测点，通过激光调节装置使得被测点沿与列车行驶方向相垂直的方向往返移动。所述激光调节装置为角度调整装置用来调整点激光的发射方向，使得激光测距器形成类似钟摆运动的轨迹，被测点沿与列车行驶方向相垂直的方向往返移动，从而实现对列车底面的测量。本实用新型专利技术能准确测量出列车底面的细微变化，再将测量得到的数据输入到中央处理单元中，建立踏面的数据模型并进行分析，让检测人员直观看到踏面的三维模型以及磨损程度，有利于底面的安全检测以及日常维护。

A three-dimensional high-precision measurement system for train bottom

【技术实现步骤摘要】
一种列车底面三维高精度测量系统
本技术属于列车检测
，涉及到一种列车底面三维高精度测量系统。
技术介绍
列车底面是列车的重要组成部分之一，在列车运载重量不断增加的今日，如何对列车底面进行检测，避免列车底面出现裂缝或者损坏，已经受到越来越多人的重视。传统的列车底面检测方式，多数是通过光学摄像头获取底面的图像，通过特征点比对方式来给底面建模，根据建模的模型以及底面原本的建造图纸对比即可获取得到底面的磨损情况。但是这种方式虽然能获取得到相对较大尺寸的图像，但是图像的信息多数不准确，精度不够，无法察觉到底面上的一些细微变化，容易留下隐患。如专利CN201220189306.2，公开了一种用于轨道交通车辆车底安全检查的控制系统，包括：用于火车车底扫描的扫描成像设备；用于系统控制的节点控制器；用于系统操作的系统主机；用于显示检查信息的显示器；用于对火车进入或离开检测范围进行判定的传感器；用于对整个检查过程进行监视和录像的场景摄像机；用于火车车头及车厢身份设别的车辆身份识别器。该专利采用了摄像机作为扫描成像设备，精度低，没有办法分析出毫米级别的细微差别，而且处于列车底部，视野较暗不适合摄像机捕捉图像，容易得到失真的图片。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，提供一种能精确测量的列车底面的三维表面高精度测量系统。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种列车底面三维高精度测量系统，包括点激光测距器、激光调节装置以及中央处理单元，所述激光调节装置和点激光测距器分别与中央处理单元信号连接，所述点激光测距器设置在列车两个轨道之间且低于轨面，所述点激光测距器与底面的交汇点为被测点，通过激光调节装置使得被测点沿与列车行驶方向相垂直的方向往返移动。一方面，激光调节装置使得被测点沿与列车行驶方向相垂直的方向往返移动，另一方面，所述列车向前行驶，其中列车行驶的移动速度相对较慢，而激光调节装置带动被测点移动的速度相对较快，从而实现将测距点覆盖整个列车底面。所述被测点的移动方向并非仅限于垂直于列车行驶方向，也可以是与列车行驶方向成其他角度的运动方式，只要是满足测距器在激光调节装置和列车移动的作用下能在整个列车底面表面形成均匀的，密集的测量轨迹，且运动规则可以通过移动编码储存在控制系统内的方式，均在本专利的保护范围内。优选地，所述激光调节装置为用于调节点激光测距器发出的光线的角度并锁定的角度调整装置。所述激光调节装置为角度调整装置用来调整点激光的发射方向，使得激光测距器形成类似钟摆运动的轨迹，被测点沿与列车行驶方向相垂直的方向往返移动，从而实现对列车底面的测量。优选地，所述测量系统还包括用于带动点激光测距器平移的第一平移装置。优选地，所述点激光测距器与列车底面上被测点的距离为500-900mm。点激光测距器具有一定的量程，如果距离过远则会容易受到干扰，降低测得的数据的精准度，如果距离过近，无论是采用TOF还是激光三角法方式测量的测距器，其测量精度也会收到影响。因此点激光测距器与列车底面的距离为500-900mm，更加优选为800mm。优选地，所述点激光测距器1发射的激光在列车前进方向所在的竖直平面上的投影与水平面呈5~30°角或150~175°角。由于点激光测距器与列车底面上被测点的距离为500-900mm，而点激光测距器与列车底面的直线距离大概100mm左右，为了增加点激光测距器与列车底面上被测点的距离，所以需要将点激光测距器发射的激光与水平面呈5~30°角或150-175°角。沿列车行驶方向设有若干排点激光测距器，使得被测点能覆盖整个列车底面。在与列车行驶方向相垂直的平面上，不同排的点激光测距器与水平面呈不同角度的夹角。而且为了避免列车底面上出现较大的突起而遮挡测量的激光，因此将点激光测距器1发射的激光分为两种，一种是点激光测距器来回摆动所在的平面与列车前进方向呈0-90°，另一种是点激光测距器来回摆动所在的平面与列车前进方向呈90-180°，使得若干个点激光测距器可以通过不同角度测量列车底面，减少由于激光被阻挡而产生的影响。优选地，沿列车行驶方向设有若干排点激光测距器，使得被测点能覆盖整个列车底面。优选地，所述测量系统还包括车轮传感器，中央处理单元通过车轮传感器获取列车抵达监测点的信号。当测量系统被设置在正常运行的列车轨道上，由于列车通过监测点的频率较低，如果激光位移传感器一直工作，则会造成大量的资源浪费；设置车轮传感器后，可以在列车即将抵达监测点时再启动激光位移传感器进行数据采集，既减少数据处理量，又延长激光位移传感器的使用寿命。优选地，所述测量系统还包括轨道校正装置，所述轨道校正装置用于检测轨道的凹凸不平的情况且与中央处理单元信号连接。相比起在专门的测试平台上对列车底面的测试，当测量系统被设置在正常运行的列车轨道上时，由于列车轨道受到长时间的磨损以及雨水的侵蚀容易出现轨道凹凸不平的现象，所以当在相关的轨道上进行底面测量容易出现测量结果不准的情况，因此本技术通过设置一个轨道校正装置测量轨道的外表面的情况，从而使得测量的数据能够抹去由于轨道凹凸不平所带来的不良影响。所述轨道校正装置为线激光检测装置或者带有驱动装置的点激光检测装置，用于检测轨道的凹凸不平的情况。优选地，在第一平移装置的两端还设有用于减缓点激光测距器移动速度的缓冲装置。而为了避免第一平移装置由于带动点激光测距器移速过快导致折返时容易发生碰撞，所以通过设置缓冲装置来减缓点激光测距器在第一平移装置两端的移动速度。优选地，所述第一平移装置两端还设有位移传感器。由于当第一平移装置以非常快的速度移动点激光测距器后容易出现点激光测距器实际的移动速度与预设的移动速度发生变化，为了避免这种变化带来的测量不准，本技术通过在第一平移装置两端设置位移传感器，通过位移传感器记录点激光测距器左右平移的距离。相比起其它现有技术，本技术的优势在于：采用高速摆动的角度调整装置来对列车进行测量，使得在列车快速行驶的过程中也能测量到列车底面各个位置的情况，有利于对列车的实时监控。而且测量的距离合适，能有效提供点激光测距器的测量精度。加之设置了合适的测试角度，减少由于底面凹凸不平所带来的测量影响。附图说明图1为本技术的示意图。图中标识：1、点激光测距器；2、测量平台；3、第一导轨；4、第一驱动电机；5、激光调节装置。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本技术实施方式作进一步详细地说明。实施例1一种列车底面三维高精度测量系统，包括点激光测距器1、激光调节装置5以及中央处理单元，所述激光调节装置5和点激光测距器1分别与中央处理单元信号连接，所述点激光测距器1设置在列车两个轨道之间且低于轨面，所述点激光测距器1与底面的交汇点为被测点，通过激光调节装置5使得被测点沿与列车行驶方向相垂直的方向往返移动。应理解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种列车底面三维高精度测量系统，其特征在于，包括点激光测距器、激光调节装置以及中央处理单元，所述激光调节装置和点激光测距器分别与中央处理单元信号连接，所述点激光测距器设置在列车两个轨道之间且低于轨面，所述点激光测距器与底面的交汇点为被测点，通过激光调节装置使得被测点沿与列车行驶方向相垂直的方向往返移动；所述点激光测距器发射的激光与水平面呈5~30°角。/n

【技术特征摘要】
1.一种列车底面三维高精度测量系统，其特征在于，包括点激光测距器、激光调节装置以及中央处理单元，所述激光调节装置和点激光测距器分别与中央处理单元信号连接，所述点激光测距器设置在列车两个轨道之间且低于轨面，所述点激光测距器与底面的交汇点为被测点，通过激光调节装置使得被测点沿与列车行驶方向相垂直的方向往返移动；所述点激光测距器发射的激光与水平面呈5~30°角。


2.根据权利要求1所述的一种列车底面三维高精度测量系统，其特征在于，所述激光调节装置为用于调节点激光测距器发出的光线的角度并锁定的角度调整装置。


3.根据权利要求1所述的一种列车底面三维高精度测量系统，其特征在于，所述测量系统还包括用于带动点激光测距器平移的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱茂芝，
申请(专利权)人：广州微易轨道交通科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44