本发明专利技术属于动车组巡检技术领域，公开了一种基于激光多点测距的动车底部巡检定位方法和装置，巡检定位方法包括在巡检机器人上设置多个激光测距传感器的步骤，巡检机器人从起始点向终点行走以进行正向巡检；正向巡检过程中对转向架的位置进行识别；通过终点后开始反向巡检；反向巡检过程对转向架进行定位以确定巡检位置，巡检机器人依次达到多个巡检位置并最后通过起始点。本发明专利技术可以对动车车头底部、动车车尾底部进行识别和定位，以便于开始和结束巡检，实现巡检机器人的自动化控制；通过激光测距传感器，可以对转向架进行识别和定位，定位效率高和定位精度高，提高作业范围覆盖率。提高作业范围覆盖率。提高作业范围覆盖率。
【技术实现步骤摘要】
一种基于激光多点测距的动车底部巡检定位方法和装置
[0001]本专利技术涉及动车组巡检
，尤其涉及一种基于激光多点测距的动车底部巡检定位方法和装置。
技术介绍
[0002]随着高速铁路运营的发展，对铁路安全巡检的需求加大，因此对于作业范围较大的情况，更需要效率更高、更准确的巡检定位方法，以便实现对重点部位的精确巡检。
[0003]高铁动车车底的巡检，通常配备高清晰度的成像设备如工业相机等，在巡检的过程中不断对动车底部拍照和录像。由于成像设备拍摄频率和拍摄角度的限制，动车底部一些重点巡检部位需要定点多次多角度的拍摄，以便获得足够的参数，因此就需要对重点巡检部位进行巡检定位。重点巡检部位一般为车头、车尾和转向架的轮轴轮对位置，现有的巡检定位方法包括机械测距定位和拍照定位等，前者的定位精度高，但是在长距离检测定位时存在累计误差导致定位准确率下降的问题，作业范围覆盖率低，定位效率低；后者的定位效率高，但是定位精度较低，大量图片数据处理难度高、成本高。
技术实现思路
[0004]本专利技术的第一个目的在于提供一种基于激光多点测距的动车底部巡检定位方法，以解决高铁动车底部的巡检定位效率低和定位精度低问题，并提高作业范围覆盖率。
[0005]本专利技术的第二个目的在于提供一种基于激光多点测距的动车底部巡检定位装置，以解决高铁动车底部巡检定位效率和精度之间的矛盾，提高作业范围覆盖率。
[0006]为了达到第一个目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种基于激光多点测距的动车底部巡检定位方法，包括：
[0008]S1，在巡检机器人上设置多个激光测距传感器；
[0009]S2，所述巡检机器人从起始点向终点行走以进行正向巡检；所述起始点为动车车头底部，所述终点为动车车尾底部，或者，所述终点为所述动车车头底部，所述起始点为所述动车车尾底部；
[0010]S3，正向巡检过程中对转向架的位置进行识别；
[0011]S4，所述巡检机器人通过所述终点后，开始反向巡检；
[0012]S5，所述反向巡检过程对所述转向架进行定位以确定巡检位置，所述巡检机器人通过多级减速到达所述巡检位置；
[0013]S6，所述巡检机器人继续反向巡检，重复执行步骤S5，直到所述巡检机器人依次达到多个所述巡检位置并最后通过所述起始点。
[0014]可选地，多个所述激光测距传感器沿所述巡检机器人的巡检方向对称分布，所述激光测距传感器的激光发射方向包括垂直向上直射、斜向上交叉对射和/或垂直向下直射。
[0015]可选地，步骤S2中还包括对所述起始点和所述终点进行定位的方法，包括如下步骤：
[0016]S21，在所述巡检机器人的顶部沿巡检方向的两端分别设置垂直向上直射的第一激光测距传感器和第二激光测距传感器，所述巡检机器人正向巡检，在所述第一激光测距传感器的测量值发生从最大值到预设值的跳变时，所述巡检机器人到达所述起始点，并保存当前测量值作为起始点特征值；
[0017]S22，当所述巡检机器人正向巡检至所述第二激光测距传感器的测量值等于所述起始点特征值时，所述巡检机器人通过所述起始点；
[0018]S23，当所述巡检机器人正向巡检至所述第一激光测距传感器的测量值发生从预设值到最大值的跳变时，所述巡检机器人到达所述终点，并保存当前测量值作为终点特征值；
[0019]S24，当所述巡检机器人正向巡检至所述第二激光测距传感器的测量值等于所述终点特征值时，所述巡检机器人通过所述终点。
[0020]可选地，步骤S3中对所述转向架的位置进行识别，包括如下步骤：
[0021]S31，在所述巡检机器人的顶部沿所述巡检方向间隔设置第三激光测距传感器、第四激光测距传感器和第五激光测距传感器，所述第三激光测距传感器和第五激光测距传感器斜向上交叉对射采集数据，所述第四激光测距传感器垂直向上直射采集数据；
[0022]S32，当所述巡检机器人通过所述起始点后，进行正向巡检，如果第三激光测距传感器的测量值发生从最大值到预设值的跳变，则所述巡检机器人达到所述转向架的第一轮对，如果第五激光测距传感器的测量值发生从最大值到预设值的跳变，则所述巡检机器人达到所述转向架的第二轮对，所述第四激光测距传感器开始采集数据；
[0023]S33，当所述第三激光测距传感器的测量值发生从预设值到最大值的跳变时，记录并保存所述第四激光测距传感器的测量值的最小值，并作为当前所述转向架的轮轴特征值；
[0024]S34，当所述第五激光测距传感器的测量值发生从预设值到最大值的跳变时，所述巡检机器人离开当前所述转向架；
[0025]S35，重复步骤S32
‑
S34，继续正向巡检，直到识别所有所述转向架的位置并通过所述终点。
[0026]可选地，步骤S5中对所述转向架进行定位，包括如下步骤：
[0027]S51，在所述巡检机器人上设置第六激光测距传感器，所述第六激光测距传感器斜向上交叉对射采集数据，所述第六激光测距传感器与所述第二激光测距传感器设置在所述巡检机器人的同一端；
[0028]S52，所述巡检机器人反向巡检过程中，当所述第六激光测距传感器的测量值发生从最大值到预设值的跳变时，所述巡检机器人开始一级减速；
[0029]S53，当所述第五激光测距传感器的测量值发生从最大值到预设值的跳变时，所述巡检机器人开始二级减速；
[0030]S54，当所述第四激光测距传感器的测量值等于所述轮轴特征值时，所述巡检机器人立即停止运动，所述巡检机器人到达所述巡检位置；
[0031]S55，所述巡检机器人继续反向巡检，重复执行步骤S52
‑
步骤S54，直到所述巡检机器人依次到达所有巡检位置并最后通过所述起始点。
[0032]可选地，在所述正向巡检和所述反向巡检过程中，所述巡检机器人采集自身高度
数据以对所述测量值进行修正。
[0033]为了达到第二个目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0034]一种基于激光多点测距的动车底部巡检定位装置，包括巡检机器人，所述巡检机器人能够在动车底部的巡检轨道上行走以进行巡检定位；所述巡检机器人顶部设有第一激光测距传感器、第二激光测距传感器、第三激光测距传感器、第四激光测距传感器、第五激光测距传感器和第六激光测距传感器，所述第一激光测距传感器和所述第二激光测距传感器设置在所述巡检机器人的沿巡检方向的两端，所述第三激光测距传感器、所述第四激光测距传感器和所述第五激光测距传感器沿所述巡检方向间隔设置在所述第一激光测距传感器和所述第二激光测距传感器之间，所述第六激光测距传感器与所述第二激光测距传感器设置在所述巡检机器人的同一端且设置在所述第二激光测距传感器的外侧，所述第一激光测距传感器、所述第二激光测距传感器和所述第四激光测距传感器均为垂直向上直射采集数据，所述第三激光测距传感器、所述第五激光测距传感器和所述第六激光测距传感器均为斜向上交叉对射采集数据。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于激光多点测距的动车底部巡检定位方法，其特征在于，包括：S1，在巡检机器人(1)上设置多个激光测距传感器；S2，所述巡检机器人(1)从起始点向终点行走以进行正向巡检；所述起始点为动车车头底部，所述终点为动车车尾底部，或者，所述终点为所述动车车头底部，所述起始点为所述动车车尾底部；S3，正向巡检过程中对转向架的位置进行识别；S4，所述巡检机器人(1)通过所述终点后，开始反向巡检；S5，所述反向巡检过程对所述转向架进行定位以确定巡检位置，所述巡检机器人(1)通过多级减速到达所述巡检位置；S6，所述巡检机器人(1)继续反向巡检，重复执行步骤S5，直到所述巡检机器人(1)依次达到多个所述巡检位置并最后通过所述起始点。2.根据权利要求1所述的基于激光多点测距的动车底部巡检定位方法，其特征在于，多个所述激光测距传感器沿所述巡检机器人(1)的巡检方向对称分布，所述激光测距传感器的激光发射方向包括垂直向上直射、斜向上交叉对射和/或垂直向下直射。3.根据权利要求1所述的基于激光多点测距的动车底部巡检定位方法，其特征在于，步骤S2中还包括对所述起始点和所述终点进行定位的方法，包括如下步骤：S21，在所述巡检机器人(1)的顶部沿巡检方向的两端分别设置垂直向上直射的第一激光测距传感器(11)和第二激光测距传感器(12)，所述巡检机器人(1)正向巡检，在所述第一激光测距传感器(11)的测量值发生从最大值到预设值的跳变时，所述巡检机器人(1)到达所述起始点，并保存当前测量值作为起始点特征值；S22，当所述巡检机器人(1)正向巡检至所述第二激光测距传感器(12)的测量值等于所述起始点特征值时，所述巡检机器人(1)通过所述起始点；S23，当所述巡检机器人(1)正向巡检至所述第一激光测距传感器(11)的测量值发生从预设值到最大值的跳变时，所述巡检机器人(1)到达所述终点，并保存当前测量值作为终点特征值；S24，当所述巡检机器人(1)正向巡检至所述第二激光测距传感器(12)的测量值等于所述终点特征值时，所述巡检机器人(1)通过所述终点。4.根据权利要求3所述的基于激光多点测距的动车底部巡检定位方法，其特征在于，步骤S3中对所述转向架的位置进行识别，包括如下步骤：S31，在所述巡检机器人(1)的顶部沿所述巡检方向间隔设置第三激光测距传感器(13)、第四激光测距传感器(14)和第五激光测距传感器(15)，所述第三激光测距传感器(13)和第五激光测距传感器(15)斜向上交叉对射采集数据，所述第四激光测距传感器(14)垂直向上直射采集数据；S32，当所述巡检机器人(1)通过所述起始点后，进行正向巡检，如果第三激光测距传感器(13)的测量值发生从最大值到预设值的跳变，则所述巡检机器人(1)达到所述转向架的第一轮对，如果第五激光测距传感器(15)的测量值发生从最大值到预设值的跳变，则所述巡检机器人(1)达到所述转向架的第二轮对，所述第四激光测距传感器(14)开始采集数据；S33，当所述第三激光测距传感器(13)的测量值发生从预设值到最大值的跳变时，记录并保存所述第四激光测距传感器(14)的测量值的最小值，并作为当前所述转向架的轮轴特
征值；S34，当所述第五激光测距传感器(15)的测量值发生从预设值到最大值的跳变时，所述巡检机器人(1)离开当前所述转向架；S35，重复步骤S32
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S34，继续正向巡检，直到识别所有所述转向架的位置并通过所述终点。5.根据权利要求4所述的基于激光多点测距的动车底部巡检定位方法，其特征在于，步骤S5中对所述转...
【专利技术属性】
技术研发人员：黎莎，邓张，彭刚，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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