铁路轨道监控制造技术

本发明专利技术涉及用于监控轨道几何形状的工具和技术。在一个方面，一些这样的工具和技术可确定沿着轨道的平台的位置，获取一个或多个轨道图像，和/或分析在该点的铁轨配置。在另一个方面，一些解决方案可利用摄影测量技术以分析铁轨配置，进而在数据存储器中存储关于可能与图像的位置相关的铁轨配置的数据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及监控铁路轨道几何形状，更具体地，涉及用于使用所获取的轨道的图像来监控铁路轨道几何形状的工具和技术。
技术介绍
轨道运输(包括但不限于重轨、轻轨、单轨等)在近200年来已经成为世界范围内主要的现代运输。除了高的资本成本外，轨道趋向于成为运输人和货物的划算且能效的模式。通常，轨道系统包含基础设施，包括铁路(“轨道”)，其包括一个或多个(通常两个或三个)铁轨，铁轨被固定在枕木或其它结构性部件上以为轨道提供一致的轨距(即铁轨之间的距离)。一个或多个车厢(其在被连接时俗称为“列车”)的集合在铁轨上行驶。通常，每个车厢具有被设计为在特定轨距的轨道上行驶的底盘，并且存在几种轨道的标准轨距。轨距(以及其它因素，诸如每个铁轨的相对高度、每个铁轨的形状等)可被认为是轨道的“轨道几何形状”或“铁轨配置”。在大多数轨道系统中，铁轨配置必须落入规定公差内，其通常是相当精确的；如果轨道几何形状落在这些公差之外，则会有轨道车辆脱轨的重大风险，其通常造成灾难性的后果。因此，已经提出了若干不同的方案以确保合格的铁轨配置。一个方案是人工检查，但大多数轨道中涉及的相对长的距离使得该方案具有不可接受的劳动强度，并因此是不实际的。另一个方案涉及使用机械传感器，其通常安装在行驶在轨道上以监控轨道几何形状的特殊车厢上。最近，已经提出了使用激光来探测轨道几何形状的光学方案。然而，使用机械和/或光学传感器已证明是非常昂贵的，并且这种方案通常需要专用硬件，并需要在专用的轨道车厢上行驶，进一步地降低了其效用性。因此，对于轨道几何形状监控的问题，需要相对低廉且自动化的方案。
技术实现思路
提供本
技术实现思路
以简要概括将在下面具体实施例的详细描述中进一步描述的概念的选择。本
技术实现思路
并不意味着确定所要求保护的主题的主要或实质特征，也不意味着用于帮助确定所要求保护的主题的范围。因此，本
技术实现思路
在本质上应当被认为是实例性的，而非在任一方面进行限定。具体实施例提供用于监控轨道几何形状的改进方案。在一个方面，这些实施例所提供的工具和技术能够确定沿着轨道的移动平台的位置，获取一个或多个轨道的图像，并分析在该点处的铁轨配置。在另一个方面，某些实施例应用摄影测量技术以分析铁轨配置，然后在数据存储器中存储有关可能与图像的位置相关的铁轨配置的数据。可选地，如果不合格的铁轨配置被识别，则系统可生成警报以提供不合格的铁轨配置的指示。由各种实施例提供的工具包括但不限于方法、系统和/或软件产品。仅作为例子，方法可包括一个或多个步骤，任何或所有步骤由可包括计算机的系统执行。相应地，一个实施例可提供一种系统，其在某些情况下包括配置有指令以执行根据由各种其它实施例提供的方法的一个或多个步骤的计算机。同样，计算机程序可包括一组指令，其能够由计算机系统(和/或其中的处理器)执行以执行这些操作以控制 这种系统的功能。在许多情况下，某些软件程序在物理、有形和/或非瞬时性的计算机可读介质(诸如，作为几个例子，光学介质、磁介质、固态存储器等)上编码。仅作为例子，一组实施例提供监控铁轨几何形状和/或轨道配置的方法。示例性的方法可包括当移动平台沿着轨道行驶时，用安装在移动平台上的第一图像获取设备获取一系列位置参考图像，其中移动平台被配置为沿着包括一个或多个铁轨的轨道移动。该方法可进一步包括在至少一个位置参考图像中，识别位于轨道附近的视觉目标，和/或确定从移动平台到视觉目标的距离。在某些实施例的一个方面，该方法进一步包括在计算机系统处至少部分地根据所确定的从移动平台到视觉目标的距离，计算移动平台在轨道上的位置。该方法还可包括用一个或多个第二图像获取设备获取一个或多个铁轨的一个或多个轨道图像，和/或在计算机系统处对一个或多个铁轨图像中的至少一个执行摄影测量分析，以识别轨道的铁轨配置。在某些实施例中，该方法包括将铁轨配置与移动平台在轨道上的位置相关联，和/或在数据存储器中存储包括关于铁轨配置的数据和关于相关联的移动平台的位置的数据的数据记录。另一个示例性方法可包括确定被配置为沿着包括一个或多个铁轨的轨道移动的移动平台的位置，和/或用一个或多个第一图像获取设备获取一个或多个铁轨的一个或多个轨道图像。该方法可进一步包括在计算机系统处，对一个或多个轨道图像中的至少一个执行摄影测量分析，以识别轨道的铁轨配置。在某些实施例中，该方法包括将铁轨配置与移动平台在轨道上的位置相关联，和/或在数据存储器中存储包括关于铁轨配置的数据和关于相关联的移动平台的位置的数据的记录。另一组实施例提供轨道监控系统。示例性的系统可包括计算机系统，其包括一个或多个处理器；以及与一个或多个处理器进行通信的计算机可读介质。该计算机可读介质可在其上编码有能够由计算机系统执行的一组指令，以执行一个或多个操作，这些操作包括但不限于根据各种实施例的方法执行操作，诸如作为一个例子的上述方法。例如，一组指令可用于在由安装在移动平台上的第一图像获取设备获取的至少一个位置参考图像中识别位于轨道附近的视觉目标的指令，其中该移动平台被配置为沿着包括一个或多个铁轨的轨道移动。在某些情况下，该组指令可进一步包括用于根据视觉目标的标识启动电子距离测量系统以测量从移动平台到视觉目标的距离的指令，和/或用于至少部分地根据所测量的从移动平台到视觉目标的距离计算移动平台的位置的指令。还可包括用于对由一个或多个第二图像获取设备获取的一个或多个轨道图像执行摄影测量分析以识别轨道的铁轨配置的指令。在某些情况下，该组指令进一步包括用于将铁轨配置与移动平台在轨道上的位置相关联的指令，和/或用于在数据存储器中存储包括关于铁轨配置的数据和关于相关联的移动平台的位置的数据的记录的指令。在某些情况下，该系统还可包括其它硬件单元，诸如被配置为沿着包括一个和多个铁轨的轨道移动的移动平台。其它硬件可包括第一图像获取设备，其安装在移动平台上，用于当移动平台沿着轨道行驶时获取一系列位置参考图像；和/或一个或多个第二图像获取设备，用于获取一个或多个铁轨的一个或多个轨道图像。在某些情况下，该系统可包括电子距离测量系统，用于测量从移动平台到位于轨道附近的视觉目标的距离；和/或数据存储器，用于存储轨道配置数据。另一组实施例提供一种装置。示例性的装置可包括计算机可读介质，其上编码有能够由一个或多个计算机执行以执行一个或多个操作的一组指令。在某些情况下，这组指令使得计算机系统根据由一个或多个实施例提供的方法运行，诸如上述的方法。仅作为例子，该组指令可类似于上述的那组指令。附图说明通过参考说明书的剩余部分和附图可以实现对特定实施例的本质和优点的进一步理解，在附图中，相同的参考数字用于表示相同的构件。在某些情况下，子标记与参考数字相关联以表示多个相同构件中的一个构件。当引用参考数字而没有规定现有的子标记时，意味着是指所有这种多个相同构件。图IA和图IB表示根据各种实施例的用于监控轨道几何形状的系统。图2是表示根据各种实施例的用于监控轨道几何形状的方法的处理流程图。图3是表示根据各种实施例的确定移动平台的位置的方法的处理流程图。图4是表示根据各种实施例的确定铁轨配置是否合格的方法的处理流程图。图5是表不根据各种实施例的计算机系统的通用不意图。具体实施例方式尽管上面已经对某些实施例的各个方面和特征进行了概括，但本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：当被配置为沿着包括一个或多个铁轨的轨道移动的移动平台沿着所述轨道行驶时，用安装在所述移动平台上的第一图像获取设备获取一系列位置参考图像；在至少一个位置参考图像中，识别位于所述轨道附近的视觉目标；确定从所述移动平台到所述视觉目标的距离；在计算机系统中，至少部分地基于所确定的从所述移动平台到所述视觉目标的距离，计算所述移动平台在所述轨道上的位置；用一个或多个第二图像获取设备获取所述一个或多个铁轨的一个或多个轨道图像；在所述计算机系统中对所述一个或多个轨道图像中的至少一个执行摄影测量分析，以识别所述轨道的铁轨配置；将所述铁轨配置与所述移动平台在所述轨道上的位置相关联；以及在数据存储器中存储数据记录，其包括有关所述铁轨配置的数据和有关相关联的所述移动平台的位置的数据。

【技术特征摘要】
2011.04.27 US 13/095,6731.一种方法，包括 当被配置为沿着包括一个或多个铁轨的轨道移动的移动平台沿着所述轨道行驶时，用安装在所述移动平台上的第一图像获取设备获取一系列位置参考图像； 在至少一个位置参考图像中，识别位于所述轨道附近的视觉目标； 确定从所述移动平台到所述视觉目标的距离； 在计算机系统中，至少部分地基于所确定的从所述移动平台到所述视觉目标的距离，计算所述移动平台在所述轨道上的位置； 用一个或多个第二图像获取设备获取所述一个或多个铁轨的一个或多个轨道图像；在所述计算机系统中对所述一个或多个轨道图像中的至少一个执行摄影测量分析，以识别所述轨道的铁轨配置； 将所述铁轨配置与所述移动平台在所述轨道上的位置相关联；以及在数据存储器中存储数据记录，其包括有关所述铁轨配置的数据和有关相关联的所述移动平台的位置的数据。2.如权利要求I所述的方法，其中，确定从所述移动平台到所述视觉目标的距离包括 基于所述视觉目标的标识，启动所述移动平台上的电子距离测量系统；以及 用所述电子距离测量系统测量从所述移动平台到所述视觉目标的距离。3.如权利要求I所述的方法，其中，计算所述移动平台的位置包括用相对于所述移动平台的已知位置计算目标点的位置。4.如权利要求3所述的方法，其中，所述目标点是所述一个或多个第二图像获取设备中的至少一个的视场内的点。5.如权利要求I所述的方法，其中，计算所述移动平台在所述轨道上的位置包括至少部分地基于所确定的从所述移动平台到所述视觉目标的距离并至少部分地基于从全球网络卫星系统(GNSS)中获取的位置解，计算所述移动平台的位置。6.如权利要求I所述的方法，还包括 至少部分地基于所计算的所述移动平台的位置，启动所述一个或多个第二图像获取设备以获取所述一个或多个轨道图像。7.如权利要求I所述的方法，其中，一个或多个第一图像获取设备和所述一个或多个第二图像获取设备是相同的一个或多个图像获取设备。8.如权利要求I所述的方法，其中，所述铁轨配置包括维度度量。9.如权利要求I所述的方法，还包括 确定所述铁轨配置是否合格。10.如权利要求9所述的方法，还包括11.如权利要求9所述的方法，其中，确定所述铁轨配置是否合格包括将所述数据记录与先前存储的与所述移动平台的位置对应的数据记录进行比较。12.如权利要求9所述的方法，其中，确定所述铁轨配置是否合格包括将所述铁轨配置与合格的铁轨配置的一个或多个标称值进行比较。13.如权利要求I所述的方法，其中，所述轨道包括多个铁轨。14.如权利要求13所述的方法，其中，所述铁轨配置包括所述多个铁轨中的两个或多个之间的铁轨间间隔。15.如权利要求13所述的方法，其中，所述铁轨配置包括所述多个铁轨中的两个或多个之间的倾斜度。16.如权利要求13所述的方法，其中，所述铁轨配置包括所述多个铁轨中的至少一个的高度。17.如权利要求I所述的方法，其中，对所述一个或多个轨道图像中的至少一个执行摄影测量分析包括在所述至少一个图像中识别第一铁轨的第一边缘的位置。18.如权利要求17所述的方法，其中，对所述一个或多个轨道图像中的至少一个执行摄影测量分析还包括 识别第二铁轨的第二边缘的位置；以及 根据所述第一铁轨的所述第一边缘的位置和所述第二铁轨的所述第二边缘的位置，计算所述铁轨之间的距离。19.如权利要求I所述的方法，其中，所述计算机系统位于所述移动平台上。20.如权利要求I所述的方法，其中所述移动平台是使用中的轨道车厢。21.—种铁路轨道监控系统，包括 移动平台，其被配置为沿着包括一个或多个铁轨的轨道移动； 第一图像获取设备，其安装在所述移动平台上，用于当所述移动平台沿着所述轨道行驶时获取一系列位置参考图像； 一个或多个第二图像获取设备，用于获取所述一个或多个铁轨的一个或多个轨道图像； 数据存储器，用于存储轨道配置数据；以及 计算机系统，其包括一个或多个处理器和一个或多个计算机可读存储介质，在所述存储介质上编码有可由所述一个或多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·A·弗斯伯格，M·E·尼科尔斯，P·M·霍尔姆格伦，N·T·拉尔森，
申请(专利权)人：天宝导航有限公司，
类型：发明
国别省市：