一种车辆限界的检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种车辆限界的检测方法及装置，能够实现车辆动态限界的检测。所述检测方法包括：11）定义基准坐标系；12）对车辆横截面的外部轮廓进行激光发射扫描，以获取处于所述车辆横截面内的外部轮廓上各检测点的坐标值；13）根据所述坐标值绘制车辆运行状态下的外部轮廓。所述检测装置包括激光检测仪和与其相连的处理器，所述处理器预存有基准坐标系，所述激光检测仪通过激光发射对车辆横截面的外部轮廓进行扫描，所述处理器根据所述激光检测仪的测量数据换算得到所述外部轮廓上各个检测点在基准坐标系中的坐标值，根据所述坐标值绘制车辆的外部轮廓。本发明专利技术可以实时、快速、连续地对车辆动态限界进行检测，也可对车辆静态限界进行检测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及轨道交通
，特别是涉及一种车辆限界的检测方法。本专利技术还涉及一种采用上述检测方法进行检测的装置。
技术介绍
轨道交通限界主要包括车辆限界、设备限界以及建筑限界。一般来说，车辆限界包括车辆静态限界和车辆动态限界。车辆静态限界的检测是指检测整备状态下的车辆以不大于5km/h正常运行时的轮廓是否超出静态限界的设计值。车辆动态限界的检测是指检测车辆在平直线的轨道上按规定速度运行，计及了规定的车辆和轨道的公差值、磨耗量、弹性变形量及车辆振动等正常状态下运行过程中的轮廓是否超出车辆安全运营所规定的标准范围。设备限界的检测指的是检测故障工况下的车辆在直线地段或曲线地段运行过程中是否超出设备限界的标准值。建筑限界的检测是指检测隧道以及铁路周边设施等是否侵入车辆的运行空间。长期以来，人们关注较多 的是对建筑限界的测量。随着科技的发展，近年来，人们专利技术了一些轨道交通限界的检测装置，这些装置可以实时、快速、连续、准确地对铁路隧道以及周边设施进行检测，在较大程度上提高了建筑限界检测的效率和精度。但是，现有技术中车辆限界的检测装置较少，而车辆限界是车辆安全运营的重要组成部分，定期对车辆限界进行检测有利于及时掌握车辆的运行状况，消除潜在的不安全因素。目前，车辆限界的检测仍然以静态限界检测为主，且大都采用限界测量小车或者限界检测尺等进行检测。上述现有的检测装置存在操作繁琐、效率低下、精度不高等缺点，已经远远不能够满足当前轨道交通快速发展的需要。除了现有的车辆限界静态检测装置以外，专利号为CN101082489A的专利公开了一种“铁路限界高度动态监测装置”，该检测装置采用GPS天线、数字相机、摄像机等对铁路周边物体进行检测；但检测所需的设备数量较多、连接关系复杂，而且数字相机存在边缘效应，在很大程度上降低了限界检测的精度，还容易受到环境因素的影响。为解决现有技术中存在的问题，可以采用激光扫描技术。基于激光雷达测距原理，将激光相位测距装置与光学转动装置集成的仪器相结合，进而能够对车辆进行二维扫描。该方法具有测量精度高、速度快的优点，但是，由于其采用高速的光学振镜技术，所需检测装置成本较高，很难普遍应用于车辆限界的检测领域。因此，现有的检测装置已经不能满足车辆限界的检测需求，如何设计一种车辆限界的检测方法及装置，以提高检测精度、效率以及检测的灵活性，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种车辆限界的检测方法，能够实现车辆动态限界的检测，其检测精度和效率较高。本专利技术的另一目的是提供一种车辆限界的检测装置，其结构简单，能够提高车辆动态限界的检测精度和效率，操作便捷。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种车辆限界的检测方法，包括以下步骤:11)定义基准坐标系；12)对车辆横截面的外部轮廓进行激光发射扫描，以获取处于所述车辆横截面内的外部轮廓上各检测点的坐标值；13)根据所述坐标值绘制车辆运行状态下的外部轮廓。本专利技术的检测方法通过测量车辆横截面上各个检测点的坐标绘制其外部轮廓，以得到车辆在运行状态下的限界 ，操作简单易行；而采用激光发射扫描进行测量能够降低外部环境等因素对测试结果的影响，提高检测精度；激光发射扫描还可以快速高效地完成检测，实现车辆动态限界的检测，在车辆的运行速度达到200km/h时，仍然可以完成车辆限界的检测，其适用范围较广。优选地，在所述步骤12)中，所述基准坐标系以各所述检测点所处的横截面与轨道中心线的交点为原点，由所述原点竖直向上的方向为y轴、垂直于轨道的方向为X轴。本专利技术的基准坐标系以车辆横截面与轨道中心线的交点为原点，进而测量得到各个检测点相对于轨道的坐标值，则绘制得到的车辆外部轮廓能够真实地反映车辆运行状态下与轨道之间的位置关系，车辆限界的测量结果更为真实有效。优选地，在所述步骤13)之后还包括步骤14):将所述外部轮廓与车辆限界的标准值进行比对，如果超出限界，则进行报警。优选地，在所述步骤14)中，如果超出限界，则显示车辆超出限界的位置。在完成车辆限界检测的基础上，还可以将检测的结果与车辆限界的标准值进行比较，如果超出限界，进行报警；同时，还可以将车辆超出限界的位置予以显示，更加直观地说明车辆的运行状况，以便技术人员后续针对性地对其进行故障排查。优选地，所述步骤12)中，定义基准坐标系之后，具体包括以下步骤:121)测量得到激光发射点的坐标值；122)检测各个所述检测点到所述激光发射点的距离，以及所述检测点和激光发射点的连线与所述基准坐标系其中一个坐标轴之间的夹角，并换算得到各个所述检测点的坐标值。为得到检测点在基准坐标系中的坐标值，可以首先测量得到激光发射点的坐标值，然后就可以根据各个检测点相对于激光发射点的位置关系换算得到其坐标值，该方法简单灵活。优选地，所述步骤121)具体包括:在两侧轨道分别选定至少一个基准点，检测所述基准点到所述激光发射点的距离，以及所述基准点和激光发射点的连线与所述基准坐标系其中一个坐标轴之间的夹角，计算所述激光发射点在基准坐标系下的坐标值。可以手动激光检测仪测量两侧轨道上选定的基准点，得到基准点与激光发射点之间的关系，进而换算得到激光发射点的坐标值，该方法利用了轨道的结构特点，有利于提高测试精度。本专利技术还提供一种车辆限界的检测装置，所述检测装置包括激光检测仪和与其相连的处理器，所述处理器预存有基准坐标系，所述激光检测仪通过激光发射对车辆横截面的外部轮廓进行扫描，所述处理器根据所述激光检测仪的测量数据换算得到所述外部轮廓上各个检测点在基准坐标系中的坐标值，并根据所述坐标值绘制车辆的外部轮廓。本专利技术的检测装置可以包括激光检测仪和处理器，其结构简单，体积较小，携带和使用均比较方便；所述激光检测仪发射扫描获取到各个检测点的相关数据信息，进而换算得到各个检测点在基准坐标系中的坐标值，其检测速度较快、精度较高，可实现车辆静态限界和车辆动态限界的检测；所述检测装置不仅适用于中低速磁浮车辆限界的检测，也可用于其他快速列车的轨道交通车辆限界的检测，使用范围较广。优选地，所述激光检测仪包括激光测距传感器和角度传感器，所述激光测距传感器用于测量各个检测点到激光发射点的距离，所述角度传感器实时获取所述激光测距传感器测距时的发射光线与基准坐标系其中一个坐标轴之间的角度。激光检测仪可以包括分别用于测量距离和角度的两个传感器，然后测量得到各个检测点与激光发射点的相 对位置关系，进而通过处理器换算得到各个检测点的坐标值，其检测精度较高，操作简单，可以快速、连续、准确地对车辆限界进行测量。优选地，所述检测装置还包括用于支撑所述激光检测仪的支架。优选地，所述支架上设有转台，所述激光检测仪安装在所述转台上，所述转台带动所述激光检测仪在竖直面内回转。优选地，所述转台的回转角度为360度。优选地，所述处理器包括数据存储单元、数据转换单元以及绘制单元，所述数据存储单元预存有基准坐标系；所述数据转换单元根据所述距离和夹角换算得到各个所述检测点的坐标值；所述绘制单元根据各个所述检测点的坐标值绘制车辆的外部轮廓。优选地，所述检测装置还包括报警器，所述数据存储单元还储存有车辆限界的标准值；所述处理器还包括对比单元，所述对比单元将车辆的外部轮廓与所述车辆限界的标准值进行对比，如果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆限界的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：11）定义基准坐标系；12）对车辆横截面的外部轮廓进行激光发射扫描，以获取处于所述车辆横截面内的外部轮廓上各检测点的坐标值；13）根据所述坐标值绘制车辆运行状态下的外部轮廓。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：司恩，彭奇彪，佟来生，李晓春，胡伟，杨新斌，
申请(专利权)人：南车株洲电力机车有限公司，
类型：发明
国别省市：