[發(fā)明專利]鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行姿態(tài)測量系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910143995.6
• 申請日: 2009-06-05
• 公開（公告）號(hào): CN101580071A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田紅旗;梁習(xí)鋒;劉應(yīng)龍;魯寨軍;鄭小波;高廣軍;姚松;劉堂紅
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): B61K9/00
• 分類號(hào): B61K9/00;B61L23/00;G01B11/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行姿態(tài)測量系統(tǒng)，采用高速攝像儀獲取鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行時(shí)軌道頂面的圖像序列，其特征在于所述測量系統(tǒng)包括：

一組在被測車體非共線的至少三個(gè)點(diǎn)上安裝設(shè)置的高速攝像儀，所述高速攝像儀相對被測車體運(yùn)行軌道設(shè)置并用于攝取鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行時(shí)的軌道圖像序列；

圖像采集及處理模塊，該模塊接收所述軌道圖像序列，并分析每個(gè)點(diǎn)的高速攝像儀獲取的軌道圖像序列，得到每個(gè)點(diǎn)相對于軌道的偏移量，并確定被測車體相對于兩軌道的空間姿態(tài)和偏移量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行姿態(tài)測量系統(tǒng)，其特征在于所述安裝高速攝像儀的點(diǎn)為四個(gè)，所述四個(gè)點(diǎn)安裝于垂直鋼軌頂面的非同一平面內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行姿態(tài)測量系統(tǒng)，其特征在于所述高速攝像儀的鏡頭外固定設(shè)置兩塊棱鏡，使處于視場范圍內(nèi)的被測物體經(jīng)過兩個(gè)棱鏡的多次反射，投射到高速攝像儀CCD上時(shí)，成為兩個(gè)間隔一定距離的圖像。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行姿態(tài)測量系統(tǒng)，其特征在于所述鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行姿態(tài)測量系統(tǒng)進(jìn)一步包括主動(dòng)光源，所述主動(dòng)光源與高速攝像儀配合設(shè)置，主動(dòng)光源照射所述高速攝像儀取像的軌道區(qū)域。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行姿態(tài)測量系統(tǒng)，其特征在于主動(dòng)光源為單色LED陣列，所述主動(dòng)光源與被取像軌道、高速攝像儀CCD之間成三角反射關(guān)系。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行姿態(tài)測量系統(tǒng)，其特征在于所述高速攝像儀外進(jìn)一步設(shè)置窄帶濾光片，所述窄帶濾光片使經(jīng)過軌面反射后的主動(dòng)光源的光強(qiáng)至少60％入射到高速攝像儀上，而經(jīng)過取像區(qū)域的物體反射后的環(huán)境光入射到高速攝像儀上的比率小于3％。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行姿態(tài)測量系統(tǒng)，其特征在于所述測量系統(tǒng)進(jìn)一步包括一同步控制器，所述同步控制器控制所述四個(gè)點(diǎn)上安裝設(shè)置的高速攝像儀進(jìn)行時(shí)間同步和采集數(shù)據(jù)同步。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行姿態(tài)測量系統(tǒng)，其特征在于所述測量系統(tǒng)進(jìn)一步包括一上位計(jì)算機(jī)和速度采集設(shè)備，所述上位計(jì)算機(jī)連接所述圖像采集及處理模塊，對被測車體的空間姿態(tài)和偏移量進(jìn)行整理、顯示、存儲(chǔ)和對外實(shí)時(shí)通信；所述速度采集設(shè)備包括GPS測速儀、雷達(dá)測速儀或多普勒測速儀。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路機(jī)車車輛運(yùn)行姿態(tài)測量系統(tǒng)，其特征在于所述測量系統(tǒng)進(jìn)一步在所述被測車體上設(shè)置導(dǎo)軌驅(qū)動(dòng)裝置，該裝置由高精度導(dǎo)軌、滑塊、絲桿、絕對編碼器和步進(jìn)電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)組成；所述導(dǎo)軌驅(qū)動(dòng)裝置固連于所述被測車體，所述高速攝像儀和一主動(dòng)光源固連于滑塊上，滑塊經(jīng)驅(qū)動(dòng)可在導(dǎo)軌上滑動(dòng)，當(dāng)被測車體的橫向偏移量達(dá)到一定數(shù)值，該驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)滑塊帶動(dòng)高速攝像儀和所述主動(dòng)光源向車體橫移的相反方向移動(dòng)，同時(shí)在該驅(qū)動(dòng)裝置上采用絕對編碼器檢測絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)，從而得到滑塊即高速攝像儀的橫移量。