[發明專利]鐵路列車限界測量基準面獲取方法

無效

• 申請號: 201010552903.2
• 申請日: 2010-11-22
• 公開（公告）號: CN102012223A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 王順;張益昕;謝飛;張旭蘋;李建華
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G01C3/00
• 分類號: G01C3/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 陳建和

1.鐵路貨運列車限界測量基準面獲取方法，其特征是采用基于標靶傳遞的鐵軌中心垂面檢測裝置進行測量，所述檢測裝置包括可旋轉標靶（1、2、3）、垂直支撐梁（4）、支撐桿（5）、固定夾具（6、14、16、17）、剛性橫梁（10、15）、剛性連接橫梁（7、13、18、19）、水平支撐梁（8）、轉軸（9、11、12）、彈簧（20、21、22、23）、滑槽（24、25），其中垂直支撐梁上固定的可旋轉標靶（1、2、3）為三片可以繞轉軸旋轉的正方形薄片，其轉軸位于正方形薄片的中心軸線上，薄片表面貼有易于被計算機視覺識別的標志物，使得圖像識別系統可得到標靶中心點的坐標；其中垂直支撐梁（4）與可旋轉標靶轉軸固定連接，且與標靶中心轉軸保持平行關系；支撐桿（5）固定于垂直支撐梁與水平支撐梁之間且三者成三角形，確定垂直支撐梁（4）的空間位置，保證垂直支撐梁（4）與水平支撐梁（8）保持嚴格的垂直關系；其中四個固定夾具（6、14、16、17）通過底部半球形結構卡在二條鐵軌上，使得整套底部半球形結構固定于鐵軌上；固定夾具的水平部分下表面與水平支撐梁（8）下表面平齊，緊貼鐵軌上表面，確定鐵軌平面；剛性橫梁（10）（15）為兩根等長金屬桿，分別連接在固定夾具（6、14、16、17）上，可繞轉軸（11）自由旋轉，轉軸（11）為剛性橫梁（10、15）的中心點，水平支撐梁固定在剛性橫梁上，剛性連接橫梁（7、13、18、19）為等長的四根金屬桿，其兩端分別連接在固定夾具（6、14、16、17）與水平支撐梁上的轉軸（9、12）之間，四根彈簧設在剛性連接橫梁的中部與水平支撐梁的端部，在彈簧（20、21、22、23）的作用下，驅動轉軸（9、12）分別在滑槽（24、25）中滑行，從而調節固定夾具（6、14、16、17）之間的相對距離，保證固定夾具（6、14、16、17）能夠緊密的固定在鐵軌上；

測量方法是，在鐵軌上架設基于標靶傳遞的鐵軌中心垂面檢測裝置，水平支撐梁（8）的下表面即為鐵軌上表面同一平面；又由于垂直支撐梁（4）與水平支撐梁（8）保持嚴格垂直關系，且可旋轉標靶（1、2、3）的中心轉軸與垂直支撐梁（4）保持平行關系，因此三個可旋轉標靶（1、2、3）的中心點構成的直線與鐵軌上表面相垂直；

將兩組測量裝置分隔一段距離放置于鐵軌上，則兩組可旋轉標靶（1、2、3）的中心點分別構成兩條與鐵軌上平面相垂直的直線，由于這兩條直線同時與鐵軌上平面相垂直，因此可以構成一個平面S1，且該平面與鐵軌面相垂直；

轉軸（11）為剛性橫梁（10、15）的中心點，且剛性連接橫梁（7、13、18、19）完全等長，轉軸（11）將會位于兩條鐵軌的中心垂面上；將兩組測量裝置分隔一段距離放置于鐵軌上，則兩組裝置的轉軸（11）均位于鐵軌中心垂面上，兩者之間連接得到的直線L1為二鐵軌之間的中心線；

將上述的得到的平面S1向轉軸（11）方向平移距離A得到平面S2，由于為標靶（1、2、3）中心轉軸到轉軸（11）的距離也為A，因此直線L1位于平面S2上；

同時由于平面S1與鐵軌面垂直，因此其平移得到的平面S2也與鐵軌面垂直；平面S2與鐵軌面垂直，且其平面內包含了鐵軌的中心線，因此該平面即為鐵軌的中心垂面。

2.一種如權利要求1所述的基于標靶傳遞的鐵軌中心垂面測量結構的測量方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：將上述測量裝置固定于鐵軌上，確保固定夾具（6、14、16、17）底部的半球形結構牢固的卡在鐵軌上，夾具水平部分下表面緊貼鐵軌上表面，

步驟2：?用上述步驟1相同的方法在鐵軌上再架設一組測量裝置，兩組測量裝置之間保持一定距離，

步驟3：調整兩組測量裝置上的可旋轉標靶（1、2、3）朝向，確保兩組標靶上用于計算機視覺識別的標志物在圖像傳感器中清晰可見，

步驟4：通過圖像傳感器對兩組標靶進行視覺測量，可以得到兩組標靶中心轉軸上的點在攝像機坐標系下的坐標值，

步驟5：對步驟4中獲得的中心轉軸點的坐標進行運算，可以得到兩個測量裝置的可旋轉靶標中心轉軸所在平面的方程，該平面與鐵軌中心垂面相平行，兩平面直接距離為標靶（1、2、3）中心轉軸到轉軸（11）的距離A

步驟6：對步驟5中得到的標靶轉軸中心平面方程進行平移向量為A的空間平移運算，即可得到鐵軌中心垂面的方程。