[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

技術領域

本發明屬于精密測量方法，特別涉及一種基于視覺傳感器利用標靶傳遞的方法，實現在無法直接觀測鐵軌面的情況下對鐵軌中心垂面的測量方法。

背景技術

近年來，國內鐵路多次提速，特別是高速動車組的運行，列車的行駛速度越來越快，這也對鐵路的安全提出了更高的要求。當列車特別是貨運列車超過正常行駛的空間限制時，即稱為超限，此時有可能造成嚴重的安全事故。因此，對鐵路貨運列車等在軌物體超限的測量是極其重要的。而在限界檢測當中，為了確認貨物兩側是否超限，必須以鐵軌中心垂面為基準對貨物的三維尺寸進行檢測。

傳統的軌距中心與站臺側面之間距離的測量主要采用以機械工具為主的人工測量方式，測量器具體型笨重，使用復雜，測量效率低，勞動強度大，維護困難。隨著具有非接觸、操作簡單、效率高、精度高等優點的計算機視覺測量技術的出現，基于光傳感器的測量方法逐步在工業、交通等精密測量現場得到了應用。但是當前的計算機視覺測量方法在確定軌道中心面時，要求必須能夠同時觀測到兩側的鐵軌，在軌道上有遮擋物（如列車等）時不能進a行檢測。因此如何在軌道被遮擋的情況下進行軌面中垂面的測量成為鐵道交通部門亟待解決的重要問題。

發明內容

本發明目的是：本發明所要解決的技術問題在于提供一種基于標靶傳遞的原理實現在無法直接觀測鐵軌面的情況下對鐵軌中心垂面的測量方法。

本發明的技術方案是：鐵路貨運列車限界測量基準面獲取方法，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。

測量原理和方法是，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。