[發明專利]一種軌道建筑空間信息檢測系統及方法

有效

• 申請號: 201210262425.0
• 申請日: 2012-07-26
• 公開（公告）號: CN103569155A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 周民立
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: B61K9/08
• 分類號: B61K9/08;G01B11/27
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

技術領域

本發明涉及一種軌道建筑空間信息檢測系統及方法，尤其是涉及一種可記錄軌道線路曲直度的軌道建筑空間信息檢測系統及方法。

背景技術

城市軌道交通運營管理的發展，需要對地下隧道的軌道線路沿線建筑空間形狀進行記錄，作為數字化維護保障管理信息系統的空間數據庫。將3D激光掃描儀設置成2D掃描模式并安裝在軌道小車上，可快速完成對沿線建筑空間形狀數據的采集。由于2D掃描只能采集到獨立的建筑截面數據，若要重建隧道3D建筑空間，還需要知道移動2D掃描車輛的行走路徑與姿態，生成缺失的坐標信息后，才可將許多2D截面數據按照實際情況拼接起來。按常理，要使行走車輛可記錄軌道曲直度行走軌跡，需要引入慣性導航(IMU)結合全球定位系統(GPS)的空間定位方法。由于IMU系統復雜且價格昂貴，在地下隧道又無法引入GPS系統，這種方法并不可行。已申請發明專利《一種城市軌道交通檢修小車定位系統》(申請號201110211175.3)提出了利用光電編碼器和光電傳感器來檢測軌道小車的行走距離，但是該專利描述的技術能檢測到的行走軌跡是關于直線標量的距離，還不能獲得小車在彎曲軌道上行走時的軌跡矢量。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種成本低、測量簡單、可記錄軌道線路曲直度的軌道建筑空間信息檢測系統及方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種軌道建筑空間信息檢測系統，包括檢測車、設在檢測車上的光電編碼器、光電接近傳感器、激光掃描儀、計算機以及沿軌道等間隔設置的信標，所述的檢測車沿軌道移動，所述的光電編碼器有兩個，分別設在檢測車的一根輪軸的兩端，所述的光電接近傳感器設在檢測車的底部，所述的激光掃描儀、光電編碼器和光電接近傳感器均與計算機連接。

所述的光電接近傳感器有兩個，安裝在檢測車底部行進方向的前部和后部，分別朝向檢測車行進方向的后方和前方。

所述的信標為無源紅外反光信標。

一種上述系統的軌道建筑空間信息檢測方法，包括以下步驟：

1)光電編碼器檢測檢測車兩側車輪的行程信息和方向信息，傳送至計算機，同時光電接近傳感器檢測信標的回射信號，并傳送至計算機；

2)計算機根據兩側車輪的行程信息計算兩側車輪的行程數據，并根據信標回射信號對該行程數據進行校正；

3)計算機接收激光掃描儀的同步信號，將該同步信號與經過校正的行程數據進行綁定；

4)計算機對綁定同步信號的行程數據進行處理，計算軌道的曲直度；

5)激光掃描儀掃描獲得2D點云數據，該2D點云數據經計算機轉換為標準的xyz格式文件后，經坐標變換，映射到統一的坐標系中，并填入軌道線路曲直行進軌跡的數據，生成3D點云數據。

步驟3中的同步信號由激光掃描儀的鏡頭旋轉一圈的時間標定。

步驟4中以相鄰兩個同步信號之間的行程數據差值作為單位時間內的行程數據，根據該單位時間內兩側車輪的行程數據計算曲直度。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

一、提出了可數字記錄城市軌道交通地下隧道建筑空間信息的2D移動激光掃描數據采集與處理系統，可以有效改變傳統測試方案中成本高、方案復雜的缺點。

二、功能有效：采用光電編碼器對左右輪行走距離檢測可獲取行走曲直度軌跡信息，并結合光電接近傳感器可對連續記錄的距離數據進行校正。

三、結構簡單：車載系統由2個光電編碼器、2個光電接近傳感器、嵌入式計算機系統和軌道信標組成，沒有電磁輻射信號對通信信號系統產生干擾、獨立于與ATC(列車自動控制)有關的定位系統。

四、適用性強：由系統中的定位、同步與車輛行走部分組成的平臺還適用于其它多種軌道工務檢測應用。

附圖說明

圖1為本發明的硬件結構示意圖；

圖2為本發明的信息流圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。

實施例