[發明專利]一種基于視覺測量的鐵路救援雙車吊復輔助同步協調控制方法

有效

• 申請號: 201610440769.4
• 申請日: 2016-06-16
• 公開（公告）號: CN106115489B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 唐兆;徐建喜;張建軍
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: B66C13/22
• 分類號: B66C13/22;B66C13/46;B66C15/06
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司51200
• 代理人: 張澎

技術領域

本發明涉及鐵路應急救援領域，特別是一種基于視覺測量的鐵路救援雙車吊復輔助同步裝置。

背景技術

行車事故救援是鐵路運輸安全生產的重要組成部分,救援工作的成敗直接關系到事故性質的改變和事故損失的程度。為確保救援安全快速、有序地進行,提高整體救援工作,將事故損失降到最低。一旦發生運輸中斷,必須積極地處理,迅速恢復通車,將運輸中斷時間減少到最低程度，制定合理的應急救援方案便成為行車事故救援組織者和指揮者的首要工作。

在行車事故中，因起重機的配置與性能，并不能在任何情況下均能起吊與起重機起吊質量相符的最大質量，隨著我國鐵路運輸車輛設備的更新，單車車輛載重量的增大，使其總質量增加，同時隨著列車運行速度的提高，一旦發生脫軌事故，其脫軌車輛一般為n輛，脫軌后有更加嚴重的破損，給救援吊復增加了很大的難度，單臺起重機已經很難滿足起吊質量的要求，對雙臺起重機協同作業的需求日益增多，然而，雙機在協同吊裝時危險性大大增加，在雙機協同吊裝的過程中往往采取人工編制吊裝作業方案，依靠人工經驗完成協同吊復，往往會由于載荷分配不合理導致起重機斷臂、傾覆等災難性的后果。

本發明針對在雙機吊復作業過程中，起重機載荷的不均勻分配制定具體的方案，從而保證吊復作業的安全。

在國內到目前為止，尚未檢索到類似技術或相關專利。

發明內容

鑒于現有技術的以上不足，本發明的目的是，提供一種基于視覺測量的鐵路救援雙車吊復輔助同步協調控制方法，通過視覺測量終端獲取現場的空間幾何數據信息，傳回給后臺服務器，并實時制定出解決雙車協同吊復過程中載荷不均勻問題的方案，其手段為：

一種基于視覺測量的鐵路救援雙車吊復輔助同步協調控制方法，用以輔助鐵路救援雙車吊復時兩臺起重機的同步，確保吊復安全：通過視覺測量終端獲取事故現場的空間幾何數據信息，傳回給后臺服務器，并實時給出雙車協同吊復過程中載荷不均勻信息，包括以下步驟：

1)鐵路事故發生后，由兩臺起重機進行協同吊復(如圖3a)；在事故現場布置視覺測量終端S對包括吊復過程中雙機系統空間三維坐標、被吊裝機車車體空間三維坐標、吊裝點空間三維坐標的數據進行現場獲取(如圖3b中的要素)；并將獲取的數據信息傳遞給數據預處理模塊；

2)數據預處理模塊會自動從后臺數據庫中篩選出所需的數據，包括雙機系統的空間三維坐標、機車車體的三維空間坐標以及車體的幾何重心位置坐標、機車車體上的吊點位置坐標，這些數據為后續步驟中進行起重機吊復過程中的吊力、幅度計算提供數據依據；

3)求解模塊將會對數據預處理模塊中所獲取的數據進行求解計算：具體過程如下：

a)計算起重機的載荷變化過程

兩臺起重機此時所受的載荷F_a和F_b分別為：

h—吊點到機車重心的垂直距離；

l—機車同側兩個吊點之間的距離；

l_x—左邊吊點離機車車體重心的水平距離；

G—機車質量；

α—機車車體離開地面后與水平面形成的角度。

b)根據載荷變化過程計算兩臺起重機吊臂的調整過程：

兩臺輔起重機的幅度變化β'及鋼繩長度l”

l_a—吊臂長；

β—吊臂與水平線的夾角；

γ—鋼繩與吊臂的夾角；

l—機車車體長；

l'—鋼繩的長度；

h₁、h₂—分別為車廂左右兩端所處的高度；

其中的各參數可結合圖1和圖2表達。

由上計算求解得到的起重機的載荷及吊臂幅度變化數據傳輸給兩臺起重機上的同步顯示終端，實時顯示出吊裝力的變化曲線圖以及吊臂幅度變化圖，通過同步顯示終端的提示起重機操作員進行協同吊復的安全有效操作。

本發明的視覺測量終端主要作用是對協同起吊的過程中進行實時的空間三維幾何坐標的數據采集，主要由：1、視覺傳感器；2、圖像采集卡；3、工業計算機組成。現介紹各個硬件的作用。

視覺傳感器主要是獲取足夠的機器視覺系統要處理的最原始圖像。

圖像采集卡是圖像采集和圖像處理之間的接口。作用是控制視覺傳感器進行信號采集，并將采集到模擬信號量化后轉換為數字圖像，然后將其存儲到幀存儲器中，繼而通過數據接口傳入計算機內存用于后續圖像處理。