[發明專利]一種快速換軌作業軌枕螺栓位置檢測系統及方法

有效

• 申請號: 201611255551.8
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN107339950B
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 陳平松;楊國濤;劉偉;季育文;王文昆;顏瓊;李劍鋒;曹輝;黃建新
• 申請（專利權）人: 株洲時代電子技術有限公司;中國鐵路總公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 株洲市奇美專利商標事務所(普通合伙) 43105
• 代理人: 張繼綱

1.一種快速換軌作業軌枕螺栓位置檢測系統，其特征在于，包括：

圖像采集模塊(1)，用于獲取軌枕螺栓(40)的圖像數據；線光源(11)投射至軌枕螺栓(40)的表面，由相機(13)采集所述軌枕螺栓(40)的輪廓光影，以獲取軌枕螺栓(40)的圖像數據；

圖像處理模塊(2)，對所述圖像采集模塊(1)獲取的軌枕螺栓(40)的圖像數據進行處理，當計算出所述軌枕螺栓(40)相對于初始標定狀態發生橫向偏移時，則發出控制夾鉗(30)移動方向和位移量的作業偏移量數據；

作業控制模塊(3)，根據所述圖像處理模塊(2)發出的作業偏移量數據控制所述夾鉗(30)移動，以保持所述夾鉗(30)與所述軌枕螺栓(40)之間的相對位置關系；

所述圖像采集模塊(1)進一步包括線光源(11)、鏡頭(12)和相機(13)；所述線光源(11)、鏡頭(12)和相機(13)以固定的三角結構封裝，并整體固接于換軌車(10)的鋼軌收放裝置(20)上靠近所述夾鉗(30)的固定連接結構(70)處，使得所述夾鉗(30)至所述相機(13)中心的相對位置固定；所述鏡頭(12)設置于所述相機(13)的前端，所述線光源(11)配合所述相機(13)進行成像，由所述線光源(11)發出的激光線中心保持投射至所述軌枕螺栓(40)的中心范圍，由所述線光源(11)發出的激光線在所述相機(13)的圖像平面上成像；

所述線光源(11)發出的激光平面標定包括：以標定靶平面P₀中的某一點O₀為原點，建立標定坐標系O₀-X₀Y₀Z₀，相機(13)的坐標系為O_c-X_cY_cZ_c；設所述相機(13)的圖像平面為P_i，激光平面為P₁，激光平面P₁與標定靶平面P₀相交于直線L，點P為直線L上的一點，設所述點P在標定坐標系上的坐標為(X₀,Y₀,0)，在相機(13)的圖像平面中坐標為(X_c,Y_c,Z_c)；點P在所述相機(13)中的像點為p，設像點p在圖像平面坐標系中的坐標為(u，v)，將圖像平面坐標系中的坐標(u，v)轉換至標定坐標系O₀-X₀Y₀Z₀。

2.根據權利要求1所述的快速換軌作業軌枕螺栓位置檢測系統，其特征在于：所述圖像采集模塊(1)還包括與所述相機(13)相連的觸發板(4)，所述觸發板(4)為所述相機(13)提供脈沖觸發信號，觸發所述相機(13)等時間間隔地采集所述線光源(11)在作業現場的掃描軌跡，所述線光源(11)在作業現場的掃描軌跡再傳輸至所述圖像處理模塊(2)進行分析和處理。

3.根據權利要求2所述的快速換軌作業軌枕螺栓位置檢測系統，其特征在于：所述作業控制模塊(3)進一步包括控制板(31)，及與所述控制板(31)相連的作業油缸控制系統(32)；所述控制板(31)接收所述圖像處理模塊(2)發出的作業偏移量數據，發送動作指令至所述作業油缸控制系統(32)，控制所述夾鉗(30)的移動方向和位移量。

4.根據權利要求3所述的快速換軌作業軌枕螺栓位置檢測系統，其特征在于：所述作業控制模塊(3)還包括測量輪(33)，所述測量輪(33)用于采集并向所述圖像處理模塊(2)提供所述換軌車(10)的作業里程信息。

5.根據權利要求3或4所述的快速換軌作業軌枕螺栓位置檢測系統，其特征在于：所述圖像處理模塊(2)進一步包括圖像處理和分析模塊(21)，所述圖像處理和分析模塊(21)基于工業PC機(22)實現；所述圖像處理和分析模塊(21)獲取所述相機(13)的中心與所述軌枕螺栓(40)圖像的位置關系，并計算出所述軌枕螺栓(40)與所述夾鉗(30)之間的距離，從而控制所述夾鉗(30)移動對應的位移量，并將鋼軌(50)放置在位于內外軌枕螺栓(40)之間的承軌槽內。