[發(fā)明專利]一種地鐵數(shù)字化限界動態(tài)檢測系統(tǒng)及檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611261151.8
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106767694B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鐘源;韓峰;吳積欽;徐劍峰;劉新宇;張家瑋
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: G01C7/06
• 分類號: G01C7/06;G01B11/00
• 代理公司: 成都眾恒智合專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51239
• 代理人: 王育信

1.一種地鐵數(shù)字化限界動態(tài)檢測系統(tǒng)的檢測方法，其特征在于，系統(tǒng)包括檢測車，設(shè)置在檢測車上的顯示器、信息錄入端和檢測單元，設(shè)置在檢測車內(nèi)部的測速單元、報警單元和處理器，以及設(shè)置在檢測車內(nèi)部、給整個檢測系統(tǒng)供電的電源；所述檢測單元、測速單元、報警單元、顯示器、信息錄入端分別與處理器相連；

所述檢測車底部設(shè)有車輪、頂部設(shè)有一個凸起部；

所述檢測單元包括能夠完成360°掃描的多個激光雷達；

所述測速單元用于檢測小車的行進里程和速度，包括用于記錄車輪轉(zhuǎn)動次數(shù)的計數(shù)器，以及安裝在車軸上、隨檢測車運動發(fā)出脈沖的計軸器；

所述報警單元包括報警燈和設(shè)置在報警燈內(nèi)部的蜂鳴器；

檢測方法包括以下步驟：

1)先通過信息錄入端依照限界標(biāo)準(zhǔn)的直角坐標(biāo)系格式將限界信息錄入到處理器，得到界限直角坐標(biāo)系；

2)通過測速單元檢測得到檢測車移動的距離，用以判斷檢測車當(dāng)前所處位置，同時通過檢測單元檢測檢測車在地鐵隧道當(dāng)前斷面上每一點相對鐵軌的角度值和距離值；

3)將地鐵隧道當(dāng)前斷面的位置、角度值和距離值發(fā)送給處理器，處理器將其轉(zhuǎn)化為當(dāng)前斷面直角坐標(biāo)系，并對數(shù)據(jù)進行修正補償后，繪制當(dāng)前端面后，通過顯示器顯示；

4)將地鐵隧道當(dāng)前斷面直角坐標(biāo)系與界限直角坐標(biāo)系進行比較，判斷其是否有侵限；若沒有侵限，則存儲數(shù)據(jù)后，循環(huán)步驟2)～4)；若有侵限則通過報警單元發(fā)出報警，存儲數(shù)據(jù)后，再循環(huán)步驟2)～4)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地鐵數(shù)字化限界動態(tài)檢測系統(tǒng)的檢測方法，其特征在于，所述檢測單元包括背對背安裝、且均可完成190°掃描的兩個激光雷達。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種地鐵數(shù)字化限界動態(tài)檢測系統(tǒng)的檢測方法，其特征在于，每個激光雷達均安裝在凸起部上，以避免車體遮擋激光雷達的掃描路徑。

4.根據(jù)權(quán)利要求1～3任意一項所述的一種地鐵數(shù)字化限界動態(tài)檢測系統(tǒng)的檢測方法，其特征在于，所述激光雷達的測量范圍為1-10m。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種地鐵數(shù)字化限界動態(tài)檢測系統(tǒng)的檢測方法，其特征在于,

所述步驟1)中，測速單元通過安裝在車軸上的計軸器隨車軸轉(zhuǎn)動發(fā)出脈沖，通過計數(shù)器接受脈沖并計算得到車輪轉(zhuǎn)動次數(shù)，以得到檢測車行進里程和行進速度；

所述行進里程為：n·2πr＝d；行進速度為：(n_i+1-n_i)·2πr＝V；

其中，n為計數(shù)器記錄的車輪轉(zhuǎn)動次數(shù)，r為車輪半徑，d為行進里程，n_i為單位時間周期計軸器發(fā)出的脈沖數(shù)，v為速度。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種地鐵數(shù)字化限界動態(tài)檢測系統(tǒng)的檢測方法，其特征在于，

所述步驟2)和步驟3)中，檢測單元通過激光雷達檢測到檢測車地鐵隧道當(dāng)前斷面上每一點的信息檢測車運行中，激光雷達可以得到相對左右鐵軌的角度和距離(θ₁，ξ₁)與(θ₂，ξ₂)，而在靜態(tài)時，有與而每一點的距離都與測量時刻的雷達位置有關(guān)；考慮激光雷達(4)掃描角度、距激光雷達距離，斷面邊緣每一點的坐標(biāo)在靜態(tài)時寫為

與通過步驟1)即可得到，當(dāng)檢測車停在軌道上時，用于補償檢測車位置；

而在動態(tài)時，斷面邊緣每一點的坐標(biāo)為綜合考慮可對系統(tǒng)結(jié)果進行補償，得到實際距離；

該坐標(biāo)即可得到斷面每一角度的距離值，通過比較每一角度上的距離值，可判斷是否在限界區(qū)域之內(nèi)；

通過與θ之差可以確認(rèn)車體擺動，ξ與之差可以確認(rèn)車體振動，與ξ之差可以確認(rèn)車體偏轉(zhuǎn)；

其中，為雷達測量的角度，l為雷達測量的距離，為鐵軌到雷達的角度，為鐵軌到雷達的距離。