[實用新型]軌檢車下多角度二維激光掃描軌距測量儀

有效

• 申請號: 201720512979.X
• 申請日: 2017-05-10
• 公開（公告）號: CN206787495U
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 鄭敦勇;廖孟光;李朝奎;李羲
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及測量技術領域，尤其是規矩測量儀器設備技術領域。

背景技術

隨著鐵路客專線路的鋪設與提速，以及城市軌道交通的大力建設，軌道狀態的監測已成為線路正常運營的保障。為監測提供數據來源的軌道不平順檢測的頻率也將大大增加。作為其參數之一，軌距檢測一直都是一項重要內容。軌距變化將直接導致列車的卡道和脫軌，造成嚴重的經濟損失和重大的交通事故。

軌距檢測方式包括靜態檢測和動態檢測兩種。軌檢儀是既有線平順性靜態檢測的專用儀器。作為一種高精度的軌道幾何參數檢測儀，得到了各鐵路局的廣泛使用。其能夠檢測到的軌道幾何參數包括：軌距，里程，水平，軌向及高低。軌距是指鋼軌頭部踏面下 16 mm 處，兩股鋼軌工作邊之間的距離。軌檢儀分為 0 級、1 級兩個準確度等級，0 級軌檢儀用于測量線路允許速度不大于350 km / h 的鐵路，其軌距的測量誤差要求在0.3mm以內，1級軌檢儀用于線路允許速度不大于 200 km/h的普通鐵路，其軌距的測量誤差要求在0. 5 mm以內。

由于軌檢儀具有檢測軌道幾何參數多、測量誤差較小的優點，得到了較廣泛的應用，但是其靜態檢測帶來的測量過程耗時耗力、測量效率低下的問題越來越不能滿足當前市場的要求。

軌距動態檢測是一個新的研究方向，其包括基于計算機視覺系統的非接觸式軌距檢測方法。根據檢測要求，列車前進過程中，在軸承等設備的帶動下，光電編碼器發出脈沖信號，觸發安裝在左右軌道內側的兩臺CCD工業相機，捕獲包括照射在鋼軌上的輔助光線的鋼軌輪廓圖像，通過數據采集卡傳輸到工控機內，經過圖像細化等圖像處理方法后，得到鋼軌輪廓線上的軌距測量點。在世界坐標系中表示出左右鋼軌測量點的坐標后，即可得到軌距參數。

基于計算機視覺系統的非接觸式軌距檢測方法解決了傳統軌撿儀測量效率低下的問題，但是一方面其CCD工業相機受震動影響較大，增加了測量誤差；另一方面實用攝影測量方法得到得到鋼軌輪廓線上的軌距測量點存在較大誤差。

發明內容

本實用新型所要解決的問題是進一步減少軌距測量誤差、提高測量精度和效率。

軌檢車下多角度二維激光掃描軌距測量儀，包括二維激光掃描傳感器、交換機、工控機、同步信號發生模塊、RS232總線和支架，二維激光掃描傳感器、交換機、工控機和RS232總線依次通過以太網相連，二維激光掃描傳感器和工控機通過同步信號發生模塊相連，二維激光掃描傳感器安裝在支架兩端，二維激光掃描傳感器激光掃描中心軸與軌檢車前進方向垂直，至少包括一對二維激光掃描傳感器，其水平安裝于軌道測量面中垂面上，支架水平安裝在軌檢車下。

優選地，至少包括一對二維激光掃描傳感器，其水平安裝位置高于軌道測量面，二維激光掃描傳感器激光掃描中心軸位于水平面上，且與軌檢車行進方向垂直。

優選地，水平安裝位置位于軌道測量面中垂面上的二維激光掃描傳感器的安裝位置：二維激光掃描傳感器激光掃描中心點與軌道測量面最近點的連線與掃描中心軸所成夾角θ=0；水平安裝位置高于軌道測量面的二維激光掃描傳感器的安裝位置：二維激光掃描傳感器激光掃描中心點與軌道測量面最近點的連線與掃描中心軸所成夾角θ∈(0,π/6)。

優選地，同步信號發生模塊為基于CPLD的同步信號發生模塊。

優選地，支架包括左右固定架，左右固定架安裝在軌檢車下，二維激光掃描傳感器對稱安裝在左右固定架上。

優選地，支架還包括水平橫梁，水平橫梁安裝在左右固定架下，二維激光掃描傳感器安裝在水平橫梁兩端。

優選地，所有二維激光掃描傳感器掃描中心軸位于同一豎直平面內。

二維激光掃描傳感器水平安裝位置高于軌道測量面保證測量數據的穩定性和可靠性，二維激光掃描傳感器水平安裝于軌道測量面中垂面上使得兩側二維激光掃描傳感器的最小測量值即是各自與軌道測量面的距離，保證測量數據的直接性，二維激光掃描傳感器測量精度高，多組二維激光掃描傳感器多角度同時測量共同減少了測量誤差，保證了測量精度；由于二維激光掃描傳感器利用光學原理，讀數延遲小，可按軌檢車行進速度實時測量，測量效率高。

附圖說明

圖1是軌檢車下多角度二維激光掃描軌距測量儀結構示意圖。

圖2是軌檢車下多角度二維激光掃描軌距測量儀安裝在軌檢車下時的整體結構示意圖。

圖3是軌檢車下多角度二維激光掃描軌距測量儀原理示意圖。

圖4是水平安裝于軌道測量面中垂面上的二維激光掃描傳感器的使用方法原理示意圖。