[發明專利]一種軌道巡檢車里程計數方法

在審

• 申請號: 201811341520.3
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109470262A
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 左麗瑪;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 成都精工華耀科技有限公司
• 主分類號: G01C22/00
• 分類號: G01C22/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種軌道巡檢車里程計數方法，屬于軌道巡檢技術領域。在巡檢車底部安裝片光光源和線陣攝像機，片光光源斜向下投射、線陣攝像機斜向下拍攝，片光光源為線陣攝像機提供照明，在偏離軌枕高度的平面上不提供照明，從而得到明暗交替圖像，根據圖像明暗程度，檢測出軌枕區域，然后根據軌枕數量計算巡檢車行駛里程數。本發明所設計的里程計數方法不需要精準的觸發控制系統，不會遺漏軌枕，不會產生冗余圖像，圖像數據量少，便于存儲和管理，獲取圖像中軌枕與非軌枕區域存在明顯的亮度差異，有利于軌枕檢測和精準里程計數，可為軌道巡檢系統提供精準的位置信息。

技術領域

本發明涉及軌道巡檢技術領域，特指一種軌道巡檢車里程計數方法。

背景技術

軌道交通包括普通鐵路、高速鐵路、地鐵等，在國民經濟發展、人民生活出行中發揮著重大作用。為保證軌道交通運行安全，軌道交通運營部門需定期對軌道安全進行巡檢。具體巡檢內容包括：鐵軌幾何參數檢測，鐵軌扣件松動、缺失、裂紋等異常檢測，鐵軌磨損檢測，弓網線路檢測，路面異物檢測等。

目前，鐵軌幾何參數檢測，主要采用慣導系統、激光圖像測量系統，用于自動檢測軌道幾何參數；扣件異常檢測，主要采用人工巡檢。近期，也有學者將圖像檢測、慣性導航、激光測量等自動化檢測技術引入軌道巡檢中。

在自動巡檢系統中，通常需將所檢測的異常結果與里程關聯，作為事后維修時定位依據。目前，我國軌道巡檢系統多常采用光電編碼器、GPS定位系統用于里程計數。由于GPS在隧道、山區等環境下定位會受到嚴重影響，目前，多采用光電編碼器用于里程計數，再采用間隔y Km處設置RFID電子標簽對里程計數進行修正，y的取值為1～10。但是，在y Km以內，采用光電編碼器進行里程計數時，還存在這樣的問題：1)當光電編碼器安裝在列車或檢測平臺的驅動輪上時，在列車或檢測平臺啟動或剎車時，驅動輪在鐵軌上容易打滑，產生里程計數誤差；2)當光電編碼器安裝于列車或檢測平臺的隨動輪(隨動輪自身不具備驅動能力，跟隨列車或檢測平臺在鐵軌上滾動)時，雖然在列車或檢測平臺啟動或剎車時，隨動輪不會有明顯打滑現象發生，但是，在列車或檢測平臺運動過程中，隨動輪與鐵軌之間存在一定的相對運動，即存在輕微打滑現象，從而使里程計數存在累積誤差。當我們采用隨動輪驅動的線陣攝像機對軌道路面進行線陣掃描成像時，在掃描的初期，2次線陣掃描成像結果基本可以重合，如圖1所示，但是，隨著掃描距離的增加，光電編碼器的累積誤差效應變得非常明顯，如圖2所示(圖1所位置到圖2所示位置的距離僅有20m)。對于扣件、軌道損傷等異常檢測而言，定位精度<0.5m。當y＝1、光電編碼器累積誤差為1％時，里程定位偏差將達到10m，這顯然不能滿足實際應用需求。

由于鐵路軌枕安裝位置固定，而且間隔已知，因此，可通過對鐵軌軌枕或扣件計數實現高精度里程計數。為此，專利CN2016112135719提出一種利用機器視覺對鐵軌扣件計數，進行里程計數的方法。該方法同光電編碼器、光電測距傳感器及GPS定位系統等扣件定位方法相比，具有定位精度高、無累積誤差等優勢。但是，專利CN2016112135719中采用面陣攝像機用于獲取扣件圖像，需要精準的扣件觸發成像控制系統，才能保證所扣件拍攝圖像中同一扣件只出現一次。在沒有扣件觸發成像控制系統時，當檢測平臺運行速度大于攝像機拍攝速度時，拍攝圖像中會遺漏扣件，導致里程計數錯誤；當檢測平臺運行速度小于攝像機拍攝速度時，同一個扣件會出現在多幅圖像中，需要在拍攝圖像中剔除多余的扣件圖像，從而增加計算復雜度。此外，該專利采用硬閾值檢測方法直接對扣件區域進行處理還存在這樣的問題：1)硬閾值方法容易受到圖像亮度變化干擾，不能較好地適應場景中亮度變化；2)直接對扣件區域進行處理時，還容易受到扣件異常干擾，比如扣件缺少和扣件存在兩種情況下，相同閾值的檢測結果是不同的，從而影響檢測結果的可靠性。為此，迫切需要一種可為自動巡檢系統提供高精度里程計數的方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種軌道巡檢車里程計數方法，以用于軌道交通自動巡檢高精度里程計數，以解決現有里程計數方法精度低、可靠性差等問題。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：