專利名稱:一種軌道曲線參數(shù)測量方法及系統(tǒng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種軌道的性能參數(shù)的測量方法及系統(tǒng)裝置,具體說是一種軌道曲線 參數(shù)測量方法及系統(tǒng)裝置。
背景技術(shù):
受其承載的機(jī)車運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的作用力的影響,鐵路軌道的靜態(tài)曲線形狀隨時(shí)間 變化而不斷偏離其設(shè)計(jì)值,當(dāng)這個(gè)偏離值達(dá)到一定范圍時(shí),就會(huì)對(duì)行車造成影響,甚至對(duì) 安全造成危害,為了在一個(gè)大尺度內(nèi)測量出這種偏移的值。出現(xiàn)了數(shù)種軌道測量裝置,但多 以激光及一個(gè)跟蹤靶標(biāo)為基礎(chǔ),其中以普拉塞*陶依爾公司所開發(fā)的測量方法最為典型, 該方案包括一個(gè)可沿鐵軌行駛的測量車,一個(gè)架設(shè)于固定點(diǎn)的測量車,一個(gè)激光發(fā)射裝置, 以及一個(gè)可跟蹤激光的移動(dòng)靶標(biāo)組成,當(dāng)測量車沿鐵軌走行時(shí),靶標(biāo)移動(dòng)測出相對(duì)固定點(diǎn) 的偏移,計(jì)算出鐵軌參數(shù)。它存在的不足是在這些裝置中,激光束是固定的,移動(dòng)的是激光 接收靶標(biāo),激光靶標(biāo)必須裝配于一個(gè)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械構(gòu)架之上,以便于增大接收面積, 在工作開始前,需要一個(gè)靶標(biāo)與激光的對(duì)準(zhǔn)過程。由于靶標(biāo)的接收面積較小,激光容易產(chǎn) 生脫靶現(xiàn)象,需人工介入關(guān)注靶標(biāo)跟蹤狀況,如脫靶則需再次人工對(duì)準(zhǔn)。因此尚有必要對(duì) 此進(jìn)一步加以改進(jìn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有軌道曲線參數(shù)測量方法及裝置所存在的不足,提供一種 測量時(shí)不易脫靶,不需要人工介入關(guān)注靶標(biāo)跟蹤狀況的軌道曲線參數(shù)測量方法及裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種軌道曲線參數(shù)測量方法,在被測軌道線路上放置兩臺(tái) 測量小車,其中一臺(tái)為固定測量小車,一臺(tái)為移動(dòng)測量小車,在固定測量小車上裝有數(shù)字?jǐn)z 像頭,在移動(dòng)測量小車上裝有光學(xué)靶標(biāo),由移動(dòng)測量小車和固定測量小車組成一個(gè)軌道曲 線參數(shù)攝像測量系統(tǒng),通過移動(dòng)測量小車的數(shù)字?jǐn)z像頭移動(dòng)與移動(dòng)過程中與固定測量小車 的光學(xué)靶標(biāo)光學(xué)成像對(duì)軌道曲線參數(shù)絕對(duì)參數(shù)坐標(biāo)進(jìn)行測量分析,完成對(duì)軌道曲線參數(shù)測 量過程。在一個(gè)測量過程中,首先將固定測量小車固定在被測線路的一頭,將移動(dòng)測量車安 放在被測線路的另一頭;再將固定測量小車上的高分辨率的數(shù)字?jǐn)z像頭對(duì)準(zhǔn)安裝于移動(dòng)測 量小車上的光學(xué)靶標(biāo),拍攝光學(xué)靶標(biāo)得出一個(gè)靶標(biāo)的初始位置值0',再通過常規(guī)計(jì)算求出 左右軌道到光學(xué)靶標(biāo)中心0'的水平與垂直距離值,再將此左右軌道的水平與垂直距離值 與光學(xué)靶標(biāo)中心0'的空間坐標(biāo)相疊加,即可得出在該測量點(diǎn)軌道的空間坐標(biāo);再開動(dòng)移 動(dòng)測量小車,移動(dòng)測量小車沿鐵軌向固定測量小車以一定速度行駛,在此過程中固定測量 小車上的攝像頭不斷紀(jì)錄靶標(biāo)的相對(duì)坐標(biāo),并將該數(shù)據(jù)傳送給移動(dòng)測量小車,移動(dòng)測量小 車上的軌道參數(shù)計(jì)算機(jī)接收該數(shù)據(jù),根據(jù)前述原理,將每個(gè)測量點(diǎn)測得的軌道數(shù)據(jù)與測距 輪測得的距離值相結(jié)合,從而行成完整的軌道空間參數(shù)曲線。根據(jù)上述方法所提出的軌道曲線參數(shù)測量裝置的測量方法,它包括以下步驟
第一步,將兩部測量小車裝載于高速運(yùn)載車的托運(yùn)平臺(tái)上,高速運(yùn)送至欲施工作業(yè)的鐵軌區(qū)段;
第二步,到達(dá)指定區(qū)域后,裝載/放卸機(jī)械裝置將移動(dòng)測量小車和固定測量小車兩部 測量小車從高速運(yùn)載車卸下并安放于鐵軌之上;
第三步,測量小車分別行駛至軌道待測量區(qū)段的兩端;固定測量小車,使之不能沿鐵 軌運(yùn)動(dòng),打開無線數(shù)傳電臺(tái),在移動(dòng)測量小車和固定測量小車之間建立數(shù)據(jù)的傳送與接收 通道,將固定測量小車上的高分辨率的數(shù)字?jǐn)z像頭對(duì)準(zhǔn)安裝于移動(dòng)測量小車之上的光學(xué)靶 標(biāo),拍攝并計(jì)算此時(shí)靶標(biāo)的位置作為初始值并記錄;
第四步,移動(dòng)測量小車沿軌道固定測量小車低速行駛,固定測量小車上的高分辨率的 數(shù)字?jǐn)z像頭持續(xù)拍攝移動(dòng)測量小車之上的光學(xué)靶標(biāo),通過圖像的方法計(jì)算出后續(xù)圖像中光 學(xué)靶標(biāo)相對(duì)于初始位置的偏移,并通過無線數(shù)傳電臺(tái)將該值傳送給移動(dòng)測量小車之中的軌 道參數(shù)計(jì)算機(jī),同時(shí),軌道參數(shù)計(jì)算機(jī)在行駛過程中持續(xù)采集測距傳感器輸出值,用于確定 小車測量幾何中點(diǎn)與鐵軌軌沿距離;采集傾角傳感器輸出值,用于確定左右兩軌高度差; 采集旋轉(zhuǎn)編碼器輸出值,用于確定移動(dòng)測量小車沿鐵軌運(yùn)動(dòng)的位移值,在此基礎(chǔ)上,結(jié)合 無線數(shù)傳電臺(tái)所傳送的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)輸出值,軌道參數(shù)計(jì)算機(jī)就可以計(jì)算出軌道實(shí)際 的曲線狀態(tài)數(shù)據(jù)值;
第五步,軌道參數(shù)計(jì)算機(jī)計(jì)算出軌道的理論狀況數(shù)據(jù),并將其與實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,生 成偏差報(bào)告并輸出;
第六步,當(dāng)測量小車作業(yè)完畢,高速運(yùn)載車重新將測量小車裝載于托運(yùn)平臺(tái)上并通過 鎖緊裝置鎖緊,馳離作業(yè)現(xiàn)場。根據(jù)上述方法所提出實(shí)施裝置是一種軌道曲線參數(shù)測量系統(tǒng)裝置,測量系統(tǒng)為 一套軌道絕對(duì)參數(shù)坐標(biāo)測量系統(tǒng),包括移動(dòng)測量小車和固定測量小車,在固定測量小車上 裝有數(shù)字?jǐn)z像頭,在移動(dòng)測量車上裝有光學(xué)靶標(biāo),由移動(dòng)測量小車和固定測量小車組成一 個(gè)軌道曲線參數(shù)攝像測量系統(tǒng);此外,在移動(dòng)測量小車或固定測量小車上還可裝有用于確 定測量幾何中點(diǎn)與鐵軌軌沿距離的測距傳感器、用于測量左右兩軌高度差的傾角傳感器, 測量小車的運(yùn)動(dòng)距離的旋轉(zhuǎn)編碼器,一套顯示軌道理論參數(shù)與實(shí)際參數(shù)并計(jì)算兩者差值的 軌道參數(shù)計(jì)算機(jī);同時(shí)在移動(dòng)測量小車裝有控制小車沿鐵軌的來回運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng); 在移動(dòng)測量小車和固定測量小車進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送與接收的信號(hào)傳輸設(shè)備,移動(dòng)測量小車和固 定測量小車之間通過有線或無線進(jìn)行通信。所述的移動(dòng)測量小車和固定測量小車可以是安裝在一高速運(yùn)載車上,通過裝載/ 放卸機(jī)械裝置將移動(dòng)測量小車和固定測量小車在到達(dá)指定位置時(shí)放下或收起,在高速運(yùn)載 車設(shè)有一個(gè)安置并可以固定移動(dòng)測量小車和固定測量小車的托運(yùn)平臺(tái),托運(yùn)平臺(tái)設(shè)有鎖 緊裝置,實(shí)現(xiàn)在運(yùn)載車高速運(yùn)行時(shí)對(duì)小車進(jìn)行固定的鎖緊裝置。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明采用絕對(duì)坐標(biāo)測量系統(tǒng),基于絕對(duì)坐標(biāo)的施工方法在 基于相對(duì)坐標(biāo)的施工方法上增加了一套大地坐標(biāo)控制點(diǎn),通過這些控制點(diǎn),可以將鐵軌的 每一點(diǎn)或鐵軌上用于控制線型的標(biāo)記點(diǎn)的實(shí)際大地絕對(duì)坐標(biāo)計(jì)算出來,從而在施工中將其 回復(fù)至理論大地絕對(duì)坐標(biāo)處,有效解決相對(duì)坐標(biāo)施工法中線型偏移、旋轉(zhuǎn)等問題。
圖1為本發(fā)明原理及組成示意圖; 圖2為本發(fā)明工作原理示意圖;圖3為本發(fā)明在高速運(yùn)載車的安裝示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。圖1、圖2給出了本發(fā)明的原理框圖,通過附圖可以看出本發(fā)明涉及,一種軌道曲 線參數(shù)測量方法,在被測軌道線路上放置兩臺(tái)測量小車,其中一臺(tái)為固定測量小車,一臺(tái)為 移動(dòng)測量小車,在固定測量小車上裝有數(shù)字?jǐn)z像頭,在移動(dòng)測量小車上裝有光學(xué)靶標(biāo),由移 動(dòng)測量小車和固定測量小車組成一個(gè)軌道曲線參數(shù)攝像測量系統(tǒng),通過移動(dòng)測量小車的數(shù) 字?jǐn)z像頭移動(dòng)與移動(dòng)過程中與固定測量小車的光學(xué)靶標(biāo)光學(xué)成像對(duì)軌道曲線參數(shù)絕對(duì)參 數(shù)坐標(biāo)進(jìn)行測量分析,完成對(duì)軌道曲線參數(shù)測量過程。在一個(gè)軌道曲線參數(shù)測量過程中, 首先將固定測量小車固定在被測線路的一頭,將移動(dòng)測量車安放在被測線路的另一頭;再 將固定測量小車上的高分辨率的數(shù)字?jǐn)z像頭對(duì)準(zhǔn)安裝于移動(dòng)測量小車上的光學(xué)靶標(biāo),拍攝 光學(xué)靶標(biāo)得出一個(gè)靶標(biāo)的初始位置值0',再通過常規(guī)計(jì)算求出左右軌道到光學(xué)靶標(biāo)中心 0'的水平與垂直距離值,再將此左右軌道的水平與垂直距離值與光學(xué)靶標(biāo)中心0'的空間 坐標(biāo)相疊加,即可得出在該測量點(diǎn)軌道的空間坐標(biāo);再開動(dòng)移動(dòng)測量小車,移動(dòng)測量小車沿 鐵軌向固定測量小車以一定速度行駛,在此過程中固定測量小車上的攝像頭不斷紀(jì)錄靶標(biāo) 的相對(duì)坐標(biāo),并將該數(shù)據(jù)傳送給移動(dòng)測量小車,移動(dòng)測量小車上的軌道參數(shù)計(jì)算機(jī)接收該 數(shù)據(jù),根據(jù)前述原理,將每個(gè)測量點(diǎn)測得的軌道數(shù)據(jù)與測距輪測得的距離值相結(jié)合,從而行 成完整的軌道空間參數(shù)曲線。根據(jù)上述方法所提出實(shí)施裝置是一種軌道曲線參數(shù)測量系統(tǒng)裝置,測量系統(tǒng)為 一套軌道絕對(duì)參數(shù)坐標(biāo)測量系統(tǒng),包括移動(dòng)測量小車和固定測量小車,在固定測量小車上 裝有數(shù)字?jǐn)z像頭,在移動(dòng)測量車上裝有光學(xué)靶標(biāo),由移動(dòng)測量小車和固定測量小車組成一 個(gè)軌道曲線參數(shù)攝像測量系統(tǒng);此外,在移動(dòng)測量小車或固定測量小車上還可裝有用于確 定測量幾何中點(diǎn)與鐵軌軌沿距離的測距傳感器、用于測量左右兩軌高度差的傾角傳感器, 測量小車的運(yùn)動(dòng)距離的旋轉(zhuǎn)編碼器,一套顯示軌道理論參數(shù)與實(shí)際參數(shù)并計(jì)算兩者差值的 軌道參數(shù)計(jì)算機(jī);同時(shí)在移動(dòng)測量小車裝有控制小車沿鐵軌的來回運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng); 在移動(dòng)測量小車和固定測量小車上設(shè)有進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送與接收的信號(hào)傳輸設(shè)備,移動(dòng)測量小 車和固定測量小車之間通過有線或無線進(jìn)行通信。所述的移動(dòng)測量小車和固定測量小車可以是安裝在一高速運(yùn)載車3上,通過裝載 /放卸機(jī)械裝置12將移動(dòng)測量小車2和固定測量小車1在到達(dá)指定位置時(shí)放下或收起,在 高速運(yùn)載車3設(shè)有一個(gè)安置并可以固定移動(dòng)測量小車2和固定測量小車1的托運(yùn)平臺(tái)13, 托運(yùn)平臺(tái)13設(shè)有鎖緊裝置14,實(shí)現(xiàn)在運(yùn)載車高速運(yùn)行時(shí)對(duì)小車進(jìn)行固定的鎖緊裝置。以實(shí) 現(xiàn)從一個(gè)地方到另一個(gè)地方的安全運(yùn)輸。在實(shí)施測量作業(yè)時(shí),高速運(yùn)載車3將移動(dòng)測量小車2和固定測量小車1運(yùn)送至指 定的施工地點(diǎn),鎖緊裝置14解鎖,裝載/放卸機(jī)械裝置12將移動(dòng)測量小車2和固定測量小 車1從托運(yùn)平臺(tái)13轉(zhuǎn)移至軌道之上(如附圖3所示),移動(dòng)測量小車2和固定測量小車1進(jìn) 入測量工作過程,獲得軌道曲線數(shù)據(jù)。在測量作業(yè)完畢后,裝載/放卸機(jī)械裝置12將移動(dòng) 測量小車2和固定測量小車1從軌道轉(zhuǎn)移至托運(yùn)平臺(tái)13之上,鎖緊裝置14鎖定小車,高速 運(yùn)載車3將移動(dòng)測量小車2和固定測量小車1運(yùn)送出指定的施工地點(diǎn)。所述移動(dòng)測量小車2上安裝有高分辨率的數(shù)字?jǐn)z像頭及相應(yīng)的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)4 ;固定測量小車1上安裝有用于測量的光學(xué)靶標(biāo)5、用于確定測量幾何中點(diǎn)與鐵軌軌沿 距離的測距傳感器6、用于測量左右兩軌高度差的傾角傳感器7,一套顯示軌道理論參數(shù)與 實(shí)際參數(shù)并計(jì)算兩者差值的軌道參數(shù)計(jì)算機(jī)8,移動(dòng)測量小車2和固定測量小車1通過一對(duì) 無線數(shù)傳電臺(tái)9進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送與接收,同時(shí)每部測量小車上都有一個(gè)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10, 控制小車沿鐵軌的來回運(yùn)動(dòng),一個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器11,測量小車的運(yùn)動(dòng)距離。一種基于所述軌道曲線參數(shù)測量裝置的測量方法,它包括以下步驟
第一步,將兩部測量小車裝載于高速運(yùn)載車3的托運(yùn)平臺(tái)13上,高速運(yùn)送至欲施工作 業(yè)的鐵軌區(qū)段;
第二步,到達(dá)指定區(qū)域后,裝載/放卸機(jī)械裝置12將移動(dòng)測量小車2和固定測量小車 1兩部測量小車從高速運(yùn)載車3卸下并安放于鐵軌之上;
第三步,測量小車分別行駛至軌道待測量區(qū)段的兩端;固定測量小車1,使之不能沿鐵 軌運(yùn)動(dòng),打開無線數(shù)傳電臺(tái)9,在移動(dòng)測量小車2和固定測量小車1之間建立數(shù)據(jù)的傳送與 接收通道,將固定測量小車1上的高分辨率的數(shù)字?jǐn)z像頭對(duì)準(zhǔn)安裝于移動(dòng)測量小車2之上 的光學(xué)靶標(biāo),拍攝并計(jì)算此時(shí)靶標(biāo)的位置作為初始值并記錄;
第四步,移動(dòng)測量小車2沿軌道固定測量小車1低速行駛,固定測量小車1上的高分辨 率的數(shù)字?jǐn)z像頭4持續(xù)拍攝移動(dòng)測量小車2之上的光學(xué)靶標(biāo),通過圖像的方法計(jì)算出后續(xù) 圖像中光學(xué)靶標(biāo)相對(duì)于初始位置的偏移,并通過無線數(shù)傳電臺(tái)9將該值傳送給移動(dòng)測量小 車2之中的軌道參數(shù)計(jì)算機(jī)8,同時(shí),軌道參數(shù)計(jì)算機(jī)8在行駛過程中持續(xù)采集測距傳感器 6輸出值,用于確定小車測量幾何中點(diǎn)與鐵軌軌沿距離;采集傾角傳感器7輸出值,用于確 定左右兩軌高度差;采集旋轉(zhuǎn)編碼器11輸出值,用于確定移動(dòng)測量小車2沿鐵軌運(yùn)動(dòng)的 位移值,在此基礎(chǔ)上,結(jié)合無線數(shù)傳電臺(tái)9所傳送的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)4輸出值,軌道參數(shù) 計(jì)算機(jī)8就可以計(jì)算出軌道實(shí)際的曲線狀態(tài)數(shù)據(jù)值;
第五步,軌道參數(shù)計(jì)算機(jī)8計(jì)算出軌道的理論狀況數(shù)據(jù),并將其與實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行比較, 生成偏差報(bào)告并輸出;
第六步,當(dāng)測量小車作業(yè)完畢,高速運(yùn)載車3重新將測量小車裝載于托運(yùn)平臺(tái)13上并 通過鎖緊裝置14鎖緊,馳離作業(yè)現(xiàn)場。本測量方法所依據(jù)原理如圖2所示,光學(xué)靶標(biāo)5,傾角傳感器7測距傳感器6的安 裝位置是固定的,它們與測量小車的左右兩個(gè)輪子的幾何關(guān)系也是確定的,因此,當(dāng)測量 小車沿鐵軌運(yùn)動(dòng)時(shí),小車輪子的空間位置就反映了鐵軌的空間曲線參數(shù)。在小車的輪軸上 安裝有傾角傳感器與測距傳感器,測距傳感器發(fā)射一束激光,通過計(jì)算反射光束的角度,實(shí) 時(shí)測量出自身與軌道的相對(duì)距離h',由于兩個(gè)測距傳感器之間的幾何安裝尺寸是固定的, 因此根據(jù)h'可以求得兩軌道之間的距離H,由簡單的幾何學(xué)關(guān)系,利用傾角傳感器傳感器 的傾角值輸出a,可以計(jì)算出兩軌道之間的水平高度差,并由此可以計(jì)算出左右軌道到光 學(xué)靶標(biāo)中心0的水平與垂直距離值。在一個(gè)測量過程中,首先固定測量小車1,將固定測量小車1上的高分辨率的數(shù)字 攝像頭對(duì)準(zhǔn)安裝于移動(dòng)測量小車2之上的光學(xué)靶標(biāo),拍攝光學(xué)靶標(biāo)得出一個(gè)靶標(biāo)的初始位 置值0’,求出左右軌道到光學(xué)靶標(biāo)中心0’的水平與垂直距離值,此左右軌道的水平與垂直 距離值與光學(xué)靶標(biāo)中心0’的空間坐標(biāo)相疊加,即可得出在該測量點(diǎn)軌道的空間坐標(biāo),開動(dòng) 移動(dòng)測量小車2,移動(dòng)測量小車2沿鐵軌向固定測量車以一定速度行駛,在此過程中固定測量小車1上的攝像頭不斷紀(jì)錄靶標(biāo)的相對(duì)坐標(biāo),并將該數(shù)據(jù)傳送給移動(dòng)測量小車2,移動(dòng)測 量小車2上的軌道參數(shù)計(jì)算機(jī)接收該數(shù)據(jù),根據(jù)前述原理,將每個(gè)測量點(diǎn)測得的軌道數(shù)據(jù) 與測距輪測得的距離值相結(jié)合,從而行成完整的軌道空間參數(shù)曲線。固定測量小車1和移動(dòng)測量小車2可以是安放在可以高速行走的高速運(yùn)載車3 上,由高速運(yùn)載車3運(yùn)送至測量現(xiàn)場的(如附圖3所示)。本方法實(shí)現(xiàn)裝置簡單,由于采用數(shù)字?jǐn)z像技術(shù),因此無須目標(biāo)靶的隨動(dòng)機(jī)構(gòu),簡化 了系統(tǒng),也降低了系統(tǒng)的維護(hù)成本,無需激光測量法中繁瑣的人工對(duì)準(zhǔn)過程,同時(shí)操作更直 觀,可由屏幕直接觀察測量情況,降低在測量過程中出現(xiàn)失鎖與錯(cuò)誤跟蹤等狀況,提高了工 作效率。因此本方法經(jīng)過算法改進(jìn)工作可以更好的適用于大曲率軌道參數(shù)的測量,改變了 激光等方法用于曲線線路測量時(shí)受曲率半徑限制的缺點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種軌道曲線參數(shù)測量方法,其特征在于在被測軌道線路上放置兩臺(tái)測量小車, 其中一臺(tái)為固定測量小車,一臺(tái)為移動(dòng)測量小車,在固定測量小車上裝有數(shù)字?jǐn)z像頭,在移 動(dòng)測量小車上裝有光學(xué)靶標(biāo),由移動(dòng)測量小車和固定測量小車組成一個(gè)軌道曲線參數(shù)攝像 測量系統(tǒng),通過移動(dòng)測量小車的數(shù)字?jǐn)z像頭移動(dòng)與移動(dòng)過程中與固定測量小車的光學(xué)靶標(biāo) 光學(xué)成像對(duì)軌道曲線參數(shù)絕對(duì)參數(shù)坐標(biāo)進(jìn)行測量分析,完成對(duì)一個(gè)軌道曲線參數(shù)測量過 程。
2.如權(quán)利要求1的一種軌道曲線參數(shù)測量方法,其特征在于在一個(gè)軌道曲線參數(shù)測 量過程中,首先將固定測量小車固定在被測線路的一頭,將移動(dòng)測量小車安放在被測線路 的另一頭;再將固定測量小車上的數(shù)字?jǐn)z像頭對(duì)準(zhǔn)安裝于移動(dòng)測量小車上的光學(xué)靶標(biāo),拍 攝光學(xué)靶標(biāo)得出一個(gè)靶標(biāo)的初始位置值0',通過常規(guī)計(jì)算求出左右軌道到光學(xué)靶標(biāo)中心 0'的水平與垂直距離值,再將左右軌道的水平與垂直距離值與光學(xué)靶標(biāo)中心0'的空間坐 標(biāo)相疊加,即可得出在該測量點(diǎn)軌道的空間坐標(biāo);再開動(dòng)移動(dòng)測量小車,移動(dòng)測量小車沿鐵 軌向固定測量小車以一定速度行駛,在此過程中固定測量小車上的攝像頭不斷紀(jì)錄靶標(biāo)的 相對(duì)坐標(biāo),并將該數(shù)據(jù)傳送給移動(dòng)測量小車,移動(dòng)測量小車上的軌道參數(shù)計(jì)算機(jī)接收該數(shù) 據(jù),根據(jù)前述原理,將每個(gè)測量點(diǎn)測得的軌道數(shù)據(jù)與測距輪測得的距離值相結(jié)合,從而行成 完整的軌道空間參數(shù)曲線。
3.如權(quán)利要求2的一種軌道曲線參數(shù)測量方法,其特征在于所述的軌道曲線參數(shù)測 量過程包括以下步驟第一步,將兩部測量小車裝載于高速運(yùn)載車的托運(yùn)平臺(tái)上,高速運(yùn)送至欲施工作業(yè)的 鐵軌區(qū)段;第二步,到達(dá)指定區(qū)域后,裝載/放卸機(jī)械裝置將移動(dòng)測量小車和固定測量小車兩部 測量小車從高速運(yùn)載車卸下并安放于鐵軌之上;第三步,測量小車分別行駛至軌道待測量區(qū)段的兩端;固定測量小車,使之不能沿鐵 軌運(yùn)動(dòng),打開無線數(shù)傳電臺(tái),在移動(dòng)測量小車和固定測量小車之間建立數(shù)據(jù)的傳送與接收 通道,將固定測量小車上的高分辨率的數(shù)字?jǐn)z像頭對(duì)準(zhǔn)安裝于移動(dòng)測量小車之上的光學(xué)靶 標(biāo),拍攝并計(jì)算此時(shí)靶標(biāo)的位置作為初始值并記錄;第四步,移動(dòng)測量小車沿軌道固定測量小車低速行駛,固定測量小車上的高分辨率的 數(shù)字?jǐn)z像頭持續(xù)拍攝移動(dòng)測量小車之上的光學(xué)靶標(biāo),通過圖像的方法計(jì)算出后續(xù)圖像中光 學(xué)靶標(biāo)相對(duì)于初始位置的偏移,并通過無線數(shù)傳電臺(tái)將該值傳送給移動(dòng)測量小車之中的軌 道參數(shù)計(jì)算機(jī),同時(shí),軌道參數(shù)計(jì)算機(jī)在行駛過程中持續(xù)采集測距傳感器輸出值,用于確定 小車測量幾何中點(diǎn)與鐵軌軌沿距離;采集傾角傳感器輸出值,用于確定左右兩軌高度差; 采集旋轉(zhuǎn)編碼器輸出值,用于確定移動(dòng)測量小車沿鐵軌運(yùn)動(dòng)的位移值,在此基礎(chǔ)上,結(jié)合 無線數(shù)傳電臺(tái)所傳送的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)輸出值,軌道參數(shù)計(jì)算機(jī)就可以計(jì)算出軌道實(shí)際 的曲線狀態(tài)數(shù)據(jù)值;第五步,軌道參數(shù)計(jì)算機(jī)計(jì)算出軌道的理論狀況數(shù)據(jù),并將其與實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,生 成偏差報(bào)告并輸出;第六步,當(dāng)測量小車作業(yè)完畢,高速運(yùn)載車重新將測量小車裝載于托運(yùn)平臺(tái)上并通過 鎖緊裝置鎖緊,馳離作業(yè)現(xiàn)場。
4.一種軌道曲線參數(shù)測量系統(tǒng)裝置,其特征在于測量系統(tǒng)為一套軌道絕對(duì)參數(shù)坐標(biāo)測量系統(tǒng),包括移動(dòng)測量小車和固定測量小車,在固定測量小車上裝有數(shù)字?jǐn)z像頭,在移動(dòng) 測量車上裝有光學(xué)靶標(biāo),由移動(dòng)測量小車和固定測量小車組成一個(gè)軌道曲線參數(shù)攝像測量 系統(tǒng)。
5.如權(quán)利要求4所述的軌道曲線參數(shù)測量系統(tǒng)裝置,其特征在于在移動(dòng)測量小車或 固定測量小車上還裝有用于確定測量幾何中點(diǎn)與鐵軌軌沿距離的測距傳感器、用于測量左 右兩軌高度差的傾角傳感器,測量小車的運(yùn)動(dòng)距離的旋轉(zhuǎn)編碼器,一套顯示軌道理論參數(shù) 與實(shí)際參數(shù)并計(jì)算兩者差值的軌道參數(shù)計(jì)算機(jī)。
6.如權(quán)利要求5所述的軌道曲線參數(shù)測量系統(tǒng)裝置,其特征在于在移動(dòng)測量小車裝 有控制小車沿鐵軌的來回運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
7.如權(quán)利要求5所述的軌道曲線參數(shù)測量系統(tǒng)裝置,其特征在于在移動(dòng)測量小車和 固定測量小車進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送與接收的信號(hào)傳輸設(shè)備,移動(dòng)測量小車和固定測量小車之間通 過有線或無線進(jìn)行通信。
8.如權(quán)利要求4-7任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的軌道曲線參數(shù)測量系統(tǒng)裝置,其特征在 于所述的移動(dòng)測量小車和固定測量小車安裝在一高速運(yùn)載車上,通過裝載/放卸機(jī)械裝 置將移動(dòng)測量小車和固定測量小車在到達(dá)指定位置時(shí)放下或收起,在高速運(yùn)載車設(shè)有一個(gè) 安置并可以固定移動(dòng)測量小車和固定測量小車的托運(yùn)平臺(tái),托運(yùn)平臺(tái)設(shè)有鎖緊裝置,實(shí)現(xiàn) 在運(yùn)載車高速運(yùn)行時(shí)對(duì)小車進(jìn)行固定的鎖緊裝置。
全文摘要
一種軌道曲線參數(shù)測量方法及裝置,在被測軌道線路上放置兩臺(tái)測量小車,其中一臺(tái)為固定測量小車,一臺(tái)為移動(dòng)測量小車,在固定測量小車上裝有數(shù)字?jǐn)z像頭,在移動(dòng)測量小車上裝有光學(xué)靶標(biāo),由移動(dòng)測量小車和固定測量小車組成一個(gè)軌道曲線參數(shù)攝像測量系統(tǒng),通過移動(dòng)測量小車的數(shù)字?jǐn)z像頭移動(dòng)與移動(dòng)過程中與固定測量小車的光學(xué)靶標(biāo)光學(xué)成像對(duì)軌道曲線參數(shù)絕對(duì)參數(shù)坐標(biāo)進(jìn)行測量分析,完成對(duì)軌道曲線參數(shù)測量過程。本發(fā)明采用絕對(duì)坐標(biāo)測量系統(tǒng),將鐵軌的每一點(diǎn)或鐵軌上用于控制線型的標(biāo)記點(diǎn)的實(shí)際大地絕對(duì)坐標(biāo)計(jì)算出來,從而在施工中將其回復(fù)至理論大地絕對(duì)坐標(biāo)處,有效解決相對(duì)坐標(biāo)施工法中線型偏移、旋轉(zhuǎn)等問題。
文檔編號(hào)B61K9/08GK102092405SQ20101059061
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月16日
發(fā)明者伍啟天, 周利文, 馬世宏 申請(qǐng)人:株洲南車時(shí)代電氣股份有限公司, 株洲時(shí)代電子技術(shù)有限公司