專利名稱：一種應用于鐵路列檢試風作業(yè)制動缸狀態(tài)的人工輔助監(jiān)測系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應用于鐵路列檢試風作業(yè)制動缸狀態(tài)的人工輔助監(jiān)測系統(tǒng)及方法，屬于列車檢測技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，在鐵路列檢試風作業(yè)中，對于列車的制動缸狀態(tài)或者車底機械部件的檢測需要工作人員手動完成，在條件惡劣的條件下，無法執(zhí)行，造成機械部件定位、檢測 的高成本。實現(xiàn)列檢試風過程的自動化的關(guān)鍵之一就是制動缸定位問題，在研制列檢試風制動缸活塞桿狀態(tài)自動監(jiān)測系統(tǒng)的過程中，研制了用于拍攝車底圖像的軌道和攝像小車等關(guān)鍵系統(tǒng)。制動缸的位置在各種車輛中是不一樣的，沒什么規(guī)律可循，整個系統(tǒng)能否實現(xiàn)制動缸活塞桿伸縮狀態(tài)的自動監(jiān)測最關(guān)鍵的一步是制動缸位置的定位。目前采用人工作業(yè)的方式完成列車的編組、試風、行走部件的檢查。人工作業(yè)效率低，勞動量大，特別是試風作業(yè)，由于對制動缸活塞桿行程等制動系統(tǒng)相關(guān)部件依靠肉眼檢查，勞動強度很大，特別是在惡劣天氣條件(如大雨、風雪、酷暑、低溫等)下作業(yè)難度加大。目前，滑導線供電技術(shù)已經(jīng)相當成熟，而對于移動設備通信來說，要么采用無線，要么采用電力線載波技術(shù)。若采用無線方案，其易受環(huán)境干擾，速率低，會大大降低系統(tǒng)的可靠性；而采用電力線載波技術(shù)，可以大大降低外部環(huán)境的干擾，從而保證整個系統(tǒng)通信的可靠性。而現(xiàn)有采用電力線載波技術(shù)僅限于固定設備的通信信號傳輸，而目前并沒有采用電力線載波技術(shù)對于移動設備進行通信的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，特別針對沒有安裝車號標簽的列車車輛，無法根據(jù)車號車型對制動缸進行定位，提出一種應用于鐵路列檢試風作業(yè)制動缸狀態(tài)的人工輔助監(jiān)測系統(tǒng)及方法，實現(xiàn)遠程、自動化操作。一種應用于鐵路列檢試風作業(yè)制動缸狀態(tài)的人工輔助監(jiān)測系統(tǒng)，包括攝像小車、供電通信裝置、立軌、軌邊控制單元與中心主機；所述的立軌依靠鐵軌卡具鋪設在列檢所的列檢股道上，位于兩鐵軌內(nèi)側(cè)，與鐵軌平行，且靠近一側(cè)鐵軌；立軌的橫截面為“S”形的折彎板，立式安裝，簡稱立軌；滑導線架固定在立軌的中間，滑導線架上設有凹槽，滑導線鑲嵌于凹槽中，鐵軌卡具由卡具支架和壓塊組成，支架底部與鐵軌底部相貼合，支架凹槽卡住鐵軌底部邊沿，另一側(cè)通過壓塊壓住鐵軌底部另一邊沿；立軌固定在鐵軌卡具內(nèi)側(cè)豎直的立軌安裝面上，用螺釘緊固。所述的攝像小車安裝在立軌上，可沿立軌運動，包括車體、車廂與驅(qū)動組件；車體底面具有凹槽，形成馬鞍形結(jié)構(gòu)；車體通過凹槽騎在立軌上，凹槽通過兩支撐輪與立軌頂面貼合，小車箱體設有支撐輪，支撐輪與立軌側(cè)壁貼合，車體凹槽頂面上安裝有編碼器，編碼器為旋轉(zhuǎn)編碼器，編碼器的滾輪與立軌頂面貼合，通過支撐輪與編碼器實現(xiàn)車體在立軌軸向上移動，且在車體移動時，通過編碼器測得車體移動的位移；車體兩側(cè)分別安裝有車廂與驅(qū)動組件安裝板，且分別位于立軌內(nèi)外兩側(cè)；所述驅(qū)動組件安裝板水平與車體側(cè)面固連，用來安裝驅(qū)動組件與紅外傳感器；其中，驅(qū)動組件包括驅(qū)動電機、驅(qū)動輪、彈簧軸與壓緊彈簧；驅(qū)動輪水平軸接在驅(qū)動組件安裝板底面上，且與立軌側(cè)面貼合，通過固定于驅(qū)動組件安裝板底面上的驅(qū)動電機驅(qū)動其轉(zhuǎn)動；驅(qū)動電機采用立式安裝；彈簧軸水平固定在車體側(cè)面上，彈簧軸上套有壓緊彈簧，壓緊彈簧兩端分別與驅(qū)動輪、車體固定；所述紅外傳感器安裝于驅(qū)動組件安裝板頂面上，紅外線發(fā)射端朝向立軌外側(cè)，對準列車車軸所在水平線；所述車箱內(nèi)部設有兩個攝像頭，兩個攝像頭的鏡頭分別對準列車車廂底部兩側(cè)邊，在小車車箱內(nèi)還設置有采用小車控制板為控制器的控制板，具有網(wǎng)絡通信功能，可提供對電機的控制以及數(shù)據(jù)的采集和處理。且控制板與集電器相連；所述集電器為電刷，用來在立軌側(cè)面安裝的滑導線上取電，通過滑導線實現(xiàn)控制板與軌邊控制單元間的通信，使軌邊控制單元發(fā)送的控制信號發(fā)送至控制板，由小車控制板控制攝像小車的移動與拍攝；攝像小車采集列車車底的圖像信息，通過軌邊控制單元發(fā)送到中心主機；所述的供電通信裝置包括開關(guān)電源、電力貓A、電力貓B、滑導線與集電器；每個軌 邊控制單元內(nèi)設有一個電力貓A和開關(guān)電源，每個攝像小車上設有一個集電器和電力貓B;軌邊控制單元通過以太網(wǎng)接口與電力貓A相連，向電力貓A發(fā)送控制信息數(shù)據(jù)；電力貓A通過電源線與開關(guān)電源及滑導線相連；電力貓A用來對接收到的控制信息數(shù)據(jù)進行調(diào)制后發(fā)送到滑導線；所述滑導線為兩根，且形成回路，兩根滑導線上有η個集電器，通過滑導線與集電器構(gòu)成滑導線供電通信系統(tǒng)；每個集電器連接一個電力貓B，電力貓B與攝像小車控制板間通過以太網(wǎng)接口相連；滑導線將控制信息數(shù)據(jù)通過電力貓B進行解調(diào)后發(fā)送給攝像小車控制板；且攝像小車所發(fā)送的信息數(shù)據(jù)通過電力貓B進行調(diào)制后通過滑導線發(fā)送到電力貓Α，通過電力貓A對信息數(shù)據(jù)進行解調(diào)后，發(fā)送給軌邊控制單元主機；所述開關(guān)電源為供電通信裝置進行供電；所述的中心主機對攝像小車采集的圖片進行顯示，識圖操作人員根據(jù)圖片，確定需要識別的目標機械部件或者制動缸，通過鼠標點擊圖片上相應的部件，中心主機計算得到相應部件的定位坐標，中心主機通過軌邊控制單元向各個攝像小車發(fā)送控制信號，攝像小車上的編碼器獲取定位坐標，中心主機控制各個攝像小車移動至定位坐標，得到攝像小車的回到目標下所要移動的距離，并向攝像小車發(fā)送攝像指令，控制攝像小車的攝像頭對目標機械部件或者制動缸進行拍攝，再將拍攝后的圖片或者視頻發(fā)送至中心主機。一種應用于鐵路列檢試風作業(yè)制動缸狀態(tài)的人工輔助監(jiān)測方法，包括以下幾個步驟步驟一車底圖像掃描拍攝；啟動檢測系統(tǒng)，開啟開關(guān)電源，對監(jiān)測系統(tǒng)進行供電，確定需要監(jiān)測的列車。然后，中心主機通過軌邊控制單元控制各個攝像小車，每個攝像小車從本車站出發(fā)，沿著立軌移動至下一個小車車站，在移動過程中對車底進行連續(xù)掃描，相鄰攝像小車拍攝的車底圖像首尾相接，保證全列車車底圖像的連續(xù)完整；步驟二 全列車底圖像拼接；每個攝像小車將掃描到的列車底部圖片，通過軌邊控制單元輸出給中心主機，中心主機將攝像小車傳來的圖像按順序排列在一起，得到完整的全列車底圖像；步驟三車底圖像顯示，人工輔助識別車底目標機械部件，獲取識別目標的位置坐標；車底圖像在中心主機進行顯示，識圖操作人員根據(jù)圖片，確定需要識別的目標機械部件或者制動缸，通過鼠標點擊圖片上相應的部件，中心主機計算得到相應部件的定位坐標，得到攝像小車的回到目標下所要移動的距離；步驟四中心主機控制風機大閘給列車制動系統(tǒng)加壓，進行試風作業(yè)，控制攝像小車對制動缸活塞桿進行拍攝；中心主機通過軌邊控制單元向攝像小車發(fā)送控制信號，中心主機控制攝像小車移動至定位坐標，并向攝像小車發(fā)送攝像指令，控制攝像小車的攝像頭對目標機械部件或者制動缸進行拍攝，再將拍攝后的圖片或者視頻發(fā)送至中心主機；
本發(fā)明的優(yōu)點在于(I)本發(fā)明方法簡單快速，不需要知道列車其他信息，直接進行圖像人工識別定位，并且可遠程操作，通過人工輔助識別，定位準確；(2)本發(fā)明監(jiān)測系統(tǒng)可對列車車底需檢測部件進行定點跟蹤拍攝，定位精度較高；也可在運動中進行動態(tài)拍攝，起到圖像動態(tài)故障識別的作用；(3)本發(fā)明監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)了鐵路檢測的自動化，解放了人力；(4)本發(fā)明中通信信號和電源共用滑導線，對硬件的要求降低，結(jié)構(gòu)簡單，安裝和維護方便，且通信速率快，可靠性高；采用圓柱型滑導線，架空安裝在立式立軌側(cè)面，具有防止異物在滑導線上阻擋電刷滑動，提高兩根滑導線之間的絕緣電阻的優(yōu)點，保證系統(tǒng)在室外雨天的條件下運行；電力貓A與電力貓B采用以太網(wǎng)接口與主機或者移動設備通信，并且具有以太網(wǎng)的交換機功能，能夠方便的增減設備；滑導線數(shù)量少，連接簡單，易于安裝和維護。


圖I是本發(fā)明的立軌、軌邊控制單元、攝像小車、中心主機、車號識別單元的示意圖；圖2是本發(fā)明的立軌與鐵軌的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是是本發(fā)明的立軌結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明的攝像小車結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明的供電通信裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是本發(fā)明的方法流程圖；圖中I 一鐵軌2—卡具壓塊3—卡具支架4 一立軌5—滑導線架6—滑導線7-開關(guān)電源 8-電力貓A9-電力貓B10-車體11-主機12-集電器20-車廂30-驅(qū)動組件70-支撐輪80-編碼器 90-驅(qū)動組件安裝板100-紅外傳感器
201-攝像頭 202-小車控制板 301-驅(qū)動電機302-驅(qū)動輪 305-彈簧軸306-壓緊彈簧
具體實施例方式下面將結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。本發(fā)明是一種應用于鐵路列檢試風作業(yè)制動缸狀態(tài)的人工輔助監(jiān)測系統(tǒng)，如圖I所示，包括攝像小車、供電通信裝置、立軌、軌邊控制單元與中心主機。其中，所述的立軌4如圖2和圖3所示，依靠鐵軌卡具鋪設在列檢所的列檢股道上，位于兩鐵軌I內(nèi)側(cè)，與鐵軌I平行，且靠近一側(cè)鐵軌I。立軌4的橫截面為“S”形的折彎板，上面的彎折部分橫截面長度為X，X取值較小，滑導線架5固定在立軌4的中間，滑導線·架5上設有凹槽，滑導線6鑲嵌于凹槽中，滑導線6用于連接整個系統(tǒng)的電力系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)，滑導線6設置在立軌4內(nèi)側(cè)，保證了電力和通訊系統(tǒng)的安全性，立軌4上面彎折部分的作用是保護滑導線架5和滑導線6避免外界墜落物的損傷，因為X取值較小，所以外界墜落物例如雨雪沙石等，很難在立軌上面的彎折部分停留。立軌4下面的彎折部分橫截面的長度也為X，下面的折彎部分作用為讓墜落雜物等沿著斜壁滾落，不積存東西，保證立軌4內(nèi)部的清潔，和攝像小車運行的安全。小車立軌的具體應用為如圖2所示，小車立軌通過鐵軌卡具固定在鐵軌上，鐵軌卡具由卡具支架3和卡具壓塊2組成，卡具支架3底部與鐵軌底部相貼合，卡具支架3的凹槽卡住鐵軌底部邊沿，另一側(cè)通過卡具壓塊2壓住鐵軌底部另一邊沿；立軌4固定在卡具支架3內(nèi)側(cè)豎直的立軌安裝面上，用螺釘緊固。立軌4的加工方式為現(xiàn)場冷彎制成，減少了運輸環(huán)節(jié)的破壞，也減少了安裝過程的復雜。攝像小車沿立軌4運行，通過側(cè)壓力將自身壓在立軌4側(cè)面，保證小車的動力。其中，所述的攝像小車如圖4所示，安裝在立軌4上，可沿立軌4運動，包括車體
10、車廂20與驅(qū)動組件30。車體10底面具有凹槽，形成馬鞍形結(jié)構(gòu)；車體10通過凹槽騎在立軌4頂面上，凹槽通過兩支撐輪與立軌4頂面配合，實現(xiàn)車體10在立軌4上的橫向定位。所述立軌4通過鐵軌卡具鋪設在列檢所的列檢股道上，位于兩鐵軌內(nèi)側(cè)，與鐵軌平行，且靠近一端鐵軌I。小車箱體10設有支撐輪70，支撐輪70與立軌4側(cè)壁貼合，通過支撐輪70增強了車體在立軌4上的穩(wěn)定度。車體10凹槽頂面上安裝有編碼器80，編碼器80為旋轉(zhuǎn)編碼器，編碼器80的滾輪與立軌4頂面貼合，由此通過支撐輪70與編碼器80實現(xiàn)車體10在立軌4軸向上移動，且在車體10移動時，通過編碼器80可測得車體10移動的位移。車體10兩側(cè)分別安裝有車廂20與驅(qū)動組件安裝板90，且分別位于立軌4內(nèi)外兩偵U。所述驅(qū)動組件安裝板90水平與車體10側(cè)面固連，用來安裝驅(qū)動組件30與紅外傳感器100。其中，驅(qū)動組件30包括驅(qū)動電機301、驅(qū)動輪302、減速器、離合器、彈簧軸305與壓緊彈簧306 ;驅(qū)動輪302水平軸接在驅(qū)動組件安裝板90底面上，且與立軌4側(cè)面貼合，通過固定于驅(qū)動組件安裝板90底面上的驅(qū)動電機301驅(qū)動其轉(zhuǎn)動；驅(qū)動電機301采用立式安裝，驅(qū)動電機輸出軸上安裝有減速器，采用離合器的的動力傳輸技術(shù)，可以斷開減速器于驅(qū)動輪之間的連接，使小車處于自由運動狀態(tài)，在故障時可由其它小車推離現(xiàn)場，保證冗余小車接替其圖像拍攝等工作。由此通過驅(qū)動輪302的轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)車體10在立軌4上的移動。彈簧軸305水平固定在車體10側(cè)面上，彈簧軸305上套有壓緊彈簧306，壓緊彈簧306兩端分別與驅(qū)動輪302、車體10固定，由此通過壓緊彈簧306保證驅(qū)動輪302獲得足夠的摩擦力，轉(zhuǎn)動時不會打滑。所述紅外傳感器100安裝于驅(qū)動組件安裝板90頂面上，紅外線發(fā)射端朝向立軌4外側(cè)，對準列車車軸所在水平線。所述車箱20內(nèi)部設有兩個攝像頭201，兩個攝像頭201的鏡頭分別對準列車車廂底部兩側(cè)，兩個攝像頭201，分別用來拍攝列車車底的兩側(cè)的零部件，由此減小了視角，避免了采用單個攝像頭201因視角過大造成圖像嚴重的球面變形。在車箱20內(nèi)還設置有小車控制電路板202，小車控制電路板202用來控制小車運動并對傳感器信號進行采集處理完成與上位機的通信控制，且控制板202與集電器12相連。所述集電器為電刷，用來在立軌4側(cè)面安裝的滑導線6上取電，實現(xiàn)攝像小車的供電，且通過滑導線6可實現(xiàn)202與外部控制設備間的通信，使外部控制設備發(fā)送的控制信號發(fā)送至202，由202控制小車的移動與拍攝，實現(xiàn)列車車底圖像掃描的功能。 攝像小車間隔一定距離(如10米，小于最小車長)布設一套，總數(shù)量不小于列車編組的車廂數(shù)，由此保證每節(jié)車廂有一個攝像小車相匹配。攝像小車用來采集列車車底的圖像信息，通過軌邊控制單元發(fā)送到中心主機，攝像小車還可實時獲取自身移動位移并轉(zhuǎn)換為電信號，同樣通過軌邊控制箱發(fā)送到中心主機；攝像小車中采用DSP為控制器的控制板，具有網(wǎng)絡通信功能，可提供對電機的控制以及數(shù)據(jù)的采集處理。攝像小車在立軌4上移動，以及與軌邊控制單元間的通信，均可通過滑導線6實現(xiàn)，且通過滑導線6還可為攝像小車供電。所述軌邊控制單元采用17處理器，因此具備較高的數(shù)據(jù)處理速度。每個軌邊控制單元控制10套攝像小車，可根據(jù)立軌4長度進行擴展。其中，所述的供電通信裝置如圖5所示，包括電力貓AS、電力貓B9、滑導線6、集電器12與開關(guān)電源7。每個軌邊控制單元內(nèi)設有一個電力貓AS和開關(guān)電源7，每個攝像小車上設有一個電力貓B9。軌邊控制單元通過以太網(wǎng)接口與電力貓AS相連，向電力貓AS發(fā)送控制信息數(shù)據(jù)；電力貓AS通過電源線與開關(guān)電源7及滑導線6相連；電力貓AS用來對接收到的控制信息數(shù)據(jù)進行調(diào)制后發(fā)送到滑導線6。所述滑導線6為兩根，且形成回路，作為供電和通信的載體，采用圓柱形滑導線6，立式安裝在立軌4內(nèi)的滑導線架5內(nèi)，防止異物在滑導線6上阻擋電刷滑動，提高兩根滑導線6之間的絕緣電阻，保證系統(tǒng)在室外雨天的條件下運行，提高供電和通信的可靠性；兩根滑導線6上連接η攝像小車，每個小車上設有一個集電器12和電力貓Β9，通過滑導線6與集電器12構(gòu)成滑導線供電通信系統(tǒng)；集電器12作為連接滑導線6與通信、移動設備的媒介，作為集電器12采用可以自由伸縮的電刷，可以提高集電器12與滑軌之間連接的可靠性；每個集電器12連接一個電力貓Β9，電力貓Β9與攝像小車控制板通過以太網(wǎng)接口相連。由此滑導線6將控制信息數(shù)據(jù)通過電力貓Β9進行解調(diào)后發(fā)送給攝像小車控制板；且攝像小車所發(fā)送的信息數(shù)據(jù)還可通過電力貓Β9進行調(diào)制后通過滑導線6發(fā)送到電力貓AS，通過電力貓AS對信息數(shù)據(jù)進行解調(diào)后，發(fā)送給軌邊控制單元，由此，實現(xiàn)軌邊控制單元與外部移動設備間的移動通信。所述開關(guān)電源7用來為本發(fā)明供電通信裝置進行供電，采用具有高效率、過流自保護的開關(guān)電源7 ;開關(guān)電源7向電力貓Β9供電與滑導線6供電，由此通過集電器12由滑導線6集電側(cè)獲取電能，將電能傳導至攝像小車內(nèi)，從而實現(xiàn)本發(fā)明供電通信裝置的移動供電。上述滑導線6供電系統(tǒng)中應用正交頻分復用技術(shù)，實現(xiàn)電源和通信的共線傳輸。電力貓A8與電力貓B9均采用Intellon公司的電力線載波專用芯片INT6400，采用OFDM(正交頻分復用)實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)通信，載波頻率為2到28MHz，最高通信速率達到200Mbps，支持HomePlug AV、Qo S、IEEE802. 3、IEEE802. 3u標準；且具有成百上千個通信通道，即使某些通信通道受干擾關(guān)閉，也能保證軌邊控制單元與移動設備之間的正常通信，大大提高了通信的可靠性。其中，所述的中心主機對攝像小車采集的圖片進行顯示，識圖操作人員根據(jù)圖片，確定需要識別的目標機械部件或者制動缸，通過鼠標點擊圖片上相應的部件，中心主機計算得到相應部件的定位坐標，中心主機通過軌邊控制單元向各個攝像小車發(fā)送控制信號，攝像小車上的編碼器獲取定位坐標，中心主機控制各個攝像小車移動至定位坐標，得到攝像小車的回到目標下所要移動的距離，并向攝像小車發(fā)送攝像指令，控制攝像小車的攝像頭對目標機械部件或者制動缸進行拍攝，再將拍攝后的圖片或者視頻發(fā)送至中心主機。如果將中心主機與風機大閘聯(lián)動，則可實現(xiàn)列檢試風作業(yè)中自動加壓、制動缸狀態(tài)自動監(jiān)測的過程。本發(fā)明是一種應用于鐵路列檢試風作業(yè)制動缸狀態(tài)的人工輔助監(jiān)測方法，流程如圖6所示，包括以下幾個步驟步驟一車底圖像掃描拍攝；啟動檢測系統(tǒng)，開啟開關(guān)電源，對監(jiān)測系統(tǒng)進行供電，確定需要監(jiān)測的列車，然后，中心主機通過軌邊控制單元控制各個攝像小車，每個攝像小車從本車站出發(fā)，沿著立軌移動至下一個小車車站，在移動過程中對車底進行連續(xù)掃描，相鄰攝像小車拍攝的車底圖像首尾相接，保證全列車車底圖像的連續(xù)完整；步驟二 全列車底圖像拼接；每個攝像小車將掃描到的列車底部圖片，通過軌邊控制單元輸出給中心主機，中心主機將攝像小車傳來的圖像按順序排列在一起，得到完整的全列車底圖像；步驟三車底圖像顯示，人工輔助識別車底目標機械部件，獲取識別目標的位置坐標；車底圖像在中心主機出進行顯示，識圖操作人員根據(jù)圖片，確定需要識別的目標機械部件或者制動缸，通過鼠標點擊圖片上相應的部件，中心主機計算得到相應部件的定位坐標，得到攝像小車的回到目標下所要移動的距離；步驟四中心主機控制控制風機大閘給列車制動系統(tǒng)加壓，進行試風作業(yè)，控制攝像小車對制動缸活塞桿進行拍攝；中心主機通過軌邊控制單元向攝像小車發(fā)送控制信號，中心主機控制攝像小車移動至定位坐標，并向攝像小車發(fā)送攝像指令，控制攝像小車的攝像頭對目標機械部件或者制動缸進行拍攝，再將拍攝后的圖片或者視頻發(fā)送至中心主機。當列車制動系統(tǒng)試風過程中，可以對制動缸活塞桿設伸縮運動過程進行實時監(jiān)測。目前對車底零部件的圖像計算機自動識別存在算法復雜、運算量大、識別準確率不高等問題，不能依靠自動識別技術(shù)完成車底制動缸等機械部件的識別與定位，通過將人工輔助完成目標圖像識別，從而實現(xiàn)目標的準確定位，解決了制動缸活塞桿狀態(tài)的實時監(jiān)控拍攝。替代了傳統(tǒng)的列車試風作業(yè)中人工跑風的繁重工作，提高了生產(chǎn)效率，提高了檢修的質(zhì)量。通過攝像小車自動對列車車輛車底的圖像掃描，在中心主機上顯示出該車底的圖像，操作人員肉眼分辨出所要識別的對象，然后用鼠標點擊所要識別的對象圖像，攝像小車即可移動到識別目標之下。通過鼠標點擊的位置坐標，可算出所要識別目標的位置坐標，可直接算出攝像小車的回到目標下所要移動的距離。 ·
權(quán)利要求
1.一種應用于鐵路列檢試風作業(yè)制動缸狀態(tài)的人工輔助監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括攝像小車、供電通信裝置、立軌、軌邊控制單元與中心主機； 所述的立軌鋪設在列檢所的列檢股道上，位于兩鐵軌內(nèi)側(cè)，與鐵軌平行，且靠近一側(cè)鐵軌；立軌的橫截面為“S”形的折彎板，滑導線架固定在立軌的中間，滑導線架上設有凹槽，滑導線鑲嵌于凹槽中，所述的小車立軌通過鐵軌卡具固定在鐵軌上，鐵軌卡具由卡具支架和卡具壓塊組成，卡具支架底部與鐵軌底部相貼合，卡具支架的凹槽卡住鐵軌底部邊沿，一側(cè)通過卡具壓塊壓住在鐵軌底部邊沿，立軌固定在卡具支架內(nèi)側(cè)豎直的立軌安裝面上； 所述的攝像小車安裝在立軌上，可沿立軌運動，包括車體、車廂與驅(qū)動組件；車體底面具有凹槽，形成馬鞍形結(jié)構(gòu)；車體通過凹槽騎在立軌頂面上，凹槽通過兩支撐輪與立軌頂面配合，小車箱體設有支撐輪，支撐輪與立軌側(cè)壁貼合，車體凹槽頂面上安裝有編碼器，編碼器為旋轉(zhuǎn)編碼器，編碼器的滾輪與立軌頂面貼合，通過支撐輪與編碼器實現(xiàn)車體在立軌軸向上移動，且在車體移動時，通過編碼器測得車體移動的位移；車體兩側(cè)分別安裝有車廂與驅(qū)動組件安裝板，且分別位于立軌內(nèi)外兩側(cè)；所述驅(qū)動組件安裝板水平與車體側(cè)面固連，用來安裝驅(qū)動組件與紅外傳感器；其中，驅(qū)動組件包括驅(qū)動電機、驅(qū)動輪、彈簧軸與壓緊彈·簧；驅(qū)動輪水平軸接在驅(qū)動組件安裝板底面上，且與立軌側(cè)面貼合，通過固定于驅(qū)動組件安裝板底面上的驅(qū)動電機驅(qū)動其轉(zhuǎn)動；驅(qū)動電機采用立式安裝；彈簧軸水平固定在車體側(cè)面上，彈簧軸上套有壓緊彈簧，壓緊彈簧兩端分別與驅(qū)動輪、車體固定，所述紅外傳感器安裝于驅(qū)動組件安裝板頂面上，紅外線發(fā)射端朝向立軌外側(cè)，對準列車車軸所在水平線；所述車箱內(nèi)部設有兩個攝像頭，兩個攝像頭的鏡頭分別對準列車車廂底部兩側(cè)邊，在小車車箱內(nèi)還設置有采用小車控制板為控制器的控制板，具有網(wǎng)絡通信功能，可提供對電機的控制以及數(shù)據(jù)的采集和處理。且控制板與集電器相連；所述集電器為電刷，用來在立軌側(cè)面安裝的滑導線上取電，通過滑導線實現(xiàn)控制板與軌邊控制單元間的通信，使軌邊控制單元發(fā)送的控制信號發(fā)送至控制板，由小車控制板控制攝像小車的移動與拍攝；攝像小車采集列車車底的圖像信息，通過軌邊控制單元發(fā)送到中心主機； 所述的供電通信裝置包括開關(guān)電源、電力貓A、電力貓B、滑導線與集電器；每個軌邊控制單元內(nèi)設有一個電力貓A和開關(guān)電源，每個攝像小車上設有一個集電器和電力貓B;軌邊控制單元通過以太網(wǎng)接口與電力貓A相連，向電力貓A發(fā)送控制信息數(shù)據(jù)；電力貓A通過電源線與開關(guān)電源及滑導線相連；電力貓A用來對接收到的控制信息數(shù)據(jù)進行調(diào)制后發(fā)送到滑導線；所述滑導線為兩根，且形成回路，兩根滑導線上有η個集電器，通過滑導線與集電器構(gòu)成滑導線供電通信系統(tǒng)；每個集電器連接一個電力貓B，電力貓B與攝像小車控制板間通過以太網(wǎng)接口相連；滑導線將控制信息數(shù)據(jù)通過電力貓B進行解調(diào)后發(fā)送給攝像小車控制板；且攝像小車所發(fā)送的信息數(shù)據(jù)通過電力貓B進行調(diào)制后通過滑導線發(fā)送到電力貓Α，通過電力貓A對信息數(shù)據(jù)進行解調(diào)后，發(fā)送給軌邊控制單元主機；所述開關(guān)電源為供電通信裝置進行供電； 所述的中心主機對攝像小車采集的圖片進行顯示，識圖操作人員根據(jù)圖片，確定需要識別的目標機械部件或者制動缸，通過鼠標點擊圖片上相應的部件，中心主機計算得到相應部件的定位坐標，中心主機通過軌邊控制單元向各個攝像小車發(fā)送控制信號，攝像小車上的編碼器獲取定位坐標，中心主機控制各個攝像小車移動至定位坐標，得到攝像小車的回到目標下所要移動的距離，并向攝像小車發(fā)送攝像指令，控制攝像小車的攝像頭對目標機械部件或者制動缸進行拍攝，再將拍攝后的圖片或者視頻發(fā)送至中心主機。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種應用于鐵路列檢試風作業(yè)制動缸狀態(tài)的人工輔助監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的立軌為現(xiàn)場冷彎制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種應用于鐵路列檢試風作業(yè)制動缸狀態(tài)的人工輔助監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的攝像小車中采用以DSP數(shù)字信號處理器為核心的控制板。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種應用于鐵路列檢試風作業(yè)制動缸狀態(tài)的人工輔助監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的軌邊控制單元采用17處理器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種應用于鐵路列檢試風作業(yè)制動缸狀態(tài)的人工輔助監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的每個軌邊控制單元控制10套攝像小車，根據(jù)立軌長度進行擴展。
6.一種應用于鐵路列檢試風作業(yè)制動缸狀態(tài)的人工輔助監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下幾個步驟 步驟一車底圖像掃描拍攝； 啟動檢測系統(tǒng)，開啟開關(guān)電源，對監(jiān)測系統(tǒng)進行供電，確定需要監(jiān)測的列車，然后，中心主機通過軌邊控制單元控制各個攝像小車，每個攝像小車從本車站出發(fā)，沿著立軌移動至下一個小車車站，在移動過程中對車底進行連續(xù)掃描，相鄰攝像小車拍攝的車底圖像首尾相接，保證全列車車底圖像的連續(xù)完整； 步驟二 全列車底圖像拼接； 每個攝像小車將掃描到的列車底部圖片，通過軌邊控制單元輸出給中心主機，中心主機將攝像小車傳來的圖像按順序排列在一起，得到完整的全列車底圖像； 步驟三車底圖像顯示，人工輔助識別車底目標機械部件，獲取識別目標的位置坐標； 車底圖像在中心主機出進行顯示，識圖操作人員根據(jù)圖片，確定需要識別的目標機械部件或者制動缸，通過鼠標點擊圖片上相應的部件，中心主機計算得到相應部件的定位坐標，得到攝像小車的回到目標下所要移動的距離； 步驟四中心主機控制控制風機大閘給列車制動系統(tǒng)加壓，進行試風作業(yè)，控制攝像小車對制動缸活塞桿桿進行拍攝； 中心主機通過軌邊控制單元向攝像小車發(fā)送控制信號，中心主機控制攝像小車移動至定位坐標，并向攝像小車發(fā)送攝像指令，控制攝像小車的攝像頭對目標機械部件或者制動缸進行拍攝，再將拍攝后的圖片或者視頻發(fā)送至中心主機。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種應用于鐵路列檢試風作業(yè)制動缸狀態(tài)的人工輔助監(jiān)測系統(tǒng)及方法，其中，自動監(jiān)測系統(tǒng)包括攝像小車、供電通信裝置、立軌、軌邊控制單元與中心主機；自動監(jiān)測方法包括步驟一車底圖像掃描拍攝；步驟二全列車底圖像拼接；步驟三車底圖像顯示，人工輔助識別車底目標機械部件，獲取識別目標的位置坐標；步驟四中心主機控制控制風機大閘給列車制動系統(tǒng)加壓，進行試風作業(yè)，控制攝像小車對制動缸活塞桿桿進行拍攝；本發(fā)明對列車車底需檢測部件進行定點跟蹤拍攝，定位精度較高；也可在運動中進行動態(tài)拍攝，起到圖像動態(tài)故障識別的作用。方法簡單快速，直接進行圖像識別定位，并且可遠程操作，通過人工輔助識別，定位準確。
文檔編號G01C11/00GK102901644SQ20121030147
公開日2013年1月30日 申請日期2012年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月22日
發(fā)明者農(nóng)時猛, 郭忠, 張益 , 鄭向陽, 石小累, 從國飛, 郭浩 申請人:北京康拓紅外技術(shù)股份有限公司