專利名稱：一種車輛限界的檢測方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軌道交通技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種車輛限界的檢測方法。本發(fā)明還涉及一種采用上述檢測方法進行檢測的裝置。
背景技術(shù)：
軌道交通限界主要包括車輛限界、設(shè)備限界以及建筑限界。一般來說，車輛限界包括車輛靜態(tài)限界和車輛動態(tài)限界。車輛靜態(tài)限界的檢測是指檢測整備狀態(tài)下的車輛以不大于5km/h正常運行時的輪廓是否超出靜態(tài)限界的設(shè)計值。車輛動態(tài)限界的檢測是指檢測車輛在平直線的軌道上按規(guī)定速度運行，計及了規(guī)定的車輛和軌道的公差值、磨耗量、彈性變形量及車輛振動等正常狀態(tài)下運行過程中的輪廓是否超出車輛安全運營所規(guī)定的標準范圍。設(shè)備限界的檢測指的是檢測故障工況下的車輛在直線地段或曲線地段運行過程中是否超出設(shè)備限界的標準值。建筑限界的檢測是指檢測隧道以及鐵路周邊設(shè)施等是否侵入車輛的運行空間。長期以來，人們關(guān)注較多 的是對建筑限界的測量。隨著科技的發(fā)展，近年來，人們發(fā)明了一些軌道交通限界的檢測裝置，這些裝置可以實時、快速、連續(xù)、準確地對鐵路隧道以及周邊設(shè)施進行檢測，在較大程度上提高了建筑限界檢測的效率和精度。但是，現(xiàn)有技術(shù)中車輛限界的檢測裝置較少，而車輛限界是車輛安全運營的重要組成部分，定期對車輛限界進行檢測有利于及時掌握車輛的運行狀況，消除潛在的不安全因素。目前，車輛限界的檢測仍然以靜態(tài)限界檢測為主，且大都采用限界測量小車或者限界檢測尺等進行檢測。上述現(xiàn)有的檢測裝置存在操作繁瑣、效率低下、精度不高等缺點，已經(jīng)遠遠不能夠滿足當前軌道交通快速發(fā)展的需要。除了現(xiàn)有的車輛限界靜態(tài)檢測裝置以外，專利號為CN101082489A的專利公開了一種“鐵路限界高度動態(tài)監(jiān)測裝置”，該檢測裝置采用GPS天線、數(shù)字相機、攝像機等對鐵路周邊物體進行檢測；但檢測所需的設(shè)備數(shù)量較多、連接關(guān)系復雜，而且數(shù)字相機存在邊緣效應(yīng)，在很大程度上降低了限界檢測的精度，還容易受到環(huán)境因素的影響。為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，可以采用激光掃描技術(shù)。基于激光雷達測距原理，將激光相位測距裝置與光學轉(zhuǎn)動裝置集成的儀器相結(jié)合，進而能夠?qū)囕v進行二維掃描。該方法具有測量精度高、速度快的優(yōu)點，但是，由于其采用高速的光學振鏡技術(shù)，所需檢測裝置成本較高，很難普遍應(yīng)用于車輛限界的檢測領(lǐng)域。因此，現(xiàn)有的檢測裝置已經(jīng)不能滿足車輛限界的檢測需求，如何設(shè)計一種車輛限界的檢測方法及裝置，以提高檢測精度、效率以及檢測的靈活性，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種車輛限界的檢測方法，能夠?qū)崿F(xiàn)車輛動態(tài)限界的檢測，其檢測精度和效率較高。本發(fā)明的另一目的是提供一種車輛限界的檢測裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，能夠提高車輛動態(tài)限界的檢測精度和效率，操作便捷。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種車輛限界的檢測方法，包括以下步驟:11)定義基準坐標系；12)對車輛橫截面的外部輪廓進行激光發(fā)射掃描，以獲取處于所述車輛橫截面內(nèi)的外部輪廓上各檢測點的坐標值；13)根據(jù)所述坐標值繪制車輛運行狀態(tài)下的外部輪廓。本發(fā)明的檢測方法通過測量車輛橫截面上各個檢測點的坐標繪制其外部輪廓，以得到車輛在運行狀態(tài)下的限界 ，操作簡單易行；而采用激光發(fā)射掃描進行測量能夠降低外部環(huán)境等因素對測試結(jié)果的影響，提高檢測精度；激光發(fā)射掃描還可以快速高效地完成檢測，實現(xiàn)車輛動態(tài)限界的檢測，在車輛的運行速度達到200km/h時，仍然可以完成車輛限界的檢測，其適用范圍較廣。優(yōu)選地，在所述步驟12)中，所述基準坐標系以各所述檢測點所處的橫截面與軌道中心線的交點為原點，由所述原點豎直向上的方向為y軸、垂直于軌道的方向為X軸。本發(fā)明的基準坐標系以車輛橫截面與軌道中心線的交點為原點，進而測量得到各個檢測點相對于軌道的坐標值，則繪制得到的車輛外部輪廓能夠真實地反映車輛運行狀態(tài)下與軌道之間的位置關(guān)系，車輛限界的測量結(jié)果更為真實有效。優(yōu)選地，在所述步驟13)之后還包括步驟14):將所述外部輪廓與車輛限界的標準值進行比對，如果超出限界，則進行報警。優(yōu)選地，在所述步驟14)中，如果超出限界，則顯示車輛超出限界的位置。在完成車輛限界檢測的基礎(chǔ)上，還可以將檢測的結(jié)果與車輛限界的標準值進行比較，如果超出限界，進行報警；同時，還可以將車輛超出限界的位置予以顯示，更加直觀地說明車輛的運行狀況，以便技術(shù)人員后續(xù)針對性地對其進行故障排查。優(yōu)選地，所述步驟12)中，定義基準坐標系之后，具體包括以下步驟:121)測量得到激光發(fā)射點的坐標值；122)檢測各個所述檢測點到所述激光發(fā)射點的距離，以及所述檢測點和激光發(fā)射點的連線與所述基準坐標系其中一個坐標軸之間的夾角，并換算得到各個所述檢測點的坐標值。為得到檢測點在基準坐標系中的坐標值，可以首先測量得到激光發(fā)射點的坐標值，然后就可以根據(jù)各個檢測點相對于激光發(fā)射點的位置關(guān)系換算得到其坐標值，該方法簡單靈活。優(yōu)選地，所述步驟121)具體包括:在兩側(cè)軌道分別選定至少一個基準點，檢測所述基準點到所述激光發(fā)射點的距離，以及所述基準點和激光發(fā)射點的連線與所述基準坐標系其中一個坐標軸之間的夾角，計算所述激光發(fā)射點在基準坐標系下的坐標值?？梢允謩蛹す鈾z測儀測量兩側(cè)軌道上選定的基準點，得到基準點與激光發(fā)射點之間的關(guān)系，進而換算得到激光發(fā)射點的坐標值，該方法利用了軌道的結(jié)構(gòu)特點，有利于提高測試精度。本發(fā)明還提供一種車輛限界的檢測裝置，所述檢測裝置包括激光檢測儀和與其相連的處理器，所述處理器預(yù)存有基準坐標系，所述激光檢測儀通過激光發(fā)射對車輛橫截面的外部輪廓進行掃描，所述處理器根據(jù)所述激光檢測儀的測量數(shù)據(jù)換算得到所述外部輪廓上各個檢測點在基準坐標系中的坐標值，并根據(jù)所述坐標值繪制車輛的外部輪廓。本發(fā)明的檢測裝置可以包括激光檢測儀和處理器，其結(jié)構(gòu)簡單，體積較小，攜帶和使用均比較方便；所述激光檢測儀發(fā)射掃描獲取到各個檢測點的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，進而換算得到各個檢測點在基準坐標系中的坐標值，其檢測速度較快、精度較高，可實現(xiàn)車輛靜態(tài)限界和車輛動態(tài)限界的檢測；所述檢測裝置不僅適用于中低速磁浮車輛限界的檢測，也可用于其他快速列車的軌道交通車輛限界的檢測，使用范圍較廣。優(yōu)選地，所述激光檢測儀包括激光測距傳感器和角度傳感器，所述激光測距傳感器用于測量各個檢測點到激光發(fā)射點的距離，所述角度傳感器實時獲取所述激光測距傳感器測距時的發(fā)射光線與基準坐標系其中一個坐標軸之間的角度。激光檢測儀可以包括分別用于測量距離和角度的兩個傳感器，然后測量得到各個檢測點與激光發(fā)射點的相 對位置關(guān)系，進而通過處理器換算得到各個檢測點的坐標值，其檢測精度較高，操作簡單，可以快速、連續(xù)、準確地對車輛限界進行測量。優(yōu)選地，所述檢測裝置還包括用于支撐所述激光檢測儀的支架。優(yōu)選地，所述支架上設(shè)有轉(zhuǎn)臺，所述激光檢測儀安裝在所述轉(zhuǎn)臺上，所述轉(zhuǎn)臺帶動所述激光檢測儀在豎直面內(nèi)回轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)角度為360度。優(yōu)選地，所述處理器包括數(shù)據(jù)存儲單元、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元以及繪制單元，所述數(shù)據(jù)存儲單元預(yù)存有基準坐標系；所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元根據(jù)所述距離和夾角換算得到各個所述檢測點的坐標值；所述繪制單元根據(jù)各個所述檢測點的坐標值繪制車輛的外部輪廓。優(yōu)選地，所述檢測裝置還包括報警器，所述數(shù)據(jù)存儲單元還儲存有車輛限界的標準值；所述處理器還包括對比單元，所述對比單元將車輛的外部輪廓與所述車輛限界的標準值進行對比，如果超出限界，則傳遞信號給所述報警器。本發(fā)明的檢測裝置還可以包括報警器，當檢測結(jié)果顯示車輛的外部輪廓超出車輛限界時，進行報警。優(yōu)選地，所述檢測裝置還包括用于顯示車輛超出限界位置的顯示器，所述數(shù)據(jù)存儲單元還儲存有車輛限界的標準值；所述處理器還包括對比單元，所述對比單元將車輛運行狀態(tài)下的外部輪廓與所述車輛限界的標準值進行對比，如果超出限界，則傳遞信號給所述顯示器。更為優(yōu)選的是，還可以設(shè)置顯示器，所述顯示器能夠顯示超出限界的具體位置，更加直觀，針對性較強。


圖1為本發(fā)明所提供車輛限界的檢測方法在一種具體實施方式
中的流程圖；圖2為本發(fā)明所提供車輛限界的檢測裝置在進行中低速磁浮車輛限界檢測具體實施方式
中的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2所示一側(cè)軌道的局部放大示意圖；圖4為圖2所示另一側(cè)軌道的局部放大示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的核心是提供一種車輛限界的檢測方法，能夠?qū)崿F(xiàn)車輛動態(tài)限界的檢測，其檢測精度和效率較高。為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的詳細說明。請參考圖1，圖1為本發(fā)明所提供車輛限界的檢測方法在一種具體實施方式
中的流程圖。在一種具體實施方式
中，本發(fā)明的檢測方法包括以下步驟:步驟11:選取車輛限界檢測的位置，對處于該位置處車輛橫截面的外部輪廓進行限界檢測；步驟12:車輛限界檢測的實質(zhì)上是對處于檢測位置處車輛橫截面的外部輪廓進行掃描，在進行測量前， 首先應(yīng)定義一個基準坐標系作為參照，以便對測量結(jié)果進行標示，進而通過處于上述橫截面的外部輪廓上的各個檢測點在該基準坐標系中的位置說明車輛的運行情況；步驟13:測得激光發(fā)射點的坐標值，激光發(fā)射點即為發(fā)射激光的位置，由于測量時采用激光發(fā)射掃描的方法獲取各個檢測點的相關(guān)信息，因此，應(yīng)得到激光發(fā)射點的坐標值，以便于后續(xù)對檢測點坐標值的計算；步驟14:通過激光發(fā)射掃描獲取各個檢測點到激光發(fā)射點的距離，以及所述檢測點和激光發(fā)射點的連線與所述基準坐標系其中一個坐標軸之間的夾角；步驟15:利用激光發(fā)射點的坐標值、檢測點到激光發(fā)射點的距離、所述檢測點和激光發(fā)射點的連線與其中一個坐標軸之間的夾角計算得出各個檢測點在基準坐標系下的坐標值；步驟16:根據(jù)各個檢測點的坐標值繪制車輛的外部輪廓，所述車輛的外部輪廓即為車輛限界；步驟17:將繪制得到的車輛外部輪廓與車輛限界的標準值進行比較；步驟18:如果車輛的外部輪廓超出了車輛限界的標準值，則執(zhí)行步驟19，如果沒有超出限界，則返回步驟14繼續(xù)進行測試；步驟19:發(fā)出報警信號，警示車輛超出限界，顯示車輛超出限界的具體位置，以備技術(shù)人員后續(xù)進行故障排查，同時返回步驟14繼續(xù)測試，當車輛的尾部完全經(jīng)過檢測位置時，停止測試。由于本發(fā)明的目的是為了檢測車輛相對于軌道的限界，故所述基準坐標系的選取應(yīng)與軌道相關(guān)。例如，所述基準坐標系可以車輛橫截面與軌道中心線的交點為原點，以原點豎直向上的方向為y軸、垂直于軌道的方向為X軸，則各檢測點的坐標值以軌道為參照，能夠更加真實地反映車輛與軌道之間的位置關(guān)系，尤其能夠提高車輛在運行狀態(tài)下限界檢測的精度。
可以采用激光檢測儀對車輛的外部輪廓進行激光發(fā)射掃描，需強調(diào)的是，車輛外部輪廓上的檢測點一般是不需要去選定的；一旦開始進行限界檢測，激光檢測儀均采用自動掃描測距，以便可以實時、連續(xù)、動態(tài)、快速地進行車輛限界的檢測；車輛外部輪廓上檢測點的數(shù)量由激光檢測儀的掃描精度決定，例如，每秒鐘完成50次0°、0.5°、1.0°、360°的掃描和每秒鐘完成50次0°、1°、2°、360°的掃描是不同的。這種自動掃描檢測方式比在車輛外輪廓上選定檢測點進行手動測量既快速又準確。特殊情況下，可能僅需對幾個特殊點進行單獨測量，此時可以根據(jù)需要在車輛外輪廓上選定檢測點，手動激光檢測儀進行測量；所述檢測點處于車輛的外部輪廓上，且各個檢測點均處于車輛的同一橫截面內(nèi)，該橫截面垂直于車輛的運行方向。此外，可以省去步驟17-步驟19，在完成步驟16之后即可得到車輛的外部輪廓，也就完成了車輛限界的檢測。顯然，在設(shè)有步驟17、18和步驟19的實施方式中，可以根據(jù)比對的結(jié)果做出相應(yīng)的指示，進一步提高了車輛運行的安全性；且步驟19中可以直觀地顯示車輛超出限界的具體位置，便于技術(shù)人員后續(xù)進行故障排查；當然，如果發(fā)現(xiàn)車輛的外部輪廓超出車輛限界的標準值，也可以結(jié)束測試程序，立即進行排查，但由于車輛的運行速度較快，整個車輛限界的 檢測過程在較短時間內(nèi)完成，故實踐中很少采用這種方式，而通常按照步驟18進行處理。可以理解，在步驟13-步驟15中，可以采用其他方式獲得檢測點的坐標值，而不一定以激光發(fā)射點的坐標值為基準進行轉(zhuǎn)換。還可以變換基準坐標系，以激光發(fā)射點作為原點建立一個二維坐標系，然后根據(jù)各個檢測點到激光發(fā)射點的距離，以及所述檢測點和激光發(fā)射點的連線與基準坐標系其中一個坐標軸之間的夾角計算得到其相應(yīng)的坐標值。顯然，在以軌道作為參照時，各個檢測點的坐標值能夠更加真實地反映車輛的外部輪廓，因為車輛限界在較大程度上是對車輛與軌道相對關(guān)系的一種反映，采用以軌道為參照的坐標系能夠真實地反映車輛在運行狀態(tài)下的具體情況，降低外部因素對檢測結(jié)果的影響。為完成激光發(fā)射點坐標的檢測，可以在兩側(cè)軌道上各選擇一個基準點，兩個基準點可以處于垂直于軌道的同一平面內(nèi)，然后手動激光檢測儀獲取所述基準點到激光發(fā)射點的距離，以及所述基準點和激光發(fā)射點的連線與X軸或y軸之間的夾角，進而計算得到激光發(fā)射點的坐標值。當然，基準點的個數(shù)不限于兩個，也可以不處于同一平面內(nèi)；還可以將基準點關(guān)于軌道中心線對稱設(shè)置，以便于檢測和計算。本發(fā)明的檢測方法，以軌道作為基準坐標系的參照，減小了外部因素對檢測結(jié)果的影響；可以通過檢測點的坐標值繪制出車輛的外部輪廓，整個檢測過程通過激光自動發(fā)射掃描完成，由于激光發(fā)射掃描的速度較快，其檢測效率和精度均得到提高；不僅適用于車輛靜態(tài)限界的檢測，還可以完成車輛動態(tài)限界的檢測。本發(fā)明的另一核心是提供一種車輛限界的檢測裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，能夠提高車輛動態(tài)限界的檢測精度和效率，操作便捷。請參考圖2，圖2為本發(fā)明所提供車輛限界的檢測裝置在進行中低速磁浮車輛限界檢測具體實施方式
中的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明還提供一種車輛限界的檢測裝置，包括激光檢測儀I和與其相連的處理器
2,激光檢測儀I通過激光發(fā)射對車輛4進行自動掃描,掃描的截面為垂直于車輛4運行方向的橫截面，激光檢測儀I通過激光自動發(fā)射掃描獲取各個檢測點的相關(guān)數(shù)據(jù)信息；處理器2內(nèi)預(yù)存有基準坐標系，處理器2對激光檢測儀I測量得到的各個檢測點的信息進行處理，然后換算得到各個檢測點在基準坐標系中的坐標值，進而根據(jù)各個檢測點的坐標值繪制車輛4的外部輪廓。所述各個檢測點的相關(guān)信息可以為各個檢測點到激光發(fā)射點的距離以及檢測點和激光發(fā)射點的連線與坐標軸之間的角度關(guān)系等。具體地，激光檢測儀I可以包括激光測距傳感器和角度傳感器，激光測距傳感器通過激光發(fā)射和接受測量得到檢測點到激光發(fā)射點的距離，角度傳感器用于獲取激光測距傳感器測距時的發(fā)射光線與基準坐標系其中一個坐標軸之間的角度，進而實時測量檢測點和激光發(fā)射點的連線與其中一個坐標軸(X軸或y軸)之間的夾角，然后將測量得到的距離和角度信號傳遞給處理器2，以便處理器2換算得到各個檢測點的坐標值。激光測距傳感器還可以進行自動和手動測量，操作者可以根據(jù)需要在兩者之間進行切換。本發(fā)明的檢測裝置包括激光檢測儀I，通過激光檢測儀I檢測車輛4外部輪廓上各個檢測點到激光發(fā)射點的距離、檢測點與坐標軸之間的夾角，然后再根據(jù)距離和夾角的信息換算得到各個檢測點的坐標值，進而繪制車輛4的外部輪廓，其結(jié)構(gòu)簡單，攜帶和使用均比較方便；使用時， 可以根據(jù)需要調(diào)整激光檢測儀I的位置，操作靈活便捷；激光檢測儀I的發(fā)射和接收速度較快，能夠快速完成檢測點的測量，提高檢測效率，且可以實現(xiàn)車輛動態(tài)限界的檢測。處理器2可以包括數(shù)據(jù)存儲單元、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元以及繪制單元，數(shù)據(jù)存儲單元中預(yù)存有基準坐標系，還可以預(yù)存激光發(fā)射點的坐標值，進行自動掃描測量時可以激光檢測點為參照進行換算，簡化測量過程，激光發(fā)射點為激光檢測儀I中進行激光發(fā)射和接收的位置；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元根據(jù)各個檢測點到激光發(fā)射點的距離以及所述檢測點和激光發(fā)射點的連線與基準坐標系其中一個坐標軸(X軸或I軸)之間的夾角、激光發(fā)射點的坐標值換算得到各個檢測點的坐標值；繪制單元根據(jù)各個檢測點的坐標值繪制車輛4的外部輪廓。所述數(shù)據(jù)存儲單元、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元以及繪制單元相互連接并能夠進行信號傳遞，以完成上述操作過程。所述數(shù)據(jù)存儲單元中預(yù)存的基準坐標系是在選定車輛限界的檢測位置后確定的，所謂的預(yù)存是指在進行車輛外部輪廓的掃描之前預(yù)先定義好基準坐標系，然后將定義的基準坐標系進行存儲，以建立檢測的基準。當然，處理器2還可以設(shè)置通信端口，以便與激光檢測儀I之間的信號傳遞。在一種更為優(yōu)選的實施方式中，本發(fā)明的檢測裝置還可以包括報警器，所述報警器在車輛4的外部輪廓超出限界時進行報警，提高車輛4運行的安全性。所述報警器可以為警鳴器或者是報警燈等部件，發(fā)出聲光報警信號，起到警示作用。為實現(xiàn)上述報警操作，處理器2還可以包括對比單元，對比單元與所述報警器信號連接；數(shù)據(jù)存儲單元中還可以儲存車輛限界的標準值，對比單元將繪制的車輛4外部輪廓與車輛限界的標準值進行比對，如果超出車輛限界的標準值，則發(fā)送信號給報警器進行報警。數(shù)據(jù)存儲單元所儲存的車輛限界的標準值包括車輛4靜態(tài)限界的標準值和車輛4動態(tài)限界的標準值，處理器2可以根據(jù)車輛4的運行情況進行選擇性地調(diào)用，以提高檢測精度和效率。此外，本發(fā)明的檢測裝置還可以包括顯示器，當車輛4超出限界時，顯示器將車輛超出限界的具體位置予以顯示，以備技術(shù)人員后續(xù)進行故障排查。為此，所述對比單元可以與顯示器信號連接，當對比結(jié)果表明車輛4超出限界時，對比單元將超出限界的具體位置信號傳遞給顯示器，進而通過顯示器予以顯示。所述信號連接是指兩種或者兩種以上的部件之間通過有線或者無線的方式實現(xiàn)信號傳遞的一種連接方式。為方便激光檢測儀I的安裝和使用，本發(fā)明的檢測裝置還可以包括支架3，激光檢測儀I設(shè)置在支架3上。支架3可以為三角支架或者是其他可以折疊的支架，以便于攜帶和拆卸。支架3上可以設(shè)置安裝座32，安裝座32與激光檢測儀I相應(yīng)設(shè)置，以便于激光檢測儀I的安裝和拆卸，同時可以提高激光檢測儀I定位的可靠性。支架3上還可以設(shè)置調(diào)平部件，能夠調(diào)整激光檢測儀I與軌道之間的位置關(guān)系，進而保證其掃描的車輛橫 截面與車輛的運行方向垂直，進而提高檢測精度。在此基礎(chǔ)上，可以在支架3上設(shè)置轉(zhuǎn)臺31，轉(zhuǎn)臺31能夠在豎直面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，激光檢測儀I安裝在轉(zhuǎn)臺31上；轉(zhuǎn)臺31可以在伺服電機等動力部件的驅(qū)動下帶動激光檢測儀I旋轉(zhuǎn)，進而完成對車輛外部輪廓的掃描測量。支架3上可以設(shè)置用于安裝轉(zhuǎn)臺31的安裝座32，以便對轉(zhuǎn)臺31進行支撐定位。轉(zhuǎn)臺31的回轉(zhuǎn)角度可以為360度，也就是說，本發(fā)明的檢測裝置可以針對360度范圍內(nèi)的任意檢測點進行連續(xù)測量，其適用范圍較廣，操作也比較靈活。請參考圖3和圖4,圖3為圖2所示一側(cè)軌道的局部放大示意圖；圖4為圖2所示另一側(cè)軌道的局部放大示意圖。 本發(fā)明的檢測裝置可以采用如下步驟實現(xiàn)車輛限界的檢測。首先，選定車輛限界檢測的位置，做好檢測前的準備工作。在車輛經(jīng)過待測位置前，將支架3放置在距離軌道一定距離的地面上，然后使用螺釘將安裝座32固定在支架3上，再將轉(zhuǎn)臺31安裝在安裝座32上，最后利用支架3上的調(diào)平裝置將激光檢測儀I調(diào)平，以便進行后續(xù)測試。放置好檢測儀后，手動激光測距儀，對軌道上選取的基準點進行測量，獲取激光發(fā)射點在基準坐標系下的坐標值，并將激光發(fā)射點的坐標值預(yù)先存儲在處理器2的數(shù)據(jù)存儲單元。請結(jié)合圖2，可以在軌道的兩側(cè)各選擇一個基準點，即基準點A和基準點B，基準點A和基準點B分別處于左側(cè)軌道的右側(cè)和右側(cè)軌道的右側(cè)，也就是說，兩個基準點可以處于兩側(cè)軌道的同一側(cè)方向，均處于軌道靠近X軸的正向的一個側(cè)面，或者也可以處于X軸負向的一側(cè)端面，基準點的選擇要便于后續(xù)的測量和激光發(fā)射點坐標值的計算；以車輛4的橫截面與軌道中心線的交點為原點，見圖2中的O點，由原點在豎直方向延伸形成基準坐標系的y軸，由原點垂直于軌道的軸線為X軸，并以車輛4運行方向的右側(cè)為X軸的正方向，以垂直于F型軌道滑橇面向上為I軸的正方向。進行車輛限界檢測前，手動激光檢測儀I發(fā)射激光對基準點A和基準點B進行測量，獲得基準點A到激光發(fā)射點的距離L1、基準點A和激光發(fā)射點的連線與X軸的夾角a 1、基準點B到激光發(fā)射點的距離L2和與X軸的夾角α 2，設(shè)激光發(fā)射點在基準坐標系下的坐標為(a，b)，則:
權(quán)利要求
1.一種車輛限界的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟: 11)定義基準坐標系； 12)對車輛橫截面的外部輪廓進行激光發(fā)射掃描，以獲取處于所述車輛橫截面內(nèi)的外部輪廓上各檢測點的坐標值； 13)根據(jù)所述坐標值繪制車輛運行狀態(tài)下的外部輪廓。
2.如權(quán)利要求1所述的檢測方法，其特征在于，在所述步驟12)中，所述基準坐標系以各所述檢測點所處的橫截面與軌道中心線的交點為原點，由所述原點豎直向上的方向為y軸、垂直于軌道的方向為X軸。
3.如權(quán)利要求1所述的檢測方法，其特征在于，在所述步驟13)之后還包括步驟14):將所述外部輪廓與車輛限界的標準值進行比對，如果超出限界，則進行報警。
4.如權(quán)利要求3所述的檢測方法，其特征在于，在所述步驟14)中，如果超出限界，則顯示車輛超出限界的位置。
5.如權(quán)利要求1-4任一項所述的檢測方法，其特征在于，在所述步驟12)中，定義基準坐標系之后，具體包括以下步驟: 121)測量得到激光發(fā)射點的坐標值； 122)檢測各個所述檢測點到所述激光發(fā)射點的距離，以及所述檢測點和激光發(fā)射點的連線與所述基準坐標系其中一個坐標軸之間的夾角，并換算得到各個所述檢測點的坐標值。
6.如權(quán)利要求5所述的檢測方法，其特征在于，所述步驟121)具體包括:在兩側(cè)軌道分別選定至少一個基準點，檢測所述基準點到所述激光發(fā)射點的距離，以及所述基準點和激光發(fā)射點的連線與所述基準坐標系其中一個坐標軸之間的夾角，計算所述激光發(fā)射點的坐標值。
7.—種車輛限界的檢測裝置，其特征在于，所述檢測裝置包括激光檢測儀和與其相連的處理器，所述處理器預(yù)存有基準坐標系，所述激光檢測儀通過激光發(fā)射對車輛橫截面的外部輪廓進行掃描，所述處理器根據(jù)所述激光檢測儀的測量數(shù)據(jù)換算得到所述外部輪廓上各個檢測點在所述基準坐標系中的坐標值，并根據(jù)所述坐標值繪制車輛的外部輪廓。
8.如權(quán)利要求7所述的檢測裝置，其特征在于，所述激光檢測儀包括激光測距傳感器和角度傳感器，所述激光測距傳感器用于測量各個檢測點到激光發(fā)射點的距離，所述角度傳感器實時獲取所述激光測距傳感器測距時的發(fā)射光線與基準坐標系其中一個坐標軸之間的角度。
9.如權(quán)利要求8所述的檢測裝置，其特征在于，所述檢測裝置還包括用于支撐所述激光檢測儀的支架。
10.如權(quán)利要求9所述的檢測裝置，其特征在于，所述支架上設(shè)有轉(zhuǎn)臺，所述激光檢測儀安裝在所述轉(zhuǎn)臺上，所述轉(zhuǎn)臺帶動所述激光檢測儀在豎直面內(nèi)回轉(zhuǎn)。
11.如權(quán)利要求10所述的檢測裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)角度為360度。
12.如權(quán)利要求8-11任一項所述的檢測裝置，其特征在于，所述處理器包括數(shù)據(jù)存儲單元、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元以及繪制單元， 所述數(shù)據(jù)存儲單元預(yù)存有基準坐標系； 所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元根據(jù)所述距離和夾角換算得到各個所述檢測點的坐標值；所述繪制單元根據(jù)各個所述檢測點的坐標值繪制車輛的外部輪廓。
13.如權(quán)利要求12所述的檢測裝置，其特征在于，所述檢測裝置還包括報警器，所述數(shù)據(jù)存儲單元還儲存有車輛限界的標準值；所述處理器還包括對比單元，所述對比單元將車輛的外部輪廓與所述車輛限界的標準值進行對比，如果超出限界，則傳遞信號給所述報警器。
14.如權(quán)利要求12所述的檢測裝置，其特征在于，所述檢測裝置還包括用于顯示車輛超出限界位置的顯示器，所述數(shù)據(jù)存儲單元還儲存有車輛限界的標準值；所述處理器還包括對比單元，所述對比單元將車輛運行狀態(tài)下的外部輪廓與所述車輛限界的標準值進行對t匕，如果超出限界，則傳遞 信號給所述顯示器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種車輛限界的檢測方法及裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)車輛動態(tài)限界的檢測。所述檢測方法包括11)定義基準坐標系；12)對車輛橫截面的外部輪廓進行激光發(fā)射掃描，以獲取處于所述車輛橫截面內(nèi)的外部輪廓上各檢測點的坐標值；13)根據(jù)所述坐標值繪制車輛運行狀態(tài)下的外部輪廓。所述檢測裝置包括激光檢測儀和與其相連的處理器，所述處理器預(yù)存有基準坐標系，所述激光檢測儀通過激光發(fā)射對車輛橫截面的外部輪廓進行掃描，所述處理器根據(jù)所述激光檢測儀的測量數(shù)據(jù)換算得到所述外部輪廓上各個檢測點在基準坐標系中的坐標值，根據(jù)所述坐標值繪制車輛的外部輪廓。本發(fā)明可以實時、快速、連續(xù)地對車輛動態(tài)限界進行檢測，也可對車輛靜態(tài)限界進行檢測。
文檔編號B61K9/00GK103223955SQ20131010226
公開日2013年7月31日 申請日期2013年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月27日
發(fā)明者司恩, 彭奇彪, 佟來生, 李曉春, 胡偉, 楊新斌 申請人:南車株洲電力機車有限公司