高速列車(chē)輪軌橫向位移檢測(cè)模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高速列車(chē)輪軌相對(duì)位置實(shí)時(shí)測(cè)量報(bào)警裝置。它包括：數(shù)字化圖像采集模塊：包括高速CCD攝像機(jī)、鏡頭、光源和保護(hù)罩，高速CCD攝像機(jī)、鏡頭和光源在前端完成輪軌圖像的精準(zhǔn)采集，并輸送到后端的輪軌相對(duì)位置計(jì)算模塊。輪軌相對(duì)位置計(jì)算模塊：通過(guò)串口和網(wǎng)口與數(shù)字化圖像采集模塊連接，控制數(shù)字化圖像采集模塊的運(yùn)行和停止，并接收數(shù)字化圖像采集模塊獲取的輪軌圖像信息，完成對(duì)圖像的處理和數(shù)據(jù)計(jì)算。顯示模塊：顯示模塊用于對(duì)計(jì)算的位置數(shù)據(jù)和狀態(tài)進(jìn)行可視化處理。通訊模塊：完成本裝置與列車(chē)上其它設(shè)備的通信。報(bào)警模塊：當(dāng)輪軌之間的相對(duì)位置超過(guò)警報(bào)值時(shí)進(jìn)行報(bào)警。它精度高，實(shí)時(shí)測(cè)量，速度快，安全性好，穩(wěn)定性高，使用簡(jiǎn)便。
【專利說(shuō)明】高速列車(chē)輪軌橫向位移檢測(cè)模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高速列車(chē)輪軌相對(duì)位置實(shí)時(shí)測(cè)量報(bào)警裝置，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輪軌之間的相對(duì)位置，通過(guò)數(shù)據(jù)分析和判斷，可發(fā)出警報(bào)給列車(chē)駕駛員，列車(chē)駕駛員操作列車(chē)適時(shí)減速或停車(chē)，從而預(yù)防出軌事故的發(fā)生。
【背景技術(shù)】
[0002]鐵路運(yùn)輸是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的大動(dòng)脈。在現(xiàn)代輪軌式鐵路交通運(yùn)輸中，列車(chē)運(yùn)行中自行脫軌的事故經(jīng)常發(fā)生，列車(chē)脫軌事故在鐵路列車(chē)總事故中占的比例最高，是危害鐵路運(yùn)輸安全的嚴(yán)重事故之一。為了有效防止列車(chē)脫軌事故的發(fā)生，列車(chē)上需要增加一項(xiàng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輪軌之間相對(duì)位置并能報(bào)警的裝置，當(dāng)輪軌之間的相對(duì)位置超過(guò)警報(bào)值時(shí)進(jìn)行報(bào)警，列車(chē)適時(shí)減速或停車(chē)，從而預(yù)防事故的發(fā)生。而目前沒(méi)有專門(mén)針對(duì)列車(chē)的輪軌相對(duì)位置實(shí)時(shí)測(cè)量并能報(bào)警的裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種高速列車(chē)輪軌橫向位移檢測(cè)模塊，它采用高速攝像機(jī)和光源對(duì)輪軌圖像進(jìn)行采集后，在高端的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)上進(jìn)行圖像處理、數(shù)據(jù)計(jì)算分析和判斷，進(jìn)而測(cè)量出輪軌相對(duì)位置。該裝置精度高，實(shí)時(shí)測(cè)量，速度快，安全性好，穩(wěn)定性高，使用簡(jiǎn)便。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是:它包括:
[0005]數(shù)字化圖像采集模塊:包括高速CXD攝像機(jī)(3)、鏡頭(4)、光源(I)和保護(hù)罩(2)。高速CCD攝像機(jī)(3)、鏡頭(4)和光源(I)在前端完成輪軌圖像的精準(zhǔn)采集，并輸送到后端的輪軌相對(duì)位置計(jì)算模塊，保護(hù)(2)可有效保護(hù)高速CXD攝像機(jī)(3)、鏡頭(4)和光源(I)不受泥水、沙子或霜凍等惡劣環(huán)境 條件造成的影響；
[0006]輪軌相對(duì)位置計(jì)算模塊:通過(guò)串口和網(wǎng)口與數(shù)字化圖像采集模塊連接，控制數(shù)字化圖像采集模塊的運(yùn)行和停止，并接收數(shù)字化圖像采集模塊獲取的輪軌圖像信息，完成對(duì)圖像的處理和數(shù)據(jù)的計(jì)算；
[0007]顯示模塊:與輪軌相對(duì)位置計(jì)算模塊連接，用于對(duì)計(jì)算的位置數(shù)據(jù)和狀態(tài)進(jìn)行可視化處理；
[0008]通訊模塊:與輪軌相對(duì)位置計(jì)算模塊連接，完成本裝置與列車(chē)上其它設(shè)備的通?目;
[0009]和報(bào)警模塊:與輪軌相對(duì)位置計(jì)算模塊連接，輪軌之間的相對(duì)位置超過(guò)警報(bào)值時(shí)報(bào)警。
[0010]本發(fā)明精度高，實(shí)時(shí)測(cè)量，速度快，安全性好，穩(wěn)定性高，使用簡(jiǎn)便。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。[0012]圖1為本發(fā)明示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]本發(fā)明包括數(shù)字化圖像采集模塊、輪軌相對(duì)位置計(jì)算模塊、顯示模塊、通訊模塊和報(bào)警模塊。
[0014]數(shù)字化圖像采集模塊包括高速CXD攝像機(jī)3、鏡頭4、光源I和保護(hù)罩2。如圖1所示。高速CCD攝像機(jī)3、鏡頭4和光源I在前端完成輪軌圖像的精準(zhǔn)采集，并輸送到后端的輪軌相對(duì)位置計(jì)算模塊。保護(hù)罩可有效保護(hù)高速CCD攝像機(jī)3、鏡頭4和光源I不受泥水、沙子或霜凍等惡劣環(huán)境條件造成的影響。CXD攝像機(jī)選3用1/3英寸的(XD，分辨率為1392*1040。數(shù)字化圖像采集模塊安裝在列車(chē)底部位置，高速CCD攝像機(jī)3和鏡頭4到輪軌的作用距離通過(guò)實(shí)際測(cè)量為750mm，選用1/3英寸、焦距為20mm的鏡頭后，測(cè)量精度約為
0.1mm,成像精度高,成像質(zhì)量好，采集速度快，安全可靠。
[0015]輪軌相對(duì)位置計(jì)算模塊選用高端計(jì)算機(jī)。該模塊通過(guò)串口和網(wǎng)口與數(shù)字化圖像采集模塊連接，控制數(shù)字化圖像采集模塊的運(yùn)行和停止，并接收數(shù)字化圖像采集模塊獲取的輪軌圖像信息，完成對(duì)圖像的處理和數(shù)據(jù)的計(jì)算后，用于顯示模塊進(jìn)行顯示、通訊模塊進(jìn)行通訊，并控制報(bào)警模塊報(bào)警。輪軌相對(duì)位置計(jì)算模塊通過(guò)圖像匹配的方法來(lái)確定車(chē)輪與軌道，對(duì)匹配區(qū)域內(nèi)的圖像進(jìn)行分割處理，找出描述形容軌道走向的擬合直線，再找出描述形容車(chē)輪走向的擬合直線，通過(guò)兩者之間的位置關(guān)系確定車(chē)輪與軌道的位置關(guān)系，為精確測(cè)量?jī)蓷l擬和直線的各項(xiàng)參數(shù)，避免由于圖像處理整數(shù)級(jí)運(yùn)算及圖像分辨率而帶來(lái)的誤差，還采用了亞像素細(xì)分技術(shù)來(lái)提高運(yùn)算精度。這樣計(jì)算出來(lái)的輪軌相對(duì)位置精度高，穩(wěn)定性好。
[0016]顯示模塊與輪軌相對(duì)位置計(jì)算模塊連接，用于對(duì)計(jì)算的位置數(shù)據(jù)和狀態(tài)進(jìn)行可視化處理，用于列車(chē)駕駛員觀看數(shù)據(jù)，十分清晰、直觀。
[0017]通訊模塊與輪軌相對(duì)位置計(jì)算模塊連接，完成本裝置與列車(chē)上其它設(shè)備的通信，可將計(jì)算出的輪軌相對(duì)位置數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡渌O(shè)備上進(jìn)行二次使用，便于信息的共享，使用方便。
[0018]報(bào)警模塊被輪軌相對(duì)位置計(jì)算模塊控制，當(dāng)輪軌之間的相對(duì)位置超過(guò)警報(bào)值時(shí)進(jìn)行報(bào)警。人機(jī)溝通良好。
[0019]該裝置精度高，實(shí)時(shí)測(cè)量，速度快，安全性好，穩(wěn)定性高，使用簡(jiǎn)便。
【權(quán)利要求】
1.一種高速列車(chē)輪軌橫向位移檢測(cè)模塊，其特征在于:它包括: 數(shù)字化圖像采集模塊:包括高速CXD攝像機(jī)(3 )、鏡頭(4)、光源(I)和保護(hù)罩(2 )。高速CCD攝像機(jī)(3)、鏡頭(4)和光源(I)在前端完成輪軌圖像的精準(zhǔn)采集，并輸送到后端的輪軌相對(duì)位置計(jì)算模塊，保護(hù)(2)可有效保護(hù)高速CXD攝像機(jī)(3)、鏡頭(4)和光源(I)不受泥水、沙子或霜凍等惡劣環(huán)境條件造成的影響； 輪軌相對(duì)位置計(jì)算模塊:通過(guò)串口和網(wǎng)口與數(shù)字化圖像采集模塊連接，控制數(shù)字化圖像采集模塊的運(yùn)行和停止，并接收數(shù)字化圖像采集模塊獲取的輪軌圖像信息，完成對(duì)圖像的處理和數(shù)據(jù)的計(jì)算； 顯示模塊:與輪軌相對(duì)位置計(jì)算模塊連接，用于對(duì)計(jì)算的位置數(shù)據(jù)和狀態(tài)進(jìn)行可視化處理； 通訊模塊:與輪軌相對(duì)位置計(jì)算模塊連接，完成本裝置與列車(chē)上其它設(shè)備的通信； 和報(bào)警模塊:與輪軌相對(duì)位置計(jì)算模塊連接，輪軌之間的相對(duì)位置超過(guò)警報(bào)值時(shí)報(bào)警。
【文檔編號(hào)】B61L15/00GK103738356SQ201310718008
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】井世麗, 張佳麗 申請(qǐng)人:河北漢光重工有限責(zé)任公司